JP2537983B2 - カラ―電子写真装置 - Google Patents

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
ハードコピー装置に利用出来るカラー電子写真装置に関
するものである。

従来の技術 従来から、帯電・露光・現像を数回繰り返して電子写
真感光体（以下感光体と称する）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（特願昭60−
95456号）を第２図に示す。第２図において、21は矢印
の方向に回転するセレンテルル（Se−Te）感光体、22は
感光体21を一様に正帯電するコロナ帯電器、23はレーザ
ビームスキャナ、24〜27は各々イエロー（以下Ｙと称す
る）、マゼンタ（以下Ｍと称する）、シアン（以下Ｃと
称する）、ブラック（以下Ｂと称する）の現像剤が別々
に入っている現像器、28は記録紙、29はトナー像を記録
紙28に転写し易くするための除電ランプ、30はトナー像
を記録紙に転写するためのコロナ帯電器、31は加熱定着
器、32はトナー転写後感光体21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、33は感光体21上の静電
潜像を光で消去するための除電ランプである。

次に現像器24〜27の具体的な構成図を第３図に示す。
第３図において、34は正帯電性のトナーと磁性キャリア
の混合物からなる２成分現像剤（以下、現像剤とい
う）、35はアルミニウムなどの非磁性材料からなる現像
スリーブ、36は複数の磁極を有するマグロール、37は現
像スリーブ上の現像剤34の層厚を規制する層厚規制ブレ
ード、38は現像後、現像スリーブ35上の現像剤34を掻き
落とす掻き落し板、39は現像剤34を攪拌する回転羽根、
40は補給要のトナー、41はトナー補給ローラ、21は現像
スリーブ35上の現像剤34と接触しない位置に間隔を開け
て設置した感光体、42は現像スリーブ35上の現像剤34か
らトナーを感光体21に向けて電気的に飛翔させるための
電源である。

ここで現像器を現像可能な状態にするには、電源に正
の直流電圧に高圧の交流電圧を重畳した電圧を発生させ
るものを用い現像スリーブ35と電源42を接続する。

また、現像器を現像に供さない状態にするには、現像
スリーブ35を電気的に浮かすか、接地するかあるいは現
像スリーブに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
22で感光体21を正帯電したあと、レーザビームスキャナ
23でＹの画像信号を露光し、ネガの静電潜像（画像部が
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24でネガ・ポジ反転現像し、感光体21上にＹ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
24だけが電源42に接続されているが、その他の現像器25
〜27はトナーが飛翔しない状態に調整されている。Ｙト
ナーで現像した後、感光体21を除電ランプ33で全面照射
し、イエローの静電潜像を消去する。

次に、Ｙ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21上にM,C,Bのトナー像をＹのトナー像の上に順次形
成する。総てのトナー像の形成が終了した後、除電ラン
プ29で静電潜像を消去し、コロナ帯電器30でトナー像を
記録紙28に各色一括して静電転写する。一方、静電転写
後、感光体21に残留したトナーは、クリーニングブレー
ド32で除去されたカラー画像形成の１サイクルが完了す
る。

発明が解決しようとする課題 第２図で説明した従来のカラー電子写真装置を用いた
とき、トナーが他の色の違う現像器に混入することがあ
る（以下これを混色と呼ぶ）。例えば感光体に現像され
たトナーが違う色の現像器へ感光体から逆飛翔する。ま
た現像器からトナーがこぼれて他の現像器へ混入する等
の現像が現れる。このとき混入してきたトナーが正規の
トナーと混じり合うため、本来のトナーの特性を失い、
混色してきたトナーが正規のトナーと摩擦帯電により帯
電極性が反対になるときがある。従って原稿を複写する
際に、混色したトナーが非画像部へ付着して、地かぶり
の多い画像になる。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のカラー電子写真装
置では、複写機の初期化の過程のとき混色してきたトナ
ーを感光体に現像付着させ、感光体に付着したトナーを
クリーニングの過程で感光体から除去する。すなわちイ
エロー（以下Ｙと称する），マゼンタ（以下Ｍと称す
る），シアン（以下Ｃと称する），ブラック（以下Ｂと
称する）現像器を感光体に近接させ、感光体とY,M,C,B
現像器を動作状態で行う複写機の初期化の過程の際、感
光体の表面電位をVo、Y,M,C,B現像時の現像バイアスを
それぞれ、V1,V2,V3,V4とすると、感光体の表面電位と
各色現像器の現像バイアスの関係を以下に示すように設
定する手段をとる。

