JPS6347782A - 画像形成装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は画像形成装置に関し、特に電子写真法に用いる
多色の画像を形成する画像形成装置に口するものである
。

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
、−ａ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有する装置を
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（ｇＡを得るものであ
る。

しかしながら、上記の第１の方式では、複数回の潜像形
成、現像過程を繰り返さｉ〕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、上記の第２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、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ｆ
ｉ形成、転写を繰り返す際の画像の位置合わせが困難で
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ｌを記録する方
法を提案した。（特願昭５９−８３０９６号、同５９−
１８７０４４号、同５９−１８５４４０号、同６０−２
２９５２４号）これは、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恣光層に、複
数の色分解フィルタ　（各フィルタ部が特定波長域の光
のみを突貫的に透過させるフィルタ）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て電荷を分布せし
め（以下これを第一次潜像と呼ぶ）、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静電像く以下これを第二次潜像と
呼ぶ）を形成して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、感光体上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。

但、この方法で記録した多色像は、特定の色情報が再現
されにくい傾向がある。これは、光導電層上のフィルタ
部の分光透過率特性が原因になっている。すなわち、色
分解フィルタ部Ｂ、Ｇ、Ｒの分光透過率は第３図に示す
ような特性であるので、色情報は各フィルタに分配され
て多色画像が形成される。さらに現像により色再現を行
うトナーの分光特性も理想的なものではなく、例えば第
１０図に例示したように広がった分光特性を有している
。

このために鮮やかな色再現は行なわれないという問題点
があった。

ハ１発明の目的 本発明の目的は、色再現性に優れ、−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
て良好に形成し得る画像形成装置を提供することにある
。

二１発明の構成 本発明は上記目的を達成するもので、それは複数の色分
解フィルタと感光体層とを有する像記録媒体及び露光手
段とを有する画像形成装置において、前記像記録媒体の
各色分解フィルタ部の実効感度が、略等しいことを特徴
とする画像形成装置を提供するものである。

ホ５実　施　例 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。以下の説明に
おいては、色分解フィルタとして赤色光、緑色光、青色
光をそれぞれ主として透過する赤、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。

第９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　、Ｇ　、Ｒ、Ａは夫々、
青、緑、赤、及び光を吸収する可視光吸収フィルタ部を
示す。

第９図（ａ）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、平行のも
のなどが考えられる。　（ｂ）、（ｅ）、（ｄ）はモザ
イク状のむのである。フィルタ部の形状および配列は以
上のものに限らず、どのようなものでもよい、また、図
示省略したがニュートラルデンシティ（ＮＤ）フィルタ
部や紫外（又は赤外）カットフィルタ部等が含まれてい
てもよく、各フィルタ部の一部が互いに重なって配列さ
れているようなものでもよい、各フィルタ部のサイズは
、第９図中！で示す長さが１０〜２００μ糟とするのが
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
下になると作成も困難となる。

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。

第８図は本発明に使用可能な感光体の断面を模式的に示
したものである。導電性部材又は基板１上に光導電層２
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。

導電性基板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
状等必要に応じて適宜の形状、構造のものを作成すれば
よい。

光導電層２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、モリブデン等の金属の酸
化物、ヨウ化物、硫化物、セレン化物の無機光導電性物
質やアゾ系、ジスアゾ系、トリスアゾ系、フタロシアニ
ン系染顔料とビニルカルバゾール、アントラセンフタロ
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
等の電荷輸送物質をポリエチレン、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バインダ樹脂中
に分散した−もの、あるいは電荷発生層と電荷移動層に
分離した怒光層等によって構成することができる。

絶縁層３は透明な絶縁性物質、例えば各種のポリマー、
樹脂等で構成することができ、その表面、若しくは内部
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８図（ａ）のように、所要の色を持つ染顔
料等の着色剤を加えて着色した絶縁性物質を光導電Ｎ２
上に印刷、フォトレジスト、蒸着等の手段によって所定
のパターンに付着さ、あるいは第８図（ｂ）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３ａ上に印刷、フォトレジスト、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
光導電層上に取り付けても、第８図（ａ）、（ｂ）の構
造の感光体を構成することができる。更に、形成された
着色部の表面を更に絶縁性物質３ｂで被い、第８図（ｅ
）や（ｄ）のような構成のものとしてもよい。

