JPH0731440B2 - Image forming method - Google Patents
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- JPH0731440B2 JPH0731440B2 JP59139974A JP13997484A JPH0731440B2 JP H0731440 B2 JPH0731440 B2 JP H0731440B2 JP 59139974 A JP59139974 A JP 59139974A JP 13997484 A JP13997484 A JP 13997484A JP H0731440 B2 JPH0731440 B2 JP H0731440B2
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/01—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for producing multicoloured copies
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Description
【発明の詳細な説明】 1.産業上の利用分野 本発明は画像形成方法、例えば電子写真複写、静電記録
等に好適な画像形成方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. Field of Industrial Application The present invention relates to an image forming method, for example, an image forming method suitable for electrophotographic copying, electrostatic recording and the like.
2.従来技術 例えば走査露光型の電子写真複写機においては、原稿台
上に複写原稿を載置し、複写釦を押すと、露光ランプが
原稿を照射しながら、反射ミラー等を有する光学系とと
もに所定方向に走行する。原稿の濃淡に対応した反射光
が、前記光学系を介して、一様に帯電された像担持体
（例えば感光体ドラム）上に照射され、像担持体上に静
電潜像が形成される。さらに、現像剤によって感光体ド
ラムの原稿の濃度に対応したトナー像が形成されること
になる。一方、給紙装置から被記録体（例えば複写紙）
がトナー像担持体上のドナー像の位置と一致すべく送ら
れ、トナー像担持体に接触せしめられる。そして、像担
持体の表面に形成されたトナー像が、転写電極によって
複写紙に転写される。この間、像担持体は所定方向に回
転し続け、複写紙には前記トナー像が次第に転写され
る。その後、トナー像を転写された複写紙がトナー像担
持体から分離され、複写紙はローラ定着装置に送られ
る。ローラ定着装置は、少なくとも１本は加熱されたロ
ーラからなる２本のローラによって構成され、現像剤に
よって形成された像を複写紙に加熱定着する。この後、
複写紙は、複写機本体外へ排紙される。像担持体はトナ
ーによる可視像が複写紙に転写された後、余分なトナー
粉を除くためクリーニングされ、記録をするたびにこれ
を繰り返す。2. Prior Art For example, in a scanning exposure type electrophotographic copying machine, when a copy document is placed on the platen and the copy button is pressed, the exposure lamp irradiates the document with an optical system having a reflection mirror and the like. Run in a given direction. Reflected light corresponding to the light and shade of a document is radiated via the optical system onto a uniformly charged image carrier (for example, a photosensitive drum), and an electrostatic latent image is formed on the image carrier. . Further, the developer forms a toner image corresponding to the density of the original on the photosensitive drum. On the other hand, from the paper feeding device to the recording medium (for example, copy paper)
Is sent so as to match the position of the donor image on the toner image carrier and brought into contact with the toner image carrier. Then, the toner image formed on the surface of the image carrier is transferred to the copy paper by the transfer electrode. During this time, the image carrier continues to rotate in a predetermined direction, and the toner image is gradually transferred to the copy paper. After that, the copy paper on which the toner image is transferred is separated from the toner image carrier, and the copy paper is sent to the roller fixing device. The roller fixing device is composed of two rollers, at least one of which is a heated roller, and heats and fixes the image formed by the developer on the copy paper. After this,
The copy paper is discharged outside the main body of the copying machine. The image bearing member is cleaned to remove excess toner powder after the visible image formed by the toner is transferred onto the copy paper, and this is repeated every time recording is performed.
こうした複写機は、得られる画像がモノクロマティック
であるが、カラーの複写が得られる第１図に示すような
カラー複写機も提案されている。In such a copying machine, the obtained image is a monochromatic image, but a color copying machine as shown in FIG. 1 is also proposed in which a color copy can be obtained.
第１図に示すカラー複写機は、原理的にはモノクロマテ
ィックの複写機とそれ程異なるものではない。モノクロ
マティックの複写機の場合、露光ランプが原稿を照射
し、原稿の濃淡に対応した反射光が、反射ミラー等を有
する光学系を介してトナー像担持体上を照射し、像担持
体上に静電潜像を形成するが、カラー複写機の場合、原
稿からの反射光を分解し、単一の色の光を取り出すため
にフィルターが設けられ、フィルターを通過した光のみ
がトナー像担持体を照射する。第１図に示すカラー複写
機には、色の異なる３種のフィルターを内蔵するフィル
ターバック２が設けられており、夫々のフィルターによ
り、原稿の反射光から単一の色の光が取り出される。例
えば、最初にグリーンのフィルターで色分解し、このフ
ィルターの通過光で露光装置12により像担持体上に静電
潜像を形成し、現像装置３内のマゼンタのトナーが収納
されている現像器3Bで現像する。ここで、像担持体１に
は、マゼンタのトナーにより可視像が形成される。この
可視像は、給紙箱８から搬送され、転写ドラム４に巻き
付いている複写紙７に転写極10により転写される。In principle, the color copying machine shown in FIG. 1 is not so different from a monochrome copying machine. In the case of a monochromatic copying machine, the exposure lamp illuminates the original, and the reflected light corresponding to the light and shade of the original illuminates the toner image carrier through the optical system having a reflection mirror, etc. An electrostatic latent image is formed, but in the case of a color copying machine, a filter is provided to decompose the reflected light from the original and extract the light of a single color, and only the light that has passed through the filter is the toner image carrier. Irradiate. The color copying machine shown in FIG. 1 is provided with a filter back 2 containing three types of filters having different colors, and each filter extracts light of a single color from the reflected light of the document. For example, first, color separation is performed by a green filter, an exposure device 12 forms an electrostatic latent image on an image bearing member by light passing through the filter, and a developing device in the developing device 3 in which magenta toner is stored. Develop with 3B. Here, a visible image is formed on the image carrier 1 with magenta toner. This visible image is conveyed from the paper feed box 8 and transferred by the transfer pole 10 onto the copy paper 7 wound around the transfer drum 4.
像担持体１は、上記転写後に除電極11により除電され、
残留トナー粉がクリーニング装置５により取除かれた
後、再び帯電極９により帯電される。今度は、ブルーの
フィルターの通過光により像露光が行なわれ、イエロー
のトナーが収納されている現像器3Aにより現像が行なわ
れ、像担持体１にはイエローの可視像が形成され、この
可視像は、前記したと同様に複写紙７に転写される。そ
して、次に、レッドのフィルターの通過光により像露光
が行なわれ、シアンのトナーが収納されている現像器3C
により、像担持体１にはシアンの可視像が形成され、こ
の可視像も複写紙７に転写される。The image carrier 1 is discharged by the discharging electrode 11 after the transfer,
After the residual toner powder is removed by the cleaning device 5, it is charged again by the belt electrode 9. This time, image exposure is carried out by the light passing through the blue filter, development is carried out by the developing device 3A containing the yellow toner, and a yellow visible image is formed on the image carrier 1. The visual image is transferred to the copy paper 7 as described above. Then, next, image development is performed by the light passing through the red filter, and the developing device 3C storing the cyan toner.
As a result, a visible image of cyan is formed on the image carrier 1, and this visible image is also transferred to the copy paper 7.
複写紙７は、全部の色の可視像について、転写が終了す
るまでは転写ドラム４に巻き付いており、転写終了後
に、定着装置６に送られ、定着後に機外に排紙される。The copy paper 7 is wound around the transfer drum 4 for the visible images of all colors until the transfer is completed. After the transfer is completed, the copy paper 7 is sent to the fixing device 6 and is discharged outside the machine after the fixing.
上記の如く、このカラー複写機は、原稿からの反射光
を、フィルターにより分解して単一の色の光を取り出
し、この単一の色の光により形成された静電潜像を、そ
の光の色に対応する色に着色されたトナーを収納した現
像器により現像し、これを複写紙に転写することを繰り
返して、カラーの複写を行なっているのである。As described above, this color copying machine decomposes the reflected light from the original by the filter to extract the light of a single color, and the electrostatic latent image formed by the light of the single color is converted into the light. That is, color copying is performed by repeating development by a developing device containing a toner colored in a color corresponding to the above, and transferring this to a copy paper.
このカラー複写機によれば、カラーの複写を行なうこと
が出来るが、次の如き問題点がある。This color copying machine can perform color copying, but has the following problems.
（１）、現像剤の色以外の任意の色で複写を行なうとき
には、転写ドラム（第１図の４）上の複写紙に各現像剤
の着色トナーを順次転写する必要があるが、各色につい
ての転写のタイミングをとらねばならず、位置ずれが生
じ易い。(1) When copying with an arbitrary color other than the color of the developer, it is necessary to sequentially transfer the colored toner of each developer onto the copy paper on the transfer drum (4 in FIG. 1). Since the timing of the transfer of the image has to be taken into account, misalignment is likely to occur.
