JPS63205672A - カラー画像形成方法及びその装置 - 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及びその装置に関し、特にカラー画
像の形成方法及びその装置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
成及び現像をそれぞれ、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。したがって、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。

但し、こうしたカラー画像形成プロセスにおいて、濃度
色調の安定した画像を得るためには、像担持体の帯電電
位を常に一定に保持する必要がある。しかしながら、特
開昭６０−７６７６６号や特開昭６０−９５４５６号で
は、スコロトロン帯電器を用いて安定した帯電を与える
ことが記されているが、場所場所によって履歴の異なる
像担持体に対し、複数回の帯電電位をスコロトロン帯電
器の使用のみで一定に与えることは容易ではなく、帯電
電位が変動しやすいことが判明した。特に、１回のカラ
ー画像形成プロセスにおいて、各色毎に帯電、静電像の
形成、現像を繰返す場合に、第１色目の帯電電位と第２
色目の帯電電位が異なってしまうことが多い。また、こ
のような場合に、プロセスを簡単にするため、現像と次
の帯電プロセスとの間の除電工程を省略する場合には、
より一層帯電電位が不安定となりやすい。このため、各
色毎の濃度が変化し、特にカラー画像において重要な色
調が不安定となるという欠点がある。

ところで、近年、小型でしかも低コストの上、直接変調
が可能で、高信頼性の期待される半導体レーザーが開発
されている。このような半導体レーザーの発振波長は７
５０　ｎｍ程度以上であり、このような長波長域の光に
感度を有する感光体としては例えば、特開昭５８−１０
０１３４号にε型銅フタロシアニンを含をする感光体が
、また特開昭５８−１８２６３９号にはτ型無金属フタ
ロシアニンを含有する感光体が記載されている。これら
の金属又は無金屈フタロシアニンを用いた感光体は、半
導体レーザーの発振波長に感度を有するものの、特開昭
６０−７６７６６号や特開昭６０−９５４５６号のよう
なカラー画像記録方法の像担持体として用いた場合に、
特に第１色目の帯電電位が低く、第２色目以降の帯電電
位が相対的に高くなり、第１色目と第２色目以降の電位
の差が大きくなりやすいことが分かった。

このような原因は定かではないが、フタロシアニンには
キャリアのトラップとして働く準位が数多く存在してい
るため、第２色目以降の帯電時にはトラップがキャリア
で満たされ、感光層が高抵抗となって帯電能が向上する
のではないかと推定される。

ハ４発明の目的 本発明の目的は、安定した色調で、カプリがなく、安定
した十分な濃度、十分な解像力の像を得ることのできる
方法及び装置を提供することにある。

ニ０発明の構成 即ち、本発明は、金属フタロシアニン及び／又は無金属
フタロシアニンを含有する像担持体を使用し、帯電と静
電像の形成と現像とを含む工程を前記像担持体に対して
複数回繰返す像形成方法において、前記像担持体の所定
箇所の表面電位を測定し、これに基づいて、現像バイア
ス電位と帯電極の電圧及び／又は電流との少なくとも一
方を制御することを特徴とする像形成方法に係るもので
ある。

また、本発明は、金属フタロシアニン及び／又は無金属
フタロシアニンを含有する像担持体を使用し、帯電と静
電像の形成と現像とを含む工程を前記像担持体に対して
複数回繰返す像形成装置において、前記像担持体に対し
て表面電位測定用センサーが配設され、この表面電位測
定用センサーが制御部を介して現像器と帯電極との少な
くとも一方に接続されていることを特徴とする像形成装
置も提供するものである。

なお、本発明において、上記の「現像バイアス電位」と
は、特に現像スリーブにかかる現像電位を意味する。ま
た、上記した「帯電極の電圧及び／又は電流」とは、゛
帯電極の本来の電極のみならず、グリッド電極が存在す
る場合にはグリッド電極についても通用されるものであ
り、従って本来の帯電極電圧又は帯電極への高圧電源流
れ出し電流、或いはグリッド電圧を意味するものである
。

