JPH083673B2 - Color electrophotographic apparatus - Google Patents
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- Color Electrophotography (AREA)
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
のカラーハードコピー装置に利用できるカラー電子写真
装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color electrophotographic apparatus which can be used for a color hard copy apparatus such as a color copying machine or a color printer.
従来の技術 近年、帯電・露光・現像を複数回繰り返して電子写真
感光体(以下、感光体という)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検討されつつある。
この方法は、従来のカラー電子写真法と異なり、転写ド
ラムがなく装置を小型化できるというメリットを有して
いる。2. Description of the Related Art In recent years, a plurality of toner images of different colors are formed on an electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive member) by repeating charging, exposure, and development a plurality of times, and then the toner images are collectively transferred to a paper to perform color printing. A color electrophotographic method for obtaining an image is being studied.
Unlike the conventional color electrophotographic method, this method has an advantage that the apparatus can be downsized without a transfer drum.
従来の1回転写型カラー電子写真プロセスの代表例と
して特開昭60-95456号公報に開示されているプロセスが
知られている。この方法を第2図及び第3図を用いて説
明する。A process disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-95456 is known as a typical example of a conventional single transfer color electrophotographic process. This method will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
第2図は従来のプロセスを用いたカラー電子写真装置
の概略図である。1は矢印方向に回転するセレン・テル
ル(Se-Te)感光体、2は感光体を荷電するコロナ帯電
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
k)の現像剤が別々に入っている現像器、8は受像紙、
9は除電ランプ、10はコロナ転写器、11は加熱定着器、
12はクリーニングブレード、13は転写後の感光体の表面
電位を初期状態にする為の除電ランプである。FIG. 2 is a schematic view of a color electrophotographic apparatus using a conventional process. 1 is a selenium-tellurium (Se-Te) photoconductor rotating in the direction of the arrow, 2 is a corona charger for charging the photoconductor, 3 is a laser beam scanner, 4 to 7 are yellow (Y), magenta (M), and Cyan (C), Black (B
k) developer containing developer separately, 8 is image receiving paper,
9 is a discharge lamp, 10 is a corona transfer device, 11 is a heat fixing device,
Reference numeral 12 is a cleaning blade, and 13 is a charge eliminating lamp for initializing the surface potential of the photoconductor after transfer.
現像器4〜7の構成を第3図に示す。14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)、15はアルミニウム製の現像ス
リーブ、16はマグネットローラ、17は現像剤の層厚を規
制する層厚規制ブレード、18は掻き取り板、19は現像剤
14をかくはんする回転羽根、20は補給用のトナー、21は
トナー補給ローラ、22は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電源である。現像器を現像
可能な状態にするには、現像スリーブ15を電源22に接続
する。また現像不能な状態にするには、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。The structure of the developing devices 4 to 7 is shown in FIG. 14 is a two-component developer (hereinafter referred to as developer) composed of a mixture of positively chargeable toner and magnetic carrier, 15 is an aluminum developing sleeve, 16 is a magnet roller, and 17 is a layer that regulates the layer thickness of the developer. Thickness control blade, 18 scraping plate, 19 developer
14 is a rotary blade that agitates, 20 is a toner for replenishment, 21 is a toner replenishing roller, and 22 is a power source for generating a voltage in which a high DC voltage is superimposed on a positive DC voltage. To make the developing device ready for development, the developing sleeve 15 is connected to the power supply 22. To make it in the undeveloped state, the developing sleeve 15
Electrically floating or grounding or developing sleeve 15
Apply a negative DC voltage to.
この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。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静電潜像)を形成する。そ
して、前記静電潜像を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
は現像不能の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
電潜像を消去する。A method of forming a color image using this apparatus will be described. After positively charging the photoconductor 1 with the corona charger 2,
The laser beam scanner 3 scans and exposes the yellow image signal to form a negative electrostatic latent image (an electrostatic latent image in which the image area is exposed and the surface potential of the photoconductor is attenuated). Then, the electrostatic latent image is subjected to negative / positive reversal development by the developing device 4 containing Y toner to form a yellow toner image on the photoconductor 1. At this time, only the developing device 4 containing Y toner is connected to the power source 22, but the other developing devices 5 to 7 are connected.
Is adjusted to a non-developable state. After developing with Y toner, the entire surface of the photoconductor 1 is irradiated with the charge eliminating lamp 13 to erase the yellow electrostatic latent image.
