JPS62108266A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPS62108266A
JPS62108266A JP60248593A JP24859385A JPS62108266A JP S62108266 A JPS62108266 A JP S62108266A JP 60248593 A JP60248593 A JP 60248593A JP 24859385 A JP24859385 A JP 24859385A JP S62108266 A JPS62108266 A JP S62108266A
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G13/00Electrographic processes using a charge pattern
    • G03G13/01Electrographic processes using a charge pattern for multicoloured copies

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】 イ、産業上の利用分野 本発明は感光体上に画像を形成させる画像形成装置に関
し、特に電子写真法に用いる多色画像形成用の感光体上
に多色画像を形成するようにした画像形成装置に関する
ものである。
口、従来技術 電子写真法を用いて多色画像を得るに際して従来から、
多くの方法及びそれに使用する装置が提案されているが
、一般的には次のように大別することができる。その1
つは、感光体を用いた分解色数に応じて潜像形成及びカ
ラートナーによる現像を繰り返し、感光体上で色を重ね
たり、あるいは現像の都度、転写材に転写して転写材上
で色重ねを行なっていく方法である。また、他の方式と
しては、分解色数に応じた複数個の感光体をイイする装
置を用い、各色の光像を同時に各感光体に露光し、各感
光体上に形成された潜像をカラートナーで現像し、順次
転写材上に転写し、色を重ねて多色画像を得るものであ
る。
しかしながら、上記のfpJlの方式では、複数回の潜
像形成、現像過程を繰り返さねばならないので、画像記
録に時間を要し、その高速化が極めて難しいことが大き
な欠点となっている。又、上記のtjS2の方式では、
複数の感光体を併行的に使用するために高速性の点では
有利であるが、複数の感光体、尤′7体、光学系、現像
手段等を要するために装置が複雑、大型化し、高価格と
なり、実用性に乏しい。また上記の両方式とも、複数回
にわたる画像形成、転写を繰り返す際の画像の位置合わ
せで困難であり、画像の色ズレを完全に防止することが
出来ないという大きな欠点を有している。
これらの問題を根本的に解決するため、本発明者は先に
、単一の感光体上に一回の像露光で多色像を記録するノ
ブ法を提案した。これは、その一つは以下のようなもの
である。
即ち、可視光全域にわたる感光性をもった感光Jt4に
、現数の色分Mフィルタ(各フィルタ部が特定波長領域
の尤のみを実質的に透過するフィルタ)を微細な線条状
あるいはモザイク状に組み合わせた絶縁層を配置した感
光体を用い、まずその全面に像露光を与え、各フィルタ
の下部の光導電層に分解画像濃度に応じた電荷を分布(
以下これを第一次潜像と呼」ζ)せしめ、次いで第一の
色分解フィルタを透過する光によって全面露光すること
にょって、1該フイルタの下部の光導電層にのみ第一次
潜像形成過程の強度に応じた靜電像(以下これを第二次
潜像と呼、1:)を1)う成したフィルタの種類に対応
する色、好ましくはフィルタを透過する色の補色の関係
にある色のカラートナーで現像し、更に均一に帯電し、
以下各色分解像について同様な全面露光・現像・再帯電
の操作を繰返すことによって、感光体−ヒに多色画像を
形成し、−回の転写によって転写材上に一挙に多色画像
を記録するものである。
しかし上記方法は、フィルタについてみると理想的に特
定波置載のみについて透過性を有するフィルタは作製す
ることが困難である。また感光体の感度低下を防止する
ためにはフィルタの分光透過率は可能な限り高い方がよ
いが、フィルタの分光透過率を高くするとどうしても他
の光波長に対しても透光性を有してしまうこととなる。
また上記方法は、感光体に特定光の全面露光を与え特定
のフィルタに対応する感光層の電荷を解放するらのであ
るが、露光光についてみると、全面露光光は一般に波長
分布をもっており、又各フィルタは特定波長以外にも僅
がながら透光性を有している。従って全面露光光は他の
フィルタ部の電荷をも少ながらず解放することとなる。
このことは他のフィルタ部にも電位パターンが発生する
ことをを味する。従来の透明絶縁層を有する感光体を用
いたNP、KII’方式等の画像形成においては十分な
露光量を4えれば良かったが、本方式によるとさは無制
限に特定の全面露光を与えることはできない。
ハ1発明の目的 本発明の目的は、−回の像露光により、色ズレのない多
色画像を高速且つ簡単に記録し得る感光体を用いて多色
画像を高速かつ簡単なプロセスによって;U色のない良
好ない色再現がなし得るようにした画像形成Vc1i!
7を提供することにある。
二0発明のh1成 本発明は全面露光の光量を特定の色分解部分に対しては
1−分な電位フントラストを生じる一方、他の色分Mg
分に灯しては電位フントラストを生しない条r(に設定
するもので、それは色分M機能を有する感光体に帯電と
像露光後、特定光による全面露光と現像を繰り返す画像
形成vc置において前記全面露光の光量が前記全面露光
によって生じる電位が略飽和を示す光量Loに討し0.
