JPH06348100A

JPH06348100A - 多色像形成方法

Info

Publication number: JPH06348100A
Application number: JP5132128A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takahashi; 智高橋; Kazuo Yasuda; 和夫安田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1993-06-02
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はフルカラーによる多色画像形成方法
で、順次像担持体面にトナーを重ね合せて多色像を形成
するとき、混色を防止する有効な手段により良好なフル
カラー画像を提供することを目的としている。【構成】回転可能の像担持体を複数回回転することに
より、複数個の現像装置を用いて前記像担持体に対し非
接触で且つ直流、及び交流バイアス電圧を印加し、各々
異なる色のカラートナーを現像し、該カラートナーを重
合わせて多色像を形成する像形成方法において、前記複
数の現像装置には磁性キャリヤと各々異なる色の非磁性
トナーよりなる現像剤を有し、前記像担持体に前記現像
剤の前記非磁性トナーを用いて現像を行う時、現像順に
従って前記非磁性トナーの粒径を大きくしたことを特徴
とする多色像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法による多色像
形成方法に関し、詳しくは像担持体上に複数のトナー像
を重ねてそれを転写材に転写して多色像を形成する多色
像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述の電子写真法による像形成は導電性
基板上に光導電層を有する像担持体上で帯電、像露光、
現像を１サイクルとしてこれを２回以上行なうことによ
り実現される。例えば特開昭60-76766号公報。あるいは
像担持体として光導電層の外側に透過性の絶縁層を設け
たものを用いて、一次帯電、二次帯電同時像露光、一様
露光、現像を１サイクルとして２回以上行なう方法、ま
たは、一次帯電、二次帯電、像露光、現像を１サイクル
として２回以上行なう方法、例えば特開昭60-75850号公
報。などがある。これらの方法はいずれも像担持体上で
の多色現像や像の合成を可能とするもので、これらの重
ね合わせ像は１度の転写プロセスで転写材に転写できる
ので、簡単な構成で多色像や合成像が得られる装置とな
る。

【０００３】このための現像方法としては、例えば非磁
性トナーと磁性キャリアの混合物からなる現像剤を用い
て特開昭59-181362号公報、あるいは同62-52565号公報
に記載された条件の下で行なうことが必要である。この
現像方法は磁気ブラシ現像法の一種であるが、磁気ブラ
シを像担持体に接触させず、交流バイアスによりトナー
のみを像担持体の潜像面へ飛翔させることを特徴とす
る。

【０００４】上述のような像形成装置の一例としては潜
像形成手段が色別に潜像を形成し、それぞれの潜像を対
応した色のトナーを用いている現像装置で現像するもの
がある。

【０００５】このような多色像形成装置においては、導
電性基板上に光導電性物質を有する像担持体（以下感光
体という場合もある）にレーザーなどの光線を照射して
静電潜像を形成するものが代表的である。このような装
置においては、図１の構成図に示す多色像形成装置で多
色像が形成される。

【０００６】図２は像担持体の表面電位の変化を示した
ものであり、PHは像担持体の露光部、DAは像担持体の非
露光部、Ｔ₁は第１回目の現像で像担持体上に付着した
トナー、Ｔ₂は第２回目の現像で像担持体上に付着した
トナー、DUPは露光部PHに第１回目の現像でトナーＴ₁が
付着したため生じた電位の上昇分を示す。説明のため潜
像の極性を正とする。

【０００７】Ａ像担持体は帯電器により一様な帯電が
施されて、一定の正の表面電位Ｅとする。

【０００８】Ｂレーザー・陰極線管・LEDなど露光源
とする第一の像露光が与えられ、露光部PHの電位はその
光量に応じて低下する。

【０００９】Ｃこのようにして形成された静電潜像
を、未露光部の表面電位Ｅにほぼ等しい正のバイアスを
印加された現像装置が現像する。その結果、正帯電トナ
ーＴ₁が相対的に電位の低い露光部PHに付着し、第一の
トナー像が形成される。このトナー像が形成された領域
は、正帯電トナーＴ₁が付着したことにより電位がＤＵ
Ｐだけ上昇するが、通常は未露光部ＤＡと同電位にはな
らない。

