JPS6132854A - 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】 １、産業上の利用分野 本発明は画像形成方法、例えば電子写真複写等に好適な
画像（特にカラー画像）の形成方法に関するものである
。

２、従来技術 静電潜像を多色画像に形成するのに、電子写真方式を用
いたカラー画像形成方法が知られている。

従来のこの方式によれば、オリジナル原稿からの光を光
フィルターに通して色分解し、この分解光を用いて帯電
、露光、現像、転写の工程を繰り返す。即ち、イエロー
色、マゼンタ色、シアン色、及び必要に応じて黒色の各
着色粒子（着色トナー）による画像をそれぞれ形成する
ため、この工程を３ないし４回繰り返すことになる。ま
た、同一感光体（像担持体）上に異極性の静電潜像を形
成し、黒色と赤色着色粒子により現像するいわゆる２色
現像方法もある。これらの多色画像の形成方法は白黒の
みの画像により得られる情報と比べ、色による情報も付
加できるために、望ましいものではあるが、次のような
問題がある。

（１）、各色の現像が終了する毎に転写体に転写する必
要があるので、機械が大型化し、像形成に要する時間が
長くなる。

（２）６反復動作による位置ずれ精度の保証が必要とな
る。

これらのことから、同一感光体上に複数のトナー像を夫
々現像し、転写工程を一度で行なうようにして、機械を
小型化する試みがなされている。

このような画像形成方法では、既にトナー像が形成され
ている感光体に何回か次の現像を繰り返せばよいが、後
段の現像時に、前段にて感光体上に既に形成されている
トナー像を乱したり、或いは既に感光体上に付着してい
るトナーが現像剤搬送体に逆戻りし、これが前段の現像
剤と異なる色の現像剤を収納している後段の現像器に混
入して色のにごりが発生するといった問題点がある。こ
れを避けるために、感光体に最初にトナー像を形成する
現像器以外は、感光体と現像剤搬送体上の現像剤層とは
非接触とし、かつ現像剤搬送体あるいは感光体に印加す
る現像バイアスに交流成分を重畳する方法が提案されて
いる。

第１図を用いて上記画像形成方法の原理を説明する。こ
の図は感光体上の電位の変化を示すフローチャートであ
る。

まず、感光体はスコロトロン帯電器等により一定の電位
に帯電する。以下、この帯電極性が正である場合を例に
とって説明を続ける。

上記のように帯電せしめた感光体（第１図■）に対し像
露光が行なわれると、感光体の光照射部分のＰＨ電位は
低くなる（第１図■）。なお、ＤＡは非画像部である。

次に、第１段の現像器に対゛し、直流成分が未露光部Ｄ
Ａ、の電位に略等しいバイアスを印加することにより、
現像器内の正帯電トナーＴ、が相対的に電位の低い露光
部ＰＨに付着して現像が行なわれ、第１の可視像が形成
される（第１図■）。正帯電トナーが付着することによ
り、この部分の電位は少し上昇する（図においてはＤＵ
Ｐで示した）。次に、帯電器により再び感光体をトナー
Ｔ１の付着部分も含めて一様に帯電させる（第１図■）
。次に、第２の像露光を行ない（第１図■）、上記と同
様にして現像を行なうと、露光部にＰＨに別のトナーＴ
２が付着し、第２の可視像が形成される（第１図■）。

これらの工程を例えば、４回繰り返すと、感光体ドラム
には４色のトナー像が形成される。このトナー像は記録
紙へ転写された後、定着され、記録物となる。また、感
光体表面はクリーニングされる。

以上の方式においては、２度目以降の帯電は省略するこ
とが可能である。また、帯電を省略しない場合、帯電前
に除電工程を入れてもよい。

なお、上述の画像形成方法の説明では、感光体の露光部
にトナーを付着させる反転現像を用いる場合を例にとっ
であるが、未露光部にトナーを付着させる正規現像を用
いても実施は可能であ−る。

ところで、任意の色をイエロー、マゼンタ、シアン（３
原色）トナーにより表現することが原理的に可能であり
、黒の添加は不要である。しかし、通常の記録物におい
て、黒色は文字・線等の鮮鋭な部分を表わすなど、他の
色と比べて特に強調しなければならないことが多い。ま
た、一般に３原色で黒を表現するには、３種類のトナー
像の厳密な位置合わせと、各トナーの分光透過率が理想
に近いことが要求されるが、これらは技術的に困難であ
る。さらに、３原色のみから成る記録画像は濃度が不足
する傾向がある。そこで、このような問題点を解消する
ため、上述した画像形成方法では、３原色のほかに黒色
のトナーを収納する現像器を備えている場合が多い。

