JPH10326036A - カラー記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１画像の周縁部への第２トナー現像および
第２現像時における第１トナーの掻き取り現象を抑止
し、第１、第２の画像記録をより簡略化する。 【解決手段】 グリッドを有する第１スコロトロン帯電
器により静電潜像担持体を帯電した後、第１露光器によ
り第１の静電潜像を形成し、第１の現像器により第１の
色で現像し、その後、グリッドを有する第２スコロトロ
ン帯電器により静電潜像担持体を再帯電した後、第２露
光器により第２の静電潜像を形成し、第２の現像器によ
り第２の色で現像するカラー記録装置において、第２ス
コロトロン帯電器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、第２スコロトロン帯電器の前記
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、かつ、第１帯電直後の帯電電位と
第２帯電直後の帯電電位とを同電位に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【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。

【０００３】

【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技術的課題がある。この第１画像
の周縁部への現像の発生状態を模式的に図６に示す。

【０００４】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
う技術的課題がある。

【０００５】また、前記先行例（第９図（３）（４）参
照）では、第１帯電直後の帯電電位と第２帯電直後の帯
電電位とが相違しているため、第１画像記録及び第２画
像記録の際の露光量制御や現像バイアス電圧制御を夫々
の帯電電位レベルに基づいて個々的に調整しなければな
らず、その分、第１画像記録及び第２画像記録の際の各
制御が複雑になるという技術的課題がある。

【０００６】そこで、本発明は、上述した技術的課題を
解決するためになされたものであって、第１画像の周縁
部への第２トナー現像および第２現像時における第１ト
ナーの掻き取り現象を抑止し、さらに、第１画像記録、
第２画像記録をより簡略化することができるカラー記録
装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、グリッドを有
する第１スコロトロン帯電器により静電潜像担持体を帯
電した後、第１露光器により第１の静電潜像を形成し、
第１の現像器により第１の色で現像し、その後、グリッ
ドを有する第２スコロトロン帯電器により静電潜像担持
体を再帯電した後、第２露光器により第２の静電潜像を
形成し、第２の現像器により第２の色で現像するカラー
記録装置において、前記第２スコロトロン帯電器で付与
する電荷が第１の色トナーの帯電極性と同極性の場合、
前記第２スコロトロン帯電器の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、かつ、第１帯電直後の帯電電位と第２帯電直後の帯
電電位とを同電位に設定したことを特徴とするカラー記
録装置である。

【０００８】次に、上述した技術的手段の作用について
説明する。上記のように、第２スコロトロン帯電器のグ
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、しかも、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。さら
に、第１帯電直後の帯電電位と第２帯電直後の帯電電位
とが同電位に設定されるから、第１画像記録、第２画像
記録が同一帯電レベルに基づいて行なわれる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図１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（本例ではスコロトロン）、２ａは第
１露光器、３ａは第１現像器、１ｂは第２帯電器（本例
ではスコロトロン）、２ｂは第２露光器、３ｂは第２現
像器、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。

【００１０】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露光器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現像器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１
ｂにより、感光体１０ａの表面に帯電を行う。次いで、
第２露光器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現像器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の露光器２
ａ，２ｂ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。

【００１１】次に、本実施の形態で使用した第２帯電器
１ｂについて図２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３０〜１５０μ
ｍ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１１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。

【００１２】また、本実施の形態では、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１６０ｍｍ／ｓである。
また、現像剤としては、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とから成る二
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のキャリアとか
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。

【００１３】◎実施例１ 図１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、図３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（図３（ａ））。次いで、第１露光器２ａから
のレーザー光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（図３（ｂ））。次い
で、このネガ潜像を第１現像器３ａにより現像バイアス
−４５０Ｖで反転現像した（図３（ｃ））。続いて、第
２帯電器１ｂにより帯電を行い（図３（ｄ））、第２露
光器２ｂからのレーザー光により露光部電位−１００Ｖ
のネガ潜像を形成し（図３（ｅ））、次いで第２現像器
３ｂにより反転現像を行った（図３（ｆ））。

【００１４】ここで、第２帯電器１ｂのグリッド電位を
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ＶBK1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。

【００１５】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
て表１を得た。表１中の、ＶBK2は第２帯電後の非画像
部電位、ＶI1は第２帯電後の第１画像部電位である。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１より、第２帯電器１ｂのグリッド電位
ＶGと第１非画像部電位ＶBK1の関係を ｜ＶG｜≧｜ＶBK1｜ 即ち、第２帯電器１ｂのグリッド電位ＶGを、第１非画
像部電位ＶBK1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、ＶGとＶBK1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。特に、表１において、ＶG＝−６５０Ｖの場合
には、第１帯電直後の帯電電位と、第２帯電直後の帯電
電位とが同電位に設定される。