【００１０】Ｄ次に第一のトナー像が形成された像担
持体表面は帯電器により２回目の帯電が施され、その結
果、トナーＴ₁の有無にかかわらず、均一な表面電位Ｅ
となる。

【００１１】Ｅこの像担持体の表面に第二の像露光が
施されて静電潜像が形成される。

【００１２】Ｆ前記Ｃと同様にしてトナーＴ₁とは異
なる色の正帯電トナーＴ₂の現像が行われ第二のトナー
像が得られる。

【００１３】以下同様のプロセスを必要回数行って像担
持体上に多色トナー像を得る。これを転写材に転写し、
さらにこれを加熱または加圧して定着することにより多
色記録画像が得られる。この場合には像担持体の表面に
残留するトナー及び電荷をクリーニングして次の多色像
形成に用いられる。

【００１４】以上のような多色像形成方法に対し、更に
現像順に従ってトナー粒径を大きくする手段が開示され
ている。

【００１５】例えば特開昭58-82263号公報には各色の潜
像電位、及び直流現像バイアスを変化させて画像を形成
する手段である。又特開昭59-31971号公報２色のみのカ
ラートナーによる画像で１成分ジャンピングの現像方式
である。更に特開昭63-294579号公報においても像担持
体に接触する２成分磁気ブラシを用いて２色の現像を行
なう方式が各々開示されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
多色像形成方法において、前記のように像担持体表面に
順次トナーを重ね合せて多色像を形成するとき、例えば
良好な画像を形成するため現像時の交流バイアス周波数
を５KHz以下に低下させると文字再現性、細線再現性が
大きく向上する。しかるに前記のような重ね合せによる
多色像の形成プロセスを使用したとき、先に像担持体表
面に現像されたトナー層に対し、次の現像を行ったとき
非画像部に対する混色が増加し、画質が劣化してしまう
欠点がある。特に8.5μｍ以下の小粒径トナーで現像を
行った場合に、前記のような混色が顕著に発生する。そ
の際、現像電界のパラメータ即ち、周波数、かぶりのマ
ージン電位（初期帯電電位−直流現像バイアス電位）な
どを文字再現性、現像性が良好となる領域で調整しても
混色が発生し、良好な多色画像を得ることができない欠
点がある。このような欠点を防止する手段として、前記
のようにトナー粒径を現像順に従って順次大きくする手
段が開示されているが、総て２色以下による単色で画像
を形成する手段である。

【００１７】本発明は前記欠点を改善すべく特に考えら
れたものでフルカラーによる多色画像形成方法で、順次
像担持体面にトナーを重ね合せて多色像を形成すると
き、混色を防止する有効な手段により良好なフルカラー
画像を提供することを目的としたものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の多色像形成方法は、請求項１において、回
転可能の像担持体を複数回回転することにより、複数個
の現像装置を用いて前記像担持体に対し非接触で且つ直
流、及び交流バイアス電圧を印加し、各々異なる色のカ
ラートナーを現像し、該カラートナーを重合わせて多色
像を形成する像形成方法において、前記複数の現像装置
には磁性キャリヤと各々異なる色の非磁性トナーよりな
る現像剤を有し、前記像担持体に前記現像剤の前記非磁
性トナーを用いて現像を行う時、現像順に従って前記非
磁性トナーの粒径を大きくしたこと、請求項２におい
て、前記像担持体と、前記現像装置間の交流バイアス電
圧の周波数は100Hz〜20KHz、ピーク間電圧を0.3〜3.5KV
に設定したこと、更に請求項３において、前記像担持体
と前記現像装置の現像用スリーブ間を0.1〜0.6mmとした
ことと、請求項４において、前記各々異なる色の非磁性
トナーは前記現像順に従って現像を行なう工程で平均非
磁性トナー粒径の差は、１μｍ以上とし、且つ全現像工
程で最大の非磁性トナーの平均粒径を20μｍ以下とした
ことにより達成された。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の多色画像形成装置の主要構成
を示したものでＡは画像読取り系、Ｂはレーザ書込み系
の各ユニットまたＣは画像形成部、Ｄは給紙部であり、
次のプロセスによりカラー画像が形成されるようになっ
ている。

