JPH04158373A - カラー電子写真方法 - 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（よ　複写機あるいはプリンタなどのカラーハー
ドコピー装置に利用できる画像形成方法に関するもので
あム 従来の技術 現在　広く複写機やレーザプリンタに用いられている電
子写真装置において（よ　例えば電子写真感光体のよう
な静電潜像保持体上に静電潜像を書き込んだ後、帯電し
たトナーを静電付着させ現像し　その後トナーの極性と
は逆極性の電圧を印加したコロナ帯電器を用いて普通紙
にコロナ転写じ普通紙上にトナー像を得る方法がよく知
られている。その様な一例として、例えば特願昭６３−
１９６５８６号がある。その概略を第３図を用いて説明
する。

現像器ｌ、　２、３（よ　直流電界でトナーを飛翔させ
る非接触型の非磁性ｌ成分現像器であり、アルミニウム
製の現像ローラ４、５、６、これらに接触した導電性の
ファーブラシ７、８、９およびウレタンゴム製のブレー
ド１０、１１，１２がら構成されも　トナーは　ファー
ブラシ７、８、９により摩擦帯電され　現像ローラ４、
５、６上に供給された後、ブレードｌＯ１１１、１２に
より薄層化される。現像器１にはイエロー（Ｙ）、現像
器２にはマゼンタ（Ｍ）、現像器３にはシアン（Ｃ）の
トナーが入っていも　このトナー（戴　バインダ樹肥　
各色顔粁　電荷制御剤等からなる粒径１０μｍ程度の非
磁性−成分絶縁性トナーである。各現像器は感光体１５
の周辺に対向設置されており、現像時には現像ローラ４
、５、６と感光体１５とが近接（０，１５ｍｍ）Ｌ　　
トナーが感光体に接触し　非現像時には離間（０，，７
ｍｍ）するような離接機構が取り付けられている。また
黒現像器１３ｉ１　　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る。この黒現像器１３ｋ　　現
像ローラ１４と感光体１５との間隙を一定にして、感光
体１５の周辺に対向設置され現像時には感光体１５に近
接（０，５ｍｍ）Ｌ非現像時には離間する離接機構が取
り付けられていも 感光体として無定型セレンテルル（Ｓｅ−Ｔｅ）感光体
ドラム１５を用し入　帯電器１６により帯電電位＋９０
０ｖに帯電すム　次に　半導体レーザ１７を発光させ、
感光体１５上にネガの黒信号を露光し　静電潜像を形成
する。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、−度盛光体１５を交流コロナ帯電器１８
で除電すム　次に　再びコロナ帯電器１６で感光体１５
を＋６００■に帯電すム　そのの杖　感光体１５に半導
体レーザ１７によりイエローに対応する信号光を露光し
イエローの静電潜像を形成する。

次に　この感光体を現像ローラ４に＋６００Ｖを印加し
た現像状態のイエローの現像器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
通過させてイエローのトナー像を形成す４　次に　この
感光体１５を交流コロナ帯電器１８で除電し　再びコロ
ナ帯電器１６によって感光体１５を＋８１０Ｖに帯電す
る。その夜　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る。

欠番、−感光体１５を非現像状態のイエロー現像器ｌ、
現像ローラ５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
　その後、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に通過させも　次に　感光体１５を交流
コロナ帯電器１８で除電し　再びコロナ帯電器１６によ
って感光体１５を＋８５０Ｖに帯電すも　その後、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も　次艮感光体１５を非現像状
態のイエロー現像器１及びマゼンタの現像器２、現像ロ
ーラ６に＋８３０ｖ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１５上
にカラー画像を完成すも　普通紙１９を、＋１ｋＶの電
圧を印加したステンレス製のファーブラシ２０に接触さ
せながら転写ベルト２１上を搬送し　紙吸着帯電器２２
との間を通過させ、転写ベルト２１に密着させも　この
紙１９Ｇ；ｇ光体１５上に得られたカラートナー像を転
写帯電器２３によって転写した徽紙分離帯電器２４によ
り紙を帯電した後、紙を転写ベル）２１から分離し　プ
ラス帯電器２５とマイナス帯電器２６よりなる帯電器対
の間を通過させ帯電し　さらに定着器２７により熱定着
する。

