JPH0263225B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は多色画像形成方法に関し、特に少くと
も帯電、像露光、トナー現像特に反転現像の過程
を含む画像形成プロセスを複数回繰返えすことに
より静電写真感光体上に色の異なる複数のトナー
像を重畳せしめる多色画像形成方法に関する。 〔従来の技術〕 上述のような多色画像形成方法として、特開昭
56−144452号公報や特開昭58−116553号公報及び
同58−116554号公報に記載された方法が知られて
いる。これらの方法は、いずれも、繰返される像
露光がそれぞれ別個の装置によつて行なわれて、
先の像露光位置に対して後の像露光位置を重なら
ないようにずらす必要がある方法であり、現像が
背景部電位に対して露光部に当たる電位の低い静
電像に同極性に帯電するトナーを付着させる現像
法による方法である。そのため、像露光を例えば
レーザービームスキヤナによるスポツト分布露光
として、風景画のような多色画像を形成するよう
にした場合、既に形成されたトナー像の影響をう
け易く色別の像露光のスポツト位置が互いに重な
らないようにずらされるから、いきおいスポツト
分布密度が粗となり、荒れて色あせて見られる多
色画像しか形成できないと云つた問題があり、ま
た記録装置が大型化してコスト高となり、像形成
体に対する像露光の同期制御も像露光装置の位置
が関係するので複雑になると云う問題もある。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、風景画のような多色画像が色濃く精
細に記録でき、さらには、記録装置を小型、低コ
ストに構成でき、像露光の同期制御も簡単に行い
得る多色画像形成方法を提供するものである。 多色画像を最も簡単に得るには原理的には帯
電、像露光、現像のプロセスを必要回数だけ繰返
し色の異なるトナー像を静電写真感光体（以下単
に感光体と云う）上に重畳して形成すればよいの
であるが、実際上これが困難であつて前記のよう
な複雑な方法をとらなければならない主要な原因
の一つは、先に感光体上に形成されたトナー画像
が次回の像露光の際光を遮り、感光体における画
像の重畳部での画像形成を妨げることである。そ
の状態を第２図に模式的に示す。 第２図Ａ，Ｂは非露光の電荷残留部にトナーが
付着し露光に対しポジ画像を与えるいわゆる正規
現像を行う場合を示し、第２図Ｃ，Ｄは現像剤の
電荷、現像時のバイアス電圧等を変え、露光によ
り感光体の電荷が低下した部分にのみトナーが付
着し、露光に対しネガ画像を与えるいわゆる反転
現像の場合を示している。図中実線の位置は感光
体表面の電位Ｅを示し、横軸は感光体上の位置を
示している。 正規現像の場合、第一回の帯電で感光体全面に
与えられた電荷（第２図Ａ−１）は像露光によつ
て非露光部ｂ，ｄを残して低下し（第２図Ａ−
２）第１回の現像によりｂ，ｄ部にトナーT₁が
付着し第１の色による画像が形成される。次いで
第２回目の帯電により再び全面に電荷が与えられ
（第２図Ａ−４）、第２回目の像露光がａ，ｂ，
ｃ，ｅ，ｇの部分に与えられた場合、正しい色画
像が形成されるためには第２図Ａ−５のように露
光された部分の電位がすべて低下し、現像後第２
図Ａ−６のごとくトナーT₁、T₁＋T₂、T₂でそれ
ぞれ形成された異なつた色の画像がｂ，ｄ，ｆ部
に形成されるべき画像の場合でも、すでにトナー
T₁による画像が形成されているｂ部においては
光がトナーT₁層に吸収される場合には電位の低
下が起こらず（第２図Ｂ−５）、未露光のｄ，ｆ
部と共にｂ部にも第２現像によりトナーT₂が付
着する（第２図Ｂ−６）。その結果トナーT₁のみ
の色の画像が形成されるべきｂ部にもトナーT₁
＋T₂の色の画像が形成されてしまう。 また反転現像の場合には第２図Ｃ−５のように
第２露光が与えられた場合すでに第１回現像とト
ナーT₃による画像が形成されている部分ｘも電
位が低下しトナーT₄による第２現像後、第２図
Ｃ−６のｘ部のようにT₃，T₄の重畳した画像が
形成されるべき画像を得る場合でも、トナーT₃
による光吸収のためｘ部の電位は第２図Ｄ−５の
ようにわずかにしか低下せず、したがつて第２の
トナーT₄が付着しないか或いは僅かしか付着し
ないため、第１、第２の露光を受け、トナーT₃，
T₄の混色像が形成さるべきｘ部にT₃の単色像し
か形成されない。 本発明者等は前記のような問題を解決すべくト
ナーの分光反射率に着目して研究を進めた結果本
発明に至つた。 〔問題点を解決するための手段〕 この問題は、帯電と単一の露光手段を用いた同
一波長の光による像露光と乾式トナーによる反転
現像の工程を感光体の一回転毎に複数回繰り返し
