JPS60159766A - カラ−記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）　発明の技術分野 この発明は電子写真記録方式や静電記録方式などによる
カラー記録装置に係り、特に連続して記録を行なっても
混色が発生しないカラー記録装置に関する。

（ｂ）　技術の背景 情報の多様化にともなって出力情報のカラー化が要求さ
れつつある。電子写真記録方式や静電記録方式による記
録装置の分野においても例外ではなくカラー記録や多色
記録が要望されている。

このような静電潜像を用いる記録装置では潜像形成と現
像の工程を順次繰り返して記録を行なう際に各現像工程
において互いに異なる色のトナーにより潜像を可視化す
ることによりカラー記録が行なわれる。このような記録
装置では異なる色のトナーが互いに混入し合って本来の
色による記録ができなくなるという所謂混色に対する考
慮が要求される。

（Ｃ１従来技術と問題点 この混色という現象について電子写真記録方式を採用し
た２色カラー記録装置を例にとって説明する。

電子写真記録では感光ドラムの表面を一様に帯電する帯
電工程、レーザ光により潜像を形成する潜像形成工程、
現像部よりトナーを供給してトナー像を形成する現像工
程を記録の一周期としている。したがって帯電工程、第
１の色の像に対応する潜像形成工程、第１の色のトナー
による現像工程、再帯電工程、第２の色の像に対応する
潜像形成工程、第２の色のトナーによる現像工程を順次
繰り返すことにより２色のトナー２色像を得ることがで
きる。

このようなカラー記録装置において第２の現像部換言す
ると第２の色のトナーを供給する現像部に注目すると、
第２の現像部では既に第１の色のトナーによるトナー像
が形成されている感光層に第２の色のトナーを供給する
こととなる。この時に第１の色のトナー像を構成するト
ナーの一部が剥離されて第２の現像部に混入する。この
結果記録を長い時間行うと第２の現像部の現像剤中に第
１の色のトナーが蓄積し第２の現像部での現像が混色す
るという問題が生じる。第１の色のトナーと第２の色の
トナーとが互いに異なる極性の電荷の場合はその極性の
違いを利用して両者を分離することは比較的容易である
が、同じ極性の場合には分離することは困難であるため
に従来は混色が生じると総ての現像剤を交換している。

このように混色の発生が現像剤の寿命を短くしているの
が現状である。

このために、一つの色のトナー像を形成する度にそのト
ナー像を感光ドラムがら記録用紙にそのトナー像を転写
するカラー記録方式が考えられる。

この方式によれば現像工程では異色トナーの混入を防止
することができるが、記録用紙に対するトナー像の転写
を各色のトナー毎に複数回行なうために、記録用紙上に
おける各色のトナー像に位置ずれが生じ易いなどの欠点
を有している。

」）発明の目的 この発明はかかる点に鑑みて、複数の色のトナー像を潜
像形成媒体上に順次形成し、この多色トカー像を一括し
て記録用紙に転写する方式においても異色トナーの混入
を防止し、もって混色のないカラー記録装置を提供する
ものである。

（ｅ）　発明の構成 このために本発明は各現像手段の現像剤におけるトナー
の電荷量を異ならしめ、この電荷量の相違を利用して異
色トナーの混入を防止したものである。すなわち、潜像
形成媒体と、この媒体に電荷を供給する帯電手段と、潜
像形成媒体上に記録すべき画像に対応した静電潜像を形
成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視化する複数個
の現像手段と、可視化されたトナー像を記録用紙に転写
する転写手段とを備え、前記帯電と潜像形成および現像
を順次複数回繰り返して潜像形成媒体上に多色のトナー
像を形成した後にこの多色のトナー像を一括して前記記
録用紙に転写するカラー記録装置において、前記各現像
手段における現像剤はトナーの電荷量がそれぞれ異なる
とともに、後段の現像手段はどトナーの電荷量が小さい
現像剤を使用することを特徴とする。

（ｆｌ　発明の実施例 以下に本発明によるカラー記録装置の実施例を詳細に説
明する。

第１図は電子写真記録方式を採用した２色のカラー記録
装置の概要図である。第１図における記録装置は感光ド
ラム１１、帯電器１２ａ、第１の露光部１３ａ、第１の
現像部１４ａ、再帯電器１２ｂ、第２の露光部１３ｂ、
第２の現像部１４．ｂ、転写器１５、除電器１６、クリ
ーナ１７、そして除電ランプ１８よりなる。