以上説明したような方法で様々な色を表現する場合、次
の二つの方式がある。

００色の異なるトナー同士を直接重ねない方式。

００色の異なるトナー同士を重ねる方式。

■は、第２図（Ａ）の如く多色のトナーＴ８、Ｔ２を感
光体１上に重ねずに分布させることにより、擬似的に記
録紙上で混色を発生させるものである。■は、潜像電位
と現像バイアスを制御するなどして、ある色のトナー像
の上に異なる色のトナーを重ねて現像するものである。

ところが、■においては、各色トナー像が同位置で重な
らないように像露光の位置合わせを厳密に行なう必要が
あり、第２図（Ｂ）のように像露光りが不完全であれば
、前段のトナー像ＴＩが一部像露光りを遮ってしまい、
後段で現像されるトナーＴ２の付着量が第２図（Ｃ）の
ように著しく少なくなるという問題がある。これでは、
所望の色調の混色を生せしめることができない。また、
■においては、先に現像したトナーＴ、の上から光を照
射しても、トナーＴ、に吸収されて感光層まで充分届か
ず、潜像が完全に形成されないので、第３図又は第４図
のように後に現像したトナーＴ２の付着量が著しく少な
くなってしまう。

従って、上記において、感光体の分光感度や像露光する
光源の分光特性、現像する色の順序により、特定の色（
上記のＴ、）だけが強く現われてしまい、強調すべき（
即ち濃度を濃くすべき）トナーの色が弱くなり、所望の
色調をもつ画像を得ることができない。

３、発明の目的 本発明の目的は、色バランスがよく、画像乱れがなく、
所望の色が確実に強調された画像を容易に形成できる方
法を提供することにある。

４、発明の構成 即ち、本発明による画像形成方法は、光導電層を有する
像担持体に像露光を施して潜像を形成し、前記潜像をト
ナーで現像する工程を、複数種の色を有するトナーを順
次用いて繰り返し、これらのトナー像を一括して転写す
るに際し、強調すべき色を有するトナーを用いた現像を
先行させることを特徴とするものである。

５、実施例 以下、本発明の実施例を第５図〜第１１図につい′て詳
細に説明する。

第５図は、本発明を適用したカラー画像形成装置の要部
概略図である。

感光体１はスコロトロン帯電器２により一様に帯電され
る。

そして、１０で示す画像情報処理部において、原稿を走
査した撮像素子の出力信号、他機器からの伝送信号、あ
るいは記憶装置のデータなどを画像データとし、それに
よって変調された（例えば音響光学変調器による）Ｈｅ
−Ｎｅレーザ光りは結像レンズ３を介して感光体１を露
光し、静電潜像が形成される。この静電潜像は、第１の
現像器Ａにより現像され、感光体ドラム１には第１のト
ナー像が形成される。そして、このトナー像は記録紙に
転写されることなく、再びスコロトロン帯電器２により
帯電され、露光され、今度は第２の現像器Ｂにより第２
のトナー像が形成される。更に同様にして現像器Ｃ，Ｄ
を用いて、第３、第４のトナー像が形成される。

即ち、帯電（２回目からは必ずしも必要ない）−露光−
現像の工程が転写工程を含まない形で４回繰り返される
。そしてトナー像が全部感光体ドラムエ上に形成された
後、転写前帯電器９で前帯電が行なわれ、これにより前
記感光体ドラム１上のトナーは一様に改めて帯電し、転
写器４により給紙装置から送られてきた記録紙Ｐに、こ
のトナー像を転写する。記録紙は、感光体から分離器５
により分離され、少なくとも１本は加熱されたローラに
より構成される定着器６により加熱定着され、機外に排
紙される。

一方、転写が終了した感光体ドラム１は、トナー像形成
中は、使用していなかった除電器７により除電された後
、表面に残っているトナーをトナー像形成中は解除され
ていたクリーニング装置８によって除去する。

