JPS60159771A - 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
イエロー、マゼンタ、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負ね合わせる複写機は
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
せが録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、最後例記録紙
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号公報により知られている。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
振動電界下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シトナー粒子の飛翔制御を行
うようにしても、なお、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
転移したり、先に形成されたトナー像が乱されたシする
ことが起り易く、そのだめにカラー画像の鮮明な再現が
なされなくなったり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り、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、それによるト
ナー粒子に作用する力は同じ電気力であることから、直
ぐにかぶシが生じ易く、調整が極めて麺かしい。

〔発明の目的〕

本発明は、像形成体上でトナー像の１ね合わせを行う画
像形成方法の上述の問題を解消するためになされたもの
であシ、かぶシを生ぜしめずに逆転移を防ぐトナー粒子
の飛翔制御が容易に行われて、先に形成されたトナー像
が乱されたル後の現像器中に色違いトナー粒子の混入が
生じたシすることがなく、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、像形成体上に潜像を形成して振動電界下で現
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
着させる像形成工程を工程毎に異なるトナー粒子を用い
て複数回繰返し、それたより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おいて、トナー粒子が
後の工程程弱くなる磁気力を受けることを特徴とする画
像形成方法にあり、すなわち、繰返される各像形成工程
で行われる現像において、現像剤搬送担体がトナー粒子
に磁気力を及ぼし、しかも、その磁気力が後の工程□に
おける程弱くなるようにしたことによって、かぶシを生
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
界で容易に行われるようになり、したがって、像形成体
上でトナー像の重ね合わせが安定して行われるようにし
だものである。

〔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
３Ａ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
、４Ｃ，４Ｄの位置と転写器５および分離器６の位置を
素通りして除電器７により除電され、その除電された面
がクリーング装置８の作用を受けることなく再び帯電器
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器４Ｂ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１０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ｌ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によシ転写され、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、カラー像
を転写した像形成体１０表面は除電器７によって除電さ
れ、クリーニング製筒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ｔ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
に除電を省略した場合、像露光３八〜３Ｄがそれぞれ同
位置にドツト１ｇ光を行うものでないときには、帯電器
２による帯電を最初の帯電を除いて省略することができ
る。

本発明の画像形成方法は、以上の如き記録工程において
、順次現像を行う現像器４Ａ〜４Ｄの第２図に見るよう
な内部に磁石体４２を内蔵した現像剤搬送担体４１がそ
の上に形成される現像剤層のトナー粒子に後に現像を行
うもの程弱くなるような磁気力を及はすことによって、
電源９により現像剤搬送担体４１と像形成体１の間に振
動電界を生ぜしめて現像剤搬送担体４１から像形成体１
にトナー粒子を飛翔移行させる制御がトナー粒子の逆転
移を生ぜしめだりかぶシを生ぜしめたシすることなしに
容易に行われるようになり、そのために安定して像形成
体１上で色別トナー像の重ね合わせが行われるようにし
たものである。

なお、現像剤搬送担体４１のトナー粒子に及ぼす磁気力
を後に現像を行うもの程弱くするのは、磁石体４２のＮ
、Ｓ磁極の磁束密度を現像器４Ａから４Ｄの順に小さく
することによっても、現像器４八〜４Ｄに用いられる現
像剤のトナー粒子の含有する磁性体の割合を現像器４Ａ
から４Ｄのもの程少なくすることによっても、あるいは
両手段の併用によってもなし得る。また、電源９は、現
像ｆＭ４Ａ〜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ぜしめる
ものである。

現像器４八〜４Ｄの構成並びに作用を第２図によってさ
らに説明する。

第２図の現像剤搬送担体４１はアルミニウムやステンレ
ス鋼のような非磁性導電性材料から成っていて左回転し
、内部の磁石体４２は右回転して、その結果、現像剤搬
送担体４１の表面に矢印方向に移動する現像剤層が形成
され、内部の磁石体４２ＯＮ、Ｓ磁極によって現像剤搬
送担体４１が現像剤層のトナー粒子に磁気力を及ぼすも
のであるが、現像剤搬送担体４１を静止しているものと
してもよいし、または磁石体４２を静止しているものと
してもよい。