て前記感光体上に色の異なる複数のトナー像を重
ね合わせた後転写材に転写する多色画像形成方法
であつて、繰り返しの像露光時すでに前記感光体
上に形成されているトナー像を構成する乾式トナ
ーと前記露光手段の像露光との関係が前記露光手
段による像露光に対して乾式トナーに対する分光
反射率40％以上となるよう設定したことを特徴と
する多色画像形成方法によつて解決される。 〔作用〕 前述の通り、この問題は基本的には露光時すで
に感光体表面に形成されているトナー層による光
の遮断にあるのであるが、トナーのごとき光散乱
体によつて形成された層の直下にある感光体に到
達する有効透過光量を直接測定することは困難な
点が多く、本発明者等の検討の結果その反射率が
前記のような実用条件下での有効露光量、すなわ
ち有効透過光量と相関することが明らかとなつ
た。したがつて本発明に云うトナー層の反射率は
その有効透過率と同等の意義をもつものと解する
ことができる。 すなわち本発明は露光に用いる光として、感光
体上にすでに形成されているトナー層に対し高い
透過性を有する光を使用することによりトナー層
に覆れた感光体にも光を到達せしめ、重畳したト
ナー像を形成せしめるものである。 尚、各トナー像は、通常１層〜２層のトナー粒
子から成つているので反射率はトナー粒子はほぼ
１層に均一に形成したサンプルによつて測定され
る値である。 具体的にはニチバン株式会社製のマイタツクラ
ベルの粘着面に薬さじで適量トナーをふりかけ
て、指でトナーをならしてゆくと余分なものは粘
着面上の所望のトナー付着部をつくろうとする領
域から除去されてゆく。必要に応じて前記ラベル
を払う（尚、測定器の都合上、この領域はφ＝30
mm以上必要である。）。 そしてトナーが実質的に指につかなくなるまで
このように軽く指でこすつてゆくと所望のサンプ
ルが得られる。 このサンプルを株式会社日立製作所製のスペク
トロフオトメータ330を用いて分光比反射率を測
定する。 本発明の方法は任意の色彩のトナーを組合わせ
た多色画像の形成にも適用することができるが、
イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを使用する
いわゆるフルカラー画像の形成に特に好ましく用
いることができる。 本発明の方法に用いられる露光用光としては、
感光体上にトナーの存在しない第１回目の露光用
は特に制限はなく、第２回目以降の露光について
はすでに感光体上に形成されているトナー像を構
成する各トナーがいずれも40％以上の反射率を示
す波長域に分光分布極大を有する光であればよ
い。その光源は特に限定されないが、レーザーや
単色光ハロゲンランプ等の白色光源に多種フイル
タを併用して得られる色光等が好ましいものとし
て用いられる。また色分解露光の方法としては画
像を電気信号の形にして色別に入力記録する方法
等、各種の方式を用いることができる。 上記の方法はカラープリンター等に用いられる
方法であり、露光光の色は記録すべき画像の色と
は無関係に選択することができOFT（オプテイカ
ルフアイバーチユーブ）、レーザ、LED、液晶シ
ヤツター使用光源等が好ましく用いられる。 以下、色分解法、単色光を用いてフルカラー像
を形成する場合について、本発明の方法における
露光用光とトナーの分光反射率との関係を説明す
る。 第１図は後述の実施例に使用したフルカラー用
のイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣのカラート
ナーの分光反射率であつてイエロー、マゼンタの
トナーはそれぞれ520nm、600nm以上の光をほと
んど吸収せず、シアントナーは逆に550nm以上の
長波側を強く吸収することを示している。またこ
の分光反射率はフルカラー用トナーのものとして
一般的なものである。 前記のような青、緑、赤の外フイルタは一般に
市販されているガラスフイルタ等を使用すること
ができ、これらをハロゲンランプのような白色光
源と組合わせて露光光源とすればよい。また前記
のような条件を充たす青、緑、赤の波長を有する
光源等を組合わせて使用することもできる。 ３色の画像の形成順序をそれ以外のものとする
と先に形成されたトナー像による光吸収により第
１表のように画像の重畳が妨げられ好ましくな
い。

〔実施例〕

第４図の装置を用い現像器５〜７にはそれぞれ
第１図に示した分光吸収を有するイエロー、マゼ
ンタ、シアンのトナーを充填してフルカラーの画
像形成試験を行つた。感光体としてはSe感光層
を有するものを用い、その周速は180mm／secとし
た。 像形成体１の表面をスコロトロンコロナ放電器
を用いた帯電器２により＋500Vに帯電し、その
帯電面に波長632.8nmのHe−Neレーザーを用い