この「帯電極の電圧及び／又は電流」は、以下において
「像担持体の帯電電流」と称することがある。

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〜第３
図で説明する。

第１図の装置において、１は金属フタロシアニン及び／
又は無金属フタロシアニンの感光体表面層を有し、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、５〜８は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒
といったそれぞ表面電位測定用のセンサー１５が配され
、各現像毎にセンサー１５で測定された値は制御回路部
１９に入力される。この制御回路からは、表面電位のな
っている。センサー１５は、非接触型で振動容量方式で
あってよい、また、９及び１０は、像担持体１上に複数
の色トナー像が重合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それぞれ必要に応じて設け
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わせからなる除電器、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ブラシを有するクリー
ニング装置である。

像露光４には、第２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２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３図に示したような構造のも
のが好ましく用いられる。第３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極を有する磁石体、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パブレードである。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
３１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。保護抵抗４０及びバ
イアス電源３９は、上述の制御回路１９（第１図参照）
に内蔵されている。

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
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、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３
０　：　７０のスチレン−メチルメタクリレート共重合
体（Ｍマ：　８２，０００、Ｍ　ｎ　：　２５，０００
、Ｔｇ：１１０℃）をメチルエチルケトン３００ｍｆ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１．０μｍの被覆層を有するキャリアＡを製造した
。このキャリアＡの平均粒径は３０μ、磁化は２５ｅｍ
ｕ／　ｇ、固有抵抗は１０′４Ω−０ｍ以上、比ｆｆ１
５．２ｇ／ｃｄであった。

また、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体ｒ
ＶＴ−１００Ｊ　　（ダイキン工業社製）をアセトン−
メチルエチルケトン（１：　１）　　３００ｍ１に溶解
した以外はキャリアＡの作製と同様にして、キャリアＢ
を得た。このキャリアＢの平均粒径は３０μｍ、磁化は
２５ｅｍｕ／　ｇ、固有抵抗は１０’斗Ω−１以上、比
重５．２ｇ／ａｊであった。

（トナーの作製） ポリエステル樹脂１００重量部、ポリプロピレン６６０
ｐ　（工注化成工業社製）３重量部、カーボンブラック
：モーガル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１
４０℃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１０μ
ｍ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
２図のレーザービ・−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回現像した０次に、そのまま（
即ち、転写することなしに）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。

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

上記した画像形成において極めて重要なことは、各現像
毎に、感光体の表面電位をセンサー１５で個々に測定し
、この表面電位に対して少なくとも正の相関関係を持つ
ように現像バイアス電位（現像スリーブにかかる現像電
位）を測定していることである。例えば、表面電位が絶
対値で高いときには、現像バイアス電位を絶対値で高め
るように、制御回路部１９から制御されたバイアス電位
が現像スリーブに与えられる。このようにすれば、帯電
毎に帯電電位が上昇する傾向のあるフタロシアニン系感
光体において、カブリのない十分な濃度の画像を確実に
得ることができる。

第４図は、本発明の他の実施例による画像形成装置を示
すものである。

この第４図の例においては、帯電器２を本来の帯電器と
して使用する一方、その後位には、第１色目の帯電プロ
セスの前に（即ち、本来の複写プロセス開始前に）感光
体に予備帯電を行う予備帯電極１６を配設し、かつ両帯
電極間に表面電位測定用のセンサー２２を設けている。

このセンサー２２の測定値は制御回路部２日に入力され
、これによって制御回路部２８から本帯電器２の電圧及
び／又は電流（具体的には、帯電極の電圧、又は帯電極
への高圧電源流れ出し電流、或いはスコロトロンのグリ
ッド電圧）を制御している。即ち、予備帯電極１６によ
る帯電電位が高いときにはセンサー２２がこれを検出し
て本帯電器２の電圧又は電流（感光体の帯電電流）を低
くするように制御し、反対に予備帯電極１６による帯電
電位が低いときには本帯電器２の電圧又は電流を高くす
る。