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Bkのトナー像を形成する。
全てのトナー像の形成が終了した後、除電ランプ9で静
電潜像を光除電し、コロナ帯電器2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。静電転写後、感光体1
はクリーニングブレード12で前記感光体上に残留したト
ナーを除去し、次の画像形成に供される。Next, by the same method as the method for forming the yellow toner image, the steps of charging, exposure, development, and light removal are repeated,
Toner images of Y, M, C and Bk are formed on the photoconductor 1.
After the formation of all toner images is completed, the electrostatic latent image is photo-erased by the static elimination lamp 9, and the toner image is electrostatically transferred onto the plain paper 8 by the corona charger 2. The toner image transferred to the plain paper 8 is heated and fixed by the heat fixing unit 11. After electrostatic transfer, photoreceptor 1
The cleaning blade 12 removes the toner remaining on the photoconductor and is used for the next image formation.
発明が解決しようとする問題点 前項で説明した方法では、感光体上に形成されたトナ
ー層の上からコロナ帯電して、感光体を帯電させ、更に
そのトナー層の上にもう一度トナー層を重ねあわせると
いう、従来の電子写真法にはなかった新しい工程を含ん
でいる。この再帯電されたトナー層の上から更に重ね現
像する工程のため、従来の電子写真方法では全く考えら
れなかった新たな課題が数多く発生する。Problems to be Solved by the Invention In the method described in the preceding paragraph, the toner layer formed on the photoconductor is corona-charged to charge the photoconductor, and the toner layer is superposed again on the toner layer. It includes a new process of combining, which was not available in conventional electrophotography. Because of the step of further developing the toner layer on the recharged toner layer, many new problems that cannot be considered by the conventional electrophotographic method occur.
ここで示した従来例のように色重ねの現像時に交流バ
イアスを印加すると、第4図に示すように現像ローラ23
と感光体24の現像ギャップで現像ローラ上のトナー25の
みならず、感光体上に付着していたトナー26もが感光体
24と現像ローラ23との間で往復運動する。その結果、
1)画像に色濁りが発生する、2)現像器が他の色のト
ナーで汚れ頻繁に清掃しなければならない、3)画線像
がにじみ不鮮明になる、4)ベタ部でエッジ効果が発生
し色重ねがしにくくなる等の重大な問題が発生する。そ
の具体的な問題点について、第5図から第8図を用いて
説明する。When an AC bias is applied at the time of color superposition development as in the conventional example shown here, the developing roller 23 as shown in FIG.
In the developing gap between the photoconductor and the photoconductor 24, not only the toner 25 on the developing roller but also the toner 26 adhered on the photoconductor is the photoconductor.
It reciprocates between the developing roller 23 and the developing roller 23. as a result,
1) Color turbidity occurs in the image, 2) The developer is soiled with toner of another color and must be cleaned frequently, 3) The image of the image is blurred and unclear, and 4) Edge effects occur in solid areas. However, serious problems such as difficulty in overlapping colors occur. The specific problem will be described with reference to FIGS. 5 to 8.
帯電・露光・現像のサイクルを繰り返して色の異なる
トナー像を感光体上に重ねあわせるプロセスでは、第5
図に示すように、トナーの付着した感光体24をトナー層
26の上からコロナ帯電して、感光体を帯電する工程が新
たに加わる。この再帯電した状態では第6図に示すよう
に、プラスに帯電した感光体24の上に、同じくプラスに
帯電したトナー層26が乗った不安定な状態になる。この
様な状態で、現像ローラに交流バイアスを印加すれば、
現像ローラ上のトナーが感光体との間で往復運動するの
みならず、感光体上のトナーも動き画像が乱れることは
容易に理解できる。In the process of superposing toner images of different colors on the photoconductor by repeating the cycle of charging, exposing and developing,
As shown in the figure, attach the photoreceptor 24 with toner to the toner layer.
The process of charging the photoconductor by corona charging from above 26 is newly added. In this recharged state, as shown in FIG. 6, an instable state is obtained in which the positively charged toner layer 26 is also placed on the positively charged photoreceptor 24. If an AC bias is applied to the developing roller in such a state,
It can be easily understood that not only the toner on the developing roller reciprocates with the photoconductor, but also the toner on the photoconductor moves and the image is disturbed.
