JPH0772699A

JPH0772699A - カラー画像形成方法

Info

Publication number: JPH0772699A
Application number: JP19692494A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Fukuchi; 真和福地; Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1994-08-22
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電工程と像露光工程と現像工程とを複数回
繰り返し、感光体上に複数の色のトナー像を形成した後
で、該複数の色のトナー像を転写材に転写してカラー画
像を得るカラー画像形成方法において、カラートナーに
よる画像の均一性が良く、質の高い画像が得られる。【構成】帯電工程と像露光工程と現像工程とを複数回
繰り返し、感光体上に複数の色のトナー像を形成した後
で、該複数の色のトナー像を転写材に転写してカラー画
像を得るカラー画像形成方法において、２回目以降の現
像工程は、搬送量が0.01〜0.04ｇ／cm²に規制された磁
性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤の現像剤層
を内部に複数の磁極からなる磁石体を有する現像剤搬送
体上に保持して現像領域に搬送すると共に、交番電界下
で前記現像剤層により静電潜像を非接触現像するカラー
画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像形成方法に
関し、更に詳述すれば、電子写真法に於いて感光体上に
順次形成される静電潜像に対して複数の色のトナー像を
形成した後で、この感光体上の複数色のトナー像を転写
材に転写してカラー画像を得るカラー画像形成方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】上記のカラー画像形成方法に用いられる
現像装置としては、次のような方式のものが、小型化が
容易であることから広く採用されている。即ち、現像剤
搬送体としての現像スリーブ表面に、その裏側に位置す
る磁石体の作用によって磁性現像剤の磁気刷子を形成さ
せ、磁性現像剤を現像領域に供給して現像バイアス下で
像担持体上に静電潜像にトナーを付着させる方式のもの
である。

【０００３】近年、電子写真複写装置に於ける複写速度
の高速化及び複写物の高濃度化の要請が強くなり、それ
に伴って像担持体の運動を高速にして静電潜像を短時間
で確実に現像することが望まれるようになってきてい
る。また、オフィス等で文書のカラー化が進んでいる趨
勢から、カラーハードコピーを複写するニーズが高まっ
てきている。また、高速性、かつ高解像力性に併せて色
再現性の良好なカラー複写装置を実現するために好適な
現像方式の出現が望まれるようになってきている。

【０００４】現像の高速化の要求に応えるには、現像ス
リーブを複数設けた現像装置を使用することが考えられ
るが、これでは現像装置が大型になって前述したメリッ
トが失われてしまう。

【０００５】現像剤は、磁性トナーからなる一成分現像
剤と、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現
像剤とに大別される。二成分現像剤は、トナーに黒色乃
至褐色の磁性体を含ませる必要がなくて色の鮮明なトナ
ー像を得ることができ、トナーの帯電制御も容易である
ので、カラー複写に好適である。また像担持体（感光
体）上に複数色のトナー像を重ねて形成するカラー複写
方式では、先に現像されたトナー像を破壊することがな
いよう、磁気刷子を像担持体に接触させないで行う非接
触現像法が好適である。非接触現像は、現像剤搬送体上
野現像剤を像担持体に接触することなく、現像剤搬送体
に交流及び／又は直流バイアスを印加して現像領域に交
番電界を形成し、トナーを飛翔させて静電潜像に付着さ
せる方式である。

【０００６】二成分現像剤を用いて非接触現像或いは接
触に近い現像法で現像を行う例としては、特開昭56-144
452、同57-139761、同59-67565、同59-91453、同59-121
077、同59-154469、同59-181362号公報を挙げることが
できる。

【０００７】カラー複写を行う場合、カラートナーで十
分に現像しないと、得られる複写物は見栄えの悪い再現
性の良くないものになってしまう。そのため、従来のカ
ラー複写では、磁気刷子を高速回転させて現像を行って
いるが、この回転のトルクが大きくなり、また刷子の掃
目が出たり、濃度も十分にはならず、満足し得るような
画像を複写物が得られていないのが現状である。

【０００８】反転現像の場合は、上記の問題に加えて、
非画像部（白地部）、特に画像部（着色部）周辺の非画
像部には、感光体上に静電荷の極性とは逆極性の電荷を
もつ現像剤が付着し易く、かぶりによる画質の劣化や現
像剤の無駄な消費が起こるという厄介な問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、帯電工程と
像露光工程と反転現像工程とを複数回繰り返し、感光体
上に複数の色のトナー像を形成した後で、該複数の色の
トナー像を転写材に転写してカラー画像を得るカラー画
像形成方法において、２回目以降の現像工程は、所定の
搬送量に規制された磁性キャリアとトナーとからなる二
成分現像剤の現像剤層を内部に複数の磁極からなる磁石
体を有する現像剤搬送体上に保持して現像量的に搬送す
ると共に、交番電界下で前記現像剤層により静電潜像を
非接触現像するように構成することにより、カラートナ
ーによる画像の均一性が良く、質の高い画像が得られる
カラー画像形成方法を提供することを目的とするもので
ある。

