JPS6326390B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は積層感光体に形成された極性の異な
る２つの静電潜像を、電荷を有するトナーにより
現像する静電潜像現像方法に関する。

一般に電子写真複写機に使用される感光体には
均一帯電が行なわれ、原稿光像が照射されると、
光像に対応した、正あるいは負電荷からなる静電
潜像が形成される。この静電潜像には有彩色のト
ナー粒子が静電気的に吸着され、可視像を形成す
る現像操作が行なわれる。この可視像は感光体か
ら転写紙に電気的吸引力により転写され、コピー
が得られる。この場合、原稿が単色であれば、静
電潜像は正あるいは負の一方極性の電荷により形
成され、静電潜像とは逆極性の電荷を帯びた単色
トナーにより現像される。しかし２色原稿による
２色コピーを得るには、２色コピー用の感光体や
トナーを使用し、２色専用の現像方法が必要とな
る。たとえば、２色の電子写真方法に使用される
感光体として、第１図に示すような分光感度の異
なる第１及び第２光導電層１２，１３を導電性基
体１１上に積層し、場合によつては中間層１４を
両光導電層１２，１３間に配した積層感光体（以
後感光体と記す）１が公知である。この感光体１
に対し、互いに逆極性の１次帯電（ここでは表面
電位を正極性に保つ）、２次帯電（ここでは表面
電位を負極性に保つ）をそれぞれ所定電圧の印加
されたコロナ帯電器２，３で行ない、黒色及び赤
色の２色画像を有する原稿４の光像を照射し、原
稿光像に対応した静電潜像を形成し、この静電潜
像の黒部対応領域４０１（ここでは負極性）、赤
部対応領域４０２（ここでは正極性）を互いに逆
極性の黒トナー（ここでは正極性）５１と赤トナ
ー（ここでは負極性）５２でそれぞれ現像し可視
像を得る現像方法がある。なお、ここで使用され
た感光体１の表面電位の推移を第２図に示した。
このような場合、２色原稿に対応する静電潜像、
すなわち極性が異なつた２つの静電潜像４０１，
４０２は地肌部に対応し、かつ表面電位のゼロに
近似するよう保たれた白部対応領域４０３を介し
て分布している。この白部対応領域４０３に対
し、黒，赤の両トナー５１，５２は本来付着する
ことはないのであるが、実際は表面電位がゼロ電
位よりずれることが多いために、白部対応領域４
０３がトナーを吸着し、これによりコピー面の地
汚れが生ずることがある。このような地汚れ防止
のため、従来は現像剤中のトナー濃度、すなわち
磁性材からなるキヤリアに対する正，負両トナー
５１，５２の分量を著しく少なくして、白部対応
部４０３への両トナー５１，５２の付着を押える
よう構成していた。しかし、この方法では黒，赤
対応領域４０１，４０２に吸着されるトナー量も
規制されてしまい、結果としてコピー面の画像濃
度が上がらないという欠点が生じていた。

この発明は磁石を内蔵したスリーブにより感光
体面に供給される現像剤が静電潜像と対向した
際、静電潜像により静電気的な吸引力を受けると
同時に、交流バイアス電圧の印加されたスリーブ
により、スリーブと感光体の導電性基体間に交流
バイアス電圧を印加し、上記導電性基体に対する
スリーブの電位が高く保持されている間は一方の
トナーにスリーブより離れる方向への離脱力を加
え、他方のトナーにスリーブに向かう方向への保
持力を加え、上記導電性基体に対するスリーブの
電位が低く保持されている間は上記一方のトナー
に保持力を他方のトナーに離脱力をそれぞれ加
え、かつ、上記保持力が吸引力より小さくなるよ
う設定されている。

この発明によれば２色原稿に対応する各静電潜
像へ吸着される２色のトナーが受ける吸引力に加
え、この吸引力と同方向への離脱力を付加するこ
とができるから、各静電潜像へのトナーの付着量
を増加できると共に、離脱力に対し逆方向で、か
つ交互に生じる保持力により地肌汚れを防止する
ことができ、鮮明な２色のコピー画像を得ること
ができる。