（２）、また、各色毎に、帯電→露光→現像→転写を繰
返して行なう必要があるため、これらの制御を正確に行
なわねばならず、かつコピー時間も長くなってしまう。(2) In addition, since it is necessary to repeat charging-exposure->developing-> transfer for each color, these controls must be accurately performed, and the copy time becomes long.
（３）、色の３原色に対応して最低現像器を３台必要と
し、黒を用意すると４台となり、これに加えて転写ドラ
ム４も設けなければならない。そして、現像器、及び転
写ドラム４は、その役割から、像担持体１の周面上に設
置しなければならない。従って、像担持体１の周面近傍
は、これらを配置するためのスペースを必要とし、モノ
クロマティックの複写機と比較し、必然的に大型にしな
ければならない。(3) At least three developing devices are required corresponding to the three primary colors, and when black is prepared, the number of developing devices is four. In addition to this, the transfer drum 4 must be provided. The developing device and the transfer drum 4 must be installed on the peripheral surface of the image carrier 1 because of their roles. Therefore, the vicinity of the peripheral surface of the image carrier 1 needs a space for arranging them, and must necessarily be larger than a monochromatic copying machine.
3.発明の目的 本発明の目的は、特に、単色（モノカラー）ながら任意
の色の画像を容易にかつ精度良く形成でき、しかも装置
の小型化も可能な画像形成方法を提供することにある。3. Object of the Invention It is an object of the present invention to provide an image forming method which can easily and accurately form an image of any color in spite of being a single color (monocolor) and which can also downsize the apparatus. .
4.発明の構成 即ち、本発明による画像形成方法は、像担持体上に帯電
・像露光により潜像を形成し、前記像担持体とは非接触
である、イエロー、マゼンタ、シアンの着色トナーを各
々有する現像手段から複数の前記現像手段を選択し、反
転現像法により、同一の前記潜像上に互いに異なる色の
複数の着色トナーを順次重ね合わせて、単色画像を形成
した後、前記単色画像を転写材に転写するまでの工程を
行う画像形成方法において、 前記同一の前記潜像を現像する際に前記非接触現像手段
に交流バイアスを印加し、その交流バイアスの振幅をV
AC（Ｖ）、周波数をｆ（Hz）、前記像担持体と前記二成
分現像剤を搬送する現像剤搬送体との間隙をｄ（mm）と
するとき、 0.2≦VAC／（ｄ・ｆ） ｛（VAC/d）−1500｝/f≦1.0 を満たすことを特徴とするものである。4. Structure of the Invention That is, in the image forming method according to the present invention, a yellow, magenta, and cyan colored toner that forms a latent image on the image carrier by charging and imagewise exposure and is not in contact with the image carrier. A plurality of developing means are selected from the developing means each having, and a plurality of colored toners of different colors are sequentially superposed on the same latent image by a reversal developing method to form a single color image, and then the single color image is formed. In an image forming method for performing a process of transferring an image to a transfer material, an AC bias is applied to the non-contact developing means when developing the same latent image, and the amplitude of the AC bias is V
AC (V), frequency is f (Hz), and the gap between the image carrier and the developer transporter that transports the two-component developer is d (mm), 0.2 ≤ V AC / (df ) {(V AC /d)−1500}/f≦1.0 is characterized.
5.実施例 以下、本発明を電子写真複写機に適用した実施例を第２
図〜第５図につき詳細に説明する。5. Embodiments Embodiments in which the present invention is applied to an electrophotographic copying machine will be described below as a second embodiment.
Detailed description will be given with reference to FIGS.
第２図は、電子写真複写機の概略を示すものである。FIG. 2 shows an outline of the electrophotographic copying machine.
この複写機においては、本体上壁部上に移動可能に設け
られた原稿載置台14のガラス面上にプラテンカバー15で
覆われた原稿16が載置され、本体内の光源17から光18が
本体上壁部に設けられたスリット19を通して原稿16に照
射され、その反射光が光集束性素子（商品名セルホック
レンズアレイ）13及びフィルター12′を通過し、感光体
ドラムからなる像担持体１上へ入射する。従って、帯電
器９により、一様に帯電されたトナー像担持体１の周面
のセレン、シリコン、硫化カドミウム等の無機光導電性
物質や有機光導電性物質等からなる感光層には、原稿載
置台14が矢印の方向に移動することにより原稿画像に対
応したパターンに像露光が行なわれ、静電潜像が形成さ
れる。静電潜像が形成された像担持体１に対しては、現
像装置20から所定の現像剤が供給される。この現像装置
20は、後記に詳述するように、像担持体１の像形成面に
対向配置された３つの現像器31、32、33からなり、各現
像器にはスリーブ34、35、36が夫々内蔵されている。各
スリーブは、トナー粒子を各現像器31、32、33から像担
持体１上へ選択的に搬送する作用をなし、これによって
トナー粒子は静電潜像の電気力により順次像担持体１上
へ移動、吸着され、同一潜像上に順次重ね合せられ、所
定の色調を有するトナー像が所定パターンに形成され、
現像が行なわれることになる。色調を制御するために
は、各現像スリーブにバイアスを制御して印加してトナ
ーの付着量を変えることにより行なう。In this copying machine, an original 16 covered by a platen cover 15 is placed on the glass surface of an original placing table 14 movably provided on the upper wall of the main body, and light 18 from a light source 17 inside the main body is emitted. The original 16 is irradiated through a slit 19 provided on the upper wall of the main body, and its reflected light passes through a light converging element (product name cell-hoc lens array) 13 and a filter 12 ', and an image carrier composed of a photosensitive drum. Incident on 1. Therefore, the photosensitive layer made of an inorganic photoconductive substance such as selenium, silicon, cadmium sulfide or the like or an organic photoconductive substance on the peripheral surface of the toner image carrier 1 which is uniformly charged by the charger 9 has an original By moving the mounting table 14 in the direction of the arrow, image exposure is performed on a pattern corresponding to the original image, and an electrostatic latent image is formed. A predetermined developer is supplied from the developing device 20 to the image carrier 1 on which the electrostatic latent image is formed. This developing device
As will be described later in detail, the reference numeral 20 includes three developing devices 31, 32, 33 arranged to face the image forming surface of the image carrier 1, and each developing device has a sleeve 34, 35, 36 built therein. Has been done. Each sleeve has a function of selectively transporting toner particles from each of the developing units 31, 32, and 33 onto the image carrier 1, whereby the toner particles are sequentially transferred onto the image carrier 1 by the electrostatic force of the electrostatic latent image. To be adsorbed and sequentially superposed on the same latent image to form a toner image having a predetermined color tone in a predetermined pattern,
Development will be performed. To control the color tone, the bias is controlled and applied to each developing sleeve to change the toner adhesion amount.
こうして形成されたトナー像は、必要に応じて転写率を
向上させるために再帯電させた後、給紙装置21から給紙
ローラ22により搬送されてタイミングローラ23により像
担持体１上の画像領域に一致するように送られてきた複
写紙24へ、転写極25により転写される。像担持体１上の
トナー像が転写された複写紙は、分離極26により像担持
体１から分離され、定着装置27へ送られる。定着装置27
内には、少なくとも１本は加熱された定着ローラ27A、2
7Bが設けられ、両ローラ間を通過する間に、複写紙24は
加熱され、トナー像は複写紙24に定着される。定着後、
転写紙24は搬送ローラ27Cにより排紙皿28に排紙され
る。一方、複写紙24にトナー像を転写した像担持体１
は、その後も矢印の方向に回転を続け、除電器50により
除電された後、像担持体に付着しているトナーはクリー
ニング装置29に設けられているクリーニングブレード29
Aにより取除かれる。そして、再び、像担持体１は帯電
極９により帯電させられ、次の複写工程に進むことにな
る。The toner image thus formed is recharged in order to improve the transfer rate as needed, and then is conveyed from the sheet feeding device 21 by the sheet feeding roller 22 and is conveyed by the timing roller 23 to the image area on the image carrier 1. Is transferred by the transfer pole 25 to the copy paper 24 sent so as to coincide with. The copy paper onto which the toner image on the image carrier 1 is transferred is separated from the image carrier 1 by the separating electrode 26 and sent to the fixing device 27. Fixing device 27
There are at least one heated fixing roller 27A, 2
7B is provided, the copy paper 24 is heated while passing between both rollers, and the toner image is fixed on the copy paper 24. After fixing
The transfer paper 24 is ejected to the paper ejection tray 28 by the conveyance roller 27C. On the other hand, the image carrier 1 in which the toner image is transferred onto the copy paper 24
After that, the toner continues to rotate in the direction of the arrow, and after the charge is removed by the charge remover 50, the toner attached to the image carrier is cleaned by the cleaning blade 29 provided in the cleaning device 29.
Removed by A. Then, the image carrier 1 is charged again by the strip electrode 9, and the process proceeds to the next copying step.
本例の複写機における現像装置20は第３図に拡大図示す
る如くに構成されている。The developing device 20 in the copying machine of this example is constructed as shown in an enlarged view in FIG.