【００１０】本発明者は、鋭意研究の結果、現像領域へ
の現像剤の搬送量を0.01〜0.04ｇ／cm²の範囲内の量と
することにより、現像剤搬送体上で現像剤全層が自由に
運動し得る状態になり、その結果、現像効率の向上及び
均一な現像性が達成されることを見出した。本発明の上
記の知見によってなされたものである。

【００１１】現像剤の搬送量が0.01ｇ／cm²未満である
と得られる可視像の濃度が不十分となり、これが0.04ｇ
／cm²を超えると非画像部（白地部）にも現像剤が付着
してかぶりが起こり、また、画像部周縁等に付着してか
ぶりが起こり、また、画像部周縁等にキャリア付着が発
生し易く、いずれも良質な可視像が得られなくなる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明のカラー画
像形成方法は、帯電工程と像露光工程と現像工程とを複
数回繰り返し、感光体上に複数の色のトナー像を形成し
た後で、該複数の色のトナー像を転写材に転写してカラ
ー画像を得るカラー画像形成方法において、２回目以降
の現像工程は、搬送量が0.01〜0.04ｇ／cm²に規制され
た磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤の現像
剤層を内部に複数の磁極からなる磁石体を有する現像剤
搬送体上に保持して現像領域に搬送すると共に、交番電
界下で前記現像剤層により静電潜像を非接触現像するこ
とを特徴とするものである。

【００１３】また、前記磁性キャリアは、磁性体粒子に
樹脂の被覆処理を施すか又は、磁性体微粒子の分散樹脂
粒子とすることを特徴とする。

【００１４】さらに、前記磁石体が前記現像領域で交番
磁界を形成することを特徴とする。

【００１５】

【実施例】本発明の具体的実施例を説明する前に本発明
へ適用にふさわしい、二成分現像剤を用いた非接触現像
法を説明する。

【００１６】現像領域における像担持体と現像剤搬送体
との間隙ｄ(mm)（以下、単に間隙ｄという場合があ
る）、現像バイアスの交流成分の電圧Ｖ_AC及び周波数ｆ
(Hz)の値を単独で定めても、優れた画像を得ることは出
来ず、これらのパラメータは相互密接に関連しているこ
とが明らかとなった。そこで、現像バイアスの交流成分
の電圧や周波数等のパラメータを変化させつつ、図１に
示すような現像装置で実験を行ったところ、図２及び図
３に示すような結果を得られた。この現像装置は、現像
剤搬送体である非磁性のスリーブ42及び磁気ロール43が
回転することにより、現像剤Ｄｅをスリーブ42の周面上
矢印Ｂ方向に搬送させ、現像剤Ｄｅの現像領域Ｅに供給
している。なお、現像剤Ｄｅは磁性キャリアと非磁性ト
ナーから成る二成分現像剤で、該キャリアは、平均粒径
30μm、磁化50emu／ｇ、抵抗率10¹⁴Ωcm以上の樹脂コー
ティングされた球状キャリアであり、なお、抵抗率は粒
子を0.50cm²の断面積を有する容器に入れてタッピング
した後、詰められた粒子上に１kg／cm²の荷重を掛け、
荷重と底面電極との間に1000Ｖ／cmの電界が生ずる電圧
を印加したときの電流値を読み取ることで得られた値で
ある。該トナーは熱可塑性樹脂90wt％、顔料（カーボン
ブラック）10wt％に荷電制御剤を少量添加し混練粉砕
し、平均粒径10μmとしたものを用いた。現像剤Ｄｅは
磁気ロール43が矢印Ａ方向、スリーブ42が矢印Ｂ方向に
回転することにより、矢印Ｂ方向に搬送される。現像剤
Ｄｅは、搬送途中で穂立て規制ブレード40によりその厚
さが規制される。現像剤溜り47内には、現像剤Ｄｅの撹
拌が十分に行われるよう撹拌スクリュー41が設けられて
おり、現像剤溜り47内のトナーが消費されたときには、
トナー供給ローラ39が回転することにより、トナーホー
パー38からトナーＴが補給される。そして、スリーブ42
と像担持体である感光体ドラム９との間には、現像を行
うため、現像バイアスを印加すべく直流電源45が設けら
れていると共に、現像剤Ｄｅの現像領域Ｅで振動させ、
現像剤Ｄｅが感光体ドラム９に十分に供給されるよう
に、交流電源46が直流電源45と直列に設けられている。
Ｒは保護抵抗である。

【００１７】図２は、感光体ドラム９とスリーブ42との
間隙ｄを1.0mm、現像剤層厚を0.5mm、感光体の帯電電位
を600Ｖ、現像バイアスの直流成分を200Ｖ交流成分の周
波数を１KHzに設定したときの交流成分の振幅の感光体
ドラム９上の露光部（電位は０Ｖ）に形成されるトナー
像の画像濃度との関係を示している。交流電界強度の振
幅Ｅ_ACは現像バイアスの交流電圧の振幅Ｖ_ACを間隙ｄで
割った値である。図２に示す曲線Ａ、Ｂ、Ｃはトナーの
平均帯電量が夫々30μC／ｇ、20μC／ｇ、15μC／ｇに
荷電制御されたものを用いた場合の結果である。Ａ、
Ｂ、Ｃの三つの曲線は共に、電界交流成分の振幅が200
Ｖ／mm以上で交流成分の効果が現れる。