この発明は画像濃度を上げると共に、鮮明なコ
ピー画像を得ることのできる２色の静電潜像現像
方法を提供することを目的とする。

以下添付図面と共にこの発明を説明する。

この発明ではまず、従来の静電潜像形成方法を
利用して２色原稿の光像に対応した正，負２つの
静電潜像を感光体１に形成する。すなわち分光感
度の異なる２つの光導電層を備えた感光体１に対
し１次および２次帯電を施し、この後２色原稿の
光像を照射して極性の異なる２つの静電潜像を形
成できる方法であればよく、各種の組合せの感光
体１を使用でき、第１図および第２図に示したよ
うな静電潜像形成方法を使用してもよい。この場
合第１図（）に示すように、感光体１上に２色
原稿４の光像を照射し、これに対応した静電潜像
を得る。すなわち黒部対応領域４０１の表面電位
を負極性に、赤色対応領域４０２の表面電位を正
極性に形成する。このようにして得られた静電潜
像には、一方のトナーとしての正電荷を有する黒
トナー５１と他方のトナーとしての負電荷を有す
る赤トナー５２とを、磁性材からなるキヤリヤ５
３の表面に付着した構成の現像剤５が供給され
る。第３図に示すように、このキヤリヤ５３は両
トナー５１，５２に比べて十分大きな粒状を呈し
ており、これらは混合され撹拌されることにより
相互に接触し、キヤリヤ５３の表面には摩擦電気
により発生した付着力で両トナー５１，５２が付
着している。このキヤリヤ５３は図示しない磁石
を内蔵した導電性のスリーブ６の表面に、この表
面より発する磁力線に沿つて整列し、ブラシ状の
配列状態に保持される。このキヤリヤ５３からな
るブラシが静電潜像を対向すると、キヤリヤ５３
の表面上にゆるく付着力により付着されていた両
トナー５１，５２は、それぞれ反対極性の静電潜
像上に吸引される。第３図ＡおよびＢに示すよう
に黒部対応領域４０１、すなわち感光体表面電位
が負極性の領域においては、ブラシ状のキヤリヤ
５３の表面に付着していた正の電荷を有した黒ト
ナー５１に対し静電引力としての吸引力Faを与
える。この吸引力Faは、黒トナー５１が摩擦電
気によりキヤリヤ５３に付着している付着力より
十分に大きくなるように設定される。このため、
黒トナー５１は付着力を振切つて感光体１に達
し、その表面に付着する。しかもこの際スリーブ
６と感光体１の導電性基体との間には交流バイア
ス電圧が印加されている。この交流バイアス電圧
が第３図Ａに示すように感光体１の導電性基体に
対しスリーブ６側が高電位となる時点において
は、スリーブ側のキヤリヤ５３も導電性であるた
め高電位に保持され、キヤリヤ表面に付着してい
た正極性の黒トナー５１を静電気的に反撥させ、
キヤリヤ５３から離脱させる方向への離脱力Fc
を付加する。この離脱力Fcの方向は実質的にス
リーブ６から離脱する方向、すなわち感光体１へ
向う方向となり、キヤリヤ表面に付着していた正
極性の黒トナー５１には、この時吸引力Faに離
脱力Fcが付加されることになり、この黒トナー
は負極性の黒部対応領域４０１に強力に静電気的
に吸引される。このためキヤリヤ表面において吸
引力Faを受けただけでは黒部対応領域４０１に
移動できなかつた黒トナー５１でも、感光体１に
対してスリーブ６側が高電位となつた時点で離脱
力Fcを付加されるため、この時点で黒部対応領
域４０１に達することができ、この黒部対応領域
４０１は十分な量の黒トナー５１で現像される。
この時、負極性の赤トナー５２は負極性の黒部対
応領域４０１により反撥力Fdを受けることにな
り、更にスリーブ６が感光体１より高電位である
ことによるバイアス効果により、赤トナー５２は
付着力と同方向、すなわちスリーブ６に向う保持
力Fbを受けることになる。交流バイアス電圧が
第３図Ｂに示すように感光体１に対しスリーブ６
側が低電位になつた時点では、キヤリヤ表面に付
着していた正極性の黒トナー５１は負極性の黒部
対応領域４０１より吸引力Faを受けているが、
これと反対向きのキヤリヤ５３への保持力Fbも
スリーブ側の低電位により加わつているため黒ト
ナー５１の移動は少ない。この時、赤トナー５２
は黒部対応領域４０１より反撥力Fdを受けると
共に、スリーブ６に印加された低電位により、ス
リーブ側より離脱する方向えの離脱力Fcを受け
るが、反撥力Fdは黒部対応領域４０１に近づく
ほど強くなるから、黒部対応領域４０１への赤ト
ナー５２の付着は起こらない。