即ち、現像装置20は、感光体ドラム１に対向した各スリ
ーブ上に、一成分又は二成分現像剤の各現像器31（例え
ばイエロー用）、32（例えばマゼンタ用）、33（例えば
シアン用）から各現像剤を選択的に供給する。各現像器
内には夫々、回転マグネット38、39、40を内蔵したスリ
ーブ34、35、36;現像剤厚み規制板41、42、42;トナー掻
取り用ブレード44、45、46;トナー供給スクリュー47、4
8、49;攪拌板51、52、53が配されている。That is, the developing device 20 includes developing devices 31 (for example, for yellow), 32 (for example, for magenta), 33 (for example, for cyan) of one-component or two-component developer on each sleeve facing the photoconductor drum 1. To supply each developer selectively. Sleeves 34, 35, 36 containing rotating magnets 38, 39, 40 in the respective developing units; developer thickness control plates 41, 42, 42; toner scraping blades 44, 45, 46; toner supply screw 47, 4
8, 49; stirring plates 51, 52, 53 are arranged.
この現像装置20においては、現像時に各スリーブと感光
体ドラム１との間に、交流電源（例えば4KV以下、50Hz
〜10KHz）と直流電源（例えば500V以下）とからなる各
現像バイアス62、63、64が夫々印加される。この際、各
スリーブと感光体ドラム１とは一定の間隔（例えば2000
μｍ以下）を置いて配置され、非接触方式で、感光体ド
ラム１上に形成された静電潜像に対して各スリーブから
各色の着色トナーが順次重ね合せられてゆく。ここで、
スリーブ上の現像剤の層厚は、像担持体１とスリーブと
の間隙よりも薄くすること（但、像担持体とスリーブと
の間には電位差が存在しない状態で）が好ましいが、こ
れは、スリーブ上の現像剤を振動電界下でほぐしながら
非接触で像担持体上に飛翔、移行させるためである。ス
リーブ上の現像剤が像担持体と接触した状態で操作する
場合、既に形成されたトナー像を次の現像剤がかき落と
したり、或いはかき落とされた現像剤が別の現像器内に
混入し易くなるが、上記の非接触方式によるトナーの移
行では、既に形成されたトナー像の不所望なかき出落と
しを避け、現像器内への異色トナーの混入を減少させ
て、現像によるかぶりや画像荒れのみならず現像剤間の
混合をなくすことができる。In the developing device 20, an AC power supply (eg, 4 KV or less, 50 Hz or less) is provided between each sleeve and the photosensitive drum 1 during development.
Each developing bias 62, 63, 64 composed of a DC power source (for example, 500 V or less) is applied. At this time, each sleeve and the photosensitive drum 1 are spaced at a constant interval (for example, 2000
The colored toners of respective colors are sequentially superposed on the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 in a non-contact manner. here,
The layer thickness of the developer on the sleeve is preferably thinner than the gap between the image carrier 1 and the sleeve (provided that there is no potential difference between the image carrier and the sleeve). The purpose is to fly and transfer the developer on the sleeve onto the image carrier in a non-contact manner while loosening the developer on the sleeve under an oscillating electric field. When operating with the developer on the sleeve in contact with the image carrier, the toner image already formed is scraped off by the next developer, or the scraped developer easily mixes into another developing device. However, in the transfer of toner by the non-contact method described above, undesired scraping off of the toner image already formed is avoided, mixing of different color toner into the developing device is reduced, and fogging and image roughness due to development are caused. Not only can mixing between developers be eliminated.
上記の如くに構成された複写機において画像を形成する
プロセスを第４図につき更に詳述する。The process of forming an image in the copying machine constructed as described above will be described in more detail with reference to FIG.
第４図は、ネガ現像（光照射域にトナー像の形成）の場
合を示すが、ポジ現像Ｃ光の非照射域にトナー像を形
成）に較べて静電潜像のポテンシャルが逆さになってお
り、逆極性のトナーT1、T2の重ね合せで所定の色調の可
視像を形成するものである。FIG. 4 shows the case of negative development (formation of a toner image in the light irradiation area), but the potential of the electrostatic latent image is reversed as compared with the case of positive development C where the toner image is formed in the area not irradiated with light. That is, a visible image having a predetermined color tone is formed by superposing the toners T 1 and T 2 having opposite polarities.
即ち、像担持体を全面正帯電した後に照射光18により像
露光を行ない、光の照射域に電位低下した静電潜像60を
選択的に形成する。次いで、上記した現像器31〜33のう
ち所定の現像器、例えば31と32を作動させ、静電潜像60
をまず現像器31で現像して例えばイエローのトナー像T1
を形成し、更に次の現像器にて引続いて同一の静電潜像
60上に２回目の現像を行ない、これによってイエローの
トナー像T1上に例えばマゼンタのトナー像T2を順次重ね
合せる。この際、１回目の現像（トナー像T1の形成）に
よって潜像60のポテンシャルは幾分上昇するが、なおも
充分な電位コントラストを有しているから、次の現像
（トナー像T2の形成）において同一潜像60上にトナーT2
が充分な濃度でトナーT1に重なり合って付着されること
になる。この結果、得られた可視像はトナーT1とT2との
色が混合した色調のもの（赤色）となり、各現像器のト
ナーとは異なった色調のモノカラー画像が得られる。上
記種類のトナーの重ね合せのみならず、任意の色調を出
すためには各現像器を選択的に組合せてイエロー、マゼ
ンタ、シアンの各トナーの２種又は３種を任意に重ね合
わせてよい。例えば、これら３種のトナーを同一潜像60
上に重ね合せて黒に近いトナー像を得ることができる
し、或いは第４番目の現像器から黒色トナーを供給して
黒色度を更に高めてもよい。That is, after the entire surface of the image carrier is positively charged, the image is exposed to the irradiation light 18 to selectively form the electrostatic latent image 60 having a lowered potential in the light irradiation area. Next, a predetermined developing device among the above-mentioned developing devices 31 to 33, for example, 31 and 32 is operated to generate the electrostatic latent image
Is first developed by the developing device 31 and, for example, a yellow toner image T 1
Is formed, and the same electrostatic latent image is continuously formed by the next developing device.
A second development is carried out on 60, whereby, for example, a magenta toner image T 2 is successively superposed on the yellow toner image T 1 . At this time, the potential of the latent image 60 rises to some extent by the first development (formation of the toner image T 1 ), but since the latent image 60 still has a sufficient potential contrast, the next development (toner image T 2 Formation) toner T 2 on the same latent image 60
Will be adhered to the toner T 1 in a sufficient density so as to overlap. As a result, the obtained visible image has a color tone (red) in which the colors of the toners T 1 and T 2 are mixed, and a monocolor image having a color tone different from that of the toner of each developing device is obtained. Not only the toners of the above-mentioned types are superposed, but also two or three kinds of toners of yellow, magenta, and cyan may be arbitrarily superposed by selectively combining the developing devices in order to obtain an arbitrary color tone. For example, using these three types of toner, the same latent image 60
A toner image close to black can be obtained by superimposing it on top, or black toner may be supplied from the fourth developing device to further increase the blackness.
上記に得られる重ね合せ現像によるトナー像の色調は、
潜像60上に付着する各トナーの付着量を調整（例えば現
像器のスリーブのバイアス電圧を変化）することによっ
て制御することができる。The color tone of the toner image obtained by the superimposed development obtained above is
It can be controlled by adjusting the amount of each toner attached to the latent image 60 (for example, changing the bias voltage of the sleeve of the developing device).
このようにしても、上述したと同様にモノカラー画像を
任意の色調で得られるが、加えて反転現像による現像で
あるために露光手段や感光体の寿命を長くできかつ記録
時間の短縮も図れる。Even in this case, a monocolor image can be obtained with an arbitrary color tone as described above, but in addition, since the development is performed by reversal development, it is possible to extend the life of the exposure unit and the photoconductor and shorten the recording time. .
以上の例においては、像担持体１上に形成された重ね合
せトナーによるトナー像は、次に第２図で述べたように
複写紙24上に転写され、更に定着される。従って、画像
形成プロセスが容易であり、装置も小型化し、かつ任意
の色調の画像形成は１回のみの露光によって行なえるた
めに更にプロセス制御が容易となる。即ち、上述の例に
よれば、共通の像担持体１の周囲に各カラー用の現像器
31、32、33を配し、これらを組合わせて動作させ、像担
持体上に現像剤を供給し、重ね合わせて現像、転写する
ものであるから、任意の色調のコピー画像を得ることの
できる転写ドラム等の占有面積を減少させた小型の複写
装置を提供できる。又、各色の現像を同一の潜像上で行
なえるために、カラー複写機においてみられる位置ずれ
が生じない。また、本例による非接触現像の際には特定
の現像剤のみが感光体ドラム１に対向せしめられるの
で、従来のカラー現像装置のように他の現像装置につい
ては感光体ドラム１との位置を非接触状態にする（或い
は移動させる）とか、現像剤層を穂切板により送られな
いようにすることは必ずしも考慮することはない。In the above example, the toner image formed by the superimposed toner formed on the image carrier 1 is then transferred onto the copy paper 24 and further fixed as described with reference to FIG. Therefore, the image forming process is easy, the apparatus is downsized, and an image having an arbitrary color tone can be formed by only one exposure, so that the process control is further facilitated. That is, according to the above example, the developing devices for the respective colors are provided around the common image carrier 1.