た第５図のレーザービームスキヤナにより16スポ
ツト／mmの密度で第１回露光を行つた。露光強度
は感光体の電位低下を十分生じさせるために半減
露光量（感光体の電位を1/2にするのに要する露
光量）の２〜20倍とした。 その結果、像形成体１には背景部電位＋500V
に対して露光部の電位が＋30Vの静電像が形成さ
れた。この静電像を第３図に示したような現像器
５により第１回反転現像した。 現像器５には、マグネタイトを樹脂中に50wt
％分散含有した平均粒径が30μm、磁化が
30emu／ｇ、抵抗率が10¹⁴Ωcm以上のキヤリヤと、
スチレン−アクリル樹脂にイエロー顔料としてキ
ナフタロン系顔料15重量部とその他荷電制御剤と
を加えた平均粒径が10μmの非磁性トナーとから
成る現像剤中のトナーの比率が20wt％になる条
件で用いた。また、現像スリーブ２２の外径は30
mm、その回転数は100rpm、磁石体２３のＮ，Ｓ
磁極の磁束密度は1000ガウス、回転数は
1000rpm、現像域での現像剤層の厚さ0.7mm、現
像スリーブ２２と感光体１との間隙0.8mm、現像
スリーブ２２には＋400Vの直流電圧と1.5KHz、
1000Vの交流電圧の重畳電圧を印加する非接触現
像条件によつた。 現像器５で静電像を現像している間は、他の同
じく第３図に示したような現像器６〜７を現像を
行わない状態に保つた。それは、現像スリーブ２
２を電源３０から切離してフローテイング状態と
すること、あるいは接地すること、または積極的
に現像スリーブ２２に像形成体１の帯電と逆極性
すなわちトナーの帯電とも逆極性の直流バイアス
電圧を印加することによつて達成され、中でも直
流バイアス電圧を印加することが好ましい。現像
器６〜７も現像器５と同じく非接触現像条件で現
像するものとしているから、現像スリーブ２２上
の現像剤層は特に除去しなくてもよい。この現像
器６には現像器５の現像剤のトナーがイエロー顔
料の代わりにマゼンタ顔料としてアゾレイキ顔料
に変えられた構成の現像剤を用い、現像器７には
同じくトナーがシアン顔料として銅フタロシアニ
ンを含むトナーに変えた構成の現像剤を使用し
た。勿論カラートナーとして他の顔料や染料を含
むものを用いてもよい。 第１回現像の行なわれた感光体１の表面に対し
ては、転写前露光ランプ１０を作用させる（省略
してもよい。）一方、除電器１３、クリーニング
装置１４を作用させることなく、２回転目にまた
帯電器２で＋500Vに第２回帯電を行つてから、
再び同じレーザービームスキヤナによりスポツト
位置を重ね同じスポツト密度で第２回像露光を行
い、次いで現像器６によりマゼンタトナーの第２
回現像を行つた。同様に現像器７によるシアント
ナーの第３回現像を繰返した。なお、上記各現像
については、像形成体１の表面電位の変化や現像
特性あるいは色再現性等に合わせて、適当に現像
スリーブ２２に印加する電圧の直流バイアス成分
や交流成分の振幅、周波数、時間選択変換の選択
時間等を変え、各色の現像濃度を調整するように
できる。 第３回現像が行なわれて感光体１上に３色のカ
ラー画像が形成されたら、それを転写前帯電器９
や転写前露光ランプ１０で転写され易くして、転
写器１１で記録体Ｐに転写し、定着器１２によつ
て定着した。カラー画像を転写した感光体１は、
除電器１３によつて除電され、クリーニング装置
１４のクリーニングブレードやフアーブラシの当
接によつて表面から残留トナーを除かれて、カラ
ー画像形成の行なわれた面がクリーニング装置１
４を通過した時点で完全に多色画像形成の一サイ
クル工程を終了した。 以上によつて記録されたカラー画像は、スポツ
ト画素の密度が高く、繊細に図柄の表現されたも
のであつた。 本実施例による混色は減法混色である。これに
対し色ごとにスポツト位置をずらした加法混色が
知られる。この方法を用いる際には、書き込み位
置精度が極めて高く要求され、高密度化には困難
が伴うが、本方法は、加法混色に対して用いるこ
とも有効である。この場合、書き込み位置精度が
不充分で、一部異なる色のスポツトが重なる加法
混色中に減法混色部が生じたとしても、あるいは
高密度化のために意図的に減法混色と加法混色の
中間状態をつくり出したとしてもトナー像が重な
るという利点を有するためにカラーバランスを良
好に保つことができる。 〔発明の効果〕 本発明の方法によれば、像露光に既に感光体上
に形成されているトナー像に吸収されることの少
ない分光分布をもつた光を用いることにより複写
のトナー像を所定通り重畳形成することが可能と
なつた。このためレーザプリンタの如き記録装置
においては画像スポツト密度を上げることが可能
となり精細な多色画像を記録することができるよ
うになつた。また通常のカラー複写機等において
