JPH0695242B2

JPH0695242B2 - 画像形成方法

Info

Publication number: JPH0695242B2
Application number: JP59013463A
Authority: JP
Inventors: 尚史庄司; 哲羽根田; 誠一郎平塚
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1984-01-30
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPS60159768A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、レーザカラープリンタやカラー画像複写機等
における画像形成方法、特に、像形成体上で複数のトナ
ー像を重ね合わせる画像形成方法に関する。

〔従来技術〕

従来、カラー画像原稿を照射した光を色フイルターで分
解し、この分解光を帯電している像形成体面に照射して
静電像を形成し、この静電像を色フイルターに対応した
イエロ，マゼンタ，シアン，または黒のいずれかの色ト
ナー粒子で現像してトナー像を得、そのトナー像を記録
紙に転写し、また色を変えて静電像形成と現像を行つて
そのトナー像を同じ記録紙に転写し、これを繰返すこと
によつて記録紙上でトナー像を重ね合わせする複写機は
知られている。この複写機においては、各色の現像が終
了する毎に記録紙に転写するため、記録紙を回転乃至は
往復させる機構が必要となるので、機械が大型化し、像
形成に要する時間が長くなり、記録紙への転写位置合わ
せが難しいと云う問題がある。

そこで、上述の複写機の問題を解消するものとして、像
形成体上でトナー像の重ね合わせを行い、最後に記録紙
に転写するようにした電子写真記録装置が例えば特開昭
56−144452号公報により知られている。この記録装置で
は、像形成体上に先に形成されたトナー像が後の現像に
おいて乱されないように、第２回以降の現像を振動電界
下で現像剤搬送担体からトナー粒子を飛翔させて像形成
体に付着させる非接触現像方法によることにしている。
しかし、この像形成体上でトナー像の重ね合わせを行う
画像形成方法の場合、現像を上述のような非接触条件と
して振動電界によりトナー粒子の飛翔制御を行うように
しても、なお、先に像形成体に付着したトナー粒子が振
動電界の作用によつて後の現像剤搬送担体に逆転送し
て、現像剤に混色が起きたり、先に形成されたトナー像
が乱されたりすることが起り易く、そのためにカラー画
像の鮮明な再現がなされなくなつたりすると云う問題が
ある。これは、振動電界の交流成分の位相により、像形
成体と現像剤搬送担体の間のトナー粒子に対して現像剤
搬送担体から像形成体に移行する方向の電気力とその逆
の方向の電気力とが作用するようになるから、そのうち
の後者の影響によるものである。そして、振動電界の直
流成分を調整してトナー粒子の逆転移を防ぐようにする
と、かぶりが発生するようになるから、振動電界の調整
のみでは逆転移もかぶりも生ぜしめないトナー粒子の飛
翔制御を行うことが非常に難しい。

〔発明の目的〕

本発明は、像形成体上でトナー像の重ね合わせを行う画
像形成における上述の問題を解消するためになされたも
のであり、かぶりを生ぜしめずに逆転移を防ぐトナー粒
子の飛翔制御が振動電界によつて容易に行われ、したが
つて、先に形成されたトナー像が乱されたり後の現像器
中に色違いトナー粒子の混入が生じたりすることなく、
安定して鮮明なカラー画像の再現がなされる画像形成方
法を提供するものである。

〔発明の構成〕

本発明は、像形成体に静電像を形成して現像域において
振動電界下で現像剤搬送担体上の像形成体に接触しない
層厚の現像剤層からトナー粒子を飛翔させて静電像に付
着させる像形成工程を複数回繰返し、以って像形成体上
でトナー像を重ね合わせカラー画像を形成する画像形成
方法において、前記振動電界を後の像形成工程における
ほど振幅が小さくなるか周波数が大きくなるようにする
と共に、現像剤搬送担体が単位時間当りに現像域へ搬送
するトナー粒子の量が後の像形成工程におけるほど多く
なるようにしたことを特徴とする画像形成方法にあり、
この特徴によつて振動電界によるトナー粒子のかぶりを
生ぜしめずに逆転移を防ぐ飛翔制御が容易となり、上記
目的の達成を可能としたものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明の方法を実施する記録装置の一例を示す
概要構成図、第２図は現像器の構成例を示す部分断面図
である。

