JPH0769646B2 - カラー記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は静電潜像を利用してカラー記録を行う装置に関
し、特に帯電工程、潜像形成工程、現像工程を複数回繰
り返した後に、得られたトナー像を記録紙上に一括転写
するカラー記録装置に関する。

（従来の技術） 従来のカラー記録装置としては、特開昭58−116553号公
報に記載されているような装置が知られている。この装
置では、帯電、画像部露光、反転現像を２回繰り返して
感光体上に２色トナー像を形成した後に、記録紙上にト
ナー像を一括転写する。また、同公報では、第１現像後
にスコロトロンを使用して第２帯電を行って画像部と非
画像部の電位をほぼ同程度とし、第２現像にソフトな１
成分磁性トナー現像を使用することにより第２現像時の
第１トナーの掻き取りの発生を抑えて、第１画像部への
第２トナー付着（以降、混色と称す）の発生を防止する
方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、特開昭58−116553号公報に示される方法
では、第２帯電の際に第１画像部と非画像部の間で感光
体近傍の電気力線の回り込みがあるため、第１画像の周
縁部が十分に帯電されずに電位の低い状態で残り、第２
現像時に第１画像の周縁部への現像が発生して第１画像
品質が著しく低下してしまうという問題点がある。この
第１画像の周縁部への現像の発生状態が模式的に第６図
に示す。

さらに、第２現像時に混色が発生しないように現像バイ
アスを設定する必要があるため、第２現像バイアスと第
１画像部との電位差が大となり、第１トナーが電気的に
掻き取られて第２現像器中に混入し、第１画像の濃度低
下と第２現像剤の寿命低下が発生するという問題点があ
る。

そこで、本発明は第１画像の周縁部への第２トナー現像
および第１トナーの第２現像器への混入を抑止すること
を課題とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、静電潜像担持体上の第１の静電潜像を第１の
色で現像した後グリッドを有するスコロトロンにより静
電潜像担持体上に電荷を与え、その後第２の静電潜像の
形成および第２の色で現像するカラー記録装置におい
て、前記スコロトロンで付与する電荷が第１の色トナー
の帯電極性と同極性の場合は、前記グリッドに印加する
電位を、第１の静電潜像の非画像部の電位と等しいか、
または第１の静電潜像の非画像部の電位を基準のゼロと
した場合に画像部の電位と逆極性になるように設定し、
前記スコロトロンで付与する電荷が第１の色トナーの帯
電極性と異極性の場合は、前記グリッドに印加する電位
を、第１の静電潜像の画像部の電位を基準のゼロとした
場合に非画像部の電位と逆極性になるように設定するこ
とを特徴とするカラー記録装置である。

さらに、本発明のカラー記録装置では、前記スコロトロ
ンで付与する電荷が第１の色トナーの帯電極性と異極性
の場合は、前記グリッドと第１の静電潜像の非画像部と
の電位差が50V以上に設定されている事が望ましく、前
記スコロトロンで付与する電荷が第１の色トナーの帯電
極性と異極性の場合は、前記グリッドと第１の静電潜像
の画像部との電位差が150V以上に設定されている事が望
ましい。

（作用） 上記のように第２帯電器グリッド電位を設定することに
より、第１画像の周縁部まで十分に帯電することが可能
となり、第１画像周縁部への第２トナー現像の発生を防
止することができる。さらに、第１トナーに対して第２
帯電で十分に電荷が付与されるので、第１トナーの感光
体表面への付着力が増加し、第２現像時に掻き取られる
ことが無い。

（実施例） 以下、実施例によって本発明を説明する。第１図は、本
発明を実施するために用いるカラー記録装置の一例であ
る。1aは第１帯電器、2aは第１露光手段、3aは第１現像
手段、1bは第２帯電器、2bは第２露光手段、3bは第２現
像手段、４は転写前コロトロン、５は転写コロトロン、
６は剥離コロトロン、７はクリーナー、８は光除電器、
９は記録紙、10は感光体ドラム、10aは感光体である。