も優れたカラー画像を記録することができ、さら
に、静電像の形成が同一の装置によつて行なわれ
るから、記録装置を小型に安価に構成することが
できるし、像露光の像形成体に対する同期制御が
行い易いと云う優れた効果が得られる。 なお、本発明は、像形成体がベルト状やシート
状のものに対しても適用できるし、あるいは、像
形成体がエレクトロフアツクス紙のように基体上
に取付けられるものであつて、その上に形成され
たトナーによるカラー画像を転写することなく定
着するようなものであつてもよい。また転写はコ
ロナ転写以外に、バイアスローラ転写や粘着転写
あるいは中間転写体を介する圧力転写でもよい。
定着も熱ローラ定着に限られるものでもないこと
勿論である。 即ち、本発明は、帯電−露光−反転現像を繰り
返す像形成工程において、露光を共通の露光手段
を用いて、同一波長の光で行つている。 これによつて、感光体上に形成される各単色像
間の主走査方向及び副走査方向のレジストレーシ
ヨンが簡単に、かつ、高精度で確保される。そし
て同一波長の光で行われるその像露光に対して、
すでに感光体上に形成されているトナー像を構成
する乾式トナーに対する分光反射率40％以上にな
るよう乾式トナーと像露光との関係を設定してい
るので、１回目の像露光かまたは感光体上にすで
にトナー像が形成された状態で行われる繰り返し
の像露光かによることなく、また、すでに感光体
上に形成されているトナー像を構成する乾式トナ
ーの色によることもなく、実質的に感光体に照射
される像露光の強度および光量が何回目の像露光
かに依存することなく安定し、感光体の感度も各
像形成工程において、等しくなり、色再現、色調
節には極めて都合が良い。また、本発明は繰り返
される像形成工程において、露光の前に帯電を行
つており、かつ、現像は反転現像方式、即ち、帯
電と同極性の電荷を持つトナーで現像する方式に
よつている。これによつてトナーが付着している
部分を含めて一様な表面電位にされた感光体に対
して、潜像形成、現像が行われるので、十分な画
像濃度が得られると共に不要な混色は防止され
る。更には感光体上の複合像を容易に転写するこ
とができる。 更に、本発明は各画像形成工程において、同一
波長の光で露光を行つている。 反転現像を行つてカラートナー像を得る場合
に、このように同一波長による露光を行うことに
よつて色再現性の良いカラー画像が得られる。即
ち、反転現像においては得られるトナー像の濃度
は露光による感光体表面電位の低下量に密接に関
連するので、各画像形成工程において、同一波長
の光で露光を行うと共に、繰り返しの像露光時す
でに前記感光体上に形成されているトナー像を構
成する乾式トナーと前記露光手段の像露光との関
係が前記露光手段による像露光に対して乾式トナ
ーに対する分光反射率40％以上となるよう設定し
て感光体の感度の変動がないようにするのが、カ
ラー画像の色再現性の向上に極めて有効な手段と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いられたイエロ
ー、マゼンタ、シアン各トナーの分光反射率及び
レーザ光の分光分布を示すグラフ、第２図はトナ
ー像の重畳形成の状態を示す模式図、第３図は現
像器の断面図、第４図は多色画像形成装置の概要
図、第５図はレーザービームスキヤナの概要図で
ある。 １……感光体、２……帯電器、４……像露光装
置、５〜７……現像器、９……転写前帯電器、１
０……転写前露光ランプ、１１……転写器、１２
……定着器、１３……除電器、１４……クリーニ
ング装置、１５……レーザー、１６……音響光学
変調器、１７……ミラースキヤナ、１８……結像
用ｆ−θレンズ、１９，２０……ミラー、２１…
…レンズ装置、２２……現像スリーブ、２３……
磁石体、２４……層厚規制ブレード、２５……ス
クレーパブレード、２６……撹拌回転体、２７…
…現像剤溜り、２８……トナーホツパー、２９…
…トナー補給ローラ、３０……電源、３１……保
護抵抗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯電と単一の露光手段を用いた同一波長の光
   による像露光と乾式トナーによる反転現像の工程
   を感光体の一回転毎に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重ね合わせた
   後転写材に転写する多色画像形成方法であつて、
   繰り返しの像露光時すでに前記感光体上に形成さ
   れているトナー像を構成する乾式トナーと前記露
   光手段の像露光との関係が前記露光手段による像
   露光に対して乾式トナーに対する分光反射率40％
   以上となるよう設定したことを特徴とする多色画
   像形成方法。