JPS6271969A - カラ−電子写真方法 - 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、カラーの複写機あるいはプリンタに利用でき
るカラー電子写真方法に関する。

従来の技術 従来、帯電・露光・現像を複数回繰り返し、電子写真感
光体（以下、感光体という）上に予め色の異なる複数の
トナー像を形成した後、トナー像を普通紙に一括転写し
てカラー画像を得るカラー電子写真方法が種・々提案さ
れている０このようなカラー電子写真方法の従来例を第
１１図に示す。図において、１は矢印方向に回転する５
ｓ−ＴＯ感光体、２は感光体１の表面を一様に正帯電す
るコロナ帯電器、３はレーザビームスキャナ、４〜７は
各々イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン〔Ｃ〕、ブ
ラック（Ｂｌ）のトナーが別々に入っている現像器、８
は普通紙、９はトナー像を普通紙８に静電転写し易くす
る為の除電ランプ、１０はトナー像を普通紙８に静電転
写する為のコロナ帯電器、１１は加熱定着器、１２はト
ナー像を普通紙８に静電転写したのち感光体１に残留す
るトナーを除去する為のクリーニングブレード、１３は
感光体１上の静電潜像を光で消去する為の除電ランプで
ある。

次に現像器４〜７の具体的な構成例を第１２図に示す。

図において、１４は正帯電性のトナーと磁性キャリヤの
混合物から成る２成分現像剤（以下、現像剤という）、
１５はアルミニウムなどの非磁性材料から成る現像スリ
ーブ、１６は複数の磁極を有するマグロール、１７は現
像スリーブ１５上の現像剤１４の層厚を規制する層厚規
制ブレード、１８は現像後、現像スリーブ１５上の現像
剤１４を掻き落とす掻き落とし板、１９は現像剤１４を
攪拌する回転羽根、２０は補給用のトナー、２１はトナ
ー補給ローラ、１は現像スリーブ１５上の現像剤１４と
接触しない位置に間隙をあけて設置した感光体、２２は
現像スリーブ１６上の現像剤１４からトナーを感光体１
に向けて電気的に飛翔させる為の電源である。

ここで現像スリーブ１６に電源２２から発生する正の直
流電圧に高圧の交流電圧を重畳した電圧を印加すると、
感光体に向けてトナーが飛翔する。

また、現像器を現像に供さない状態にするには、現像ス
リーブ１５を電気的に浮かすか、接地するかあるいは現
像スリーブ１６に負の直流電圧全印加する。

次に上述したカラー電子写真装置を用いてカラー画像を
形成する方法について説明する。まずコロナ帯電器２で
感光体１を正帯電した後、レーザビームスキャナ３でイ
エロの画像信号をスキャニング露光し、ネガの静電潜像
（−線部が露光されて感光体の表面電位が減衰している
）を形成する。

そして、静電潜像をＹトナーの入っている現像器４でネ
ガ、ポジ反転現像し、感光体１上にイエロのトナー像を
形成する。この時、Ｙ）ナーの入っている現像器４だけ
が電源２２に接続されているが、その他の現像器５〜７
はトナーが飛翔しない状態に調整されている。！トナー
で現像した後、感光体１を除電ランプ１３で全面照射し
、イエロの静電潜像を光除電する。

次に、イエロのトナー像を形成した方法と同様の方法に
より、帯電、露光、現像、光除電の工程を繰り返し、感
光体１上にＹ、Ｍ、Ｃ及びＢｌのトナー像を形成する。

全てのトナー現像が終了した後、予め除電ランプ９で静
電潜像を光除電し、コロナ帯電器１０でトナー像を普通
紙８に静電転写する。普通紙８に転写したトナー像は、
加熱定着器１１で加熱し定着される。一方、静電転写後
窓光体１上に残留したトナーは、クリーニングブレード
１２で除去されカラー画像形成の１サイクルが完了する
（例えば、特開昭６０−９５４５６号公報）０ 発明が解決しようとする問題点 第１１図で説明した従来のカラー電子写真装置を連続運
転した場合、コピー量に比例して現像器が異種トナーで
汚染される問題点、があった。この問題点の原因につい
て探究したところ、トナー像を有する感光体が再帯電及
び像露光された後、現像に寄与してはいけない現像器を
通過した際、感光体上のトナーの一部が現像スリーブに
逆飛翔することが判明した。このトナーの逆飛翔現象に
ついて図面に基づき更に詳しく説明する。

第１３〜１６図は、トナー像を有する感光体が再帯電及
び像露光された後、現像に寄与してはいけない現像器を
通過した際の感光体及び現像スリーブ上の各トナーの挙
動を模式的に示した図である０ 第１３図は現像スリーブを接地したときの様子を示す。