【００２０】前記読取り系Ａにおいて11は原稿台で、該
原稿台11に収められた原稿は水平方向にスライドするキ
ャリッジ12に取付られたハロゲンランプ13によって照明
される。可動ミラーユニット15にはミラー16及び17が取
付られていて、同じく水平方向にスライドして、前記キ
ャリッジ12に取付られているミラー14との組合せで原稿
の光像をレンズ読取り部20へと導出する。

【００２１】前記キャリッジ12と前記可動ミラーユニッ
ト15はステッピングモータに接続するワイヤ（何れも図
示せず）を介して駆動され、それぞれＶ及び１／２Ｖの
速度にて同方向にスライドされるものである。

【００２２】前記レンズ読取り部20はレンズ鏡胴21、Ｃ
ＣＤ23から構成される。

【００２３】前記ミラー14、16及び17により伝達された
原稿の光像は、前記レンズ鏡胴21により集束され読取り
基板24上に設けた前記ＣＣＤ23の受光面に結像される。

【００２４】従って１枚の原稿面を露光するに当たって
は前述したキャリッジ12と可動ミラーユニット15による
スキャンニングが４回行われ、前記ＣＣＤ23から出力さ
れた各画像信号は信号処理部において信号処理される。
信号処理部において、シェニディング補正、階調補正、
デイザ処理が行われ、更に色分解フィルタ（図示せず）
に応じ色分解された色信号が出力され、露光手段である
前記レーザ書込み系ユニットＢに入力される。

【００２５】レーザ書込み系ユニットＢにおいては半導
体レーザ（図示せず）で発生されたレーザビームは駆動
モータ31により回転されるポリゴンミラー32によって回
転走査され、Ｆθレンズ33を経てミラー34により光路を
曲げられて、予め帯電手段たる帯電器35によって電荷を
印加された像担持体30の周面上に投射され輝線を形成す
る。

【００２６】一方では走査が開始されるとビームがイン
デックスセンサによって検知され、第１の色信号例えば
青の色分解フィルタを通した画像信号によるビームの変
調が開始され、変調されたビームが前記像担持体30の周
面上を走査する。従ってレーザビームによる主走査と像
担持体30の回転による副走査により像担持体30の周面上
に潜像が形成されて行く。この潜像は現像手段の内イエ
ロー色トナーの装填された現像器36Ｙにより現像され
て、ドラム表面にトナー像が形成される。得られたトナ
ー像はドラム面に保持されたまま像担持体30の周面より
引き離されている清掃手段たるクリーニング装置39の下
を通過し、つぎのコピーサイクルに入る。

【００２７】すなわち、前記像担持体30は前記帯電器35
により再び帯電され、次いで信号処理部から出力された
第２の色信号例えば緑の色分解フィルタ（図示せず）を
通した画像信号が前記書込み系ユニットＢに入力され、
前述した画像信号の場合と同様にしてドラム表面への書
込みが行なわれ潜像が形成される。潜像は第２の色とし
てマゼンタ色のトナーを装填した現像器36Ｍによって現
像される。

【００２８】このマゼンタ色のイエロー色のトナー像は
すでに形成されている前述のイエロー色のトナー像の存
在下に形成される。

【００２９】同様にして36Ｃ及び36ＢＫはそれぞれシア
ン色トナー及び黒色トナーを有する現像器で、信号処理
部で発生される制御信号に基づいてドラム表面に赤フィ
ルタ（図示せず）、及びニュートラルフィルタ（図示せ
ず）、に対応してシアン色及び黒色のトナー像を形成す
る。これら各現像器36Ｙ〜36ＢＫのスリーブには交流及
び直流のバイアスが印加され、顕像手段である２成分現
像剤による非接触現像が行なわれ、接地された像担持体
30には先に形成されたトナー像を破壊することなく、現
像が行なわれるようになっている。

【００３０】かくして像担持体30の周面上に形成された
カラー画像は転写手段として設けられた転写極40におい
て、前記給紙部Ｄより給紙ベルト41、給紙ローラ42によ
り送られてきた記録媒体たる記録紙に転写される。トナ
ー像を転写された記録紙は分離極43によりドラム表面か
ら分離されて、搬送ベルト44を介し定着装置45に搬入さ
れ画像の定着を行なう。