【００１８】◎実施例２ 図１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、図４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（図４（ａ））。次いで、第１露
光器２ａからのレーザー光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（図４
（ｂ））。次いで、このポジ潜像を第１現像器３ａによ
り現像バイアス−６００Ｖで正規現像した（図４
（ｃ））。続いて、第２帯電器１ｂにより帯電を行い
（図４（ｄ））、第２露光器２ｂからのレーザー光によ
り露光部電位−５０Ｖのネガ潜像を形成し（図４
（ｅ））、次いで第２現像器３ｂにより反転現像を行っ
た（図４（ｆ））。

【００１９】ここで、第２帯電器１ｂのグリッド電位を
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ＶBK1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
果として表２を得た。

【００２０】

【表２】

【００２１】表２より、第２帯電器１ｂのグリッド電位
ＶGと第１非画像部電位ＶBK1の関係を ｜ＶG｜≦｜ＶBK1｜ 即ち、第２帯電器グリッド電位ＶGを、第１非画像部電
位ＶBK1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、ＶGとＶBK1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。

【００２２】◎実施例３ 図１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
性と異極性である。以下、図５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（図５（ａ））。次いで、第１露
光器２ａからのレーザー光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（図５
（ｂ））。次いで、このポジ潜像を第１現像器３ａによ
り現像バイアス−２５０Ｖで正規現像した（図５
（ｃ））。続いて、第２帯電器１ｂにより帯電を行い
（図５（ｄ））、第２露光器２ｂからのレーザー光によ
り露光部電位−１００Ｖのネガ潜像を形成し（図５
（ｅ））、次いで第２現像器３ｂにより反転現像を行っ
た（図５（ｆ））。

【００２３】ここで、第２帯電器１ｂのグリッド電位を
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ＶI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
して表３を得た。表３中のＶIは第２帯電前の第１画像
部電位である。

【００２４】

【表３】

【００２５】ＶG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電荷が付与され
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。表３より、
第２帯電器１ｂのグリッド電位ＶGと第１画像部電位ＶI
の関係を ｜ＶG｜＞｜ＶI｜ 即ち、第２帯電器１ｂのグリッド電位ＶGを、第１画像
部電位ＶI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、ＶGとＶI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。

【００２６】本実施の形態では、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、本実施の
形態では、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５９−１９０８５４
号公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、本実施の形態では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。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
第２スコロトロン帯電器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、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トナーの静電潜像担持体表面へ
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。

【００２８】さらに、この発明によれば、第１帯電直後
の帯電電位と第２帯電直後の帯電電位（非画像部電位）
とが同電位に設定されるため、第１画像記録及び第２画
像記録の際に、同一の帯電レベルに基づいて露光量制御
や現像バイアス電圧制御を行なうことが可能になり、そ
の分、露光量制御や現像バイアス電圧制御が容易にな
り、第１画像記録、第２画像記録をより簡略化すること
ができる。尚、第１スコロトロン帯電器と第２スコロト
ロン帯電器とによる帯電レベルを同一に設定できること
に伴って、仮に、帯電器の電源構成を簡略化する必要が
ある場合、第１スコロトロン帯電器のグリッドと第２ス
コロトロン帯電器のグリッドとへ電圧を印加する電源の
共用化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施するために用いるカラー記録装
置の概略構成図である。

【図２】 本発明における第２帯電で用いるスコロトロ
ンの説明図である。

【図３】 実施例１における感光体表面電位の状態の説
明図である。

【図４】 実施例２における感光体表面電位の状態の説
明図である。

【図５】 実施例３における感光体表面電位の状態の説
明図である。

【図６】 周縁部現像発生の状態の説明図である。

【符号の説明】

１ａ…第１帯電器，１ｂ…第２帯電器，２ａ…第１露光
器，２ｂ…第２露光器，３ａ…第１現像器，３ｂ…第２
現像器，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，１
１…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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 グリッドを有する第１スコロトロン帯電
   器により静電潜像担持体を帯電した後、第１露光器によ
   り第１の静電潜像を形成し、第１の現像器により第１の
   色で現像し、その後、グリッドを有する第２スコロトロ
   ン帯電器により静電潜像担持体を再帯電した後、第２露
   光器により第２の静電潜像を形成し、第２の現像器によ
   り第２の色で現像するカラー記録装置において、 前記第２スコロトロン帯電器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、前記第２スコロトロ
   ン帯電器の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、かつ、第１帯電直
   後の帯電電位と第２帯電直後の帯電電位とを同電位に設
   定したことを特徴とするカラー記録装置。