JPH0125059B2

JPH0125059B2 -

Info

Publication number: JPH0125059B2
Application number: JP55137690A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Anzai; Nobuyoshi Hoshi; Isamu Komatsu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1989-05-16
Also published as: JPS5763565A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、色彩印字方式に係り、静電気的な潜
像を、着色粒子（トナー）により現像、可視化し
て画像を得るようにしたもので、特に、２〜３色
からなる画像を形成するようにした色彩印字方式
に関するものである。

静電記録や電子写真技術を用いて画像情報を記
録印刷する手段、方法は数多く提案され、近年、
コンピユータ出力を印字する印刷手法が広く使わ
れるようになつてきた。

ところが、従来一般に、その印字は、黒色など
１色でしかできないという欠点があり、２〜３色
で印字したいという要求があるものの、従来技術
に係るものでは、そのような手法は、印字品質に
劣り、かつ高精度の駆動機構や高圧電源、高耐電
圧機構を必要とするなどの問題があり、その実用
化を阻んでいた。

本発明は、１ドラムを用いて２色以上の現像を
逐次行い、その形成された２色以上のトナー像を
同時に転写する色彩印字方式において、トナー像
の損失、混色を少なくして印字品質にすぐれ、し
かも高精度の駆動機構や高圧電源、高耐電圧機構
を必要としない色彩印字方式の提供を、その目的
とするものである。

上記に従う本発明の特徴は、光導電感光体上に
第１の露光によつて第１の潜像を形成し、この第
１の潜像を反転現像し、次に、前記光導電感光体
上に第２の露光によつて第２の潜像を形成し、こ
の第２の潜像を反転現像する工程を２回以上繰り
返して感光体上に２色以上のトナー像を作り、こ
れを記録紙へ同時に転写することによつて２色以
上の画像を作る色彩印字方式において、第１色は
黒色であり、第２色以降は順次彩度、明度の大き
い非磁性トナーを用い、かつ少なくとも第２色以
降は、10⁴Ωcm以上の高抵抗磁性キヤリヤを用い
た高抵抗２成分磁気ブラシ現像方式にある。

次に、本発明に係るものの一実施例を、図面に
基づいて説明する。

なお、本発明に係るものは、静電記録が電子写
真法を用い、特に２〜３色の印字に適するもので
あるが、その説明を分りやすくするため、以下、
実施例にもとづき、電子写真法により２色の印字
を得る方法により述べることとする。

ここで、第１図は、本発明の一実施例に係る２
色印字電子写真法に供せられる印字装置の略示構
成図、第２図は、現像後のトナー付着状態を示す
拡大説明図である。

図で、１は光導電感光体（以下、光導電ドラム
という）、２は帯電器、４は第１現像器、６は第
２現像器、７は記録紙、８は転写器、９はクリー
ナであり、これらで印字装置を構成し、３，５
は、第１，２光像を示すものである。

また、１０は第１潜像、１１は第２潜像、１２
は第１トナー像、１３は第２トナー像、１４は混
色トナー像を示すものである。

上記の構成のものによる、通常一般的な色彩印
字について、まず次に説明する。

すなわち、光導電ドラム１を帯電器２で一様に
帯電し、次に第１光像３を照射して電荷潜像を形
成する。そして、この電荷潜像を第１現像器４で
反転現像する。

続いて、光導電ドラム１の、上記第１光像３で
照射されなかつたところを第２光像５で照射し、
第２の電荷潜像を作り、これを第２現像器６によ
つて反転現像し、２色のトナー像を光導電ドラム
１上に形成する。

このようにして作られたトナー像を、記録紙７
へ、転写器８による転写コロナの存在下で同時に
転写する。

この転写したトナー像は、図示を省略したが、
最終的に定着するものである。

そして、光導電ドラム１上に残留するトナー像
は、クリーナ９により除去して、再び同じ工程を
繰り返し、連続的に多数枚の画像を得るものであ
る。

しかして、上記のような構成のものにすると、
１個の光導電ドラムを用い、同時に２色のトナー
像を転写することができるので、印字速度の低下
や装置の複雑化を招くことがないものである。

第２図は、上記の構成によるものにおいて、逐
次行なわれる２回の現像により光導電ドラム１に
形成されるトナー像の様子を示すものである。

図示のV₀は、光導電ドラム１上の帯電々位を
示し、さきの第１光像３により第１潜像１０、第
２光像５により第２潜像１１が作られる。

そして、第１現像器４による第１の現像により
第１トナー像１２が上記第１潜像１０のあるとこ
ろに、また第２現像器６による第２の現像により
第２トナー像１３が第２潜像１１のあるところに
形成される。

ところが、第１潜像１０を現像し、トナーが付
着したときの電位V₁は、V₁＜V₀であり、第２の
現像時に（V₀−V₁）の電位があるため、この部
分に、第２のトナーが付着し、図示のごとき混色
トナー像１４ができてしまうものである。

