JPH03156470A - カラー画像形成方法 - 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　複写機あるいはプリンタなどのハードコピー
装置に利用できるカラー画像形成方法に関するものであ
も 従来の技術 従来か収　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
れていも この種のカラー電子写真方法を応用した装置として、例
えば　特開平１−１１３７７１号に示される装置があも
　この装置について第４図を用いて説明すも 現像器１．　２．　３は直流電界でトナーを飛翔させる
非接触型の非磁性１成分現像器て　現像ローラと接触し
た導電性のファーブラシ４．　５．　６でトナーを摩擦
帯電し　アルミニウム製の現像ローラ７、　８．　９上
＆ミ　ブレード１０．’１１．１２によりトナーの薄層
を形成する構成になっている。

現像器ｌにはイエロ（Ｙ）、現像器２にはマゼンタ（Ｍ
）、現像器３にはシアン（Ｃ）の絶縁性トナーが入って
いも　現像器１３ｔ＆　　電子写真装置に広く用いられ
ている絶縁性トナーと磁性キャリアよりなる２成分現像
剤の入った接触型現像器であム　そして現像ローラ７、
　８．　９．　１４と感光体１５との間隙（現像ギャッ
プ）を一定にして、各現像器を感光体１５の周辺に対向
設置すも　各現像器は現像時には感光体に近接し　非現
像時には離間する離接機構が取り付けられている。

黒の現像器１３の仕様及び現像条件並びにトナーの物性
を以下に示す。

［現像器の仕様及び現像条件］ 現像ローラ１４の直径：２２ｍｍ 現像ローラ１４の周速：３２０ｍｍ／ｓ現像ローラ１４
の上の現像剤層厚：　４００μｍ現像ローラ１４の回転
方向：　感光体１５と逆方向（同進行方向） 現像ギャップ（現像ローラ表面と、感光体表面間のギャ
ップ）：　現像時３００μ亀非現像時２ｍｍ ［現像剤物性］ 現像剤の種類　：　トナーとキャリアの２成分現像剤 キャリアの平均粒径：　約５０μｍ キャリアの種類：　テフロンコートフェライトトナー平
均粒径　：　８μｍ イエロ・マゼンタ・シアンの現像器の仕様及び現像条件
並びにトナーの物性を以下に示す。

