JPH083671B2

JPH083671B2 - カラ−電子写真方法

Info

Publication number: JPH083671B2
Application number: JP60278235A
Authority: JP
Inventors: 祐二高島; 肇山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1985-12-11
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPS62136667A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、カラー複写機あるいはカラープリンタなど
のカラーハードコピー装置に利用できるカラー電子写真
方法に関するものである。

従来の技術従来から、帯電・露光・現像を複数回繰り返して電子
写真感光体（以下、感光体という）上に色の異なる複数
のトナー像を形成した後、トナー像を紙に一括転写して
カラー画像を得るカラー電子写真方法が種々提案されて
いる。

この種のカラー電子写真方法の一従来例を第４図に示
す。図において、１は矢印方向に回転するセレンテルル
（Se-Te）感光体、２は感光体１を一様に帯電するコロ
ナ帯電器、３はレーザビームスキャナ、４〜７は各々イ
エロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（B₁）のトナーが別々に入っている現像器、８は記録
紙、９はトナー像を記録紙８に転写し易くするための除
電ランプ、10はトナー像を記録紙に転写するためのコロ
ナ帯電器、11は加熱定着器、12はトナー転写後感光体１
に残ったトナーを取り除くためのクリーニングブレー
ド、13は感光体１上の静電潜像を光で消去するための除
電ランプである。

第５図に、第４図で用いる現像器４〜７の具体的な構
成を示す。図において、14は正帯電性のトナーと磁性キ
ャリヤとの混合物から成る２成分現像剤（以下、現像剤
という）、15はアルミニウムなどの非磁性材料から成る
現像スリーブ、16は複数の磁極を有するマグネットロー
ラ、17は現像スリーブ15上の現像剤14の層厚を均一にす
る層厚規制ブレード、18は現像スリーブ15上の現像剤14
を掻き取る掻き落とし板、19は現像剤14を撹拌する回転
羽根、20は補給用のトナー、21はトナー補給ローラ、22
は現像スリーブ15上の現像剤14からトナーだけを感光体
１に向けて電気的に飛翔させるための電源である。

現像スリーブからトナーを飛翔させるには、現像スリ
ーブ15に電源22を用いて正の直流電圧と交流電圧を重畳
した電圧を印加する。また、トナーの飛翔を停止させ現
像に寄与しない状態にするには、現像スリーブ15を電気
的に浮かすか、接地するか、あるいは負の直流電圧を印
加する。

次に、上述したカラー電子写真装置を用いてカラー画
像を形成する方法について説明する。まずコロナ帯電器
２で感光体１を正帯電した後、レーザビームスキャナ３
でイエロの画像信号をスキャニング露光し、ネガの静電
潜像（画線部が露光されて感光体の表面電位が減衰して
いる静電潜像）を形成する。そして、静電潜像をＹトナ
ーの入っている現像器４でネガ・ポジ反転現像し、感光
体１上にイエロのトナー像を形成する。この時、Ｙトナ
ーの入っている現像器４の現像スリーブは電源22に接続
されているが、その他の現像器５〜７はトナーが飛翔し
ない状態に調整されている。この点については後で詳し
く議論する。Ｙトナーで現像した後、感光体１を除電ラ
ンプ13で全面照射し、イエロの静電潜像を消去する。

次に、イエロのトナー像を形成した方法と同様の方法
により、帯電・露光・現像・光除電の工程を繰り返し、
感光体１上にM,C,およびB₁のトナー像をＹのトナー像の
上に順次形成する。全てのトナー像の形成が終了した
後、除電ランプ９で静電潜像を消去し、コロナ帯電器10
でトナー像を記録紙８に静電転写する。記録紙８に転写
したトナー像は、加熱定着器11で定着される。

一方、静電転写後、感光体１に残ったトナーは、クリ
ーニングブレード12で除去され、感光体１は再び次の像
形成に用いる（例えば、特開昭60-95456号公報）。

発明が解決しようとする問題点第４図で説明した従来のカラー電子写真装置を用いて
カラープリントを撮り続けると、プリント数に比例して
現像器が異種トナーで汚染され、次第に画像の色純度が
低下してくる問題点があった。この原因について探究し
たところ、トナー像を担持した感光体を再帯電および像
露光して、現像に寄与してはけない現像器に通過させる
と、感光体上のトナーが現像スリーブに逆飛翔すること
が判明した。このトナーの逆飛翔がなぜ発生するのか、
次に図面を用いて説明する。