尚、第８図（ａ）　〜（ｅ）、第９図（ａ）〜（ｄ）は
いずれも、赤、緑、青のいわゆる３色分解フィルタを設
けた場合を示す。

上記のフィルタＮ３は、本発明に従って、各フィルタ部
を夫々通過し得る光の波長領域が第３図の如くに互いに
部分的に一定の透過率で重なり合うように構成されてい
る。即ち、第３図はフィルタ部Ｂ　、Ｇ　、Ｒの分光透
過率の例を示すが、この図に示されているように、各色
分解フィルタ部の透過可能な波長域は一部が重なり合っ
ている。このような各フィルタ部の光透過特性は、波長
４００ｎｍから７０Ｏｒ＋ｍの範囲での有効透過率の部
分的な重なり（第３図におけるＰｌ：具体的には、Ｐｌ
は図にみるように、分光透過率曲線の重なるところであ
る）がある範囲の重なり状態にあることが再現性におい
て優れたフィルタ部の条件であることを見出した。即ち
、本発明者らの実験によれば、第３図に示すＰ、の透過
率は最小値として５％以上、また最大値として３５％以
下の重なり状態にあることが必要で、特に好ましいＰ、
の透過率の条件は１０〜２０％の間にあることが明らか
となった。また、各色分解フィルタの最大透過部の波長
は充分に離れていることが必要である。

以上は色分解フィルタ単独の分光透過率のみに着目した
場合のことであるが、実際には露光手段の原稿を照射す
る光の分光強度（分光エネルギー分布）と感光体層の分
光感度とが関係する。そこで上記３名の精を各色分解フ
ィルタについての波長精分したものを実効感度と呼ぶこ
とにする。

実効感度−１（Ｂ光学膜による光の分光強度）×（特定
色分解フィルタの分解透過率）×（！５光体層の分光感
度）ｄλ （λは波長を表わす、） 第２図は露光手段の照射光源にハロゲン電球を使用した
場合の光の分光強度特性を示すグラフ、第３図は色分解
フィルタＢ、Ｇ、Ｈの透過率を示すスペクトル図、第４
図は感光体に５ｅ−Ｔｅを用いた場合の分光感度を示す
スペクトル図である。第４図において（１）はＴｅの含
有量が１２．９％（重量比）のもの、（２）は同じ（２
４，８％（重量比）のものを示している０以上の光の分
光強度と色分解フィルタＢ、Ｇ、Ｈの分光透過率及び感
光体層の分光感度より得られる実効感度をグラフに示し
たものが第５図（ａ）　、　（ｂ）である、第５図（ａ
）はＴｅ含有率１２．９％の５ｅ−Ｔｅを用いた場合、
第５図（ｌｌ＋）はＴｅ含有率２４．８％の５ｅ−Ｔｅ
を用い、た場合を示している。

図中ＳＢは青色フィルタ部を通過した光による分光感度
、ＳＧ、ＳＲはそれぞれ緑色フィルタ部。

赤色フィルタ部を通過した光による分光感度である。

第５図（ａ）に示したＴｅ　１２．９％含有の５ｅ−Ｔ
ｅを使用した場合の各実効感度の比は ＳＢ：ＳＧ：５Ｒ＝１０：９：４ 第５図（ｂ）に示したＴｅ２４．８％含有の５ｃ−Ｔｅ
を使用した場合の各実効感度の比は ＳＢ：ＳＧ：５Ｒ＝７：９：１０ であった、上記感光体を用いて複写を行ったところＴｅ
１２．９％含有の場合シアンが強い画像となり、Ｔｅ２
４．８％含有の感光体では少し黄味がかったが良好な白
色及び無彩色画像を得ることができた。

このように感光体の組成を調節して色バランスを調整す
ることが可能である。なおこの他結像レンズ系の絞り位
置にカットオフ波長を５０ｏｎ繭、６００ｎ＋ｅに設定
したイエロー、マゼンタ、シアンのフィルタを挿入でき
るような構成とし、上記各フィルタの挿入量を調節して
色バランスを調節することもできる。

