JPS60159768A - 画像形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザカラープリンタやカラー画像複写機等
における画像形成方法、特に、像形成体上で複数のトナ
ー像を重ね合わせる画像形成方法に関する。

〔従来技術〕

従来、カラー画像原稿を照射した光を色フィルターで分
解し、この分解光を帯電している像形成体面に照射して
静電像を形成し、この静電像を色フィルターに対応した
イエロ、マゼンタ２シアン。

または黒のいずれかの色トナー粒子で現像してトナー像
を得、そのトナー像を記録紙に転写し、また色を変えて
静電像形成と現像を行ってそのトナー像を同じ記録紙に
転写し、これを繰返すことによって記録紙上でトナー像
を重ね合わせする複写機は知られている。この複写機に
おいては、各色の現像が終了する毎に記録紙に転写する
ため、記録紙を回転乃至は往復させる機構が必要となる
ので、機械が大型化し、像形成に要する時間が長くなシ
、記録紙への転写位置合わせが難しいと云う問題がある
。

そこで、上述の複写機の問題を解消するものとして、像
形成体上でトナー像の重ね合わせを行い、最後に記録紙
に転写するようにした電子写真記録装置が例えば特開昭
５６−１４４４５２号公報によシ知られている。この記
録装置では、像形成体上に先に形成されたトナー像が後
の現像において乱されないように、第２回以降の現像を
振動電界１で現像剤搬送担体からトナー粒子を飛翔させ
て像形成体に付着させる非接触現像方法によることにし
ている。しかし、この像形成体上でトナー像の重ね合わ
せを行う画像形成方法の場合、現像を上述のような非接
触条件として振動電界によりトナー粒子の飛翔制御を行
うようにしても、なお１先に像形成体に付着したトナー
粒子が振動電界の作用によって後の現像剤搬送担体に逆
転移したシ、先に形成されたトナー像が乱されたシする
ことが起シ易く、そのためにカラー画像の鮮明な再現が
なされなくなったシすると云う問題がある。これは、振
動電界の交流成分の位相によシ、像形成体と現像剤搬送
担体の間のトナー粒子に対して現像剤搬送担体から像形
成体に移行する方向の電気力とその逆の方向の電気力と
が作用するようになるから、そのうちの後者の影響によ
るものである。そして、振動電界の直流成分を調整して
トナー粒子の逆転移を防ぐようにすると、直きにかぶシ
が発生するようになるから、振動電界で逆転移もかぶり
も生せしめないトナー粒子の飛翔制御を行うことが非常
に難しい。

〔発明の目的〕

本発明は、像形成体上でトナー像の重ね合ゎせを行う画
像形成における上述の問題を解消するためになされたも
のであシ、かぶりを生ぜしめずに逆転移を防ぐトナー粒
子の飛翔制御が振動電界によって容易鈍行われ、したが
って、先に形成されたトナー像が乱されたり後の現像器
中に色違いトナー粒子の混入が生じたりすることなく、
安定して鮮明なカラー画像の再現がなされる画像形成方
法を提供するものである。

〔発明の構成〕

本発明は、像形成体に潜像を形成して現像域において振
動電界下で現像剤搬送担体からトナー粒子を像形成体に
飛翔させて潜像に付着させる像形成工程を複数回繰返し
、以って像形成体上でトナー像を重ね合わせる画像形成
方法において、現像剤搬送担体が単位時間当シに現像域
へ搬送するトナー粒子の量が後の像形成工程におけるほ
ど大きくなるようにしたことを特徴とする画像形成方法
にあり、この特徴によって振動電界によるトナー粒子の
かぶりを生ぜしめずに逆転移を防ぐ飛翔制御が容易とな
シ、上記目的の達成を可能としたものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明の方法を実施する記録装置の一例を示す
概要構成図、第２図は現像器の構成例を示す部分断面図
である。

