JPH05265302A

JPH05265302A - 二色画像形成法

Info

Publication number: JPH05265302A
Application number: JP4062529A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Kurita; 隆治栗田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1993-10-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】特別なトナー分離手段を必要とすることな
く、第二現像器の現像剤への第一トナーの混入を大幅に
抑制できる二色画像形成方法を提供する。【構成】感光体２０表面に形成された第一の静電潜像
を第一現像器２４により第一トナーにて現像し、さらに
感光体２０上に形成された第二の静電潜像を第二現像器
２７により第二トナーにて現像し、ついで感光体２０上
のトナー画像を転写材上に転写する二色画像形成法にお
いて、前記第一及び第二トナーとして、前記第一トナー
の方が前記第二トナーよりもＡＣ印加による現像性向上
の少ないものを使用するとともに、前記第二現像器２７
におけるキャリアに対する前記第一トナーの帯電性は前
記第二トナーの帯電性よりも低くすることを特徴とする
二色画像形成法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式の複写機、
プリンタ等における二色画像形成法、さらに詳しくは二
成分乾式現像剤を用いる二色画像形成法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の複写機、プリ
ンタ等における二色画像形成方法として、最初に静電潜
像担持体上に形成された第一の静電潜像を第一トナーを
用いて現像し、ついで前記潜像担持体上に形成された第
二の静電潜像を第一トナーと同極性に帯電した第二トナ
ーにより現像する方法が知られている。

【０００３】この方法によると、例えば図２に示すよう
に、一つの感光体ドラム１０が図上矢印方向に一回転す
る間に、帯電→第一露光→第一現像→第二帯電→第二露
光→第二現像→転写の各工程が実施される。すなわち、
感光体ドラム１０の周囲にメイン帯電チャージャ１１、
第一露光手段１２、第一現像器１３、第２帯電チャージ
ャ１４、第二露光手段１５、第二現像器１６、転写チャ
ージャ１７、クリーニング装置１８、イレーサランプ１
９等が配置され、図３に示す作像プロセスに従って現像
が行われる。

【０００４】すなわち、（ａ）感光体ドラム１０の表面をメインチャージャ１
１で電位Ｖ₀₁に帯電させる。電位は通常、−５００〜−
１０００Ｖである。（ｂ）レーザビーム等を照射して露光を行い、第一潜
像を形成する。（ｃ）第一現像器１３によりカラートナーＴ_cとキャ
リアを含む二成分現像剤を用い、バイアス電圧Ｖ_B1を印
加して反転現像する。（ｄ）次いで、第二帯電チャージャ１４を用い、感光
体ドラム表面を均一Ｖ₀₂に再帯電する。（ｄ）さらに、レーザビーム等で第二露光を行って第
二潜像を形成する。（ｆ）第二現像器１６により黒色トナーＴ_bとキャリ
アを含む二成分現像剤を用い、バイアス電圧Ｖ_B2を印加
して反転現像を行う。（ｇ）最後に得られた二色トナー画像を転写チャージ
ャ１７により紙等の記録保持体上に転写し、定着手段に
て定着する。

【０００５】このような画像形成方法では、第一現像に
て使用されたトナー（カラー）が第二現像に用いられる
現像剤中に徐々に混入して、複写枚数の増大に伴って黒
の濁りを生ずるという問題がある。このような問題は磁
気ブラシ方式の現像器では特に顕著に現れる。何故なら
第一現像により先に感光体表面に形成された第一トナー
像が第二現像時、磁気ブラシの穂によってかきとられ、
第一トナーの一部が第二現像剤中に混入し、混色するか
らである。

【０００６】このような混色による影響を防ぐには、第
一トナーの第二現像剤中への混入をできるだけ少なくす
るか、混入した第一トナーを速やかに分離する必要があ
る。そのための方策として、第二現像器として一成分現
像方式の現像器を用いる方法、二成分現像を用いる場合
は、現像スリーブ感光体周速比をできるだけ小さくし
て、かきとり効果を小さくする、ＡＣ電圧を印加するな
どの方法が知られている。このほか、混入した第一トナ
ーを分離する各種の方法が試みられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では第一トナーの第二現像剤中への混入防止は不完
全で、どうしても混入した第一トナーの分離手段が必要
であった。これは装置を複雑にし、コストを上げる要因
となっている。本発明は静電潜像担持体表面に形成され
た第一の静電潜像を第一現像器により第一トナーにて現
像し、さらに静電潜像担持体上に形成された第二の静電
潜像を第二現像器により第二トナーにて現像し、ついで
静電潜像担持体上のトナー画像を転写材上に転写する二
色画像形成法において、特別なトナー分離手段を必要と
することなく、第二現像器の現像剤への第一トナーの混
入を大幅に抑制できる二色画像形成方法を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的に従
い、静電潜像担持体表面に形成された第一の静電潜像を
第一現像器により第一トナーにて現像し、さらに静電潜
像担持体上に形成された第二の静電潜像を第二現像器に
より第二トナーにて現像し、ついで静電潜像担持体上の
トナー画像を転写材上に転写する二色画像形成法におい
て、前記第一及び第二トナーとして、前記第一トナーの
方が前記第二トナーよりもＡＣ印加による現像性向上の
少ないものを使用するとともに、前記第二現像器におけ
るキャリアに対する前記第一トナーの帯電性は前記第二
トナーの帯電性よりも低くすることを特徴とする二色画
像形成法を提供するものである。