発明が解決しようとする課題 従来例で用いた非接触の直流電界飛翔現像法の代わりに
　より長寿命の現像剤である２成分磁気ブラシ現像剤を
用いて、接触現像を行なった　ここで、この２成分現像
剤として、粒径が約１０μｍのトナーと、粒径が１００
μｍの鉄粉キャリアとを混合したものを用ｔ、Ｘ、現像
ギャップを５００μｍに設定して現像し九　その結果　
著しい画像の乱れや色濁りが発生し　フルカラー画像等
の再現には不向きであることがわかった そこて　本発明の目的Ｃｔｇ光体上にトナー像を重ね合
わせるカラー電子写真方法において、　トナー像を担持
した感光体上にさらに接触現像を行なって叡　画像の乱
れや色濁りを発生しない高画質なカラー電子写真現像方
法を提供することにあム 課題を解決するための手段 本発明は　複数色のトナーを用いて、帯電・露光・反転
現像工程を繰り返Ｌ　感光体上にカラートナー像を形成
したのち紙に一括転写するカラー電子写真方法であって
、前記現像工程力＼　平均粒径５μｍ以下のトナーと平
均粒径３０μｍ以下の磁性樹脂キャリアとを混合し　磁
石ローラを内包する現像ローラ上に担持し　前記現像ロ
ーラを現像ギャップ０．３ｍｍ以下の間隙をあけて感光
体に対向配置し　前記現像剤を感光体と接触させて現像
する現像工程であるカラー電子写真方法であム 作用 ２成分磁気ブラシ現像剤のトナーとキャリアの粒径を変
化させ、それぞれの感光体への接触圧力と現像状態とを
調べ丸　な抵　現像ギャップと現像剤層厚規制ギャップ
は常に等しくシた　　その結果　平均粒径が約１０μｍ
のトナーと、約１００μｍのキャリアとを混合し　現像
ギャップを０゜５ｍｍに設定したときの接触圧力は１０
〜８０ｇ／ｃｍ”であっ九　このとき、画像には著しい
乱れや色濁りが発生し　フルカラー画像等の再現には不
適当であっ九　また　平均粒径が約５μｍのトナーと、
約３０μｍのキャリアとを混合し　現像ギャップを０．
３ｍｍに設定したときの接触圧力は３〜８ｇ／ｃｍ”で
あった　このとき（よ　画像の乱れや色濁りがほとんど
なく、高画質なフルカラー画像が再現された しかるに　本発明によれば感光体表面に対する磁気ブラ
シの接触圧力を従来よりも小さくできるた敢　トナー像
上に磁気ブラシを摺擦させて舷側像の乱れや色濁りを生
じることがなｔ、％　　よ゛って、高解像度な接触現像
を用いたカラー電子写真記録が行なえ　高画質なカラー
画像を提供することができも　また　従来の非磁性−成
分現像剤に比べて、劣化が少なく長寿命な２成分現像剤
を用いることができるた数　装置の信頼性が向上すも　
さらく　本発明（ヨトナーの粒径が細かいためにトナー
を重ね合わせて新たな色を合成するフルカラーの再現に
特に好適であ４　すなわ板　得られた画像は　トナーの
粒径によるざらつき感がないだけでなく、　トナーを幾
層にも重ね合わせてもインク層が厚くならず、グラビア
印刷と変わらなしくまったく違和感のないカラー画像が
得られる。

実施例 以下に　本発明の実施例について図面を参照しながら説
明すも　第１図（よ　本発明のカラー電子写真方法を用
いた装置の構成図である。

感光体ドラム５０（友　アルミニウム等の導電性支持体
（直径１５２．　８ｍｍ）上に　無定型セレンテルル（
Ｓｅ−Ｔｅ）からなる感光層（厚み６３μ■　比誘電率
的７、赤外域に長波長増感した機能分離型セレン感光体
　波長７９０ｎｍにおける半減露光量０．６μＪ　／　
ｃ　ｍ”）を形成してなるものて　矢印Ａ方向に周速１
６０ｍｍ／ｓで回転すム 帯電器５１（よ　アルミニウム（ＡＩ）等からなる筐体
の一側面を開放したシールドケース内くタングステン（
Ｗ）等からなるワイヤを架張しこのワイヤと感光体ドラ
ム５０との間に例えばメツシュ状のグリッド電極を配置
した　いわゆるスコロトロン帯電器であも 露光器５２（よ　半導体レーザ（波長７９０ｎｍ）を発
光源として用（＼　その走査光学系であるポリゴンミラ
ーおよびｆ−θレンズ等から構成されていも　半導体レ
ーザの感光体ドラム５０面上での光強度は１．　５ｍＷ
としμ　な耘　露光器５２として、発光ダイオードアレ
イ（ＬＥＤ）と自己集束型ロッドレンズアレイ（ＳＬＡ
）、また（よ　蛍光体等の光源と液晶シャッターアレイ
（ＬＣ５）などを用いてもよしも 現像器５３ａ−ｄｌよ　各々イエロー（Ｙ）、、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の絶縁性ト
ナーと磁性キャリアよりなる２成分現像剤を収納した接
触型の磁気ブラシ現像器である。