【００３１】一方、記録紙をドラム周面より分離した像
担持体30には、前記クリーニング装置39のブレート39Ａ
が接触して残留したトナーの除去を行い、その終了をま
って再びドラム周面より引き離され、新たなカラー画像
形成のプロセスに入る。以上が本発明の多色像形成方法
を利用してフルカラー画像を形成する多色画像形成装置
の構成を示したものである。

【００３２】前記現像器36Ｙ，36Ｍ，36Ｃ，36ＢＫの構
成は図11に示すように図中361ハウジングで、該ハウジ
ング361に形成された現像用開口部362に現像用回転スリ
ーブ363が設けられ、該現像用回転スリーブ363内にＳ極
を交互に有する固定磁石364を内蔵させる。365，366は
ハウジング361内に設けられた撹拌部材で、ハウジング3
61内に内蔵された非磁性トナーと磁性キャリヤよりなる
二成分現像剤Ｄ₁（以下単に現像剤と言う）を撹拌し、
キャリヤとトナーの混合比を常に平均化させている。36
7は前記現像剤Ｄ₁を前記現像用回転スリーブ363に供給
する供給ローラ、368は供給された現像剤Ｄ₁を前記現像
用回転スリーブ363面に薄層で形成するための規制部材
であり、一方前記像担持体30面に現像用回転スリーブ36
3で現像部に現像剤Ｄ₁を固定磁石364で吸着して搬送
し、現像後再びハウジング361内に現像剤Ｄ₁を戻した後
は現像剤Ｄ₁の磁性キャリヤ内に非磁性トナーが不足し
ており、現像用回転スリーブ363面より固定磁石364によ
り吸着した現像剤Ｄ₁を掻取るスクレッパー368の先端を
前記現像用回転スリーブ363面に突当て、掻取られた現
像剤Ｄ₁は前記撹拌部材365，366 で撹拌し、キャリヤ内
に適量のトナーを補給する。

【００３３】前記、二つの撹拌部材365，366はスクリュ
ー状のもので、図の矢印方向に回転することにより、現
像剤の撹拌及び搬送を行なう。撹拌部材365は紙面手前
方向へ、撹拌部材366は紙面奥側へ搬送されるような形
状をしている。両者の中間部で現像剤Ｄ₁が滞留しない
ように壁3611が設けられていて、このためこの領域で紙
面左右方向に現像剤Ｄ₁の交換が行なわれる。

【００３４】この現像装置36へのトナー補給は図11の手
前側から行なわれ、撹拌部材366により紙面奥側へ、撹
拌部材365により紙面手前側へと概略循環し、本発明に
用いられる非磁性トナーと磁性キャリヤが均一に混合さ
れる。しかし、トナー補給の位置は特にこれに限定され
るものではなく、例えば図11右側からスリーブ軸に対し
一様に補給するような方法でもよい。

【００３５】340は前記現像用回転スリーブ363にバイア
ス電圧を印加するバイアス電源である。

【００３６】以上のように構成された現像器36Ｙ，36
Ｍ，36Ｃ，36ＢＫを用いてフルカラー現像を行なう。

【００３７】前記の現像剤Ｄ₁において本発明に係る非
磁性トナーに用いられる樹脂としては、スチレン系樹
脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹脂、ア
クリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂等が挙げられ、それにカーボン等の着色剤や
必要に応じて定着性向上剤、帯電制御等を加えて、従来
公知のトナー粒子製造方法と同様の方法によって作るこ
とができる。

【００３８】さらに、トナー粒子がスプレードライ法、
あるいは粒子化後の球形化処理によって球形化されたも
のであると、現像剤の流動性が向上して凝集しにくくな
り、キャリヤとの均一混合性、搬送性及び帯電性も向上
する。

【００３９】着色剤としては、一般に染料及び顔料が用
いられるが、耐候堅牢度が高い顔料が広く用いられる。
顔料としては、カーボンブラック、グラフト化処理カー
ボンブラック等の黒色の顔料、又カラー顔料のシアン又
はグリーン顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントブルー−1
5、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー−15：２、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントブルー−15：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー−1
6、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー−60、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トグリーン７等が挙げられる。

