JPS6363061A

JPS6363061A - カラ−電子写真方法

Info

Publication number: JPS6363061A
Application number: JP61207235A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yamamoto; 肇山本; Yuji Takashima; 祐二高島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-09-03
Filing date: 1986-09-03
Publication date: 1988-03-19
Also published as: JPH0447314B2

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、カラー複写機あるいはカラープリンタなどの
カラーハードコピー装置に利用できるカラー電子写真方
法に関するものである。

従来の技術従来から、帯電・露光・現像を複数回繰り返して電子写
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。

このようなカラー電子写真方法を用いた装置の従来例を
第３図に示す。図において、１は矢印方向に回転する５
ｅ−Ｔｅ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（Ｂ１）の現像剤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
光体の表面電位を初期状態に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４図に示す。第
４図において、１４は正帯電性のトナーと磁性キャリア
の混合物からなる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なる現像ス
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
を撹拌する回転羽根、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開けて設置した感光体、２２
は現像スリーブ１５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。

ここで現像器を現像可能な状態にするには、電源に正の
直流電圧に高圧の交流電圧を重畳した電圧を発生させる
ものを用い現像スリーブ１５と電源２２を接続する。

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１５に負の直流電圧を印加する。

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（画線部が露光されて感光体の表面電位が減衰してい
る静電潜像）を形成する。そして、静′７１！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
ト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。Ｙ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Ｂ１のトナー像を形成する。

全てのトナー像の形成が終了した後、予め除電ランプ９
で静電潜像を光除電し、コロナ帯電器２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、感光体１に残留したトナーは、クリーニングブレー
ド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）。

発明が解決しようとする問題点第３図で説明した従来のカラー電子写真方法において、
第１のトナー像を担持した感光体を再帯電して第２のト
ナー像を形成する場合、第１のトナー像の部分が所定の
表面電位より低くなり、その部分が不必要なトナーで現
像されてしまう問題点があった。この不必要なトナーで
現像される量は、第１のトナー像のトナ一層厚に正比例
して増えるため、トナ一層厚が厚くなる高濃度のカラー
画像を鮮明に得ることができなかった。

この原因を追求したところ、１）用いる感光体の静電容
量に正比例して感光体上の第１のトナー像にかかる電圧
が高くなること、２）そして、感光体の静電容量が所望
値以上になると、第１のトナー像にかかる電圧が放電開
始電圧以上になり放電するため、前記トナー像部の表面
電位が低下すること、３）従って、用いる感光体の静電
容量を好ましい値にすることが重要であることが解った
。

さらに、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。この原因について検討したところ、ト
ナー像を担持した感光体を再帯電及び像露光したのち、
現像に供さない現像器に通過させた際、感光体上のトナ
ー像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について図面に基づき更に詳しく
説明する。

第５〜７図は、トナー像を担持した感光体が再帯電及び
像露光された後、現像に供さ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。

第５図は現像スリーブ１５を接地したときの様子を示す
。Ａ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１上のトナーは、再帯電
の際コロナ帯電器によって、より正に帯電されている。

従って、Ｃ領域におけるトナーは、感光体の正電荷によ
る電荷の反発力と感光体と現像スリーブとの間に生じた
電界の作用によって、現像スリーブに向かって逆飛翔す
る。

第６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１５上の正帯電の
トナー２０は、負の電圧が印加されている現像スリーブ
１５に静電的に強く引きつけられている為、現像スリー
ブ１５から感光体１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と現像
スリーブとの間の電界強度は、第５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１上の
トナー２０は第５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１５に印加する直流電圧を高く
していくとＤ領域の感光体１上のトナー２０′も逆飛翔
する。

第７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１上の正の電荷によって現像スリーブ１５
は図のように分極される。従って、Ｂ領域における現像
スリーブ１５上のトナー２０の一部は、感光体１に向か
って飛翔する。また、Ｃ領域における感光体１上のトナ
ー２０′の一部は、現像スリーブ１５に向かって逆飛翔
する。

以上説明した通り、従来の方法では現像器の異種トナー
による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という問題点があった
。

従って本発明の目的は、トナー像を担持した感光体を再
帯電したとき、トナー像部における感光体の表面電位の
低下による色かぶりのないカラー電子写真方法を提供す
ることにある。

更に本発明の他の目的は、異種トナーの混入による現像
器の汚染を防止し、鮮明なカラーコピーが安定して得ら
れるカラー電子写真方法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、感光層の静電容量が１７０　ｐ　Ｆ　／　ｃ
Ｉ１１２以下の感光体の周辺に複数の現像手段を配し、
帯電・露光・現像の工程を複数回繰り返して前記感光体
上に色の異なる複数のトナー像を形成するカラー電子写
真方法である。