【００１８】図３は、現像バイアスの交流成分の周波数
を2.5KHzとし、図２の実験時と同一の条件により、交流
の電界強度Ｅ_ACを変化させたときの画像濃度の変化を示
す。

【００１９】この実験例によると、前記交流電界強度の
振幅Ｅ_ACが500Ｖ／mmを超えると画像濃度が大きくなっ
た。

【００２０】なお、図２、図３の結果からわかるように
画像濃度がある振幅を境にして大きく変化するが、この
ある振幅の値は曲線Ａ、Ｂ、Ｃからわかるように、トナ
ーの平均帯電量にあまり依存せず得られるものである。
その理由は次のように考えられる。即ち、二成分現像剤
では、トナーはキャリアとの摩擦やトナーどうしの相互
摩擦により帯電し、トナーの帯電量は広い範囲にわたっ
て分布していると予想され、大きな帯電量をもつトナー
が優先的に現像されると考えられる。荷電制御剤によ
り、平均帯電量を制御しても、これらの大きな帯電量を
もつトナーの占める割合は大きく変化せず、その結果、
現像特性の変化は一応見られるものの大きくは観測され
ないと考えられる。

【００２１】さて、図２、図３と同様な実験を条件を変
えながら行ったところ、交流電界強度の振幅Ｅ_ACと、周
波数ｆの関係について整理でき、図４に示すような結果
を得た。

【００２２】図４において、Ａで示した領域は現像ムラ
が起こりやすい領域、Ｂで示した領域は交流成分の効果
が現れない領域、Ｃで示した領域はトナーがスリーブ42
の方へ逆戻りしやすい領域、Ｄ、Ｅは交流成分の効果が
現れ十分の現像濃度が得られ、かつ既に形成されている
トナー像の破壊が起こらない領域で、Ｅは特に好ましい
領域である。

【００２３】画像濃度が交流電界強度の振幅Ｅ_ACに対
し、増加傾向にある領域、例えば図２の濃度曲線Ａにつ
いては、交流電界強度の振幅Ｅ_ACが0.2〜1.2KV／mmとな
る領域については、現像バイアスの交流成分がスリーブ
からトナーを飛翔する閾値を超え易く働きをし、小さな
帯電量のトナーでも感光体ドラム９に付着され、現像に
供される。従って、交流電界強度の振幅が大きくなるに
従い、画像濃度が大きくなるのである。

【００２４】一方、画像濃度が交流電界強度の振幅Ｅ_AC
に対し飽和する領域、図２の曲線Ａでは交流電界強度の
振幅Ｅ_ACが1.2KV／mm以上の領域については、以下のよ
うにこの現象を説明することについては、以下のように
この現象を説明することができる。即ち、この領域では
交流電界強度の振幅が大きくなるに従ってトナーは強く
振動し、トナーが凝集して形成しているクラスターが壊
れ易くなり、大きな電荷をもつトナーだけが選択的に感
光体ドラム９に付着され、小さな電荷をもつトナー粒子
は現像されにくくなる。また、小さな電荷をもつトナー
は、一度感光体ドラム９に付着しても鏡像力が弱いた
め、交流バイアスによりスリーブ42に戻りやすい、更に
交流成分の電界強度の振幅が大きすぎることにより感光
体ドラム９表面の電荷がリークすることによって、トナ
ーが現像されにくくなるという現象も起こりやすくな
る。実際にはこれらの要因が重なって画像濃度が交流成
分の増加に対し、一定になっていると考えられる。

【００２５】本発明で用いられる二成分現像剤はキャリ
アとして磁性キャリアと、トナーとして非磁性トナーと
から構成されることが特に好ましい。

【００２６】トナーの構成は一般に次の通りである。

【００２７】（１）熱可塑性樹脂：結着剤 80〜90wt％例：ポリスチレン、スチレンアクリル重合体、ポリエス
テル、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリエチレン、エチレン酢ビ共重合体などが混
合される場合が多い。

【００２８】（２）顔料：着色材０〜15wt％例：黒：カーボンブラック青：銅フタロシアニン、スルホンアミド誘電染料黄：ベンジジン誘導体マゼンタ：ポリタングストリン酸、ロータミンＢレーキ
ー、カーミン６Ｂなど（３）荷電制御剤０〜５wt％例：プラス：ニグロシン系（電子供与性）マイナス：有機錯体（電子受容性）（４）流動化剤例：コロイダルシリカ、硫水性シリカが代表的であり、
その他、シリコンワニス、金属石ケン、非イオン界面活
性剤などがある。

