JPH0277767A - 多色画像記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真技術の分野て利用され、特に色の異な
る複数の現像剤を使用する多色静電記録装りに関する。

［従来の技術］ 近来、電子写真による静電記録装置は複数の異なる色を
用いた多色現像のものが望まれている。

かかる目的のための装置の一例が第１図に示されている
。また、第８図（Ａ）〜・第８図（Ｅ）には第１図の装
置の各工程における静電潜像担持体としての感光ドラム
の表面電位か示されている。

第１図において、ｌはＯＰＣ等の光導電層を有し矢印Ａ
の方向に回転する静電潜像担持体としての感光ドラム、
２は、感光ドラム１表面を例えば＝６００νに一様に帯
電させる（第８図（Ａ））帯電器、１４は回転多面鏡て
ありモータ１５により一定の回転数で回転し、後述する
半導体レーザ１２及び１３から出射されるレーザビーム
を偏光する。

１２は第一の半導体レーザて、第一の画像信号により変
調された第一のレーザビームを出射する。

この第一のレーザビームは回転多面鏡１４により偏光さ
れ、結像レンス１６を経て折り返しミラー１７て反射さ
れた後、感光トラム１上をラスタ走査し、露光部の表面
電位を例えば−ｔｏｏ　ｖに減衰させて像状の第一潜像
を形成する（第８図（Ｂ））。４は形成された第一の潜
像を負に帯電した赤トナーとフェライト等の磁性粒子か
らなる二成分現像剤を用いて現像する第一・の現像器で
ある。第一の現像器４には例えば１．６００１ｊＺ、１
８００Ｖｐｐの交流電圧に一５００Ｖの直流電圧を重畳
して得られる現像バイアスを印加して第一の潜像を反転
現像する（第８図（Ｃ））。このときのトナー像電位は
、トナー電荷により一１００ｖ程度か上り一２００ｖ前
後となる。

１３は第二の半導体レーザて、第二の画像信号により変
調された第二のレーザビームを出射する。

この第二のレーザビームは、回転多面鏡１４により偏光
され、結像レンズ１６を経て感光トラムｌ上をラスタ走
査し、露光部電位を例えば−１００ｖに減衰させ第二潜
像を形成する（第３図（Ｄ））。この後１例えば負に帯
電した黒色の一成分磁性トナーを有する第二の現像器７
に、例えば！６００１１ｚ。

１３００ＶＰＰの交流に一５００ｖの直流を重畳したバ
イアスを印加して第二の潜像を反転現像する。

ところか第二の現像時ては、第二の露光部と同様に第一
のトナー像電位が一２００ｖ前後と低いために、第一の
トナー像部にも相当量のトナーか塗布され、いわゆる混
色が生じてしまう。

また、第一の露光部か現像されないためにも第二の現像
時に印加する現像バイアス電圧を十分低くした場合には
、第二現像が不十分となる。

この問題を解決するために、第１図に示したように第一
の現像後に第二の二点鎖線て示した帯電器５を設けて感
光ドラムｌを再帯電することて第一・のトナー像電位を
例えば−６００ｖにＬげ（第３図（Ｄ））、第二の露光
６を行って露光部電位−１００Ｖに減衰させた（第３図
（Ｅ））。このようにして形成した第二の潜像を例えば
］　６００　Ｈｙ、　。

１３００Ｖ、、の直流に一５００ｖの直流を重畳したバ
イアスを第二の現像器７に印加するととて第一のトナー
像部は現像させずに第二の露光部だけを現像することが
可能となった（第３図（Ｆ））。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、従来第二の現像は、第一のトナー像を乱
さないことや第一のトナー像から第二の現像装置内への
第一トナーの混入が生しないように例えば感光トラムと
トナー担持体の間隙を１００〜Ｓｏｎ　ｇｍとし、その
ときのトナー層を５０〜２００ｇｍとして現像する非接
触現像を行う方法が有効であることが知られており、こ
のような非接触現像装置を使用した場合には第二の現像
時に印加する現像バイアスにより静電潜像担持体上の第
一のトナーを引き離す電界か生じるため、第一のトナー
か少量であるが第二現像器へ徐々に混入し長期間の使用
に際し、蓄積された第一のトナーが第二のトナー像中へ
混ざってしまい、混色か生しるという問題かあった。