ム及びＣ領域における感光体１は、再帯電によって正に
帯電されている。また感光体°２３上のトナー２４は再
帯電の際、コロナ帯電器によってより正に強く帯電され
ている。従って、Ｃ領域におけるトナー２４は、感光体
２３上の正電荷による電荷の反発力と感光体２３と現像
スリーブ２６との間に生じた電界の作用によって、現像
スリーブ２５に向かって逆飛翔する。

第１４図は現像スリーブに負の直流電圧を印加したとき
の様子を示す。この場合、現像スリーブ２６上の正帯電
のトナー２５は、負の電圧が印加されている現像スリー
ブ２６に電気的に強く引きつけられている為、現像スリ
ーブ２５から感光体２３へのトナー飛翔を防止するには
非常に効果的である。しかし、Ｃ領域における感光体２
３と現像スリーブ２６との間の電界強度は、第１３図の
Ｃ領域に比べてより大きくなっている。従って。

Ｃ領域の感光体２３上のトナー２４は第１３図に比べて
より多く逆飛翔することになる。また現像スリーブ２６
に印加する直流電圧を高くしていくとＣ領域のトナー２
４も逆飛翔しだす。

第１６図は現像スリーブを電気的に浮かしたときの様子
を示す。感光体２３上の正の電荷によって現像スリーブ
２６は図のように誘導分極される。

従って、Ｂ領域における現像スリーブ２５上のトナー２
６の一部は、感光体２３に向かって飛翔する。また、Ｃ
領域における感光体２３上のトナー２４の一部は、現像
スリーブ２５に向かって逆飛翔する。

以上説明した通り、従来の方法では異種トナーの飛び込
みによる現像器の汚染を防止することができず、鮮明な
カラーコピーを安定して得ることができない問題点があ
った。

従って本発明の目的は、従来の問題点である感光体から
のトナーの逆飛翔による現像器の汚染を防止し、かつ不
必要なトナーによる現像かぶりのない鮮明なカラーコピ
ーを安定して得るカラー電子写真装置を提供することに
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は、トナー担持体上のトナーを飛しょうさせて、
静電潜像を現像する手段を有する複数の現像器を、感光
体とトナー担持体との間隙を一定に保って配置し、帯電
、露光、現像の工程を複数回繰り返して色の異なる複数
のトナー像を同一感光体上に形成する工程を含むカラー
電子写真方法において、第１の静電潜像を第１のトナー
で現像した感光体を帯電、露光して第２の静電潜像を形
成し第２のトナーで現像する際、現像に寄与してはいけ
ない他の現像器のトナー担持体上のトナーを除去し、か
つ前記他の現像器のトナー担持体に非画線部の潜像電位
と略同電位の直流電圧を印加する。

作用 本発明の作用について、図を用いて説明する。

第８図は、トナー像を有する感光体が再帯電及び像露光
された後、現像に寄与しない状態に設定されている現像
器を通過した状態を示す。現像スリーブ２６にはトナー
がなく、シかも感光体２３の非画線部の潜像電位と略同
電位の正の直流電圧が印加されている。従って、Ｃ領域
では現像スリーブ２６と感光体２３との電位差がほとん
どない為、この領域にある感光体２３上のトナー２４は
飛翔しない。また、Ｃ領域では現像スリーブ２６と感光
体２３との間の電界の向きが、この領域にあるトナー２
４の飛翔を抑止する方向に向いている為、感光体２３か
ら現像スリーブ２６へのトナーの逆飛翔も起こらない。

よって、本発明はトナー像を有する感光体からのトナー
の逆飛翔現象が起きず、異種トナーによる現像器の汚染
が防止できる。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

第２〜８図は本発明によるカラー電子写真方法の概略を
示す模式図である。まず感光体２３をコロナ帯電器２７
で正に帯電する（第２図）。感光体としては、例えばア
ルミニウムなどの導電性基体上に、セレンテルル、砒素
セレン、アモルファスシリコンなどの光導電性物質を蒸
着した通常の電子写真感光体であればいずれでも用い得
る。

次に、第１の光像を露光し感光体２３上に第１のネガの
静電潜像を形成する（第３図う。

像露光後、正に帯電している第１のトナー°２４を担持
した第１のトナー担持体２８をトナー２４と接触しない
ように感光体２３に対向させる。そしてトナー担持体２
８に非画線部の潜像電位と略同電位の直流電圧を印加し
てトナー２４を感光体２３に向けて飛翔させ、静電潜像
をネガ、ポジ反転現像して第１のトナー像を形成する（
第４図）。

トナーとしては絶縁性のものが好ましく、その電荷量は
０．１〜１０μＯ／’／が好ましい。望ましくは１〜６
μＯ／ｇが良い。また、トナー担持体と感光体との間隙
は、０．５ＭＭ以下が好ましく、望ましくは０．３ＭＭ
以下が良い。