【０００９】前記第一トナーの方が第二トナーよりもＡ
Ｃ印加による現像性向上が少なくなる場合として、例え
ば第一トナーの方が第二トナーよりも後処理剤の添加が
少ない場合及び（又は）粒径が小さい場合が考えられ
る。また、前記第二現像器におけるキャリアに対する第
一トナーの帯電性が第二トナーの帯電性より低いとは、
換言すれば、同じトナーに対しては、トナーに対し帯電
量を与える効率が第二現像器におけるキャリアの方が低
いということである。

【００１０】前記第二現像器における現像剤のキャリア
としてはフエライト、鉄等よりも極性の小さいバインダ
型キャリアが考えられる。このバインダ型キャリアは一
般にマイナス帯電トナーに対して、フエライトキャリア
よりも帯電性が弱いという特徴をもっている。例えば、
第二現像器のスリーブ上の現像剤の量を少なく、１０〜
１４ｍｇ／ｃｍ²の範囲の薄層に制限し、また、周速比
（スリーブ周速／静電潜像担持体周速）θは１．０に近
い値（０．７〜１．３程度）で、現像スリーブと静電潜
像担持体との間に印加されるＡＣの周波数を１〜３ｋＨ
ｚとすることが考えられる。さらに現像部に対向する磁
極を同極に着磁した２極により構成することが考えられ
る。

【００１１】第一現像には通常の二成分現像器を用いる
ことができる。この場合、ＡＣ印加を行わず、ＡＣ印加
効果の少ないトナーを用いることが考えられる。現像は
比較的高い周速比θで、例えば１．４〜３の範囲のθで
行うことができる。ＡＣ印加効果の小さいトナーは、前
述のように、後処理剤の添加量を少なくするか（０．１
％以下）、或いはトナー粒径を小さくすることによって
得られる。このようなトナーはファンデルワールス力に
よる凝集性が強く、第一現像で形成されたトナー画像は
しっかりしており、第二現像の影響を受けにくい。第二
現像はＡＣ電圧を印加して行うことが考えられるが、そ
の場合、第一現像による画像はＡＣ電場の影響をほとん
ど受けないので振動して動くことはなく、第一トナーが
第二現像剤の中に混入し難い。なお、第二現像器に関す
る周速比θを前述のように１．０に近くすると、磁気ブ
ラシによる画像かきとりが抑制され、特に、例えば現像
部が同極性の２極で構成された磁極の場合は、この磁極
間に現像剤が存在せず、しかも現像性は良好となる。第
一トナー画像に第二現像のキャリアは若干接触するが、
第二現像器のキャリアに対する第一トナーの帯電性は前
述のように小さいので、該キャリアに吸着されるトナー
は少なく、第二現像剤中への第一トナーの混入は無視し
得る。第二現像におけるＡＣ電圧の印加は１〜３ｋＨｚ
で、電場のピーク値が１０ｋＶ／ｃｍ以上あればよい。

【００１２】第二トナーはＡＣ印加効果の大きい、電場
による励起を受け易いトナー、一般には後処理剤添加量
の多いトナーが考えられる。

【００１３】

【実施例】以下本発明方法の実施例を該方法の実施に用
いる装置例とともに図面を参照して説明する。図１は電
子写真方式の二色プリンタの概略を示している。該プリ
ンタは、中央部に感光体ドラム２０を有し、該ドラムの
周囲には第一帯電チャージャ（スコロトロン）２１、第
一現像器２４、第二帯電チャージャ（スコロトロン）２
５、第二現像器２７、転写チャージャ２８、分離チャー
ジャ２９、クリーニング装置３０及びイレーサランプ３
１が順次配置されている。

【００１４】感光体ドラム２０の上方にはポリゴンスキ
ャナ２３及び該スキャナに画像に対応するレーザ光を投
射する第一及び第二のレーザヘッド２２１、２６１を含
む光学系が配置されている。また、転写チャージャ２８
の左側には転写材ないし記録材である記録用紙を収めた
給紙カセット３２、該カセット中の用紙を送り出す給紙
ローラ３３及び用紙を感光体ドラム２０上のトナー画像
に同期させて供給するためのタイミングローラ３４が順
次配置されている。