［現像器の仕様及び現像条件コ 現像ローラの直径：　　２０ｍｍ 現像ローラの周速：１６０ｍｍ／ｓ 現像ローラの回転方向：　感光体１５と逆方向（同進行
方向） 現像ローラの上のトナー層厚＝　３０μｍ現像ギャップ
（現像ローラ表面と、感光体表面間のギャップ）：　現
像時１５０μ代非現像時２ｍｍ トナー平均粒径　：　１０μｍ 感光体として赤外領域に長波長増感した直径１５２ｍｍ
の無定型５ｅ−Ｔｅｌｉ光体ドラム１５を用し＼周速１
６０ｍｍ／ｓで回転させる。この感光体１５を帯電器１
６（スコロトロン帯電器　コロナ電圧：＋７ｋＶ、グリ
ッド電圧：１ｋＶ）により帯電電位＋９００Ｖに帯電さ
せａ　次艮　波長７９０ｎｍの半導体レーザ１７を発光
させ露光す４　この半導体レーザ１７を用いて、感光体
１５上にネガの黒信号を露光し　静電潜像を形成すも　
前記潜像を現像ローラ１４に＋６００Ｖを印加した現像
状態の黒の現像器１３で反転現像し黒のトナー像を形成
した後、除電ランプ１８で感光体１５を除電する。次く
　再びコロナ帯電器１６（スコロトロン帯電器　コロナ
電圧、＋７ｋＶ、グリッド電圧：６００Ｖ）で感光体１
５を＋６００ｖに帯電すも　そのの板感光体１５に半導
体レーザ１７によりイエロに対応する信号光を露光しイ
エロの静電潜像を形成すも　次に　この感光体を現像ロ
ーラ７に＋６００■を印加した現像状態のイエロの現像
器ｌおよび非現像状態のマゼンタ現像器２、シアン現像
器３および黒現像器１３に通過させてイエロのトナー像
を形成すも　次に今度はこの感光体１５を除電すること
無く、そのまま再びコロナ帯電器１６　（スコロトロン
帯電ａ　コロナ電圧：　＋　７　ｋ　Ｖ、　　グリッド
電圧：　８００ｖ）によって感光体１５を＋８１０Ｖに
帯電すも　その徽　半導体レーザ１７によりマゼンタに
対応する信号光を露光しマゼンタの静電潜像を形成すも
　次へ感光体１５を非現像状態のイエロ現像器１、現像
ローラ８に＋８００ｖを印加した現像状態のマゼンタ現
像器２に通過させてマゼンタのトナー像を形成すも　そ
の微感光体１５を非現像状態のシアン現像器３及び黒現
像器１３に通過させる。次へ　今度は感光体１５を交流
コロナ帯電器１９（印加電圧；５ｋＶｒｍｓ）で曝露し
　その後再びコロナ帯電器１６によって感光体１５を＋
５ｏｏｖに帯電すも　さらく　半導体レーザ１７により
シアンに対応する信号光を露光しシアンの静電潜像を形
成すａ　次艮感光体１５を非現像状態のイエロ現像器１
及びマゼンタの現像器２、現像ローラ９に＋８００Ｖを
印加した現像状態のシアン現像器３に通過させてシアン
のトナー像を形成し感光体上にカラー画像を完成すも　
こうして感光体１５上に得られたカラートナー像を転写
帯電器２０によって紙２１に転写した抵　定着器２２に
より熱定着す４　−Ｘ　　転写後、感光体１５の表面を
、クリーニング前帯電器２３（コロナ電圧＋５．５ｋＶ
）でプラスに帯電したｉ　　−１５０Ｖの電圧を印加し
た導電性ファーブラシ２４を感光体１５に圧接しクリー
ニングすム 発明が解決しようとする課題 この従来例の電子写真方法では　帯電能の異なるトナー
付着部と裸部の感光体を等しく帯電するためにスコロト
ロン帯電器を用い、　両者の電位を均一に帯電し九　と
ころ力丈　この感光体の露光時においては　裸の感光体
は５０ｖまで表面電位が低下するにも関わら云゛トナー
付着部は絶縁物であるトナーが帯電して表面を覆ってい
るために露光後の表面電位は２００〜３００Ｖにも上昇
し九この露光状態の感光体を次色のトナーで反転現像す
ると、現像バイアスと露光電位とのコントラスト電位が
裸部とトナー付着部とで大きく異なるためトナーの現像
特性が異なり、裸部に比ベトナー付着部に重ねる現像付
着量が少なくなり高品位のカラー再現ができない原因と
なってい九本発明の目的（未感光体上でカラートナーを
重ね合わせフルカラー像を得るカラー画像形成方法にお
いて、　トナー付着部と裸部の露光電位を等しくし　高
品位のカラー画像が得られるカラー画像形成方法を提供
することにあ翫 課題を解決するための手段 本発明（ヨ感光層の表面に透明絶縁層を有する感光体を
用し＼　黒・イエロ・マゼンタ・シアンのトナーを用ｂ
＼　コロナ帯電　信号露光と同時のコロナ除電　全面光
照詠　前記トナーによる反転現像のサイクルを複数回繰
り返して、前記感光体上にカラーのトナー像を重ね合わ
せ直接カラー像を得るカラー画像形成方法であム 作用 信号露光と同時のコロナ除電によって、感光体上のトナ
ー層の電荷を消去したの板　全面露光により透明絶縁層
に電荷パターンを形成するたへトナー層の付着した感光
体の露光電位を裸の感光体の露光電位と等しくすること
ができも実施例 第１区間　本発明に用いる感光体２５の構成の一例を示
す。厚さ５０μｍのセレン感光層２６の表面に厚さ２５
μｍの透明ポリエステル樹脂層（表面絶縁層）２７を塗
布した構成であも　ここで下層の感光層２６（よ　テル
ルを２５％添加した厚さ約０．１μｍのセレンテルル合
金層（電荷発生層）２８と純セレンよりなる厚さ５０μ
ｍの純セレン層（電荷移動層）２９の２層により構成さ
れている。