実験の結果、各実効感度曲線とχ軸とに囲まれた面招の
差は３０％以内にある場合良好な結果が得られたが、ま
だ画像の色調は全般にくすんだ彩度のやや低いものであ
った。

色再現性の向上を図るため種々実験を行った結果上記各
分光感度の重なり部分が少なければ少ない程色再現性が
向上すること、また各分光感度の最大部の波長が光分離
れていることが必要であることが判明した。

実験の結果上分光感度曲線の交点Ｐ２の分光感度値が最
大分光感度値の ４０％以上である場合は極めて悪い色再現となり、３０
％以下ではかなり良好となり、 ２０％以下では良好な色再現が行われた。

また、色再現上青色の分光感度ＳＨの最大部の中心波長
と赤色の分光感度ＳＲの最大部の中心波長の間隔は２０
０１−±５０１離れているのが好ましく、少くとも１５
０ｎｍ以上離れていることが必要であることが判明した
。

次に、上記各分光感度の重なりを除く方法について説明
する。第６図（ａＨｂ）は、例えば干渉フィルタなどか
らなるフィルタでその分光透過率曲線に鋭い凹部を有し
ノツチフィルタと呼ばれるフィルタの分光透過率を示す
グラフである。

第６図（ａ）に示したノツチフィルタ（ＮＦ）は波長幅
の狭い凹部を有するもので（ａＬｉと（ａ）−置に示し
た２枚のフィルタを像露光系の光路中に挿入すると、Ｔ
ｅ２４．８％含有の５ｅ−Ｔｅ感光体使用の場合の各分
光感度は第１図（ａンに示す曲線となる。

また、第６図（ｂ）−ｉ、（ｂ）−ｉｉに示す凹部の波
長幅が広い２枚のノツチフィルタ（ＮＦ）を使用した場
合の各分光感度は第１図（ｂ）に示す曲線となる。

上記ノツチフィルタ（ＮＦ）は像露光系の光路中ならば
どこに入れてもよい０以上の方法を用いた複写画像を比
較すると第１図（ｂ）による画像の方が第１図（ａ）に
よるものより色再現性が良好であった。この場合も微少
な色バランスの補正を、上記イエロー、マゼンタ、シア
ンのフィルタ（ＦＹ、ＦＭ。

ＦＣ）を結像レンズ系の絞り位置に挿入して行うと良い
結果が得られる。

同様の実験によって各分光感度曲線の重なりは、その面
積である実効感度が各実効感度曲線の面積の３０％以内
にあること、即ち、各実効感度の非重畳領域が７０％以
上あることが望ましいと判明した。

次に、上記感光体及びフィルタを用いた多色画像形成の
プロセスを第１１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ｎ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
る。また各部の断面ハツチングは省略している０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い
る。

同フィルタ部において光導電層２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。

原稿の緑色成分や青色成分が照射された部分も、各々の
フィルタ部につ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
一様な同電位となるため静電像としては機能しない。

なお、第１１図〔２〕では、帯を後の電位はほぼ零の場
合を示しであるが、負に迄帯電してもよい。

次いで、第１１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ＦＢによって得られた青色光ＬＢで全面露光を
与えると、青色光を透過するフィルタ８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
面の電荷により電位パターンが発生する。青色光を透過
しないＧ、Ｈ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Ｂ上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
位が相対的に高いフィルタ８部の表面にのみトナーが付
着し、現像が行なわれる（第１１［］　（４）　）。

次いで、生じた電位差を消去すべく第１１図〔５〕のよ
うに帯電器１５によって表面電位を均一にした後、第１
１図〔６〕のように緑色光ＬＧで全面露光を与えると、
前記青色光の全面露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１１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１１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部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っても電位差は発生せ
ず、シアントナーで現像を行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。

他の色についても、下記衣−１のごとく、三色分解法と
３原色トナーとの組み合せにより色再現が行なわれる。

この表中、記号「Ｏ」は第一次ＷＩ像形成段階の状態、
記号「Ｏ」は第二吹溜像形成段附、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
持されていることを示す。

