JP3449497B2

JP3449497B2 - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP3449497B2
Application number: JP28352293A
Authority: JP
Inventors: 正保安西
Original assignee: 日立プリンティングソリューションズ株式会社
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 2003-09-22
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: DE4440361A1; DE4440361C2; JPH07134463A; US5473422A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を用いてカ
ラー画像を形成するカラー画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法を用いて多色カラー画
像を形成するカラー画像形成装置には、特公平３−１８
１８２号公報記載のように光導電感光体上にカラートナ
ー像を１色ずつ順次形成してこれを記録紙等へ転写する
ものや、特開平２−３０２７６８号公報記載のように光
導電感光体上に１色のカラートナー像を形成しこれを記
録紙等へ転写する工程を繰り返して多色カラー像を得る
ものが知られている。さらに、米国特許第４,０７８,９
２９号明細書あるいは特開昭５５−８３０７０号公報記
載のように光導電感光体上に２色のトナー像を作りこれ
を記録紙へ転写する方式も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の内、特
公平３−１８１８２号公報及び特開平２−３０２７６８
号公報に記載された方式では、トナーの色数だけトナー
像形成工程を繰り返すために、最終カラープリントを得
るまでに時間がかかるという欠点があった。

【０００４】また、米国特許第４,０７８,９２９号明細
書や特開昭５５−８３０７０号公報に記載された方式で
は、感光体に一度に２種類の電荷潜像（３値潜像）を作
り、前記電荷潜像を２種類のカラートナーで現像するた
めに、画像形成時間が短縮できる特徴を有するが、感光
体として有機光導電感光体やＡｓ₂Ｓｅ₃感光体のように
像露光後、電荷潜像が飽和残留電圧まで減衰するまでの
時間（光応答時間）として０.２秒〜１秒を必要とする
ものを使う場合には高速化、小型化を図る上で限界があ
った。また、各色トナー像を重ねにくいため合成色の色
再現範囲が狭くなるという欠点や、さらに、２種類の潜
像を２種類の現像剤で順次現像するために、第２の現像
剤で現像する際に第１の現像剤で現像したトナー像を削
り取ってしまったり、第２の現像では十分な画像濃度を
得にくいという欠点等により高画質な多色カラー像が得
られにくい問題があった。

【０００５】従って、本発明の目的は、カラー画像形成
装置の高速化、小型化を図ることにある。また、合成色
の色再現性がよく、充分な画像濃度が得られるカラー画
像形成装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、光導電感光
体を一様に帯電させる帯電手段と、帯電した感光体に像
露光を行い、感光体表面に３値以上の電荷潜像を形成す
る露光手段と、前記電荷潜像を保持した感光体に第１色
目のトナーを供給し、感光体表面に第１トナー像を形成
する第１現像手段と、前記電荷潜像を保持した感光体に
第２色目のトナーを供給し、感光体表面に第２トナー像
を形成する第２現像手段とを備え、前記第１現像手段で
は、該現像手段に印加したバイアス電圧よりも大きい値
を有する電荷潜像領域に、該潜像とは逆の極性を有する
トナーを供給して前記第１トナー像を形成し、前記第２
現像手段では、該現像手段に印加したバイアス電圧より
も小さい値を有する電荷潜像領域に、該潜像と同じ極性
を有するトナーを供給して前記第２トナー像を形成する
カラー画像形成装置であって、前記感光体が像露光位置
から第１現像手段による現像領域まで移動する時間が、
像露光によって感光体表面電圧が第１現像手段のバイア
ス電圧よりも低い値に減衰するまでに要する時間よりも
大で、且つ最大露光量での飽和残留電圧近傍にまで減衰
するまでに要する時間よりも小なる関係を満たす位置に
第１現像手段を設け、前記感光体が像露光位置から第２
現像手段による現像領域まで移動する時間が、前記最大
露光量での像露光によって感光体表面電圧が該感光体の
飽和残留電圧近傍の値に減衰するまでに要する時間より
も大なる関係を満たす位置に第２現像手段を設けること
により達成される。

【０００７】

【作用】上記のように構成されたカラー画像形成装置に
よれば、像露光位置から現像器までの距離を最小に設定
できるので、無駄なスペースのない小型のカラー画像形
成装置を得られる。また、各色トナー像の合成混色色範
囲が拡大され、高画像濃度現像が可能となるために高画
質なカラープリントが得られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明となるカラー画像形成装置の一実施
例を示す模式図である。以下、本実施例の画像形成プロ
セスについて説明する。