【００２９】（５）クリーニング剤感光体におけるトナーのフィルミングを防止する。

【００３０】例：脂肪酸金属塩、表面に有機基をもつ酸
化ケイ素酸、フッ素系界面活性剤がある。

【００３１】（６）充填剤画像の表面光沢の改良、原材料費の低減を目的とする。

【００３２】例：炭酸カルシウム、クレー、タルク、顔
料などがある。

【００３３】これらの材料の他に、かぶりやトナー飛散
を防ぐため磁性体を含有させてもよい。

【００３４】磁性粉としては、0.1〜１μmの四三酸化
鉄、γ-酸化第二鉄、二酸化クロム、ニッケルフェライ
ト、鉄合金粉末などが提案されているが、現在の所、四
三酸化鉄が多く使用されトナーに対して0.5〜75wt％含
有される。磁性粉の種類や量によってトナーの抵抗はか
なり変化するが、十分な抵抗を得るためには、磁性体量
を55wt％以下にすることが好ましい。また、カラートナ
ーとしては、鮮明な色を保ためには、磁性体量を10wt％
以下とすることが望ましい。特に0.5〜５wt％が好まし
い。

【００３５】その他圧力定着用トナーに適する樹脂とし
ては、約20kg／cm程度の力で塑性変形して紙に接着する
ように、ワックス、ポリオレフィン類、エチレン酢酸ビ
ニル共重合体、ポリウレタン、ゴムなどの粘着性樹脂な
どが選ばれる。カプセルトナーも用いることができる。

【００３６】以上の材料の用いて、従来公知の製造方法
によりトナーを作ることができる。

【００３７】本発明の構成において、更に好ましい画像
を得るためにこれらのトナー粒子は、解像力との関係か
ら通常平均粒径が50μm程度以下であることが望まし
い。本手段ではトナー粒径に対して原理的な制限はない
が、解像力、トナー飛散や搬送の関係から通常１〜15μ
m程度が好ましく用いられる。

【００３８】また、繊細な点や線を或いは階調性をあげ
るために磁性キャリア粒子は磁性体粒子と樹脂とから成
る粒子例えば磁性粉と樹脂との樹脂分散系や樹脂コーテ
ィングされた磁性粒子であって、さらに好ましくは球形
化されている。平均粒径が好ましくは50μm以下、特に
好ましくは30μm以下５μm以上の粒子が好適である。

【００３９】また、良好な画像形成の妨げになるキャリ
ア粒子にバイアス電圧によって電荷が注入されやすくな
って像担持体面にキャリアが付着し易くなるという問題
やバイアス電圧が十分に印加されなくなるという問題点
を発生させないために、キャリアの抵抗率は10⁸Ωcm以
上好ましくは10¹³Ωcm以上、更に好ましくは10¹⁴Ωcm以
上の絶縁性のものがよく、更にこれらの抵抗率で、粒径
が上述したものがよい。

【００４０】このような微粒子化されたキャリアの製造
方法は、トナーについて述べた磁性体の熱可塑性樹脂を
用いて、磁性体の表面を樹脂で被覆するかあるいは磁性
体微粒子を分散含有させた樹脂で粒子を作るかして、得
られた粒子を従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別す
ることによって得られる。

【００４１】そして、トナーとキャリアの撹拌性及び現
像剤の搬送性を向上させ、また、トナーの荷電制御性を
向上させてトナー粒子同志やトナー粒子とキャリア粒子
の凝集を起こりにくくするために、キャリアを球形化す
ることが望ましいが、球形の磁性キャリア粒子は、樹脂
被覆キャリア粒子では、磁性体粒子にできるため球形の
ものを選んでそれに樹脂の被覆処理を施すこと、磁性体
微粒子分散系のキャリアでは、できるだけ、磁性体の微
粒子を用いて、分散樹脂粒子形成後に熱風や熱水による
球形化処理を施すこと、或いはスプレードライ法によっ
て直接球形の分散樹脂粒子を形成すること等によって製
造される。

【００４２】本発明で言う現像剤搬送量について説明す
る。

【００４３】図１で現像剤Ｄｅは穂立て規制ブレード40
で量を規制され、スリーブ42と磁気ロール43の相対的回
転により、スリーブ42上に所定量の現像剤が担持、搬送
される。現像領域Ｅでは量規制された現像剤Ｄｅが感光
体ドラム９上の静電潜像に非接触で対向し、潜像電界現
像バイアス磁気力などの総和の結果としてトナーで現像
される。

【００４４】ここで、現像剤搬送量とは現像領域Ｅで、
スリーブ42の単位表面積当たり搬送されている現像剤の
重量を言う。即ち、現像に奇与可能な現像剤量のことを
意味する。

【００４５】例えば、現像剤搬送体表面積10cm²上の現
像剤の重量が0.25ｇであった場合、現像剤搬送量は0.02
5ｇ／cm²と計算される。

【００４６】図５は、後述する実験に使用した現像装置
の断面図である。

【００４７】図５において、138はトナー補給器、139は
スポンジローラ、141−１及び141−２は撹拌スクリュ
ー、144はスクレーパ、142は現像スリーブ、143は磁気
ロール、140は穂立て規制ブレード、Ｒ−２は抵抗、146
は交流電源、145は直流電源である。

【００４８】トナー補給器138から供給されたトナーは
スポンジローラ139と撹拌スクリュー141−１、141−２
の作用により現像スリーブ142と磁気ロール143からなる
現像部へ送り込まれる。現像後スリーブ142上には穂立
て規制ブレード140によって厚みを一定に規制された、
トナーとキャリアからなる現像剤Ｄｅの層が形成され、
これによって感光体ドラム109表面に形成された潜像を
現像する。144は現像剤を掻き取るスクレーパで、現像
スリーブ142表面の現像剤を掻き落とす。なお、矢印ａ
は現像剤の移動方向、矢印ｂは磁気ロールの回転方向で
ある。現像スリーブ142には抵抗Ｒ−２を介して交流電
源146及び直流電源145が接続され、スリーブ142と感光
体ドラム109の間に現像バイアスが印加される。