感光体ドラム10は矢印の方向に回転している。まず、第
１帯電器1aにより、感光体10aの表面は一様に帯電され
る。次いで、第１露光手段2aにより、第１色に対応した
画像情報に応じた露光が行われ、感光体10a上に第１の
静電潜像が形成される。次いで、第１現像手段3aによっ
て第１の色に応じたトナーで静電潜像を現像して顕像化
する。続いて、第２帯電器1bにより、感光体10aの表面
に帯電を行う。次いで、第２露光手段2bにより、第２色
に対応した画像情報に応じた露光が行われ、感光体10a
上に第２の静電潜像が形成される。次いで、第２現像手
段3bによって第２の色に応じたトナーで静電潜像を現像
して顕像化する。転写前コロトロン４は、必要に応じて
転写前に感光体上に保持されている第１トナーおよび第
２トナーの極性を揃えたり、または転写性を向上させる
ために設けられている。第１トナーおよび第２トナー
は、記録紙９に転写コロトロン５によって転写され、記
録紙９は剥離コロトロン６により感光体ドラム10より剥
離する。トナーは、次いで図示しない定着部で記録紙上
に定着される。また、感光体10aは再使用のためにクリ
ーナー７、光除電器８の作用を受ける。

上記第１および第２の露光手段としては、レーザー書き
込み装置、LEDアレイ、一様光源と液晶マイクロシャッ
ターからなる液晶ライトバルブ等、任意のものが目的に
応じて使用できる。

次に、本実施例で使用した第２帯電器1bに付いて第２図
を用いて説明する。金属ケース11の内部に、コロナワイ
ヤ12として直径が30〜150μｍ程度の金属ワイヤを設け
て４〜9kV程度の高電圧を印加する。また、金属ケース1
1の開口部にグリッドワイヤ13として直径が30〜150μｍ
程度の金属ワイヤをピッチが１〜3mm程度となるように
複数本設ける。コロナワイヤ12とグリッドワイヤ13と
は、各々電源14と15に接続されている。

実施例では、感光体10aとして負帯電の有機感光体（以
降、OPCと称す）を使用した。感光体表面移動線速度は1
60mm/s。また、現像剤は、第１現像は赤色トナーと平均
粒子径100μｍのフェライト粒子キャリアから成る二成
分現像剤を使用した。第２現像は黒色トナーと、樹脂中
に磁性粉を分散した平均粒子径40μｍのキャリアから成
る二成分現像剤を使用した。また、第１現像、第２現像
ともに磁気ブラシ現像で実施した。

実施例１ 第１図に記載のカラー記録装置を用いて、第１露光、第
２露光ともに画像部露光、第１現像、第２現像ともに反
転現像として実験を行った。第１現像剤、第２現像剤と
もにトナーは負帯電である。また、第２帯電で付与する
電荷の極性は負であり、第１トナーの帯電極性と同極性
である。

以下、第３図を用いて画像形成工程を説明する。

第１帯電器1aにより、OPC表面を一様に−650Vに帯電し
た（第３図（ａ））。次いで、レーザー光2aにより画像
部露光を行い、露光部電位が−100Vのネガ潜像を形成し
た（第３図（ｂ））。次いで、このネガ潜像を第１現像
手段3aにより現像バイアス−450Vで反転現像した（第３
図（ｃ））。続いて、第２帯電器1bにより帯電を行い
（第３図（ｄ））、レーザー光2bにより露光部電位−10
0Vのネガ潜像を形成し（第３図（ｅ））、次いで第２現
像手段3bにより反転現像を行った（第３図（ｆ））。

ここで、第２帯電器グリッド電位を変化させて、第１画
像周縁部への第２トナー現像（以降、周縁部現像と称
す）および第１画像濃度低下との関係を調査した。この
時、グリッドと感光体の間の距離は1.0mm、コロナワイ
ヤ電圧は−5.5kVとした。第２帯電前の第１非画像部電
位V_BK1は−600Vである。第２現像バイアスは、混色およ
び地カブリの発生を防ぐために、第２帯電後の第１画像
部電位＋100Vに設定した。

なお、結果を評価するに当たり、第１画像濃度低下は、
第２現像の作用を受けない第１単色時の濃度より、第２
現像の作用を受けた２色時の濃度を減じた差分で評価し
た。濃度は反射濃度計で測定した。また、周縁部現像は
その発生レベルで評価した。○は発生の無い状態、△は
若干の発生はあるが実用的に許容可能な状態（反射濃度
0.25以下に対応）、×は使用不可能な状態（反射濃度0.
25以上に対応）を示す。

結果として第１表を得た。第１表中の、V_BK2は第２帯電
後の非画像部電位、V_I1は第２帯電後の第１画像部電位
である。

第１表より、第２帯電器グリッド電位V_Gと第１非画像部
電位V_BK1の関係を |V_G|≧|V_BK1| 即ち、第２帯電器グリッド電位V_Gを、第１非画像部電位
V_BK1を基準のゼロとした場合に、第１画像部電位と逆極
性またはゼロに設定すれば、周縁部現像を抑止できるこ
とがわかる。また、このとき同時に、第１トナーに電荷
が付与されて、第１トナーの感光体表面への付着力が増
大しているので、第２現像の際に第１トナーが掻き取ら
れることがなく、濃度低下や混入が発生しない。