空欄は光導電層に電荷が存在しない状態を表わしている
。

尚、上記の説明はｎ型光半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）
光半導体層を用いることは勿論可能であり、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、−吹寄電時に電荷注入が
困難である場合は光による一様照射を併用する。

上記の説明で明らかなように、本実施例によれば、多色
画像形成用感光体に帯電を行いつつ像露光を与えた後、
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
て現像を行う工程を前記フィルタの種類に応じて繰り返
す、即ち、ｍ細な色分解フィルタを感光体上に配置し、
像露光（第１１図〔２〕の工程）ｆ＆、三色分解光によ
る全面露光（第１１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１１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、まずその全面に像露光を与え、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
によって転写材上に一挙に多色画像を記録できる。

第７図は上記プロセスを実施するに適したカラー複写機
の画像形成部の概要図である０図中、４１は第８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は回転しながら必
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から交流、又
は電極ｌｌとは反対符号のコｂす放電を受けつつ原稿の
露光が与えられ、第一次潜像形成過程が終了する０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光に全面露光されイエロー成分の第
二次潜像が形成される０次にこれがイエロートナーを装
填した現像器１７Ｙ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された後
、光源６Ｇ、緑色光源フィルタＦＣ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１７Ｍによ
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、光源６Ｒ１赤色光源フィルタＦＲ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１
７Ｃ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
′＠極１１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１０によって感光体ドラムから分離され、定着装
置１２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
除電光を照射しつつ除電電極１１で除電され、クリーニ
ング部１３のブレード１２′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、彩色を自由に
運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１！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か現、、７ 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、前段に感光体上に形成した
トナー像を乱したり、既に感光体上に付着しているトナ
ーが現像剤搬送体である現像スリーブに逆戻りし、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
剤層を感光体に摺擦若しくは接触させないで操作するこ
とである。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
の間隙ｄ　（ａｍ）　（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Ｖａｅ及び周波数？（Ｈ２）の値を単独で定めて
も優れた画像を得ることは難しく、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７図に示す画像形成装置であるカラー複写機
を用いて行い、現像装置１７Ｙ及び１７Ｍ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彩管を調べた。

第１２図は第７図に示した各現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１
７Ｃ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が回転することにより、現像
剤Ｄｅをスリーブ４２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Ａ方向、スリーブ７が矢印Ｂ方向に回転する
ことにより、現像剤Ｄｅは矢印Ｂ方向に搬送される。現
像剤Ｄｅは、搬送途中で磁性体からなる穂立規制ブレー
ド４ｏによりその厚さが規制される。現像剤溜り４７内
には、現像剤Ｄｅの撹拌が十分に行なわれるような撹拌
スクリュー４２が設けられており、現像剤溜り４７内の
トナーが消費されたときには、トナー供給ローラ３９が
回転することにより、トナーホッパー３８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く直流電源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、現像器１７Ｍに収納した現像剤Ｄｅは一成分磁
性現像剤であり、熱可塑性樹脂フＯａｔ％、顔料（カー
ボンブラック）Ｌｏｓｔ％、磁性体２０ｗｔ％、荷電制
御剤を混練粉砕し、平均粒径１５μ−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Ｉは荷電制御剤で制御する。

実験の結果、第１３図および第１４図に示すような結果
が得られた。

第１３図は、現像器１７Ｍにおいて感光体ドラム４１と
スリーブ７との間隙ｄを０．７１、現像剤層厚を０．３
１、スリーブ７に印加する現像バイアスの直流成分を５
０Ｖ、現像バイアスの交流成分の周波数をＩＫＨｚの条
件で、−措置光径感光体の帯電電位が５００■　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、このときの現像
器１７Ｍ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を間隙ｄで割った
値である。第１゛３図に示す曲ｍＡ、Ｂ、Ｃは磁性トナ
ーの平均、帯電量がそれぞれ一５μｃ／ｇ、−３μｃ／
ｇ、−２μｃ／ｇのものを用いた場合の結果である。

Ａ　、Ｂ　、Ｃの三つの曲線は共に、電界の交流成分の
振幅が２００Ｖ　／　ａｍ以上、１．５ＫＶ／ａｍ以下
で画像濃度が大き（，１，６Ｋ　Ｖ　／　ｓｒｓ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。