Since 31, 32, and 33 are arranged, these are operated in combination, the developer is supplied onto the image carrier, and the images are developed and transferred in superposition, so that a copy image of any color tone can be obtained. It is possible to provide a small-sized copying machine in which the occupying area of a transfer drum or the like can be reduced. Further, since the development of each color can be performed on the same latent image, the positional deviation seen in the color copying machine does not occur. Further, since only a specific developer is made to face the photoconductor drum 1 in the non-contact development according to this example, the position of the photoconductor drum 1 with respect to other development devices such as the conventional color development device is changed. It is not always necessary to consider making (or moving) the non-contact state or preventing the developer layer from being fed by the cutting board.
本方式に用いられる非接触式の現像器は全ての現像器に
用いられることが好ましいが、第１回目に現像を行なう
現像器は接触式の現像装置であっても、予めトナー像が
形成されていないために用いることができる。勿論、こ
の現像器による現像を行なわない場合は、感光体ドラム
と非接触状態にするとか、移動させるとか、現像剤層を
穂切板により送られないようにするとか、或いはトナー
が付着しないように同極性の電気的バイアスをスリーブ
に印加することを行なう。The non-contact type developing device used in this method is preferably used for all the developing devices, but even if the developing device for the first development is a contact type developing device, a toner image is formed in advance. Can be used for not. Of course, when the development by this developing device is not carried out, the non-contact state with the photoconductor drum, the movement, the developer layer being prevented from being fed by the cutting board, or the toner not adhering An electric bias of the same polarity is applied to the sleeve.
また、本例における第２図に示した装置によれば、第１
図に示した従来装置の如き転写ドラム４を用いた色重ね
を行なう必要もなくなる。Further, according to the device shown in FIG. 2 in this example, the first
There is no need to perform color superposition using the transfer drum 4 as in the conventional apparatus shown in the figure.
なお、第３図において更に、黒色トナー用の供給器を
（上記３つの供給器に対し４番目として）追加すれば、
この追加の供給器を使用して例えばイエロー、マゼン
タ、シアン色の重ね合わせを用いなくとも黒色画像を得
ることができる。In addition, in FIG. 3, if a feeder for black toner is further added (fourth to the above three feeders),
This additional feeder can be used to obtain a black image without using, for example, a yellow, magenta, cyan overlay.
更にまた、上記した現像方式においては、一成分現像剤
を用いた米国特許第3893419号、特開昭55-18656〜18659
号、特開昭56-125753号公報や、二成分現像剤を用いた
特願昭58-57446号、特願昭58-97973号、特願昭59-4563
号、特願昭59-10699号、特願昭58-238295号、特願昭58-
238296号、特願昭59-10700号等に示された方式を採用し
てよい。Furthermore, in the above-mentioned developing system, US Pat. No. 3893419 using a one-component developer, JP-A-55-18656 to 18659 is used.
JP-A-56-125753, Japanese Patent Application No. 58-57446, Japanese Patent Application No. 58-97973, Japanese Patent Application No. 59-4563 using a two-component developer.
Japanese Patent Application No. 59-10699, Japanese Patent Application No. 58-238295, Japanese Patent Application No. 58-
The methods shown in 238296 and Japanese Patent Application No. 59-10700 may be used.
特に、特願昭58-238296号による現像方式が望ましい。
この二成分現像剤を用いた現像方式によれば、上述の重
ね合せ現像時に各現像工程で、現像バイアスの交流成分
の振幅VAC（Ｖ）、周波数をｆ（HZ）、像担持体と現像
剤を搬送する現像剤搬送体との間隙をｄ（mm）とすると
き、 0.2≦VAC／（ｄ・ｆ） ｛（VAC/d）−1500｝/f≦1.0 を満たすようにしたものである。Particularly, the developing method according to Japanese Patent Application No. 58-238296 is preferable.
According to the developing method using the two-component developer, the amplitude V AC (V) of the AC component of the developing bias, the frequency f (HZ), the image carrier and the developing member are used in each developing step during the above-mentioned superposition development. When the gap between the developer transport body and the developer transport body is d (mm), 0.2 ≦ V AC / (d · f) {(V AC /d)-1500}/f≦1.0 Is.
このように、交流バイアス、及び周波数等の現像条件を
選ぶことによって、画像の乱れや混色を起すことなく、
高画質の画像を得ることができる。In this way, by selecting development conditions such as AC bias and frequency, image distortion and color mixing can be achieved without causing
A high quality image can be obtained.
この画像プロセスを具体的に述べると、第３図において
まず第１の現像器で１回目の現像を行ない、次に第２の
現像器で同一潜像上に２回目の現像を行なうが、この際
現像剤として磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成
分現像剤を用いる。該キャリアは、平均粒径30μｍ｛平
均粒径は重量平均粒径でオムニコニアルファ（ボシュロ
ム社製）とか、コールカウンタ（コールタ社製）で測
定｝、磁化30emu/g、抵抗率1014Ω‐cm以上の樹脂中に
フエライト微粒子を分散したキャリアであり、尚、抵抗
率は、粒子を0.50cm2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、このときのキャリア粒子は1mm位の厚さであるよ
うにして、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ることで得ら
れる値である。該トナーは熱可塑性樹脂90wt％、顔料10
wt％に荷重制御剤を少量添加し混練粉砕し、平均粒径10
μｍとしたものを用いた。該キャリア80wt％に対し該ト
ナーを20wt％の割合で混合し、現像剤とした。なお、ト
ナーはキャリアとの摩擦により正に帯電する。ここで、
感光体ドラムとスリーブとの間隙ｄを1.0mm、現像剤層
厚を0.5mm、感光体の帯電電位を600V、現像バイアスの
直流成分を500V、交流成分の周波数を1KHzに設定したと
きの交流成分の振幅と感光体ドラム上の露光部（電位は
0V）に反転現像によって形成されるトナー像の画像濃度
との関係を測定した。トナーの平均帯電量が夫々30μc/
g、20μc/g、15μc/gに荷電制御されたものを用いた場
合にいずれも、電界の交流成分の振幅が200V/mm以上で
交流成分の効果が現われ、2500V/mm以上にすると感光体
ドラム上に予め形成してあるトナー像が一部破壊されて
いるのが観測された。また、現像バイアスの交流成分の
周波数を2.5KHzとし、上記の実験時と同一の条件によ
り、交流の電界強度EACを変化させたときの画像濃度の
変化を測定したところ、前記交流電界強度の振幅EACが5
00V/mmを越えると画像濃度が大きく、4KV/mm以上になる
と、感光体ドラム上に予め形成されたトナー像の一部が
破壊された。This image process will be described in detail. In FIG. 3, first development is carried out by the first developing device, and then second development is carried out on the same latent image by the second developing device. A two-component developer composed of a magnetic carrier and a non-magnetic toner is used as the developer. The carrier has an average particle size of 30 μm (the average particle size is a weight average particle size, such as Omni Niconi Alpha (manufactured by Bausch & Lomb) or Coul Counter (manufactured by Coulter)), magnetization 30 emu / g, resistivity 10 14 Ω- more than in the resin cm is dispersed carriers ferrite particles, addition, resistivity, after tapping putting particles in a container having a sectional area of 0.50 cm 2, on packed particles of 1 kg / cm 2 A load is applied, and the carrier particles at this time are made to have a thickness of about 1 mm, and it is obtained by reading the current value when a voltage that generates an electric field of 1000 V / cm is applied between the load and the bottom electrode. It is a value. The toner is 90 wt% thermoplastic resin, 10 pigment
Add a small amount of load control agent to wt% and knead and pulverize to obtain an average particle size of 10
What was made into μm was used. The toner was mixed at a ratio of 20 wt% with respect to 80 wt% of the carrier to obtain a developer. The toner is positively charged by friction with the carrier. here,
The gap d between the photosensitive drum and the sleeve is 1.0 mm, the developer layer thickness is 0.5 mm, the photoconductor charging potential is 600 V, the DC component of the developing bias is 500 V, and the AC component frequency is 1 KHz. Amplitude and the exposed area on the photosensitive drum (potential is
The relationship with the image density of the toner image formed by reversal development at 0 V) was measured. Average toner charge is 30 μc /
When the charge controlled to g, 20 μc / g, and 15 μc / g is used, the effect of the AC component appears when the amplitude of the AC component of the electric field is 200 V / mm or more, and when it is 2500 V / mm or more, the photoconductor It was observed that the toner image previously formed on the drum was partially destroyed. The frequency of the AC component of the developing bias was 2.5 KHz, and the change in the image density when the AC electric field strength E AC was changed under the same conditions as in the above experiment was measured. Amplitude E AC is 5
When it exceeds 00V / mm, the image density is large, and when it exceeds 4KV / mm, a part of the toner image previously formed on the photosensitive drum is destroyed.