第１図の記録装置は、表面に感光体層を有するドラム状
の像形成体１が矢印方向に回転し、その表面が帯電器２
（図示例はスコロトロンを用いている）によって一様に
帯電され、その帯電面に色別のうちの一色に関する像露
光３Ａが照射されて静電像が形成され、その静電像が第
２図に示したような構成の現像器４Ａによって像露光３
Ａに対応した色のトナー像に現像され、そのトナー像を
形成された面が現像器４Ａと同様の構成の現像器４Ｂ　
、４０．４Ｄの位置と転写器５および分離器６の位置を
素通シして除電器７によシ除電され、その除電された面
がクリー二／グ装置８の作用を受けることなく再び帯を
器２によって一様に帯電され、その帯電面に別の色に関
する像露光３Ｂが照射されて再び静電像が形成され、そ
の静電像が今度は現像６４Ｂによって現像され、以下同
様に像形成工程が繰返されて、最後に現像器４Ｄで現像
が行われたときには像形成体１の表面に色別トナー像の
重ね合わせから成るカラー像が形成され、そのカラー像
が同期して像形成体１の表面に接するように送られて来
る記録紙Ｐに転写器５により転写され、転写された記録
紙は分離器６によって像形成体１の表面が分離されて図
示してない定着装置によシカラー像を定着され、力２−
像を転写した像形成体１の表面は除電器７によって除電
され、クリーニング装置８によって残留トナー粒子を除
去されて一つのカラー像記録の全工程を終了するもので
ある。

なお、以上の工程のうち、除電器７による除電は最後の
除電を除いて省略することができる。そして、このよう
に除電を省略する前後の現像が像露光の入射した部分に
トナー粒子を付着させる反転現像である場合、その像露
光が同位置にドツト露光を重ねるものでないときには、
帯電器２による一帯電を最初の帯電を除いて省略するこ
とができる。

本発明は、以上の如き記録工程において、第２図に見る
ような構成の現像器４八〜４Ｄが順次現像を行う際に、
それらの現像剤搬送担体４１が像形成体ｌとの間隙の狭
くなっている現像域に単位　′時間当りもたらすトナー
粒子の量を後の回の現像におけるほど多くなるようにし
ている。それによって、後の回の現像におけるほど振動
電界下でトナー粒子を現像剤搬送担体４１から像形成体
１に飛翔移行させることが容易となり、振動電界によっ
てか≧シや逆転移を生ぜしめずにトナー粒子の移行制御
を行うことが容易になり、像形成体１上で乱れのない色
別トナー像の重ね合わせが安定して行われるようになる
。

この点を第２図によってさらに説明すると、現像器４八
〜４Ｄは、現像剤搬送担体４１がアルミニウムやステン
レス鋼のような非磁性材料かう成っていて、内部に複数
のＮ、Ｓ磁極を表面に有する磁石体４２が設けられてお
シ、そして、図示例のものでは、現像剤搬送担体４１が
左回転し、磁石体４２が右回転して、磁石体４２の磁力
によって現像剤搬送担体４１の表面に現像剤溜り４３の
現像剤が吸着され、それが上記両者の回転によって現像
剤搬送担体４１の回転と同方向に移動し、層厚規制ブレ
ード４４によって層厚を規制されて現像剤層を形成する
ものであシ、現像域へのトナー粒子の供給量制御は、層
厚規制ブレード４４による現像剤層の層厚の制御、現像
剤搬送担体４１と磁石体４２のいずれか一方または両方
の回転速度の調整による現像剤層の移動速度の制御、現
像剤がトナー粒子とキャリヤ粒子の混合したものでは現
像剤におけるトナー粒子の割合を変えること等によって
カうことができる。このうち、現像剤層の層厚を変える
方法は、現像剤層と像形成体１０表面間隙または現像剤
搬送担体４１と像形成体１の表面間１）ＩＩｃも関係し
て、トナー粒子の供給量を変化したことの影響が複雑に
なると云う問題がある。したがって、現像剤層の移動速
度を変える方法と二成分現像剤を用いてそのトナー粒子
の混合比率を変える方法のいずれか一方または両方によ
ることが好ましい。

なお、不要なトナー粒子が像形成体１に付着したり、す
でにトナー像を形成しているトナー粒子が現像器に逆転
移したりすることのないように、現像に寄与しない現像
器においては現像剤搬送担体４１および磁石体４２の回
転を止めて現像剤層の搬送が行われないようにすること
が望ましい。

