JPH0697361B2 - カラ−記録方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電子写真記録方法を使用して、記録用紙上に
カラー画像の記録を行うカラー記録方法に関する。

「従来の技術」 従来一般によく知られている電子写真記録方法において
は、感光体を一様に帯電させ、その上に光像を結像させ
て露光を行い、これにより静電潜像を形成した後、その
静電潜像を現像して、これに対応するトナー像を形成
し、そのトナー像を記録用紙に転写するようにしてい
る。

このような電子写真記録方法を用いてカラー画像の記録
を行う方法も、以下のように種々開発されているがそれ
ぞれ固有の問題点がある。

「発明が解決しようとする問題点」 まず第７図に、いわゆる重ね転写法の概略構成図を示し
た。

この方法は、感光体の帯電と露光と現像および転写とを
複数回繰り返す方法で、例えば１回目は黒画像、２回目
は赤画像、３回目は青画像というように、感光体上に毎
回異なる色の画像に対応する静電潜像を形成し、これに
対応する色のトナーを用いてその現像と転写を繰り返し
行うものである（特開昭61-48871号公報）。

この装置は、感光体１の外周に、プリクリーンコロトロ
ン２、クリーニング装置３、帯電器４、第１の現像器
５、第２の現像器６、第３の現像器７と転写器８とを配
置したものである。また、帯電器４と第１の現像器５の
間には、露光部10が設けられている。さらに、感光体１
には、中空の転写ドラム９が、転写部11の部分で外接す
るように配置されている。記録用紙12は、この転写ドラ
ム９に巻き付けられ、転写ドラム９の回転により繰り返
し転写部11を通過する。

この装置においては、まず、黒画像の露光が行われる
と、その静電潜像を黒トナーを収容した現像器５により
現像する。そのトナー像は、転写部11で記録用紙12に転
写される。次に、赤画像の露光が行われ、その静電潜像
を赤トナーを収容した現像器６により現像する。そのト
ナー像は、転写部11で、転写ドラム９に巻き付けられて
一周した記録用紙12上に転写される。同様にして、青ト
ナー像がこの記録用紙12上に転写されると、記録用紙12
は転写ドラム９から開放されて定着器13に向かう。こう
して、合計３色のカラー画像の記録を行うことができ
る。

しかし、このような構成の装置は、転写ドラム９を設け
るスペースが比較的大きく、装置の大型化を招き、ま
た、使用する色の数だけ、露光から転写までの工程を繰
り返すため、複写速度が遅くなってしまうという難点が
ある。

第８図に、これとは別の順次転写法を採用した装置の概
略構成図を示した。

この方法は、各色ごとに別々の感光体を用意し、感光体
の帯電と露光と現像および転写とをそれぞれ別工程で行
う方法で、例えば１工程目は黒画像、２工程目は赤画像
を記録用紙12に順次転写する方法である（特開昭61-367
67号公報）。

この装置には、各感光体１の外周には、プリクリーンコ
ロトロン２、クリーニング装置３、帯電器４、および黒
トナー現像器５、あるいは赤トナー現像器６が配置され
ている。また、帯電器４と現像器５あるいは現像器６の
間には、それぞれ露光部10および20が設けられている。
さらに、各感光体１の下側に転写器８が配置されてい
る。

記録用紙12は、図の矢印方向の２つの転写部11a、11bを
通過して定着器13に向かう。こうして、合計２色のカラ
ー画像の記録を行うことができる。

このような構成の装置は、複写速度が遅くなるという欠
点は無いが、感光体１等の色の数だけ複数設けることに
なるため、装置の大型化を招く難点がある。

さらに、上記２種の方法は、いずれも、色の違うトナー
像を記録用紙上で重ね合わせるため、２回目以降の転写
時にその転写位置を正確に合わせなければ色ずれが生
じ、いわゆる高精度のレジストレーションを要求される
という欠点もある。

さて、第９図には、いわゆる重ね現像法を採用する装置
の概略構成図を示した（特開昭59-124354号公報）。

この装置には、感光体１の外周に、プリクリーンコロト
ロン２、クリーニング装置３、帯電器４、第１の現像器
５、第２の現像器６、転写前コロトロン14と転写器８と
が配置されている。また、帯電器４と第１の現像器５の
間には第１の露光部10が設けられ、第１の現像器５と第
２の現像器６の間には第２の露光部20が設けられてい
る。