【０００９】光導電感光体ベルト１（以下、感光体ベル
ト１という）をまず帯電器２で一様に帯電する。続いて
記録すべきカラー情報でレーザ３から発する光を変調
し、変調されたレーザビーム光Ｌ₁により回転するポリ
ゴンミラー４及びミラー５を介して感光体ベルト１上を
走査して像露光を行う。前記露光工程では後述するよう
に感光体ベルト１に３値の電荷潜像を作る。次に露光か
ら時間ｔ ₁ 経過後にイエロー現像器（Ｙ）６にて第１色
目のトナー像（イエロー）を現像する。即ち、感光体ベ
ルト１が露光されてからイエロー現像器６の現像領域ま
でに達する時間がｔ₁に設定されている。この時、イエ
ロー現像器６には、イエローバイアス電源７が接続され
ており、イエローバイアス電源７によるバイアス電圧よ
り大きい値の電荷潜像が現像される。即ち、電荷潜像と
逆極性の電荷を持つ着色トナー（イエロー）で正規現像
する。なお、本発明の実施例の説明では感光体ベルト１
の帯電極性を負としている。従って、後述の図３及び４
での潜像、帯電電圧も負極性である。

【００１０】次に、マゼンタバイアス電源９が接続され
たマゼンタ現像器（Ｍ）８にて第２色目のトナー像（マ
ゼンタ）を現像する。この時、感光体ベルト１がレーザ
ビーム光Ｌ₁での露光からマゼンタ現像器８の現像領域
までに達する時間はｔ₂に設定され、電荷潜像はマゼン
タバイアス電源９によるバイアス電圧より小さい値の潜
像が現像される。即ち、電荷潜像と同極性の電荷を持つ
着色トナー（マゼンタ）で反転現像する。

【００１１】続いて、再帯電器１０にて感光体ベルト１
を再帯電する。その後、記録すべき他のカラー情報でレ
ーザ３’から発する光を変調し、変調されたレーザビー
ム光Ｌ₂により回転するポリゴンミラー４及びミラー
５’を介して感光体ベルト１上を走査し３値の電荷潜像
を作る。この際、レーザビーム光Ｌ₂は、後述するよう
に、偏向器１１により記録画像の副走査方向（走査方向
に対し直交する方向）の位置が調整される。偏向器１１
としては、ガルバノミラー、電歪ミラーあるいは光学音
響素子等を用いることができる。また、レーザ３’とし
て発光位置可変レーザ素子等を用いれば、偏向器１１は
省略することができる。

【００１２】次に、シアンバイアス電源１３が接続され
たシアン現像器（Ｃ）１２にて第３色目のトナー（シア
ン）を現像する。この時、感光体ベルト１がレーザビー
ム光Ｌ₂にて像露光されてからシアン現像器１２の現像
領域までに達する時間は前述のイエロー現像器と同様に
ｔ₁に設定され、シアンバイアス電源１３によるバイア
ス電圧より大きい値の電荷潜像が、潜像と逆極性の電荷
を持つ着色トナー（シアン）で正規現像される。

【００１３】続いて、ブラックバイアス電源１５が接続
されたブラック現像器（Ｋ）１４にて第４色目のトナー
像（ブラック）を現像する。この時、感光体ベルト１が
レーザビーム光Ｌ₂にて像露光されてからブラック現像
器１４の現像領域までに達する時間は、前述のマゼンタ
現像器と同様にｔ₂に設定され、ブラックバイアス電源
１５によるバイアス電圧より小さい値の潜像が、潜像と
同極性の電荷を持つ着色トナー（ブラック）で反転現像
される。

【００１４】その後、フェードランプ１６にて一様光を
照射し、感光体ベルト１表面の電荷を減衰させ、続い
て、転写前帯電器１７で帯電し、感光体ベルト１上に現
像された各色トナー像の帯電極性を揃え、次の工程であ
るトナー像の転写に備える。フェードランプ１６での光
照射は省略することもできるが、感光体ベルト１の過帯
電防止及びトナーの帯電極性、帯電量を揃える上で照射
するのが好ましい。