同様に第４図ＡおよびＢには赤部対応領域４０
２がスリーブ６と対向した状態が示されている。
第４図Ａに示すように、スリーブ６が感光体より
高電位に保持された時点では、キヤリヤ５３上の
黒トナー５１は正極性の赤部対応領域４０２より
反撥力Fdを受け、スリーブ側からは離脱力Fcを
受ける。この場合、黒トナー５１は離脱力Fcよ
り十分大きな反撥力Fdを受けるため、スリーブ
側から移動することはない。一方の負極性の赤ト
ナー５２は正極性の赤部対応領域４０２より吸引
力Faを受け、同じく正極性のスリーブ側からは
吸引力Faと逆向きの保持力Fbを受けるため、こ
の時点での赤トナー５２の移動は少ない。スリー
ブ６が感光体１より低電位に保持された時点で
は、第４図Ｂに示すように、黒トナー５１は赤部
対応領域４０２より反撥力Fdを、スリーブ側よ
り同方向の保持力Fbを、それぞれ受け移動しな
いが、負極性の赤トナー５２は正極性の赤部対応
領域４０２より吸引力Faを、低電位のスリーブ
側からは同方向の離脱力Fcをそれぞれ受けるこ
とになり、吸引力Faだけでは移動できなかつた
赤トナー５２までが、離脱力Fcが付加されるこ
とにより赤部対応領域４０２に達することができ
るようになる。

上述の処において、感光体１の静電潜像には両
トナー５１，５２がそれぞれ付着する。この場
合、感光体に対してスリーブ６が低電位に保持さ
れている時点で正極性のトナー５１に、逆に高電
位に保持されている時点で負極性のトナー５２に
それぞれスリーブ６側への静電引力、即ち、保持
力Fbが加わる。しかも、保持力Fbと摩擦電機に
よる付着力の合力よりも各静電潜像が発する吸引
力Faのほうが十分大きくなるよう設定しておく。
これによりキヤリヤ５３へ向う合力を一端離脱し
て静電潜像に達した各トナーは逆極性のバイアス
電圧印加時に、再度保持力Fbを受けて逆方向、
すなわちキヤリヤ５３側に引戻されないよう構成
されている。このように交流バイアス電圧値を設
定することにより、このバイアス電圧が同極性と
なる方のトナーは離脱力Fcを受け、一方、逆極
性となる方のトナーは離脱力Fcと逆方向の保持
力Fbを受ける。これら離脱力Fcと保持力Fbは交
流バイアス電圧により周期的に変化するから十分
な量の黒、赤トナー５１，５２が各々の静電潜像
部分に達することができ、感光体面にトナー濃度
の濃い可視像を形成できる。

一方、感光体１上の白部対応領域４０３におけ
る感光体表面電位はゼロに近似しており、黒，赤
トナー５１，５２は吸引力Fa、および反撥力Fd
が作用しない。更にキヤリヤ５３に付着力により
付着している各トナー５１，５２に離脱力Fcが
作用した時、白部対応領域４０３に一時的に各ト
ナー５１，５２が付着しても、各トナー５１，５
２はただちに逆極性のバイアス電圧による保持力
Fbの作用を受け、スリーブ側に引き戻される。
このように、各トナー５１，５２には周期的に方
向の反転する力が作用するが、これによる白部対
応領域４０３への黒，赤トナー５１，５２の付着
量はほとんど無視できるものである。このため従
来のようにトナー濃度を著しく下げる必要がな
く、地肌汚れのないトナー濃度の濃い可視像が得
られる。この可視像はこの後公知の転写手段と、
その後の定着手段とを介して転写紙上に永久画像
として表示される。