さらに、V_GとV_BK1との電位差を50V以上に設定すれば、
より有効に周縁部現像の発生を防止することができる。

実施例２ 第１図に記載のカラー記録装置を用いて、第１露光は非
画像部露光、第２露光は画像部露光、第１現像は正規現
像、第２現像は反転現像として実験を行った。トナーの
帯電極性は第１が正で第２が負である。また、第２帯電
で付与する電荷の極性は正であり、第１トナーの帯電極
性と同極性である。

以下、第４図を用いて画像形成工程を説明する。

第１帯電器1aにより、OPC表面を一様に−800Vに帯電し
た（第４図（ａ））。次いで、レーザー光2aにより非画
像部露光を行い、露光部電位が−450Vのポジ潜像を形成
した（第４図（ｂ））。次いで、このポジ潜像を第１現
像手段3aにより現像バイアス−600Vで正規現像した（第
４図（ｃ））。続いて、第２帯電器1bにより帯電を行い
（第４図（ｄ））、レーザー光2bにより露光部電位−50
Vのネガ潜像を形成し（第４図（ｅ））、次いで第２現
像手段3bにより反転現像を行った（第４図（ｆ））。

ここで、第２帯電器グリッド電位を変化させて、周縁部
現像および第１画像濃度低下との関係を調査した。この
時、グリッドと感光体の間の距離は1.0mmとし、コロナ
ワイヤ電圧は＋5.5kVとした。第２帯電前の第１非画像
部電位V_BK1は−400Vである。第２現像バイアスは、混色
および地カブリの発生を防ぐために、第２帯電後の非画
像部電位＋100Vに設定した。評価は、実施例１と同様に
して行った。

結果として第２表を得た。

第２表より、第２帯電器グリッド電位V_Gと第１非画像部
電位V_BK1の関係を |V_G|≧|V_BK1| 即ち、第２帯電器グリッド電位V_Gを、第１非画像部電位
V_BK1を基準のゼロとした場合に、第１画像部電位と逆極
性またはゼロに設定すれば、周縁部現像を抑止できるこ
とがわかる。また、このとき同時に、第１トナーに電荷
が付与されて、第１トナーの感光体表面への付着力が増
大しているので、第２現像の際に第１トナーが掻き取ら
れることがなく、濃度低下や混入が発生しない。

さらに、V_GとV_BK1との電位差を50V以上に設定すれば、
より有効に周縁部現像の発生を防止することができる。

実施例３ 第１図に記載のカラー記録装置を用いて、第１露光は非
画像部露光、第２露光は画像部露光、第１現像は正規現
像、第２現像は反転現像として実験を行った。トナーの
帯電極性は第１が正で第２が負である。また、第２帯電
で付与する電荷の極性は負であり、第１トナーの帯電極
性と同極性である。

以下、第５図を用いて画像形成工程を説明する。

第１帯電器1aにより、OPC表面を一様に−450Vに帯電し
た（第５図（ａ））。次いで、レーザー光2aにより非画
像部露光を行い、露光部電位が−100Vのポジ潜像を形成
した（第５図（ｂ））。次いで、このポジ潜像を第１現
像手段3aにより現像バイアス−250Vで正規現像した（第
５図（ｃ））。続いて、第２帯電器1bにより帯電を行い
（第５図（ｄ））、レーザー光2bにより露光部電位−10
0Vのネガ潜像を形成し（第５図（ｅ））、次いで第２現
像手段3bにより反転現像を行った（第５図（ｆ））。

ここで、第２帯電器グリッド電位を変化させて、周縁部
現像および第１画像濃度低下との関係を調査した。この
時、グリッドと感光体の間の距離は1.0mmとし、コロナ
ワイヤ電圧は−5.5kVとした。第２帯電前の第１画像部
電位V_Iは−400Vである。第２現像バイアスは、混色およ
び地カブリの発生を防ぐために、第２帯電後の非画像部
電位＋150Vに設定した。評価は、実施例１と同様にして
行った。