本発明は、上述のような混色現象を防止すると同時に第
二色目以降の現像においても十分濃度か高くかぶりのな
い画像を得ることができ、長期にわたって良好な画像を
得ることがてきる多色静電記録装置を提供することを目
的をする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の装置は、上記目的達成のために、静電潜像を担
持する静電潜像担持体と、現像剤を担持し所定の方向に
回転する現像剤担持体とを有し、該現像剤担持体に所定
の現像バイアスを印加することにより上記現像剤担持体
に担持された現像剤を上記静電潜像担持体表面の静電潜
像に付着させ可視像化する現像工程を少なくとも二回行
う多色静電記録装置において、 二回目以降のＬ記現像工程において上記現像剤担持体に
印加するに記現像バイアスは、該バイアスの波形か該波
形の一周期における最大電圧の局値と平均電圧値とが異
なるように設定されている、 ことによって構成される。

［作用］ ■−記のように構成された多色静電記録装置は、ニー回
目以降の現像の際、波形の一周期における最大電圧の坏
値と、平均電圧値とが異なる、いわゆる非対称形の波形
の現像バイアスを現像剤担持体に印加する。このような
波形をもつ現像バイアスか印加されたことにより現像剤
担持体に担持された現像剤は静電潜像担持体に形成され
た所定の静電潜像に付着し、該静電潜像を顕像化する。

この際、前の現像工程により静電潜像担持体に付着した
現像剤の混入かないため、現像剤のいわゆるカフリを生
しることはない。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例装置を説明
する。

第２図（八）及び第２１Ｊ（Ｂ）は、第１図の装置の画
像形成プロセスにおける第二の現像時の静電電位レベル
及び現像バイアスレベルを示したものである。

第２図（Ａ）において第一の現像剤像としてのトナー像
電位Ｖアは第二帯電器５の作用により一７００Ｖ程度ま
て高められ、第二の露光部電位ｖ１．は一１００ｖ程度
に減衰する。

第二の現像装置７は、静電潜像担持体としての感光トラ
ム１と現像剤担持体としての現像スリーブとの間隙を３
００　ｇｍとし、現像スリーブ上には約５０鉢員程度の
１−ナー層を薄層コートしたジャンピンク現像装置てあ
り、感光トラムｌ上の第一のトナー像部は現像せず第二
の露光部を現像するように現像バイアスを印加する。

ところで、第二の現像の際、第一のトナー像Ｂには第二
の現像器に印加されている現像バイアスによって現像器
側へ引き離す方向の電界か加わる。具体的には第一のト
ナー像Ｂが負に帯電しているため、トナー像Ｂには１ｖ
Ｔ−ｖ、、、−に相当する力か働く。ここてＶ＋ｍｉｎ
とは、第２図（＋１）の現像バイアス波形の最小値（こ
こては一方向の値か大きいはとその電位は大とする）で
ある。

なお、本出願人はこの現象に関し、第一のトナー像に働
き、トナーを引き離そうとする電界か所定の値以下であ
れば第一のトナー像のトナーか第二の現像器へ混入する
ことを防止てきることを既に提案Ｉ７た。

具体的に説明すると、上記現像スリーブと感光ドラム１
の間の距離をｄ（μ１１）としたとき、第一のトナー像
Ｂが第二の現像器７に引き離されないためには、次の関
係を満たす必要か生してくる。

（ＶＴ　　Ｖｍｉｎ）　／　ｄ　≦２．３　・＝・＝（
１）ところで、上記関係を満たすためには第９図（Ｂ）
及び（Ｃ）に示したようなサイン波、矩形波を現像バイ
アスとして用いた場合、１ｖ□ウ−Ｖｍｉ。ＩであるＶ
ＰＰを低めに設定する必要がある。例えば現像スリーブ
と感光トラムｌとの間を３００　ｇｍ、第一トナー像の
電位ｖＴを−７００Ｖ　、直流成分ＶａＣを一５００■
としたとき、ＶＰＰは９５０ｖ以下である必要かある。

このため、低ＶＰＰ現像となり画像濃度を十分高くする
ことが難しくなる。

そこで、上記現象に対してさらに改良を加えるべき検討
を行った結果、サイン波、矩形波等の対称形を有する波
形においては混色防止のためにＶＰＰを小さくする必要
かあるか、それ以外の非対称形の波形ては必ずしもＶＰ
Ｐを小さくせずども混色防止の条件を満たし、同時に十
分な画像濃度の得られる現像バイアス条件か存在するこ
とを見出した。なお、上記の対称形を有する波形とは波
形−周期における最大電圧局値と平均電圧値とが一致す
ることをいう。

