JPS63149661A - 像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は像形成方法に関し、特にカラー画像の形成方法
に関するものである。

口、従来技術 従来、カラー画像記録方法として、特開昭５６−１４４
４５２号公報や特開昭５８−１１６５５３号公報及び同
５８−１１６５５４号公報に記載された方法が知られて
いる。

特開昭５６−１４４４５２号公報に記載された方法は、
像担持体としての感光体の表面を帯電器によって帯電し
た後、その帯電面に第１の露光手段によって静電像を形
成して、それを第１の現像器で現像し、次いで同じ帯電
面に第２の露光手段によって静電像を形成して、それを
第２の現像器で現像し、更に同じ帯電面に第３の露光手
段によって静電像を形成して、それを第３の現像器で現
像して像担持体上にカラーのトナー合成像を形成する方
法である。特開昭５８−１１６５５３号公報及び同５Ｂ
−１１６５５４号公報に記載された方法は、静電像の形
成及び現像を夫々、繰返し毎に異なる装置によって行っ
ていることは特開昭５６−１４４４５２号公報における
と略同じである。従って、記録装置が大型化して、コス
ト高となり、各露光手段の露光の同期制御が難しくて、
色ずれを起こし易いという問題を同様に有する。

このような問題点を解決するため、特開昭６０−７６７
６６号や特開昭６０−９５４５６号では、像担持体上で
の静電像の形成を同一の装置によって繰返すことにより
、記録装置を小型、低コストとし、また、二成分現像剤
による非接触現像法を用いることによりかぶりや色違い
トナーの混合、付着を防止している。

即ち、例えば第１図の装置において、１は、Ｓｅ等の光
導電性の感光体表面を有し、矢印方向に回転するドラム
状の像担持体、２は、像担持体１の表面を一様帯電する
帯電器、４は、カラー画像の色別の像露光、５〜Ｂは、
イエロー、マゼンタ、シアン、黒といった夫々異なる色
のトナーが現像剤として用いられている各現像器である
。９及び１０は、像担持体１上に複数の色トナー像が重
ね合わされて形成されたカラー画像を記録体Ｐに転写し
易くするために夫々必要に応じて設けられる転写前帯電
器及び転写前露光ランプ、１１は転写器、１２は、記録
体Ｐに転写されたトナー像を定着させる定着器である。

１３は、除電ランプと除電用コロナ放電器の一方又は両
者の組合せからなる除電器、１４は、像担持体１のカラ
ー画像を転写した後の表面に接触して表面の残留トナー
を除去し、第１回の現像が行われた表面が到達するとき
までには像担持体１の表面から離れるクリーニングブレ
ードやファープラ゛シを有するクリーニング装置である
。しかしながら、こうした方法を採用した場合、感光体
の表面電位は暗減衰するため、各現像位置での感光体表
面電位が異なってしまう。

即ち、帯電位置に近い現像器と遠い現像器との間では、
現像バイアス、帯電電流、スコロトロンのグリッド電圧
を一定にしたままでは、画像形成した場合に画像濃度が
異なってしまう、一方、特開昭５３−６０２３０号公報
に記載の方法では、現像器を複数個もち、その夫々の現
像バイアスを制御しているが、１個の潜像形成により１
回の潜像書込みを行うだけであるために行単位の多色化
し゛か行えず、−行に不規則に複数の色が混在する場合
は適用できな、い。

また、米国特許第３３５７９８９号、特開昭５８−１８
２６３９号に記載の焦合Ｎ／金属フタロシアニンは、現
在半導体レーザとして広範に用いられているＧａＡＪＡ
ｓ系発光棄子の発振波長の７９０　ｎｓに十分の高感度
をもち、かつ実用化に十分な長寿命を有している。

°このような感光材料を用いた感光体を用いることによ
り、特開昭６０−９５４５６号記載の画像形成法におい
て、良好な画像、耐久性が得られる。しかし、画像とし
ては濃度のバランスの点で、各現像位置での現像電位が
異なるために十分満足のいくものではない。