7≦L0≦5L。
であることを持金とする画像形成装置を提供するもので
ある。そして待に好ましくは前記全面露光の充電が 0.9≦L0≦3L。
であることを特徴とする画像形成装置を提供するもので
ある。
そして、本発明による画像形成vc置は、互いに異なる
波長領域の光を主に透過させる複数の色分解!g分部か
らなる層を有し、1前記感光体を像露光する工程と;し
がる後に、前記色分解部分の少なくとも1flllに電
位パターンを形成すべく尤に上る全面露光を47え、現
像を行なう操作を前記色分解部分の種類類に繰返す工程
を有することを特徴とするものである。
ホ、実施例 以下、本発明を多色像形成用感光体く以下、単に感光体
という)及び多色画像形成のプロセスに摘用した実施例
を詳細に説明する。以下の説明においては、分解フィル
タとして赤色光、緑色光、青色光のみをそれぞれ透過す
る赤、緑、青の各フィルタを使用したフルカラー再現用
感光体についてのみ述べるが、分解フィルタの色及びそ
れに組み合わせるトナーの色は上記に限定されるもので
はない。
PIS1図は、本発明によるフィルタの形状及び配列を
例示したものである。ここで、B、GlR,は夫々、青
、緑、赤、フィルタ部を示す。
第1図(^)は線条状のもので、例えば感光体がド゛ 
 ラム状の場合、線条が回転方向に直交するものと、f
(テのものなどが考えられる。
第1図(IIL(C)はモザイク状の6ので、各フィル
タ部のサイズは、1図中党で示す長さが10ないし50
0μInとするのが好ましい。フィルタ部のサイズが過
少の場合、隣接した他の色の部分の影響を受けやすくな
り、また、フィルタ部の1個の巾がトナー粒子の粒径と
同程度あるいはそれ以下になると1)゛成も困難となる
。又、フィルタ部のサイズが過大となると画像の解像性
、混色性が低下して画質が劣化する。形状及び配列はt
pJ1図に示したものに限らず、どのようなものでもよ
い。
第2図は本発明に使用可能な感光体の断面を使式的に示
したものである。導電性部材又は基板1上に光導電M2
を設け、その上に所要の色分解フィルタ例えば赤(R)
、緑(G)、青(B)、のフィルタ部を多数−を含む絶
縁層3が積層されている。
導電基板1はアルミニウム、鉄、ニッケル、銅等の金属
あるいはそれらの合金等を用いて円筒状、無端ベルト成
算必要に応じて適宜の形状、構造のものを作成すればよ
い。
光導電/i’J2は硫黄、セレン、無定形シリコンまた
は硫黄、セレン、テルル、ヒ素、アンチモン等を含有す
る合金等の光導電体;あるいは亜鉛、アルミニウム、ア
ンチモン、ビスマス、カドミウム、モリブテン等の金属
の酸化物、ヨウ化物、硫化物、セレン化物の無機光導電
性物質;ビニルカルバゾール、アントラセン7タロシア
ニン、トリニトロフルオレノン、ポリビニールカルバゾ
ール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、多
環キノン染料、ビス7ゾ染料等の有機光導電性物質を同
様に蒸着あるいは樹脂分散した後塗布して形成される。
かかる結着剤樹脂としてはポリエチレン、ポリエステル
、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リ酢酸ビニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、シリ
コン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁性L(脂
があげられる。また電荷発生層と電荷移動層とに分けた
機能分離型の充電体も用いられる。
絶縁層3は透明な絶縁性物質、例えば各種のポリマー、
O(脂等で構成することができ、その表面、若くは内部
に色分解フィルタとして働く着色部を有せしめる。前記
着色部は第2図(^)のように所要の色を持つ染料や顔
料等の着色剤を加えて着色した絶縁性物質を光導電層2
上に印刷等の手段によって所定のパターンに付着させる
。この場合、各色の塗料を複数回(例えば3回)ずつ重
ねて印刷する。
あるいは第2図(ロ)のように、着色剤を、光導電層2
上に予め均一に形成した無色の絶縁層31)上に印刷、
7オトレノスト、蒸着等の手段により所定のパターンに
付着させて形成することができる。
また、予め着色部を形成したフィルム状の絶縁性物質を
光導7I1層上に取り付けても、第2図(^)、(B)
の構造の感光体を構成することがでさる。更に、形成さ
れた着色部の表面を更に絶縁性物Y!t3cで被い、第
2図(C)や(D)のような構成のものとしてもよい。
尚、fjS1図(A)〜(C)、第2図(A)〜(D)
はいずれも、赤、緑、青のいわゆる3色分Mフィルタを
設けた場合を示す。
次に、上記感光体を用いた多色画像形成のプロセスを第
3図について説明する。同図は光導電層として硫化カド
ミウムのような1)型(即ち、電子移動度の大きい)光
半導体を用いた感光体の一部分を取り出し、そこにおけ
る像形成過程を模式的に表わしたものであり、また各部
の断面ハツチングは省略している。図中、1.2はそれ
ぞれ導電性基板、光導電層であり、3は3色分解フィル
タ部R,G、Bを含む絶縁層である。また、各図の下方
のグラフは感光体各部表面の電位を示してνする。
まず、第3図〔1〕のように、帯電器4によって全面に
正のコロナ放電を与えると絶縁層3表面に正の電荷を生
じ、これに対応して光導電層2と絶縁層3の境界面に負
の電荷が誘発される。
次いで、第3図〔2〕のように、露光スリ?)を備えた
帯1[5により交流若しくは負の放電を与え、絶縁層3
表面の電荷を消去しながら着色像の露光、例えば赤色像
露光LFIを与える。赤色光は絶縁層3の赤色フィルタ