100V＜|Vo|−|V1|＜500V 100V＜|Vo|−|V2|＜500V 100V＜|Vo|−|V3|＜500V 100V＜|Vo|−|V4|＜500V 作用 本発明は上記した構成によって混色してきたトナーを
複写機の初期化の過程で排除できるため、実際の複写の
過程において、混色してきたトナーが非画像部へ付着す
る量をかなり減少でき、混色トナーによる地かぶりを制
御することが可能となる。

実施例 以下本発明の一実施例のカラー電子写真装置について
図面を参照しながら説明する。

実施例１ 第１図に本発明のカラー電子写真装置を示す。現像器
1,2,3直流電界でトナーを飛翔させる非接触型の非磁性
一成分現像器、４は接触型のトナーとキャリアからなる
二成分磁気ブラシ現像器である。アルミニウム製の現像
ローラ101,201,301の上にブレード102,202,302によりト
ナーの薄層を形成する構成になっている。また402の非
磁性ブレードによって現像ローラ401上に搬送される現
像剤層の穂立ちを規制する。

また現像器1,2,3にはファーブラシ103,104,105を具備
し、トナーの摩擦帯電の効果を高めている。

現像器１にはY,現像器２にはM,現像器３にはC,現像器
４にはＢの絶縁性トナーが入っている。現像ローラ101,
201,301,401と感光体５との間隔（現像ギャップ）を一
定にして各現像器を感光体５の周辺に対向配置した。各
現像器は現像時には感光体に近接し、非現像時には離間
する離接機構が取り付けられている。

現像器の仕様および、現像条件並びにトナーの物性を
以下に示す。

現像器1,2,3の仕様及び現像条件 現像ローラの直径;16mm 現像ローラの周速;160mm/sec 現像ローラ上のトナー層厚;30μｍ 現像ローラの回転方向；感光体１と逆方向 現像ギャップ 現像時;150μｍ 非現像時;700μｍ トナーの物性 トナーの電荷量；＋３μc/g トナーの平均粒径;10μｍ 現像器４の仕様及び現像条件 現像ローラの直径;24.56mm 現像ローラの周速;320mm/sec 現像ローラの回転方向；感光体１と逆方向 現像ギャップ 現像時;500μｍ 非現像時;3mm ブレードと現像ローラの間隔;350μｍ トナーの物性 トナーの電荷量；＋15μc/g トナーの平均粒径;8μｍ フルカラーモード時の画像形成プロセスを説明する。
感光体として直径152mmの無定型Se−Te感光体ドラムを
用い、周速160mm/secで回転しながら、帯電器６（コロ
ナ電圧;7kV,グリッド電圧900V）により表面電位＋850V
に帯電させた。

次に出力1.5mW、波長780nmの半導体レーザ７を発光さ
せ、感光体５上にネガのＢ信号を露光し、Ｂの静電潜像
を形成した。感光体５を非現像状態のＹ現像器1,M現像
器2,C現像器３に通過させ、前記静電潜像を現像ローラ4
01に＋500Vを印加した現像状態のＢ現像器４で反転現像
した後、Ｂのトナー像を形成した。現像後除電ランプ８
で全面照射し、交流コロナ帯電器９に交流電圧を印加し
て静電潜像を消去した。

次に再びコロナ帯電器６で感光体５を帯電し、感光体
５に半導体レーザ７によりＹに対応する信号光を露光
し、Ｙの静電潜像を形成した。前記静電潜像を現像ロー
ラ101に＋800V印加した現像状態のＹ現像器で反転現像
した後、非現像状態のＭ現像器２、および非現像状態の
Ｃ現像器３、Ｂ現像器４に通過させ、Ｙのトナー像を形
成した。同様にしてM,Cトナー像を形成し、感光体上に
得られたフルカラートナー像を転写帯電器11によって紙
12に転写した後、定着器13で熱定着した。転写電圧は−
5kV印加した。

本実施例ではY,M,Cに非接触型の非磁性一成分現像器
を用い、Ｂに接触型の磁気ブラシ二成分現像器を用いた
が、場合によってはY,M,C,Bとも非接触型の非磁性一成
分現像器を用いてもよい。以上がカラー画像形成プロセ
スである。

現像器の配置の構成上、上に位置している現像器から
トナーが溢れ、下に位置している現像器へ混入する場合
が発生する。

例えばＭトナーが混入したＢ現像器で複写画像を得た
ところ非画像部へのＭトナーの付着が発生した。これは
感光体の表面電位とＢの現像バイアスの差が大きくなる
ほど付着の量が増加しており、ＭトナーはＢトナーに対
して逆極性に帯電していることがわかる。