第６図〜第８図は、トナー像を担持した感光体が再帯
電および像露光された後、現像に寄与してはいけない現
像器（現像スリーブが接地されているか、負の直流電圧
が印加されているか、あるいは電気的に浮いている）を
通過した際、感光体および現像スリーブ上のトナーの挙
動を模式的に示した図である。

第６図は現像スリーブを接地したときの様子を示す。
Ａ及びＣ領域における感光体23は、正電荷を有してい
る。また感光体23上のトナー24は、感光体の再帯電によ
って正に強く帯電されている。従って、Ｃ領域のトナー
24は、感光体23の正電荷によって反発され、感光体23か
ら現像スリーブ25に向かう電気力線に沿って、現像スリ
ーブ25に向かって逆飛翔する。このトナーの逆飛翔は、
感光体23と現像スリーブ25との電位差が大きくなればな
るほど増える。

第７図は、現像スリーブ25に負の直流電圧を印加した
ときの様子を示す。この場合、Ｃ領域における感光体23
と現像スリーブ25との間の電位差は、第６図より大き
い。従って、この領域におけるトナー24の現像スリーブ
25への逆飛翔は、第６図の場合より多く、現像器の汚染
はより酷くなる。また、現像スリーブ25に印加する電圧
を高くしていくと、Ｄ領域のトナーも逆飛翔しだす。

第８図は現像スリーブ25を電気的に浮かしたときの様
子を示す。図に示すように、現像スリーブ25には、感光
体23上の静電潜像に対峠して前記潜像に対して異極性の
鏡像電荷が誘起される。従って、Ｂ領域における現像ス
リーブ25上のトナー26は感光体23に向かって、またＣ領
域における感光体23上のトナー24は現像スリーブ25に向
かってそれぞれ電荷の反発によって逆飛翔する。

従って本発明の目的は、従来の問題点である感光体か
らのトナーの逆飛翔による現像器の汚染を防止し、かつ
不必要なトナーによる現像かぶりのない鮮明なカラー画
像を安定して得るカラー電子写真方法を提供することに
ある。また本発明の他の目的は、感光体が現像に供して
はいけない現像器を通過する際、前記現像器を機械的に
感光体から離接させる必要のないカラー電子写真方法を
提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明は、感光体の周辺に前記感光体を帯電する帯電
手段と一つの露光手段と複数の現像手段を順に配した装
置を用いて、感光体を一方向に移動させて帯電・露光・
現像をして前記感光体上に第１のトナー像を形成したの
ち、前記感光体の移動方向を逆にして帯電・露光・現像
をして前記第１のトナー像を担持した感光体上に第２の
トナー像を重畳させる工程を繰り返して感光体上に色の
異なる複数色のトナー像を形成することによって、従来
の問題点である感光体からのトナーの逆飛翔による現像
器への汚染を防止し、かつ不必要なトナーによる現像か
ぶりのない鮮明なカラー画像を感光体上に安定し得るよ
うにしたものである。

作用本発明の作用について、図面を用いて説明する。

第１図は、感光体25を矢印の方向に移動して第２の現
像器26で現像して感光体25にトナー像26を形成した後、
再帯電および像露光して第３の現像器27で現像する状態
を示す。この時、感光体25を矢印の方向に移動させる
と、現像に供してはいけない第１の現像器28を通過する
際、従来の問題点の項で説明した通り現像器28の現像ロ
ーラ29を電気的に浮かすか、接地するか、あるいは負の
直流電圧を印加しても、トナー像26のトナーが現像ロー
ラ29に逆飛翔するか、あるいは現像スリーブ29上のトナ
ー30が感光体25に飛翔してしまう。

従って、本発明は感光体25を矢印とは逆の方向に移動
させて第３の現像器27で先に現像することによって、従
来の問題点を解決したものである。

実施例以下、本発明の実施例について説明する。

本発明に用い得る電荷保持体としては、セレン，フタ
ロシアニン，アモルファスシリコンなど通常の電子写真
感光体であればいずれでも適用できる。

光源としては、通常の照明用ランプ，半導体レーザ,H
e-Neなどのガスレーザ，液晶スイッチング素子と照明用
ランプの組み合わせあるいは発光ダイオードなど何れで
もよい。