但し、いずれの場合でも、感光体がフタロシアニン系で
あることの特殊性から、感光体表面電位はプロセスの繰
返しの毎に上昇するので、第２回目以降は本帯電器２に
よる帯電電位は第１回目よりも低くなるようにするのが
カブリや濃度の点で望ましい。

なお、予備帯電器１５により第１回目の帯電前に予備帯
電を行っているので、場所によって異なる感光体の前履
歴を一定にし、一定の帯電電位を得、安定した色調、濃
度の像を得ることができる。

第５図は、本発明の更に他の実施例による画像形成装置
を示すものである。

この例によれば、帯電器２の前位に表面電位測定用のセ
ンサー２９を配設し、感光体の表面電位の測定値を制御
回路部３０に供給している。この場合、感光体１におい
て、非画像部の表面電位（特に画像部のすぐ前での表面
電位）をセンサー２９で測定し、この値に基づいて、そ
の後に続く画像部の表面の帯電量を制御する。具体的に
は、帯電極２の電圧及び／又は電流を制御回路部３０に
よって制御し、例えば表面電位が高いときには帯電極２
の電圧を低下せしめるが、感光体１がフタロシアニンで
あることから第２回目以降の表面電位を相対的に下げる
方向に制御するのが望ましい。

以下に、本発明に基づ〈実施例を比較例と共に述べるが
、第６図〜第８図にはそれらをまとめて示している。但
し、第６図は第１図の例に対応するデータ、第７図は第
４図の例に対応し、第８図は第５図の例に対応するもの
である。

月１．２び　１．２ τ−型型金金属フタロシアニン東洋インキ社！！りやε
−型銅フタロシアニン（東洋インキ社製のりオノールブ
ルー）を含有するＯＰＣ（有機光導電物質）を用いた場
合、比較例１．２のように第２色目以後の現像電位を同
一にすると、第１色目にカブリが表れる。これに対し、
実施例１．２のように第２色目以後の現像電位（ＤＣ現
像バイアス）を表面電位の絶対値の増大に応じて高める
と、各仏典、カブリのない十分な濃度の画像が得られる
。

比較例１．■ Ｓ　ｅ　／　Ｔ　ｅ感光体、ａ−３ｉＧｅ感光体では、
特に第２色目以後の現像電位を第１色目のそれと同じに
しても、各色の帯電電位はほぼ等しくなるので、この点
では問題はない。

しかしながら、Ｓ　ｅ　／　Ｔ　ｅでは半導体レーザー
に対する感度が不十分で、十分な画像濃度が得られない
、また、ａ−３ｉＧｅは帯電能が不十分で、十分な画像
濃度が得られない。

３．４．５．６．７．８び　５．６．７実施例１．２と
同様のフタロシアニンを含有するＯＰＣを用いたところ
、比較例５．６．７のように帯電条件を制御しない場合
には、第１色目の帯電電位が低く、第１色の濃度が低く
なる。しかも、２色目以後の帯電電位が大きく上昇し、
具合が悪い。これに対し、実施例３．４、・５．６．７
．８のように、感光体の表面電位に応じて帯電極の高圧
電源の流れ出し電流値又は高圧電源の電圧、又はスコロ
トロンのグリッド電圧を制御すると〔特に、第１色より
も第２色目以後の感光体の流れ込み電流が十分に小さく
なるように設定すると（即ち、感光体の帯電電流を第２
色目以降で小さくすると）〕、第１色目から第４色目ま
での帯電電位がほぼ同一となり、各仏典、十分な濃度で
カブリのない、色調の良い画像が得られた。

此ｎｍ工」− ５ｅ　／　Ｔ　ｅ感光体、ａ−３ｉＧｅ感光体では、特
に表面電位に応じて帯電条件を設定しなくても、各色の
帯電電位はほぼ等しくなる。

しかしながら、Ｓ　ｅ　／　Ｔ　ｅでは半導体レーザー
に対する感度が不十分で、十分な画像濃度が得られない
、また、ａ−５ｉＧｅは帯電能が不十分で、十分な画像
濃度が得られない。