上記各現像器は例えば現像器Ａについて示すと、第６図
に示すような構成を有している。Ｂ、Ｃ１Ｄも基本的構
成は同じである。

現像剤り。は磁気ロール１２が矢印Ｆ方向、スリーブ１
１が矢印Ｇ方向に回転することにより、矢印゛Ｇ方向に
搬送される。現像剤り、は、搬送途中で穂立規制ブレー
ド１３によりその厚さが規制される。

現像剤溜り１９内には、現像剤Ｄ６の攪拌が十分に行な
われるよう攪拌スクリュー１４が設けられており、現像
剤溜り１９内の現像剤Ｄ８が消費されたときには、トナ
ー供給ローラ１５が回転することにより、トナーホッパ
ー１６からトナーＴが補給される。

そして、スリーブ１１に現像バイアスを印加する直流電
源１７と交流電源、及び保護抵抗Ｒが直列に接続されて
いる。

また、スリーブ１１とドラム１とは間隔ｄを隔てて対向
配置され、現像領域Ｅでトナーがドラム１に対し非接触
状態に保持されている。

ところで、第７図はイエロー、マゼンタ、シアンの各ト
ナーの分光透過率である。一方、Ｈｅ　−Ｎｅレーザー
の発振波長は６３２．８ｎｍである。したがって、イエ
ロー、マゼンタ、シアンの順にレーチー光を透過させや
すい。このため、イエロートナーを先に現像すると、こ
のトナー像は光を一部透過するので、その上から異なる
色のトナーを現像することができる。しかし、この異な
る色のトナーの付着量は比較的少ない。これに対し、シ
アントナーは照明光をあまり透過しないので、シアント
ナーを先に現像し、他の色を上に重ねて現像することは
困難である。

いずれの場合も、先に現像したトナー像が記録画像で強
調される。前記■の色再現方式は言うまでもなく、■の
方式でもこの傾向が確認された。

また、黒トナーを先に現像した場合も黒色が強調される
。本発明ではこのことを利用し、強調させるべき色を他
の色に先行させて現像する。

第８図は、前記■の方法に基いて各色のトナーで現像す
るプロセスを示す。ここではイエローを強調する場合を
例にとる。まず第８図（Ａ）のように、１回目の露光後
に、例えば上述の現像器Ａによって、強調すべき色のイ
エロートナーＴ’ｌで１回目の現像を行なう。次に、再
び２回目の露光り後に、第８図（Ｂ）のように、例えば
上述の現像器ＢによってマゼンタトナーＴ′２で２回目
の現像を行なう。更に同様にして３回目の露光ビ後に、
第８図（Ｃ）のように、例えば上述の現像器Ｃによって
シアントナーＴ’３で３回目の現像を行なう。

￥８図のプロセスにおいて、第８図（Ａ）の露光りの位
置が先のトナー札と部分的に重なって露光される場合、
先のトナーで、は第７図に示した如く光透過率の高いイ
エロートナーであるから、露光りの光が透過し、このた
めにマゼンタトナーによる現像に必要な静電潜像が形成
される。しかし、このイエロートナーの付着部での潜像
のコントラストは小さいので、マゼンタトナーＴ′２は
イエロートナーＴ’ｌ　に比べて付着量は小さくなる。

このようにして得られたトナー像を第８図（Ｄ）のよう
に記録紙Ｐに転写すると、イエロートナーＴ１の色が強
調されたカラー画像が得られる。

イエロー以外の色、例えばシアンを先に現像すると、シ
アンは露光りの光をあまり透過しないので、より強く強
調される。

こうして、トナーＴ’＋　、Ｔ’２　、Ｔ’３の組合せ
による所望色（上記例ではイエロー）を強調したカラー
画像を高濃度、高コントラストで再現性良く得られる。

なお、上記例では各露光の位置合せにある程度の位置ず
れを許容している。

第９図は、前記■の方法による画像形成プロセスを示す
。ここでは、マゼンタを強調する場合を例にとる。まず
、第９図（Ａ）のように、強調すべき色のマゼンタトナ
ーＴ′２を１回目の現像で付着せしめ、次いで露光り後
に、第９図（Ｂ）のように２回目の現像で先のトナーＴ
’２上に重ねてイエロートナーＴ′１を付着させる。更
に同様にして、３回目の露光Ｌ′でシアン用の静電潜像
を形成し、第９図（Ｃ）のようにシアントナーＴ’３を
現像で付着せしめる。

