JPS6388571A

JPS6388571A - カラ−電子写真方法

Info

Publication number: JPS6388571A
Application number: JP61234816A
Authority: JP
Inventors: Yuji Takashima; 祐二高島; Hajime Yamamoto; 肇山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1988-04-19

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）上に色の異なる複数の
トナー像を形成した後、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。

この種のカラー電子写真方法に用いる現像剤としては、
トナーとキャリヤから成る２成分現像剤あるいは樹脂と
色材を主成分とする非磁性トナーだけから成る１成分現
像剤が一般的であった（例えば、特開昭６０−９５４．
５６号公報）。

発明が解決しようとする問題点しかし従来、用いるトナーの誘電率と画質との関係が未
知であった。そのために、誘電率が３未満の通常のトナ
ーを用いると、感光体によっては色かぶりが発生する問
題があった０次に、ネガ・ポジ反転で画像を得る場合を
例に挙げて、従来の問題点について詳述する。

第１のトナー像を感光体に形成した後、第２のトナー像
を形成するために感光体を再帯電すると、第１のトナー
が付着している部分の表面電位が所定の電位にまで上ら
ず、前記第１のトナー付着部における非画線領域（光が
照射されていない領域）が、現像されてはいけないトナ
ーで現像されてしまう問題があった。この色かぶりの度
合は、再帯電前の感光体に付着しているトナー像のトナ
ー層厚に比例して増加する。従って、特にトナー層厚を
厚くしなければならない高濃度のカラー画像が鮮明に得
られない欠点があった。

そこで、前記色かぶりの原因について究明したところ、
以下のことが解った。

１）トナー像を担持した感光体を再帯電した場合、帯電
電圧は感光層とトナー層の静電容量に反比例して分配さ
れる。

２）そして感光層の静電容量が所望値以上になると、ト
ナー層にかかる帯電電圧が空気の絶縁破壊電圧以上にな
り、放電してトナー付着部の表面電位が低下する。

従って、従来の問題点を解決するには、感光層の静電容
量を小さくするかトナー層の静電容量を大きくしてトナ
ー層にかかる帯Ｔｉ電圧を低くすることが考えられる。

しかし、感光層の静電容量を小さくするために、感光５
ｔ−厚くすると感光体が高価になり得策ではない。

よって、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、トナー付着部における感光体の電位低
下を防止し、色かぶりのない鮮明なカラー画像が得られ
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従来の問題点を解決するために、誘電率が３以
上の色の異なるトナーを２！１ｉ類以上用い、帯電・露
光・現像を複数回繰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ことにより、トナー像を担持し
た感光体を再帯電したときのトナー付着部における感光
体の電位低下を防止し、色かぶりのない鮮明なカラー画
像を得るようにしたものである。

作用誘電率が３以」二のトナーを用いると、トナー像を担持
した感光体を再帯電した場合、感光体上のトナー層にか
かる帯電電圧が低くなリトナー府での放電が防止できる
ため、トナー像部における感光体の電位低下が大幅に減
り、色がぶりのない鮮叩　すＡ　　−ｈ　　ｓ９　−　
扁ＮｈＪイ　イ且　Δ　栖　１実施例本発明に用い得るトナーとしては、誘Ｎ、￥３が３以」
―望ましくは４以上のトナーであれば何れでもよい。特
に、減法混色用のカラートナーとしては、透明性に優れ
る非磁性トナーが好ましい。また、トナーの平均粒径は
、小さい程トナー層の静電容量を大きくすることができ
るため有利である。従って、好ましくは１０μｍ以下、
望ましくは６μｍ以下がよい。

トナーの誘電率を３以上にするには、例えば誘電率が３
以上のポリマー樹脂を用いるか、トナー組成物に誘電率
が３以上の無機の誘電体を分散混合することにより得ら
れる。またトナーの誘電率を４以上にするには、トナー
組成物に誘電率が４以上の無機の誘電体を混入すること
により得られる。ここでトナー組成物とは、通常の電子
写真に用いるトナー組成物、即ち着色剤、電荷制御剤、
分散割等ｆ！：樹脂結着剤に分散したもの、更にトナー
表面にコーティングするシリカ微粉末等の外添剤を含ん
だものと定義オる− Ｍ　Ｍ率が３以上のポリマー樹脂としては、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、
ポリエステル樹脂等がある。これらのポリマー樹脂は、
樹脂結着剤として兼用して用いるかあるいは他の樹脂結
着剤と併用して用いる。