なお本発明に使用する感光層はこのセレンのほかに硫化
カドミウム　有機感光体等の一般の電子写真感光体を用
いることができも 第１図に示した感光体を用いたカラー画像形成方法につ
いて第２図とともに説明すも 最初に　この感光体２５をコロナ帯電器で−１８００Ｖ
に帯電する（第２図ａ）。このとき、望ましくは光照射
を同時に行い感光層２６の基盤から感光層２６と表面絶
縁層２７の界面まで電荷が移動し易くすることが望まし
鶏　この微　第２図すに示すように交流コロナ除電しな
がら信号光を露光すると、この状態では信号露光部・信
号未露光部ともにＯｖの表面電位になも　このとき交流
コロナの代わりに第２図ａに用いたコロナ帯電器の逆極
性のコロナ帯電器でも良（〜　その後、この感光体を全
面露光すると、信号露光部はＯＶのままである力交　信
号未露光部（暗部）には−８３０Ｖの電位が現れる（第
２図Ｃ）。この感光体く現像バイアス−８００ｖを印加
したイエロ現像器で反転現像し　信号露光部に例えばイ
エロトナーを付着させも　このトナーは絶縁性トナーの
たべこのとき感光体は表面絶縁層の上にさらに絶縁トナ
ー層が重なった構成になａ このトナーの付着した感光体をふたたびコロナ帯電器で
再帯電すると、第２図ｄに示すように裸部は一１８００
ＶＧＱ）ナー付着部は一２３８５Ｖに帯電すム　この感
光体を交流コロナ除電しながら信号露光すると、信号露
光部・信号未露光部ともにトナー層表面電位はＯＶにな
る（第２図ｅ）。次に　この感光体を全面露光すると、
裸部の信号露光部はＯｖに信号未露光部は一８３０Ｖｉ
、。

またトナー付着部の信号露光部はＯｖに信号未露光部は
一９３５ｖになる（第２図ｆ）。

ここで２色目の信号露光部では　裸の感光体もトナー付
着部の感光体も表面電位は同じＯｖであるたべ　２色目
のトナーを１色目のトナーの上に重ね現像してｋ　裸部
トナー付着部ともに均一な現像特性が得られ　良好なカ
ラー画像が得られたこれを原理的に説明すると以下のよ
うになも感光体２５の表面透明絶縁層２７の比誘電率は
３であるた八　その静電容量Ｃｉｉ＆ 感光体２５のセレン感光層２６の比誘電率は６．３であ
るた取　その静電容量Ｃｐζよ 従って、感光体２５の静電容量Ｃａ　ｌ＆Ｃａ＝　５７
　ｐＦ／ｃｍ” 感光体２５上に現像されたトナー層の静電容量Ｃｔ（上
　実験結果より、 Ｃｔ＝　３２０　ｐＦ／ｃｍ２ と推測され九 最初にこの感光体２５をコロナ帯電で一１８００ｖに帯
電すると、感光体２５表面に電荷量−〇ａ。

また感光層２６と表面絶縁層２７との間に電荷量Ｑａが
蓄積される。この電荷量Ｑｃハ Ｑａ＝　ＣａｘＶ　＝　１．９０８　９０７０ｍ”と計
算されも これを、コロナ除電しながら信号露光すると、信号露光
部・信号未露光部もともに表面電位はＯｖになるパ　信
号未露光部では感光体表面に電荷量Ｑｌ）　　表面絶縁
層２７と感光層２６との間に電荷量Ｑｂが残も　このＱ
ｂは次の値であａ Ｑｂ−０，８８９０７０ｍ” これを全面露光すると、信号露光部には電荷の残留がな
いためＯｖのままである力交　信号未露光部では今度は
表面絶縁層２７と感光層２６の間が接地される状態にな
るたべ　今度はこのＱｂが感光体表面に電位となって現
れ ＶＯ＝　−８３０Ｖ となａ　ここまで＋ｉ　　従来知られた逆転電場法と同
じ静電プロセスであも 次にトナーの付着した感光体について考察する。