これらの結果からわかるように画像濃度がある振幅を境
にして大きく変化するが、このある振幅の値はトナーの
平均帯電量にあまり依存せず得られるものである。その
理由は次のように考えられる。すなわち、二成分現像剤
では、トナーはキャリアとの摩擦やトナーどうしの相互
摩擦により帯電し、トナーの帯電量は広い範囲にわたっ
て分布していると予想され、大きな帯電量をもつトナー
が優先的に現像されると考えられる。荷電制御剤によ
り、平均帯電量を制御しても、これらの大きな帯電量を
もつトナーの占める割合は大きく変化せず、その結果、
現像特性の変化は一応見られるものの大きくは観測され
ないと考えられる。As can be seen from these results, the image density greatly changes at a certain amplitude, but the value of this certain amplitude can be obtained without depending much on the average charge amount of the toner. The reason is considered as follows. That is, in the two-component developer, the toner is charged by friction with the carrier and mutual friction between the toners, and it is expected that the charge amount of the toner is distributed over a wide range. It is considered to be developed. Even if the average charge amount is controlled by the charge control agent, the proportion of the toner having such a large charge amount does not change significantly, and as a result,
Although the change in the developing property is tentatively observed, it is considered that the change is not largely observed.
さて、上記と同様な実験を条件を変えながら行なったと
ころ、交流電界強度の振幅EACと、周波数ｆの関係につ
いて整理出来、第５図に示すような結果を得た。第５図
において、で示した領域は現像ムラが起こりやすい領
域、で示した領域は交流成分の効果が現われない領
域、で示した領域はトナーの逆戻りが起こりやすい領
域、、は交流成分の効果が現われトナーの逆戻りが
起こらない領域では特に好ましい領域である。When the same experiment as above was performed under different conditions, the relationship between the amplitude E AC of the AC electric field strength and the frequency f could be arranged, and the results shown in FIG. 5 were obtained. In FIG. 5, the area indicated by is the area where uneven development is likely to occur, the area indicated by is the area in which the effect of the AC component does not appear, the area indicated by is the area in which toner reversion is likely to occur, and the effect of the AC component. Appears and is not particularly preferable in the area where the toner does not revert.
この結果は、感光体ドラム上に前段で形成されたトナー
像を破壊することなく、次の（後段の）トナー像を適切
な濃度で現像するには、交流電界強度の振幅、及びその
周波数につき、適正領域があることを示しており、その
原因は以下に記載する理由によるものと考えられる。This result shows that in order to develop the next (post-stage) toner image at an appropriate density without destroying the toner image formed on the photoconductor drum in the previous stage, the amplitude of the AC electric field strength and its frequency , And that there is an appropriate area, and it is considered that the cause is due to the reasons described below.
画像濃度が交流電界強度の振幅EACに対し、増加傾向に
ある領域については、交流電界強度の振幅EACが0.2〜1.
2KV/mmとなる領域では現像バイアスの交流成分が、スリ
ーブからトナーを飛翔する閾値を越え易くなる働きを
し、小さな帯電量のトナーでも感光体ドラムに付着さ
れ、現像に供される。従って、交流電界強度の振幅が大
きくなるに伴い、画像濃度が大きくなるのである。Image density with respect to the amplitude E AC of the AC electric field strength, for the regions is increasing, the amplitude E AC of the AC electric field strength is 0.2.
In the region of 2 KV / mm, the AC component of the developing bias serves to easily exceed the threshold value for flying the toner from the sleeve, and even a small amount of toner is attached to the photosensitive drum and provided for development. Therefore, the image density increases as the amplitude of the AC electric field intensity increases.
一方、画像濃度が交流電界強度の振幅EACに対し飽和す
る領域では交流電界強度の振幅EACが、1.2KV/mm以上の
領域については、以下のようにこの現像を説明すること
ができる。すなわち、この領域では交流電界強度の振幅
が大きくなるに従ってトナーは強く振幅し、トナーが凝
集して形成しているクラスターが壊れ易くなり、大きな
電荷をもつトナーだけが選択的に感光体ドラムに付着さ
れ、小さな電荷をもつトナー粒子は現像されにくくな
る。また、小さな電荷をもつトナーは、一度感光体ドラ
ムに付着しても鏡像力が弱いため、交流バイアスにより
スリーブに戻りやすい。さらに、交流成分の電界強度の
振幅が大きすぎることにより感光体ドラム表面の電荷が
リークすることによって、トナーが現像されにくくなる
という現像も起こりやすくなる。実際にはこれらの要因
が重なって画像濃度が交流成分の増加に対し、一定にな
っていると考えられる。On the other hand, in the region where the image density is saturated with respect to the amplitude E AC of the AC electric field intensity, the development can be explained as follows in the region where the amplitude E AC of the AC electric field intensity is 1.2 KV / mm or more. In other words, in this region, the toner strongly oscillates as the amplitude of the AC electric field strength increases, and the clusters formed by aggregation of the toner are easily broken, and only the toner with a large charge selectively adheres to the photoconductor drum. Therefore, toner particles having a small charge are less likely to be developed. Further, the toner having a small electric charge has a weak mirror image force even if it adheres to the photosensitive drum once, and therefore tends to return to the sleeve by the AC bias. Further, since the amplitude of the electric field strength of the AC component is too large, the charge on the surface of the photoconductor drum leaks, which makes it difficult for the toner to be developed. In fact, it is considered that these factors are overlapped and the image density is constant as the AC component increases.
さらに交流電界強度を大きくし、例えば上記の条件で、
振幅を2.5KV/mm以上にすると、前述したように、予め感
光体ドラム上に形成しておいたトナー像が破壊され、交
流成分が大きいほど破壊の程度は大きいことがわかっ
た。この原因は、感光体ドラム上に付着しているトナー
に対し、交流成分によりスリーブに引戻す力が働くため
であると考えられる。Further increase the AC electric field strength, for example, under the above conditions,
It was found that when the amplitude was set to 2.5 KV / mm or more, the toner image previously formed on the photosensitive drum was destroyed as described above, and the greater the AC component, the greater the degree of destruction. It is considered that this is because a force that pulls the toner adhering on the photoconductor drum back to the sleeve by an AC component.
感光体ドラム上にトナー像を順次重ね合わせて現像する
場合、既に形成されてあるトナー像が後段の現像の際に
破壊されることは致命的な問題である。When toner images are successively superposed and developed on the photosensitive drum, it is a fatal problem that the already formed toner image is destroyed during the subsequent development.
また、上記の結果を比較してもわかるように交流成分の
周波数を変化させて実験したところ周波数が高くなる
程、画像濃度が小さくなるが、これは、トナー粒子が、
電界の変化に対し追随することが出来ないために振動す
る範囲が狭められ、感光体ドラムに付着されにくくなる
ことが原因となっている。Further, as can be seen by comparing the above results, an experiment was carried out by changing the frequency of the AC component, and the higher the frequency, the lower the image density.
This is because the range of vibration is narrowed because it is not possible to follow changes in the electric field, and it becomes difficult to adhere to the photosensitive drum.
以上の実験結果に基づき、各現像工程で、現像バイアス
の交流成分の振幅をVAC（Ｖ）周波数をｆ（Hz）、感光
体ドラムとスリーブの間隙をｄ（mm）とするとき、 0.2≦VAC／（ｄ・ｆ） ｛（VAC/d）−1500｝/f≦1.0 を満たす条件により現像を行なえば、既に感光体ドラム
上に形成されたトナー像を乱すことなく、後の現像を適
切な濃度で行なうことができるとの結論を得たのであ
る。十分な画像濃度を得られ、かつ前段までに形成した
トナー像を乱さないためには、上記の条件の中でも、 0.5≦VAC／（ｄ・ｆ） ｛（VAC/d）−1500｝/f≦1.0 を満たすことが好ましい。さらにこの中でも特に 0.5≦VAC／（ｄ・ｆ） ｛（VAC/d）−1500｝/f≦0.8 を満たすと、より鮮明で色にごりのない多色画像が得ら
れ、多数回動作させても現像装置への異色のトナーの混
入を防ぐことができる。Based on the above experimental results, in each developing step, when the AC component amplitude of the developing bias is V AC (V) frequency is f (Hz) and the gap between the photosensitive drum and the sleeve is d (mm), 0.2 ≦ by performing the development by V AC / (d · f) {( condition satisfying V AC /d)-1500}/f≦1.0, already without disturbing the toner image formed on the photosensitive drum, after development It was concluded that can be performed at an appropriate concentration. In order to obtain a sufficient image density and not disturb the toner image formed up to the previous stage, 0.5 ≦ V AC / (d · f) {(V AC / d) −1500} / It is preferable that f ≦ 1.0 is satisfied. In particular, if 0.5 ≦ V AC / (d · f) {(V AC /d)−1500}/f≦0.8 is satisfied, a clearer and more color-free multicolor image can be obtained, and it can be operated many times. Even in this case, it is possible to prevent toner of a different color from entering the developing device.