第１図の記録装置は、表面に感光体層を有するドラム状
の像形成体１が矢印方向に回転し、その表面が帯電器２
（図示例はスコロトロンを用いている）によつて一様に
帯電され、その帯電面に色別のうちの一色に関する像露
光3Aが照射されて静電像が形成され、その静電像が第２
図に示したような構成の現像器4Aによつて像露光3Aに対
応した色のトナー像に現像され、そのトナー像を形成さ
れた面が現像器4Aと同様の構成で、それぞれ異なる色ト
ナー粒子を収納した現像器4B,4C,4Dの位置と転写器５お
よび分離器６の位置を素通りして除電器７により除電さ
れ、その除電された面がクリーニング装置８の作用を受
けることなく再び帯電器２によつて一様に帯電され、そ
の帯電面に別の色に関する像露光3Bが照射されて再び静
電像が形成され、その静電像が今度は現像器4Bによつて
現像され、以下同様に像形成工程が繰返されて、最後に
現像器4Dで現像が行われたときには像形成体１の表面に
色別トナー像の重ね合わせから成るカラー像が形成さ
れ、そのカラー像が同期して像形成体１の表面に接する
ように送られて来る記録紙Ｐに転写器５により転写さ
れ、転写された記録紙は分離器６によつて像形成体１の
表面が分離されて図示してない定着装置によりカラー像
を定着され、カラー像を転写した像形成体１の表面は除
電器７によつて除電され、クリーニング装置８によつて
残留トナー粒子を除去されて一つのカラー像記録の全工
程を終了するものである。

なお、以上の工程のうち、除電器７による除電は最後の
除電を除いて省略することができる。そして、このよう
に除電を省略する前後の現像が像露光の入射した部分に
トナー粒子を付着させる反転現像である場合、その像露
光が同位置にドツト露光を重ねるものでないときには、
帯電器２による帯電を最初の帯電を除いて省略すること
ができる。

本発明は、以上の如き記録工程において、第２図に見る
ような構成の現像器4A〜4Dが順次現像を行う際に、それ
らの現像搬送担体41が像形成体１との間隙の狭くなつて
いる現像域に生じさせる振動電界を後の回の現像におけ
るほど振幅が小さくなる周波数が大きくなるものにする
と共に、現像域に単位時間当りもたらすトナー粒子の量
を後の回の現像におけるほど多くなるようにしている。

同一の振動電界下では、現像域へ搬送するトナー粒子の
量を多くすれば、より多くのトナー粒子を像形成体１へ
飛翔移行させることが可能となる。こうすることによ
り、振動電界の作用による先に像形成体１に付着したト
ナー粒子の現像剤搬送担体への逆転移が減少し、現像剤
へ混色の割合も低下することになる。しかしながら、後
の回の現像におけるほど多くのトナー粒子が飛翔する
と、後の回の現像におけるほど多くのトナー粒子が像形
成体１に付着することになり、カラーバランスをそこな
うことになる。一方、振動電界下でトナー粒子を飛翔さ
せて現像を行うときに、小さい振幅あるいは大きい周波
数を用いると、トナー粒子の飛翔が困難となり、画像濃
度は低下するが、先のトナー像の乱れが少なくなり、混
色も低下する、という特性を有する。

すなわち、本発明は現像域に生じさせる振動電界を後の
回の現像におけるほど振幅が小さくなるか、周波数が大
きくなるものとすると共に、現像域に単位時間当りもた
らすトナー粒子の量を後の回の現像におけるほど多くす
ることにより、後の回の現像におけるほどトナー粒子を
現像剤搬送担体41から像形成体１に飛翔移行させること
が容易となり、振動電界によって逆転移を生ぜしめずに
トナー粒子の移行制御を行うことが容易になり、像形成
体１上で乱れのない色別トナー像の重ね合わせがバラン
ス良く安定して行われるようになる。

この点を第２図によつてさらに説明すると、現像器4A〜
4Dは、現像剤搬送担体41がアルミニウムやステンレス鋼
のような非磁性材料から成つていて、内部に複数のN,S
磁極を表面に有する磁石体42を設けられており、そし
て、図示例のものでは、現像剤搬送担体41が左回転し、
磁石体42が右回転して、磁石体42の磁力によつて現像剤
搬送担体41の表面に現像剤溜り43の現像剤が吸着され、
それが上記両者の回転によつて現像剤搬送担体41の回転
と同方向に移動し、層厚規制ブレード44によつて層厚を
規制されて現像剤層を形成するものであり、現像域への
トナー粒子の供給量制御は、層厚規制ブレード44による
現像剤層の層厚の制御、現像剤搬送担体41と磁石体42の
いずれか一方または両方の回転速度の調整による現像剤
層の移動速度の制御、現像剤がトナー粒子とキヤリヤ粒
子の混合したものでは現像剤におけるトナー粒子の割合
を変えること等によつて行うことができる。このうち、
現像剤層の層厚を変える方法は、現像剤層と像形成体１
の表面間隙または現像剤搬送担体41と像形成体１の表面
間隙にも関係して、トナー粒子の供給量を変化したこと
の影響が複雑になると云う問題がある。したがつて、現
像剤層の移動速度を変える方法と二成分現像剤を用いて
そのトナー粒子の混合比率を変える方法のいずれか一方
または両方によることが好ましい。