また、現像器４八〜４Ｄに二成分現像剤を用いることは
、現像剤溜り４３の現像剤を攪拌手段４５で攪拌してト
ナー粒子を摩擦帯電させる制御が容易となり、また、磁
性体をトナー粒子に含有させなくて済み、あるいはかぶ
り防止等のために含有させたとしても少量で済むように
なるから、トナー粒子の色の鮮明性が得られる上でも好
ましい。

トナー粒子の摩擦帯電は、トナー粒子が振動電界によっ
て十分制御されるためには、平均帯電量で５〜５０μＣ
／？に帯電することが好ましいが、二成分現像剤を用い
るとそれが容易に得られる。

電源９は、現像器４Ａ〜４Ｄの現像剤搬送担体４１にそ
れぞれ同じかまたは異なるバイアス電圧を印加して、基
体部を接地されている像形成体１との間に振動電界を生
せしめるものであり、先に述べたように後に現像する現
像器はど現像剤搬送担体４１が現像域に供給するトナー
粒子の量を大きくしていることから、この振動電界によ
って、先に形成されたトナー像を乱したりかぶシを生ぜ
しめだシすることなく、毎回の現像を安定して行うこと
ができる。これについても、不要なトナー粒子が像形成
体１に付着したり、すでにトナー像を形成しているトナ
ー粒子が現像器に逆転移したシすることのないように、
現像に寄与しない現像器にはバイアス電圧の交流成分を
印加しないことが望ましい。

現像域を与える像形成体１と現像剤搬送担体４１の間隙
は、現像剤搬送担体４１に形成される現像剤層を像形成
体１の表面に接触させない範囲で、数１０〜２０００μ
ｍの範囲に設定するのが好ましり、シたがって、層厚規
制ブレード４４によって規制する現像剤層の厚さはそれ
より薄くする。この現像域の間隙を狭くし過ぎると、現
像剤層の厚さが薄くなシ過ぎて均一な層厚が得られなく
なシ、したがって、現像域に安定してトナー粒子を供給
することができなくなるばかりでなく、現像剤搬送担体
４１と像形成体１の間で放電し易くなって現像剤を損傷
したり、トナー粒子を飛散させたシし易くなる。これに
対して、現像域の間隙を広くし過ぎると振動電界による
前述の飛翔制御が行われなくなる。

現像剤搬送担体４１と像形成体１の間の放電を防いで振
動電界によるトナー粒子の飛翔制御を容易にするために
は、現像剤が二成分現像剤の場合は、磁性キャリヤ粒子
も抵抗率が１０８Ωｃｒｎ以上の絶縁性のものとするこ
とが好ましい。そのようなキャリヤ粒子としては、磁性
体粒子の表面に樹脂被膜を形成したキャリヤ粒子や磁性
体粒子を分散含有した樹脂粒子から成るキャリヤ粒子が
用いられる。なお、絶縁性粒子の抵抗率は、粒子を０．
５ｃｍ２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ｌ　Ｋｙ／ａｍ２の荷重を掛け
、荷重と底面電極との間、に１００ＯＶ／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ってめられ
る値である。また、現像剤搬送担体４１の表面に樹脂被
膜や酸化被膜の如き絶縁性乃至は半絶縁性の表層を設け
ることも好ましい。

現像器４Ａ〜４Ｄに以上のような条件を採用すると、電
源９によって現像剤搬送担体４１に適当な交流電圧と直
流電圧の重畳したバイアス電圧を印加することが容易に
なり、現像域へのトナー粒子の供給量を順次大きくした
ことと相俟って毎回の現像がトナー粒子の逆転移やかぶ
りを生ぜしめることなく行われるようになるが、さらに
トナー像の重ね合わせが解像力よく鮮明に行われるため
には、現像剤のトナー粒子の平均粒径が２０μｍ以下、
特に１〜１０μｍであることが好ましく、二成分現像剤
にあっては、キャリヤ粒子の平均粒径が５〜５０μｍで
あることが好ましい。トナー粒子の平均粒径が小さくな
り過ぎると、トナー粒子１個の摩擦による帯電量が小さ
くなるのと相対的にファンデルワールス力が大きくなっ
て、凝集し易くなったシ、分離飛翔しにくくなったりす
るし、反対に平均粒径が大きくなり過ぎると、重畳に対
する帯電け°が減少して飛翔制御がしにくくなったシ、
解像力が低下するようになる。また、キャリヤ粒子の平
均粒径が小さくなシ過ぎると、磁石体４２の磁力によっ
て吸着されるカか弱くなるの罠対して電気的なり−ロン
力やファンデルワールス力が強くなシ、そのためにキャ
リヤ粒子がトナー粒子と共に像形成体１の表面に移行し
易くなるし、反対に平均粒径が大きくなシ過ぎると現像
剤搬送担体４１上に形成される現像剤層が粗雑になって
、現像剤層を薄く均一に形成すること、が難しくなると
共に、現像剤層におけるトナー粒子の付着状態も一様で
なくなり、現像剤搬送担体４１に印加する電圧のブレー
クダウンや放電も起り易くなる結果、トナー粒子の移行
飛翔制御が絵しくなる。