（以下、添字ａ　−ｄはそれぞしａ：　　イエロー、ｂ
：　マゼンダ、　Ｃ：　シアン、　ｄ：　ブラックの現
像器の構成の一部であることを示す。）　現像器５３ａ
−ｄζよ　各々の現像ローラ５４ａ〜ｄと感光体ドラム
５０との間隙（現像ギャップ）を一定にして、感光体ド
ラム５０の周辺に対向設置しへ各現像器５３ａ−ｄｌ；
Ｌ　　矢印Ｂに方向を示すように　現像時には感光体ド
ラム５０に近接し　非現像時には離間する離接機構（図
示せず）が取り付けられている。現像器５３（裏　現像
ローラ５４、ドクターブレード５５、スクレーパ５６、
現像剤供給部材５７、現像剤撹拌羽根５８から構成され
も　また　現像ローラ５４（よ　第２図に示したように
　磁極が８極の磁石ローラ５９（以下、マグローラ）を
内包する現像スリーブ６０より構成される。現像スリー
ブ６０上での磁束密度は１０００Ｇｓである。現像スリ
ーブ６０の直径は３１ｍ瓜　回転数は１３０ｒｐｍであ
り、マグローラ５９の回転数は１３００ｒｐｍである。

このとき、現像スリーブ６０およびマグローラ５９はそ
れぞれ図示した矢印ＣおよびＤの方向に回転するものと
し　現像剤を矢印Ｅ方向に搬送し丸　トナー！よトナー
供給コイル部材（図示せず）によって外部から現像器５
３の内部に送り込まれ　現像剤撹拌羽根５８でキャリア
と混合され摩擦帯電される。

さらに現像剤供給部材５７により現像ローラ５４へと供
給されも　現像ローラ５４上に供給・担持した現像剤（
よ　磁性のドクターブレード５５により規制ギャップ０
．２ｍｍに規制し九　現像ローラ５４上の現像剤は　現
像に用いられた後、スクレーパ５６によって掻き落とさ
れる構造になっていも　現像ローラ５４に（よ　現像時
にトナーを感光体ドラム５０に静電気的に付着させるた
めの現像バイアス電圧が印加されていも 本発明に用いるトナー（よ　カーボンブラックやフタロ
シアニンなどの着色顔料を、スチレン樹脂やアクリル樹
脂などのバインダ樹脂に分散し粉砕後分級したものであ
る。このトナーは噴霧乾燥によって得られる粉体でもよ
いし　またパール重合法等で化学的に得られる粉体であ
っても良（も　さらにトナー粒子はそのままキャリアに
混合しても良いし　使用条件によって（ヨトナーの表面
にシリカ微粒子やフッ素樹脂微粉末を付着させたもので
あっても良（℃　使用するトナー（上　分級によりその
平均粒径を５μｍ以下としている。また　本発明に用い
るキャリアｌ；ＬＭｎフェライトやマグネタイトなどの
微粉末を３０〜８０％程度の割合で、スチレン樹脂　エ
ポキシ樹脂　スチレンアクリル樹脂等に分散混合し粉砕
分級したものが用いられる。キャリアも分級により平均
粒径を３０μｍ以下としていも 転写器６４（よ　転写ベルト６５、ファーブラシ６６、
紙吸着帯電器６７、転写ローラ６８から構成される。転
写ベルト６５（戴　シリコーン樹脂等の絶縁性の弾性体
シートを無端状に構成したもので、その背面には導電性
処理を施しており、矢印Ｆ方向に回転ずも　ステンレス
製のファーブラシ６６１表　その先端を転写ベルト６５
の表面に常時接触させていａ　紙吸着帯電器６７は　い
わゆるコロナ帯電器であり、転写ベルト６５の背面に電
荷を与え　記録媒体７２（ＰＰＣ用紙）を転写ベルト６
５の表面に静電気的に吸着させも　転写ローラ６８（友
　導電性の弾性体ローうであり、矢印Ｇに方向を示すよ
う圏　転写時に転写ベルト６５を介して感光体ドラム５
０に所定の圧力で当接し非転写時には離間するように離
接機構（図示せず）が設けられていも　また　転写器　
転写ローラ６８に（ヨトナーの帯電極性とは逆極性のバ
イアス電圧が印加されも さらに　感光体ドラム５０周辺には　除電器７０および
クリーナ７１が配置されていも　除電器７０　ＥＬ　　
いわゆる交流コロナ帯電器である。またクリーナ７１ζ
友　ウェブシートを巻回したローラから構成され　矢印
Ｈに方向を示すようへ　クリーニング時は感光体ドラム
５０に所定の圧力で当接し　非クリーニング時は離間す
るように離接機構（図示せず）が設けられている。