また、トナーとしては、非磁性及び磁性の１成分トナ
ーあるいは２成分用のトナーなど通常の電子写真に用い
られるトナーであれば何れでも適用できる。特に、フル
カラー用には、透明でしかも色純度に優れる比抵抗が10
¹²Ωcm以上の非磁性の絶縁性トナーが良い。

現像方法としては、通常よく知られている方法で良
く、特に限定されるものではないが、中でも電界の作用
でトナー感光体に飛翔させて現像する方法、気体放電に
よって発生した気流の推進力でトナーを感光体に近接さ
せて現像する方法あるいはトナークラウド現像法など乾
式トナーによる非接触現像方法が好ましい。更に、直流
電界の作用でトナーを感光体に向けて一方向に飛翔させ
る現像方法が好ましい。

実施例１第２図は、本発明によるカラー電子写真方法を利用し
たカラープリンタの概略図である。

31はアルミニウムドラムにセレンテルルを蒸着した感
光体、32および33は感光体を帯電する為のコロナ帯電
器、34は発光主波長:660nm,画素密度:16dot/mmの発光ダ
イオードアレイと集束性ロッド・アレイ・レンズを組み
合わせた書き込み用光源、35はイエロトナーの入ってい
る現像器、36はマゼンタトナーの入っている現像器、37
はシアントナーの入っている現像器、38,39は除電ラン
プ、40はクリーニングブラシ、41はコロナ転写器、42は
コロナ剥離器、43は普通紙である。

現像器35,36,37の基本構成は同じで、それぞれ現像ロ
ーラ44,45,46を有している。代表として、第３図に現像
器35の構成を示す。47はトナー容器、48はトナー、44は
円筒状のアルミニュウムから成る現像ローラ、49は比抵
抗が約10⁶Ωcmのカーボン入りのレーヨン繊維をアルミ
ニウムドラムに植毛した導電性ファーブラシ、50はゴム
ブレードである。導電性ファーブラシ49に印加する電圧
（０〜＋400V）を調節して現像ローラ44上に20〜80μｍ
のトナー層が形成するように調整した。また、感光体31
と現像ローラ44との間隙を0.3mmとし、現像ローラ上の
トナーが直接感光体に接触しないように調整した。

トナーには、樹脂と顔料を主成分とする非磁性トナー
を用いた。各トナーの平均粒径は10μｍ、電荷量は２〜
５μc/g、比抵抗は約10¹⁴Ωcmである。

次に、この装置を用いてカラー像を形成する方法につ
いて説明する。

感光体31をＰ点を起点にして矢印Ａの方向に回転さ
せ、コロナ帯電器32（コロナ電圧：＋7kv）で＋800Vに
帯電した。そして、書き込み用発源34でマゼンタの画信
号をスキャニング露光し、ネガの静電潜像を形成した。
このとき非露光部（非画線部）の表面電位は＋800V、露
光部（画線部）は＋50Vであった。

露光後、感光体31を現像ローラ44を接地した現像器35
に通過させ、続いて現像ローラ45に＋750Vの電圧を印加
した現像器36に通過させた。次に、除電ランプ39を点灯
してマゼンタの静電潜像を光で除電した後、現像ローラ
46を接地した現像器37に通過させた。

その結果、感光体31には現像器36で現像されたマゼン
タのトナー像が得られた。

次にマゼンタのトナー像を担持した感光体31を再びＰ
点を起点にしてコロナ帯電器32（コロナ電圧：＋7kv）
で帯電し、光源34でイエロの画信号をスキャニング露光
した後、現像ローラ44に＋750Vの電圧を印加した現像器
35に通過させた。続いて、除電ランプ38を点灯して静電
潜像を光除電した後、それぞれの現像ローラを接地した
現像器36および現像器37を通過させたところ、感光体31
上にマゼンタのトナー像の上にイエロのトナー像が重合
わされたトナー像が得られた。

次に、Ｑ点を起点にして感光体31を矢印Ｂ方向に回転
させ、コロナ帯電器33（コロナ電圧：＋7kv）で帯電
し、光源34でシアンの画信号をマゼンタおよびイエロの
画信号に対して書き込みの順序を後先逆にしてスキャニ
ング露光した後、現像ローラ47に＋750Vの電圧を印加し
た現像器37に通過させた。続いて、除電ランプ39を点灯
して静電潜像を光除電した後、それぞれの現像ローラを
接地した現像器36および現像器35を通過させたところ、
感光体31上にマゼンタ，イエロおよびシアンのトナー像
が順に重合わされたカラートナー像が得られた。