第１４図は、現像バイアスの交流成分の周波数を２．５
ＫＨｚとし、第１３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Ｅａｃ
が５００Ｖ／ｍｍ以上、３．８ＫＶ／ａｍ以下で画像濃
度が大き（，３，２Ｋ　Ｖ　／　ｍｓ（第１３図下図示
）以上になると、感光体ドラム４１上に予め形成された
トナー像の一部が破壊された。

なお、第１３図、第１４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ｉ２Ａ、Ｂ
、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１３図、第１４図と同様な実験を条件を変えな
がら行ったところ、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１５図に示すような結果
を得た。

第１５図において、（Ａ＞で示した領域は現像ムラが起
こりやすい領域、（Ｂ）で示した領域は交流成分の効果
が現われない領域、（Ｃ）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、（Ｄ）、（
Ｅ）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（Ｅ）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上に前（前段で）に形成
されたトナー像を破壊することなく、次の　＝（後段の
Ｎ−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、適正な領域があることを
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？（Ｈｚ）、感光体ドラム４Ｉとスリーブ７の間隙を
ｄ　（ｍ＋ｓ）とするとき０．２≦Ｖ　ａｃ／　Ｃｄ−
ｆ　）≦１．６を満たす条件により現像を行えば、既に
感光体ドラム４１上に形成されたトナー像を乱すことな
く、後の現像を適切な濃度で行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、第１３図及
び第１４図で画像濃度が交流電界に対して増加傾向を示
す領域である、 ０．４≦Ｖ　ａｃ／　（ｄ−ｆ　）≦１．２の条件を満
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／＜ｄ−ｆ）≦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
分の周波数ｆは２００）（２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、交流成分の周波数は
５００Ｈｚ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７図に示
すカラー複写機で実験を行った。

現像器１７Ｍに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成る二成分現像剤で、該キャリア
は、平均粒径２０μ−１磁化３０ｅｍｕ／ｇ、抵抗率１
０′４Ω−ｅｌｍ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０．５０ｃｍ２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／ａｍ２
の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１００ＯＶ／ｃ
ｍ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。

該トナーは熱可塑性樹脂９０ｗｔ％、顔料（カーボンブ
ラック）１０ｗｔ％に荷電制御剤を少ｉ添加し混練粉砕
し、平均粒径１０μ端としたものを用いた。

該キャリア３０ｗＬ％に対し該トナーを２０ｗＬ％の割
合で混合し、現像剤Ｄｅとした。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１６図および第１７図に示す。

第１６図は、感光体ドラム４１とスリーブ７との間隙ｄ
をり、Ｏ＋１＋＊、現像剤層厚を０．７＋ａｍ、５光休
の帯電電位をｓｏｏ　ｖ、現像バイアスの直流成分を５
０Ｖ、交流成分の周波数をＩＫＨｚの条件で、−措置光
径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
示している。なお、現像器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
電界強度の振幅Ｅａｃは現像バイアスの交流電圧の振幅
Ｖｉａを間隙ｄで割った値である。

第１６図に示す曲ｉ１Ａ、Ｂ、Ｃは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の結果である。

Ａ、Ｂ、Ｃの三つの曲線は共に、電界の交流成分の振幅
が２００Ｖ／ｍｍ以上で交流成分の効果が現われ、２５
００Ｖ　／　１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１７図は、現像バイアスの交流成分の周波数を２．５
ＫＨｚとし、第１６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５００Ｖ　／　ｍ＋＊を越えると画像濃度が太き（、
図示していないが４ＫＶ／ｎ＋ｍ以上になると５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、第１６図、第１７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１１Ａ
、Ｂ、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１６図、第１７図と同様な実験結果を条件を変
えながら行ったところ、交流電界強度の振幅Ｅａｅと、
周波数ｆの関係について整理でき、第１８図に示すよう
な結果を得た。