結果として第３表を得た。第３表中のV_Iは第２帯電前の
第１画像部電位である。

V_Gが−400Vから−500Vの範囲で濃度低下が発生している
が、これは、第２帯電によって、第１トナーの帯電極性
と逆極性の負帯電が付与されるた め、第１トナーの電荷量が減少し、第１トナーの感光体
表面への付着力が減少するためである。第３表より、第
２帯電器グリッド電位V_Gと第１画像部電位V_Iの関係を |V_G|＞|V_I| 即ち、第２帯電器グリッド電位V_Gを、第１画像部電位V_I
を基準のゼロとした場合に、第１非画像部電位と逆極性
に設定して、V_GとV_Iとの電位差を150V以上に設定すれ
ば、濃度低下が発生しないことがわかる。これは、第１
トナーに十分に逆極性の電荷が付与されて負の電荷量が
増加し、第１トナーの感光体表面への付着力が増大する
ので、第２現像の際に第１トナーが掻き取られることが
なくなるためである。また、このとき同時に、第１画像
の周縁部まで十分に帯電されるため、周縁部現像も発生
しない。

本実施例では、第２現像として磁気ブラシ現像法を使用
したが、非接触現像法や、１成分磁性トナーまたは非磁
性トナーを用いた接触現像法に比べて、機械的に掻き取
る作用の大きい磁気ブラシ現像法を使用しても第２現像
において掻き取られることがなく、良好なカラー画像を
得ることができた。

また、本実施例では、潜像担持体として感光体を使用し
たが、潜像担持体として誘電体を使用して、静電プリン
ターに使用されている放電記録ヘッドや特開昭59−1908
54号広報で開示されているイオン流制御ヘッド等により
静電潜像を形成してもよい。

また、本実施例では２色のカラー記録装置について説明
したが、３色以上のカラー記録装置においても同様に適
用可能である。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、第２帯電時にス
コロトロンで付与する電荷が第１の色トナーの帯電極性
と同極性の場合は、第２帯電器グリッドに印加する電位
を、第１の静電潜像の非画像部の電位と等しいか、また
は第１の静電潜像の非画像部の電位を基準のゼロとした
場合に画像部の電位と逆極性になるように設定し、第２
帯電時にスコロトロンで付与する電荷が第１の色トナー
の帯電極性と異極性の場合は、第２帯電器グリッドに印
加する電位を、第１の静電潜像の画像部の電位を基準の
ゼロとした場合に非画像部の電位と逆極性になるように
設定したので、第１画像の周縁部まで十分に帯電するこ
とが可能となり、周縁部現像の発生を防止することがで
き、さらに、第１トナーに対して第２帯電で十分に電荷
が付与されるので、第１トナーの感光体表面への付着力
が増加し、第２現像時に掻き取られることが無いという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するために用いるカラー記録装
置の概略構成図、第２図は、本発明における第２帯電で
用いるスコロトロンの説明図、第３図は、実施例１にお
ける感光体表面電位の状態の説明図、第４図は、実施例
２における感光体表面電位の状態の説明図、第５図は、
実施例３における感光体表面電位の状態の説明図、第６
図は、周縁部現像発生の状態の説明図である。 1a……第１帯電器、1b……第２帯電器、2a……第１露光
手段、2b……第２露光手段、3a……第１現像手段、3b…
…第２現像手段、４……転写前コロトロン、５……転写
コロトロン、６……剥離コロトロン、７……クリーナ
ー、８……光除電器、９……記録紙、10……感光体ドラ
ム、10a……感光体、11……金属ケース、12……コロナ
ワイヤ、13……グリッドワイヤ、14……電源、15……電
源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−116553（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−15945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−116763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−247650（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−109457（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−85873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−124354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−273885（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像担持体上の第１の静電潜像を第１
   の色で現像した後グリッドを有するスコロトロンにより
   静電潜像担持体上に電荷を与え、その後第２の静電潜像
   の形成および第２の色で現像するカラー記録装置におい
   て、前記スコロトロンで付与する電荷が第１の色トナー
   の帯電極性と同極性の場合は、前記グリッドに印加する
   電位を、第１の静電潜像の非画像部の電位と等しいか、
   または第１の静電潜像の非画像部の電位を基準のゼロと
   した場合に画像部の電位と逆極性になるように設定し、
   前記スコロトロンで付与する電荷が第１の色トナーの帯
   電極性と異極性の場合は、前記グリッドに印加する電位
   を、第１の静電潜像の画像部の電位を基準のゼロとした
   場合に非画像部の電位と逆極性になるように設定するこ
   とを特徴とするカラー記録装置。