ハ０発明の目的 本発明の目的は、各現像器で現像されてなる像の濃度が
カブリや濃度不足なしにバランス良く得られる像形成方
法を提供することにある。

本発明の他の目的は、静電像へのトナーの付着制御が容
易に行われて、静電像に逆極性に帯電したトナーを付着
させる正規現像法による場合は勿論、反転現像法による
場合も、非接触ジャンピング現像条件で十分な現像濃度
が得られ、かぶりや色違いトナーの混合付着の発生も防
止できる像形成方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、繰返しの静電像の形成に同一
の装置が用いられ、記録装置を小型、低コストにするこ
とができ、像露光の同期制御も容易かつ正確にできる像
形成方法を提供することにある。

二１発明の構成 即ち、本発明は、帯電と静電像の形成と現像とを含む工
程を像担持体に対して複数回繰返す像形成方法において
、前記現像に使用する各現像器による各現像位置での前
記像担持体の表面電位（非露光部及び／又は露光部）と
現像バイアス電位との差にほぼ比例して、前記各現像器
中の現像剤のＱ／Ｍ　（但し、Ｑは帯電量（単位はμｃ
）、Ｍは質量（単位はｇ）である、〕を夫々設定するこ
とを特徴とする像形成方法に係るものである。

ホ、実施例 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

まず、本実施例で使用する画像形成装置を第１図で説明
する。

この装置は、像担持体１である感光体の光導電層を金属
又は焦合居フタロシアニン、例えばε型銅フタロシアニ
ン又はτ型無金属フタロシアニンを含有する層で形成し
ている点が、既述した装置と異なるが、共通する部分は
説明を省略している。

そして注目すべきことは、第１図において、本発明に基
づいて、各現像器５．６．７．８中の現像剤のＱ／Ｍを
順に（Ｑ　／　Ｍ　）　　ｓ　、　　（Ｑ　／　Ｍ　）
　　ａ、（Ｑ／Ｍ）？、（Ｑ／Ｍ）ｅとしたとき、各現
像位置での表面電位と現像バイアス電位との差にほぼ比
例して、絶対値で（Ｑ／Ｍ）ｓ＞　（Ｑ／Ｍ）ｅ〉（Ｑ
／Ｍ）？　＞　（Ｑ／Ｍ）ｓとすることである。

ここで、現像バイアスは変えてもよいが、ここでは一定
とする。この場合、５．６．７．８の現像器の現像順序
は任意であるため、トナーの混合が少なく、また鮮明な
画像が得られるような順序とする。

このように、Ｑ／Ｍを夫々設定すれば、帯電位置からの
距離に応じて暗減衰が増え、感光体表面電位と現像バイ
アス電位との差が小さくなっても、これに応じてＱ／Ｍ
を小さくしている（ｆち、キャリアとトナーとの付着力
であるクーロン力を減少させている）ので、感光体表面
へのトナーの付着量を十分に保持することが可能となる
のである。

ここで、Ｑ／Ｍを制御する方法としては、（１）キャリ
アのコーティング樹脂の成分（例えばメチルメタクリレ
ート／スチレンの混合率）（２）外添剤の混合率（例え
ばシリカ）（３）トナー濃度 （４）トナー樹脂の種類 （５）トナー／キャリア混合処理の強度及び時間などを
変化させることが挙げられる。

第２図は反転現像法によるカラー画像形成プロセス、第
３図は正規現像法によるカラー画像形成プロセスを夫々
示す。

像露光４には、第４図のレーザービームスキャナを用い
る。これは、半導体レーザー等のレーザー２１から出た
レーザービーム２０を八面体の回転多面鏡からなるミラ
ースキャナ２３により偏向させ、結像用ｒ−θレンズ２
４を通して像担持体１の表面を定速度で走査する像露光
４に形成する。

なお、２５．２６はミラー、２７は像担持体１上でのビ
ームの直径を小さくするために結像用ｆ−θレンズ２４
に入射するビームの直径を拡大するためのレンズである
。像露光４の形成に第４図のようなレーザービームスキ
ャナを用いれば、色別についての静電像をずらせて形成
することが容易にでき、従って鮮明なカラー画像を記録
することができる。しかし、像露光４は、スリット露光
やレーザービームによるドツト露光に限られるものでは
なく、例えばＬＥＤやＣＲＴや液晶或いは光フアイバ伝
送体を用いて得られるものでもよい。