そこで、交流バイアスの代わりに直流バイアスを印加
することが考えられるが、やはりこの場合においても種
々の問題が発生し、この種の電子写真装置は現在まで実
用化できていなかったのである。例えば、第7図に示す
状態は、感光体24に付着したトナー層26の上から再帯電
し感光体を+800Vにし、Aの部分だけを上から露光した
状態である。この状態に於て、現像ローラ23に+400Vの
直流電圧を印加し、感光体24に近接させると、現像状態
では図中の矢印に示すような複雑な電気力線が発生す
る。そこで、露光部Aにおいてはトナーの色重ねが可能
である。ところが露光部と非露光部Bの境界部では、電
気力線の回り込みによるトナーの横方向の飛び散りが発
生する。非露光部Bでは、逆に感光体24から現像ローラ
23への逆飛しょうが発生する。その結果、画像の色重ね
部は像がにじみ不鮮明かつ不正確な色重ね結果となって
しまうのである。Therefore, it is conceivable to apply a DC bias instead of an AC bias, but again, in this case, various problems occur, and an electrophotographic apparatus of this kind has not been put to practical use until now. For example, in the state shown in FIG. 7, the toner layer 26 attached to the photoconductor 24 is recharged from above and the photoconductor is set to +800 V, and only the portion A is exposed from above. In this state, when a DC voltage of +400 V is applied to the developing roller 23 and brought close to the photoconductor 24, a complicated electric force line as indicated by an arrow in the figure is generated in the developing state. Therefore, in the exposure section A, the toner colors can be overlapped. However, at the boundary between the exposed portion and the non-exposed portion B, lateral scattering of toner occurs due to the wraparound of the lines of electric force. In the non-exposure section B, on the contrary, from the photoconductor 24 to the developing roller.
Back flight to 23 occurs. As a result, in the color overlapping portion of the image, the image bleeding is unclear and inaccurate color overlapping results.
その他にも、第8図に示すような重大な問題が発生す
る。これは用いる感光体24の層厚が例えばa-Si感光体の
ように極端に薄い場合には、厚みの厚いセレン感光体を
用いた場合に比較して、細線画像の正確な色重ねが非常
に難かしく上に重ねるトナー像の画線幅が本来重なるべ
き画線幅Aより細ってしまうことが分かった。Besides, a serious problem as shown in FIG. 8 occurs. This is because when the layer thickness of the photoconductor 24 used is extremely thin, for example, in the case of an a-Si photoconductor, accurate color superimposition of fine line images is extremely difficult as compared with the case where a thick selenium photoconductor is used. It was found that the line width of the toner image to be superposed on the upper side is narrower than the line width A which should be originally superposed.
本発明の目的は、ベタ部や細線画像に於て色ムラや色
濁りのないトナーが正確に重なった、美しいカラー画像
を得るカラー電子写真装置を提供することにある。It is an object of the present invention to provide a color electrophotographic apparatus that obtains a beautiful color image in which toner having no color unevenness or color turbidity is accurately overlapped in a solid portion or a fine line image.
問題点を解決するための手段 本発明は帯電・露光・現像のサイクルを複数回繰り返
して色の異なる複数のトナー像を重ねあわせカラー像を
感光体上に形成するカラー電子写真装置において、再コ
ロナ帯電したトナーA像が付着した感光体の前記トナー
Aと、トナーBを担持したトナー担持体の前記トナーB
とを非接触直流電界で、前記感光体の静電潜像を現像す
ることを特徴とするカラー電子写真装置である。The present invention relates to a re-corona recoloring apparatus for a color electrophotographic apparatus which forms a color image on a photoconductor by superposing a plurality of toner images of different colors by repeating a cycle of charging, exposing and developing a plurality of times. The toner A of the photoconductor to which the charged toner A image is attached, and the toner B of the toner carrier carrying the toner B
And a non-contact DC electric field for developing the electrostatic latent image on the photoconductor.