無機の誘電体としては、誘電率ができるだけ大きく、し
かも粒径が１μｍ以下の白色微粉末がよい、このような
ものとして例えば、硫酸バリウム（誘電率ε：１１゜４
）、アルミナ（ε：９．３〜１１゜３）、チタン酸バリ
ウム（ε：２５０〜４５００　）　、酸化チタン（ε：
９０〜１７０）、二酸化珪素（ε：４．５）等がある。

これらの誘電体は、必要に応じて単独もしくは２種板Ｊ
：を併用して用いる。トナーの誘電率は、トナー組成物
に含有させる誘電体の量を変えることにより自由に調節
することができる。

例えば、トナー組成物１００重量部に対して、硫酸バリ
ウムもしくはアルミナであれば１０〜４０重全部含有さ
せることにより、トナーの誘電率を３〜６にすることが
できる。また、チタン酸バリウムを０゜１〜５重量部含
有させると４〜２００に、酸化チタンな１〜５ｆｆ！Ｒ
部含有させると３〜１０に、さらに二酸化珪素を２０〜
５０重ｂ１部含有させると３〜４にすることができる。

現像手段としては、トナーの薄層な担持したトナー担持
体を前記薄層が感光体に接触しないように対向設置し、
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適している。非磁性トナーを用い
た直流電界飛翔現像による現像手段の一構成例を第２図
に示す。

第２図において、１はトナー容器、２は非磁性トナー、
３は例えばアルミニウム、ステンレスなどの円筒状の金
属で構成されたトナー担持体、４は例えばカーボン入り
の樹脂繊維、あるいは金属線などを導電性ローラに担持
させた導電性ファーブラシローラ、５はゴムブレード、
６は直流電源である。トナー担持体３は、トナー担持体
３上のトナーが感光体７に接触しないように一定間隙を
開は対向設置する。トナー担持体３と感光体７との間隙
は、３００μｍ以下好ましくは５０〜２００μｍの範囲
がよい。

トナー担持体３及びファーブラシローラ４を矢印の方向
に回転すると、トナー２が摩擦帯電されてトナー担持体
３に静電的に付着する。そして、ゴムブレード５で地均
しされ、トナー担持体３上に５厚２０〜５０μ「のトナ
ーの薄層が形成される構成になっている。ここで、ファ
ーブラシローラ４は、電気的に浮かしても接地しても何
れでもよい。

また、用いるトナーの極性に応じて適宜ファーブラシロ
ーラ４とトナー担持体３との間に直流電圧な印加すこと
により、トナー担持体３に供給するトナー量ヲ電気的に
コントロールすることもできる。

具体的実施例１下記に示す製法により、イエロ（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）
、シアン（Ｃ）３種類の正帯電用のトナーを作成した。

（１）円丁小蛸は）物かド０°ｒ弔鮨θ韓聞　Ｗ　ｍ　
＋　、　Ｊｗのち冷却し、粉砕２分級して５〜１５μｍ
（平均粒径：１０μｍ）のイエロトナーを得た。得られ
たトナーの誘電率は、約７であった。

誘電体：チタン酸バリウム（ε：　２５００　）・・・
１ｇ着色剤：Ｃ，１，ピグメントイエロ１２・・・・・
・・・・２５ｇ結着剤：スチレンアクリル樹脂・・・・
・・・・・・・・・・・４６４電荷制御剤ニアミノ化ス
チレン樹脂・・・・・・・・・１０ｇ（２）以下の組成
物を１５０℃で約２時間、混練したのち冷却し、粉砕９
分級して５〜１５μｍ（平均粒径：１０μｍ）のマゼン
タトナーを得た。得られたトナーの誘電率は、約７であ
った。

誘電体：チタン酸バリウム（ε：　２５００　）・・・
１ｇ着色剤：Ｃ，１，ピグメントレッド５・・・・・・
・・・・・・３０ｇ結着剤：スチレンアクリル樹脂・・
・・・・・・・・・・・・・４５４ｇ電荷制御剤ニアミ
ノ化スチレン樹脂・・・・・・・・・１５ｇ（３）以下
の組成物を１５０　”Ｃで約２時間、混練したのち冷却
し、粉砕２分級して５〜１５μｍ（平均粒径：１０μｍ
）のシアントナーを得た。得られたトナーの誘電率は、
約７であった。