また、交流成分による現像ムラを防止するため、交流成
分の周波数は200Hz以上とし、現像剤を感光体ドラムに
供給する手段として、回転する磁気ロールを用いる場合
には、交流成分と磁気ロールの回転により生じるうなり
の影響をなくすため、交流成分の周波数は500Hz以上に
することが、更に望ましい。Further, in order to prevent uneven development due to the AC component, the frequency of the AC component is 200 Hz or more, and when a rotating magnetic roll is used as a means for supplying the developer to the photosensitive drum, the rotation of the AC component and the magnetic roll It is more desirable that the frequency of the AC component is 500 Hz or more in order to eliminate the influence of the beat caused by the.
感光体ドラムに形成されたトナー像を破壊することな
く、後のトナー像を一定の濃度で順次感光体ドラム上に
現像するには、現像を繰り返すに従って、 順次帯電量の大きいトナーを使用する。In order to successively develop subsequent toner images at a constant density on the photoconductor drum without destroying the toner image formed on the photoconductor drum, toner having a large charge amount is sequentially used as the development is repeated.
現像バイアスの交流成分の電界強度の振幅を順次小
さくする。The amplitude of the electric field strength of the AC component of the developing bias is gradually reduced.
現像バイアスの交流成分の周波数を順次高くする。 The frequency of the AC component of the developing bias is gradually increased.
という方法をそれぞれ単独にか又は任意に組合わせて採
用することが、更に好ましい。It is more preferable to employ each of these methods alone or in any combination.
即ち、帯電量の大きなトナー粒子程、電界の影響を受け
易い。したがって、初期の現像で帯電量の大きなトナー
粒子が感光体ドラムに付着すると、後段の現像の際、こ
のトナー粒子がスリーブに戻る場合がある。そのため前
記したは、帯電量の小さいトナー粒子を初期の現像に
使用することにより、後段の現像の際に前記トナー粒子
がスリーブに戻るのを防ぐというものである。は、現
像が繰り返されるに従って（即ち、後段の現像になるほ
ど）順次電界強度を小さくすることにより、感光体ドラ
ムに既に付着されているトナー粒子の戻りを防ぐという
方法である。電界強度を小さくする具体的な方法として
は、交流成分の電圧を順次低くする方法と、感光体ドラ
ムとスリーブとの間隙ｄを後段の現像になるほど広くし
ていく方法がある。また、前記は、現像が繰り返され
るに従って順次交流成分の周波数を高くすることによ
り、感光体ドラムにすでに付着しているトナー粒子の戻
りを防ぐという方法である。これらは単独で用い
ても効果があるが、例えば、現像を繰り返すにつれてト
ナー帯電量を順次大きくするとともに交流バイアスを順
次小さくする、などのように組み合わせて用いるとさら
に効果がある。また、以上の三方式を採用する場合は、
直流バイアスをそれぞれ調整することにより、適切な画
像濃度あるいは色バランスを保持することができる。That is, the toner particles having a larger charge amount are more likely to be affected by the electric field. Therefore, if toner particles having a large charge amount adhere to the photoconductor drum in the initial development, the toner particles may return to the sleeve in the subsequent development. Therefore, the above-mentioned is to prevent the toner particles from returning to the sleeve during the subsequent development by using the toner particles having a small charge amount for the initial development. Is a method of preventing the return of the toner particles already attached to the photoconductor drum by sequentially decreasing the electric field strength as the development is repeated (that is, as the development is performed in the subsequent stage). As a specific method of reducing the electric field strength, there are a method of sequentially decreasing the voltage of the AC component and a method of widening the gap d between the photosensitive drum and the sleeve in the subsequent development. Further, the above is a method of preventing the toner particles already adhering to the photosensitive drum from returning by increasing the frequency of the AC component as the development is repeated. These are effective when used alone, but more effective when they are used in combination such as sequentially increasing the toner charge amount and sequentially decreasing the AC bias as the development is repeated. Also, when adopting the above three methods,
By adjusting each DC bias, it is possible to maintain an appropriate image density or color balance.
なお、上記において、更に好ましい画像を得るためにこ
れらのトナー粒径は、解像力との関係から通常平均粒径
が50ミクロン程度以下であることが望ましい。本手段で
はトナー粒径に対して原理的な制限はないが、解像力、
トナー飛散や搬送の関係から通常１〜30ミクロン程度が
好ましく用いられる。In the above, in order to obtain a more preferable image, it is desirable that the average particle diameter of these toner particles is usually about 50 μm or less in consideration of the resolution. With this means, there is no theoretical limit to the toner particle size, but the resolution,
Usually, about 1 to 30 μm is preferably used in consideration of toner scattering and conveyance.
また、繊細な点や線をあるいは階調性をあげるために磁
性キャリア粒子は磁性体粒子と樹脂とから成る粒子例え
ば磁性粉と樹脂との樹脂分散系や樹脂コーティングされ
た磁性粒子であって、さらに好ましくは球形化されてい
る、平均粒径が好ましくは50μｍ以下、特に好ましくは
30μｍ以下、５μｍ以上の粒子が好適である。Further, in order to improve delicate points or lines or gradation, the magnetic carrier particles are particles composed of magnetic particles and resin, for example, a resin dispersion system of magnetic powder and resin or resin-coated magnetic particles, More preferably sphered, the average particle size is preferably 50 μm or less, and particularly preferably
Particles of 30 μm or less and 5 μm or more are suitable.
また、良好な画像形成の妨げになるキャリア粒子にバイ
アス電圧によって電荷が注入されやすくなって像担持体
面にキャリアが付着し易くなるという問題やバイアス電
圧が充分に印加されなくなるという問題点を発生させな
いために、キャリアの抵抗率は108Ω−cm以上好ましく
は1013Ω−cm以上、更に好ましくは1014Ω−cm以上の絶
縁性のものがよく、更にこれらの抵抗率で、粒径が上述
したものがよい。In addition, it does not cause a problem that charges are easily injected into carrier particles by a bias voltage which hinders good image formation, carriers are easily attached to an image carrier surface, and a problem that a bias voltage is not sufficiently applied. Therefore, the resistivity of the carrier is preferably 10 8 Ω-cm or more, preferably 10 13 Ω-cm or more, more preferably 10 14 Ω-cm or more of insulating property, further at these resistivity, the particle size is The above is preferable.
このような微粒子化されたキャリアの製造方法は、トナ
ーについて述べた磁性体と熱可塑性樹脂を用いて、磁性
体の表面を樹脂で被覆するかあるいは磁性体微粒子を分
散含有させた樹脂で粒子を作るかして、得られた粒子を
従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別することによっ
て得られる。そして、トナーとキャリアの攪拌性及び現
像剤の搬送性を向上させ、また、トナーの荷電制御性を
向上させてトナー粒子同志やトナー粒子とキャリア粒子
の凝集を起りにくくするため、キャリアを球形化するこ
とが望ましいが、球形の磁性キャリア粒子は、樹脂被覆
キャリア粒子では、磁性体粒子にできるだけ球形のもの
を選んでそれに樹脂の被覆処理を施すこと、磁性体微粒
子分散系のキャリアでは、できるだけ磁性体の微粒子を
用いて、分散樹脂粒子形成後に熱風や熱水による球形化
処理を施すこと、あるいはスプレードライ法によって直
接球形の分散樹脂粒子を形成すること等によって製造さ
れる。Such a method of producing a finely divided carrier is carried out by coating the surface of the magnetic material with a resin by using the magnetic material and the thermoplastic resin described in the toner or by dispersing the particles with a resin in which magnetic material fine particles are dispersed and contained. It can be obtained by selecting the particle size of the obtained particles by a conventionally known average particle size selecting means. In addition, the carrier is made into a spherical shape in order to improve the stirring property of the toner and the carrier and the transport property of the developer, and to improve the charge controllability of the toner to prevent the toner particles from coexisting with each other and the aggregation of the toner particles and the carrier particles. It is desirable to use spherical magnetic carrier particles as resin-coated carrier particles, in which the magnetic particles should be as spherical as possible and the resin should be coated on the magnetic particles. It is produced by using the fine particles of the body and then subjecting the dispersed resin particles to spheroidizing treatment with hot air or hot water, or by directly forming spherical dispersed resin particles by a spray drying method.
なお、本発明による方法は、第１図のような複写装置に
おいても、特定色のモノカラーを得る時は用いることが
できる。転写定着方法に関しても、EF紙を用いたり、粘
着転写方法を用いたり、或いは圧力定着方法を用いる
等、公知の方法を用いることができる。The method according to the present invention can be used even in the copying apparatus as shown in FIG. 1 to obtain a monochromatic color of a specific color. Regarding the transfer fixing method, a known method such as using EF paper, using an adhesive transfer method, or using a pressure fixing method can be used.