こうした重ね合せ現像においては特に、２回目、３回目
の露光時に、先のトナーＴ’２が光透過率に優れている
がトナーＴ’ｌの付着量はより少なめとなり、また２番
目のトナーＴ’ｌ　も光透過率が良好ではあるがトナー
Ｔ’３の付着量が更に少なめとなる。この結果、第９図
（Ｄ）のように、先のマゼンタトナーＴ′２が強調され
たカラー画像が記録紙Ｐ上に形成される。これに対して
シアンを先に現像すると、シアンは露光しの光をほとん
ど透過させないので、その強調の度合はより大きくなる
。

このようにして、常に所望の色を強調した画像の形成が
可能である。

一方、このような画像形成装置の現像器に使用される現
像剤としては、トナーとキャリアから構成される二成分
現像剤と、トナーのみからなる一成分現像剤とがある。

二成分現像剤はキャリアに対するトナーの量の管理を必
要とするが、トナー粒子の摩擦帯電制御が容易に行なえ
るという長所がある。また、特に磁性キャリアと非磁性
トナーで構成される二成分現像剤では、黒色の磁性体を
トナー粒子に大量に含有させる必要がないため、磁性体
による色濁りのないカラートナーを使用することができ
、鮮明なカラー画像を形成できる。

このような二成分現像剤において、トナーの組成は通常
次の（１１〜（６）からなっている。

（１１熱可塑性樹脂（結着剤）　　８０〜９０ｗ　ｔ％
例：ポリスチレン、スチレンルアクリル共重合体、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、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、或いはこれらの混合物。

（２）顔料（着色材）　　１５ｗｔ％ 例：黒：カーボンブランク。

青：銅フタロシアニン、スルホンアミド誘電染料。

黄：ベンジン誘導体。

マゼンク：ボリクングストリン酸、ロータミンＢレーキ
−、カーミン ６Ｂなど。

（３）荷電制御剤　　５賀ｔ％以下 正極性トナー：ニグロシン系の電子供与性染料が多く、
その他に、ナフチ ン酸または高級脂肪酸の金属 塩、アルコキシル化アミン、 アルキルアミド、キレート類 料、フン素処理界面活性剤、 四級アンモニウム塩。

負極性トナー：電子受容性の有機錯体が有効′で、その
他に、塩素化パラフ イン、塩素化ポリエステル、 酸基過剰のポリエステル、銅 フタロシアニンのスルホニル アミンなど。

（４）流動化剤 例：コロイダルシリカ、疏水性シリカが代表的であり、
その他、シリコンフェス、金属石ケン、非イオン界面活
性剤などがある。

（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もの。

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。

（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。

例：炭素カルシウム、クレー、タルク、顔料などがある
。

これらの材料のほかに、かぶりやトナー飛散を防ぐため
に磁性体を含有させてもよい。

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５〜７０ｗｔ％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５
５ｗｔ％以下にすることが好ましい。また、カラートナ
ーとして、鮮明な色を保つためには、磁性体量を３０ｗ
ｔ％以下にすることが望ましい。

その他、圧力定着用トナーに適する樹脂としては、約２
０ｋｇ／　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
。

以上の材料を用いて、従来公知の製造方法によ・リトナ
ーを作ることができる。

本発明において、更に好ましい画凍を得るために、トナ
ー粒径は、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。本発明では、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１〜３０μｍ程度が好ましく用い
られる。

また、繊細な点や線を可視化しあるいは階調性を上げる
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、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。

また、良好な画像形成の妨げになるキ＋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
電圧が充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１０１１Ω−ｃｍ以上
、好ましくは１０１３Ω−ｃｍ以上、更に好ましくは１
０′４Ω−１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。

このような微粒子化されたキャリアは、トナーについて
用い得る上述の磁性体と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。

そして、トナーとキャリアの攪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
ナー粒子同士やトナー粒子とキャリア粒子との凝集を起
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。球形の磁性キャリア粒子を製造するには、樹脂被
覆キャリア粒子では、磁性体粒子にできるだけ球形のも
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；あるいはスプレートライ法によって直
接球形の分散樹脂粒子を形成すること等の方法が採用さ
れる。