【００１５】次に、記録用紙１８をレジストローラ１９
にてタイミングを合わせながら繰り出し、感光体ベルト
１と接し、同期して移動させる。この時、転写器２０よ
りトナーの電荷と反対極性の電荷が記録用紙１８の裏面
に与えられ、前記電荷の電界作用で各色トナー像が記録
用紙１８に転写される。除電ランプ２１は記録用紙１８
先端部近傍の感光体ベルト１を照射して、感光体ベルト
１と記録用紙１８との静電吸着力を減じ、記録用紙１８
の分離を容易にするためのものである。除電器２２から
は交流コロナが記録用紙１８の裏面に与えられ、記録用
紙１８の分離を円滑に行うとともに、転写時のトナー像
の乱れを防ぐ。記録用紙１８にカラートナー像を転写し
た後、熱定着ローラ２３にて熱圧力の作用によりトナー
像を定着することで、最終的にカラープリントが得られ
る。

【００１６】記録用紙１８にトナー像を転写した後も感
光体ベルト１に残留するトナーは、清掃前帯電器２５に
て再帯電され、この時感光体ベルト１を帯電した電荷は
清掃前ランプ２６にて減衰された後、クリーナ２７にて
クリーニングされる。クリーナ２７には、回収バイアス
電源２９及びブラシバイアス電源３１にて残留トナーと
逆極性の電圧が印加された回収ローラ２８（感光体ベル
ト１と近接または接触）及びクリーナブラシ３０（感光
体ベルト１と接触）が設けられており、残留トナーはク
リーナブラシ３０により静電吸着もしくは機械的に掻き
取られ感光体ベルト１から除去される。クリーナブラシ
３０に吸着したトナーは、より高電圧が印加された回収
ローラ２８側に転移し、回収ローラ２８に吸着もしくは
付着したトナーはブレードにて掻き取られ、回収スクリ
ュー３２にて移送され集められる。

【００１７】感光体ベルト１の潜像形成特性、例えば感
度や像露光後の光応答、残留電圧特性は感光体ベルト１
の温度に依存する場合がある。特に有機光導電感光体や
Ａｓ₂Ｓｅ₃感光体を使用する場合、低温度例えば１０℃
以下の場合、光応答速度が遅く、残留電位が増大する傾
向がある。この温度の影響を少なくするには、感光体ベ
ルト１の温度を例えば１０℃以上で用いることが望まし
い。図１の構成では、熱定着ローラ２３の熱を利用しこ
の問題を解決している。熱定着ローラ２３の表面温度は
動作時において通常１５０〜２００℃であるが、熱定着
ローラ２３の感光体ベルト１側に設けた断熱板２４を可
動式として、感光体ベルト１を駆動するローラの温度を
検出する温度センサＳにて感光体ベルト１の温度を間接
的に計測し、断熱板２４の開閉を制御する。例えば、１
０℃以下の場合、断熱板２４を開き、熱定着ローラ２３
から発生する熱により感光体ベルト１を温める。

【００１８】図２は本発明となるカラー画像形成装置の
他の実施例を示す模式図である。本実施例では、感光体
ベルト１が２回転でフルカラートナー像を得る。以下、
本実施例の画像形成プロセスについて説明する。まず、
感光体ベルト１上に第１回目の回転で帯電器２、レーザ
ビーム光Ｌ₃、イエロー現像器６及びマゼンタ現像器８
を動作させイエロー及びマゼンタ色のトナー像を得る。
続いて第２回目の回転で帯電器２、レーザビーム光
Ｌ₃、シアン現像器１２及びブラック現像器１４を動作
させ、シアン及びブラック色のトナー像を前のイエロー
及びマゼンタ色のトナー像と位置合わせして作る。これ
ら４色のトナー像を転写前帯電器１７で帯電し、トナー
の帯電極性を揃えた後、記録用紙１８に転写しフルカラ
ー像を得る。

【００１９】転写後感光体ベルト１上に残留するトナー
は、清掃前帯電器２５、清掃前ランプ２６及びクリーナ
２７を動作させ除去される。クリーナ２７では、図１と
異なりクリーナブラシ３０でまず感光体ベルト１上をク
リーニングした後、感光体ベルト１に近接もしくは接触
させた回収ローラ２８でも更にクリーニングする。クリ
ーナブラシ３０に吸着したトナーは回収ローラ２８に転
移される。図２の構成でも図１のクリーナ同様、回収ロ
ーラ２８はクリーナブラシ３０からトナーが落下したり
飛散したりするのを防止するシールの役目も兼ねてい
る。