【００４０】マゼンタ又はレッド顔料としてはＣ．Ｉ．
ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッ
ド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トレッド15、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド16、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントレッド48：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド53：
１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド57：１、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントレッド122、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド123、Ｃ．
Ｉ．ピグメントレッド139、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド1
44、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド149、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トレッド166、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド177、Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド178、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド222等
が挙げられる。

【００４１】イエロー又はオレンジ顔料としてはＣ．
Ｉ．ピグメントイエロー12、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロ
ー13、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー14、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントイエロー15、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー17、Ｃ．
Ｉ．ピグメントイエロー93、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロ
ー94、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー138、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントオレンジ31、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ43等が
挙げられる。

【００４２】これら有機及び無機顔料は所望に応じて単
独又は複数を選択併用して、求める色調に調えられる。
又顔料の添加量は樹脂に対し約２から約20部、好ましく
は約３から15部が選択される。

【００４３】次に磁性キャリヤの平均粒径が大きいと、
現像スリーブ上に形成される現像剤層の状態が荒くな
り、振動電界で振動を与えてもトナー像にむらが現れ易
く、現像剤層におけるトナー濃度が低くなるので、高濃
度の現像が困難になる。又キャリヤの平均粒径が小さい
場合、キャリヤ粒子が細か過ぎると、トナー粒子と共に
感光体面への付着、飛散を起し易くなる。これらの現像
は、現像条件としてのキャリヤ粒子に作用させる磁界の
強さ、それに応ずるキャリヤ粒子の強化の強さに大いに
関係する。

【００４４】また磁性キャリヤ粒子は、磁性体のみから
なっていてもよいし、磁性体粒子を樹脂で被覆していて
もよい。

【００４５】以上各種検討の結果、本発明に係る２成分
系現像剤の磁性キャリヤは平均粒径が30〜80μｍ、磁界
500エルステットにおいて磁化率が20〜50emu/gであるこ
とが適正条件である。

【００４６】以上のような磁性キャリヤに用いられる磁
性体としては、鉄、クロム、ニッケル、コバルト等の金
属、あるいはそれらの化合物や合金、例えば、四三酸化
鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フ
ェライト、マンガン−銅系合金と言った強磁性体乃至は
常磁性体の粒子が挙げられる。

【００４７】なお、特にキャリヤ粒子を樹脂等によって
形成し、好ましくは球状の形状をもったものとすること
により、現像スリーブ上に形成される現像剤層が均一と
なり、また現像スリーブに高いバイアス電圧を印加する
ことが可能になる効果を与える。即ち、キャリヤ粒子が
樹脂等によって粒子化されていると、（１）一般に、長
軸方向に磁化吸着され易い向性が無くなって、現像剤層
が均一に形成され、局所的に抵抗の低い流域や層厚のむ
らが発生することを防止する、（２）キャリヤ粒子の高
低抗化と共に、従来のキャリヤ粒子に見られるようなエ
ッジ部が無くなって、エッジ部への電界の集中が起こら
なくなり、その結果、現像スリーブに高いバイアス電圧
を印加しても、感光体への放電による静電潜像の撹乱、
バイアス電圧のブレークダウンに対する防止効果を与え
る。この高いバイアス電圧を印加できることは、本発明
における震動電界下での現像において高バイアス電圧の
効果を十分に発揮させることができる。

【００４８】さらに、キャリア粒子の抵抗率が10⁸Ωcm
以上、特に10¹³Ωcm以上であるように絶縁性の磁性粒子
を形成したものが好ましい。この抵抗率は、粒子を0.50
cm²の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、
詰められた粒子上に１kg/cm²の荷重を掛け、荷重と底面
電極との間に1000Ｖ／cmの電界が生ずる電圧を印加した
ときの電流値であり、この抵抗率が低いと、現像スリー
ブ２にバイアス電圧を印加した場合に、キャリヤ粒子に
電荷が注入されて、感光体へのキャリヤ粒子をの付着、
或いはバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くな
る。

【００４９】即ち、本発明に好ましい磁性キャリヤは、
平均粒径が30〜80μｍの球形粒子であり、500エルステ
ットの磁界で20〜50emu/g、また抵抗率が10⁸Ωcm以上、
更に10¹³Ωcm以上あることが好ましい。