ここでは第１のトナー像を得るのに、直流電界によるト
ナー飛翔を利用した非接触現像法を用いたが、パウダク
ラウド現像法など他の非接触現像法でも良く、特に限定
されるものではない。

第１のトナー像を担持した感光体は、現像に供してはい
けない複数の現像器を通過する。この時現像に供しては
いけない現像器のトナー担持体２６は接地されている（
第５図）０従って、トナー担持体２６と感光体２３との
間には電位差がない為、トナー担持体２６上のトナー２
６及び感光体２３上のトナー２４のいずれのトナーも飛
翔を起こさない。この時、現像に供してはいけない現像
器は第８図に述べる状態にしてもよい。

次に、第１のトナーを担持した感光体２３を、再びコロ
ナ帯電器２７で正に再帯電しく第６図）、第２の光像を
露光し第２のネガの静電潜像を形成する（第７図）０ 第２のネガ潜像は、トナー担持体に第１のトナーとは色
を異にする第２のトナーを担持させ、第４図で示した同
様の方法により現像される。

その他の現像に供してはいけない現像器のトナ７担持体
２６は、トナーのない裸の状態になっており、かつ感光
体２３の非画線部と略同電位の電圧が印加されている（
第８図）。このようにすることにより感光体上のトナー
像は、本発明の作用のところで詳述した通り、感光体上
にそのまま保持される。

感光体上に第３あるいは第４のトナー像を形成するには
、第２図〜第８図に説明した工程を繰り返すことにより
、同一感光体上に複数種のカラートナーで合成されたカ
ラー像が得られる。

以上、反転現像の場合について説明したが、本発明によ
るカラー電子写真方法は正規現像にも適用できることは
勿論である。

第９図は、本発明のカラー電子写真方法を用いたカラー
プリンタの概略図である。

２９はアルミニウムドラムにセレンテルルを蒸着した感
光体、３０は感光体を帯電する為のコロナ帯電器、３１
は発光波長６７０顧の発光ダイオードアレイ、３２は集
束性ロッドアレイ、３３〜３５はそれぞれＹ、Ｍ、Ｃの
トナーが別々に入っている現像器、３６は除電ランプ、
３７は転写用のコロナ帯電器、３８は紙剥離用のｈａ除
電器、３９は普通紙、４０はクリーニングブラシである
。

３３〜３６の現像器の構成を第１０図に示す。

４１はトナー容器、４２はトナー、４３は円筒状のアル
ミニウムで構成された現像ローラ、４４は比抵抗か１０
　Ω・口であるカーボン入りのレーヨン繊維をアルミニ
ウムドラムに植毛したファーブラシ、４６はゴムブレー
ドである。感光体２９と現像ローラ４３との間隙は０．
１５１１１ｆｆとした。Ｙ。

Ｍ、Ｃのトナーには、樹脂と顔料を主成分とする非磁性
トナーを用いた。各トナーの平均粒径は１ｏＪ１ｍ１電
荷量は２〜４μＣ／ｇ、比抵抗は１０　以上である 次に、カラー画像の形成方法について説明する。

感光体２９を矢印の方向に回転しながらコロナ帯電器３
０（コロナ電圧ニアｋＶ）で感光体２９を＋５ｏｏｖに
帯電した。次に、イエロの画像信号を発光ダイオードア
レイ３１でスキャニング露光し、非画線部が＋８００Ｖ
　、画線部が十ＳＯＶの静電潜像を形成した。露光後、
感光体２９を３つの現像器３３〜３６に通過させ、静電
潜像をＹトナーで反転現像した。この時の各現像器の条
件を次に示す。

Ｙトナーの入っている現像器３３の現像ローラには＋７
５０Ｖ、ファーブラシには＋１００Ｖの直流電圧を印加
した。すると現像ローラ上にＹトナーの薄層（約４０μ
ｍ　）が形成され、感光′体との最近接点近傍でＹトナ
ーか現像″ローラがら感光体に向かって飛翔し、Ｙトナ
ーで現像された。

一方、Ｍ）ナー及びＣトナーの入っている現像器３４．
３５の各現像ローラを接地したところ、感光体上にはＭ
トナー及びＣトナーによる現像かぶりは全くなかった。

現像後、Ｙトナー像を担持した感光体２９を除電ランプ
３６で全面照射し、静電潜像を光除電した後、再びコロ
ナ帯電器３０（コロナ帯電：＋７ｋＶ　）でトナーの上
から感光体２９を帯電した。

感光体２９の表面電位は、トナーの有無に係らず＋５ｏ
ｏｖであった。

次に、マゼンタの画像信号を発光ダイオードアレイ３１
でスキャニング露光し、非画線部の表面電位が＋５ｏｏ
ｖ、画線部の表面電位がＹトナーのない部分で＋８ｏｖ
またＹトナーのある部分で＋１１０Ｖの静電潜像を形成
した。露光後、感光体２９を次に示す条件にそれぞれ設
定した現像器３３〜３６に通過させ、前記静電潜像をｖ
トナーで反転現像した。