つぎにフルカラーモードで画像作成を行い、どのくら
いの量のカラートナーがＢ現像器へ落下するか調べた。
1000枚当たり約0.5gであった。

そこでＢ現像器へＭトナーを0.5g混入させ、初期化の
動作状態で、どの程度で排除されるか調べた。つまりＢ
現像器は現像状態で現像バイアスが印加され、現像器は
感光体ドラムに近接し、現像ローラは回転している。感
光体ドラムの帯電され回転している。レーザ露光は行っ
ていない。

表１に感光体表面電位（Vo（Ｖ））とＢ現像の現像バ
イアス（V4（Ｖ））をパラメータにして、カラートナー
の排出状態を調べた。Ｃはキャリア付着を示し、ＫはＢ
トナーの付着が多く現れていることを示している。数値
は感光体ドラムが何回転でカラートナーが排出されるか
示している。記載した回転以上ではドラムへのＭトナー
の付着はほとんど観察されない。

このように感光体表面電位と現像バイアスに関して、 100V＜|Vo|−|V4|＜500V の範囲で行えばキャリア付着もなく、Ｂトナーのかぶり
もなく混入したカラートナーを排除することができる。

この結果はY,CトナーをＢ現像器に混色した場合もほ
ぼ同様の結果を示した。また他のカラー現像器でも同様
であり、感光体表面電位（Vo）と各色の現像バイアス
（Y;V1,M;V2,C;V3）に関して、 100V＜|Vo|−|V1|＜500V 100V＜|Vo|−|V2|＜500V 100V＜|Vo|−|V3|＜500V の範囲で行えば混入したカラートナーを排除することが
できる。

感光体表面電位を設定する手段としては、スコロトロ
ン帯電器のグリッド電極に印加する電圧を制御する方法
や、コロナ帯電線に印加する電圧を制御する方法がある
が、本実施例ではスコロトロン帯電器のグリッド電極に
印加する電圧を制御する方法を用いた。

発明の効果 本発明は上記した構成によって異色のトナーが混入し
たとき、複写機の初期化の動作状態において、混入した
異色のトナーを排出することが可能になり複写画像を得
るときに非画像部への異色のトナーの付着を制御するこ
とが出来、鮮明なカラープリントを得ることが可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の第１の実施例におけるカラー電子写真
装置の概略図、第２図、第３図は従来のカラー電子写真
装置の概略図である。 1,2,3,4……それぞれY,M,C,Bの現像器、101,201,301,40
1……現像ローラ、102,202,302,402……現像ローラ上の
トナー層を規制するためのブレード、５……感光体ドラ
ム、６……コロナ帯電器、７……半導体レーザ、８……
除電ランプ、９……交流コロナ帯電器、10……クリーニ
ングファーブラシ、11……転写帯電器、13……定着器。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体の表面電位とトナーの帯電極性を同
   極とし、画像部が露光されて前記感光体の表面電位が減
   衰している静電潜像を現像する反転現像を用い、前記感
   光体上に帯電，露光，現像を繰り返し、イエロー，マゼ
   ンタ，シアン，ブラックの少なくとも一色以上のトナー
   を重ね合せるカラー電子写真装置であって、イエロー，
   マゼンタ，シアン，ブラック現像器を前記感光体に近接
   させ、前記感光体と前記イエロー，マゼンタ，シアン，
   ブラック現像器を動作状態で行う複写機の初期化の過程
   の際、前記感光体の表面電位をVo、前記イエロー，マゼ
   ンタ，シアン，ブラック現像時の現像バイアスをそれぞ
   れ、V1,V2,V3,V4とすると、以下の条件の範囲に設定す
   ることを特徴とするカラー電子写真装置。 100V＜|Vo|−|V1|＜500V 100V＜|Vo|−|V2|＜500V 100V＜|Vo|−|V3|＜500V 100V＜|Vo|−|V4|＜500V
2. 【請求項２】感光体表面電位を設定する手段として、ス
   コロトロン帯電器のグリッド電極に印加する電圧を制御
   する電源であることを特徴とする請求項（１）記載のカ
   ラー電子写真装置。
3. 【請求項３】感光体表面電位を設定する手段として、コ
   ロナ帯電線に印加する電圧を制御する電源であることを
   特徴とする請求項（１）記載のカラー電子写真装置。