JPH0799440B2 - カラ−電子写真方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カラーの複写機あるいはプリンタに利用でき
るカラー電子写真方法に関する。

従来の技術 従来、帯電・露光・現像を複数回繰り返し、電子写真感
光体（以下、感光体という）上に予め色の異なる複数の
トナー像を形成した後、トナー像を普通紙に一括転写し
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。

このようなカラー電子写真方法の従来例を第11図に示
す。図において、１は矢印方向に回転するSe-Te感光
体、２は感光体１の表面を一様に正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（B
l）のトナーが別々に入っている現像器、８は普通紙、
９はトナー像を普通紙８に静電転写し易くする為の除電
ランプ、10はトナー像を普通紙８に静電転写する為のコ
ロナ帯電器、11は加熱定着器、12はトナー像を普通紙８
に静電転写したのち感光体１に残留するトナーを除去す
る為のクリーニングブレード、13は感光体１上の静電潜
像を光で消去する為の除電ランプである。

次に現像器４〜７の具体的な構成例を第12図に示す。図
において、14は正帯電性のトナーと磁性キャリヤの混合
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な成る現像スリー
ブ、16は複数の磁極を有するマグロール、17は現像スリ
ーブ15上の現像剤14の層厚を規制する層厚規制ブレー
ド、18は現像後、現像スリーブ15上の現像剤14を掻き落
とす掻き落とし板、19は現像剤14を攪拌する回転羽根、
20は補給用のトナー、21はトナー補給ローラ、１は現像
スリーブ15上の現像剤14と接触しない位置に間隙をあけ
て設置した感光体、22は現像スリーブ15上の現像剤14か
らトナーを感光体１に向けて電気的に飛翔させる為の電
源である。

ここで現像スリーブ15上に電源22から発生する正の直流
電圧に高圧の交流電圧を重畳した電圧を印加すると、感
光体に向けてトナーが飛翔する。

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15を電気的に浮かすか、接地するかあるいは現像
スリーブ15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）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だけが電源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。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光除電する。

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Y,M,C及びBlのトナー像を形成する。全ての
トナー現像が終了した後、予め除電ランプ９で静電潜像
を光除電し、コロナ帯電器10でトナー像を普通紙８に静
電転写する。普通紙８に転写したトナー像は、加熱定着
器11で加熱し定着される。一方、静電転写後感光体１上
に残留したトナーは、クリーニングブレード12で除去さ
れカラー画像形成の１サイクルが完了する（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11図で説明した従来のカラー電子写真装置を連続運転
した場合、コピー量に比例して現像器が異種トナーで汚
染される問題点があった。この問題点の原因について探
究したところ、トナー像を有する感光体が再帯電及び像
露光された後、現像に寄与してはいけない現像器を通過
した際、感光体上のトナーの一部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現象につい
て図面に基づき更に詳しく説明する。

第13〜15図は、トナー像を有する感光体が再帯電及び像
露光された後、現像に寄与してはいけない現像器を通過
した際の感光体及び現像スリーブ上の各トナーの挙動を
模式的に示した図である。

第13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１は、再帯電によって正に帯
電されている。また感光体23上のトナー24は再帯電の
際、コロナ帯電器によってより正に強く帯電されてい
る。従って、Ｃ領域におけるトナー24は、感光体23上の
正電荷による電荷の反発力と感光体23と現像スリーブ25
との間に生じた電界の作用によって、現像スリーブ25に
向かって逆飛翔する。

第14図は現像スリーブに負の直流電圧を印加したときの
様子を示す。この場合、現像スリーブ25上の正帯電のト
ナー25は、負の電圧が印加されている現像スリーブ25に
電気的に強く引きつけられている為、現像スリーブ25か
ら感光体23へのトナー飛翔を防止するには非常に効果的
である。しかし、Ｃ領域における感光体23と現像スリー
ブ25との間の電界強度は、第13図のＣ領域に比べてより
大きくなっている。従って、Ｃ領域の感光体23上のトナ
ー24は第13図に比べてより多く逆飛翔することになる。
また現像スリーブ25に印加する直流電圧を高くしていく
とＤ領域のトナー24も逆飛翔しだす。