第２図（Ｂ）の現像バイアス波形は、矩形状の波形であ
りそのデユーティを偏倚させたものを示している。この
とき第一のトナー像を第二現像器７側へ引き離そうとす
る方向へ電界か印加されている現像バイアスのデユーテ
ィをｄｌ、その逆のデユーティをｄ２Ｃｃｌ＋　＋ｄ２
＝　１）としてこの現像バイアスのデユーデイ比ｄ、と
ＶＰＰを適当に設定することで混色防と条件を満足し、
画像濃度が十分高い条件を見出すことができる。ここで
デユーティ比とは、矩形波においてはバイアス波形のピ
ーク値の中央値に対してその中央値よりも絶対値（ＩＶ
□、−Ｖ、ｉｎｌ　）が小さくなっているときの時間を
一周期の時間で割ったものがｄ、で、同様にピーク値の
中央値に対してその中央値よりも上記絶対値が大きくな
っているときの時間を一周期の時間て割ったものがｄ２
となる。以下実験結果をもとにその効果を説明する。

［実験ｌ］ 感光ドラムｌと現像スリーブとの距離ｄが３００１Ｌｍ
、第一のトナー像電位ｖＴを−７０［］　Ｖ、第二の露
光部電位ｖＬを一１００ｖとし、現像バイアスの波形の
一周期における平均電圧値Ｖ、。ｔを一５ｏｏｖ、周波
数を１８００Ｈｚに設定した。

この実験では、現像バイアスの直流成分ＶＯＣのかわり
に平均電圧値Ｖ　ｉ　ｎ　ｔを固定しているが、これは
画像のかふりに寄与する現像コントラストが実効的に平
均電圧値■、。、によって決まるためて、デユーティｄ
＋：６Ｓｌ／２のとき、Ｖ　ｉ　ｎ　ｔ　＝　ｖｎｃと
なる。

このとき現像バイアスのデユーティ比ｄ１とＶＰＰによ
り第二現像器７内へのトナーの混入状態及び画像濃度を
評価したものを添付した表１に示す。

実験ｌの結果から、現像バイアスのデユーティ比ｄ□と
ＶＰＰどの間て混色防止及び十分な画像濃度を得るため
に近似的に次のような条件を満たしていればよいことが
明らかとなった。

混色防止ニー　１　ｖ、−Ｖ、、ｉｎＩ　／　ｄ　≦２
．３−・−（２）画像濃度：　ｌ　Ｖ、、ａＸ−ＶＬｌ
　／ｄ≧ｚ、８・−−−−−（３）上記（２）及び（３
）式は矩形波のデユーティを変えた場合に第一のトナー
像を現像スリーブ側へ引き戻そうとする電界の最大値及
び現像スリーブから第二の露光部電位ｖＬへ向う電界の
最大値を示している。なお、画像濃度に関しては、より
好ましくは１ｖ□ｘ−ＶＬ１７ｄ≧２．３を満たすこと
がよい。

［実験２］ この実験では、感光ドラムｌと現像スリーブとの間の距
離ｄを３５０に園、第一のトナー像電位ｖ、ｒを−７０
０Ｖ　、第一の露光部電位ｖＬを−１００Ｖ、現像バイ
アスの平均型ＢＥ値Ｖｉ　ｎ　ｔを−５０（ｌ　Ｖ　、
周波数を１８００Ｈｚに設定した。この条件で、混色、
画像濃度の評価を実験ｌと同様の方法で行ったものを添
付した表２に示す。

実験２の結果からも、実験ｌと同様に混色防止条件に関
しては上記第（２）式を満たしていればよく、また画像
濃度に関しても同様に上記の第（３）式を満たしていれ
ばよいことが明らかとなる。

このように、第二現像器７に印加する現像バイアスを矩
形波としたときそのデユーティ比を変化させることによ
り、混色を防止すると同時に十分な画像濃度の得られる
現像条件を見出すことができる。