誘電体二チタン乃バリウム（ｐ　：　’）ＦｉＯｎ　’
＋−１ａ着色剤：Ｃ９■、ピグメントブルー１５・・・
・・・・・・２５ｇ結着剤：スチレンアクリル樹脂・・
・・・・・・・・・・・・・４６４ｇ電荷制御剤ニアミ
ノ化スチレン樹脂・・・・・・・・・１０ｇ次に、上記
３種類のトナーを用いて第１図に示す装置でカラー画像
を作成した。第１図において、８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（感光居の層厚：６０
μｍ、静電容量＝９２ｐＦ／ｃ＋ｏ２）、９はスコロト
ロン帯電器（コロナ電圧：４７ｋＶ、グリッド電圧：　
＋８５０Ｖ　）、１０は発光タイオードアレイ（出カニ
７μＷ、発光波長６７０ｎｍ）、１１は集束性ロッドレ
ンズアレイ、１２．１３．１４はそれぞれＹ、Ｍ＝Ｃの
トナーが別々にはいっている現像器、１５は除電ランプ
、１６は転写用のコロナ帯電器、１７は紙剥離用のＡＣ
除電器、１８は普通紙、１９はクリーニングブラシであ
る。

現像器は、第２図で説明した構成と同じものを用いた。

トナー担持体には表面を粗面処理したアルミニウム管、
ファーブラシローラには比抵抗が１０６Ωｃｍのカーボ
ン入りのレーヨン繊維をアルミニウム管に植毛したもの
を用いた。現像器を駆動した際の、トナー担持体上にお
ける各トナーの電荷量は、２〜５μＣ／ｇであった。ま
た、感光体とトナー担持体との間隙は１５０μｍとした
。次に、像形成について説明する。

感光体８を矢印の向きに周速１００ｍｍ／ｓで回転させ
ながら、スコロトロン帯電器９で感光体８を＋５ｏｏｖ
に帯電した。次に、発光タイオードアレイ１０でイエロ
の画像信号をスキャニング露光し、卯画線部が＋８００
Ｖ、画線部が＋４０Ｖのネガの静電潜像を形成した。露
光後、感光体８を３つの現像器に通過させＹトナーで反
転現像した。現像されたＹトナーの層厚は、約１２μｍ
であった。

このときの各現像器の設定条件を次に示す。

（１）イエロの現像器１２トナー担持体への印加電圧：＋７５０Ｖフアーブラシへ
の印加電圧：＋８５０Ｖトナ一担持体上のトナー層厚：
約４０μｍ（２）マゼンタおよびシアンの現像器１３，
１４トナ一担持体への印加電圧：接地ファーブラシへの印加電圧：＃ｉ地トナー担持体上のトナー層厚：約４０μｍ現像後、Ｙト
ナー像を担持した感光体８ｔ−除電ランプ１５で照射し
て、静電潜像を光除電した後、再びスコロトロン帯電器
９で帯電した。感光体８の表面電位は、トナーの有無に
係わらず＋８００■であった。

次に、発光ダイオードアレイ１０でマゼンタの画像信号
をスキャニング露光して、ネガの静電潜像を形成した。

Ｙトナーのない部分における画線部の表面電位は＋４０
Ｖ、またＹトナー付着部における画線領域の表面電位は
＋１６０■であった。

露光後、感光体８を次に示す条件にそれぞれ設定した３
つの現像器１２．１３．１４に通過させ、Ｍトナーで反
転現像した。得られたトナー像のトナー層厚は、Ｍトナ
ーだけの部分で約１２μｌ、ＹとＭトナーの重なった部
分で約２１μｍであった。Ｙトナー付着部における卯画
線領域には、Ｍトナーは全く付着していなかった。

／１）、／丁ｒｙｋ上ｒＮＳ／”Ｐ’／／７’））Ｉｆ
ｆａＲｌ　９−　１　ｄトナー担持体への印加電圧：＋
７５０Ｖフアーブラシへの印加電圧：＋５５０Ｖトナー
担持休のトナー！ｖＩ厚：０（２）マゼンタの現像器１３トナー担持体への印加電圧：＋７５０Ｖフアーブラシへ
の印加電圧：＋８５０Ｖトナ一担持体上のトナー層厚：
約４０μｍ再び感光体８を光除電したのちスコロトロン
帯電器９で帯電した。トナーの有無に係わらす感光体の
表面電位は、＋８００Ｖであった。

次に、発光ダイオードアレイ１０でシアンの画像信号を
スキャニング露光した０画線部の表面電位はトナーのな
い部分で＋４０Ｖ％Ｙ及びＭトナーだけが付着している
部分で＋１６０■、またＹトナーとＭトナーが重なって
いる部分で＋２２０■であった。

つぎに感光体８を次に示す条件にそれぞれ設定した３つ
の現像器１２．１３．１４に通過させ、Ｃトナーで反転
現像した。ＹおよびＭトナー付着部における卯画線領域
には、Ｃトナーは全く付着しなかった。