部Rを通過し、その下部にある光導電M2を導電性とす
るため、同フィルタ邪において光導電M2中の電荷を消
去する。
これに対し、緑色3G、青色フィルタ部3Bは赤色光を
透過しないため、光導電層2の負電荷はそのまま残留す
る。また、帯電器5の作用により、感光体の表面電位が
均一になるように絶縁層3上の電荷分布が変化する。
以上のようにして第一次潜像が形成される。原稿の緑色
成分やrf1成分が照射された部分も、各々のフィルタ
部に−〕いて同様の結果を与える。第一次潜像は、すべ
ての色成分がそれぞれのフィルタ部の下に像状の電荷分
布として存在している状態である。この段階では、光導
電層2上の電荷が消去された部分はもとより、電荷の残
留している部分も、感光体表面では同電位となるため静
電像としては機能しない。
なお、第3図〔2〕では、帯電後の電位はほぼ零の場合
を示してあろが、負に迄帯電してもよい。
次いで、第3図〔3〕のように、絶縁層3に含まれたフ
ィルタ中の一種を透過する光、例えば光源6Bと青色フ
ィルタF6によって得られた青色光り、で全面露光を与
えると、青色光を透過するフィル28部下方の光導電層
2が導電性となり、該部分の光導電M2の負電荷の一部
と導電性基板1の電荷が中和されて、フィルタBの表面
の電荷のみが残り、それにより電位パターンが発生する
。青色光を透過しないG、Rの部分には変化は生じない
。これが第二次潜像である。そして、フィルタBk、の
電荷像を負に帯電したイエロートナーTYを含む現像剤
で現像すると、電位が相対的に高t)フィル78部の表
面にのみトナーが付着し、現像が行なわれる(tJS3
図〔4〕)。
次いで、生じた電位差を消去すべく第3図〔5〕のよう
に帯電器8によって表面電位を均一にした後、第3図〔
6〕のように緑色LGで全面露光を与えると前記青色光
の場合と同じく緑色フィルタ部Gの部分に第二次潜像が
形成される。これを第3図〔7〕のようにマゼンタトナ
ーTMで現像すれば、フィルタGの部分にのみマゼンタ
トナーTMが付着する。続いて第3図〔8〕のように、
同様に表面電位を均一にした後、赤色光の全面露光を与
え赤色フィルタ部Rに現われた第二次潜像をシアントナ
ーTCで現像する。なお図示例では、赤色フィルタRに
は光導電層2に電荷が存在しないため全面露光を行なっ
ても電位差は発生せず、シアントナーで現像を行なって
もシアントナーは付着しない。
こうして得られたトナー像を複写紙等の転写材上に転写
し、定着すれば、転写材上にはイエロートナーとマゼン
タトナーとの混色による赤色像が再現される。なお、像
露光は、紫外及び赤外域がカットされた光で行なうのが
望ましい。他の色についても、下記表−1のごとく、三
色分解法と3原色トナーとの組み合わせによる色再現が
行なわれる。
この表中、記号r=::」は第一次潜像形成段階の状態
、記号rOJは第二次潜像形成段階、記号[@]は現像
の行なわれた状態、記号「↓」は上欄の状態がそのまま
維持されてていることを示す。空欄は光導電層に像が存
在しない状態を表わしている。
以下余白 尚、」二記の説明はII型尤゛1巳導体層を用いた例に
よっているが、セレン等のp型(即ち、ホール移動度の
大きい)尤半導体層を用いることも勿論可能であり、こ
の場合は電荷の正負の符号がすべて逆になるだけで、基
本的なプロセスはすべて同一である。尚、−次帯電時に
電荷注入が困難である場合は丸による一様照射を併用す
る。
」二記の説明で明らかにように、本実施例によれば、多
色画像形成用感光体に帯電を打ないつつ像露光を′j、
えた後、複数種のフィルタの1種を透過する光で全面露
光を与えて現像を行なう工程を前記フィルタ種類に応じ
て繰り返す。即ち、微細な色分解フィルタを感光体上に
配置し、像露光(第3図〔2〕の工程)後、三色分解光
による全面露光(第3図〔3〕、〔6〕の工程)を与え
、色分解フィルタの各色部分毎に第二次潜像を形成し、
対応する色のトナーを用いて現像(第3図〔4〕、〔7
〕の工程)し、これを繰り返して多色像を得る。従って
、このプロセスによれば、可視光全域にわたる感光性を
もった光導電層に複数の色分解フィルタを微細な線条状
あるいはモザイク状等に組み合わせて配置した感光体を
用い、まずその全面に潜像光を与え、各フィルタの下部
の感光層に分解画像濃度に応じた第一次潜像を形成せし
め、次いで第一の色分解フィルタを透過する光によって
全面露光することによって該フィルタ部上に第一次潜像
に応じた第二次潜像を形成する。そして、フィルタの色
に対応する色、好ましくはフィルタを透過する色の補色
の関係にある色のカラートナーで現像し、以下各色分解
像について同様の操作を繰り返すことによって感光体上
に多色画像を形成し、−回の転写によって軒耳材上に一
挙に多色画像を記録できる。
第4図は上記プロセスを実施するに適した本発明の一実
施例を示すカラー複写機の画像形成装置の概要図である
。図中、41は第1第2図に示す構成をもつ感光体ドラ
ムであって、複写動作中は矢印a方向に回転する。感光
体ドラム41は回啄しながら必要に応じて光を照射しつ
つ帯電電極4で全面に電荷を与えられ、次の露光スリッ
トを備えた電極5から2流、又は電極4とは反対符号の
コロナ放電を受けつつ原FHDの像露光りが与えられ、
第一次潜像形成過程が終了する。次いで光源6Bと光源
用青色フィルタFBとの組み合わせによって得られる青
色尤に全面露光されイエa−成分の第二次潜像が形成さ
れる。次にこれがイエロートナーを装填した現像器17
Yで現像される。続いて電極14により感光体表面が一
様電位にされた後、光源6G、緑色光源フィルタFGか
らの緑色光による全面露光、マゼンタトナーを装填した