【００１５】分離チャージャ２９の右側にはトナー画像
を転写された用紙を搬送する搬送ベルト３５、用紙上の
トナー画像を定着させる定着ロール３６、排紙ローラ３
７及び排紙トレイ３８が順次配置されている。前記感光
体ドラム２０は、有機感光体ドラムであり、外径１００
ｍｍ、感光体周速（システム速度）１１０ｍｍ／ｓｅｃ
である。

【００１６】第一現像器２４は磁気ブラシタイプの現像
器であり、固定磁石ロールの外側を現像スリーブが回転
するものである。この現像器２４にはキャリアとトナー
からなる二成分現像剤が収められている。該現像剤にお
けるキャリアは平均粒径が６０μｍの球形フエライトキ
ャリアである。

【００１７】また、トナーは非磁性の赤色トナーであ
り、前記キャリアに対する接触帯電極性が負のものであ
る。該トナーをさらに詳述すると、スチレンアクリル共
重合体１００重量部、負帯電用荷電制御剤４重量部及び
赤色顔料５重量部を溶融混合した後に冷却し、粉砕、分
級して平均粒径９μｍの粉体とし、後処理剤として、表
面疎水化処理を行ったシリカの微粒子を０．０５ｗｔ％
混合したものである。なお、この現像剤のトナー濃度は
約５重量％である。

【００１８】第二現像器２７も磁気ブラシタイプの現像
器であり、固定磁石ロールの外側を現像スリーブが回転
することは第一現像器と同じである。しかし、現像器２
４では現像スリーブの回転が速く、現像スリーブ／感光
体ドラム周速比θが２．４であるのに対し、第二現像器
２７では、θ＝１．０で等速であり、また、感光体／ス
リーブ間距離も前者の０．７ｍｍに対し後者は０．４ｍ
ｍと接近している。

【００１９】各現像器において、現像部に対向する磁極
は同極性に着磁された２極により構成されている。さら
に、第一現像器２４の方はＤＣバイアス（Ｖ_B1＝−５０
０Ｖ）だけ印加して現像するが、第二現像器２７ではＤ
ＣバイアスにＡＣ電圧（２ＫＨｚ，０．８ＫＶ）を重畳
している。第二現像器２７のキャリアは平均粒径が５８
μｍのバインダ型キャリアであり、トナーは平均粒径１
２μｍの黒色トナーで、前記キャリアに対する接触帯電
極性は負である。

【００２０】該黒色トナーはスチレンアクリル共重合体
１００重量部、負帯電用荷電制御剤４重量部、カーボン
ブラック５重量部を溶融混合した後に冷却し、粉砕、分
級して平均粒径１２μｍの粉体とし、後処理剤として表
面疎水化処理したシリカ微粒子を０．６ｗｔ％添加混合
したものである。なお、第二現像器の周速比θは前述の
とおり１．０の等速であり、現像スリーブ上の現像剤は
薄層で、密度は２０ｍｇ／ｃｍ²と低く抑えられてい
る。

【００２１】図１に示すプリンタにおいては、感光体ド
ラム２０は図示しないモータにより図上反時計方向に駆
動され、まず第一帯電チャージャ２１によって表面が一
様に帯電され、次いで光学系におけるレーザヘッド２２
１の作動のもとに最初の露光２２が施されて第一潜像が
形成され、この潜像が第一現像器２４により赤トナーに
よって現像される。さらに第二帯電チャージャ２５によ
って再び帯電され、次いでレーザヘッド２６１の作動の
もとに第二の露光２６が施されて第二潜像が形成され、
これが第二現像器２７によって黒トナーにより現像され
る。

【００２２】一方、用紙は給紙カセット３２から給紙ロ
ーラ３３によって供給され、タイミングローラ３４にお
いて感光体２０上のトナー像と同期をとって感光体２０
と転写チャージャ２８との間へ供給される。ここで転写
チャージャ２８の働きにより感光体２０上のトナー像は
用紙に転写され、その後、該用紙は分離チャージャ２９
により感光体２０から分離され、搬送ベルト３５によっ
て定着ロール３６へ運ばれ、ここでトナー像を定着され
た後、排紙ローラ３７によって排紙トレイ３８へ排出さ
れる。