【００２０】図３は、図１及び図２の構成の装置で感光
体を像露光した際に形成される電荷潜像による感光体表
面の帯電電圧の分布を模式的に示したものである。図３
（イ）は帯電電圧をほぼ２分して、２つの情報を持つ３
値の電荷潜像を形成する場合の帯電電圧の分布を示した
ものである。Ｖ₁は、帯電器２で帯電したときの帯電電
圧に相当する。Ｖ₂は露光時に中位の光量で露光した部
分、Ｖ₃は十分な光量で露光した部分の帯電電圧であ
る。Ｖ₁及びＶ₃が記録すべき各々の情報に対応し、Ｖ₂
は画像の背景部に相当する。今、第１色目の現像器にＶ
_b1なるバイアス電圧を印加し、帯電電圧と反対極性の電
荷を持つトナーで現像すると、Ｖ₁−Ｖ_b1の大きさの電
荷潜像に第１色目のトナーが付着し第１色目のトナー像
が形成される。次に、第２色目の現像器にＶ_b2なるバイ
アス電圧を印加し、帯電電圧と同極性の電荷を持つトナ
ーで現像するとＶ₃−Ｖ_b2の大きさの電荷潜像に第２色
目のトナーが付着し、第２色目のトナー像が形成され
る。こうして、２つの情報に対応した２色のトナー像が
感光体上に現像されることになる。

【００２１】図３（ロ）は３つの情報を持つ４値の電荷
潜像を形成する場合の帯電電圧の分布を示したものであ
る。図３（イ）と同様にＶ₁−Ｖ_b1’の大きさの電荷潜
像に第１色目のトナー像が形成され、次にＶ₃−Ｖ_b3の
大きさの電荷潜像に第２色目のトナー像が形成される。
続いて、Ｖ₄−Ｖ_b2’並びにＶ₃−Ｖ_b2’の大きさの電荷
潜像に第３色目のトナー像が形成される。

【００２２】図４は図３の電荷潜像が時間経過に従って
どのように形成されるかを示したものである。図４で
は、感光体として二層型の有機感光体を用いた例を示し
ている。感光体は厚さ１５０μｍのポリエステルベース
フィルムにアルミニウムを蒸着して導電層を形成し、前
記導電層上にチタニルフタロシアニンとシリコーン樹脂
からなる電荷発生層（厚さ約０.１μｍ）及びヒドラゾ
ンとポリカーボネイト樹脂を主成分とする電荷搬送層
（厚さ約２０μｍ）を積層させたものである。

【００２３】図４（イ）は、感光体を帯電電圧Ｖ₀（９
５０Ｖ）に帯電した後、レーザビーム走査にてパルス状
の露光（約１０^-7秒）をした場合の電位減衰（光応答）
の時間経過特性を示している。この時、光量をＥ₀＝
０、Ｅ₁’＝２ｍＪ／ｍ²、Ｅ₁＝４ｍＪ／ｍ²、Ｅ₂＝１
５ｍＪ／ｍ²と変えている。光量Ｅ₁の時、帯電電圧はＶ
₀の約１／２となり、それに要する時間は約０.０５秒で
ある。なお、ｔ_hは感光体に帯電電圧がＶ₀／２となる光
量を与えたとき、Ｖ₀／２となるのに要する時間であ
る。これに対し、Ｅ₂ （最大露光量）を与えたとき、Ｖ₃
≒８０Ｖとなるのにｔ_r≒０.２５秒を要し、更に飽和残
留電圧Ｖ_Rに達するには約０.４秒を要す。図４（ロ）は
レーザビームで露光する際の光量波形を示したものであ
る。

【００２４】３値の電荷潜像が形成された後に現像する
のであれば、像露光後の電圧が十分小さく、その変化が
少ない方が現像に必要な大きな潜像電圧と安定な画像が
得られるので、例えば像露光後の帯電電圧がＶ₃以下に
なる条件で使うとすると潜像が形成されるまでの時間
０.２５秒を確保することが必要である。そのために
は、感光体が像露光位置から現像器の現像領域へ到達す
るまでの時間を０.２５秒以上となるように構成する
と、像露光位置と現像器間の距離は感光体の移動速度が
３００ｍｍ／秒の場合、７５ｍｍとなる。従って、図１
において、レーザビーム光Ｌ₁で像露光後、露光により
形成された潜像を現像する１組の現像器群（イエロー現
像器６及びマゼンタ現像器８）の位置を０.２５秒経過
位置に設定すると、距離７５ｍｍのスペースを確保しな
ければならず、その分感光体ベルト１を長くする必要が
ある。レーザビーム光Ｌ₂露光後についても同様のこと
が言える。この結果、装置全体が大きくなることにな
る。