また、他の問題として、第２の現像時に、第１
のトナーがとられて、第２現像器６内に入り、こ
れが蓄積すると第２トナー像１３の色が悪くなる
（第２現像剤の汚れ）ことがある。

したがつて、このような方式により、混色像や
第２現像剤の汚れがなく、安定な印字が、長期に
わたり得られるようにするには、次のようにする
ことが必要である。

(1) 第１のトナー像を第２の現像時に除去しない
ようにする。

(2) 若干のとられがあつても、蓄積しないで、第
２の現像時に直ちに使われて、色の劣化が増大
しないようにする。

(3) 第１のトナー像上に、第２のトナーの重なり
が最少限に抑えられ、その混色は、実用上支障
を来たさない程度にする。

本発明は、上記の諸点に着目して開発されたも
のであつて、次に、その各実施例を説明する。

実施例１光導電ドラム１を、正極性に500〜1000Vに帯
電し、第１光像３を照射し、第１潜像１０を作つ
た。露光部の残留電位は50Vであつた。

次に、第１の現像剤として10³Ωcm以下の低抵
抗磁性キヤリヤと、正に帯電する黒色トナーを重
量比で１〜５％の２成分磁性現像剤を作り、第１
現像器４に⁺100〜⁺500Vのバイアス電圧を印加
し、第１潜像１０を磁気ブラシ現像した。

このとき、現像画像濃度は、飽和濃度に近く、
1.0以上あつた。そして、現像後の電位を測定し
たところ、最高画像濃度のところでV₁200Vで
あつた。

次いで、第２光像５を照射し、第２潜像１１を
作つた。

第２の現像剤として10⁴Ωcm以上の高抵抗磁性
キヤリヤを用い、正に帯電する赤色トナーを重量
比１〜５％の２成分磁性現像剤を作り、第２現像
器６にはバイアスを印加することなく磁気ブラシ
現像をした。

このようにして現像した第１、第２トナー像１
２，１３を記録紙７に転写し、熱定着したとこ
ろ、混色トナー像１４は少なく、第１トナー像１
２は実用上全く支障のない黒色像が得られた。ま
た、第２トナー像１３は、連続印字しても、第１
のトナーの混入は極めて少ない赤色画像が得られ
た。

特に、キヤリヤ抵抗は、10⁶Ωcm以上とし、磁
気ブラシの厚さ２〜６mmのとき、良好であり、キ
ヤリヤの製造上も、10⁶Ωcmのときに安定したも
のが得られた。なお、このようなキヤリヤは、50
〜500μmの直径の鉄粉表面に、酸化被膜を作るこ
とで得られた。

これに反して、第２の現像を第１の現像と同一
の磁性キヤリヤを用い、ほぼ同一のバイアスを印
加して現像したところ、第１トナー像１２の約半
分がとられ、かつ第２のトナーが、第１のトナー
とほぼ同じ位付着してしまい、赤色の強い黒色画
像しか得られず、しかも、連続印字すると第２の
現像剤中に黒色トナーが混入し、にごつた赤色像
になつてしまつた。

このとき、第２現像器６を第１現像器４よりも
同極性の大きなバイアス電圧を印加したところ、
第２の現像時の第１トナー像１２の除去は軽減さ
れ、上記の問題点は改善されたが、第２の現像を
高抵抗磁性キヤリヤを用いるものに比して劣り、
安定印字上、若干、問題が残つた。

上述のごとく、高抵抗磁性キヤリヤを用いる
と、このように良い結果が得られる理由は、キヤ
リヤとトナーの吸引力（トナーの電荷によるクー
ロン力）が小さく、光導電体表面と磁気ブラシ間
とで形成される電界傾度が小さく反転電界を保持
するため、第１トナー像１２は光導電体面に吸着
されたままで、かつ、キヤリヤにとり去られる力
が小さく、また無バイアスでも反転現像が可能に
なるためと考えられる。

以上のごとく、第１トナー像１２への混色トナ
ー像１４の少ない本実施例の現像法によれば、第
１のトナーへの混色が少ないうえ、第２トナー像
１３のにごりも無く、記録紙７に転写された第１
画像は、有彩色トナーが黒色トナー像の下に来る
ため、混色トナー像１４の影響は、極めて少なく
なるものである。

実施例２上記の実施例１において、第１の現像を第２の
現像と同様の高抵抗キヤリヤを用いて現像したと
ころ、実施例１と同様、良好な結果が得られた。

このとき第１の現像バイアス電圧は、０〜
500Vで、無バイアス（0V）現像でも良好な画像
が得られた。

第２の現像における混色トナー像１４を少なく
するには、第１の現像を十分に行なつておくこと
が必要であり、そのためには、第１の磁気ブラシ
現像においては、磁気を強くし（800〜1000ガウ
ス以上）、現像巾を広くするため着磁巾を10〜30
mmとするのが好適である。