（１）イエロおよびマゼンタの現像器１２，１３トナー
担持休への印加電圧：＋７５０Ｖフアーブラシへの印加
電圧：＋５５０Ｖトナ一担持体上のトナー層厚：０（２）シアンの現像器１４トナー担持体への印加電圧：＋７５０Ｖフアーブラシへ
の印加電圧：＋８５０Ｖトナ一担持体上のトナーＦＭ厚
：約４０μｍ次に、除電ランプ１５で感光体８を全面照
射したのち、転写用のコロナ帯電器１６（コロナ電圧：
　−５，５ｋＶ　）で感光体８上のトナー像を普通紙１
８に転写し、ＡＣ除電器１７で普通紙１８を除電し感光
体８から剥離した。９！１通紙１８に転写されたトナー
像を加熱定着器（図示していない）で加熱しカラープリ
ントを得た。転写後、感光体８に残留したトナーをクリ
ーニングブラシ１９で除去し、再び感光体８を次の画像
形成に供した。

その結果、トナー像を担持した感光体を再帯電しても、
トナー付着部における感光体の電位が低下せず、色かぶ
りのない鮮明なカラープリントが得られた。

比較例１具体的実施例１で説明したトナー組成物からチタン酸バ
リウムだけを除いたトナーを作成した。

得られた３種類のトナーの誘電率は約２．２であった。

このトナーを用いて具体的実施例１と同じプロセスで作
像したところ、赤（Ｙ）ナーとＭトナーを重ねた色）に
再現すべきところにＣトナーが付着し、鮮明な赤が再現
できなかった。このとき、Ｍトナーで現像した感光体を
再帯電したのちＹトナｉとＭトナーが重なっている部分
（トナー癌厚：約２４μｍ）の表面電位を測定したとこ
ろ、約４００ｖであった。

具体的実施例２セレンテルル感光体の代わりにひ素セレン感光体（感光
層の層Ｊ’７８６０μｍ、静電容量：　１５６ｐＦ／　
ｃｍ２）を用い、具体的実施例１と同じプロセスで作像
したところ、具体的実施例１と同様の色かぶりのない鮮
明なカラープリントが得られた。

比較例２比較例１で説明したトナーを用い、具体的実施例２と同
じプロセスで作像したところ、イエロに再現すべきとこ
ろにＭとＣトナーが、またマゼンタと赤に再現すべきと
ころにＣトナーが付着し、色かぶりの多い画像になった
。このとき、１種類のトナー像を担持した感光体を再帯
電したのち、トナー付着部（トナー府厚：約１２μｍ）
の表面電位を測定したところ、約４００ｖであった。ま
た、２種類のトナー像を担持した感光体を再帯電したの
ち、２種類のトナーが重なっている部分（トナー府ｆｙ
−：約２４μｍ）の表面電位を測定したところ、約２５
０ｖであった。

発明の詳細な説明したとおり、本発明によればトナー像を担持した
感光体を再帯電しても、トナー付着部における感光体の
電位低下が無く、色かぶりのない鮮明なカラー画像が得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカラー電子写真方法な用いた装置
の原理図、第２図は本発明に用いる現像器の概略断面図
である。８・・・・・・感光体、９・・・・・・コロナ帯電器、
１０・・・・・・発光ダイオード、１２，１３．１４・
・・・・・現像器、１５・・・・・・除電ランプ、１６
・・・・・・転写用コロナ帯電器、１８・・・・・・普
通紙、１９・・・・・・クリーニングブラシ代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第　１　図第Ｚ図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電率が３以上の色の異なるトナーを２種類以上
用い、帯電・露光・現像を複数回繰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カラー電子写真
方法。
（２）トナーが非磁性でかつ平均粒径が１０μｍ以下で
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）トナーに無機の誘電体が含ま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。
（４）誘電体が硫酸バリウム、アルミナ、チタン酸バリ
ウム、酸化チタンのいずれかである特許請求の範囲第３
項記載のカラー電子写真方法。
（５）現像が、感光体とトナー担持体との間隙を一定に
保って配置し、前記トナー担持体上のトナーを電界で飛
翔させる電界飛翔現像方法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。
（６）電界が直流電界である特許請求の範囲第５項記載
のカラー電子写真方法。
（７）画線部と非画線部との表面電位差が４００Ｖ以上
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）トナーの電荷量が１〜５μＣ／ｇである特許請求
の範囲第５項記載のカラー電子写真方法。
（９）像形成がネガ・ポジ反転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。
（１０）帯電がスコロトロン帯電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。