次く　以上のように構成された実施例の動作について詳
細に説明する。

まず、感光体ドラム５０を帯電器５１　（コロナ電圧：
＋７ｋＶ、　　グリッド電圧二　２ｋＶ）により、表面
電位＋９００Ｖに帯電させも　次く　露光器５２の半導
体レーザを発光させ、感光体ドラム５０上にネガの黒信
号を露光して、静電潜像を形成すも　この静電潜像を、
現像ローラ５４ｄに＋６００Ｖを印加した現像状態の黒
の現像器５３ｄで反転現像し　黒のトナー像を形成した
後、感光体ドラム５０を交流コロナ帯電器７０　（印加
交流電圧；　　４．　５ｋＶｒｍｓ、直流バイアス成分
；＋２００ｖ）で除電すム 次に　再び帯電器５１（コロナ電圧：　　＋７ｋＶ、グ
リッド電圧：＋６００Ｖ）で感光体ドラム５０を＋６０
０ｖに帯電すも　そのの＆ｇ光体ドラム５０に露光器５
２によりイエローに対応する信号光を露光しイエローの
静電潜像を形成する。次に　この感光体ドラム５０を、
現像ローラ５４ａに＋６００■を印加した現像状態のイ
エローの現像器５３ａおよび非現像状態のマゼンタ現像
器５３ｂ、シアン現像器５３ｃ、黒現像器５３ｄに通過
させてイエローのトナー像を接触現像で形成す４　次へ
　この感光体ドラム５０を交流コロナ帯電器７０（印加
交流電圧；　　４．　５ｋＶｒｍｓ、直流バイアス成分
；＋２００Ｖ）で除電すもさらく　再びコロナ帯電器５
１　（コロナ電圧：＋７　ｋＶ、グリッド電圧：　＋９
４０ｖ）によって感光体ドラム５０を＋８１０Ｖに帯電
すも　その眞　露光器５２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　改番ミ感
光体ドラム５０を非現像状態のイエロー現像器５３ａ１
　現像ローラ５４ｂに＋８００Ｖを印加した現像状態の
マゼンタ現像器５３ｂに通過させてマゼンタのトナー像
を接触現像で形成すも　その直感光体ドラム５０を非現
像状態のシアン現像器５３ｃ及び黒現像器５３ｄに通過
させも　次に感光体ドラム５０を交流コロナ帯電器７０
　（印加交流電圧；　　４．　５ｋＶｒｍｓ、直流バイ
アス成分、＋２００Ｖ）で除電すも 次く　再びコロナ帯電器５１によって感光体ドラム５０
を＋８５０Ｖに帯電すム　その抵　露光器５２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　次く　感光体ドラム５０を非現像状態のイエロー
現像器５３ａ及びマゼンタの現像器５３ｂ、現像ローラ
５４ｃに＋８３０Ｖを印加した現像状態のシアン現像器
５３ｃに通過させてシアンのトナー像を接触現像で形成
し　非現像状態の黒現像器５３ｄを通過させて、感光体
ドラム５０上に４色のトナーからなるカラー画像を完成
させも 記録媒体７２を、＋１ｋＶの電圧を印加したファーブラ
シ６６と接触させなが収　転写ベルト６５上に送り、紙
吸着帯電器６７（印加電圧；−６ｋＶ）との間を通過さ
せ、転写ベルト６５の表面に密着させも　その黴　転写
ローラ６８にバイアス電圧（−６００Ｖ）を印加し　転
写ベルト６５を介して、感光体ドラム５０と記録媒体７
２とを密着させ、　トナー像を記録媒体７２上に静電気
的に転写すも 最後ニ感光体ドラム５０表面を交流コロナ帯電器７０　
（印加交流電圧；　　４．　５ｋＶｒｍｓ、直流バイア
ス成分、　　＋２００Ｖ）でコロナ曝露し感光体ドラム
５０を均一に除電したの板　クリーナ７１を用いて感光
体上に残留したトナーを完全に除去すム　こうして、ク
リーニングされた感光体ドラム５０１よ　次のカラー画
像形成に供されも以上に説明したカラー電子写真方法お
よび装置を用いて、実際にカラー画像の記録を行なっ九
このとき、２成分磁気ブラシ現像剤のトナー及びキャリ
アの粒径を変化させ、感光体ドラム５ｏへの接触圧力を
測定し　さら艮　それぞれの現像状態を評価し九　な耘
　それぞれの現像条件において、現像ギャップと現像剤
層厚規制ギャップは等しくシた　　平均粒径が約５μｍ
のトナー（密度１゜３）と、約３０μｍのキャリア（密
度２．７）とを混合し　現像ギャップを０．３ｍｍに設
定したときの接触圧力は３〜８ｇ／ｃｍ”であっｆ、　
　このとき、磁気ブラシの摺擦による画像の乱れや、ト
ナー付着による色濁りはほとんどなく、高画質なフルカ
ラー画像が再現された　また　平均粒径が約１μｍのト
ナーと、約１５μｍのキャリアとを用ｔ、％　　現像ギ
ャップを０．２ｍｍに設定したときの接触圧力は１〜５
ｇ／ｃｍ”、であり、さらにシャープで高画質なフルカ
ラー画像が得られ九このプロセスを、温度３０＠相対湿
度８０％の環境で１００００回繰り返した力（カラー　
画像に濁りは発生せ哄　しかも現像機内部に他色のトナ
ーが混入することもなかっ九 しかし　トナーの平均粒径を０．１μｍ以下にすると、
著しく転写性能が低下し　まＬ　クリーニング不良が発
生した　また　キャリアの平均粒径を５μｍ以下にする
と、感光体へのキャリア付着が発生し　実用に供せなか
った な耘　本発明に使用する感光体ドラム５０は無定型セレ
ンテルルで構成するとした力丈　酸化亜銖硫化カドミウ
ム　有機感光体等を用いることもできも　特へ　その誘
電層あるいは感光層の厚みは１０μｍ以下にすれば　ト
ナーの粒径が細かくなったことによる画像の鮮鋭度の向
上がより明確に現られム　さらに　静電記録紙上に直接
トナー像を形成し　静電転写を行なわないような構成と
してもよ１１〜 発明の効果 本発明によれば　感光体表面に対する磁気ブラシの接触
圧力を従来よりも小さくできるたぬ　トナー像上に磁気
ブラシを摺擦させて鯨　画像の乱れや色濁りを生じるこ
とがなく、高解像度なカラー電子写真記録が行なえも　
また　従来の非磁性−成分現像剤に比べて、現像剤の劣
化が低減しその長寿命化が図れるた数　装置の信頼性が
向上すも　さら＆ミ　トナーの粒径が細かいために　ト
ナーを重ね合わせて新たな色を合成するフルカラーの再
現に特に好適であム　すなわぢ　得られた画像（ヨトナ
ーの粒径によるざらつき感がないだけでなく、　トナー
を幾層にも重ね合わせてもインク層が厚くならず、グラ
ビア印刷と変わらな（＼まったく違和感のないカラー画
像が得られム