現像器17旧こよる現像を受ける。さらに電極15によ
り感光体の電位が均一にされ、光[6R1赤色光源フィ
ルタF、からの赤色光による全面露光、シアントナーを
装填した現像器17Cによる現像を受ける。
その結果、感光体ドラム上に多色像が形成される。
得られた多色トナー像は転写前帯電極1)により帯電さ
れた後、用紙給送手段によって供給されて来る複写紙8
上に、転写電極9によって転写される。
転写される多色トナー像を担持した複写紙は分離電極1
0によって感光体ドラムから分離され、定着装r!1)
2によって定着され完成された多色複写物となり、機外
に排出される。転写を終わった感光体ドラム41は除電
光を照射され、除電電極1)で除電され、クリーニング
ブレード13で表面に残留したトナーが除去されて再び
使用される。
上記の画像形成プロセスにおいて、使用される現像剤は
非磁性トナーや磁性トナーを用いるいわゆる一成分現像
剤、トナーと鉄粉等の磁性キャリアを混合したいわゆる
二成分現像剤ののいずれをも使用することができる。現
像に当たっては磁気ブラシで直接摺擦する方法を用いて
もよいが、特に、少なくとも2回目の現像以後は、形成
されたトナー像の損傷を避けるため、現像剤搬送体上の
現像剤層が感光体面を摺擦しない非接触現像方式を用い
ることが必須不可欠である。この非接触方式は、採色を
自由に選べる非磁性トナーや磁性トナーを有する一成分
あるいは二成分現像剤を用い、現像域に交番電場を形成
し、静電像支持体(感光体)と現像剤層を摺擦せずに現
像を行うものである。これを以下に詳述する。
前述のような交番電場を用いた繰返し現像では、既にト
ナー像が形成されている感光体に何回が現像を繰り返す
ことが可能となるが、適正な現像条件を設定しないと後
段の現像時に、曲設に感光体上に形成したトナー像を乱
したり、既に感光体」二に付着しているトナーが現像剤
搬送体に逆戻りし、これが曲設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装置に侵入し、混色が発
生するといった問題点がある。これを防止するには基本
的には、現像剤搬送体上の現像器り層を感光体に摺擦若
しくは接触させないで繰作することである6すなわち、
感光体と現像剤搬送体との間隙は、現像剤搬送体上の現
像剤層の厚さより大きく保持しておく(但、両者間に電
位差が存在しない場合)。
上述の問題点をより完全に回避し、さらに各トナー像を
十分な画像濃度で形成するためには、望ましい現像条件
が存在することが本発明者の実験により明らかになった
この条件は、現像領域における感光体と現像剤搬送体と
の間f’jXd(+n+n)(以下、単に間隙dという
場合がある)、交番電場を発生させる現像バイアスの交
流成分の振幅VAC及び周波数f(fiz)の値を卯独
で定めて得ることは難しく、これらパラメータは相互に
密接に関連していることが明らかとなった。以下、その
経過を説明する。
実験は、第4図に示すカラー複写機を用いて行ない、現
像装置17Y及V17Mで2色トナー像を形成する際、
現像装置17Mの現像バイアスの交流成分の電圧や周波
数等のパラメータの影響を調べた。
m5図は第4 図1.:=示L タ各現(tis17Y
、17M、17Cの基本的構造を示すものであって、ス
リーブ7および/または磁気ロール43が口伝すること
により、現像剤Dcをスリーブ7の周面上を矢印B方向
に搬送させ、現像剤Deを現像領域Eに供給している。
 磁気ロール43が矢印^方向、スリーブ7が矢印B方
向に口伝することにより、現像剤Deは矢印B方向に搬
送される。現像剤Dcは、搬送途中で磁性体からなる穂
立規制ブレード40によりその厚さが規制される。現像
剤溜947内には、現像剤Deの攪拌が十分行なわれる
ような攪拌スクリュー42が設けられており、現像剤溜
り47内のトナーカ弓)1費されたときには、トナー供
給ロー239が回転することにより、トナーホ、バー3
8からトナーTが補給される。
そして、スリーブ7と感光体ドラム41の間には、現像
バイアスを印加すべ(直流電源45と交流電源46が直
列に設けられている。Rは保護抵抗である。
初めに現像装置17旧二収納した現像剤DCは一成分磁
性現像剤であり、熱可塑性θ!脂70wt%、顔料(カ
ーボンブラック)10wt%、磁性体20wt%、荷電
制御剤を混線粉砕し、平均粒子f:15μ随とし、さら
にシリカ等の流動化剤を加えたものを用いる。帯電量は
帯電制御剤で制御する。
実験の結果、第6図および第7図に示すような結果が得
られた。
第6図は、現像装Wt17旧こおいて感光体ドラム41
とスリーブ7との間隙dを0.7mm、現像剤層厚を0
.3−頂、スリーブ7に印加する現像バイアスの直流成
分を50v、現像バイアスの交流成分の周波数を1 k
 It zの条件で、帯電後に一様露光後感光体の表面
電位が500Vの領域を現像したときの、交流成分の振
幅と、黒色トナー像の画像濃度との関係を示している。
なお、このとき現像装置17Yにはイエロートナーとキ
ャリアからなる二成分現像剤が収納されている。
交流WLWL強度の振幅EAcは現像バイアスの交流電
圧の振幅VAcを間隙d″C割った値である。第6図に
示す曲線^、B、Cは磁性トナーの平均帯電量がそれぞ
れ一5μc/1).−3μc/H,−2μc/gのもの
を用いた場合の結果である。^、B、Cの三つの曲線は
共に、電界の交流成分の振幅が2QOV/慎鴨以J二、
1.5kV/輸積以下で画像濃度が大きく 、1.6k
V/nua以上にすると感光体ドラム41上に予め形成
しであるトナー像が一部破壊されているのが観測された
tjS7図は、現像バイアスの交流成分の周波数を2.