上記した画像形成プロセスにおいては、各トナー像の形
成を二成分又は−成分現像剤による乾式現像で行なうこ
とが望ましい。

即ち、乾式現像によるときは感光体ドラム上へのトナー
粒子の付着力が強く、特に第９図の如き重ね合せ時のト
ナー像の保持力を大きくすることができる。しかも、ト
ナーの粒径は大きい（例えば１０μｍ）から、強調しよ
うとする色（上記の例ではイエロ１又はマゼンタ色）を
充分な濃度で表現することができる。これに反し、仮に
湿式現像によるときは、その現像条件からトナーの付着
力又は保持力が弱く、またトナー粒径が０．２〜０．３
μｍと非常に小さいために強調すべき色の濃度をそれ程
高く出すことができない。

また、上記プロセスでは、感光体ドラム１上に各トナー
Ｔ’＋　、Ｔ’ｔ　、Ｔ’ｓを夫々付着せしめた後、記
録紙への転写を同時に（即ち１回で）行なうことが可能
であり、この公害トナー像の位置合せや記録紙とのタイ
ミング等の面で都合がよく、画像乱れ等が生じない。こ
れは、上述したように乾式現像によってトナーの付着力
が大きいために、充二分に実現可能である。

本発明の画像形成方法においては、−成分現像剤を用い
た米国特許第３８９３４１９号、特開昭５５−１８６５
６〜１８６５９号、特開昭５６−１２５７５３号各公報
や１二成分現像剤を用いた特願昭５８−５７４４６号、
特願昭５８−９７９７３号、特願昭５９−４５６３号、
特願昭５９＝１０６９９号、特願昭５８−２３８２９５
号、特願昭５８−２３８２９６号、特願昭１０７００号
等に示された現像方式を採用してよい。

特に、特願昭５８−２３８２９６号による二成分現像剤
を用いた現像方式によれば、上述の多色画像形成時に各
現像工程で、現像バイアスの交流成分の振幅をＶＡＣ（
Ｖ）　、周波数を＋（Ｈｚ　）像担持体と現像剤を搬送
する現像剤搬送体との間隙をｄ　（ｍｍ）とするとき、 ０．２≦ＶＡＣ／　（ｄ　Ｊ） （（ＶＡＣ／ｄ）　−１５００）／＋≦１．０を満たず
ようにすることが望ましい。　　。

このように、交流バイアス、及び周波数等の現像条件を
選ぶことによって、画像の乱れや混色を起すことなく、
高画質の画像を得ることができる。

以下、その理由を本発明者等が行なった実験の結果に基
づき説明する。設定した実験条件は次のとおりである。

現像剤として磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成
分現像剤を用いる。該キャリアは、平均粒径３０μｍ（
平均粒径は重畳平均粒径でオムニコニアルファ（ボシュ
ロル社製）とか、コールカウンタ（コールタ社製）で測
定ト磁化５Ｑｅｍｕ／ｇ、抵抗率１０１４Ω−ｃｍ以上
の樹脂中にフェライト微粒子を分散した球状キャリアで
あり、尚、抵抗率は、粒子を０．５０ｃｄｌ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／ｃ＋ａの荷重を掛け、このときのキャリア
粒子は１ｍｍ位の厚さであるようにして、荷重と底面電
極との間に１０００Ｖ　／　ｃｔｎ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る値で
ある。該トナーは熱可望性樹脂９０ｗ　ｔ％、顔料１０
ｗｔ％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。該キャリア８０ｗｔ％に
対し該トナーを２０−ｔ％の割合で混合し、現像剤とし
た。なお、トナーはキャリアとの摩擦により正に帯電す
る。

また感光体ドラムには予めトナー像を形成しておき、感
光体ドラムとスリーブとの間隙ｄを１．０ｍｍ、現像剤
層厚を０．５ｍｍ　、感光体の帯電電位６００■、現像
バイアスの直流成分を５００■、交流成分の周波数を１
ｋＨｚに設定する。

以上の条件の下で交流成分の振幅と感光体ドラム上の露
光部（電位はＯＶ）に反転現像によって形成されるトナ
ー像の画像濃度との関係を測定した。その結果、以下に
示す現象が見られた。