実施例３上記の実施例１，２において、第２の現像能力
を第１のそれより小さくしたところ、第１トナー
像１２への混色トナー像１４が少なくなり、黒色
の再現が良くなつた。第２トナー像１３の画濃度
は若干低下したが、実用上問題のない値であつ
た。

現像能力を少なくする手段として、光導電ドラ
ム１と磁気ブラシの接触を軽くするため、光導電
ドラム１との間隙を、第１現像器４のそれより、
0.1〜0.5mm大きくした。また、磁力を、100〜200
ガウス低くした。

このようにすることで、第１トナー像１２を第
２現像時に除去する作用も、若干少なくなつた
が、さきの実施例１，２における本発明方式で
は、もともと、この除去作用は少ないので、実用
上の効果は大差がなかつた。

実施例４実施例１〜３において、第２の現像剤のトナー
の電荷量を第１の現像剤のそれより大きくしたと
ころ、第１トナー像１２への混色トナー像１４の
低減、および、第２現像器６内への第１のトナー
の蓄積が軽減した。

この理由は、電荷が大であると、キヤリヤへの
トナー吸着力が大きく、第１トナー像１２のある
（V₀−V₁）の潜像を現像する能力が小さくなるこ
と、第２現像剤中に第１のトナーが混入しても、
第１のトナーの方が現像されやすいため蓄積する
ことがないと考えられる。

実施例５実施例１〜４において、第２現像器６に光導電
体の帯電と同極性の低電圧のバイアス電圧50〜
200Vを印加したところ、第１トナー像１２への
混色トナー像１４が少なくなり、黒の再現が良く
なつた。第２トナー像１３の濃度は若干低下した
が、実用上問題なかつた。また、第２の現像によ
る第１トナー像１２の除去や第２現像剤への第１
のトナーの蓄積も実用上支障がなかつた。

印加すべきバイアス電圧が、第１のトナーを引
きつける極性でありながらトナー除去の問題が少
ないのは、このバイアス電圧が、それ程大きくな
く（V₀の1/10〜1/3）、バイアス印加状態でも第
１トナー像１２が第１潜像１０に吸引される力が
大きく、第１のトナーはキヤリヤに吸引されるこ
となく、若干ながら混色トナー像１４が重なる程
度であるからである。

実施例６実施例１〜４において、第２現像器６のバイア
ス電圧に交流分を用いたところ、第２の現像によ
る第２画像の調子を軟調にすることができ、調整
が容易になつた。

また、実施例５において、バイアス電圧に交流
分を重畳したところ、同様の効果があつた。

実施例７実施例１において、第１の現像における磁気ブ
ラシと光導電ドラム１との接触を密にし、現像後
における感光体電位が100〜200V低下するように
したところ、第１トナー像１２への混色トナー像
１４が減少し、黒色再現が良くなつた。

これは、第２の現像における現像能力が、電位
低下分だけ低下し、第２のトナーの重なりが少な
くなつたためである。

実施例８実施例１〜６において、現像後、光導電ドラム
１を弱い光で一様露光を与え、表面電位を100〜
200V低下させたところ、実施例７と同様の効果
が得られた。

実施例９実施例１〜６において、第１光像３の照射時の
残留電圧が100〜300Vになるよう照射量を調整し
印字したところ、第１トナー像１２への第２のト
ナーの混色トナー像１４が減少し、黒色再現が良
くなつた。

これは、残留電圧の存在により、第２の現像に
おける現像能力が相対的に低くなるからである。
第１の現像は、バイアスを印加した方が良かつ
た。

実施例 10 実施例１，３〜６，８，９において、第１の現
像をカスケード現像にし、第２の現像を上記各実
施例と同様、高抵抗磁気ブラシ現像としたとこ
ろ、同様の良画像が得られた。

実施例 11 実施例１〜４において、第１潜像１０を、第１
現像器４にバイアスを印加し第１の現像を充分行
ない、第１トナー像１２のトナー量を多くしたと
ころ、第２の現像時に、この第１トナー像１２の
一部がとられる傾向になつた。このとき、第２の
現像時に、光導電ドラム１と磁気ブラシの接触を
軽くし現像能力を低下せしめたうえで、V₀と同
極性のバイアス電圧100〜200Vを印加して現像
し、第１トナー像１２上に第２のトナーが僅かに
重なるようにしたところ、第１トナー像１２の一
部がとられることは、ほとんど無くなつた。

なお、「ノンインパクトプリンタ」と題する特
開昭55−83069号公報に示されている色彩印字方
式は、「高抵抗磁性トナー現像剤」により第２現
像を行うもので、「高抵抗磁性トナー」が磁石を
内蔵した現像ロール上で磁気ブラシを形成して現
像を行うものである。