次に、感光体31上のカラートナー像を普通紙43にコロ
ナ転写器41で転写した後、普通紙43をコロナ剥離器42で
除電して感光体31から剥離し、加熱定着した。一方、感
光体31で残留したトナーをクリーニングブラシ40で除去
した後、感光体31を再び次の像形成に供した。

以上の結果、解像度:12dot/mm,地かぶり濃度:0.01の
色かぶりのない鮮明なカラープリントが得られた。

また、上記の画像形成プロセスを1000回繰り返した
後、各現像器の異種トナーによる汚染状態を調べたとこ
ろ、目視では異種トナーを識別することができなかっ
た。また、１枚目と1000枚目のプリントとの色純度の差
はほとんどなかった。

実施例２実施例１において、除電ランプ38と39の換わりにACコ
ロナ除電器を取りつけて、前記ACコロナ除電器（印加電
圧:5〜7kv）で静電潜像を除電したところ、実施例１と
同様の鮮明なカラープリントが得られた。

実施例３実施例１において、現像器35と36を入れ替えて像形成
したところ、実施例１と同様の鮮明なカラープリントが
得られた。

実施例４実施例１において、現像器35と37を入れ替えて、初め
に感光体31をＱ点を起点にして矢印Ｂの方向に回転さ
せ、マゼンタおよびイエロのトナー像を形成した後、次
に感光体31をＰ点を起点にして矢印Ａの方向に回転させ
シアンのトナーで現像したところ、実施例１と同様の鮮
明なカラープリントが得られた。

実施例５実施例１において、発光ダイオードの換わりに光源と
して発光主波長780nmの半導体レーザを用いて、主走査
方向の記録密度:16dot/mmの書き込み条件にして実施例
１と同様のプロセスで像形成したところ、解像度:11dot
/mmの地かぶりのない鮮明なカラープリントが得られ
た。

比較例実施例１において、現像器35と37を入れ換えて先にマ
ゼンタのトナー像を形成した後、次にシアンのトナー像
を形成し、最後にイエロのトナー像を形成したところ、
本来緑に再現されるべき色がシアンの極めて強い青緑に
再現された。

これは、シアンのトナーの上からイエロの信号光を像
露光した際、ほとんどの光がシアントナーによって吸収
されて、感光体の表面電位がほとんど光減衰しなかった
ためである。

発明の効果以上説明した通り、本発明によれば感光体からのトナ
ーの逆飛翔による現像器の汚染を防止し、かつ不必要な
トナーによる現像かぶりのない鮮明なカラー画像を安定
して得ることができる効果がある。