第15図は現像スリーブを電気的に浮かしたときの様子を
示す。感光体23上の正の電荷によって現像スリーブ25は
図のように誘導分極される。従って、Ｂ領域における現
像スリーブ25上のトナー26の一部は、感光体23に向かっ
て飛翔する。また、Ｃ領域における感光体23上のトナー
24の一部は、現像スリーブ25に向かって逆飛翔する。

以上説明した通り、従来の方法では異種トナーの飛び込
みによる現像器の汚染を防止することができず、鮮明な
カラーコピーを安定して得ることができない問題点があ
った。

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コピ
ーを安定して得るカラー電子写真装置を提供することに
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は、トナー担持体上のトナーを飛翔させて静電潜
像を現像する手段を有する複数の現像器を感光体とトナ
ー担持体との間隙を一定に保って配置し、帯電・露光・
現像の工程を複数回繰り返して色の異なる複数色のトナ
ー像を同一感光体上に重畳させる工程を含むカラー電子
写真方法において、第１のトナー像を担持した感光体を
帯電・露光して第２の静電潜像を形成し第２のトナーで
現像する際、現像に寄与してはいけない他の現像器のト
ナー担持体上のトナーを除去し、かつ前記他の現像器の
トナー担持体に非画線部の潜像電位と略同電位の直流電
圧を印加することによって、トナー像を担持した感光体
からのトナーの逆飛翔を防止するとともに不必要なトナ
ーによる現像がぶりのない鮮明なカラーコピーを安定し
て得るようにしたものである。

作用 本発明の作用について、図を用いて説明する。

第１図は、トナー像を有する感光体が再帯電及び像露光
された後、現像に寄与しない状態に設定されている現像
器を通過した状態を示す。現像スリーブ25にはトナーが
なく、しかも感光体23の非画線部の潜像電位と略同電位
の正の直流電圧が印加されている。従って、Ｃ領域では
現像スリーブ25と感光体23との電位差がほとんどない
為、この領域にある感光体23上のトナー24は飛翔しな
い。また、Ｄ領域では現像スリーブ25と感光体23との間
の電界の向きが、この領域にあるトナー24の飛翔を抑止
する方向に向いている為、感光体23から現像スリーブ25
へのトナーの逆飛翔も起こらない。

よって、本発明はトナー像を有する感光体からのトナー
の逆飛翔現象が起きず、異種トナーによる現像器の汚染
が防止できる。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

第２〜８図は本発明によるカラー電子写真方法の概略を
示す模式図である。まず感光体23をコロナ帯電器27で正
に帯電する（第２図）。感光体としては、例えばアルミ
ニウムなどの導電性基体上に、セレンテルル，砒素セレ
ン，アモルファスシリコンなどの光導電性物質を蒸着し
た通常の電子写真感光体であればいずれでも用い得る。

次に、第１の光像を露光し感光体23上に第１のネガの静
電潜像を形成する（第３図）。

像露光後、正に帯電している第１のトナー24を担持した
第１のトナー担持体28をトナー24と接触しないように感
光体23に対向させる。そしてトナー担持体28に非画線部
の潜像電位と略同電位の直流電圧を印加してトナー24を
感光体23に向けて飛翔させ、静電潜像をネガ，ポジ反転
現像して第１のトナー像を形成する（第４図）。トナー
としては絶縁性のものが好ましく、その電荷量は0.1〜1
0μc/gが好ましい。望ましくは１〜６μc/gが良い。ま
た、トナー担持体と感光体との間隙は、0.5mm以下が好
ましく、望ましくは0.3mm以下が良い。

ここでは第１のトナー像を得るのに、直流電界によるト
ナー飛翔を利用した非接触現像法を用いたが、パウダク
ラウド現像法など他の非接触現像法でも良く、特に限定
されるものではない。