具体的には表１及び表２中で破線内で示された混色防止
及び呻像濃度の両者を非常によく満足する範囲は、現像
バイアスのデユーティ比ｄ１が０．６〜０．９の間に存
在し、従来のような現像バイアスのデユーティ比ｄ１が
０．５の対称形の波形では混色防止と画像濃度の両者を
満足させるのか難しいことがわかる。これは第一のトナ
ー像を現像スリーブ側へ引き離そうとする力及び現像ス
リーブから第二の露光部電位ｖＬへトナーを飛翔させよ
うとする力が各々の力を生じさせる電界の大きさに独立
に寄与しているためと考えられる。

一方、第二現像器７による非画像部へのトナーのかぶり
は、実際には現像バイアス波形の平均電圧値Ｖｉｎｔに
より決まることが多く、本発明者の実験によれば、現像
バイアスのデユーティ比ｄ、が０．９以下のとき、かぶ
りはＶ　ｉ　ｎ　ｔの値か非画像部電位に対して十分低
くなければ生じない。また、現像バイアスのデユーティ
比ｄ□が０．９を超えると急激にかふり易くなる傾向が
生じる。

以上のことは第一のトナー像を第二現像器側へ引き離そ
うとする電界及び第二現像器から第二画像部電位へ向う
電界を各々最適の値とするためには、現像バイアスのＶ
ＰＰ、Ｖゎ。を選ぶたけでなく、矩形波においてはその
デユーティ比を最適化せしめる必要かあることを示して
いる。

第４図（Ａ）及び（Ｂ）第５図（Ａ）及び（Ｂ）は、本
発明の他の実施例として用いられる現像バイアスの波形
を示したものである。第４図に示した現像バイアス波形
においてはＶ＋ｍｉｎレベルからサイン波形と相似形状
をした現像バイアスか図に示したように立上っている。

一方、第５図においてはｖ、、、ｎレベルから時定数を
もって■。。レベルまて現像バイアスか立上っている。

このような現像バイアス波形においＣも、１−述した実
施例と同様にｌ　ＶＴ−Ｖ、ｉｎｌ　／　ｄ≦２．３を
満足することて混色を防止することができる。また、同
時にＶ□８を十分大きくし、現像バイアスの平均電圧値
Ｖ、。、か非画像部電位Ｖ。、■アに対してトナーか付
着しないレベルに設定てきるようにＶｍａｘＯ値と、現
像バイアス波形の一周期中の第一のトナー像を第二現像
器の現像スリーブ側へ引き寄せる方向の′電位が印加さ
れている時間を適宜設定することによってかふりのない
十分な画像濃度を得られる現像条件か達成できる。した
かって、上述した現像バイアス条件を満たしていれば、
波形の形状に関係なく本発明の目的を十分に達成するこ
とができる。

次に、本発明による他の実施例装置について説明する。

本実施例装置は、第１図中のニー点鎖線で示したように
感光トラム１上のトナーにコロナ放電を転写前に行う帯
電器１８を有し、帯電、イメージ露光、反射現像、ハッ
ククランド露光、正規現像、転写前帯電、転写というプ
ロセスを繰り返すことにより多色像を得るものである。

本実施例における感光ドラム−１−の電位推移を第６図
に示す。−次の帯電により感光トラムｌの表面を一６０
０ｖに一様に帯電しく第６図（八））、次いで画像情報
に応して変調されたレーザ光により露光部の電位か−ｔ
ｏｏ　ｖまで減衰させ（第６図（Ｂ）　）　、第一の潜
像を形成する。

第一の潜像は、負に帯電した赤トナーとフェライト等の
磁性粒子からなる二成分磁気ブラシ現像て反転現像され
る（第６図（Ｃ））。このとき、トナー像電位は、トナ
ー電荷により一１００ｖ程度電位か七つ一２００Ｖ前後
となる。

次に第二レーザ光が感光ドラム」二に第二の非画像部に
対応した部分に照射され（パッククランド露光）、第二
の潜像が形成される（第６図（Ｄ））。この後、正に帯
電した黒色の一成分磁性トナーを有する第二の現像器７
により第二の潜像を非接触で正視現像する（第６図（Ｅ
））。

第７ＵＡは本実施例における第二の現像器７に印加する
現像バイアスの波形を示した図である。

本実施例ては第二現像器７から感光トラム１七の画像部
電位ＶＤへトナーを飛翔させる力か最大となる電位をＶ
ヨ、ｎ、逆に感光ドラム１の非画像部の電位から第二現
像器へ第二現像器て現像されたトナーを引き戻す方向へ
働く力か最大となる電位なＶ□８てあられず。