この装置においては、感光体１を一様帯電した後、その
帯電電位を基準として、第１の露光部10で正極性に静電
潜像を形成し、第２の露光部20で負極性に静電潜像を形
成して、それぞれ異なる極性の異色トナーで現像する。
こうして、感光体１の上に２色のトナー像が形成され、
これらのトナー像が一挙に記録用紙12に転写される。

この方法は、いわゆる３値潜像の形成により２色画像の
現像を行うので、複写速度の低下がなく、また、高精度
のレジストレーションも必要としない。

しかし、感光体の帯電電位には上限があり、その電位を
２分して正負逆極性に帯電を行う場合、第１の静電潜像
も第２の静電潜像もともに、その電位コントラストが通
常の半分になってしまうという難点があった。さらに、
このような露光を行うには、特殊な感光体を使用するこ
とになり、また、光のエネルギ変調も必要とする欠点も
あった。

一方、第10図には、同様の重ね現像法であるが、別の方
式で潜像形成を行うカラー記録方法を採用した装置の概
略構成図を示す。

この装置には、感光体１の外周に、プリクリーンコロト
ロン２、クリーニング装置３、第１の帯電器４、第１の
現像器５、第２の帯電器15、第２の現像器６、転写前コ
ロトロン14と転写器８とが配置されている。また、第１
の帯電器４と第１の現像器５の間には、第１の露光部10
が設けられ、第２の帯電器15と第２の現像器６の間に
は、第２の露光部20が設けられている。

この装置においては、第１の帯電器４により感光体１を
一様帯電した後、第１の露光部10で静電潜像を形成し、
第１の現像器５で例えば黒色のトナーを用いて現像す
る。次に第２の帯電器15により感光体１を再度一様帯電
した後、第２の露光部20で静電潜像を形成し、第２の現
像器６で例えば赤色のトナーを用いて現像する。こうし
て、感光体１の上に２色のトナー像が形成され、これら
のトナー像が一挙に記録用紙12に転写される。

この方法も、複写速度の低下がなく、また、高精度のレ
ジストレーションも必要としない。

しかし、第２の現像器６において、すでに感光体１上に
形成されたトナー像を乱し、その現像濃度を低下させた
り、そのトナーを第２の現像器６内に混入させ、第２の
現像剤の寿命低下等の問題を引き起こすという難点があ
った。特に、第１の露光部10で形成された静電潜像のう
ち潜像電位が背景部電位に近いものは、感光体１へのト
ナー吸着力が弱く、第２の現像器６においてそのトナー
が現像ブラシによりかきとられ易い。従って、画像情報
の欠落が生じてしまう欠点もあった。このように重ね現
像法を用いて画像形成法においては、前段のトナー像を
乱すことなく、いかに後段の現像を実施するかがきわめ
て重要な課題となっている。

感光体上のトナー像を乱すことなく現像する方法として
は、後段の現像工程を一成分非接触現像によって行うこ
とも考えられるが、一成分非接触現像は高速化すること
が難しく、この点からはキャリアとトナーとからなる二
成分現像剤を用いることが好ましい。また、第１の現像
と第２の現像とに逆極性のトナーを用いるようにすれ
ば、原理的にトナーの混入を防止でき、そのような技術
も公開されている（特開昭57-2047号公報）。しかし、
実際には混入を完全に防止できるまでには至っていな
い。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、重ね現像
法を使用して、小型でかつ高速の複写を可能とし、さら
に画像の欠落や濃度低下等を防止して、画質を向上させ
たカラー記録方法を提供することを目的とするものであ
る。

「問題点を解決するための手段」 本発明のカラー記録方法は、感光体上に第１の帯電処理
を行い、これを露光して第１の静電潜像を形成し、その
静電潜像を現像して第１のトナー像を形成し、その後
に、第１の静電潜像がポジ露光により形成された場合に
はネガ露光による第２の静電潜像を形成し、第１の静電
潜像がネガ露光により形成された場合にはポジ露光によ
る第２の静電潜像を形成して、その静電潜像を第１のト
ナーと異なる色のトナーを用いて現像し、第１のトナー
と第２のトナーとが、第２の現像用キャリアに対して、
摩擦帯電列上で互いに逆側にあることを特徴とするもの
である。