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に
いずれも、電界の交流成分の振幅が２００　Ｖ／ｍｍ以
上で交流成分の効果が現われ、２５００　Ｖ　／　ｍｍ
以上にすると感光体ドラム上に予め形成してあ条トナー
像が一部破壊されているのが観測された。また、現像バ
イアスの交流成分の周波数を２．５ｋＨｚとし、上記の
実験時と同一の条件により、交流の電界強度ＥＡＣを変
化させたときの画像濃度の変化を測定したところ、前記
交流電界強度の振幅ＥＡｃが５００Ｖ／ｍｍを越えると
画像濃度が大きく、４ｋＶ／ｍｍ以上になると、感光体
ドラム上に予め形成されたトナー像の一部が破壊された
。

これらの結果かられ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。すなわち、二成分現像剤
では、トナーはキャリアとの摩擦やトナー同士の相互摩
擦により帯電し、トナーの帯電量は広い範朋にわたって
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、ｑ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。

さて、上記と同様な実験を条件を変えながら行なつとこ
ろ、交流電界強度の振幅ＥＡＣと、周波数千の関係につ
いて整理出来、第１θ図に示すような結果を得た。第１
０図において、■で示した領域は現像ムラが起こりやす
い領域、■で示した領域は交流成分の効果が現われない
領域、◎で示した領域はトナーの逆戻りが起こりすい領
域、■、［Ｆ］は交流成分の効果が現われトナーの逆戻
りが起こらない領域で［Ｆ］は特に好ましい領域である
。

この結果は、感光体ドラム上に前段で形成されたトナー
像を破壊することなく、次のく後段の）トナー像を適切
な濃度で現像するには、交流電界強度の振幅、及びその
周波数につき、適正領域があることを示しており、その
原因は以下に記載する理由によるものと考えられる。

画像濃度が交流電界強度の振幅ＥＡＣに対し、増加傾向
にある領域については、交流、電界強度の振幅ＥＡＣが
０．２〜１．２　ｋ　Ｖ／ｎ＋ｍとなる領域では現像バ
イアスの交流成分が、スリーブからトナーを飛翔する闇
値を越え易くする働きをし、小さな帯電量のトナーでも
感光体ドラムに付着され、現像に供される。従って、交
流電界強度が太き（なるに従い、画像濃度が大きくなる
のである。

一方、画像濃度が交流電界強度の振幅ＥＡＣに対し飽和
する領域では交流電界強度の振幅ＥＡＣが、１ＪｋＶ／
ｍｍ以上の領域については、以下のようにこの現象を説
明することができる。すなわち、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、−反感
光体ドラムに付着しても鏡像力が弱いため、交流バイア
スによりスリーブに戻りやすい。さらに、交流成分の電
界強度が大きすぎることにより感光体ドラム表面の電荷
がリークすることによつて、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。

さらに交流電界強度を大きくし、例えば上記の条件で、
振幅を２．５　ｋ　Ｖ　７ｍｍ以上にすると、前述した
ように、予め感光体ドラム上に形成しておいたトナー像
が破壊され、交流成分が大きいほど破壊の程度は大きい
ことがわかった。この原因は、感光体ドラム上に付着し
ているトナーに対し、交流成分によりスリーブに引戻す
力が働くためであると考えられる。

感光体ドラム上にトナー像を順次現像する場合、既に、
形成されであるトナー像が後段の現像の際に破壊される
ことは致命的な問題である。

また、上記の結果を比較してもわかるように交流成分の
周波数を変化させて実験したところ周波数が高くなる程
、画像濃度が小さくなるが、これは、トナー粒子が、電
界の変化に対し追随することが出来ないために振動する
範囲が狭められ、感光体ドラムに付着されにくくなるこ
とが原因となっている。

以上の実験結果に基づき、各現像工程で、現像′バイア
スの交流成分の振幅をＶＡｃ（Ｖ）周波数を’ｙ　（Ｈ
ｚ）　、感光体ドラムとスリーブの間隙をｄ（ＩＩＩＩ
ｌｌ）とするとき、　　　′０．２≦Ｖ　Ａｃ／　（ｄ
　−’ｆ　）を満たす条件により現像を行なえば、既に
感光体ドラム上に形成されたトナー像を乱すことな（、
後の現像を適切な濃度で行なうことができるとの結論を
得たのである。十分な画像濃度が得られ、かつ前段まで
に形成したトナー像を乱さないためには、上記の条件の
中でも、 ０．５≦ＶＡＣ／　（ｄ−＋） ｆ（Ｖ　Ａｃ／　ｄ　）　　１５００し千≦１．０を満
たすことが好ましい。さらにこの中でも特に０．５≦Ｖ
Ａｃ／　（ｄ−上） が得られ、多数回動作させても現像装置への異色のトナ
ーの混入を防ぐことができる。