第１のトナー像を担持した感光体は、現像に供してはい
けない複数の現像器を通過する。この時現像に供しては
いけない現像器のトナー担持体25は接地されている（第
５図）。従って、トナー担持体25と感光体23との間には
電位差がない為、トナー担持体25上のトナー26及び感光
体23上のトナー24のいずれのトナーも飛翔を起こさな
い。この時、現像に供してはいけない現像器は第８図に
述べる状態にしてもよい。

次に、第１のトナーを担持した感光体23を、再びコロナ
帯電器27で再帯電し（第６図）、第２の光像を露光し第
２のネガの静電潜像を形成する（第７図）。

第２のネガ潜像は、トナー担持体に第１のトナーとは色
を異にする第２のトナーを担持させ、第４図で示した同
様の方法による現像される。

その他の現像に供してはいけない現像器のトナー担持体
25は、トナーのない裸の状態になっており、かつ感光体
23の非画線部と略同電位の電圧が印加されている（第８
図）。このようにすることにより感光体上のトナー像
は、本発明の作用のところで詳述した通り、感光体上に
そのまま保持される。

感光体上に第３あるいは第４のトナー像を形成するに
は、第２図〜第８図に説明した工程を繰り返すことによ
り、同一感光体上に複数種のカラートナーで合成された
カラー像が得られる。

以上、反転現像の場合について説明したが、本発明によ
るカラー電子写真方法は正規現像にも適用できることは
勿論である。

第９図は、本発明のカラー電子写真方法を用いたカラー
プリンタの概略図である。

29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、30は感光体を帯電する為のコロナ帯電器、31は発光
波長670mmの発光ダイオードアレイ、32は集束性ロッド
アレイ、33〜35はそれぞれY,M,Cのトナーが別々に入っ
ている現像器、36は除電ランプ、37は転写用のコロナ帯
電器、38は紙剥離用のAC除電器、39は普通紙、40はクリ
ーニングブラシである。

33〜35の現像器の構成を第10図に示す。41はトナー容
器、42はトナー、43は円筒状のアルミニウムで構成され
た現像ローラ、44は比抵抗が10⁶Ω・cmであるカーボン
入りのレーヨン繊維をアルミニウムドラムに植毛したフ
ァーブラシ、45はゴムブレードである。感光体29と現像
ローラ43との間隙は0.15mmとした。Y,M,Cのトナーに
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２〜４μc/g、
非抵抗は10¹⁴以上である 次に、カラー画像の形成方法について説明する。

感光体29を矢印の方向に回転しながらコロナ帯電器30
（コロナ電圧:7kV）で感光体29を＋800Vに帯電した。次
に、イエロの画像信号を発光ダイオードアレイ31でスキ
ャニング露光し、非画線部が＋800V,画線部が＋80Vの静
電潜像を形成した。露光後、感光体29を３つの現像器33
〜35に通過させ、静電潜像をＹトナーで反転現像した。
この時の各現像器の条件を次に示す。

Ｙトナーの入っている現像器33の現像ローラには＋750
V,ファーブラシには＋100Vの直流電圧を印加した。する
と現像ローラ上にＹトナーの薄層（約40μｍ）が形成さ
れ、感光体との最近接点近傍でＹトナーが現像ローラか
ら感光体に向かって飛翔し、Ｙトナーで現像された。

一方、Ｍトナー及びＣトナーの入っている現像器34,35
の各現像ローラを接地したところ、感光体上にはＭトナ
ー及びＣトナーによる現像かぶりは全くなかった。

現像後、Ｙトナー像を担持した感光体29を除電ランプ36
で全面照射し、静電潜像を光除電した後、再びコロナ帯
電器30（コロナ帯電：＋7kV）でトナーの上から感光体2
9を帯電した。感光体29の表面電位は、トナーの有無に
係らず＋800Vであった。

次に、マゼンタの画像信号を発光ダイオードアレイ31で
スキャニング露光し、非画線部の表面電位が＋800V、画
線部の表面電位がＹトナーのない部分で＋80VまたＹト
ナーのある部分で＋110Vの静電潜像を形成した。露光
後、感光体29を次に示す条件にそれぞれ設定した現像器
33〜35に通過させ、前記静電潜像をＭトナーで反転現像
した。