前述のようへ　トナーの付着しない裸部の表面絶縁層２
７の静電容量Ｃ１（よ Ｃｉ　　＝　１０６　ｐＦ／ａｍ” 一方、　トナー付着した感光体の静電容量Ｃ１ｔ（、ｔ
Ｃｉｔ　＝　８０　ｐＦ／ｃｍ２ 従って、　トナーが付着した感光体２５を定電流型のコ
ロナ帯電器で帯電し裸部を−１８０１７に帯電すると、
　トナー付着部は静電容量が小さいために　帯電電位Ｖ
Ｏｔは ＶＯｔ　−２３８５Ｖ と高くなも 次に　この感光体をコロナ除電しながら信号露光すると
、信号露光部・信号未露光部ともに表面電位はＯｖにな
る力交　信号未露光部では感光体表面には電荷量−Ｑｌ
ｌ−また表面絶縁層２７とセレン感光層２６との間には
電荷量Ｑｃが残も　このＱｃは次の値であへ Ｑｃ　−０，７５μｃ／ｃｍ″ 最後にこの感光体を全面露光すると、信号露光部には電
荷の残留がないたべ　裸部・トナー付着部ともにＯｖの
ままである力（トナー付着部の信号未露光部ではこのＱ
ｃが今度はトナー層表面に電位となって現れ　その値＆
よ ＶＯ−−９３５Ｖ となも このよう凶　本方式を用いればトナー付着部と裸部の露
光電位を等しくすることができる。ここで、　トナー付
着部と裸部とで（よ　その信号未露光部の帯電電位が異
なるがこれ（戴　反転現像を用いる本方式では現像結果
にまったく影響を与えなｌ、％次善ミ　　本発明の具体
的実施例について第３図を用いて更に詳細に説明すも 現像器３０．　３１．　３２は直流電界でトナーを飛翔
させる非接触型の非磁性ｌ成分現像器で、現像ローラと
接触した導電性のファーブラシ３３゜３４．３５でトナ
ーを摩擦帯電し　アルミニウム製の現像ローラ３６．　
３７．　３８上へ　ブレード３９、　４０．　４１によ
りトナーの薄層を形成する構成になっていも　現像器３
０にはイエロ（Ｙ）、現像器３１にはマゼンタ（Ｍ）、
現像器３２にはシアン（Ｃ）の絶縁性トナーが入ってい
も　黒現像器４２？友　電子写真装置に広く用いられて
いる絶縁性トナーと磁性キャリアよりなる２成分現像剤
の入った接触型現像器であム　そして現像ローラ３６．
　３７．　３８．　４３と感光体４４との間隙（現像ギ
ャップ）を一定にして、各現像器を感光体４４の周辺に
対向設置しｔ４　　各現像器は現像時には感光体に近接
し　非現像時には離間する離接磯構４５．　４６．　４
７．　４８が取り付けられている。

黒の現像器４２の仕様及び現像条件並びにトナーの物性
を以下に示す。

［現像器の仕様及び現像条件コ 現像ローラ４３の直径：２２ｍｍ 現像ローラ４３の周速：３４０ｍｍ／ｓ現像ローラ４３
の上の現像剤層厚：　４００μｍ現像ローラ４３の回転
方向：　感光体４５と逆方向（同進行方向） 現像ギャップ（現像ローラ表面と、感光体表面間のギャ
ップ）：　現像時４００μへ非現像時２ｍｍ ［現像剤物性コ 現像剤の種類　：　トナーとキャリアの２成分現像剤 ′キャリアの平均粒径：　約５０μｍ キャリアの種類：　テフロンコートフェライトトナー電
荷量　：　−１０μＣ／ｇ トナー平均粒径：　８μｍ トナー比誘電率：　約２ イエロ・マゼンタ・シアンの現像器の仕様及び現像器１
生　　並びにトナーの物性を以下に示す。