Ｙトナー及びＣトナーの入っている現像器３３及び３６
の現像ローラーには＋７５０Ｖ　、ファーブラシには一
２００Ｖの直流電圧を印加したところ、現像ローラー上
のトナーは除去された。またＭトナーの入っている現像
器３４の現像ローラーには＋７５０Ｖ　、ファーブラシ
には＋１００ｖの直流電圧を印加した。感光体２９には
ＹトナーとＭトナーで合成されたトナー像が得られた。

またＹトナーの３３及び３６の現像器への逆飛翔は認め
られなかった。このときの、現像器３３及び３４による
現像の様子を第１図に示す。

Ｍトナーで現像した感光体２９をＭトナー像を形成した
ときと同様の方法により除電及び再帯電し、シアンの画
像信号を発光ダイオードアレイ３１でスキャニング露光
した。非画線部の表面電位は、トナーの有無に係らず＋
５ｏｏｎ、また画線部の表面電圧はＹトナーあるいはＭ
トナーだけの部分では＋１１０Ｖ１Ｙ）ナーとＭトナー
が重なり合った部分では＋１２０Ｖであった。

次に、Ｙトナー及びＭトナーの入っている現像器３３及
び３４の現像ローラに＋７５０Ｖ　、ファーブラシに一
２００Ｖを、またＣトナーの入っている現像器３６の現
像ローラに＋７６０．ファー“ブラシに＋１００ｖの直
流電圧を印加し感光体２９を各現像器に通過させ、Ｃト
ナーで反転現像した。

次に、除電ランプ３６で感光体２９を全面照射した後、
転写用のコロナ帯電器３７（コロナ電圧ニー　５．５　
ｋｖ　）　ｆｉｔＵ’ｅ体２９上ノトナー像ヲ紙３９に
転写し、ＡＣ除電器３８で普通紙３９を感光体２９から
剥離した。普通紙３９に転写されたトナー像を加熱定着
器で加熱し定着した。転写後、感光体２９に残留したト
ナーはクリーニングブラシ４ｏで除去し、次の画像形成
に供した。

以上説明した画像形成の工程を１ｏＯｏ回繰り返した後
、各現像器の異種トナーによる汚染状態を調べたところ
、目視では異種トナーを確認できなかった。また、１０
００回目のカラーコピーを１回目と比較したところ、は
とんど画質に差のない鮮明なものであった。

発明の詳細 な説明した通り、本発明は感光体からのトナーの逆飛翔
が起きない為、異種トナーによる現像器の汚染が防止で
きる効果がある。また、先に現像されたトナー像が逆飛
翔しない為、濃度低下のない鮮明なカラーコピーが安定
して得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるカラー電子写真方法
を説明するための装置の原理図、第２図〜第８図は同方
法を説明するための原理図、第９図は本発明のカラー電
子写真方法を用いたプリンタの原理図、第１０図は第９
図のプリンタに用いた現像器の原理図、第１１図は従来
のカラー電子写真装置の原理図、第１２図は第１１図の
装置に用いている現像器の原理図、第１３図〜第１６図
は従来のカラー電子写真方法の問題点を示す原理図であ
る。 ２９・・・・・・感光体、４３・・・・・・現像ローラ
、４４・・・・・・ファーブラシ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
因 第２図 第　５　図 第　７　図 尤尤 第８図 Ｓ 第９図 第１０図 ｚｑ 第１１図 第１３図 λへ 第１５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー担持体上のトナーを飛しょうさせて、静電
   潜像を現像する手段を有する複数の現像器を、感光体と
   トナー担持体との間隙を一定に保って配置し、帯電・露
   光・現像の工程を複数回繰り返して色の異なる複数のト
   ナー像を同一感光体上に形成する工程を含むカラー電子
   写真方法において、第１の静電潜像を第１のトナーで現
   像した感光体を帯電・露光して第２の静電潜像を形成し
   第２のトナーで現像する際、現像に寄与してはいけない
   他の現像器のトナー担持体上のトナーを除去し、かつ前
   記他の現像器のトナー担持体に非画線部の潜像電位と略
   同電位の直流電圧を印加する工程を含むカラー電子写真
   方法。
2. （２）第１の静電潜像を第１のトナーで現像する際、第
   １のトナーを担持したトナー担持体に非画線部の潜像電
   位と略同電位の直流電圧を印加し、かつ現像に寄与しな
   い他の現像器のトナー担持体を接地する特許請求の範囲
   第１項記載のカラー電子写真方法。
3. （３）現像に寄与しない他の現像器のトナー担持体上の
   トナーが除去されている特許請求の範囲第２項記載のカ
   ラー電子写真方法。