【００４９】予備実験１スリーブ142と穂立て規制ブレード140との間隙（以下、
現像剤層厚規制ギャップと呼ぶ。）ｇと現像領域Ｅに於
ける現像剤搬送量との関係を調べたところ、図６に示す
結果が得られた。

【００５０】現像装置の操作条件は次の通りである。

【００５１】スリーブ φ24mm 表面加工なしの非磁性ステンレス鋼製スリーブ回転数 30rpm 磁気ロールＮＳ交互配列 10極磁気ロール回転数 800rpm 磁気ロール表面磁束密度 800ガウス現像剤キャリア樹脂分散型磁性キャリア比抵抗≧10¹³Ωcm 重量基準平均粒径 20μm 磁化約50emu／ｇ（1000ガウスの磁束密度下において）トナー重量基準平均粒径 11μm 流動化剤疎水性シリカトナー重量に対して 0.4wt％トナー濃度 20wt％穂立て規制ブレード非磁性ブレード図６から、現像剤層厚規制ギャップｇは、0.01〜0.065m
mの範囲では現像剤搬送量との関係は直線的であり、両
者は比例関係である。

【００５２】スリーブ142の回転数を10〜300rpmの範
囲、磁気ロール143の回転数100〜1500rpmの範囲に変化
させて、上記の同様の実験を行ったところ、図６と略同
様の結果が得られた。このことから、上記の条件内で
は、現像剤層厚規制ギャップｇが現像剤搬送量を決定す
る主たる因子であることが理解できる。

【００５３】予備実験２磁気ロール143の回転数を変化させ、感光体ドラム109の
画像部（静電潜像形成部）の表面電位と画像濃度との関
係を求めた。

【００５４】操作条件は次の通りである。

【００５５】１．感光体ドラムａ．感光層Ｓｅ系ｂ．線速度 150mm／sec ２．表面電位ａ．帯電電位＋1000Ｖｂ．画像部電位＋ 900Ｖｃ．露光部電位＋ 0Ｖ３．現像剤ａ．キャリア磁性粉分散系平均粒径（重量基準）20μm 比抵抗 10¹⁴Ωcm以上磁化約50emu／ｇ（σ1000） σ1000：1000ガウスの磁束密度中での磁化ｂ．トナー樹脂スチレン・アクリル系平均粒径（重量基準）11μm ４．現像装置ａ．スリーブ非磁性ステンレス製 24mmφ 線速度 30mm／secで回転ｂ．磁石８極スリーブ表面磁束密度 800ガウス 100〜1500rpmで回転５．現像条件ａ．感光体スリーブ間最近接ギャップ 0.9mm ｂ．規制ギャップ 0.3mm ｃ．現像バイアス交流分電圧（実効値）1.0KV 周波数２KHz 直流分＋650Ｖｄ．現像剤搬送量 0.024ｇ／cm² 結果は図７に示す通りである。

【００５６】磁気ロールを100〜1500rpmで回転させた場
合、画像部−非画像部表面電位差約600Ｖ近くから画像
濃度は1.0近く又は達し、800Ｖでは十分な濃度得られ
た。磁気ロールを回転させずに固定した（０rpm）場合
現像剤の搬送が安定せず又は不十分で、スリーブ上にム
ラができ、濃度ムラが出たり画像濃度も広い結果となっ
た。

【００５７】現像画像の均一性についても磁気ロールを
回転した場合と止めた場合では差が生じた。反射型濃度
計で画像部をスキャンした例を図８に示す。スキャン方
向は現像方向と直角の方向である。

【００５８】予備実験３現像剤層厚規制ギャップｇを変化させて現像剤の搬送量
を変化させ、現像剤搬送量と画像濃度との関係を求め
た。

【００５９】操作条件は、磁気ロール143の回転数を800
rpmに一定とした以外は、前記実施例１に於けると同様
である。

【００６０】結果は図９に示す通りである。

【００６１】現像剤搬送量0.01ｇ／cm²未満では画像部
濃度が低下し、0.04ｇ／cm²を越えると非画像部濃度の
カブリがあった。

【００６２】搬送量が0.01ｇ／cm²未満の場合、感光体
ドラム109とスリーブ142間ギャップを狭くしていくと濃
度は高くなるが、あまり狭くしすぎるとギャップの精度
出しが難しくなる。また、現像剤の搬送ムラがあって好
ましくない。

【００６３】搬送量が0.04ｇ／cm²を越えると、ギャッ
プを広くすればある程度カブリはとれるが、それに伴っ
て濃度が下がる傾向があった。またトナー飛散も多くな
り好ましくない。また、キャリア飛散、キャリア付着も
次第に顕著になり好ましくない。