なお、不要なトナー粒子が像形成体１に付着したり、す
でにトナー像を形成しているトナー粒子が現像器に逆転
移したりすることのないように、現像に寄与しない現像
器においては現像剤搬送担体41および磁石体42の回転を
止めて現像剤層の搬送が行われないようにすることが望
ましい。

また、現像器4A〜4Dに二成分現像剤を用いることは、現
像剤溜り43の現像剤を撹拌手段45で撹拌してトナー粒子
を摩擦帯電させる制御が容易となり、また、磁性体をト
ナー粒子に含有させなくて済み、あるいはかぶり防止等
のために含有させたとしても少量で済むようになるか
ら、トナー粒子の色の鮮明性が得られる上でも好まし
い。トナー粒子の摩擦帯電は、トナー粒子が振動電界に
よつて十分制御されるためには、平均帯電量で５〜50μ
C/gに帯電することが好ましいが、二成分現像剤を用い
るとそれが容易に得られる。

電源９は、現像器4A〜4Dの現像剤搬送担体41にそれぞれ
後の回で現像を行う現像器ほど振幅が小さくなるか周波
数が大きくなる交流電圧またはさらに直流成分も含むバ
イアス電圧を印加して、基体部を接地されている像形成
体１との間に振動電界を生ぜしめるものであり、先に述
べたように後に現像する現像器ほど現像剤搬送担体41が
現像域に供給するトナー粒子の量を多くしていることか
ら、この振動電界によつて、先に形成されたトナー像を
乱したりカラーバランスをそこなうことなく、毎回の現
像を安定して行うことができる。これについても、不要
なトナー粒子が像形成体１に付着したり、すでにトナー
像を形成しているトナー粒子が現像器に逆転移したりす
ることのないように、現像に寄与しない現像器にはバイ
アス電圧の交流成分を印加しないことが望ましい。

現像域を与える像形成体１と現像剤搬送担体41の間隙
は、現像剤搬送担体41に形成される現像剤層を像形成体
１の表面に接触させない範囲で、数10〜2000μｍの範囲
に設定するのが好ましく、したがつて、層厚規制ブレー
ド44によつて規制する現像剤層の厚さはそれより薄くす
る。この現像域の間隙を狭くし過ぎると、現像剤層の厚
さが薄くなり過ぎて均一な層厚が得られなくなり、した
がつて、現像域に安定してトナー粒子を供給することが
できなくなるばかりでなく、現像剤搬送担体41と像形成
体１の間で放電し易くなつて現像剤を損傷したり、トナ
ー粒子を飛散させたりし易くなる。これに対して、現像
域の間隙を広くし過ぎると振動電界による前述の飛翔制
御が行われなくなる。

現像剤搬送担体41と像形成体１の間の放電を防いで振動
電界によるトナー粒子の飛翔制御を容易にするために
は、現像剤が二成分現像剤の場合は、磁性キヤリヤ粒子
も抵抗率が10⁸Ωcm以上の絶縁性のものとすることが好
ましい。そのようなキヤリヤ粒子としては、磁性体粒子
の表面に樹脂被膜を形成したキヤリヤ粒子や磁性体粒子
を分散含有した樹脂粒子から成るキヤリヤ粒子が用いら
れる。なお、絶縁性粒子の抵抗率は、粒子を0.5cm²の断
面積を有する容器に入れてタツピングした後、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
値を読み取つて求められる値である。また、現像剤搬送
担体41の表面に樹脂被膜や酸化被膜の如き絶縁性乃至は
半絶縁性の表層を設けることも好ましい。