【００２５】一方、本発明のカラー画像形成装置では図
３（イ）及び（ロ）で述べたように３値以上の潜像を形
成するが、まず第１の潜像を第２の潜像が完全に形成さ
れる前に、第１の着色トナーで正規現像し、続いて第２
の潜像が完全に形成された後、第２の着色トナーで反転
現像する。例えば、図３（イ）の潜像を形成する場合、
帯電電圧Ｖ₂（約Ｖ₁／２）が形成される時間は図４
（イ）で示すように約０.０５秒であり、第１色目のト
ナー像はＶ₁−Ｖ_b1によって作るものであるから、像露
光後０.０５秒経過後、現像しても良い。本発明は、感
光体に３値以上を形成する像露光を施した後、感光体が
第１色目の現像器の現像領域に達する時間を、帯電電圧
が第１色目の現像器に印加したバイアス電圧（Ｖ_b1）よ
り小さな値になる時間以上で飽和残留電圧（Ｖ_R）近傍
に達する時間以下の間に設定し、装置の小型化を図るも
のである。上記の例では第１色目の現像器の現像領域ま
での時間を０.０５秒〜０.２５秒の間に設定し、第２色
目の現像器の現像領域までの時間をほぼ０.２５秒以上
に設定する。

【００２６】即ち、図１において、ｔ₁を０.０５秒〜
０.２５秒、ｔ₂を約０.２５秒以上とする。これによ
り、光応答時間ｔ_rが比較的大きい感光体を用いても、
小型な装置とすることが可能となる。ここで、第１現像
のトナーの明度は第２現像のトナーの明度よりも大きい
ものが望ましい。これは明度の大きい色を先に現像した
方が、背景部に対する電圧Ｖ _b1 −Ｖ ₂ が小さい時トナー
が付着して、いわゆる「かぶり現象」が発生した場合で
も目立たなくすることができるからである。また、第２
現像器へ第１トナーが混入した場合も混色の影響を少な
くすることができるからである。

【００２７】上記の構成によれば、感光体が像露光から
第１現像器の現像領域までに到る時間ｔ₁を短縮できる
ために、露光から現像器の位置に到るスペースを設ける
必要がなく無駄な空間を省けるので、装置の小型化ある
いは高速化が可能となる。例えば、感光体として通常の
二層型有機光導電体（光応答時間０.３秒〜０.５秒）を
用いてもｔ₁≒０.０５秒とできるために、感光体ベルト
１の移動速度が３００ｍｍ／秒と高速であっても、レー
ザビーム光Ｌ₁での露光位置から現像器内の現像ロール
と感光体ベルト１の接触位置までの距離は１５ｍｍで良
く、小径現像ロールを用いた小型現像器を露光位置に近
接して設けることができる。また、図５にて後述する露
光方法及び図６〜図８で述べる現像方法を適用すること
で、各色トナー像の合成混色が良好となり、色再現性の
優れたフルカラープリントが得られる。

【００２８】図１の構成のカラー画像形成装置では、図
３で示したように、第１回目の像露光で２つの画像情報
に対応する電荷潜像を感光体に並置して形成する。ま
た、第２回目の光像露光では重ねて露光もしくはトナー
現像する。従って、合成色を露光する上で以下に述べる
方式を採用することが好ましい。

【００２９】図５は、各色トナー像に対応する潜像、つ
まり像露光状態を模式的に示したものである。図５
（イ）は本発明となる像露光法により作られた潜像で、
イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）との合成色を再現する
場合の実施例である。Ｙ及びＭで印された各々の領域
は、各色の最小の記録単位（ドット）である。まず第１
の走査線内で、Ｙ、Ｍ、Ｙ、Ｍのように交互に各々の色
に対応する潜像を作る。走査線が１本であるときはこの
ように潜像を作る。複数の走査線にまたがりＹＭ色を再
現するときには、図５（イ）のように第２の走査線のド
ットの位相を第１の走査線より１／２ドットずらす。こ
のようにすることで、各色ドットは現像後、視覚的によ
り均一に混じり合った色を再現することができる。ま
た、現像後トナーが感光体上に強く付着するので、以降
の現像で掻き取られることを防ぐ。合成色がイエロー
（Ｙ）とシアン（Ｃ）とのＹＣであるときには、図１に
おいて、レーザビーム光Ｌ₁での露光以降の第１作像工
程でＹトナー像を形成し、レーザビーム光Ｌ₂での露光
以降の第２作像工程でＣトナー像を図５（イ）のＭの位
置に形成する。マゼンタ（Ｍ）とシアン（Ｃ）とのＭＣ
であるときも同様に図５（イ）のＹの位置にＣを形成す
れば良い。