９．０．１１．１２．１３．４び　１Ｏ１１１、実施例
１．２と同様のフタロシアニンを含有するＯＰＣを用い
たところ、比較例１０．１１．１２のように帯電条件を
制御しない場合には、第１色目の帯電電位が低（、第１
色の濃度が低くなるー、しかも、２色目以後の帯電電位
が大きく上昇し、具合が悪い。これに対し、実施例９．
１０．１１．１２．１３．１４のように非画像部の表面
電位に応じて帯電極の高圧電源の流れ出し電流値又は高
圧電源の電圧、又はスコロトロンのグリッド電圧を制御
すると〔特に、第１色よりも第２色目以後の感光体の流
れ込み電流が十分に小さくなるように設定すると（即ち
、感光体の帯電電流を第２色目以降で小さくすると）〕
、第１色目から第４色目までの帯電電位がほぼ同一とな
り、各仏典、十分な濃度でカブリのない、色調の良い画
像が得られた。

比較桝Ｕエロ Ｓ　ｅ　／　Ｔ　ｅ感光体、ａ−３ｉ　Ｇｅ感光体では
、非画像部の表面電位に応じて帯電条件を設定しなくて
も、各色の帯電電位はほぼ等しくなる。

以上のように、本発明に基づけば、カラーｉｉ！ｉ＠！
記録装置において半導体レーザーに十分な感度を有する
金属又は無金属フタロシアニンの帯電電位を安定化して
、安定した色調を有し、十分な濃度のある、カブリのな
い画像を得ることができる。

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、上述の現像電位については、第２回目以降の値
は第１回目のそれよりも絶対値で少なくとも３０Ｖ高く
するのがよい、センサーの位置は各現像器毎にその直前
に夫々配してもよい、また、上述の感光体の帯電電流は
、第２色目以降は第１色目よりも絶対値で４％以上低く
するのがよい。

また、第２色目以降でも上記帯電電流の値を各回で変化
させてよいし、一部分だけ変化させ、他の回では一定と
してもよい、また、グリッド電圧を調整する場合、第２
色目以降のグリッド電圧を第１色目より絶対値で少なく
とも３０Ｖ低くするのがよい、上述した現像電位の制御
と、帯電極の電圧又は電流の制御とは同時に行うように
構成してもよい、また、使用するフタロシアニンの種類
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１発明の作用効果 本発明は上述の如（、金属又は無金属フタロシアニンを
含有する像担持体に複数回のプロセスを繰返すときに、
像担持体の所定箇所の表面電位を測定して、現像バイア
ス電位と帯電極の電圧及び／又は電流との少なくとも一
方を制御しているので、現像条件及び／又は帯電電位を
常に所望の値に設定でき、安定した色調、濃度の画像が
得られる。この効果は、上記センサーを制御部を介して
現像器又は帯電極に接続しているので、再現性良く得る
ことができる。

【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図はレーザービームスキャナの概略図、第３図は現
像器の断面図、 第４図、第５図は他の画像形成装置の各要部概略図、 第６図、第７図、第８図は各側のデータを比較して示す
表 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１５．２２．
２９・・・・・・・・・センサー１６・・・・・・・・
・予備帯電極 １９．２８．３０・・・・・・・・・制御回路部である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属フタロシアニン及び／又は無金属フタロシアニ
   ンを含有する像担持体を使用し、帯電と静電像の形成と
   現像とを含む工程を前記像担持体に対して複数回繰返す
   像形成方法において、前記像担持体の所定箇所の表面電
   位を測定し、これに基づいて、現像バイアス電位と帯電
   極の電圧及び／又は電流との少なくとも一方を制御する
   ことを特徴とする像形成方法。 ２、金属フタロシアニン及び／又は無金属フタロシアニ
   ンを含有する像担持体を使用し、帯電と静電像の形成と
   現像とを含む工程を前記像担持体に対して複数回繰返す
   像形成装置において、前記像担持体に対して表面電位測
   定用センサーが配設され、この表面電位測定用センサー
   が制御部を介して現像器と帯電極との少なくとも一方に
   接続されていることを特徴とする像形成装置。