また、本発明は電子写真による記録方式のみならず、静
電記録方式、磁気記録方式を利用した、ノンインパクト
プリンタに適用することが可能である。Further, the present invention can be applied to a non-impact printer using not only a recording method by electrophotography but also an electrostatic recording method and a magnetic recording method.
次に、本実施例を一層理解するための例を説明する。Next, an example for further understanding the present embodiment will be described.
例１ キャリアとして、微粒フェライトを樹脂中に樹脂分に対
して50重量％分散し、平均粒径が30μｍ、磁化が30emμ
/g、抵抗率が1014Ωcm以上の、熱による球形化処理を行
なった磁性粒子からなるものを用いた。またトナーとし
て、スチレン−アクリル樹脂（三洋化成製ハイマーup11
0）重量部、イエロー、マゼンタあるいはシアン顔料10
重量部、荷電制御剤少量から成る平均粒径が10μｍの粉
砕造粒法によって得られた非磁性粒子からなるものを用
いた。第３図に示した装置により、現像剤供給器におけ
る現像剤のトナー粒子比率がキャリア粒子に対して20wt
％になる条件で現像を行なった。各現像剤の顔料はイエ
ロー、マゼンタ、シアン用顔料であり、各現像剤におけ
るトナーの平均帯電量は約−15μC/gであった。Example 1 As a carrier, 50% by weight of finely divided ferrite was dispersed in a resin, the average particle size was 30 μm, and the magnetization was 30 emμ.
A magnetic particle having a thermal conductivity of 10 14 Ωcm or more and having a spheroidizing treatment by heat was used. In addition, as toner, styrene-acrylic resin (SANYO Kasei Hymer up11
0) parts by weight, yellow, magenta or cyan pigment 10
The non-magnetic particles obtained by the pulverization and granulation method and having an average particle diameter of 10 μm, which is composed of parts by weight and a small amount of the charge control agent, were used. With the device shown in FIG. 3, the toner particle ratio of the developer in the developer feeder is 20 wt.
The development was carried out under the condition of%. The pigment of each developer was a pigment for yellow, magenta and cyan, and the average charge amount of the toner in each developer was about -15 μC / g.
これらの構成により、赤色のモノカラー画像を得る場合
を示す。A case where a red monocolor image is obtained by these configurations will be described.
この場合、像担持体１はアモルファスシリコン感光体、
その周速は180mm/sec、像露光として像担持体１に形成
された静電像の最高電位＋500V、像担持体と各スリーブ
との間隙0.7mm、各スリーブ34〜36の外径30mm、その回
転数50rpm、磁石体38〜40のＮ、Ｓ磁極の磁束密度は900
ガウス、その回転数は500rpm、現像剤層の厚さ0.5mm、
スリーブ34に印加するバイアス電圧は直流電圧成分＋25
0V、交流電圧成分(VAC)1.5KHz、1000Vとした。In this case, the image carrier 1 is an amorphous silicon photoconductor,
The peripheral speed is 180 mm / sec, the maximum potential of the electrostatic image formed on the image carrier 1 as image exposure is +500 V, the gap between the image carrier and each sleeve is 0.7 mm, the outer diameter of each sleeve 34 to 36 is 30 mm, Rotation speed 50 rpm, magnetic flux density of N and S magnetic poles of magnet bodies 38-40 is 900
Gauss, the rotation speed is 500 rpm, the thickness of the developer layer is 0.5 mm,
Bias voltage applied to sleeve 34 is DC voltage component +25
0V, AC voltage component (V AC ) 1.5KHz, 1000V.
以上の条件でまずイエロートナーを用いた現像を現像器
31で行なった。それ以外の現像器では非画像形成部の通
過時には、像担持体へのトナー付着を防ぐためにスリー
ブに直流成分のみを印加するが、フローテング状態に保
った。あるいは、スリーブ上に現像剤を搬送しないよう
にしてもよいし、スリーブを像担持体から遠ざけるよう
移動させてもよい。むろん、非画像形成部の通過時の現
像器は駆動させなくてもよい。Under the above conditions, first develop with yellow toner
Performed at 31. In the other developing devices, only the DC component was applied to the sleeve in order to prevent the toner from adhering to the image carrier when passing through the non-image forming portion, but it was kept in the floating state. Alternatively, the developer may not be conveyed onto the sleeve, or the sleeve may be moved away from the image carrier. Of course, it is not necessary to drive the developing device when passing through the non-image forming portion.
次に、同一の静電潜像をマゼンタトナーを用いて現像し
た。Next, the same electrostatic latent image was developed using magenta toner.
この現像には、マゼンタトナーをスリーブ35から感光体
ドラムへ、バイアス電圧を直流電圧成分＋150V、交流電
圧成分(VAC)1.5KHz、900Vとした以外は同様なトナーの
移動条件より移行させた。非画像形成領域の通過時は、
イエロートナーを有した現像器と同様に制御した。又、
シアントナーを用いた現像は行なう必要がないために、
上記の非画像形成領域と同じ制御を用いることにより像
担持体へのシアントナーの移行を防止した。For this development, magenta toner was transferred from the sleeve 35 to the photoconductor drum under the same toner moving conditions except that the bias voltage was set to + 150V DC voltage component, AC voltage component (V AC ) 1.5KHz, and 900V. When passing through the non-image forming area,
It was controlled in the same manner as the developing device having yellow toner. or,
Since it is not necessary to develop with cyan toner,
By using the same control as the above-mentioned non-image forming area, the transfer of cyan toner to the image bearing member was prevented.
以上のようにして、２色のトナー像を重ねてドラム上に
形成した後に、それを普通紙にコロナ転写器を用いて転
写、定着した結果、鮮明な赤色のカラー画像が得られ
た。As described above, the two color toner images were superposed on each other and formed on the drum. Then, the toner images were transferred and fixed on plain paper by using a corona transfer device. As a result, a clear red color image was obtained.
感光体ドラム上に残ったトナーは、必要に応じ除電器50
により除電後クリーニング装置29により除去した。Toner remaining on the photoconductor drum can be removed by a static eliminator
After removing the charge, the cleaning device 29 removed the charge.
例２ キャリア粒子として、平均粒径が20μｍ、磁化が50em/
g、抵抗率が1014Ωcm以上の樹脂コーテングされた球状
フェライト粒子を用い、トナー粒子として、平均粒径が
５μｍの非磁性カラー粒子を用いて、第３図に示した装
置により現像装置における現像剤のトナー粒子比率がキ
ャリア粒子に対して10wt％になる条件で現像を行った。
トナーの平均帯電量は−30μC/gであった。Example 2 Carrier particles having an average particle size of 20 μm and magnetization of 50 em /
g, using spherical ferrite particles coated with resin having a resistivity of 10 14 Ωcm or more, and using non-magnetic color particles having an average particle size of 5 μm as toner particles, development in a developing device by the device shown in FIG. Development was performed under the condition that the toner particle ratio of the agent was 10 wt% with respect to the carrier particles.
The average charge amount of the toner was −30 μC / g.
この場合の像担持体の条件は例１と同じであり、スリー
ブの外径も30mm、但しその回転数は110rpm、スリーブに
対向した磁極の磁束密度は1200ガウス、現像剤層の厚さ
0.3mm、像担持体とスリーブとの間隙0.7mm（即ち700μ
ｍ）、イエロー及びシアン用のスリーブ34及び36に印加
するバイアス電圧は共に直流電圧成分＋200V、交流電圧
成分(VAC)2KHz、1500Vとした。The conditions of the image carrier in this case are the same as in Example 1, the outer diameter of the sleeve is 30 mm, the rotation speed is 110 rpm, the magnetic flux density of the magnetic pole facing the sleeve is 1200 gauss, and the thickness of the developer layer is
0.3mm, 0.7mm gap between image carrier and sleeve (ie 700μ
m), the bias voltages applied to the yellow and cyan sleeves 34 and 36 were both a DC voltage component + 200V, an AC voltage component (V AC ) 2KHz, 1500V.
この構成により、例１と同様の操作で像担持体上には緑
色のトナー層が形成された。With this configuration, a green toner layer was formed on the image bearing member by the same operation as in Example 1.
上記の二例では、スリーブ上の二成分現像剤から、トナ
ーを像担持体上に移行させるのであるが、一成分現像剤
でも同様に行なえる。この時に、イエロー、マゼンタや
シアン色のトナーを有する現像器のスリーブから像担持
体へのトナー移動を同一潜像上に行ない、像担持体上に
所望の色を作るべく色トナーを重ね合わせた。In the above two examples, the toner is transferred from the two-component developer on the sleeve onto the image carrier, but the same can be done with the one-component developer. At this time, the toner transfer from the sleeve of the developing device having yellow, magenta or cyan toner to the image bearing member is performed on the same latent image, and the color toners are superposed on the image bearing member to form a desired color. .