［現像器の仕様及び現像条件コ 現像ローラの直径：　　２０ｍｍ 現像ローラの周速：１６０ｍｍ／ｓ 現像ローラの回転方向：　感光体４４と逆方向（同進行
方向） 現像ローラの上のトナー層厚：　３２μｍ現像ローラの
回転方向：　感光体４４と逆方向現像ギャップ（現像ロ
ーラ表面と、感光体表面間のギャップ）：　現像時１５
０μ爪非現像時２ｍｍ ［トナーの物性］ トナー電荷量　：　−３μＣ／ｇ 平均粒径　　　：　１０μｍ 比誘電率　　　：約２ 感光体４４を帯電器４９　（コロトロン帯電像コロナ電
圧：　　−７ｋＶ）により帯電電位−１８００ｖに帯電
させ九　このとき、帯電と同時に帯電器の上からランプ
５０を用い光を照射し九　次へコロナ除電器５１　（コ
ロナ印加電圧：　交流４，５ｋＶｒｍａ、１ｋＨｚ、グ
リッド電圧：　Ｏｖ）で感光体表面を除電しなが収　半
導体レーザ５２を発光させ、感光体４４上にネガの黒信
号を露光しｔもその後感光体４４をランプ５３により全
面光照射し九　すると、レーザ信号露光部にはＯｖ、信
号非露光部には一８３０Ｖの電位が現れた　この潜像を
現像ローラ４３に一６００Ｖを印加した現像状態の黒の
現像器４２で反転現像し黒のトナー像を形成した後、コ
ロナ除電器５４　（コロナ印加電圧：　交流４．　５ｋ
Ｖｒｍａ、１ｋＨｚ）で除電し九次へ　再びランプ５０
で光を照射しながらコロナ帯電器４９　（コロトロン帯
電器　コロナ電圧ニー７ｋＶ）で感光体４４を一１８０
０Ｖに帯電した　このとき、黒トナーの付着した部分の
感光体４４の帯電電位は一２４００Ｖになっ九　さら圏
コロナ除電器５１　（コロナ印加電圧：　交流４．５ｋ
Ｖｒｍａ、１ｋＨｚ、　　グリッド電圧：　Ｏｖ）で表
面を除電しながら半導体レーザ５２を発光させ、感光体
４４上にネガのイエロ信号を露光した　その後、感光体
４４をランプ５３により全面光照射し丸　すると、裸部
およびトナー付着部のレーザ信号露光部にはＯｖ、裸部
のレーザ信号非露光部には一８３０ｖ、　トナー付着部
のレーザ信号非露光部には一９３０ｖの電位が現れ九　
次く　この感光体を現像ローラ３６に一８００ｖを印加
した現像状態のイエロの現像器３０および非現像状態の
マゼンタ現像器３１．　　シアン現像器３２および黒現
像器４２に通過させてイエロのトナー像を形成し九　そ
の後、コロナ除電器５４　（コロナ印加電圧：　交流４
．　５ｋＶｒｍｓ、１ｋＨｚ）で除電し九代置　再びラ
ンプ５０で光照射しながらコロナ帯電器４９　（コロト
ロン帯電像　コロナ電圧ニアｋＶ）で感光体４４を一１
８００Ｖに帯電し九このとき、黒およびイエロトナーの
付着した部分の感光体４４の帯電電位は一２４００Ｖに
なっ八代に　コロナ除電器５１　（コロナ印加電圧：　
交流４、　５ｋＶｒｍｓ、　　１ｋＨｚ、　　グリッド
電圧：　ＯＶ）で表面を除電しながぺ　半導体レーザ５
２を発光させ、感光体４４上にネガのマゼンタ信号を露
光し九　その後感光体４４をランプ５３により全面光照
射し九　すると、裸部およびトナー付着部のレーザ信号
露光部にはＯＶ、裸部のレーザ信号非露光部には一８３
０ｖ、　トナー付着部のレーザ信号非露光部には一９３
０Ｖの電位が現れ九　次く感光体４４を非現像状態のイ
エロ現像器３０、現像ローラ３７に一８００Ｖを印加し
た現像状態のマゼンタ現像器３１に通過させてマゼンタ
のトナ像を形成し九　その後、感光体４４を非現像状態