【００６４】実施例１本発明の現像方法を、本出願人が先に特開昭60-75850号
公報、同60-76766号公報及び特開昭60-166549号に開示
したカラー画像記録方法に適用した。

【００６５】図10にはカラー画像形成装置を示す。

【００６６】この装置は原稿を光学走査して、その光像
をダイクロイックプリズムなどで色分解し、各々の分解
光をラインイメージセンサ（ＣＣＤなど）で受光し電気
信号に変換し、更にデジタル信号に変換分離回路等によ
り得られた原稿の色信号を半導体レーザー、ＬＥＤ、液
晶ヘッドなどの書込み装置によって感光体上にかき込む
ことにより静電潜像を形成する所謂デジタル型カラー複
写機である。現像方式は反転現像方式とした。

【００６７】図10において、Ａは読取りユニット、Ｂは
書込みユニット、Ｃは画像形成部、Ｄは給紙部である。

【００６８】読取りユニットＡにおいて、201はプラテ
ンガラスで、原稿202はこのプラテンガラス201上に置か
れる。原稿202は、スライドレール203上を移動するキャ
リッジ204に設けた蛍光灯205及び206によって照明され
る。可動ミラーユニット208にはミラー209及び209′が
設けられスライドレール203上を移動し、キャリッジ204
に設けられている第一ミラー207との組合せでプラテン
ガラス201上に原稿202の光像をレンズ読取りユニット22
0へ導出する。

【００６９】キャリッジ204及び可動ミラーユニット208
はステッピングモータ210によりワイヤ215を介して駆動
されるプーリ211、212、213、214により、それぞれＶ及
び１／２Ｖの速度で同方向に駆動される。プラテンガラ
ス201の両端部で裏面側には標準白色板206、207が設け
られ、原稿読取り走査開始前及び走査終了後に標準白色
信号が得られるように構成されている。

【００７０】レンズ読取りユニット220はレンズ221、磁
気駆動部350ａに接続する増幅器ＡＭＰからの位置信号
とアナログ入力信号とを受けて磁気駆動部350ａを駆動
させ、振動子に固定されたガルバノミラー351をコイル
に流れる電流によって規定量だけ往復振動させるように
している。

【００７１】図15は、図14の書込みユニット350を使用
したカラープリンタの概要を示し、図中、ＥＣの外部制
御部、ＤＵは半導体レーザ331を駆動させる駆動ユニッ
ト、241ａは帯電器241の電源であり、その他の図10、図
14と共通する部分は同じ符号を付して示してある。

【００７２】（比較実施例１）現像剤搬送量を0.05ｇ／
cm²、0.08ｇ／cm²の２点を選び、他は前記実施例１と同
じ条件で現像を行った。その結果、非画像部のカブリが
搬送量が多くなるにつれ増加し、また、画像部へのキャ
リア付着、トナー飛散も顕著により、長期的な実用に耐
え得るレベルではなかった。

【００７３】（比較実施例２）現像剤搬送量を0.007ｇ
／cm²、0.005ｇ／cm²のプリズム222、第一読取り基板22
4、レッドチャンネル（以下Ｒ−ｃｈという）ＣＣＤ22
5、第二読取り基板226、シアンチャンネル（以下Ｃ−ｃ
ｈという）ＣＣＤ227から構成される。

【００７４】第一ミラー207、ミラー209、ミラー209′
により伝達された原稿光像はレンズ221により集束さ
れ、プリズム222内に設けられたダイクロイックミラー2
23によりＲ−ｃｈ像とＣ−ｃｈ像とに分離され、第一読
取り基板224上に設けられたＲ−ｃｈＣＣＤ225及び第二
読取り基板226上に設けられたＣ−ｃｈＣＣＤ227の受光
面に夫々結像される。

【００７５】前記蛍光灯205、206はカラー原稿の読取り
に際して光源にもとずく特定の色の強調や減衰を防ぐた
め市販の温白色系蛍光灯が用いられ、またチラツキ防止
のための40KHzの高周波電源で点灯され管壁の定温保持
あるいはウォームアップ促進のためポジスタ使用のヒー
タで保温されている。

【００７６】前記Ｒ−ｃｈＣＣＤ225及びＣ−ｃｈＣＣ
Ｄ227から出力された画像信号は、後述する信号処理部
Ｅにおいて信号処理される。信号処理部Ｅにおいて、後
述するトナーの色に応じ色分解された色信号が出力さ
れ、書込みユニットＢに入力される。

【００７７】書込みユニットＢは図11に示すように構成
され、半導体レーザ331で発生されたレーザビームは駆
動モータ330により回転されるポリゴンミラー332より回
転走査され、Ｆθレンズ333−１を経て反射鏡337により
光路を曲げられて感光体ドラム109の表面上に投射され
輝線339を形成する。334はビーム走査開始を検出するた
めのインデックスセンサで、335、336は倒れ角補正用の
シリンドリカルレンズである。338ａ、338ｂ、338ｃは
反射鏡でビーム走査光路及びビーム検知の光路を形成す
る。