現像器4A〜4Dに以上のような条件を採用すると、電源９
によつて現像剤搬送担体41に前述のような適当な交流電
圧と直流電圧の重畳したバイアス電圧を印加することが
容易になり、現像域へのトナー粒子の供給量を順次多く
したことと相俟つて毎回の現像がトナー粒子の逆転移や
カラーバランスをそこなうことなく行われるようになる
が、さらにトナー像の重ね合わせが解像力よく鮮明に行
われるためには、現像剤のトナー粒子の平均粒径が20μ
ｍ以下、特に１〜10μｍであることが好ましく、二成分
現像剤にあつては、キヤリヤ粒子の平均粒径が５〜50μ
ｍであることが好ましい。トナー粒子の平均粒径が小さ
くなり過ぎると、トナー粒子１個の摩擦による帯電量が
小さくなると相対的にフアンデルワールス力が大きくな
つて、凝集し易くなつたり、分離飛翔しにくくなつたり
するし、反対に平均粒径が大きくなり過ぎると、重畳に
対する帯電量が減少して飛翔制御がしにくくなつたり、
解像力が低下するようになる。また、キヤリヤ粒子の平
均粒径が小さくなり過ぎると、磁石体42の磁力によつて
吸着される力が弱くなるのに対して電気的なクーロン力
やフアンデルワールス力が強くなり、そのためにキヤリ
ヤ粒子がトナー粒子と共に像形成対１の表面に移行し易
くなるし、反対に平均粒径が大きくなり過ぎると現像剤
搬送担体41上に形成される現像剤層が粗雑になつて、現
像剤層を薄く均一に形成することが難しくなると共に、
現像剤層におけるトナー粒子の付着状態も一様でなくな
り、現像剤搬送担体41に印加する電圧のブレークダウン
や放電も起り易くなる結果、トナー粒子の移行飛翔制御
が難しくなる。

現像域において以上のように像形成体１の静電像を現像
した現像剤搬送担体41上の現像剤層は、残りがクリーニ
ングブレード46によつて現像剤搬送担体41の表面から掻
き落されて現像剤溜り43に還元される。そして、現像剤
溜り43にはトナーホツパー47からトナー補給ローラ48に
よつて現像で消費された量に見合うトナー粒子が補給さ
れる。

本発明は以上述べたように実施されるが、以下さらに本
発明の具体的実施例を示す。

実施例1. 第１図及び第２図に示した如き記録装置を用いた。な
お、像形成体１は、表面にSe感光体層を有し、直径が12
0mm,表面速度220mm/secで矢印方向に回転して、帯電器
２により600Vに一様帯電される。

像露光3A〜3Dは、He−Neレーザ光を変調したドツト露光
である。

現像器4A〜4Dは、いずれも、現像剤搬送担体41の直径が
30mmで像形成体１との間隙を0.5mmすなわち500μｍに設
定しており、８極のN,S磁極を有する磁石体42による現
像剤搬送担体41の表面の磁束密度は、いずれも、最大で
800Gである。

現像器4A〜4Dにはいずれも二成分現像剤を用い、それに
はフエライト粒子をスチレン・アクリル樹脂でコーテイ
ングした平均粒径が20μｍの絶縁性キヤリヤ粒子が用い
られ、シリカも適当に添加されている。そして、トナー
粒子はポリエステル樹脂に着色剤と荷電制御剤を分数さ
せた平均粒径が12μｍの粒子から成り、現像器4Aにはイ
エロートナー粒子、現像器4Bにはマゼンタトナー粒子、
現像器4Cにはシアントナー粒子、現像器4Dにはブラツク
トナー粒子を用いた。現像剤におけるトナー粒子の割合
はいずれも20wt％とした。この現像剤の現像剤溜り43に
おけるトナー粒子の平均帯電量はいずれも20μC/gであ
つた。

現像器4A〜4Dは、それぞれ現像に際して、現像剤搬送担
体41が現像器4Aでは180mm/sec、現像器4Bでは200mm/se
c、現像器4Cでは220mm/sec、現像器4Dでは250mm/secの
表面速度で左回転し、磁石体42が等しく600rpmで右回転
して、現像剤搬送担体41の表面にその速度に比例して同
方向に移動する現像剤層が層厚規制ブレード44によつて
等しく0.3mmの厚さに形成され、現像剤搬送担体41には
電源９によつて500Vの直流電圧と表１に示した交流電圧
の重畳から成るバイアス電圧がそれぞれの現像時に印加
されて毎回の現像を行う。すなわち、現像バイアスの条
件としては、各現像で同一の交流電圧を印加した場合
（No.1）、後の回の現像におけるほど交流電圧の振幅を
小さくした場合（No.2）、後の回の現像におけるほど交
流電圧の周波数を大きくした場合（No.3）として比較検
討を行った。

毎回の像形成工程はいずれも、像露光3A〜3Dによつてネ
ガ潜像を形成し、現像器4A〜4Dによつて像露光3A〜3Dの
入射した部分にトナー粒子を付着させる所謂反転現像に
よつている。