そして、像担持体がベルト状のように平面状態をとり得
る記録装置にあっては、像露光をフラッシュ露光とする
こともできる。

現像器５〜８としては、第５図に示したような構造のも
のが好ましく用いられる。第５図において、３１は、ア
ルミニウムやステンレス鋼等の非磁性材料からなる現像
スリーブ、３２は、現像スリーブ３１の内部に設けられ
た周方向に複数の磁掻を有する磁石体、３３は、現像ス
リーブ３１上に形成される現像剤層の厚さを規制する層
厚規制ブレード、３４は、現像スリーブ３１上から現像
後の現像剤層を除去するスクレーバブレードである。３
５は、現像剤溜り３６の現像剤を攪拌する攪拌回転体、
３７はトナーホッパー、３８は、表面にトナーの入り込
む凹みを有し、トナーホッパー３７から現像剤溜り３６
にトナーを補給するトナー補給ローラ、３９は、保護抵
抗４０を介して現像スリーブ３１に場合によっては振動
電圧成分を含むバイアス電圧を印加し、現像スリーブ３
１と像担持体１の間におけるトナーの運動を制御する電
界を形成するための電源である。

なお、上記において、繰返しの第２回目以降の　　　　
□現像が、現像器に於いて形成した現像剤層を像担持体
表面に接触させずに行われるのがよい。また、像担持体
上でトナー像の重ね合わせられたカラー画像を転写した
後、像担持体がクリーニング装置によってクリーニング
されるのがよい。

また、本発明において、上記のように記録紙等の転写体
Ｐに画像を転写する以外にも、転写体として公知の粘着
転写に用いる中間転写体を採用することもできる。

次に、本発明の実施例で使用する現像剤の組成を説明す
る。この現像剤は二成分系であって各現像器毎に異なる
ものを用いるが、通常は次の樹脂被覆キャリアとトナー
とからなり、これらは次のようにして作製される。

（樹脂被覆キャリアの作製） スチレンとメチルメタクリレートとの単量体組成比が所
望の比、例えば３０　：　７０のスチレン−メチルメタ
クリレート共重合体（例えば”ＶｒＴｔ　：　８２，０
００、Ｍ　ｎ　：　２５，０００、’ｒ’ｇ：１１０℃
）をメチルエチルケトン３００ｍｆｆ１に溶解して被覆
液を調整した。この被覆液によりフェライトをスビラコ
ーター（開田精工社製）を用いて被覆し、膜厚１．０μ
ｍの被覆層を有するキャリアを製造した。このキャリア
は例えば、平均粒径は３０μ、磁化は２５ｅ＋＋＋ｕ　
／　ｇ、固有抵抗は１０　　Ω−１以上、比重５．２ｇ
／ｃｄであった。

（トナーの作製） 例えば、ポリエステル樹脂１００重量部、ポリプロピレ
ン６６０ｐ　（工注化成工業社製）３重量部、カーボン
ブラック：モニガルＬ（キャボット社製）１０重量部を
ヘンシェルミキサーにて混合した。しかる後、３本ロー
ルにて１４０℃の温度で十分混練した後、放冷し、粗粉
砕したのち、ジェットミルにて粉砕し、分級し、平均粒
径１０μｍの「黒トナー」を得た。

この黒トナーにおいて用いたカーボンブラックのかわり
に、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料を用いた
他は黒トナーと同様にして、平均粒径１２μｍの「イエ
ロートナー」、「マゼンタトナー」、「シアントナー」
を得た。

（現像剤の作製） 前記キャリアとトナーを用い、トナー濃度１２重量％と
なるようにして現像剤を作成した。

こうして得られた現像剤を用いて、第１図に示す装置に
よって画像形成を行った。現像方法としては、像露光部
が背景部よりも低電位の静電像となる静電像形成法によ
って静電像が形成され、現像が静電像に背景部電位と同
極性に帯電するトナーが付着することによって行われる
ような方法（反転現像）とした。