【００７８】走査が開始されるとビームがインデックス
センサ334によって検知され、第一の色信号によるビー
ムの変調が開始される。変調されたビームは、図10の帯
電器241により予め一様に帯電されている感光体ドラム1
09上に走査する。レーザビームによる主走査と感光体ド
ラム109の回転による副走査によりドラム表面に第一の
色に対応する潜像が形成されてゆく。この潜像は例えば
赤色トナーの装填された現像装置243により現像され
て、ドラム表面にトナー像が形成される。得られたトナ
ー像は、ドラム面に保持されたまま、感光体ドラム表面
より引き離されているクリーニング装置246の下を通過
しつぎのコピーサイクルにはいる。感光体ドラム109は
帯電器241により再び帯電される。

【００７９】次いで信号処理部Ｅから出力された第二の
色信号が書込みユニットＢに入力され、前記の第一の色
信号の場合と同様にしてドラム表面への書込みが行われ
潜像が形成される。潜像は第二の色、例えば青色のトナ
ーを装填した現像装置244によって現像される。この青
色トナー像はすでに形成されている前記の赤色トナー像
の上に重ねて形成される。

【００８０】245は黒色トナーを有する現像装置で、信
号処理部で発生される制御信号に基づいてドラム表面上
に黒色トナー像を形成する。これら現像装置243、244、
245のスリーブには交流及び直流のバイアスが印加さ
れ、二成分トナーによるジャンピング現像が行われ、接
地された感光体ドラム109には非接触で現像が行われて
いる。

【００８１】このようにして現像された第一の色信号に
よるトナー像と第二の色信号によるトナー像、及び黒ト
ナーで現像されたトナー像の重ね合わされた像は、転写
極250により給紙部の給送ベルト264、給送ローラ263に
より送られてきた記録紙261上に転写される。トナー像
を転写された転写紙は分離極251により感光体から分離
され、さらに定着器252へ搬送されて定着されたカラー
ハードコピーが得られる。

【００８２】転写の終了した感光体ドラム240にはクリ
ーニング装置246が接触しブレード247によりクリーニン
グを行い不要トナーをドラム表面から除去する。クリー
ニング装置のローラ249は、クリーニング終了後ブレー
ド247が次の露光と現像に備えてドラム表面から離れる
とき、ドラム表面とブレードの間に取り残された少量の
トナーを除去するためのものであり、ドラムと逆方向に
回転しながらドラム表面との接触部を摺擦し残留トナー
を回収する。

【００８３】図10のカラー画像形成装置の現像装置24
3、244、245は図12に示す構造のもので、次の（ｉ）、
（ii）、（iii）の３点以外は図５の現像装置と同じ構
造のものであり、図12では図５と同一の部分には同じ符
号を示してある。

【００８４】（ｉ）スリーブ142、磁気ロール143の回転
方向を図５のそれとは逆の方向にしてある。

【００８５】（ii）穂立て規制ブレード140−２の位置
を、スリーブ142の回転方向に合わせて第５図とは位置
を変更している。

【００８６】（iii）スクレーパ144−２の位置を、スリ
ーブ142の回転方向に合わせて第５図とは位置を変更
し、現像剤溜り中で現像剤Ｄｅ中に埋設させているので
磁性材としている。それは、スリーブ142上に残存する
現像剤をスリーブ142から脱離させ、現像剤Ｄｅと一緒
に撹拌するためである。

【００８７】画像形成の操作条件は次の通りである。

【００８８】画像形成条件像形成体感光層ＯＰＣ（有機光導電材）ドラム径 140mm 線速度 58mm／sec 表面電位帯電電位（現像時の非画像部の電位） −650Ｖ露光部電位 − 10Ｖ像露光条件光源半導体レーザー波長 780±20nm 記録密度 16dots／mm 現像装置スリーブ非磁性ステンレス製、18mmφ 線速度20mm／secで回転マグネット８極、600rpmで回転磁束密度 700ガウス（スリーブ表面）現像剤キャリア磁性粉樹脂分散系平均粒径（重量基準）20μm 比抵抗 10¹⁴Ωcm以上磁化約50emu／ｇ（σ1000） σ1000：1000ガウスの磁束密度中での磁化トナーレッド（Ｒ）平均粒径（重量基準）11μm 平均帯電量 10μC／ｇ（トナー濃度15wt％）ブルー（Ｂ）平均粒径（重量基準）11μm 平均帯電量 11μC／ｇ（トナー濃度15wt％）黒（Ｋ）平均粒径（重量基準）11μm 平均帯電量 12μC／ｇ（トナー濃度15wt％）現像条件感光体・スリーブ間 1.0mm 現像剤層厚 0.2〜0.8mm（静時）（非磁性ブレードで規制）（以下共通）現像剤搬送量（実測値）レッド現像器Ｉ 0.030ｇ／cm² ブルー現像器II 0.025ｇ／cm² 黒現像器 III 0.032ｇ／cm² ３つ共搬送量を例えば0.025ｇ／cm²にそろえて設定して
もよい。