第１８図において、（Ａ）で示したｍ　［４は現像ムラ
が起こりやすい領域、（Ｂ）で示した領域は交流成分の
効果が現われない領域、（Ｃ）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、（Ｄ＞
、（Ｅ）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、（Ｅ）はその中で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？（Ｈｚ）、感光体ドラム４１とスリーブ７の間隙を
ｄ　（ａｍ）とするとき、０．２≦Ｖａｅ／（ｃＬ？） ＨＶ　ａｃ／　ｄ）　−１５００１／　ｆ≦１゜０を満
たす条件により現像を行えば、既に感光体ドラム４１上
に形成されたトナー像を乱すことなく、後の現像を適切
な濃度で行うことができるとの結論を得た。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≦Ｖ　ａｃ／　（ｄ−ｆ　） ｆ（Ｖ　ａｃ／　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≦Ｖａｃ／（ｃｌ？） （Ｖ　ｍｅ／　ｃｌ）　−１５００１ｆ≦０．８を満た
すと、より鮮明で色にごりのない多色画像が得られ、多
数回動作させても現像装置への異色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ｔは２０
０Ｈｚ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、交流成分の周波数は５００Ｈｚ以上にする
ことが、更に望ましい。

本発明に基づく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、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４１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。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４１とスリーブ７との間隙ｄを後段の現ｔ
！になるほど広くしていく方法がある。また、前記■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、などのような
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ｒＡ
整することにより、適切な画像濃度あるいは色のバラン
スを保持することができる。

次に、以上のような結論に基づき、本発明者が実際に行
った具体的な実験例を説明する。

即ち、下記表−２の条件で多色像を記録したところ、ど
のような色情報も失われることなく、鮮明で色表現の良
好な多色画像が得られた。

表−２ 以上説明した現像方法に限らず、感光体を慴擦せずに行
う現像方法の変形例として、複合現像剤中から、トナー
のみを現像剤搬送組木上に取り出して、交番電界中でト
ナーによる一成分現像を行う方法（特開昭５９−４２５
６５号、特願昭５８−２３１４３４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
現像を行う方法（特開昭５６−１２５７５３号）、同様
な制御！極を設けて交番電界中で二成分現像剤による現
像を行う方法（特願昭５８−９７９７３号）も本発明に
よる多色画像形成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て、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０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うことができる
。また、エレクトロファッ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、画像形成を一次帯電、二次帯電、像露光に続いて電
位平滑化を行った後、同様にして特定光による全面露光
、現像、再帯電を繰り返してカラー画像を得るプロセス
（特願昭６０−２２９５２４号）にも適用し得る。

又、感光体の層構成を、特願昭５９４９９５４７号記載
の絶縁層、感光体層、導電層及びフィルタを設けて絶縁
層側からの一次及び二次帯電、フィルタ側からの像露光
、全面露光を裏面から与えコことにより絶縁層側から現
像する構成もとり得る。

また、以上の説明はすべていわゆる３色分解フィルタと
３７’ｉ（色トナーを用いたカラー複写機の例について
述べたが、本発明の実施態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、カラープリンタ等広
く使用することができる。

分解フィルタの色、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言うま
でもない。

前述の多色画像形成工程において、各−措置先光は必ず
しもＢ、Ｇ、Ｒ光である必要はない。

すなわち、感光体のすでに一様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、再度光が透過しても表面電位の変化は生
じない。

したがって、例えば−措置光を赤色光、緑色光、青色光
の順の代わりに赤色光、黄色光、白色光の順で行い、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一様露光を行ってもよい。

要は、特定の種類（一種とはかぎらない）のフィルタ部
上にのみに電位パターンを形成できればよいのである。

　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−措置先光が透過するときは、現像後に絶縁層と
光導電層の境界面の電荷を完全に消去すべく、特願昭５
９−１９８１７１号に記載された技術を用いて光を照射
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、多色画像形成用感光体に対し色
分解フィルタ部の実効感度が略等しく、その実効感度領
域が互いに部分的に本発明によって実験的に求められた
特定範囲での重なり合いを維持するようなフィルタを具
備せしめているので、特定の色情報を失うことなく、鮮
明で色表現の良い多色画像を得ることができる。