【００５０】本発明現像態様には、以上述べたようなト
ナーと磁性キャリヤとが従来の２成分現像剤におけると
同様の割合で混合した現像剤が好ましく用いられる。

【００５１】現像剤には、必要に応じて、粒子の流動滑
りをよくするための流動化剤や感光体面の清浄化に役立
つクリーニング剤、定着性向上剤、電荷制御剤等が混合
される。流動化剤としては、コロイダルシリカ、シリコ
ーンワニス、金属石鹸あるいは非イオン表面活性剤等を
用いることができ、クリーニング剤としては、脂肪酸金
属塩、有機基置換シリコーンあるいは弗素等表面活性剤
等を用いることができる。

【００５２】定着性向上剤としては、公知のものが用い
られる。一般的には、ポリオレフィン系が用いられる。
例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレ
ン、酸化処理されたポリエチレン及びポリプロピレン、
酸変性処理されたポリエチレン、及びポリプロピレン等
が用いられる。これらは常法に従い、熔融した後水中に
分散させエマルジョンの形で乳化重合あるいはシード乳
化重合時に添加し、重合体粒子内に導入する事ができ
る。好ましくはシード乳化重合時に添加する事で、粒子
表面にポリオレフィンの微粒子として存在せしめる事が
可能であり、定着性向上の意味からは好ましい。

【００５３】更に商品名『ＨＹＴＥＣ』（東邦化学工業
製）として市販されているポリエチレンワックスエマル
ジョンは同様の目的で用いることが可能である。

【００５４】荷電制御剤も同様に公知の構造のものが用
いられる。

【００５５】帯電制御剤としては、プラス帯電性として
ニグロシン系の電子供与性染料、ナフテン酸又は高級脂
肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第四級アンモニ
ウム塩、アルキルアミド、金属錯体、顔料、弗素処理活
性剤等、マイナス帯電性として電子受容性の有機錯体、
塩素化パラフィン、塩素化ポリエステル、銅フタロシア
ニンのスルホニルアミド等が挙げられる。

【００５６】以上のように構成された多色画像形成装置
において、まず、本発明において良好な現像を行なう現
像条件の範囲として、反転現像時に交流現像バイアスの
振動電界による周波数ｆを50Hz〜30KH_Z（短形派）、ピ
ーク間電圧Ｖ_P-Pは0.1〜4.0KV、前記像担持体30と現像
用回転スリーブ363間のDsdは0.1〜0.7mm間を変化させ、
直流現像バイアスはＶｄｃ−750Ｖ、非画像部電位ＶＨ
は−850Ｖ、画像部電位ＶＬは−50Ｖ、像担持体30の線
速ＶＳは140mm/secに設定した。現像剤Ｄ₁について、磁
性キャリヤ径は43.8μｍ、非磁性トナー粒径は7.9〜25.
2μｍに変化させ、ここでトナー現像性がトナー層の一
層以上に像担持体30面に十分付着するようにするため、
トナー濃度を６〜10重量％の範囲で調整した。次に画像
における文字再現や解像性を評価する場合はブラックト
ナーにより形成された画像により行なう。又、多色像の
内混色状態を評価する場合は一色目にイエロートナーを
べた現像し、これを被混色トナーとして、次に二色目に
ブラックトナーを非画像部電界条件で現像し、混色トナ
ーとして用いる。

【００５７】図３は、前記現像装置36を用いて像担持体
30の潜像部の現像を行なう際、交流現像バイアス（周波
数及びピーク間電圧）条件のうち画像上にピッチむらが
発生する領域を示すデータである。この図３に示したデ
ータで使用したブラックトナー粒径ｄｔは8.1μｍであ
り、交流現像バイアスのうち周波数が低すぎると画像に
ピッチむらが発生してしまう。その下限は図のように10
0Hzであり、ピーク間電圧や現像ギャップとの依存性は
見られなかった。

【００５８】次に図４は、前記同様に交流現像バイアス
条件のうち、文字再現性の良好な領域を実験により調査
したデータを示している。本データにおいては、ブラッ
クトナー粒径ｄｔを8.1μｍを用い、本実験におていは
像担持体30と現像用回転スリーブ363間、即ちDsdが狭い
程、周波数が低い程現像性は改善される。前記Dsdが0.7
mm程度まで広くなり、又周波数が高すぎると文字が掠れ
はじめ、文字再現を行なう良好な領域が狭くなる。従っ
て前記Dsdの上限は0.6mmであり、周波数の上限は20KH_Z
である。