5kHzとし、第6図の実験時と同一の条件により、交
流電界強度等を変化させたときの画像濃度の変化を示す
この実験結果によると、前記交流電界強度の振幅がEA
Cが500V/mm以上、3.8kV/m−以下で画像
濃度が太きく 、3.2kV/m+e(第6図では不図
示)以上になると、感光体ドラム41上に予め形成され
たトナー像の−・部が破壊された。
なお、fjS6図、第7図の結果かられかるように画像
?廃液がある振幅を境にして飽和する、あるいはやや低
下するように変化するが、この振幅の値は曲線^、口、
Cかられかるようにトナーの平均帯電量にあまり依存し
ていない。
°さて、第6図、第7図と同様な実験を条件を変えなが
ら行なったところ、交流電界強度の振幅EAcと、周波
数の関係について整理でき、第8図に示すような結果を
得た。
第8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、◎で示した領域は既に形成されているトナー像の
破壊が起こりやすい領域、■、■は交流成分の効果が現
われ十分な現像濃度が得られかつ既に形成されているト
ナー像の破壊が起こらない領域で[F]はそのうち特に
好ましい領域である。
この結果は、感光体ドラム41上に+’+? (眞段で
)に形成されたトナー像を破壊することなく、次の(後
段の)トナー像を適切な濃度で現像するには、2流電界
強度の振幅及ゾその周波数につき、適正領域があること
を示している。
以上の実験結果に基づき、本発明者は各現像工程で、現
像バイアスの交流成分の振幅をvAC(■)、周波数を
f(Ilz)、感光体ドラム41とスリーブ7の間隙を
d(+e+a)とするとき 0.2≦VAc/(d*r)≦1.6 を満たす条件により現像を行なえば、既に感光体ドラム
41上に形成されたトナー像を6Lすことなく、後の現
像を適す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+1τI段まで
に形成したトナー像を乱さないためには、第6図及び第
7図で画像濃度が交流電界に対して増加傾向を示すM域
である、 0.4≦VAC/(d−f)≦1.2 の条rトを満たすことがより望ましい。さらにその領域
の中でも、画像濃度が飽和するよりやや低電界にあたる
領域、 0.6≦VAc/(ct−r)≦1.0を満たすことが
更に望ましい。
また、交流成分による現像ムラを防止するため、交流成
分の同波数「は200 II z以上とし、現像剤を感
光体ドラム41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、2流成分の周波
数は500 II z以上にすることが更に望ましい。
次に、二成分現像剤を用いて、上記と同様に第4図に示
すカラー複写機で実験を行なった。現像装置17旧こ収
納されている現像剤Deは磁性キャリアと非磁性トナー
から威る二成分現像剤で、該キャリアは、平均粒径20
μm、磁化30enu/g、抵抗率1014Ω−et6
の物性を示すように微細酸化鉄を樹脂中に分散して作成
されたキャリアであり、尚、抵抗率は、粒子を0.50
cm”の断面積を有する1F器に入れてタッピングした
後、詰められた粒子上に1kg/am2の荷重を掛け、
荷重と底面電極との間に100OV/c+++の電界が
生ずる電圧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。註トナーは熱可塑性樹脂
90wt%、顔料(カーボンブラック)10u+t%に
荷電制御剤を少量添加し混練粉砕し、平均粒径10μ論
としたものを用いた。該キャリア80wt%に対し該ト
ナーを20wt%の割合で混合し、現像剤Dcシた。な
お、トナーはキャリアとの摩擦により負に帯電する。
この実験結果を第9図及び第10図に示す。
第9図は、感光体ドラム41とスリーブ7との間隙dを
1.O■、現像剤層厚を0.7+a+n、現像バイアス
の直流成分を50V、 2流成分の周波数を1kllz
の条件で、一様露光後の感光体の表面電位が500Vの
領域を現像したときの交流成分の振幅と黒色トナー像の
画像濃度との関係を示しでいる。なお、現像装置17Y
にはイエロートナーとキャリアからある二成分現像剤が
収納されている。交流電界強度の振幅EACは現像バイ
アスの交流電圧の振幅VACをを間隙dで割った値であ
る。
第9図に示す曲線^、[+、Cはトナーの平均帯電量が
夫々−30μc/g、−20μ/g、−15μcogに
荷電制御されたものを用いた場合の結果である。^、B
、Cの三つの。
曲線は共に、電界の交流成分の振幅が200 V / 
1以上で7;1.流成分の効果が現われ、2500V/
+++m以上にすると感光体ドラム上に予め形成しであ
るトナー像が一部破壊されているのが観測された。
第1O図は、現像バイアスの交流成分の周波数を2.5
ktlzとし、第9図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
を示す。
この実験結果によると、前記交流電界強度の振幅EAc
が500 V / +e mを越えると画像濃度が大き
く、図示していないが4kV/mm以上になると、感光
体ドラム41上に予め形成されたトナー像の一部が破壊
された。
なお、m9図、第10図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飽和する、あるいはやや低下す
るように変化するが、この振幅の値は曲線^、B、Cが
られかるように、トナーの平均帯電量にあまり依存して
いない。
さて、第9図、第10図と同様な実験を条件を変えなが
ら行なったところ、交流電界強度の振幅EAcと、周波
数rの関係について整理出来、第1)図に示すような結
果を得た。
第1)図にはおいて、■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、伽示した領域は既に形成されているトナー
像の破壊が起こりやすい領域、■、■は交流成分の効果
が現われ十分な現像濃度が得られ、かつ既に形成されて
いるトナー像の破壊が起こらない領域で、■よその中で
特に好ましい領域である6 この結果は、感光体ドラム
41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
、−成分現像剤の場合と同様に支流′Ki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