また、この感光体を用いて、像露光による第一次潜像形
成後に、色分解フィルタの少なくとも１種を透過する光
によ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側り像露光を僅か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
必要がなく、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。得られる記録物も色ズレの全くない
高画質のものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１８図は本発明の実施例を示すものであって
、 第１図（ａ）　、　（ｂ）はノツチフィルタを用いた場
合の実効感度を示すスペクトル図、 第２図はハロゲン電球のエネルギー分布を示すスペクト
ル図、 第３図は色分解フィルタの透過率を示すスペクトル図、 第４図は５ｅ−Ｔｅの分光感度を示すスペクトル図、第
５図（ａ）　、　（ｂ）は５ｅ−Ｔｅを感光体に用いた
場合の分光感度を示すスペクトル図、 第６図（ａ）　、　（ｂ）はノツチフィルタの透過率を
示すスペクトル図、 第７図は画像形成装置の概略図、 第８図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｃｌ）は各感光体の
断面図、第９図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｅ）　、　
（ｄ）は感光体表面のフィルタの配列を示す平面図、 第１０図はトナーの反射率を示すスペクトル図である。 第１１図（１）、（２）、（３）、（４）、（５）。 （６）、［７）、［８）は画像形成工程を示すプロセス
フロー図、 第１２図は現像器の断面図、 第１３図、第１４図は一成分現像剤による現像の実験デ
ータのグラフ、 第１５図は一成分現像剤による現像の好適条件を示すグ
ラフ、 第１６図、第１７図は二成分現像剤による現像の実験デ
ータのグラフ、 第１８図は二成分現像剤による現像の好適条件を示すグ
ラフ、 なお、図面に示した符号において、 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・・・帯電器 ５・・・露光スリットを備えた帯電器 ８・・・複写紙 １４．１５・・・再帯電器 １７．１７Ｙ　、１７Ｍ、１フＣ・・・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 Ｂ・・・青色フィルタ部 ＦＢ・・・青フィルタ ＦＣ・・・緑フィルタ ＦＲ・・・赤フィルタ ＬＲ・・・赤色像露光 ＬＢ・・・青色光 ＬＣ・・・緑色光 ＴＹ・・・黄トナー ＴＭ・・・マゼンタトナー Ｄｅ・・・現像剤 Ｔ・・・トナー Ｐｌ・・フィルタの分光透過車重なり位置Ｐ２・・・実
効怒度重なり位置 である。 出願人　　小西六写真工業株式会社 第１図 （α） ４ＪＯＧＩＩ６　　　　　　ｋａｏ　　　　　　７ｙ第
１図 （ｂ） 破曇（、凛） ４σＯｋａｏ　　　６ｅａ　　　７ａｏ　　　　Ｆ０６
坂８（ヘー） 獲吾（へ−２ １Ｐ、　・　）４．レバ、ろ〉り：ｔ−Ａ　卑イーｔメ
１４うりコ号。 第４図 夜長（へ−ノ 第５図 くムＯ０Δｌグ６　　　　　　　　　　　　、（ａａ　
　　　　　　　　　　　　７ｏり第５図 液長（へ−ｔ） 会梁＠頚婉← 企誠１唄菩 ’に械七咽条 第８図 第９図 第１０図 仮暑（、Ａヵ） ＥＡ。　　　（ｋＶｈｍ） ＥＡｏ［ｋＶ／″゛ｊ 嘱÷栂痩（早を炒 暗菅咥釈（興を呼）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の色分解フィルタと感光体層とを有する像記
   録媒体及び露光手段とを有する画像形成装置において、
   前記像記録媒体の各色分解フィルタ部の実効感度がほぼ
   等しいことを特徴とする画像形成装置。 但し上記実効感度は次式の関係にある。 実効感度＝∫露光手段による光の分光強度 ×特定色分解フィルタの分光透過率 ×感光体層の分光感度ｄλ （∫・・・ｄλは波長積分を表わす。）
2. （２）前記各分光感度の交わる波長における分光感度値
   が最大分光感度値の３０％以下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。
3. （３）前記各実効感度の非重畳領域が７０％以上である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の画像形成装置。
4. （４）各実効感度の最大と最小との差が３０％以内であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の
   何れか１項記載の画像形成装置。
5. （５）各分光感度最大の中心波長間の差が２００±５０
   ｎｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第４項の何れか１項記載の画像形成装置。