潜像形成媒体としての感光ドラム１１はその表面に感光
層１１ａを有し、矢印方向に定速回転する。

帯電器１２ａおよび再帯電器１２ｂは感光層１１ａの全
面に電荷を供給することにより一様帯電する。第１の露
光部１３ａおよび第２の露光部１３ｂはレーザ光などに
より感光層を照射することにより第１の色および第２の
色の画像に対応する潜像を感光ドラムｌｌ上に形成する
。第１の現像部１４ａおよび第２の現像部１４ｂは互い
に異なる第１の色のトナーおよシ第２の色のトナーをそ
れぞれ対応する潜像に供給することによりトナー像を形
成しもって潜像を可視化する。転写器１５は転写コロト
ロン１５ａを有し、感光ドラム１１上に形成されたトナ
ー像を記録用紙１９に転写する。除電器１６は感光ドラ
ム１１上の電位を低下するものであり、これによってク
リーナ１７おける残留トナーの除去を容易にする。

除電ランプ１８は感光層の表面電位を一定にするもので
あり、感光層を全面露光する。

第２図に現像部の詳細構成を示す。なお、現像部１４ａ
と現像部１４ｂとはその構造は同様なので現像部１４ａ
についてのみ説明する。

現像部１４ａは現像担持体としての現像ローラ２２ドク
タブレード２３よりなる。現像ローラ２２はマグネット
ローラ２２ａと非磁性体（例えばアルミニューム）のス
リーブ２２ｂよりなる。現像剤２４はキャリア２４ａと
トナー２４ｂよりなる二成分現像剤である。キャリア２
４ａは抵抗率が１０１２〜１０Ωｃｍで粒子径が５〜５
０μｍの磁性体よりなる所謂マイクロキャリアであり、
トナー２４ｂは絶縁性の非磁性体よりなる。これらトナ
ーとキャリアとをトナー濃度が５〜８０訂％となるよう
に混合しである。

スリーブ２２ｂは固定され、マグネットローラ２２ａが
矢印の方向に回転することにより現像剤２４は矢印方向
に搬送される。その現像剤２４の層の厚みはドクターブ
レード２３によって０．２〜１．０ｍｍに規定される。

現像ローラ２２と感光ドラム１１とは感光層１１ａと現
像剤の層とが接触しないように間隔ｄ（０，２〜０．５
ｍｍ　）を介して対向している。そして現像ローラ２２
と感光ドラム１１との間には電源２５により現像バイア
ス電圧が印加されている。この電源２５は交流電圧（周
波数５００〜２０００１１ｚ・振幅１０００〜２０００
Ｖｐｐ　）あるいはオフセント電圧３００〜５００■で
直流偏倚された交流電圧を供給している。この電界によ
って現像ローラ２２上のトナー２４ｂのみがこの空隙を
介して飛ムして感光層１１ａに付着してトナー像を形成
する。したがって、現像部では感光層と現像剤の層とが
非接触なので第２の現像部１４ｂでは第１の現像部１４
ａによって形成されたトナー像を破壊することなく現像
することができる。また、現像剤の層が感光層と軽く接
触する程度にし、３００〜５００Ｖの直流電圧を印加し
て現像を行なってもマイクロキャリアを用いた現像剤の
穂はやわらかいため、感光層上の第１の現像部１４ａに
よって形成されたトナー像を破壊することなく現像でき
る。

第１の現像部１４ａ、第２の現像部１４ｂにおける現像
剤２４は前記のように共にキャリアとトナーよりなる二
成分現像剤であるが、現像部１４ａと現像部１４ｂにお
けるトナーの電荷量は異なり、かつ第１の現像部１４ａ
におけるトナーの電荷量に対して第２の現像部１４ｂに
おけるトナーの電荷量が小さくなるように設定されてい
る。−例として第１の現像部におけるトナー比電荷を１
５〜２５μＣ／ｇ、第２の現像部におけるトナー比電荷
を５〜１５μＣ／ｇに設定する。トナーの電荷量をｑと
するとトナーの吸着力Ｆはｑの２乗に比例することが知
られている。したがって、トナーの電荷量が増加するに
したがって感光層に対する付着力も増加する。

この結果、第１の現像部１４ａにおける感光層に対する
トナーの付着力は大きいために、第２の現像部１４ｂに
おける現像工程の際に第１のトナーが感光層から剥離す
ることがなく、第２の現像部の現像剤に第１のトナーが
混入することがない。

次ぎに記録の工程を第３図にそって簡単に説明する。な
お、第３図は各工程における感光ドラム上の電位を示す
。

まず、帯電器１２ａによって感光層１１ａの表面は電位
Ｖｓ　（例えばｅｏｏｖ）に帯電される（第３図ｆａ）
）。第１の露光部１３ａによって画像部分に対応する電
荷を除去しその電位を略０■とすることにより第１の色
の画像に対応する潜像が形成される（第３図（ｂ））。