また、交流成分による現像ムラを防止するため、交流成
分の周波数は２００　ｈ以上とし、現像剤を感光体ドラ
ムに供給する手段として、回転する磁気ロールを用いる
場合には、交流成分と磁気ロールの回転により生じるう
なりの影響をなくすため、交流成分の周波数は５００　
Ｈｚ以上にすることが、更に望ましい。

上記実験例では、現像剤が像保持体く感光体ドラム）に
非接触で搬送されるため、交流バイアスによりトナーを
潜像面へ飛翔させなければならない。ところが、交流の
位相により像保持体と現像器の間のトナー粒子に対して
、現像器から像保持体へ向かう電気力とその逆方向の電
気力とが作用する。このうち後者は、像保持体上のトナ
ーを現像器へ移動させて、現像器中へ異なる色のトナー
を混入させる一因となる。この事態を防止し、かつ感光
体ドラムに形成されたトナー像を破壊することなく、後
のトナー像を一定の濃度で順次感光体′ドラム上に現像
するには、現像を繰り返すに従って ■　順次帯電量の大きいトナーを使用する。

＠　現像バイアスの交流成分の振幅を順次小さくする。

＠　現像バイアスの交流成分の周波数を順次高くする。

という方法をそれぞれ単独に麻又は任意に組合わせて採
用することが、更に好ましい。

即ち、帯電量の大きなトナー粒子程、電界の影響を受は
易い。したがって、初期の現像で帯電量の大きなトナー
粒子が感光体ドラムに付着すると、後段の現像の際、こ
のトナー粒子がスリーブに戻る場合がある。そのため前
記した■は、帯電量の小さいトナー粒子を初期の現像に
使用することにより、後段の現像の際に前記トナー粒子
がスリーブに戻るのを防ぐというものである。■は、現
像が繰り返されるに従って（即ち、後段の現像になるほ
ど）順次電界強度を小さくすることにより、感光体ドラ
ムに既に付着されているトナー粒子の戻りを防ぐという
方法である。電界強度を小さくする具体的な方法として
は、交流成分の電圧を順次低くする方法と、感光体ドラ
ムとスリーブとの間隙ｄを後段の現像になるほど広くし
ていく方法がある。また、前記Ｏは、現像が繰り返され
るに従って順次交流成分の周波数を高くすることにより
、感光体ドラムにすでに付着しているトナー粒子の戻り
を防ぐという方法である。これらの■＠■は単独で用い
ても効果があるが、例えば、現像を繰り返すにつれてト
ナー帯電量を順次大きくするとともに交流バイアスを順
次小さくする、などのように組み合わせて用いるとさら
に効果がある。

また、以上の三方式を採用する場合は、直流バイアスを
それぞれ調整することにより、適切な画像濃度あるいは
色バランスを保持することができる。

また、上記した■・−の以外にも次の■〜■の方法も採
用することができる。

■　使用しない現像器を像保持体がら遠ざける。

■　トナー供給量を順次大きくする。

θ　潜像ポテンシャルコントラストを順次太きする。

■　像保持体と現像剤層との間隙を順次大きくする。

■　使用しない現像器に対しトナーが混入しないような
バイアスを印加する。

次に、本発明を更に具体的に説明する。

以上に述べた方法に基づいて、カラー画像を記録した。

具体的な条件は以下のとおりであった。

ドラム　　　　　　Ｓｅ感光体 ドラム径　　　　　１２０ｍｍ ドラム線速度　　　１２０ｍｍ／ｓｅｃ光源　　　　　
　　Ｈｅ−Ｎｅレーザー帯電　　　　　　　＋６００　
Ｖ　（スコロトロン、再帯電あり） スリーブ径　　　　３０ｍｍ スリーブ回転　　　線速度１２０ｍｍ／ｓｅｃマグネッ
ト極数　　６ マグネソト回転　　１０００ｒ、ｐ、ｍ。