「作用」 以上の方法においては、第１の現像により感光体上に形
成されたトナー像が第２の現像時、磁気ブラシに進入す
ると、そのキャリアと接触する。第１のトナーと第２の
トナーはこのキャリアに対して摩擦帯電列上互いに逆側
にあるから、キャリアとの接触により第２のトナーが負
帯電するものとすると、第１のトナーは正帯電する。第
１のトナー像が正帯電して感光体上に付着している場
合、このキャリアと接触してもその極性が反転しない。
従って、感光体への吸着力が一層高まり、トナーがかき
落とされることがない。

「実施例」 第１図は本発明のカラー記録方法の実施に適する装置の
概略構成図を示したものである。

この装置には、感光体１の外周に、プリクリーンコロト
ロン２、クリーニング装置３、第１の帯電器４、第１の
現像器５、第２の帯電器15、第２の現像器６、転写前コ
ロトコン14と転写器８とが配置されている。また、第１
の帯電器４と第１の現像器５の間には、第１の露光部10
が設けられ、第２の帯電器15と第２の現像器６の間に
は、第２の露光部20が設けられている。記録用紙12は、
給紙トレイ16から送り出されて、転写器８と感光体１の
間を通過し、定着器13を経て排出される構成となってい
る。

なお、この装置の第１の露光部10や第２の露光部には、
ミラーやレンズ系を使用したいわゆる結像光学系あるい
は、レーザーダイオードアレイや、発光ダイオードアレ
イ、液晶シャッタアレイ、蛍光表示素子アレイ等のいわ
ゆる光書込み装置を使用する。

また、第１の現像器５のトナーと第２の現像器６のトナ
ーはそれぞれ、第２の現像器６のキャリアに対して摩擦
帯電極性が逆極性のものを使用する。

さて、ここで本発明のカラー記録方法の実施例を第２図
を用いて説明する。

この図において、図のａからｅまでは、本発明の方法に
よる感光体の表面電位の変化を示している。また、記録
画像は図の上方に示したように、白地（Ｗ）に、黒部
（Ｂ）と、赤（Ｒ）とを有するものである。

まずはじめに、第１の帯電器４により、感光体１は正極
性に一様に帯電される（第２図ａ）。

次に、第１の露光部10において、感光体１がネガ露光さ
れる。これにより感光体１は、赤部Ｒが電位21まで除電
される。一方、黒部Ｂについては、背景電位22に近い電
位23に保持される（第２図ｂ）。

次に、赤部Ｒの静電潜像電位21と背景電位22との間に現
像バイアス24を設定して、第１の現像器５で負帯電の赤
色のトナーを用いて現像を行う（第２図ｃ）。

次に、この第１の現像終了後、第２の帯電器15は動作せ
ず第２の露光部20でポジ露光を行い黒部Ｂに対応する第
２の静電潜像を形成する（第２図ｄ）。これを、第２の
現像器６で負帯電の黒色トナーを用いて現像する（第２
図ｅ）。このとき現像バイアス電位25は、赤部の静電潜
像電位21と黒部の静電潜像電位26の中間に設定する。こ
の場合に、赤トナーが正極性から負極性に極性反転する
ことが無く、トナーの混入が生じない。この現像は後で
説明する。こうして、感光体１の上に２色のトナー像が
形成され、これらのトナー像が一挙に記録用紙12に転写
される。なお、この転写前に、黒トナーと赤トナーとは
共に、転写前コロトロン14により同一極性に帯電され
る。

この方法は、複写速度の低下がなく、また、高精度のレ
ジストレーションも必要としないことはいうまでもな
い。

第３図に本発明のカラー記録方法の他の実施例を示し
た。こんどは第１の現像で黒トナー、第２の現像で赤ト
ナーを使用する。

まず、第１の帯電器４により、感光体１は正極性に一様
帯電される（第３図ａ）。次に、第１の露光部10におい
て、赤フィルタを介して感光体１が結像光学系によりポ
ジ露光される。これにより感光体１は、黒部Ｂを高電位
21としたまま除電される。赤部Ｒについては、背景電位
22に近い電位23に除電される（第３図ｂ）。