【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を用いた装
置の構成図　第２図は本発明の実施例である現像ローラ
の断面医　第３図は従来のカラー電子写真方法を用いた
装置の構成図であ４５０・・・感光体　５１・・・帯電
ｕ　　５２・・・露光像５３ａ−ｄ・・・現像器（イエ
ロー、マゼンダ、　シアン、ブラック）、　５４・・・
現像ローラ、　５９・・・マグローラ、　６０・・・現
像スリーブ、　６４・・・転写器代理人の氏名　弁理士
　小鍜治　明　ほか２名５１１＋−＊丸棒ドラム ５Ｉ−−−弗　電　ム ぴ　−転　′ｆ　６ 纂１図 父−瞥光秤ドラム 、Ｗ−一一清ＩＩ　Ｄ−ラ ５５−一　　ド　　り　　タ　　−　　ウ　　し　　−
　　ドロ０−−−　１艷　１１　ス　　リ　　−　　゛
ブ帛２因

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数色のトナーを用いて、帯電・露光・反転現像
   工程を繰り返し、感光体上にカラートナー像を形成した
   のち紙に一括転写するカラー電子写真方法であって、前
   記現像工程力が、平均粒径５μｍ以下のトナーと平均粒
   径３０μｍ以下の磁性樹脂キャリアとを混合し、磁石ロ
   ーラを内包する現像ローラ上に担持し、前記現像ローラ
   を現像ギャップ０．３ｍｍ以下の間隙をあけて感光体に
   対向配置し、前記現像剤を感光体と接触させて現像する
   現像工程であるカラー電子写真方法。
2. （２）トナーの色が、イエロー、マゼンダ、シアンおよ
   びブラックであることを特徴とする請求項１記載のカラ
   ー電子写真方法。