現像剤溜り４３の現像剤は、磁性キャリヤ粒子とトナー
粒子の混合した所謂二成分現像剤であることが、トナー
粒子に含有させる磁性体の量を前述の飛翔制御に必要な
最低限にできるので、トナー粒子の色の鮮明性を得る上
から好ましいが、磁性キャリヤ粒子を用いない一成分現
像剤であってもよい。現像剤溜り４３の現像剤は攪拌手
段４４によって攪拌されてトナー粒子が摩擦帯電される
。

トナー粒子の好ましい帯電量は平均帯電量が５〜５０μ
Ｏ／ｆであるが、二成分現像剤を用いるとこの範囲に帯
電させることが容易であり、したがって振動電界による
トナー粒子の飛翔制御がｂい易くなる。

以上のような現像剤溜り４３の現像剤は、磁石体４２の
磁力によって現像剤搬送担体４１の表面に吸着されて、
前述のように矢印方向に移動する現像剤層を形成し、現
像剤層は、層厚規制ブレード４５によって層厚を規制さ
れて、現像剤搬送担体４１と像形成体１の表面が対向し
ている現像域において像形成体１の静電像を現像する。

現像域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ｌの表面に接触させない範囲で数１０〜２
０００μｍの範囲に設定するのが好ましい。したがって
、層厚規制ブレード４５によって規制する現像剤層の厚
さはそれよシ薄くする。

この現像域の間隙を狭くし過ぎると、現像剤層の厚さを
極めて薄くしなければならず、それでは均一な層厚が得
られなくなシ、シ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
を損傷したシ、トナー粒子を飛散させたりし易くなる。

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１０８Ω鑞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０．５ｃ
ｒｎ２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Ｉ　Ｋ９／ａｎ２の荷重を掛け、
荷重と底面電極との間に１００ＯＶ／ｆｆｉ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。このときのキャリヤ粒子のタッピングの厚さ
はＩＩＩＩＩ１１程度である。また・放電を防ぐには、
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支障な
くもわれ、それと現像剤搬送担体４１がトナー粒子に及
ぼす前述のような磁気力とによってトナー粒子の移も飛
翔制御が理想的にわわれるようになる。そして、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
Ｋ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。なお、平均粒径は重量平均粒径で
、コールタカウンタ（コールタ社製）やオムニコンアル
ファ（ボシュロム社＠）で測定される。このトナー粒子
の平均粒径が小さくな）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
翔しにくくなったシするし、反対に平均粒径が大きくな
シ過ぎると、重畳に対する帯電量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力が弱くなるのに対し
て電気的なり−ロン力やファンデルワールス力が強くな
り、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巻
くなり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シ易くなる結果、
トナー粒子の移行飛翔制御が難しくなる。

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図に示したような記録装置を用いた。

なお、像形成体１は表面にｂｅ感光体層を有し、直径が
１２０囮で表面速度１２０　ｒｕｎ／　ｓｅａで矢印方
向に回転して、帯電器２により６００ｖ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
ツト庭先である。

現像器４Ａ〜４Ｄは現像剤搬送担体４１の直径がいずれ
も３０龍であり、現像時に現像剤搬送担体４１が表面速
度１２０　ｗ／　Ｓｅｅで左回転し、磁石体４２が６０
０　ｒｐｍで右回転する。そして現像剤搬送担体゛４１
の表面の磁束密度は現像Ｗ４Ａ〜４Ｄとも等しく最大で
８００Ｇである。

繰返しの各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４八〜４ＤＫ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１反転現像による。

現像器４Ａ〜４Ｄにはいずれも平均粒径が１０μｍのト
ナー粒子から成る一成分現像剤を用いた。

各現像器４Ａ〜４Ｄの現像剤すなわちトナー粒子の組成
は下記の通りである。

現像器４Ａニブラツクトナ一粒子 ポリエステル樹脂　７０重量部 フエライ　ト粉末　４０〃 カーボンブラック　１０〃 荷電制御剤　１〃 現像器４Ｂニジアントナ一粒子 ポリエステル樹脂　８０重量部 フェライト粉末　３０〃 フタロシアニンブルー　１０　〃 荷電制御剤　１〃 現像ｉ４Ｇ：マゼンタトナー粒子 ポリエステル樹脂　８０重量部 フェライト粉末　２５〃 ローダミン系レーキ顔料　１０／／ 荷電制御剤　１〃 現像器４Ｄ：イエロートナー粒子 ＆　ＩＪエステル樹脂　８０重量部 フエライ　ト粉末　２０〃 ハンザイエロー　５　〃 荷電制御剤　１〃 いずれの現像器４八〜４Ｄにおいてもトナー粒子は平均
値で＋２〜５μｃ７ｔに帯電した。なお、トナー粒子の
個々の帯電量は正負にまたがって分布している。