しかして、前記公報に記載の印字方式を２〜３
色のプリンタに用いたときの問題点は、(1)黒色ま
たは明度の低い磁性体が現像剤中に多量に含まれ
ているため、色が自由に選べない(2)第１色に有彩
色、第２色に黒色磁性トナーを用いた場合、第１
色の像に黒色磁性トナーが少量でも混入すると、
第１色の彩色が著しく低下する(3)「高抵抗磁性ト
ナー現像剤」を用いた場合は、光導電感光体と現
像ロール間のギヤツプを0.5mm程度と狭くする必
要があるため、高精度の駆動機構が要る(4)また、
「高抵抗磁性トナー現像剤」を用いた場合、現像
性を良くするためには、印加するバイアス電圧を
感光体の帯電電圧とほぼ等しい大きな値（500〜
700V）にする必要があり、そのためには、高圧
電源、高耐電圧機構を必要とする。

これに対し、本発明において、第１色は黒色で
あり、第２色以降は順次彩度、明度の大きい非磁
性トナーを用い、かつ少なくとも第２色以降は、
10⁴Ωcm以上の高抵抗磁性キヤリヤを用いた高抵
抗２成分磁気ブラシ現像をおこなうものであつ
て、少なくとも第２色以降を10⁴Ωcm以上の高抵
抗磁性キヤリヤとした理由、すなわち印字品質上
の優位性については、前記実施例１に記述した。
また、本発明においては、前掲特開昭55−83069
号公報に記載の色彩印字方式に比して、非磁性ト
ナーを用いるので、磁性材に固有の色、すなわち
例えばマグネタイトやフエライトなどの黒色、あ
るいはマグヘマイトの茶色に制限されることな
く、任意の色彩を選択することができ、さらに光
導電感光体と現像ロール間のギヤツプを大きくと
れる（なお、光導電感光体と現像ロール間のギヤ
ツプは、実施例１に示すように、２〜６mmが最適
である）ので、高精度の駆動機構を必要としない
ばかりか、低電圧バイアスでよいので、電源、絶
縁構造上有利である。これに加えて、本発明にお
いては、第１の現像を黒色としているので、この
第１の現像に他の有彩色が混入しても、その影響
は、実用上無視することができる。

また、上述においては、電子写真方式で述べた
が、静電記録方式に適用するには、ネガ潜像の反
転現像法を２回以上、逐次行う方法に適用できる
ものである。

さらに、第１図に示したものにおいて、転写前
に一様照射して除電したり、一様帯電し、トナー
を再帯電することで転写効率を向上させる手法を
適宜取り入れることは有効である。また、現像後
光導電ドラム上に付着してしまつた不要キヤリヤ
を取り除くための磁気キヤリヤクリーナを設置す
ることは、転写抜けを防止するうえで有効であ
る。

以上に述べたところをも総合して、本発明によ
るときは、１ドラムを用いて２色以上の現像を逐
次行い、その形成された２色以上のトナー像を同
時に転写する色彩印字方式において、トナー像の
損失、混色を少なくして印字品質にすぐれ、しか
も高精度の駆動機構や高圧電源、高耐電圧機構を
必要としない色彩印字方式を提供できるもので、
すぐれた効果を奏する発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る２色印字電
子写真法に供せられる印字装置の略示構成図、第
２図は、現像後のトナー付着状態を示す拡大説明
図である。１……光導電ドラム、２……帯電器、３……第
１光像、４……第１現像器、５……第２光像、６
……第２現像器、７……記録紙、８……転写器、
９……クリーナ、１０……第１潜像、１１……第
２潜像、１２……第１トナー像、１３……第２ト
ナー像、１４……混色トナー像。

Claims

【特許請求の範囲】１光導電感光体上に第１の露光によつて第１の
潜像を形成し、この第１の潜像を反転現像し、次
に、前記光導電感光体上に第２の露光によつて第
２の潜像を形成し、この第２の潜像を反転現像す
る工程を２回以上繰り返して感光体上に２色以上
のトナー像を作り、これを記録紙へ同時に転写す
ることによつて２色以上の画像を作る色彩印字方
式において、第１色は黒色であり、第２色以降は
順次彩度、明度の大きい非磁性トナーを用い、か
つ少なくとも第２色以降は、10⁴Ωcm以上の高抵
抗磁性キヤリヤを用いた高抵抗２成分磁気ブラシ
現像をおこなうことを特徴とする色彩印字方式。２特許請求の範囲第１項記載の発明において、
複数色の現像を順次行うその全現像が、10⁴Ωcm
以上の高抵抗磁性キヤリヤを用いた高抵抗２成分
磁気ブラシ現像である色彩印字方式。