いる。
以上の実験結果に基づき、本発明者は、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f(HzL感光体ドラム41とスリーブ7の間隙をd
(+am)とするとさ、 0.2≦VAc/(d−f) t(VAc/d)−150017f≦1.0を満rこず
条tqにより現像を行なえば、既に感光体ドラム41J
二に形成されたトナー像を6Lすことなく。
後の現像を適切な濃度で行なうことがでさるとの結論を
得た。1−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、!iLさないためには、上記の条件の
中でも 0.5≦vAc/(d・「) 1(VAe/d)−15001/f≦1.0を満たすこ
とがより好ましい。さらにこの中でも特に 0.5≦■Ac/(d−f) 1(VAc/d)−15001/r≦0.8をT悶だす
と、より鮮明な色にごりにない多色画像が(ニドられ、
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、−成分
現像剤を用いた場合と同様に交流成分の周波数は200
 It z以上とし、現像剤を感光体ドラム41に0(
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 !I 
z以上にすることが、更に望ましい。
画像形成プロセスは前記に例示した通りであるが、感光
体ドラム41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41上
に現像するには、現像を繰り返すに従って、 ■ 順次帯[1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か又は任意に組合わせて採
用する二とが、更に好ましい。
という方法をそれぞれ単独にか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、?rl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41に付着すると、後段の現像
の際、二のトナー粒子がスリーブに戻る場合がある。そ
のため前記したのは、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41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。ffl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41とスリーブ7との1)1)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■は、現像が切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41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■■■は1)℃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
大外(するとともに又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。
次に第1図及び12図に示した感光体の前面に設けたフ
ィルタと、その前面から全面露光を行う光源との関係に
ついて説明を行う。既に述べたように全面露光光は一般
に波長分布をもっている。また各フィルタは特定波長域
以外にも僅かながら透光性を有している。このために全
面露光光は池のフィルタ部の電荷をも少なからず解放し
他のフィルタ部にも電位パターンが発生するということ
を意味する。従って本方式による画像形成装置にあって
は無制限に全面露光を与えることができないという問題
を有している。本発明者は全面露光の光量を特定のフィ
ルタに対しては十分な電位コントラストを生じる一方、
他のフィルタに対しては電位コントラストを生じない条
件を設定するようにした。又フィルターの一部が互いに
重なる感光体の場合にもこの条件は重要である。
フィルターの大きさを小さくすれば再現される画像の解
像力は向−ヒするが、このためにはフィルターの製作時
例えば、El、G、Itの位置合わせが極めて精度良く
行なう必要があるが、実際数ミクロン程度のオーバーラ
ツプや位置ずれは避けられない。
この重なり合う部分下の光導電層は像露光の際フィルタ
一部よりも透過率が低いために電荷が解放されない、い
い換えると原稿の黒地部分と同じになる。この部分に十
分全面露光が成されるとこの部分に電位パターンが生じ
てしまい白地原稿に対応した部にもトナーが付着される
ことになる。
この場合にも全面露光光量を制限することは電位パター
ンの発生を防止する効果がある。
位置ずれによりフィルターが付着しなかった部分には透
過率が高いために像露光時、感光層の電荷は十分に解放
されるために全面露光による電位コントラストは小さい
。このためにハイライト部でトナーが付着せず問題を生
じない。
!1)2図は感光体上に位置した赤(R)・緑(G)・
青(B)の各フィルタの透過率を示すl実施例であって
、各フィルタの光波長に対する透過率を示している。
何れのフィルタについても裾を引いた形となっている。
また第13図には全面露光を行う蛍光灯の光波長に対す
る相対出力を示す実施例で、f:ttJ13図(a)は
青色蛍光灯、第13図(b)は緑色蛍光灯、第13図(
c)は赤色蛍光灯の特性を示したものである。各色覚光
灯についで他色部分についても若干の波長分布を有して
いることを示している。
第12図に示すフィルタ前面から第13図に示す蛍光灯
による全面露光を行うことによって生じる電位差をパラ
メータとして、露光量との関係を求めたのが第14図で
ある、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色光について
、カーブは折れ曲りを示し、図上LRO,LGOll、
Boで示したような変曲点が得られた。全面露光量によ
って電位が容易に飽和していないのは、感光層の他のフ
ィルタ部のトラップ電荷の滅寂、及び他フィルタ部を全
面露光が通過することによる。
特に緑色光について全面露光で飽和しずらいのは、第1