のシアン現像器３２及び黒現像器４２に通過させ旭　後
、コロナ除電器５４　（コロナ印加電圧：交流４．　５
ｋＶｒｍａ、１ｋＨｚ）で除電した最後へ　再びランプ
５０で光照射しながらコロナ帯電器４９　（コロトロン
帯電像　コロナ電圧二十７ｋＶ）で感光体４４を一１８
００Ｖに帯電し丸　このとき、黒・イエロ・マゼンタト
ナーの付着した部分の感光体４４の帯電電位は一２４０
０Ｖになっｔラ　　次に　コロナ除電器５１　（コロナ
印加電圧：　交流４．　５ｋＶｒｍｓ、１ｋＨｚ、グリ
ッド電圧：　Ｏｖ）で表面を除電しなか収　半導体レー
ザ５２を発光させ、感光体４４上にネガのシアン信号を
露光した　その後感光体４４をランプ５３により全面光
照射しな　すると、裸部およびトナー付着部のレーザ信
号露光部にはＯＶ、裸部のレーザ信号非露光部には一８
３０Ｖ、　トナー付着部のレーザ信号非露光部には一９
３０Ｖの電位が現れ九　次へ　感光体４４を非現像状態
のイエロ現像器３０及びマゼンタの現像器３１、現像ロ
ーラ３８に一８００Ｖを印加した現像状態のシアン現像
器３２に通過させてシアンのトナー像を形成し感光体４
４上にカラー画像を完成し九 こうして感光体４４上に得られたカラートナー像を、あ
らかじめ紙吸着ブラシ５５と紙吸着帯電器５６により転
写ベルト５７に密着させた紙５８（、、、転写帯電器５
９によって転写した柩　定着器６０により熱定着し九　
−人　転写機　感光体４４の表面を、コロナ除電器５４
　（コロナ印加電圧二交流４．　５　ｋ　Ｖ　ｒｍｓ、
　　１　ｋ　Ｈｚ、直流電圧−８００Ｖを重畳）でマイ
ナスに帯電した後、　１５０Ｖの電圧を印加した導電性
ファーブラシ６１を感光体４４に圧接しクリーニングし
九 その結果　裸部とトナー付着部とでのトナーの現像量が
均一な色の重なりの美しいカラー画像が得られ九 発明の効果 本発明によれば感光体上でカラートナーを重ね合わせフ
ルカラー像を得るカラー画像形成方法において、　トナ
ー付着部と裸部の露光電位を等しくし　高品位のカラー
画像が得られるカラー画像形成方法を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる感光体の構成の１実施例を示す
構成は　第２図は第１図に示した感光体を用いたカラー
画像形成方法の１実施例の動作説明＠　第３図は本発明
方法に用いるカラー画像形成装置の断面医　第４図は従
来のカラー画像形成方法に用いる装置の断面図である。 ３０・・・イエロ現像像　３１・・・マゼンタ現像像３
２・・・シアン現像器　４２・・・黒現像器　４４・・
・感光体　４９・・・コロナ帯電像　５０・・・ランプ
、５１・・・コロナ除電器　５２・・・半導体レーザ、
　５３・・・ランス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光層の表面に透明絶縁層を有する感光体を用い
   、黒・イエロ・マゼンタ・シアンのトナーを用い、コロ
   ナ帯電、信号露光と同時のコロナ除電、全面光照射、前
   記トナーによる現像のサイクルを複数回繰り返して、前
   記感光体上にカラーのトナー像を重ね合わせ直接カラー
   像を得るカラー画像形成方法。
2. （２）透明絶縁層は、感光層と略同等の静電容量を有す
   ることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成方法
   。