現像器４八〜４Ｄの現像剤搬送担体４１と像形成体１の
間隙はいずれもｏ、ａ　ｍすなわち８００μｍとし、現
像剤層の層厚はＱ、５ｓｍとした。

現像器４五〜４Ｄによって現像する際には、電源９によ
ってそれぞれの現像剤搬送担体４１に５００ｖの直流電
圧と第１表に示したような交流電圧の重畳電圧を印加し
た。

第　１　表 以上の条件でカラー画像の記録を行ったところ、素１〜
３のいずれの場合も各色トナー像の乱れがなく、常に安
定して鮮明なカラー画像の再現ができた。特に、隘２．
３の条件ては、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の磁石体４２ＫＮ　、Ｓ磁極の磁化の
強さが異なるものを用いて現像剤搬送担体４１の表面の
磁束密度を変え、現像剤搬送担体４１と像形成体１の間
隙及び現像剤層の層厚も現像器４Ａ〜４Ｄにおいて変え
た。これらの条件を第２表に示す。

第　２　表 また、現像器４Ａ〜４Ｄにはいずれも、着色成分の種類
は別にして、実施例１のマゼンタトナー粒子と同じ組成
の一成分現像剤を用い、現像１３４Ａの現像剤はイエロ
ートナー粒子、現像器４Ｂの現像剤はマゼンタトナー粒
子、現像器４Ｇの現像剤はシアントナー粒子、現像Ｗ４
Ｄの現像剤はブラ′ツクトナー粒子とした。

そして、現像器４五〜４Ｄの現像剤搬送担体４１にはい
ずれも５００ｖの直流電圧と振幅が１．５ｋＶで周波数
が２　ｋＨｚの交流電圧の重畳電圧を印加した。

以上の条件でカラー画像の再現記録を行ったところ、各
色トナー像の乱れのない鮮明なカラー画像が得られ、多
数枚の記録紙を得てもそれらのカラー画像には画質の変
化が見られなかった。

以上の実施例はいずれも反転現像によっているが、これ
罠限らず、正規現像によって画像形成することも可能で
ある。また、既に述べたように、現像剤に二成分現像剤
を用いてもよい。さらに、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ができる。

なお、本発明の方法によって像形成体上で重ね合わせら
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
るための毎回の現像において、現像剤搬送担体がトナー
粒子に磁気力を及ぼし、それが回毎に弱くなるようにし
ているから、振動電界によるトナー粒子の移行制御が容
易に行われるようになって、かぶりを生せしめず先に形
成されたトナー像を乱さずに重ねてトナー像を形成する
ことが容易に行われ、安定して鮮明性に優れたカラー画
像を再現でき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。 １・・・像形成体、　２・・・帯電器、３Ａ〜３Ｄ・・
・像域光、４八〜４Ｄ・・・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・・・現像剤溜シ、４４・・・攪拌手段、　
４５・・・層厚規制ブレード、手続補正書 昭和５９年５月１ｔ　日 特許庁長官若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５９年　特許　願第１５４６２号 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４３１”’Ｉ’Ｗ　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２
号Ｅ％’　”、Ｓ　（４称）　（１２”小西六写真工業
株式会社４、代　理　人　〒１６０　電話　３５Ｓ　−
６０９０６、補正により増加する発明の数　０ （１）　明細書第６頁第８行の「構成の現像器」を［構
成でそれぞれ異なる色のトナーを収納した現像器」と訂
正する。 （２）　同第７頁第１１行の「同位置に」の次に「重ね
て」を挿入する。 以　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　像形成体上に潜像を形成して振動電界下で現像
   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
   させる像形成工程を工程毎に異なるトナー粒子を用いて
   複数回繰返し、それにより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おいて、トナー粒子が後
   の工程程弱くなる磁気力を受けることを特徴とする画像
   形成方法。 （２）　前記磁気力の変化が工程毎の現像剤搬送担体の
   表面の磁束密度の変化によっている特許請求の範囲第１
   項記載の画像形成方法。 （５）　前記磁気力の変化がトナー粒子に含有される磁
   性体の量の割合変化によっている特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の画像形成方法。