【００３０】合成色が、ＹＣのように第１作像工程で１
つのトナー像を作り、第２作像工程で他のトナー像を作
るときには、図５（ロ）及び（ハ）のようにするのが好
ましい。実線は第１作像工程で作るＹ色、点線は第２作
像工程で作るＣ色を示す。図５（ロ）では、まずＹ色を
各ドットを独立させ、しかも隣合う走査線で位相を１／
２ドット分ずらして形成させ、次に第２作像工程ではＣ
色を走査方向でＹとＣのドットの位相が１／２ドット分
ずれるように重ねて形成する。このようにすると、第２
の光像露光においても、Ｙ色トナーがあるにもかかわら
ずＹ色ドット間にＣ色潜像が歪みが少なく形成でき、現
像時においても前色のＹ色トナーが落ちることが少なく
Ｃ色トナー像を現像することが可能となる。従って、色
再現性が良いものとなる。

【００３１】図５（ハ）では、走査方向だけでなく、走
査垂直方向にもドットの位相を１／２ドット分ずらすこ
とで、更に色再現性が優れたカラー画像を得られる。こ
れら図５による作像では、図１及び図２の実施例のよう
に第１作像工程での色の組み合わせをＹ及びＭ、第２作
像工程での色の組み合わせをＣ及びＫとするのが良い。
これは、レーザとして特に発振波長が６３０ｎｍ〜７５
０ｎｍのものを使う場合、第１作像工程でのＹ及びＭト
ナーの光透過性が前記波長領域では良いために露光の妨
げになることが少ないこと、さらに第２作像工程で用い
る現像器内へ第１作像工程で形成したトナーが混入して
も、明度が順次低くなっているので目立たないことが理
由である。

【００３２】図５（ニ）は、本発明となる図５（イ）、
（ロ）及び（ハ）のように各色を最小ドット単位毎に独
立させたり、位相をずらさないで合成色を得る場合で、
小領域での色の混合ができにくく色再現性が劣るものと
なる。

【００３３】上記のように本発明では、各色の領域を小
ドットに分割し、隣合うドットの位相をずらすことによ
り色再現性が向上する。図５の説明では、最小ドットの
大きさを走査方向及び副走査方向でほぼ等しいものとし
て述べたが、レーザビームで走査露光する場合には、走
査方向の寸法を副走査方向の１／３倍〜２倍にすると良
い。また、このように色領域を小ドットに分割する露光
は第１作像工程のみに適用し、第２作像工程では分割し
ない方法を組み合わせても良い。

【００３４】図５で述べた小ドットの位相を走査方向に
ずらすには、レーザビーム光を変調する信号の位相をず
らすことで実現される。副走査方向にずらすには、レー
ザビーム光Ｌ₁とＬ₂との走査位置を予めほぼ１／２ずら
しておくか、図１及び図２で示した偏向器１１を用いて
合成色を記録するときにレーザビーム光を偏向させるこ
とで実現される。位相をずらす操作、もしくは色領域を
分割する操作は、合成色を記録するときにのみ動作させ
るのが良い。合成色の記録であることを色判別回路で判
別、分離し、あるいは絵画情報であることを画像領域分
離回路を用いて分離して動作させることが可能となる。

【００３５】図６、図７及び図８は図１のカラー画像形
成装置に適した現像方法を説明するものである。図６
は、第２色目以降（図１ではマゼンタ、シアン及びブラ
ック現像器）の現像に適した現像方法の実施例を示す模
式図である。現像器３３は回転する現像ロール（直径２
０〜３０ｍｍ）３５内に固定マグネット３４が設置され
ており、感光体ベルト１、現像ロール３５は矢印で示す
ように同方向に各々Ｖ_p、Ｖ_dの速度で移動する。現像ロ
ール３５にはバイアス電源（５００Ｈｚ〜５ｋＨｚの交
流重畳）３６から現像バイアス電圧が印加されている。
固定マグネット３４の感光体ベルト１に対向する側に
は、現像磁極として同極の磁石（７００ガウス〜１２０
０ガウス）が近接して設けられている（これを、ダブル
磁極という）。