次に、黒部Ｂの静電潜像電位21と背景電位22との間に現
像バイアス24を設定して、第１の現像器５で負帯電の黒
色のトナーを用いて現像を行う（第３図ｃ）。

こんどは、第２の帯電器15により感光体１を再度一様帯
電する（第３図ｄ）。この場合、第２の帯電器15に、ス
コロトロンを使用するものとすれば、このスコロトロン
のグリッド電位は、黒部Ｂの電位21とほぼ同電位に設定
する。

その後、第２の露光部20でネガ露光により赤部Ｒに対応
する静電潜像を形成する（第３図ｅ）。

さらに、第２の現像器６で、例えば正帯電の赤色のトナ
ーを用いて現像する（第３図ｆ）。このとき現像バイア
ス電位25は、背景電位21と赤部の静電潜像電位26の中間
に設定する。このときも、黒トナーが負帯電から正帯電
に極性反転しないので、トナーの混入が生じない。

さて、第１図に示した実施例において、その実際の効果
を説明する。記録装置の各部の具体的な構成およびその
設定電位等は、以下のように選定した。

〈実施例の場合〉 （ただし、第１露光はポジ、第２露光はネガのケースに
ついての実施例） ☆感光体 ・Se（セレン）系感光体 ・ドラム直径 200mm ☆プロセス速度 150mm/秒 ☆第１の現像と第２の現像は共に２成分系磁気ブラシ現
像 ☆現像パラメータ （第１の現像器、第２の現像器） TG（トリミングギャップ） 0.9mm DRS（ドラム・ロール・スペース） 1.0mm MSA（磁極の傾き） ＋５° Vd（現像ロール回転速度） 450mm/秒 磁極の主極 650G 現像ロールの回転 WITH（感光体と順方向） ☆第１の現像剤 ・キャリア 100μｍ フェライトキャリア ・トナー（赤） スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート（共重合比70:3
0）92部、赤色顔料リソールスカルト（BASF社製）８部
を溶融混練後、12μｍに粉砕したもの。

・トナー帯電量 −13μc/g ☆第２の現像剤 ・キャリア スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（共重合
比65:35）30部とマグネタイト70部を溶融混練後、粉砕
した磁性粉分散型キャリア。その平均粒径は30μｍ、密
度は2.4g/cm³である。

・トナー ポリエステル35部、スチレン−ブチルメタクリレート−
アクリロニトリル共重合体（共重合比70:25:5）57部、
カーボンブラック８部を溶融混練後、12μｍに粉砕した
もの。

・トナー帯電量 ＋10μc/g 〈比較例の場合〉 ☆感光体プロセス速度等は実施例同一 ☆第１現像と第２の現像は共に２成分系磁気ブラシ現像 ☆現像パラメータは実施例と同一 ☆第１の現像剤 ・キャリア 100μｍ フェライトキャリア ・トナー スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（共重合
比60:40）92部、赤色顔料リソールスカルト（BASF社
製）８部を溶融混練後、12μｍに粉砕したもの。

・トナー帯電量 −12μc/g ☆第２の現像剤 ・キャリア スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体（共重合
比65:35）30部と、マグネタイト70部を溶融混練後、粉
砕した磁性粉分散型のキャリア。平均粒径は30μｍ、密
度は2.4g/cm³。

・トナー ポリエステル35部、スチレン−ブチルメタクリレート−
アクリロニトリル共重合体（共重合比70:25:5）57部、
カーボンブラック８部を溶融混練後、12μｍに粉砕した
もの。

・トナー帯電量 ＋８μc/g なお、トナー帯電量は、ブローオフ・トライボ値により
測定した。

このブローオフ・トライボ値の測定は、第４図に示すよ
うに、まず、感光体１の所定区画に第１の静電潜像を形
成し、トナー35を付着させる。そして、そのトナー35を
感光体から剥離し、その重量を測定する。その一方で、
同一条件で感光体にトナーを付着させ、その帯電電荷量
を測定する。これは、感光体１を電荷測定器36を介して
接地し、トナー35を吹き飛ばしたときその回路に流れる
電荷を測定して求める。そして、先に求めたトナー重量
でこの電荷量を除算すれば、トナーの単位重量あたりの
帯電量を求めることができる。