2図に示す裾を引いた形状の青色(1))と赤色(R)
の分光率透過分布と、及び第13図(b)に示すような
緑色蛍光灯の光波長分布が一部重なっているために、青
色(ロ)と赤色(R)フィルタ下の感光体に一部の光が
入射し、電荷の解放が行なわれているからである。この
ことから緑色の全面露光量を適危にすることが必要であ
るが或いは緑色(G)光の全面露光は青色(B)尤及び
赤色(1’l)光の全面M尤終了後、最後に行うのが好
ましい。以上の傾向が認められたが、第14図上での変
曲点LFIO,LOo、143oをもって夫々の色光に
ついて、全面露光によって生じる電位がほぼ飽和を示す
光lLoと定義した。赤色(R)尤の一様露光量LRを
LROとし、同様に緑色(G)尤の全面露光量L Gを
LGOとし、青色([1)尤の全面露光量LUをLU3
Qとしたとき、実施例におけろ感光体上の各特定光によ
る表面電位は略Ovの白地電位に肘し思地電位カ各’z
 VR= 250V、V(3= 270V、VB= 2
50Vtl’あツタ。
赤(R)、緑(C)、青(It)の3色光について、全
面露光の露光量を、全面露光によって生じる電位が略飽
和を示す光l 1.Ro、 L(3o、 L6oを基準
として変化させたときの画像について色表現の画像評価
を行った。
フィルタ一部には各々イエロトナー、マゼンタトナー、
シアントナーを対応させて付着させた。
(表−2〜4) 表−2 1R= LRot  LG= Leo+  lB= n
+LB。
上記テスト(表−2)において、LB=0,6LBoと
したときは、イエa−画像について濃度不足が認められ
た。逆にLB= 6LBoとしたときは、イエロートナ
ーが他のフィルタ一部にも付着し色の混濁と画質の低下
が認められた。L8=0.9〜3.0LBoについては
各色とも良好な色再現がされていた。
表−3 LR= LROI LG= nJGO+ la= 18
0上記テスト(表−3)において、It3=0,6LG
oとしたときは、マゼンタ画像について濃度不足が認め
られた。逆にLG=6L(Ioとしたときは、マゼンタ
トナーが他のフィルタ一部にも付着し色の混濁と画質の
低下が認められた。LG=0.9〜3,0LGOについ
ては各とも良好な色再現がなされていた。。
表−4 しR= nxl、Ro、  1.q= LGQI  1
.B= しB。
上記テスト(表−4)にす3いてLR=0.6LROと
したときは、シアン画像について濃度不足が認められた
逆l二lp”6LRoとしたときはシアントナーが他の
フィルタ一部にも付着し色の混濁と画質の低下が認めら
れた。LR= 0.9〜3.0LROについては各色と
も良好な色再現がなされていた。
以上のテストは、2色尤については全面露光量飽和光量
Loとし、他の1色尤について全面露光量を変化させた
テスト結果であるが、LR= n5LRo、LQ=1+
=LGo 、 1.8 = n 、 L80としs I
I 1 % ’ 2 、II 3を変化させ夫々全面露
光量を変化させたケースについても、はぼ上記のv1果
と同じ傾向と結果を示すらのであった6次に、以上のよ
うな結論に基づき、本発明者が実際に行った只体的な実
験例を説明する。
即ち、下記表−5の条件で多色像を記録したところ、各
色のトナーが互いに重なり合うことなく、加法混色によ
る色表現の良好な記録が可能であった。
以下余白 &−5 以上説明した現像方法による画像形成装置に限らず、感
光体を摺擦せずに行う現像方法の変形例として、複合現
像剤中から、トナーのみを現像剤搬送担体上に取り出し
て、交番電界中でトナーによる一成分現像を行なう方法
(特開昭59−42565号、特願昭58−23143
4号)、線状あるいは網状制御電極を設けて交番電界中
で一成分現像剤による現像を行なう方法(特開昭56−
125753号)、同様な制御電極を設けて交番電界中
で二成分現像剤による現像を行なう方法による装置も(
特願昭58−97973号)ら本発明による多色画像形
成装置法に含まれることはいうまでもない。
以上の実施例では、トナー像の転写方式としで、コロナ
転写を用いているが、他の方式を用いることも可能であ
る、例えば、特公昭46−41679号公報、同48−
22763号公報等に記載されている粘着転写を用いる
と、トナーの極性を考慮せずに転写を行なうことができ
る。また、エレクトロファクスのように直接感光体を定
着する方式も採用することができる。
又、感光体の層構成を、特願昭59−19954号に示
されている透明絶縁層、光導電層、透明導電層及びフィ
ルタを設けて透明絶縁層側から各帯電、裏面のフィルタ
側からの像露光、全面露光を与えることにより透明絶縁
層側から現像する構成もとりうる。
本発明はフィルターの一部が透明である特願昭59−1
98167号の色フィルタ一部及び透明フィルタ一部に
対しても好ましい、全面露光光量は同様である。
又本発明は一次帯電、−次帯電とは実質的に逆極性の二
次帯電、像露光後電位パターンの平滑化のための再帯電
特定光による全面露光、特定の色トナーによる現像をく
り返す画像形成方法にも用いることができる。
さらに本発明は特願昭59−201085号に示されて
いる絶縁層と色分解機能を有する感光層からなる感光体
に同様に一次帯電、二次帯電と同時像露光後、特定光に
よる全面露光特定の色トナーによる現像、電位パターン
の平滑化のための再帯電をくり返す画像形成方法や一次
帯電、−次帯電と実質的に逆極性の二次帯電、像光後電
位パターンの平滑化のための再帯電、特定光による全面
露光、特定の色トナーによる現像をくり返す画像形成方
法にも用いることができる。この場合は、感光層の分光
感度分布が色分解フィルターと同様に他の波長域にも感
度を有するために特定光による全面露光lこより他の部
分にも電位パターンを生じるために同様に色の混合や解
像力の低下することによるものである。特定光による全
面露光を適正化することにより良好な色再現をうろこと
ができる。
また、以上の説明はすべていわゆる3色分解フィルタと
3原色トナーを用いたカラー複写機の例について述べた
が、本発明の実施?!様はこれに限定されるものではな
く、各種の多色画像記録装置、カラー写真プリンタ等広
く使用することができる。
分M7(ルタの色、及びそれに対応するトナーの色の組
み合わせも目的に応じて任意に選択できることはいうま
でもない。
前述の多色画像形成工程において、各全面露光光は必ず