【００３６】本現像法において、使用する現像剤は磁性
キャリアと非磁性着色トナーを主成分とする磁性現像剤
である。磁性キャリアとしては、平均粒径３０μｍ〜１
５０μｍ、好ましくは５０μｍ〜１００μｍ、飽和磁化
σ_s＝２０ｅｍｕ／ｇ〜１００ｅｍｕ／ｇ、好ましくは
４０ｅｍｕ／ｇ〜８０ｅｍｕ／ｇ、体積電気抵抗１０⁸
〜１０¹⁴Ωｃｍ（容器に軽くタッピングに入れ測定、電
圧１０００Ｖ／ｃｍ）、好ましくは１０¹⁰〜１０¹²Ωｃ
ｍの半導電性で、コア材表面を帯電調整材でコーティン
グした構造とし、そのコア材の体積電気抵抗も同程度の
ものが良い。最も好ましいのは、シリコーン、ポリエス
テル等の樹脂にマグネタイト、フェライト、鉄粉等の微
粒子磁性粉を分散させて作成したコア材（球形ないし扁
平）の表面を絶縁性もしくは半導電性樹脂（アクリル、
シリコーン等）でコーティングしたプラスチックキャリ
アである。トナーとしては、平均粒径２μｍ〜１０μ
ｍ、好ましくは４μｍ〜７μｍの微粒子トナーが好まし
い。上記現像剤及び現像器によれば、色再現性に優れ、
画像濃度の大きい画像が得られ、かつ前色のトナーが現
像器内へ混じり込まないものとすることができる。これ
は現像磁極で作られる磁気ブラシが軟らかで、小径現像
ロールであるにもかかわらず高濃度現像が可能だからで
ある。

【００３７】図７は図１の装置に図６で示した現像器を
用い、第２色目（マゼンタ）を現像したときの現像特性
の一例を示したものである。この時、Ｖ_p＝２００ｍｍ
／秒、Ｖ₀＝９５０Ｖ、Ｖ_r＝１００Ｖ、Ｖ_b1＝３５０
Ｖ、プラスチックキャリア（平均粒径７０μｍ、飽和磁
化σ_s＝６０ｅｍｕ／ｇ、体積電気抵抗５×１０¹¹Ωｃ
ｍ）、現像ロールと感光体ベルト１表面とのギャップ
０.８ｍｍ、現像磁極の強さ１０００ガウス、Ｖ_s＝Ｖ_d
／Ｖ_p、トナー平均粒径７μｍ、トナー濃度１５ｗｔ％
という条件で実験を行なった。曲線イはトナーの平均電
荷量Ｑ／Ｍ＝１８μｃ／ｇ、現像磁極が単極の場合を示
し、画像濃度は低くＶ_s＝１ではむらが著しい画像であ
った。曲線ロはＱ／Ｍ＝６μｃ／ｇで単極現像磁極、曲
線ハはＱ／Ｍ＝６μｃ／ｇでダブル磁極の場合を示して
いる。曲線ハでは画像濃度、均一性も改善された。曲線
ニは、曲線ハの条件に現像バイアス電圧に１ｋＨｚ、振
幅３００Ｖの交流電圧を重畳したもので、画像濃度、均
一性とも更に改善できた。

【００３８】図８はトナーの平均電荷量と画像濃度の関
係を示したもので、現像磁極は単極、Ｖ_s＝０.８の場合
である。図７及び図８からＱ／Ｍが５〜１０μｃ／ｇの
とき高画像濃度が得られることがわかる。しかし、電荷
量が低いときにはトナーが現像器外へ飛散する不具合が
あるために、現像ロール速度は小さい方がよい。さら
に、前作像工程で作られたトナー像を次の作像工程の現
像剤で掻き取られにくくするにはＶ_d／Ｖ_p（＝Ｖ_s）≒
１が望ましい。これらのことから、画像濃度が高く、ト
ナー飛散を少なくするには、低電荷量トナー像を用い、
Ｖ_s＝０.７〜１.３とするのがよいことがわかった。一
方、第１色目のトナーの電荷量は感光体ベルト１との付
着力を大きくするため大きくし、第２色目で掻き取られ
る量を抑えるのが好ましい。