本発明者の実験によれば、前述した実施例と同様の理由
てＩＶｍｉｎ　　ＶＴ　ｌ　／　ｄ≦２．３を満足すれ
ば混色現像は防止でき、１　ｖ、ｎ−Ｖ、　ｌ　／　ｄ
≧２．８を満足シ、ヨリＵマシ＜ハＩ　ｖ、、、−ｖ、
／ｄ≧２．３を満足すれば十分な画像濃度の得られるこ
とがわかった。

また、かぶりに関しても現像バイアス波形の平均電圧値
Ｖ、□か適宜設定されている（画像部電位と非画像部電
位の間）ことて防止できることが可使である。

本実施例では、第６図で示した感光トラムｌ七の潜像電
位を使用し、第二の画像部電位Ｖ。か−６００Ｖ、非画
像部である露光部電位Ｖ、が−Ｈｌ０Ｖ、第一のトナー
像電位■アか一２００Ｖの条件において、第二の現像ス
リーブと感光トラムｌの間の距離を３００．　ｇｍ　、
現像バイアスはデユー７　イ比ｄ、：　ｄ２を７＝３と
し、Ｖ＋ｗｉｎを＋１１０　Ｖ、Ｖ□８を−＋０９０Ｖ
　、現像バイアスの平均電圧値ｖｉｎｔを−２５０Ｖと
した。このような条件においてかふりのない、混色もな
い画像濃度か十分高い画像を得ることができた。

なお、以−ヒの実施例では二色電子写真装置において説
明したか、ヨ゛色以上の多色型ｒ写真装置及びその他の
多色静電記録装置にも適用できること■　８ は言うまてもない。

（以下余白） ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の係る多色静電記録装置は
、二回目以降の現像の際、波形の一周期における最大電
圧の局値と平均電圧とが異なるいわゆる非対称形の波形
の現像バイアスを現像担持体に印加することとしたため
、前の現像工程により静電潜像担持体−Ｌに塗布された
現像剤の混入による、いわゆるかぶりを生しることがな
く、長期の使用においても混色かなく、しかも安定した
画像濃度を得ることがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の構成図、第２図は第１図の
装置における現像バイアスの波形図及びその現像バイア
スによる潜像電位の様子を示す図、第３図は第１図の装
置の各工程における潜像電位の様子を示す図、第４図及
び第５図は現像バイアスの他の例を示す波形図及びその
現像バイアスによる潜像電位の様子を示す図、第６図は
他の実施例装置の各工程における潜像電位の様子を示す
図、第７図は、現像バイアスの他の例を示す波形図及び
その現像バイアスによる潜像電位の様子を示す図、第８
図は従来装置の各工程における潜像電位の様子を示す図
、第９図は従来装置における現像バイアスの波形図及び
その現像バイアスによる潜像電位の様子を示す図である
。 ｌ・・・・・・・・・・・・静電潜像担持体（感光ドラ
ム）４．７・・・・・・現像器 ５．１８・・・・・・帯電器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像を担持する静電潜像担持体と、現像剤を
   担持し所定の方向に回転する現像剤担持体とを有し、該
   現像剤担持体に所定の現像バイアスを印加することによ
   り上記現像剤担持体に担持された現像剤を上記静電潜像
   担持体表面の静電潜像に付着させ可視像化する現像工程
   を少なくとも二回行う多色静電記録装置において、 二回目以降の上記現像工程において上記現像剤担持体に
   印加する上記現像バイアスは、該バイアスの波形が該波
   形の一周期における最大電圧の１／２値と平均電圧値と
   が異なるように設定されている、 ことを特徴とする多色静電記録装置。
2. （２）現像バイアスの波形は、現像剤担持体表面におけ
   る静電潜像担持体との最近接点において、少なくとも一
   工程前の現像工程で付着された上記静電潜像担持体上の
   現像剤を上記現像剤担持体に引きつける方向に働く最大
   電界が２．３ボルト毎ミクロンメートル以下であること
   、さらに現現像工程において上記現像剤担持体表面に担
   持された現像剤を静電潜像担持体上の未可視像の静電潜
   像に飛翔される方向に働く最大電界が２．８ボルト毎ミ
   クロンメートル以上であることを満足するように設定さ
   れていることとする請求項（１）に記載の多色静電記録
   装置。