【００５９】以上のようにDsdの間隔と交流バイアスの
周波数は画像の解像性を向上するのに重要であるが、更
に文字再現性を決定する重要な要因としてトナー粒径が
ある。トナー粒径が小さければ小さい程解像性が向上
し、文字再現性が良くなるが、表１はトナー粒径と解像
性の関係を調べたデータである。

【００６０】

【表１】

【００６１】上記の表は原稿として8.0ラインペア／m
m、デューティー比50／50をレーザ露光装置で書き込み
を各々のトナー粒径を用いて記録紙に画像形成を行なっ
た。該画像形成により形成された線画像を目視により、
その解像性の評価を最良５、良４、通常の許容レベル
３、悪い２、劣悪１の基準に分けて判定した。この際設
定した現像バイアスは、交流現像バイアスのＶ_P-Pを変
化させて各トナー粒径毎にべた画像を形成し、各トナー
粒径毎に１〜1.5層現像されるＶ_P-Pを調べて設定した。
その他の条件としては、周波数２KH_Z、Dsd 0.3mm、直流
現像バイアス−750Ｖ、非画像部電位−850Ｖに設定し
た。その結果、トナー粒径が20μｍ以下であれば良好な
解像性を有する画像を得ることができた。従ってトナー
粒径は20μｍが上限であることが判明した。

【００６２】図５は粒径8.1μｍのブラックトナーを用
い、像担持体30に対する落雷のない良好な上限値を示し
たもので、交流バイアス周波数、Ｖ_P-Pを変化させ、Dsd
をパラメータとした場合の良好な画像形範囲を調査した
ものである。この調査よりDsdが広ければ落雷しにくく
なり、良好な画像形成範囲が広くなることが分かる。前
記図４よりDsdは0.6mmが最大値で、従ってＶ_P-Pの上限
値は４KVである。

【００６３】図６は粒径8.1μｍのブラックトナーを用
いベタ画像においてトナー１層以上現像される良好な現
像性が得られる範囲を調べたデータである。Dsdが前記
0.6mmより狭い値に設定すると電界が強くなり、良好な
現像性の範囲が広くなる。しかしDsdを0.1mmより狭くす
ると前記現像用回転スリーブ363上の現像剤Ｄ₁の一部が
前記像担持体30面と接触してしまうので、Dsdは0.1mm以
下より小さく設定することはできない。従ってDsdが0.1
mmに設定されたとき、非磁性トナーの付着量が一層分以
上現像できる良好な範囲のＶ_P-P下限は0.3KV以上であ
り、実際これ以上に設定し使用される。

【００６４】図７はDsd 0.3mmで混色の発生しない良好
な現像条件の範囲を示す、ここで混色とは、像担持体面
に露光を行い現像してトナー画像を形成した後、該画像
面に対し、次の露光を行っていない面に不用のトナーが
付着することである。且つ混色する非磁性トナーの帯電
量依存性を示すもので、１色目の被混色非磁性トナー
と、２色目の混色非磁性トナーのトナー粒径を同一と
し、２色の混色非磁性トナーの帯電量を変化させて、混
色が発生しない範囲を調査した。まず前記２色目の混色
非磁性トナーの帯電量を低下させると、混色量が若干減
少するが、混色防止の効果が小さくあまり改善されな
い。この場合１色目（被混色非磁性トナー）としてイエ
ロー（粒径7.9μｍ、帯電量27.1μｃ／ｇ）を用い、２
色目（混色非磁性トナー）としてブラック（粒径8.1μ
ｍ帯電量19.2〜35.2μｃ／ｇ）を用いて実験を行なっ
た。