Ｙトナー及びＣトナーの入っている現像器33及び35の現
像ローラーには＋750V、ファーブラシには−200Vの直流
電圧を印加したところ、現像ローラー上のトナーは除去
された。またＭトナーの入っている現像器34の現像ロー
ラーには＋750V,ファーブラシには＋100Vの直流電圧を
印加した。感光体29にはＹトナーとＭトナーで合成され
たトナー像が得られた。またＹトナーの33及び35の現像
器への逆飛翔は認められなかった。このときの、現像器
33及び34による現像の様子を第１図に示す。

Ｍトナーで現像した感光体29をＭトナー像を形成したと
きと同様の方法により除電及び再帯電し、シアンの画像
信号を発光ダイオードアレイ31でスキャニング露光し
た。非画線部の表面電位は、トナーの有無に係らず＋80
0V、また画線部の表面電圧はＹトナーあるいはＭトナー
だけの部分では＋110V,YトナーとＭトナーが重なり合っ
た部分では＋120Vであった。

次に、Ｙトナー及びＭトナーの入っている現像器33及び
34の現像ローラに＋750V,ファーブラシに−200Vを、ま
たＣトナーの入っている現像器35の現像ローラに＋750,
ファーブラシに＋100Vの直流電圧を印加し感光体29を各
現像器に通過させ、Ｃトナーで反転現像した。

次に、除電ランプ36で感光体29を全面照射した後、転写
用のコロナ帯電器37（コロナ電圧：−5.5kV）で感光体2
9上のトナー像を紙39に転写し、AC除電器38で普通紙39
を感光体29から剥離した。普通紙39に転写されたトナー
像を加熱定着器で加熱し定着した。転写後、感光体29に
残留したトナーはクリーニングブラシ40で除去し、次の
画像形成に供した。

以上説明した画像形成の工程を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確認できなかった。また、1000回目
のカラーコピーを１回目と比較したところ、ほとんど画
質に差のない鮮明なものであった。

発明の効果 以上説明した通り、本発明は感光体からのトナー逆飛翔
が起きない為、異種トナーによる現像器の汚染が防止で
きる効果がある。また、先に現像されたトナー像が逆飛
翔しない為、濃度低下のない鮮明なカラーコピーが安定
して得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるカラー電子写真方法
を説明するための装置の原理図、第２図〜第８図は同方
法を説明するための原理図、第９図は本発明のカラー電
子写真方法を用いたプリンタの原理図、第10図は第９図
のプリンタに用いた現像器の原理図、第11図は従来のカ
ラー電子写真装置の原理図、第12図は第11図の装置に用
いている現像器の原理図、第13図〜第15図は従来のカラ
ー電子写真方法の問題点を示す原理図である。 29……感光体、43……現像ローラ、44……ファーブラ
シ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー担持体上のトナーを飛翔させて静電
   潜像を現像する手段を有する複数の現像器を感光体とト
   ナー担持体との間隙を一定に保って配置し、帯電・露光
   ・現像の工程を複数回繰り返して色の異なる複数色のト
   ナー像を同一感光体上に重畳させる工程を含むカラー電
   子写真方法において、第１のトナー像を担持した感光体
   を帯電・露光して第２の静電潜像を形成し第２のトナー
   で現像する際、現像に寄与してはいけない他の現像器の
   トナー担持体上のトナーを除去し、かつ前記他の現像器
   のトナー担持体に非画線部の潜像電位と略同電位の直流
   電圧を印加する工程を含むカラー電子写真方法。
2. 【請求項２】第１の静電潜像を第１のトナーで現像する
   際、第１のトナーを担持したトナー担持体に非画線部の
   潜像電位と略同電位の直流電圧を印加し、かつ現像に寄
   与しない他の現像器のトナー担持体を接地する特許請求
   の範囲第１項記載のカラー電子写真方法。
3. 【請求項３】現像に寄与しない他のトナー担持体上のト
   ナーが除去されている特許請求の範囲第２項記載のカラ
   ー電子写真方法。