任意の色調が、各現像器の現像条件（直流成分、交流電
圧成分、周波数、現像剤層厚、スリーブと像担持体との
間隙、現像剤の搬送速度など）を変化させることによ
り、同一潜像上に重ね合わせる各トナー量を制御して作
り出すことができる。例えば黒は、イエロー、マゼン
タ、シアン用スリーブにバイアスを印加して作ることが
できる。むろん、黒色は、頻繁に使用される色であり、
黒トナーを存する現像器を別に設けてもよい。By changing the development conditions (DC component, AC voltage component, frequency, developer layer thickness, gap between sleeve and image carrier, developer transport speed, etc.) of each developing device, the desired color tone will be the same. It can be created by controlling the amount of each toner that is superimposed on the image. For example, black can be created by applying a bias to sleeves for yellow, magenta, and cyan. Of course, black is a frequently used color,
A developing device containing the black toner may be separately provided.
上記に用いた装置では、現像領域において、像担持体１
とスリーブの関係や現像剤の関係が同じに設定されてい
るが、これに限定されない。又、現像剤の移動方向もこ
れに限定されない。In the apparatus used above, in the developing area, the image carrier 1
However, the relationship between the sleeve and the developer and the relationship between the developers are the same, but the relationship is not limited thereto. Further, the moving direction of the developer is not limited to this.
本方法によれば、上記の中でも簡便な方法でカラーバラ
ンスを調整することができるのは、スリーブの現像バイ
アスを変える（この場合、交流成分の電圧を変えたり、
周波数を変えたり、直流成分を変えたりすることを含
む）ことによるものである。According to this method, it is possible to adjust the color balance by the simplest method among the above, changing the developing bias of the sleeve (in this case, changing the voltage of the AC component,
It includes changing the frequency and changing the DC component).
以上に述べた操作を各現像器に対して行なうことによ
り、色調と濃度を調整することができる。The color tone and density can be adjusted by performing the above-described operations on each developing device.
色調の指定は、既に市販されているカラー複写機のよう
に平面状に設けられた色調を有するボタンをユーザーが
押したりすることにより行なうのが望ましい。これによ
り、予め各色調に対応して組みこまれたプログラムによ
り、各現像バイアス値を決定する。It is desirable that the user specifies the color tone by pressing a button having a plane color tone provided in a color copying machine already on the market. As a result, each developing bias value is determined by the program incorporated in advance corresponding to each color tone.
また、上記の例では、ポジ現像の場合を示したが、レー
ザー、LED、LCDのような露光系により形成された静電潜
像を現像する、いわゆる反転現像に対しても、トナー極
性、スリーブのバイアスのDC成分を変化させれば、同様
に実施することができる。感光体の帯電極性と同極性の
現像剤をスリーブから像担持体へと移動せるべく、DC成
分を生じさせることによって現像すればよい。Further, in the above example, the case of positive development is shown, but toner polarity and sleeve are also used for so-called reversal development, which develops an electrostatic latent image formed by an exposure system such as laser, LED and LCD. The same operation can be performed by changing the DC component of the bias. In order to move the developer having the same polarity as the charging polarity of the photoconductor from the sleeve to the image carrier, the development may be performed by generating a DC component.
さらに、感光体表面に絶縁層を有する場合の画像作成
法、スクリーン感光体や静電記録ヘッドによって誘電体
層上に像を形成する画像形成法に対しても同様に適用し
うる。さらに、トナーが磁性を有するものであれば、磁
気潜像にも同様に現像することができる。この場合スリ
ーブは、少なくとも現像領域では、磁石を含まないこと
が好ましい。Further, it can be similarly applied to an image forming method having an insulating layer on the surface of the photoconductor, and an image forming method for forming an image on the dielectric layer by a screen photoconductor or an electrostatic recording head. Further, if the toner has magnetism, the magnetic latent image can be similarly developed. In this case, the sleeve preferably contains no magnets, at least in the development area.
6.発明の作用効果 本発明は上述した如く、同一潜像上に異なる色の着色ト
ナーを順次重ね合せて現像しているので、任意の色調の
画像を容易に、かつ位置ずれなしに精度良く得ることが
できる。しかも、重ね合せによるトナー像を１回で転写
できるから、従来の如き転写ドラムは不要であり、その
分装置の小型化、操作の簡略化を図れる。しかも、現像
は非接触の反転現像であるから、重ね合せトナー像を乱
すことなく、混色もなく、かつ露光手段や像担持体の寿
命も長くできる。6. Effect of the Invention As described above, according to the present invention, colored toners of different colors are sequentially superposed and developed on the same latent image, so that an image of any color tone can be easily and accurately produced without misalignment. Obtainable. Moreover, since the toner images can be transferred at one time by superimposing, a transfer drum as in the prior art is unnecessary, and the device can be downsized and the operation can be simplified accordingly. Moreover, since the development is non-contact reversal development, the superimposed toner images are not disturbed, there is no color mixture, and the life of the exposure means and the image carrier can be extended.
第１図は従来のカラー複写機の概略断面図である。 第２図〜第５図は本発明の実施例を示すものであって、 第２図は電子写真複写機の全体概略断面図、 第３図は現像装置の断面図 第４図は他の現像プロセスを示すポテンシャル図、 第５図は各現像条件において電界強度と周波数とを変化
させたときの濃度特性を示した図である。 なお、図面に示した符号において、 １……感光体ドラム（像担持体） 20……現像装置 31、32、33……現像器 34、35、36……スリーブ 38、39、40……マグネット（磁石） 62、63、64……バイアス である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a conventional color copying machine. 2 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an overall schematic sectional view of an electrophotographic copying machine, FIG. 3 is a sectional view of a developing device, and FIG. FIG. 5 is a potential diagram showing the process, and FIG. 5 is a diagram showing concentration characteristics when the electric field strength and the frequency are changed under each developing condition. In the reference numerals shown in the drawings, 1 ... Photosensitive drum (image carrier) 20 ... Developing device 31, 32, 33 ... Developing device 34, 35, 36 ... Sleeve 38, 39, 40 ... Magnet (Magnets) 62, 63, 64 ... Bias.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−82242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−144452（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−2304（ＪＰ，Ｂ２) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-54-82242 (JP, A) JP-A-56-144452 (JP, A) JP-B-3-2304 (JP, B2)
Claims (1)
成し、前記像担持体とは非接触である、イエロー、マゼ
ンタ、シアンの着色トナーを各々有する現像手段から複
数の前記現像手段を選択し、反転現像法により、同一の
前記潜像上に互いに異なる色の複数の着色トナーを順次
重ね合わせて、単色画像を形成した後、前記単色画像を
転写材に転写するまでの工程を行う画像形成方法におい
て、 前記同一の前記潜像を現像する際に前記非接触現像手段
に交流バイアスを印加し、その交流バイアスの振幅をV
AC（Ｖ）、周波数ｆ（Hz）、前記像担持体と前記二成分
現像剤を搬送する現像剤搬送体との間隙をｄ（mm）とす
るとき、 0.2≦VAC／（ｄ・ｆ） ｛（VAC/d）−1500｝/f≦1.0 を満たすことを特徴とする画像形成方法。1. A plurality of the developing devices, each of which has a latent image formed on the image bearing member by charging and imagewise exposure and which is in non-contact with the image bearing member and has yellow, magenta, and cyan colored toners. A step of selecting a means and sequentially superimposing a plurality of colored toners of different colors on the same latent image by a reversal development method to form a monochromatic image, and then transferring the monochromatic image to a transfer material. In the image forming method, the alternating bias is applied to the non-contact developing means when the same latent image is developed, and the amplitude of the alternating bias is V
AC (V), frequency f (Hz), when the gap between the image carrier and the developer transporter that transports the two-component developer is d (mm), 0.2 ≦ V AC / (d · f) image forming method characterized by satisfying the {(V AC /d)-1500}/f≦1.0.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139974A JPH0731440B2 (en) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Image forming method |
| US06/751,749 US4666804A (en) | 1984-07-06 | 1985-07-02 | Method of and apparatus for image forming |
| DE3524159A DE3524159C2 (en) | 1984-07-06 | 1985-07-05 | Method and device for generating a color image |
| US07/083,870 US4803518A (en) | 1984-07-06 | 1987-08-07 | Apparatus for forming a multi-color toner image |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139974A JPH0731440B2 (en) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | Image forming method |
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|---|---|
| JPS6118976A JPS6118976A (en) | 1986-01-27 |
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ID=15257998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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| JP (1) | JPH0731440B2 (en) |
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| JPS63292160A (en) * | 1987-05-26 | 1988-11-29 | Konica Corp | Color image forming device |
| JPH0812497B2 (en) * | 1987-07-07 | 1996-02-07 | コニカ株式会社 | Image forming device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6118976A (en) | 1986-01-27 |
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