作用感光層の静電容量が１７０ｐＦ／ｃｍ２以下の感光体を
用いると、トナー像を担持した感光体を再帯電した際、
トナー像にかかる電圧を低く抑えトナー像部での放電を
防止することができる。従って、トナー像部の表面電位
の低下を極めて小さくすることができるため、トナー像
に不必要な色のトナーが付着することを防止することが
できる。

次に第１図を用い、本発明の第２の作用を説明する。

感光体１の第１の静電潜像には既にトナー２０ａが現像
されており、再帯電後第２の静電潜像が形成されている
。第１の現像器２３は静止しており第２の現像器２３′
は回転している。感光体１上のトナー２０ａの現像器２
３への逆飛翔を防ぐためには、第１の現像器２３にもバ
イアス２２を印加する。このとき第１の現像器２３が回
転するとトナーが供給され静電潜像を現像してしまうの
で、この現像器２３は静止させる。しかし、こうして静
止させても、感光体１と対向する現像器２３表面に付着
しているトナーは静電潜像を現像してしまい画像に色の
濁りを生ずるため、このトナーを予め除去しておく必要
がある。このため、感光体１上の静電潜像が書かれた領
域２４より進行方向前側に被現像領域部２５、すなわち
反転現像の場合は電位の低い全面露光部を形成しておき
、この被現像領域２５によって、第１の現像器２３の表
面の現像部のトナーを予め除去しておき、現像能力を無
くしておく。このようにして、第２の静電潜像は第２の
現像器２３′のみによって現像され、第１の現像器２３
による色濁りも発生せず、しかも既に感光体１上に現像
された第１の現像器２３のトナー２０ａが第１の現像器
２３に逆飛翔することによる濃度低下もなく良好な画像
が得られる。

実施例以下、本発明の実施例について説明する。

本発明で、感光体に対向する部分のトナーを取り去る被
現像領域が、感光体上の画像領域に先行していると、紙
づまり等のトラブルの発生直後でも、時間をおくことな
く次のプリントサイクルにはいることが可能となり好ま
しい。

本発明に用いることのできる感光体としては、無定型セ
レン、セレン化ひ素、ＣｄＳ、ＺｎＯ。

ａ　　Ｓ　ｌ　＋有機光導電体などの感光層を導電性支
持体に設けた通常の電子写真用の感光体であれば何れで
も用い得るが、特に感光層の静電容量が２０〜１７０ｐ
Ｆ／ｃｍ２の範囲内にあるものが好ましい。

感光層の静電容量を上述の範囲にするには、感光層の層
厚を規制することによって得られる。例えばセレン感光
体では層厚を３５〜９０μｍに、またセレン化ひ青感光
体では６０〜９０μｍに、更に有機感光体では１５〜５
０μｍにすればよい。

また本発明では、正規現像法、反転現像法のいずれにも
用いることができるが、特に再帯電の際にトナーの極性
が反転しない反転現像法が好ましい。

現像手段としては、感光体上の静電潜像に対し、対向１
！極効果を有し、現像剤層と静電潜像とが卯接触状態で
現像できるものであればいずれでも適用できる。例えば
、帯電したトナーの薄層を担持したトナー担持体を感光
体に前記薄層が接触しないように対向させ、トナー担持
体と感光体との間に電圧を印加してトナー担持体上のト
ナーを飛翔させる電界飛翔現像が好ましい。特に、トナ
ー担持体と感光体との間に直流電圧を印加する直流電界
飛翔現像が好ましい。この直流電界飛翔現像では、静電
潜像の画像部と非画像部とのコントラスト電位が４００
Ｖ以上であることが望ましい。また、トナー担持体と感
光体表面までの距離は２５０μｍ以下が好ましい。

またトナー像を担持した感光体を再帯電した場合トナ一
層の電位が高くならないように、現像の際、１色の現像
により感光体上に形成されるトナ一層厚を５〜３０μｍ
の範囲内にすることが望ましい。

さらに、感光体上のトナ一層が帯電し過ぎないようにす
るために、帯Ｍｆｌの制御が容易なスコロトロン帯電器
で再帯電することが望ましい。

実施例１本発明の具体的実施例を、第２図を用いて詳細に説明す
る。

直径１００ｍｍの無定型５ｅ−Ｔｅ感光体ドラム１（感
光層の層厚６０μｒｎ、静電容ｊ１９２ｐＦ／ｃｍ２　
）を周速７５ｍｍ／Ｓで回転させ、帯電器２（コロナ電
圧：　＋７ｋＶ、グリッド２６の電圧＋８５０Ｖ　）を
用い表面電位＋８００Ｖに帯電させた。次に、出カフμ
Ｗ、波長６７０ｎｍの発光ダイオード２７を発光させ、
セルフォックレンズ２８を通して露光し、進行方向中１
０１！Ｉｍの全面ベタ部を形成し、その後発光ダイオー
ド２７によって黄に対応する信号光を露光し静電潜像を
形成した。