現像域において以上のように像形成体１の静電像を現像
した現像剤搬送担体４１上の現像剤層は、残りがクリー
ニングブレード４６によって現像剤搬送担体４１の表面
から掻き落されて現像剤溜り４３に還元される。そして
、現像剤溜り４３にはトナーホッパー４７からトナー補
給ローラ４８によって現像で消費された量に見合うトナ
ー粒子が補給される。

本発明は以上述べたように実施されるが、以下さらに本
発明の具体的実施例を示す。

実施例１゜ 第１図及び第２図に示した如き記録装置を用いた。なお
、像形成体１は、表面Ｓｅ感光体層を有し、直径が１２
０Ｗ＋ｍ、表面速度２２０　ｔｒｍ／　ｓｅｃで矢印方
向に回転して、帯電器２により６００■に一様帯電され
る。

像露光３Ａ〜３Ｄは、Ｈｅ　−Ｎｅレーザ光を変調した
ドツト露光である。

現像器４Ａ〜４Ｄは、いずれも、現像剤搬送担体４１の
直径が３９ｍで像形成体１との間隙を０．５簡すなわち
５００μｍに設定しており、８極のＮ　、Ｓ＠１極を有
する磁石体４２による現像剤搬送担体４１の表面の磁束
密度は、いずれも、最大で８００　Ｇである。

現像Ｗ４Ａ〜４Ｄにはいずれも二成分現像剤を用い、そ
れ忙はフェライト粒子をスチレン゛アクリル樹脂でコー
ティングした平均粒径が２０μｍの絶縁性キャリヤ粒子
が用いられ、シリカも適当に添加されている。そして、
トナー粒子はポリエステル樹脂に着色剤と荷電制御剤を
分数させた平均粒径が１２μｍの粒子から成り、現像器
４Ａにはイエロートナー粒子、現像器４Ｂにはマゼンタ
トナー粒子、現像器４Ｃにはシアントナー粒子、現像器
４Ｄにはブラックトナー粒子を用いた。現像剤における
トナー粒子の割合はいずれも２０　ｗｔ％とした。この
現像剤の現像剤溜り４３におけるトナー粒子の平均帯電
量はいずれも２０μ０／Ｖであった。

現像器４八〜４Ｄは、それぞれ現像に際して、現像剤搬
送担体４１が現像器４Ａではｉ　ｓ　ｏ　ｍｍ７Ｓｅｃ
　％現像器４Ｂでは２００　ｚｇｍ／　ｓｅａ　、現像
器４Ｃでは２２０　”／　ｓｅａ　％現像器４Ｄでは２
５０　ｔｎｘ／　ｓｅａの表面速度で左回転し、磁石体
４２が等しく６００ｒｐｍで右回転して、現像剤搬送担
体４１の表面にその速度に比例して同方向に移動する現
像剤層が層厚規制ブレード４４によって等しくＱ、３ｓ
ｍの厚さに形成され、現像剤搬送担体４１には電源９に
よって５００ｖの直流電圧と表１に示した交流電圧の重
畳から成るバイアス電圧がそれぞれの現像時に印加され
て毎回の現像を行う。

表　１ 毎回の像形成工程はいずれも、像露光３八〜３Ｄによっ
てネガ潜像を形成し、現像器４八〜４Ｄによって像露光
３八〜３Ｄの入射した部分にトナー粒子を付着させる所
謂反転現像によっている。