この静電潜像は第１の現像部１４ａによって第１の色の
トナー２４ｂが供給されてトナー像が形成され可視化さ
れる（第３図（Ｃ））。この時第１の色のトナー２４ｂ
はその電荷量が大きいので感光層に対して大きな力で付
着する。

更に再帯電器１２ｂによって潜像は略電位Ｖｓに引き上
げられ（第３図（ｄｌ）、第２の露光部１３ｂによって
潜像が形成され（第３図（ｅ））、第２の現像部１４ｂ
によって第２の色のトナー３４ｂによる像形成が行なわ
れる（第３図（ｆ））。この現像部における感光層と現
像剤の層の距離ｄおよび現像剤の層の厚みあるいはスリ
ーブに印加するバイアス電圧などの現像条件は第１の現
像部１４ａにおける現像条件と略同じである。この第２
の現像部１４ｂにおいては第１の現像部において形成さ
れたトナー像は感光層に大きな力で付着しているので第
１の色のトナー像が第２の現像部を通過する際に電界に
よっであるいは、第２の現像剤の機械的な力によって感
光層から剥離されることがない。

このようにして形成された２色のトナー像は転写５１５
により記録用紙１９に転写され、図示しない定着部を経
ることにより記録用紙に定着される。

転写が終了した感光ドラム１１は除電器１６、クリーナ
１７、除電ランプ１８によりその表面の残留トナーが除
去され、電位が０■となる。

上記の実施例では第１と第２の現像条件を略同しすると
、第１の色のトナー濃度と第２の色のトナー濃度とが異
なるという問題点が新に生じる。

すなわち、第４図に示すようにトナーの比電荷の値とト
ナーの付着量の関係は比電荷の値が小さいほど付着量は
増加することが知られている。そこで第１の色のトナー
濃度と第２の色のトナー濃度とが略一致するような改良
が必要となる。

それは、第２の現像部における潜像強度を小とするか、
あるいは第２の現像部においてトナーの付着が少ない現
像条件とすればよい。潜像強度を小とする方法としては
露光部における露光量を制御して感光層の電位をＯｖま
で減衰させないようにすることが考えられる。具体的に
は感光層の電位６００ｖからＱｖまで減衰させずに露光
量を減少して感光層の電位を１００〜３００ｖ程度とな
るようにする。潜像強度を小とすると比電荷の小さなト
ナーを使用しても第２の色のトナーの何着量は減少する
ためにトナー濃度のアンバランスは解消される。

トナーの付着量を減少させるための現像条件としては第
２の現像部における交流電圧の振幅を第１の現像部のそ
れよりも小とするかあるいは、直流バイアス電圧を小さ
くする。したがって、トナーの付着量が減少されるので
前記と同様にトナー濃度のアンバランスは解消される。

なお、前記実施例は電子写真記録方式について述べたが
、静電記録層を有するドラムに対してピン電極あるいは
イオン流制御法により静電潜像を形成する方式の記録装
置にも同様にして適用できる。また、２色に限定される
ことなく３色以上の多色記録でも同様である。

（ｇｌ　発明の効果 以上のように本発明によれば各現像手段における現像剤
をトナーの電荷量がそれぞれ異なるとともに、後段の現
像手段はどトナーの電荷量が小さい現像剤を使用するも
のである。したがって、後段の現像部では大きな力でト
ナーが付着しているのでトナーが剥離することがなく、
長い時間にわたり混色のない良好な画像を安定して得る
ことができる

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係り、第１図は電子写真記録方式による
２色カラー記録装置の概要を示す構成図、第２図は第１
図における現像部の詳細を示す構成図、第３図（ａ）〜
（ｆ）は各記録工程における感光ドラム表面の電位変化
を示す電位図、第４図はトナー比電荷とトナー付着量と
の関係を示す特性図である。 図中、１１は感光ドラム、１２ａは帯電器、１２ｂ再帯
電器、１３ａ・１３ｂは露光部、Ｌ４ａ４４ｂは現像部
、２２ば磁気ローラ、２４は現像剤、２４ａはキャリア
、２４ｂはトナーを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 潜像形成媒体と、この媒体に電荷を供給する帯電手段と
   、潜像形成媒体上に記録すべき画像に対応した静電潜像
   を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を可視化する複
   数個の現像手段と、可視化されたトナー像を記録用紙に
   転写する転写手段とを備え、前記帯電と潜像形成および
   現像を順次複数回繰り返して潜像形成媒体上に多色のト
   ナー像を形成した後にこの多色のトナー像を一括して前
   記記録用紙に転写するカラー記録装置において、前記各
   現像手段における現像剤はトナーの電荷量がそれぞれ異
   なるとともに、後段の現像手段はどトナーの電荷量が小
   さい現像剤を使用することを特徴とするカラー記録装置
   。