次にこの静電潜像を、表面に電荷量＋３μＣ／ｇ、平均
粒径１０μｍの黄トナー（トナ一層厚３０μｍ）を担持
した現像ローラ２３ａ（直径１６ｍｍ、周速７５ｍｍ／
ｓ、進行方向は感光体１と同方向）と現像ギヤツブ１５
０μｍ開は対向させ、直流電源２２ａより現像バイアス
＋７００ｖを印加したところ、黄トナーは現像ローラ２
３ａから感光体１上の潜像部に向かい飛翔し付着した。

感光体１に付着したトナ一層厚は約１０μｍであった。

この後、黄現像された感光体１は、静止し＋８５０Ｖの
バイアスを印加したマゼンタ現像器２３ｂとシアン現像
器２３ｃを通過する。この時マゼンタとシアンの現像ニ
ップ部のトナーは予め感光体１上の画像領域前の被現像
領域によって除去されているので、感光体１の表面電位
と略同電位のバイアス（＋８５０Ｖ　）が印加されてい
ても静電潜像を現像することはない。こうして２３ｂ、
２３ｃの現像器を通過した感光体１上のトナー像は紙に
転写せず、一度除電うンブ１３で感光体１を全面除電し
た後、再びコロナ帯電器２で帯電する。コロナ帯電によ
り、黄トナーが付着していない裸の感光体１は＋８００
Ｖに、黄トナーが付着している感光体１も同じ＜　＋ａ
ｏｏｖに帯電した。ここで黄トナーが１１着している感
光体１の表面電位のうち、トナーの電位は＋５０Ｖ程度
で、感光体１自体は＋７５０ｖ帯電していた。

次にこの感光体１に、発光ダイオード２７により再びベ
タ部潜像を形成したのち、マゼンタに対応する信号光を
照射した。黄トナーの付着していない感光体１の表面電
位は約＋３０Ｖに低下した。黄トナーの付着している部
分では、露光により感光体の表面電位は約＋８０Ｖに低
下した。これは発光ダイオード２７の波長が６７０ｎｍ
であるため、黄トナーはほとんどこの波長の光を透過し
、感光体１上にトナーが存在しても感光体１の表面電位
の光減衰に影響を与えないためである。次にこの黄トナ
ーで現像され、かつマゼンタに対応する静電潜像をもつ
感光体１は、最初黄現像器２３ａを通過する。

このとき黄現像器２３ａは＋８５０Ｖのバイアスが印加
されたまま静止しているため、黄現像器２３ａ上の感光
体１に対向する部分の黄トナーは、予め先行する感光体
上のベタ部によって除去されている。そのため、感光体
１上の黄トナーが付着しかつ露光されていない部分から
の黄現像器２３ａへの逆飛翔は発生せず、同時に感光体
１上のマゼンタの静電潜像ｔ’黄トナーで現像すること
も防げる。

次に感光体１は＋７００Ｖの現像バイアスを印加したマ
ゼンタ現像器２３ｂ（トナー電荷量＋３μＣ／ｇ、平均
粒径１０μｍ、層厚３０μｍ）を通過し、マゼンタトナ
ーにより現像される。最後に感光体１は、シアン現像器
２３ｃを通過する。このときシアン現像器２３ｃは黄現
像器２３ａと同様に、＋８５０Ｖのバイアスを印加した
まま静止しており、また感光体１に対向する部分のシア
ントナーは感光体１上のベタ部分によって予め除去され
ているため、マゼンタの静電潜像を現像することはない
。

次に感光体１を再び帯電器２により＋８００Ｖに帯電し
、発光ダイオード２７により再びベタ部潜像を形成した
後、シアンに対応する信号光を照射し静電潜像を形成し
た。今度は黄とマゼンタの現像器２３ａ、２３ｂを＋８
５０Ｖのバイアスを印加したままで静止させ、静電潜像
を現像することのないように、またトナーが感光体１が
ら逆飛翔することもないようにしておき、＋７００Ｖの
現像バイアスを印加したシアン現像器２３ｃ（）ナー電
荷量＋３μＣ／８．平均粒径１０μｍ、）ナ一層厚３０
μｍ）で現像する。