１回目に帯電極２によって帯電を行い、その帯電面に第
６図のレーザービームスキャナによる色別の像露光４を
投影して、静電像部の電位が略０となるように、第１図
の像露光を行った。得られた静電像を、現像器５〜８の
うちの、像露光４に対応した色トナーの現像剤を用いて
いる現像器によって第１回現像し、次に像担持体（又は
像形成体）１の表面を再び帯電極２によって一様帯電し
、その帯電面に第２回像露光を行ってから第２回現像を
行い、以下同様に第３回、第４回の静電像形成及び現像
を繰返した。

このようにして、像担持体上に形成したカラー画像を転
写器１１により記録体Ｐに転写した。こうした方法では
、色ずれなしに容易にカラー画像を得ることができる。

像露光には半導体レーザーを使用した。交流バイアスは
２ｋｌｌｚＳ　１ｋＶとした。

例えば銅フタロシアニンを感光体に用い、次の４通り（
ａ〜ｄ）のプロセスにおいて、各現像器による現像位置
での表面電位（これは表面電位針で測定可能）とバイア
ス電位との差に応じて各現像器の現像剤のＱ／Ｍを夫々
設定した。但し、下記において、×は不良、△はやや不
良、○は良好、◎は非常に良好を示す。また、ＭＭＡは
メチルメタクリレート、Ｓｔはスチレンである。

尉土（反転現像） 感光体の線速＝５８＋ｎ／ｓｅｃ スコロトロングリッド電圧＝−８００Ｖ感光体のキャリ
ア発生物質：無金属フタロシアニン結果は下記表−１に
示す。

（以下余白、次頁に続く。） この結果から、例ａ、ｂのように本発明に基づいて、現
像バイ°アス電位と表面電位との差にほぼ比率して各現
像器のＱ／Ｍ４夫々調整すると、色調が良好又は非常に
良好となる。しかし、そうしたＱ／Ｍの調整をしない例
ｃ、ｄは結果が不良となる。

皿ｌ（正規現像） 感光体の線速＝５８ｗ／ｓｅｃ スコロトロングリッド電圧−−８００Ｖ感光体のキャリ
ア発生物質：ｗ４フタロシアニン結果は下記表−２に示
す。

（以下余白、次頁に続く。） この結果から、例ｅ、ｆのように本発明に基づいて、現
像バイアス電位と表面電位との差にほぼ比率して各現像
器のＱ／Ｍを夫々調整すると、色調が良好又は非常に良
好となる。しかし、そうしたＱ／Ｍの調整をしない例ｇ
、ｈは結果が不良となる。

以上、本発明を例示したが、上述の実施例は本発明の技
術的思想に基づいて更に変形可能である。

例えば、使用するフタロシアニンの９種類や含有量等は
、公知の技術に基づいて種々変更してよいし、またトナ
ーの種類、現像器の配置、動作順序等も変化させること
ができる。

へ０発明の作用効果 本発明は上述の如く、各現像器による各現像位置での像
担持体の表面電位と現像バイアス電位との差にほぼ比率
して現像剤のＱ／Ｍを夫々設定しているので、各現像器
で現像されてなる像の濃度がガフリや濃度不足なしにバ
ランス良く得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図は画
像形成装置の要部概略図、 第２図、第３図は各現像方式によるプロセスのフローチ
ャート、 第４図はレーザービームスキャナの概略図、第５図は現
像器の断面図 である。 なお、図面に示す符号において、 １・・・・・・・・・像担持体 ２・・・・・・・・・帯電器 ４・・・・・・・・・像露光 ５．６．７．８・・・・・・・・・現像器１２・・・・
・・・・・定着器 １４・・・・・・・・・クリーニング装置ＰＨ・・・・
・・・・・露光部 ＤＡ・・・・・・・・・非露光部 Ｔ、Ｔ　　・・・・・・・・・トナー である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、帯電と静電像の形成と現像とを含む工程を像担持体
   に対して複数回繰返す像形成方法において、前記現像に
   使用する各現像器による各現像位置での前記像担持体の
   表面電位と現像バイアス電位との差にほぼ比例して、前
   記各現像器中の現像剤のＱ／Ｍ〔但し、Ｑは帯電量（単
   位はμＣ）、Ｍは質量（単位はｇ）である。〕を夫々設
   定することを特徴とする像形成方法。