以上の条件でカラー画像の記録を行つたところ、No.1〜
３のいずれの場合も各色トナー像の乱れや混色が少な
く、安定して鮮明なカラー画像の再現ができたが、No.1
の条件は、カラーバランスの点で見劣りがした。これに
対して、No.2,3の条件では、得られたカラー画像の色バ
ランスが良好でトナー像の乱れや混色が少なく一段と鮮
明性に優れていた。

実施例2. 以下の条件を除き実施例１と同じ条件によつた。

現像器4A〜4Dの各現像時における現像剤搬送担体41の左
回転速度をいずれも220mm/secの表面速度とし、二成分
現像剤に占めるトナー粒子の割合を現像器4Aでは15wt
％、現像器4Bでは18wt％、現像器4Cでは20wt％、現像器
4Dでは24wt％として、現像域へのトナー粒子の供給量が
順次大きくなるようにした。

以上の条件によりカラー画像の再生記録を行つたが、表
１のNo.1〜３のいずれの場合も実施例１と同様の記録画
像が得られた。すなわち、No.1〜３のいずれの場合も各
色トナー像の乱れや混色が少なく、安定して鮮明なカラ
ー画像の再現ができたが、No.1の条件は、カラーバラン
スの点で見劣りがした。これに対して、No.2,3の条件で
は、得られたカラー画像の色バランスが良好でトナー像
の乱れや混色が少なく一段と鮮明性に優れていた。

実施例3. 以下の条件を除き実施例１と同じ条件によつた。

現像器4A〜4Dの各現像時における現像剤搬送担体41の左
回転速度と磁石体42の右回転速度を表２のように設定
し、現像剤におけるトナー粒子の割合はいずれも15wt％
とした。

行ったところ、実施例１と同様な結果が得られた。すな
わち、No.1〜３のいずれの場合も各色トナー像の乱れや
混色が少なく、安定して鮮明なカラー画像の再現ができ
たが、No.1の条件は、カラーバランスの点で見劣りがし
た。これに対して、No.2,3の条件では、得られたカラー
画像の色バランスが良好でトナー像の乱れや混色が少な
く一段と鮮明性に優れていた。

以上の実施例１〜３はいずれも反転現像によつている
が、これに限らず、正規現像によつて画像形成すること
も可能である。また、現像剤に磁性トナー粒子から成る
一成分現像剤を用いることもできる。さらに、像形成体
が感光体層の上に透明絶縁層を有して静電潜像を形成さ
れるものについても本発明は適用し得るし、あるいは静
電記録方式の記録装置にも本発明を適用することができ
る。なお、本発明の方法によつて像形成体上で重ね合わ
せられたトナー像を記録紙に転写するのは、静電転写式
に限らず、粘着転写方式等によることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、像形成体上でトナー像を重ね合わせす
るための毎回の現像において、現像域に生じさせる振動
電界を後の回の現像におけるほど振幅が小さくなるか、
周波数が大きくなるものとすると共に、現像域に単位時
間当りもたらすトナー粒子の量を後の回の現像における
ほど多くなるようにしているから、それによって毎回の
現像の振動電界によるトナー粒子の移行制御が容易に、
しかもトナー像の乱れや逆転移なく行われるようになっ
て、安定して鮮明性に優れたカラー画像の再生がなされ
ると云う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する記録装置の一例を示す
概要構成図、第２図は現像器の構成例を示す部分断面図
である。１……像形成体、２……帯電器、 3A〜3D……像露光、4A〜4D……現像器、５……転写器、６……分離器、７……除電器、８……クリーニング装置、９……電源、41……現像剤搬送担体、 42……磁石体、43……現像像溜り、 44……層厚規制ブレード、 45……撹拌手段、 46……クリーニングブレード、 47……トナーホツパー、48……トナー補給ローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−137547（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体に静電像を形成して現像域におい
て振動電界下で現像剤搬送担体上の像形成体に接触しな
い層厚の現像剤層からトナー粒子を飛翔させて静電像に
付着させる像形成工程を複数回繰返し、以って像形成体
上でトナー像を重ね合わせカラー画像を形成する画像形
成方法において、前記振動電界を後の像形成工程におけ
るほど振幅が小さくなるか周波数が大きくなるようにす
ると共に、現像剤搬送担体が単位時間当りに現像域へ搬
送するトナー粒子の量が後の像形成工程におけるほど多
くなるようにしたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】前記後の像形成工程におけるほどキャリヤ
粒子と混合したトナー粒子の割合を順次大きくした現像
剤を用いた特許請求の範囲第１項記載の画像形成方法。
【請求項３】前記後の像形成工程におけるほど現像剤搬
送担体上の現像剤層の移動速度を順次大きくした特許請
求の範囲第１項または第２項記載の画像形成方法。