☆感光体各部の電位（実施例、比較例） これは、第２図ａ〜ｅに示した電位説明図の実際の電位
を示したものである。

なお、これらの電位は、第１図のからの位置でそれ
ぞれ測定したものである。また、白地部は感光体表面の
電位を測定し、黒部はトナー像表面の電位を測定した値
である。第３図のように、第１の現像後再帯電を行う場
合、その帯電電位はの位置で測定する。

☆記録画像の濃度測定結果 なお、現像トナー重量変動は第１の現像重量から第２の
現像器通過後の第１の現像重量を差し引き、これを第１
の現像重量で除算し、100を乗じて求める。単位は％
（パーセント）である。

濃度変動は、第２の現像を行わないときの第１の現像後
の記録画像濃度（原稿濃度0.7）の変化量である。

以上の結果から、比較例のように、単に第１の現像剤と
第２の現像剤について互いに逆極性に帯電するトナーを
使用しただけでは、混色や濃度低下が発生してしまう。

すなわち、両トナーの第２の現像剤のキャリアに対する
摩擦帯電極性が、実施例の場合逆極性に、比較低の場合
同極性になっている。

この値は、第２のキャリアに対して第１のトナーを全重
量の3.5％配合し、５分間ミキシングを行った後の帯電
量である。この測定もブローオフ・トライボ法により行
った。

従って比較例の場合、第５図ａ、ｂに示すように、ポジ
露光したときもネガ露光したときも第２の現像の際、第
１のトナーの一部が第２の現像剤のキャリアと接触し、
摩擦帯電により極性反転して、第２の現像剤中に混入す
ることがわかる。

第６図に、摩擦帯電特性を示すが、この実施例の場合、
この摩擦帯電列上に、第２の現像剤のキャリアに対し、
第１のトナーは負側にあり、第２のトナーは正側にあ
る。

従って、同一条件でキャリアとトナーとを摩擦させた場
合、第１のトナーは負極正に帯電し、第２のトナーは正
極性に帯電する。

一方、比較例の場合、第１のトナーも第２のトナーもキ
ャリアとの摩擦により同じ正極性に帯電してしまう。

この差により、本発明の方法では、トナーの混色が防止
できる。

「変形例」 以上の実施例は、各帯電器において感光体を負帯電する
例を示したが、感光体を正帯電するようにしても同様の
効果を得る。

また、各現像器の現像方式は、それぞれ自由に選定して
さしつかえない。

「発明の効果」 以上説明した本発明のカラー記録方法によれば、第２の
現像時に第１のトナーの極性反転が生じないので、第２
の現像器へのトナーの混入、記録画像の濃度低下等が生
じない。

従って、高速高画質のカラー記録を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー記録方法の実施に適する記録装
置の概略構成図、第２図と第３図とは本発明のカラー記
録方法の実施例を示す感光体各部の電位の説明図、第４
図はトナー帯電量測定方法の説明図、第５図はその比較
例のトナーの状態を示す説明図、第６図は摩擦帯電列の
説明図、第７図から第10図までは従来のカラー記録方法
を採用する装置の概略構成図である。 １……感光体、５……第１の現像器、 ６……第２の現像器。

フロントページの続き (72)発明者 足立 康二 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 山本 敏郎 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 古谷 信正 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−141582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−219964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−72158（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体上に第１の帯電処理を行い、これを
   露光して第１の静電潜像を形成し、その静電潜像を現像
   して第１のトナー像を形成し、その後に、第１の静電潜
   像がポジ露光により形成された場合にはネガ露光による
   第２の静電潜像を形成し、第１の静電潜像がネガ露光に
   より形成された場合にはポジ露光による第２の静電潜像
   を形成して、その静電潜像を前記第１のトナーと異なる
   色のトナーを用いて現像し、前記第１のトナーと第２の
   トナーとが、前記第２の現像用キャリアに対して、摩擦
   帯電列上で互いに逆側にあることを特徴とするカラー記
   録方法。