上述の処において、キヤリヤ５３に付着するト
ナーを黒トナー５１と赤トナー５２とで本発明を
説明したが上述に限定されるものではなく、磁性
材で作られたキヤリヤ５３との混合、撹拌により
生じる摩擦電気により正、負に分けられるトナー
であればよく黒，赤トナーの他、黄，青等のトナ
ーもその摩擦電気的な組合せを考慮して使用でき
る。

第５図には第３図，第４図で説明した現像剤５
中の黒トナー５１に対する赤トナー５２の混合率
〔％〕と、両トナー５１，５２の見掛けの帯電量
〔μc／ｇ〕とに関する線図が示されている。図
中、破線ｂ、および１点鎖線ｃで示すように従来
使用されていたほとんどの２色混合トナーは黒ト
ナー（ここでは正極性）の極性に帯電量が偏よつ
ていたが、本発明で使用される現像剤の特性は第
５図中に線図ａで示したごとく、見掛けの帯電量
がほぼ零近傍になるような特性を持つことが望ま
しい。これは従来の現像剤５のように正極性の黒
トナー５１の側に見掛けの帯電量が偏よつている
と交流バイアス電圧のバイアス効果が黒トナー側
に偏より赤トナー側へのバイアス効果が低下し、
両者のバランスが取れなかつたのでこれを防止す
るためである。

第６図にはこの発明による静電潜像現像方法を
実施するための複写機の一例が示されている。反
時計回り方向に定速回転する感光体ドラム１０は
Al製導電性基体１１の上に基体温度を50℃に保
ち、Seを40〔μm〕厚に蒸着した第１光導電層１
２とその上にフエノール（CP918群栄化学製）の
MeOH溶液をデツピング法にて１〔μm〕厚に塗
布し、50〔℃〕で１時間乾燥後、この上に銅フタ
ロシアニン／ポリエステル（バイロン200東洋紡
製）＝1/1（固形分重量比）の塩化メチレン５〔％〕
溶液をデツピング法にて１〔μm〕厚に塗布し、こ
れを50〔℃〕で５分間乾燥した中間層１４と、更
にその上に下記の組成の溶液をデツピング法にて
25〔μm〕厚に塗布し、50〔℃〕で５分間乾燥した
第２光導電層１３とからなる。

上記第２光導電層１３の組成物は ４―Ｐ―ジメチルアミノフエニル―2.6―ジフ
エニルチオピリリウムパークロレート
……0.1〔ｇ〕 4.4¹―ビス（ジエチルアミノＺ―2.2¹―ジメチ
ルトリフエニルメタン ……2.1〔ｇ〕 帝人社製パンライトＫ―1300 ……2.8〔ｇ〕 塩化メチレン ……60〔ｇ〕 である。

第１光導電層１２はパンクロマチツクな分光感
度を有し、第２光導電層１３は赤色光に感度を有
し、これを透過させない性質を有する。

感光体ドラム１０の周辺にはその回転方向に沿
つて、上部に赤色フイルター２１およびタングス
テンランプ２２を備えた１次帯電用コロナ帯電器
２、グリツド電極３１を有する２次帯電用コロナ
帯電器３、画像露光装置７、現像装置６０、トナ
ー像極性調整用コロナ放電器７１、転写用コロナ
放電器７２、交流除電用コロナ放電器７３、クリ
ーニング装置７４がそれぞれ配置されている。

現像装置６０は磁気ブラシ現像装置であり、現
像電極を兼ねる現像剤供給用の導電性のスリーブ
６と、その内部に固定収容された磁石６１とを有
し、現像剤５は羽根車６２によつて撹拌されるこ
とにより、現像剤中の磁性体キヤリヤに赤，黒ト
ナーが摩擦電気により付着している。スリーブ６
には交流バイアス電圧が印加できるよう交流電源
６３が接続されている。