スリーブ表面磁束密度　最大８００　Ｇ現像剤（各現像
器共通）二成分現像剤 トナー二粒径　　　平均１０μｍ（Ａ：イエロー、Ｂ：
マゼンタ、Ｃニジアン、 Ｄ：黒） 抵抗率　　１０′４Ω−（２）以上 キャリア二粒径　　平均３０μｍ 磁化　　５０ｅｍｕ／ｇ 抵抗率　１０′′Ω−ｃｍ以上 トナー帯電量（各現像器共通）２０μｃ／ｇ現像剤層厚
　　　　　　　　　０．５ｍｍドラム−スリーブ間（各
現像器共通）　　０．８ｍｍ現像バイアス（各現像器共
通） ＡＣｌ、２ｋＶ（実効値）、２ｋＨｚ Ｃ５００Ｖ 現像バイアスは、現像を行なう現像器のみ印加され、現
像スリーブと磁気ロールも現像時のみ駆動された。第１
１図にこのプロセスのタイムチャートを示す。

この例において、各現像は、オペレータが上述した如く
に強調したい色の順序を指示して行なうようにした。そ
の指示により、各現像器のスリーブと磁気ロールの駆動
、及びスリーブへの現像バイアスの印加のタイミグ等は
、プログラムにより。

制御される。これらは各々現像時のみ動作する（第１１
図参照）。

以上の条件でカラー画像を形成したところ、既述した■
、■いずれの方式においても、先に現像した色が強調さ
れた画像が得・られた。

以上の実施例においては、光源としてＨｅ　−Ｎｅレー
ザー光を用いるが、本発明はこれに限らず、どのような
光源でもよい。使用される現像剤は二成分現像剤に限定
されるものではない。更に、像露光部を複数個所に設け
る装置に対しても本発明を適用することができる。また
、１種類の潜像に対して複数の現像器を駆動させること
により、任意の色を再現することができる。

なお、上述の例では反転現像を採用しているが、それに
限らず、非露光部を現像する正規現像を行なってもよい
。又、転写定着方法に関しても、ＥＦ紙を用いたり、粘
着転写方法を用いたり、或いは圧力定着方法を用いる等
、公知の方法を用いることができる。

また、本発明は電子写真による記録方式のみならず、静
電記録方式、磁気記μ方式を利用した、ノンインパクト
プリンタに適用することが可能である。

６、発明の作用効果 本発明は上述した如く、強調すべき色のトナーを先に用
いて現像しているので、このトナーが常に、次のトナー
よりも多量に像担持体上に付着することになり、所望の
色を確実に強調できる。このため、色バランスが良く、
画像乱れのない画像が容易に得られる。しかも、複数の
トナー像を一括して転写しているので、各トナー像の位
置ずれなしに良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は従来例を示すものであって、第１図は
画像形成工程のフロー図、 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は画像形成時のトナーの
付着状況を示す各断面図、 第３図、第４図は他の画像形成時のトナーの付着状況を
示す各断面図 である。 第５図〜第１１図は本発明の実施例を示すもので′あっ
て、 第５図は画像形成装置の概略断面図、 第６図は現像器の断面図、 第７図は照射光の光透過率を各トナー毎に示すグラフ、 第８図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は画像形成時の
トナーの付着状況を示す各断面図、第９図（Ａ）、（Ｂ
）、（Ｃ）、（Ｄ）は他の画像形成時のトナーの付着状
況を示す各断面図、第１０図は各現像条件において電界
強度と周波数とを変化させたときの濃度特性を示す図、
第１１図は画像形成工程のタイムチャートである。 なお、図面に示した符号において、 １−−−−−−−一感光体ドラム（像担持体）１１−−
−−−−−一現像スリーブ １２−−−−−−−−−−マグネットロール１７、１８
−−−−−−−−−−バイアスＴ　＋　、　Ｔ　Ｚ＋　
Ｔ　３＋　Ｔ’＋　、　Ｔ’２．　Ｔ’３　−−−−−
−−−−−−　　）ナーＰ　−−−−−−−−一記録紙 Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄ−・−−−−−一現像器り、　Ｌ−
−−−−−−−−一像露光 である。 代理人　弁理士　　逢　坂　　宏 巣１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光導電層を有する像担持体に像露光を施して潜像を
   形成し、前記潜像をトナーで現像する工程を、複数種の
   色を有するトナーを順次用いて繰り返し、しかる後にこ
   れらのトナー像を一括して転写する画像形成方法におい
   て、強調すべき色を有するトナーを用いた現像を先行さ
   せることを特徴とする画像形成方法。