また本発明によれば、現像に供してはいけない現像器
を感光体が通過する際、前記現像器を機械的に感光体か
ら離接させる必要がないため、現像器の機構が簡略にな
り現像器の機械的信頼性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるカラー電子写真方法の原理図、
第２図は本発明のカラー電子写真方法を利用したカラー
プリンタの原理図、第３図は第２図のプリンタに用いた
現像器の原理図、第４図は従来のカラー電子写真装置の
原理図、第５図は第４図の装置に用いている現像器の原
理図、第６図〜第８図は従来のカラー電子写真の問題点
を示す原理図である。 25……感光体、26,27,28……現像器、29……現像ロー
ラ、31……感光体、32,33……コロナ帯電器、34……書
き込み用光源、35,36,37……現像器、38,39……除電ラ
ンプ、44,45,46……現像ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体の周辺に前記感光体を帯電する帯電
手段と一つの露光手段と複数の現像手段を順に配した装
置を用いて、感光体を一方向に移動させて帯電・露光・
現像をして前記感光体上に第１のトナー像を形成したの
ち、前記感光体の移動方向を逆にして帯電・露光・現像
をして前記第１のトナー像を担持した感光体上に第２の
トナー像を重畳させる工程を繰り返して感光体上に色の
異なる複数色のトナー像を形成させる工程を有するカラ
ー電子写真方法。
【請求項２】露光手段と第１の現像手段との間に第２の
帯電手段を有する特許請求の範囲第１項記載のカラー電
子写真方法。
【請求項３】現像手段と現像手段との間に感光体の表面
電位を制御する表面電位制御手段を有する特許請求の範
囲第２項記載のカラー電子写真方法。
【請求項４】現像手段がトナー担持体を有し、かつ前記
担持体上のトナーを電界の作用で感光体に向けて空間を
飛翔させる非接触現像法である特許請求の範囲第１項か
ら第３項のいずれかに記載のカラー電子写真方法。
【請求項５】電界が直流電界である特許請求の範囲第４
項記載のカラー電子写真方法。
【請求項６】トナーが非磁性１成分トナーである特許請
求の範囲第１項から５項のいずれかに記載のカラー電子
写真方法。
【請求項７】トナーが光透過性である特許請求の範囲第
６項に記載のカラー電子写真方法。
【請求項８】表面電位制御手段が光照射である特許請求
の範囲第２項から第７項のいずれかに記載のカラー電子
写真方法。
【請求項９】表面電位制御手段がACコロナ放電である特
許請求の範囲第３項から７項のいずれかに記載のカラー
電子写真方法。
【請求項１０】感光体の周辺に第１現像手段，第１表面
電位制御手段，第２現像手段，第２表面電位制御手段，
第３現像手段の順に設け、最初に感光体を帯電・露光し
て得た第１の静電潜像を第２現像手段のトナーで現像す
る工程を含む特許請求の範囲第３項から第９項のいずれ
かに記載のカラー電子写真方法。
【請求項１１】第１の静電潜像をトナー担持体に画線部
の潜像電位と略同電位の電圧を印加した第１もしくは第
３現像手段に通過させ、次にトナー担持体に非画線部の
潜像電位と略同電位の電圧を印加した第２現像手段を通
過させた後、第２もしくは第１表面電位制御手段で感光
体を画線部の潜像電位と略同電位の電圧にした後、トナ
ー担持体に画線部の潜像電位と略同電位の電圧を印加し
た第３もしくは第１現像手段に通過させて第２現像手段
のトナーで反転現像する工程を含む特許請求の範囲第10
項に記載のカラー電子写真方法。
【請求項１２】第２現像手段のトナーで現像した後、再
び帯電・露光して第２の静電潜像を形成した感光体をト
ナー担持体に非画線部の潜像電位と略同電位の電圧を印
加した第１もしくは第３現像手段に通過させ、次に第１
もしくは第２表面電位制御手段で感光体を画線部の潜像
電位と略同電位の電圧にした後、トナー担持体に画線部
の潜像電位と略同電位の電圧を印加した第２現像手段お
よび第１もしくは第３現像手段に通過させて第１もしく
は第３現像手段のトナーで反転現像する第２の工程、次
に再び帯電・露光して第３の静電潜像を形成した感光体
をトナー担持体に非画線部の潜像電位と略同電位の電圧
を印加した第３もしくは第１現像手段に透過させ、次に
第２もしくは第１表面電位制御手段で感光体を画線部の
潜像電位と略同電位の電圧にした後、トナー担持体に画
線部の潜像電位と略同電位の電圧を印加した第２現像手
段および第３もしくは第１の現像手段に通過させて第３
もしくは第１現像手段のトナーで反転現像する第３の工
程を含む特許請求の範囲第11項記載のカラー電子写真方
法。
【請求項１３】非画線部の潜像電位と略同電位の電圧が
接地電位である特許請求の範囲第11項または第12項に記
載のカラー電子写真方法。
【請求項１４】第１〜第３の現像器に含まれているそれ
ぞれのトナーがイエロ，マゼンタ，シアンであり、かつ
前記３種類のトナーの中から選択した２種類のトナーを
重ねて得られる光の透過スペクトル内に主波長を有する
露光手段を用い、前記選択した２種類のトナーで先に現
像した後、次に残りのトナーで現像する特許請求の範囲
第10項から第13項のいずれかに記載のカラー電子写真方
法。
【請求項１５】露光手段に用いる光源の主波長が640nm
以上であり、かつ先に現像するトナーがイエロおよびマ
ゼンタである特許請求の範囲第14項に記載のカラー電子
写真方法。
【請求項１６】光源が主波長650〜680nmの発光ダイオー
ドである特許請求の範囲第15項に記載のカラー電子写真
方法。
【請求項１７】光源が半導体レーザである請求項15項に
記載のカラー電子写真方法。