感光体ドラム１０の表面は、まず、赤色フイル
ター（Ｒ―64フイルター保谷硝子社製）２１を通
してタングステンランプ２２で露光しながら＋
6.5〔KV〕で１次帯電され、次に暗所にて−5.3
〔KV〕、グリツト電圧V_G＝−500〔Ｖ〕の２次帯電
用コロナ帯電器（スコロトロン）３で２次帯電
し、赤，白，黒よりなるオリジナル像（原稿）の
光像で感光体面を露光した。この場合、感光体表
面電位は、１次帯電電位＋2400〔Ｖ〕、２次帯電電
位−600〔Ｖ〕であり、この後の黒部対応領域４０
１の表面電位−580〔Ｖ〕、赤部対応領域４０２の
表面電位＋350〔Ｖ〕、白部対応領域４０３の表面
電位−30〔Ｖ〕であつた。このような静電潜像を、
感光体ドラム線速υp＝180〔mm／sec〕、現像スリ
ーブ線速υr＝360〔mm／sec〕、スリーブ交流バイア
ス電圧60〜120〔Ｖ〕，50〔Hz〕に保持し、下記現像
剤で現像した所、濃度の良好な、２色のトナーか
らなる可視像が得られた。この現像剤は、赤色ト
ナーとして、帯電量Ｑ／Ｍ＝11.2〔μc／ｇ〕（鉄粉
キヤリヤ使用：３〔Wt％〕トナー濃度時の値）
を、黒色トナー（コダツク社製トナー）として、
帯電量Ｑ／Ｍ＝5.6〔μc／ｇ〕（鉄粒キヤリヤ使
用：３〔Wt％〕トナー濃度時の値）をそれぞれ基
材として使用した。まず黒トナーを2.5〔Wt％〕
の現像剤に調整し、赤トナーを黒トナー重量に対
し60〔Wt％〕混合し、これによりできた２色混合
現像剤の見掛けの帯電量はＱ／Ｍ＝−1.5〔μc／
ｇ〕であつた。

上述現像剤により現像された可視像は、この
後、転写紙Ｐに転写され、更に定着された。これ
により鮮明な地肌汚れのない永久画像を有するコ
ピーが得られた。

なお、上記実施例に於いて、スリーブ交流バイ
アス電圧の周波数を50〔Hz〕としたが感光体線速
υpに応じて最適使用周波数も変化するため限定
するものではなく、少なくとも50〔Hz〕〜１〔Ｋ
Hz〕間の任意の値に設定すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は積層感光体に対し、２色原稿に対応し
た静電潜像を形成するための模式的工程図、第２
図は第１図に示した積層感光体の表面電位の推移
を示す線図、第３図は負極性の黒部対応領域にお
ける現像状態説明図、第４図は正極性の赤部対応
領域における現像状態説明図、第５図は黒トナー
中への赤トナー混合率に対するトナー帯電量線
図、第６図はこの発明を実施することのできる複
写機の一実施例を示す側面図である。 １…感光体、１１…導電性基体、１２…第１光
導電層、１３…第２光導電層、２…１次帯電用コ
ロナ帯電器、３…２次帯電用コロナ帯電器、４…
原稿、４０１…黒部対応領域、４０２…赤部対応
領域、５…現像剤、５１…黒トナー、５２…赤ト
ナー、５３…キヤリヤ、６…スリーブ、６１…磁
石、６３…交流電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 導電性基体上に分光感度の異なる２つの光導
   電層を備えた感光体に対し、互いに逆極性の１次
   帯電および２次帯電を施し、この後、２色原稿の
   光像を照射して異なる極性の２つの静電潜像を形
   成し、この静電潜像を、磁石を内蔵した導電性の
   スリーブにより供給されると共に、互いに逆極性
   に帯電された２色のトナーと磁性材からなるキヤ
   リヤとを有する現像剤で現像する静電潜像現像方
   法において、上記感光体と対抗した２色のトナー
   に対して、上記２つの静電潜像の各表面電位に応
   じた吸引力を加えると共に、上記スリーブと感光
   体の導電性基体間に交流バイアス電圧を印加し、
   上記導電性基体に対するスリーブの電位が高く保
   持されている間は一方のトナーにスリーブより離
   れる方向への離脱力を加え、他方のトナーにスリ
   ーブに向かう方向への保持力を加え、上記導電性
   基体に対するスリーブの電位が低く保持されてい
   る間は上記一方のトナーに保持力を他方のトナー
   に離脱力をそれぞれ加え、かつ、上記保持力が吸
   引力より小さくなるよう設定した静電潜像現像方
   法。