こうして感光体１上に得たカラートナー像は転写前除電
ランプ９によって感光体１を全面除電した後、転写帯電
器１０によって紙８に転写した後、剥離帯電器２９によ
り感光体１から紙８を剥離し、その後熱定着した。感光
体１上のトナーを紙８に転写した後、感光体１の表面を
除電器３０により除電し、クリーニング装置１２により
転写残りのトナーを除去し再使用した。得られたカラー
画像は最高濃度が１．７と高くしかも色濁りのない良質
なものであった。またこのプロセスを３０００回連続し
たが、現像器内に異種のトナーが混入することもなかっ
た。

実施例２実施例１で用いた５ｅ−Ｔｅ感光体の代わりにセレン化
ひ素感光体（感光層の層厚９０μｍ、静電容量１０４ｐ
Ｆ／ｃｍ２　）を用い、他の条件は実施例１と同じにし
てプリントした。得られたカラー画像は最高濃度１．５
のしかも色濁りのない良質なものであった。

実施例３感光体にアゾ系の顔料を用いた有機感光体（感光層の層
厚３０ｕｍ、静電容量８０ｐＦ／ｃｍ２　）を用い、他
の条件は実施例１と同じにしてプリントした。

得られたカラー画像は最高濃度が１．７と高くしかも色
濁りのない良質なものであった。

発明の効果本発明によれば、トナーの付着した感光体を再帯電した
ときに、感光体の表面電位が低下せず色濁りのない鮮明
なカラー画像が得られる効果がある。

さらに本発明によれば、現像器の異種トナーによる汚染
を防止し、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図は本発明のカラー電子写真方法の原理を説明する
ために示した装置の要部の断面図、第２図は、同方法に
よるカラー電子写真プリンタの断面図、第３図、第４図
、第５図、第６図、第７図は従来例におけるカラー電子
写真方法を説明するための装置及びトナーの挙動を示す
図である。１・・・感光体、２・・・帯電器、２０・・・トナー、
２２・・・バイアス電源、２３・・・現像器、２５・・
・ベタ部画像部代理人の氏名弁理土中尾敏男はか１名第１０第２図Ｗｋａ図第４図、勿第５図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）感光層の静電容量が１７０ｐＦ／ｃｍ＾２以下の
感光体の周辺に複数の現像手段を配し、帯電・露光・現
像の工程を複数回繰り返して前記感光体上に色の異なる
複数のトナー像を形成するカラー電子写真方法。
（２）現像手段が、薄層化されたトナーを担持したトナ
ー担持体を感光体に前記トナーが接触しないように対向
させ、前記トナー担持体と前記感光体との間に電圧を印
加して前記トナーを電界の作用で飛翔させる電界飛翔現
像である特許請求の範囲第１項記載のカラー電子写真方
法。
（３）電圧が直流電圧であり、かつトナー担持体と感光
体との間隙が２５０μｍ以下である特許請求の範囲第２
項記載のカラー電子写真方法。
（４）露光工程において画像信号を露光した画像領域と
前記画像領域外に画像信号と関係の無い被現像領域を形
成した後、現像工程で前記画像領域の現像に寄与させな
い現像手段のトナー担持体を停止させ、前記トナー担持
体に非画像部の表面電位と略同電位の電圧を印加して前
記トナー担持体上のトナーを前記被現像領域に付着させ
、前記画像領域に対する前記現像手段の現像能力を不能
にさせる特許請求の範囲第２項記載のカラー電子写真方
法。
（５）被現像領域が、画像領域に先行している特許請求
の範囲第４項記載のカラー電子写真方法。
（６）感光体の静電容量が２０ｐＦ／ｃｍ＾２以上であ
る特許請求の範囲第１項記載のカラー電子写真方法。
（７）感光体がセレン感光体であり、かつセレン感光層
の層厚が３５〜９０μｍである特許請求の範囲第６項記
載のカラー電子写真方法。
（８）感光体がセレン化ひ素感光体であり、かつセレン
化ひ素感光層の層厚が６５〜９０μｍである特許請求の
範囲第６項記載のカラー電子写真方法。
（９）感光体が有機感光体であり、かつ有機感光層の層
厚が１５〜５０μｍである特許請求の範囲第６項記載の
カラー電子写真方法。
（１０）現像が反転現像である特許請求の範囲第１項記
載のカラー電子写真方法。
（１１）画像部と非画像部のコントラスト電位が、４０
０Ｖ以上である特許請求の範囲第１項記載のカラー電子
写真方法。
（１２）１色の現像により感光体上に形成されるトナー
の層厚が５〜３０μｍである特許請求の範囲第１項記載
のカラー電子写真方法。
（１３）帯電工程において、感光体がスコロトロン帯電
器で帯電される特許請求の範囲第１項記載のカラー電子
写真方法。