しも、口、G、R光である必要はない。すなわち、感光
体のすでに全面露光が透過したフィルタ部では、絶縁層
と光導電層の境界面の電荷がすでに消失しているので、
再度光が透過しでも表面電位の変化は少ない。したがっ
て、例えば全面露光を赤色光、黄色光、白色光の順で行
ない、それに応じてシアントナー、マゼンタトナー、イ
エロートナーの順で現像しても、原稿の色再現が良好に
なされている多色画像を得ることができる。もちろん、
これに限らず、他の分光分布の光で全面露光を行っても
よい。なお、上述のように、感光体上の一部のフィルタ
を2度以上全面露光光が透過するときは、絶縁層と光導
電層の境界面の電荷を完全に消去すべ(、現像後に光を
照射することが望ましい。また、感光体のフィルタ構造
も上述したものに限らず、そのパターンや配置等は種々
変更できる。
へ0発明の作用効果 本発明は上述した如く、多色画像形成感光体において付
着するトナー同士が重なり合うことを完全に或いは充分
に防止でき、従って完全な加法混色が実現可能であって
色再現の良好な多色画像が得られる。
しかも、この感光体を用いて、像露光による第一次潜像
形成後に、色分解8!a部の少なくとも1種に電位パタ
ーンを形成させる全面露光及び現像の工程を繰返してい
るので、従来複数回を必要とした全面帯電、像露光を僅
か1回とすることができ、転写に当たっての各種画像の
位置合わせの必要がな(、装置の小型化、高速化、信頼
性の向上をはかることができる。得られた記録物も色ズ
レの全くない混色がなく良好な色再現がなされた高画質
のものとなる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものでありで、第1図(A
)、(B)、(C)は各感光体表面のフィルタの配列を
示す乎面図。第2図(A)、(B)、(C)、(D)は
感光体の断面図。 第3図(1]、(2)、(3)、(4)、(5)、〔6
〕、〔7〕、〔8〕は画像形成工程を示すプロセス7a
−図。 第4図はカラー複写機の該略図。 第5図は現像装置の断面図。 第6図、第7図は一成分現像剤による現像の実験データ
のグラフ。 第8図は一成分現像剤による現像の最適条件を示すグラ
フ。 Pt59図、第10図は二成分現像剤による現像の実験
データのグラフ。 第1)図は二成分現像剤による現像の最適条件を示すグ
ラフ。 第12図は各フィルタの透過率を示すグラフ。 fjS13図は蛍光灯の波長特性を示したもので、(a
)青色、(+))緑色、(C)赤色蛍光灯である。 第14図は各色の全面露光量と感光体の電位差の関係を
示すグラフ。 1・・・導電性基板 2・・・光導電層 3・・・色分解フィルタを含む絶縁層 4.14.15・・・帯電器 5・・・露光スリットを備えた帯電器 訃・・複写紙 17、17Y、 178.17C・・・現像器41・・
・感光体ドラム R・・・赤色フィルタ部 G・・・緑色フィルタ部 訃・・青色フィルタ部 F6・・・青フィルタ F、・・・緑フィルタ FR・・・赤フイ°ルタ 1代・・・赤色光 L6・・・青色光 LG・・・緑色光 TV・・・黄トナー TM・・・マゼンタトナー De・・・現像剤 ■・・・トナー 出願人 小西六写真工業株式会社 第1図 ヒノ→ 第2図 第3図 (4)                      
     [33[31(’73県 第6図 EAC[Kv/mml 第7図 第8図 EAC[Kv7mm] f    [KH=1 第12図 浪表(nm) 緑色り 蕗り愛情、縁、、f、) −”]”  fF、”;L  1山 −1三 −1F昭
和61年10月20日 昭和60年特許願第248593号 2、発明の名称 画像形成装置 3、hli正をする者 事件との関係  1−ν許出願人 住所  東ノ:一部新宿区西新宿1]−目26番2号連
絡先 〒191 東に1、都E1野市さくら町1番地 小西六写真工業株式会社(電話0425−83−152
1)特  許  部 5、補正の対象 明細書の1特許請求の範囲」および1発明の詳細な説明
」の欄。 6、補正の内容 (1)明細書第1頁[特許請求の範囲Jを別紙のように
訂正し、 (2)同第6頁を次のものと取り替えます。 特許請求の範囲 (1)色分解機能を有する感光体に帯電と像露光後、特
定光による全面露光と現像を繰り返す画像形成装置にお
いて、前記全面露光の光量L工が前記全面露光によって
生じる電位が略飽和を示す光量し0に対し 0.7L0≦し≦5L。 であることを特徴とする画像形成装置。 (2)  前記全面露光の光量L〜が、特に好ましくは
0.9L0≦L≦3L。 であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画
像形成装置。 しない条件に設定するもので、それは 色分解機能を有する感光体に帯電と像露光後、特定光に
よる全面露光と現像を繰り返す画像形成装置において前
記全面露光の光量りが前記全面露光によって生じる電位
が略飽和を示す光量Loに対し           
      0.7Lo<L≦5L。 であることを特徴とする画像形成装置を提供するもので
ある。そして特に好ましくは前記全面露光の光jlLが 0.9L0≦し≦3L。 であることを特徴とする画像形成装置を提供するもので
ある。 そして、本発明による画像形成装置は、互いに異なる波
長領域の光を主に透過させる複数の色分解部分部からな
る層を有し、前記感光体を像露光する工程と;しかる後
に、前記色分解部分の少なくと61稽に電位パターンを
形成すべく光による全面露光を与え、現像を行なう繰作
を前記色分解部分の種類順に繰返す工程を有することを
特徴とするものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)色分解機能を有する感光体に帯電と像露光後、特
    定光による全面露光と現像を繰り返す画像形成装置にお
    いて、前記全面露光の光量が前記全面露光によって生じ
    る電位が略飽和を示す光量L_0に対し 0.7≦L_0≦5L_0 であることを特徴とする画像形成装置。
  2. (2)前記全面露光の光量が、特に好ましくは0.9≦
    L_0≦3L_0 であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画
    像形成装置。
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