【００６５】図８、図９、図10は２色目の非磁性トナー
を順次大きくしたときの良好な交流現像バイアス範囲を
示す。

【００６６】まず図８において、Dsd 0.6mm、0.3mm、0.
1mmの場合、被混色トナーと混色トナーの粒径差を0.2μ
ｍ（１色目7.9μｍ、２色目8.1μｍ）とした場合、Dsd
0.6mmに広げて混色防止に対して有利な場合において
も、混色が発生しない交流現像バイアス領域は非常に狭
い。次に図９は被混色トナーと混色トナーの粒径差を0.
6μｍ（１色目7.9μｍ、２色目8.5μｍ）とした場合Dsd
0.6mm、0.3mm、0.1mmにおいて混色しない良好な領域は
広がるが、混色防止の範囲はまだ狭く不充分である。

【００６７】図10において被混色と混色トナーの粒径差
を1.2μｍ（１色目7.9μｍ、２色目9.1μｍ）とした場
合、始めて混色発生しやすいDsd 0.1mmに設定しても十
分広い交流現像バイアス領域において完全に混色防止が
可能となった。従って図10のように被混色トナーと混色
トナーの粒径差が１μｍ以上とすることで混色を完全に
防止することができる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように本発明は現像装置を用いて
像担持体に対し非接触で、且つ直、及び交流バイアス電
圧を印加し、各々異なる色の非磁性のカラートナーを現
像し、該非磁性のカラートナーを重合わせて多色像を形
成するとき、１色目の非磁性カラートナーより２色目の
非磁性カラートナー粒径を大きくすることにより混色を
防止し、文字再現性などの良好な現像電界領域を使用す
ることにより、高画質なフルカラー画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を用いた多色画像形成装置の
全体の構成図。

【図２】像担持体の表面電位の変化とトナーの現像を示
すフローチャート。

【図３】交流バイアス周波数及びＶ_P-PにおけるDsdとの
関係を示す特性図。

【図４】交流バイアス周波数及びＶ_P-Pと非磁性トナー
のDsdとの関係を示す特性図。

【図５】交流バイアス周波数及びＶ_P-Pと非磁性トナー
のDsdとの関係を示す他の特性図。

【図６】交流バイアス周波数及びＶ_P-Pと非磁性トナー
のDsdとの関係を示す他の特性図。

【図７】交流バイアス周波数及びＶ_P-Pと現像条件とDsd
との関係を示す特性図。

【図８】交流バイアス周波数及びＶ_P-Pと現像条件とDsd
との関係を示す他の特性図。

【図９】交流バイアス周波数及びＶ_P-Pと現像条件とDsd
との関係を示す他の特性図。

【図10】交流バイアス周波数及びＶ_P-Pと現像条件とDsd
との関係を示す他の特性図。

【図11】本発明に使用される現像装置の断面図。

【符号の説明】

Ａ画像読取り系Ｂレーザ書込み系ユニットＣ画像形成部Ｄ給紙部 11 原稿台 20 レンズ読取り部 21 レンズ鏡胴 23 ＣＣＤ 30 像担持体 36 現像装置 363 スリーブ 369 直流、交流現像バイアス 365、366 撹拌部材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/09 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転可能の像担持体を複数回回転するこ
とにより、複数個の現像装置を用いて前記像担持体に対
し非接触で且つ直流、及び交流バイアス電圧を印加し、
各々異なる色のカラートナーを現像し、該カラートナー
を重合わせて多色像を形成する像形成方法において、前
記複数の現像装置には磁性キャリヤと各々異なる色の非
磁性トナーよりなる現像剤を有し、前記像担持体に前記
現像剤の前記非磁性トナーを用いて現像を行う時、現像
順に従って前記非磁性トナーの粒径を大きくしたことを
特徴とする多色像形成方法。
【請求項２】前記像担持体と、前記現像装置間の交流
バイアス電圧の周波数は100Hz〜20KHz、ピーク間電圧を
0.3〜3.5KVに設定したことを特徴とする請求項１記載の
多色像形成方法。
【請求項３】前記像担持体と前記現像装置の現像用ス
リーブ間を0.1〜0.6mmとしたことを特徴とする請求項１
記載の多色像形成方法。
【請求項４】前記各々異なる色の非磁性トナーは前記
現像順に従って現像を行なう工程で平均非磁性トナー粒
径の差は、１μｍ以上とし、且つ全現像工程で最大の非
磁性トナーの平均粒径を20μｍ以下としたことを特徴と
する請求項１記載の多色像形成方法。