【００３９】以上の図１及び図２の実施例では、感光体
ベルト１上に４色のトナー像を形成する方式により本発
明を説明したが、感光体ベルト１上に第１作像工程で２
色（例えばＹとＭ）のトナー像を作り、これを記録紙に
転写し、次に第２作像工程で次の２色（ＣとＭ）のトナ
ー像を作り、記録紙に前の２色のトナー像に位置合わせ
して転写する方式にも本発明を適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、感光体が像露光から現
像器の現像領域に到るまでの時間を短縮できる構成とし
たので小型なカラー画像形成装置を実現することができ
る。また、各色の最小単位潜像を独立して形成し、隣合
う単位潜像の位相を走査方向もしくは副走査方向にずら
すようにしたので合成色の色再現が良好なカラー像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明となるカラー画像形成装置の一実施例を
示す模式図である。

【図２】本発明となるカラー画像形成装置の他の実施例
を示す模式図である。

【図３】本発明による潜像形成方法を説明する図であ
る。

【図４】本発明による潜像形成方法を説明する図であ
る。

【図５】本発明による各色の潜像を示す模式図である。

【図６】本発明による現像方法を示す模式図である。

【図７】図６の現像方法における現像特性を示す図であ
る。

【図８】図６の現像方法における現像特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…光導電感光体ベルト、２…帯電器、Ｌ ₁ ,Ｌ ₂ …レー
ザビーム光、６,８,１２,１４…現像器、１０…再帯電
器、１７…転写前帯電器、１８…記録用紙、２０…転写
器、２３…熱定着ローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/01 - 15/01 117

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光導電感光体を一様に帯電させる帯電手段
と、帯電した感光体に像露光を行い、感光体表面に３値
以上の電荷潜像を形成する露光手段と、前記電荷潜像を
保持した感光体に第１色目のトナーを供給し、感光体表
面に第１トナー像を形成する第１現像手段と、前記電荷
潜像を保持した感光体に第２色目のトナーを供給し、感
光体表面に第２トナー像を形成する第２現像手段とを備
え、前記第１現像手段では、該現像手段に印加したバイ
アス電圧よりも大きい値を有する電荷潜像領域に、該潜
像とは逆の極性を有するトナーを供給して前記第１トナ
ー像を形成し、前記第２現像手段では、該現像手段に印
加したバイアス電圧よりも小さい値を有する電荷潜像領
域に、該潜像と同じ極性を有するトナーを供給して前記
第２トナー像を形成するカラー画像形成装置であって、前記感光体が像露光位置から第１現像手段による現像領
域まで移動する時間が、像露光によって感光体表面電圧
が第１現像手段のバイアス電圧よりも低い値に減衰する
までに要する時間よりも大で、且つ最大露光量での飽和
残留電圧近傍にまで減衰するまでに要する時間よりも小
なる関係を満たす位置に第１現像手段を設け、前記感光体が像露光位置から第２現像手段による現像領
域まで移動する時間が、前記最大露光量での像露光によ
って感光体表面電圧が該感光体の飽和残留電圧近傍の値
に減衰するまでに要する時間よりも大なる関係を満たす
位置に第２現像手段を設けたことを特徴とするカラー画
像形成装置。
【請求項２】合成色を得るための像露光においては、各
色の最小単位潜像を各々独立して形成するとともに、走
査線単位で走査方向に位相を１／２ドットずらして形成
することを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装
置。
【請求項３】前記合成色が、色の異なる２つのトナーを
用いて形成される場合には、第１の走査線に対し第２の
走査線の位相を走査線単位で走査方向に１／２ドットず
らして形成することを特徴とする請求項２記載のカラー
画像形成装置。
【請求項４】前記合成色が、第１作像工程によって形成
されたトナー像と、第２作像工程によって形成されたト
ナー像とを転写合成して形成される場合には、前記第１
作像工程で得たトナー像に対し前記第２作像工程でのト
ナー像の位相を走査線単位で走査方向に１／２ドットず
らして形成することを特徴とする請求項２記載のカラー
画像形成装置。
【請求項５】前記第１の走査線に対し前記第２の走査線
を、走査線単位で副走査方向に１／２ドットずらして形
成することを特徴とする請求項３記載のカラー画像形成
装置。
【請求項６】前記第１作像工程で得たトナー像に対し前
記第２作像工程でのトナー像を、走査線単位で副走査方
向に１／２ドットずらして形成することを特徴とする請
求項４記載のカラー画像形成装置。