【００２３】トナー像転写後の感光体ドラム２０はクリ
ーニング装置３０により残留トナーを除去された後、イ
レーサランプ３１によってイレース処理され、再び第一
帯電チャージャ２１に臨む。前述の画像形成時における
電位関係は次のとおりである。・第一帯電チャージャ２１による感光体表面電位Ｖ₀₁：
−６００（Ｖ）・第一露光後の露光部電位：−５０（Ｖ）・第一現像器２４による現像バイアス電圧Ｖ_B1：−５０
０（Ｖ）・第二帯電チャージャ２５による感光体表面電位
（Ｖ₀₂）：−５００（Ｖ）・第二露光後の露光部電位：−５０（Ｖ）・第二現像器２７における現像バイアス電圧Ｖ_B2：−４
００（Ｖ）以上の実施例における特徴は、第一現像によって形成さ
れた赤トナー画像が第二現像によって乱されず、第二現
像剤中に赤トナーがほとんど混入せず、従って第二現像
剤から赤トナーを除去する特別の分離手段は不要であ
る。その理由は第一、第二現像器２４、２７の構成とこ
れら現像器における現像のメカニズムの差及び第一、第
二トナーの性格の差によるものである。

【００２４】第一現像は普通の二成分現像で、磁気ブラ
シの周速を大きくして（θ＝2.4 ）現像剤層中のカウン
ターチャージをスリーブ面に平行な方向に掃き出すこと
で行われる。いわば、メカニカルな現像であり、多少凝
集力の強いトナーでも現像が行われる。これに対し、第
二現像は感光体表面に対して現像剤は相対的に静止の状
態にあり（θ＝１）、トナー、キャリアの薄層にＡＣ電
場を印加することで帯電トナーを振動励起し、カウンタ
ーチャージを現像剤層に垂直方向に拡散除去することで
現像が行われる。従って、トナーはＡＣ電場で容易に動
く、凝集力の小さいものとされる。

【００２５】トナー中に含まれる後処理剤はトナーの流
動性を上げ、トナー補給などの取り扱いを容易にするた
めに必要なものであるが、本例で用いられる現像剤は、
第一トナーでは、通常の添加量よりも少なく、第二トナ
ーでは多量に用いられている。添加量の差と粒径の差に
よって第二トナーのファンデルワールス力は著しく小さ
くなるので、第二トナーは、第一現像器２４の赤色トナ
ーに比べてＡＣ電場で動き易く、第二現像の際に高い現
像性を示し、第一現像で形成された画像に影響を与えな
い。

【００２６】逆に、第一トナーは後処理剤が少なく凝集
力が強いので、ＡＣ電場で励起振動せず、電場によって
動くことはない。したがって、第一現像で形成されたカ
ラートナー画像は乱されず、第一トナーの第二現像剤へ
の混入は実用上無視される。さらに、第二現像器の現像
スリーブ上の現像剤量が２０ｍｇ／ｃｍ²と少なく、周
速比θが１に近いこと、及び負帯電トナーに対してフエ
イトキャリアよりもバインダ型キャリアの帯電性の低い
ことも吸着を防ぎ、混入を小さくする要因となってい
る。

【００２７】以上の方法によると、（１）混色がなく、
鮮明な二色画像が得られ、（２）特別なトナー分離手段
が不要で、小型の現像器を採用でき、（３）磁性トナー
など色調に制約のあるトナーを用いず、色の選択範囲の
広いトナーを用いることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、静
電潜像担持体表面に形成された第一の静電潜像を第一現
像器により第一トナーにて現像し、さらに静電潜像担持
体上に形成された第二の静電潜像を第二現像器により第
二トナーにて現像し、ついで静電潜像担持体上のトナー
画像を転写材上に転写する二色画像形成法において、特
別なトナー分離手段を必要とすることなく、第二現像器
の現像剤への第一トナーの混入を大幅に抑制できる二色
画像形成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施に用いるプリンタ例の概略断
面図である。

【図２】従来画像形成装置例の感光体及びその周囲部分
の概略断面図である。

【図３】図２に示す装置において感光体表面に二色トナ
ー像を形成する工程説明図である。

【符号の説明】

２０感光体ドラム２１第一帯電チャージャ２２第一画像露光２３ポリゴンスキャナ２２１、２６１レーザヘッド２４第一現像器２５第二帯電チャージャ２６第二画像露光２７第二現像器２８転写チャージャ２９分離チャージャ３０クリーニング装置３１イレーサランプ３２給紙カセット３３給紙ローラ３４タイミングローラ３５搬送ベルト３６定着ロール３７排紙ローラ３８排紙トレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体表面に形成された第一の
静電潜像を第一現像器により第一トナーにて現像し、さ
らに静電潜像担持体上に形成された第二の静電潜像を第
二現像器により第二トナーにて現像し、ついで静電潜像
担持体上のトナー画像を転写材上に転写する二色画像形
成法において、前記第一及び第二トナーとして、前記第
一トナーの方が前記第二トナーよりもＡＣ印加による現
像性向上の少ないものを使用するとともに、前記第二現
像器におけるキャリアに対する前記第一トナーの帯電性
は前記第二トナーの帯電性よりも低くすることを特徴と
する二色画像形成法。