以上の条件でカラー画像の記録を行ったところ、隘１〜
３のいずれの場合も各色トナー像の乱れがなく、安定し
て鮮明なカラー画像の再現ができた。

特に、Ｎ２，３の条件では、得られたカラー画像の色バ
ランスが良好で一段と鮮明性に優れていた。

実施例２゜ 以下の条件を除き実施例１と同じ条件によった。

現像器４八〜４Ｄの各現像時における現像剤搬送担体４
１の左回転速度をいずれも２２０ｓａ／ｓｅｃの表面速
度とし、二成分現像剤に占めるトナー粒子の割合を現像
器４Ａでは１５ｗｔ％、現像器４Ｂでは１８ｗｔ％、現
像器４Ｃでは２０　ｗｔ％、現像ｉ４Ｄでは２４ＮＩＪ
ｔ％とじて、現像域へのトナー粒子の供給量が順次大き
くなるようにした。

以上の条件によりカラー画像の再生記録を行ったが、表
１の隘１〜３いずれの場合も実施例１と同様、安定して
乱れのない鮮明な記録画像が得られた。

実施例３゜ 以下の条件を除き実施例１と同じ条件によった。

現像器４Ａ〜４Ｄの各現像時における現像剤搬送担体４
１の左回転速度と磁石体４２の右回転速度を表２のよう
に設定し、現像剤におけるトナー粒子の割合はいずれも
１５ｗｔ％とじた。

表　２ 以上の条件でカラー画像の再生記録を行ったところ、表
１の賜１〜３のいずれの場合も乱れのない鮮明な色のカ
ラー画像が記録され、多数枚の記録紙に記録しても色や
画質が変化することはなかった。

以上の実施例１〜３はいずれも反転現像によっているが
、これに限らず、正規現像によって画像形成することも
可能である。また、現像剤に磁性トナー粒子から成る一
成分現像剤を用いることもできる。さらに１像形成体が
感光体層の上に透明絶縁層を有して静電潜像を形成され
るものについても本発明は適用し得るし、あるいは静電
記録方式や磁気記録方式の記録装置にも本発明を適用す
ることかできる。なお、本発明の方法によって像形成体
上で１ね合わせられたトナー像を記録紙に転写するのは
、静電転写式に限らず、粘着転写方式等によることもで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、像形成体上でトナー像を重ね合わせす
るだめの毎回の現像において、現像剤搬送担体が現像域
に供給するトナー粒子の魚を後の回はと大きくするよう
にしているから、それによって毎回の振動電界によるト
ナー粒子の移行制御が容易にかぶシや逆転移なく行われ
るようになって、安定して鮮明性に優れたカラー画像の
再生がなされると云う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する記録装置の一例を示す
概要構成図、第２図は現像器の構成例を示す部分断面図
である。 ｌ・・・像形成体、　２・・・帯１！器、３Ａ〜３ｐ・
・・像露光、４Ａ〜４Ｄ・・・現像器、５・・・転写器
、　６・・・分離器、 ７・・・除電器、　８・・・クリーニング装置、９・・
・電源、　４１・・・現像剤搬送担体、４２・・・磁石
体、　４３・・・現像剤溜り、４４・・・層厚蜆制ブレ
ード、 ４５・・・攪拌手段、 ４６・・・クリーニングブレード、 ４７・・・トナーホッパー、４８・・・トナー補給ロー
ラ。 特許出願人　小西六写真工業株式会社 第″１図 ） 第Ｚ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　像形成体に潜像を形成して現像域において振動
   電界下で現像剤搬送担体からトナー粒子を像形成体に飛
   翔させて潜像に付着させる像形成工程を複数回繰返し、
   以って像形成体上でトナー像を重ね合わせる画像形成方
   法において、現像剤搬送担体が単位時間当シに現像域へ
   搬送するトナー粒子の量が後の像形成工程におけるほど
   大きくなるようにしたことを特徴とする画像形成方法。
2. （２）　前記後の像形成工程におけるほどキャリヤ粒子
   と混合したトナー粒子の割合を順次大きくした現像剤を
   用いた特許請求の範囲第１項記載の画像形成方法。
3. （３）　前記後の像形成工程におけるほど現像剤搬送担
   体上の現像剤層の移動速度を順次大きくした特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の画像形成方法。