【００８９】現像バイアスＡ（Ｒ） DC-500Ｖ AC 1.0KV（実効値）２KHz Ｂ（Ｂ） DC-500Ｖ AC 1.0KV（実効値）２KHz Ｃ（Ｋ） DC-500Ｖ AC 0.8KV（実効値）２ＫＨｚ現像順Ｒ→Ｂ→Ｋその他のプロセス方式転写コロナ転写定着熱ローラーで加圧クリーニングブレードとクリーニングローラ本実施例においても十分な高濃度の画像が得られた。レ
ッド、ブルーなどのカラートナーによる画像も均一性が
良く、品の高い画質が得られた。

【００９０】黒画像部の濃度は、反射濃度で１．１以上
（露光部）、得られ非画像のカブリやトナー飛散は見ら
れなかった。

【００９１】また、感光体の線速度を58mm／secから120
mm／sec、230mm／secまで速めても十分な高濃度が得ら
れた。

【００９２】図10の装置に於いて、レーザ書込み部の回
転多面鏡332（図11参照）に替えて同様な機能を有する
振動回転型のミラーユニット（ガルドノミラーと呼ばれ
る）を用いることができる。この書込みユニットＢは図
13に示すように構成され、半導体レーザ331で発生した
レーザビームは、駆動部352によって振動されるガルバ
ノミラー351により振動走査され、sin^-1θレンズ333−
２を経て反射鏡337により光路を曲げられて感光体ドラ
ム109の表面上に投射される。その他は図11に於けると
同様である。

【００９３】図14はミラー振動機構350の原理を示し、
演算増幅器ＯＰは、位置センサ350ｂを介して２点を選
び、他は前記予備実験２と同じ条件で現像を行った。そ
の結果、画像部−非画像部電位差800Ｖ部分の画像濃度
が搬送量が低くなるにつれ低下した。それぞれ0.95、0.
70の最高濃度であった。

【００９４】（比較実施例３）実施例３で現像剤搬送量
を黒のみ0.52ｇ／cm²とし、その他は前記実施例１と同
様に像形成を行うと、キャリアの付着やカブリが生じ
た。

【００９５】なお、本発明で使用する感光体、現像剤等
は、上記の例に限られるものではなく、例えば感光体を
アモルファスシリコンの光導電層を備える感光体とする
とか、現像剤のキャリアを粒径10〜40μmのフェライト
粉末に樹脂被覆を施したものとするとか、その他、本発
明の精神を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は帯電工程
と像露光工程と現像工程とを複数回繰り返し、感光体上
に複数の色のトナー像を形成した後で、該複数の色のト
ナー像を転写材に転写してカラー画像を得るカラー画像
形成方法において、２回目以降の現像工程は、搬送量が
0.01〜0.04ｇ／cm²に規制された磁性キャリアとトナー
とからなる二成分現像剤の現像剤層を内部に複数の磁極
からなる磁石体を有す現像剤搬送体上に保持して現像領
域に搬送すると共に、交番電界下で前記現像剤層により
静電潜像を非接触現像するように構成しているので、カ
ラートナーによる画像の均一性が良く、質の高いカラー
画像が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の断面図。

【図２】交流成分の振動とトナー画像濃度の関係を示す
特性図。

【図３】現像バイアスの交流の電界強度を変化させたと
きのトナー画像濃度の変化を示す特性図。

【図４】電界強度と交流バイアス周波数を変化させたと
きの画像濃度特性を示すグラフ。

【図５】本発明に係る現像装置の断面図。

【図６】現像剤層厚規制ギャップと現像剤搬送量との関
係を示すグラフ。

【図７】画像部電位と画像濃度との関係を示すグラフ。

【図８】現像方向に直角方向の画像濃度変化を示すグラ
フ。

【図９】現像剤搬送量と画像濃度との関係を示すグラ
フ。

【図１０】カラー画像形成装置の構成図。

【図１１】レーザ書込み系の構成図。

【図１２】本発明に係る現像装置の断面図。

【図１３】レーザ書込み系の構成図。

【図１４】図13のレーザ書込み系ミラー駆動の原理の位
置例を示すブロック図。

【図１５】図13のレーザ書込み系を使用したカラープリ
ンタの概略斜視図。

【符号の説明】

９、109 感光体ドラム 40、140、140−２穂立て規制ブレード 41、141−１、141−２撹拌器 42、142 現像剤搬送体（スリーブ） 43、143 磁気ロール 44、144、144−２スクレーパ 45、145 直流電源 46、146 交流電源 243、244、245 現像装置Ｄｅ現像剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電工程と像露光工程と現像工程とを複
数回繰り返し、感光体上に複数の色のトナー像を形成し
た後で、該複数の色のトナー像を転写材に転写してカラ
ー画像を得るカラー画像形成方法において、２回目以降
の現像工程は、搬送量が0.01〜0.04ｇ／cm²に規制され
た磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤の現像
剤層を内部に複数の磁極からなる磁石体を有する現像剤
搬送体上に保持して現像領域に搬送すると共に、交番電
界下で前記現像剤層により静電潜像を非接触現像するこ
とを特徴とするカラー画像形成方法。
【請求項２】前記磁性キャリアは、磁性体粒子に樹脂
の被覆処理を施すか又は、磁性体微粒子の分散樹脂粒子
とすることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成
方法。
【請求項３】前記磁石体が前記現像領域で交番磁界を
形成することを特徴とする請求項１または２記載のカラ
ー画像形成方法。