作用 この色重ねがうまくいく条件、すなわち、感光体上に
付着したトナーの粒径、層の厚さ、感光体の厚み、感光
体の表面電位の範囲、現像するときの感光体との間隙、
相対速度、現像ローラ上のトナー層厚等について詳細に
実験した。その結果、再コロナ帯電したトナー(A)像
が付着した感光体の前記トナーAと、トナーBを担持し
たトナー担持体の前記トナーBとを非接触にして感光体
上のトナーを物理的な攪乱を防ぎ、かつ感光体とトナー
担持体の間で直流電界で現像することによりトナーを電
気的にも攪乱することがなければ、感光体上に既に付着
したトナーが現像ギャップで往復運動することがなく機
械的はぎ取りも発生しないので、美しくかつ正確な色重
ねが達成できうる。Action Conditions under which this color superimposition is successful, that is, the particle size of the toner adhering to the photoconductor, the layer thickness, the thickness of the photoconductor, the range of the surface potential of the photoconductor, the gap between the photoconductor during development,
Detailed experiments were conducted on the relative speed, the toner layer thickness on the developing roller, and the like. As a result, the toner A on the photoconductor on which the re-corona-charged toner (A) image is attached and the toner B on the toner carrier carrying the toner B are brought into non-contact with each other to physically remove the toner on the photoconductor. If the toner is not disturbed electrically by preventing the disturbance and developing the DC electric field between the photoconductor and the toner carrier, the toner already attached on the photoconductor reciprocates in the developing gap. There is no mechanical peeling, and beautiful and accurate color superposition can be achieved.
実施例 まず、この感光体上で色重ねする方法では、トナー
が、絶縁性でかつ非磁性であることが重要であることが
わかった。磁性トナーを用いるとトナーの搬送は磁力を
用いることにより極めて容易になるが、反面、磁性材料
が不透明であるため美しい原色が得にくいばかりか、感
光体上での色重ねに重大な支障をきたす。磁性トナーを
用いた場合の現像状態の様子を第9図に示す。例えば、
特開昭54-43027に開示される磁性1成分現像法では、現
像ローラ27上の磁性トナー28と非画像部Aの感光体24と
は非接触となるよう設定されている。ところが画像部B
においては、現像ローラ27上のトナー28が静電引力によ
って穂が立ち上がり、感光体24上に接触することが明示
されている。この様な現像法は、感光体上で色重ねしな
い通常の電子写真装置では有効であるが、本発明のよう
な感光体上に既に現像されたトナー層が存在し、その上
から新たなトナーを現像しようとする場合には全く不適
当な方策である。即ち、接触したトナーの穂によって感
光体上のトナー像がかき乱され、致命的な欠点となる。
ところが本発明では、非磁性のトナーを現像ローラ上に
静電力で付着させ感光体上のトナーと非接触で静かに対
向させるので、この従来例の様なトナーの穂の立ち上が
りがなく、非画像部分のみでなく画像部分においても非
接触状態を保てる。Example First, it was found that it is important that the toner be insulative and non-magnetic in the method of superposing colors on the photoconductor. When magnetic toner is used, it is extremely easy to convey the toner by using magnetic force, but on the other hand, it is difficult to obtain a beautiful primary color because the magnetic material is opaque, and there is a serious obstacle to color superposition on the photoconductor. . FIG. 9 shows the state of the developing state when the magnetic toner is used. For example,
In the magnetic one-component developing method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-43027, the magnetic toner 28 on the developing roller 27 and the photoconductor 24 in the non-image area A are set to be in non-contact with each other. However, image part B
2 clearly shows that the toner 28 on the developing roller 27 has its ears raised by electrostatic attraction and comes into contact with the photoconductor 24. Such a developing method is effective in an ordinary electrophotographic apparatus that does not overlap colors on the photoconductor, but a toner layer already developed is present on the photoconductor as in the present invention, and a new toner layer is formed on the toner layer. This is a completely inadequate measure when developing an image. That is, the toner image on the photoconductor is disturbed by the contacting toner ears, which is a fatal defect.
However, in the present invention, since the non-magnetic toner is electrostatically adhered to the developing roller and is gently opposed to the toner on the photosensitive member without contact, there is no rise of the spikes of the toner as in the conventional example, and the non-image is not formed. The non-contact state can be maintained not only in the portion but also in the image portion.
一般の電子写真方法においては、表面電位の条件は比
較的自由度が大きく、200Vから2000Vの値が選ばれる。
ところが、本発明では感光体の表面電位は、その上限が
感光体上に付着したトナー層厚によって、そしてその下
限が用いる現像方法の現像特性によって限定される。本
発明においては、その表面電位の絶対値が500Vから1000
Vの範囲にあることが必要である。最近の一般の白黒複
写機では、帯電器の負荷を減らすため感光体の表面電位
は200〜500Vの低い電位が好まれるようである。しかし
この色重ね法では500V以上の表面電位が絶対に必要とな
る。この理由を第10図と第11図を用いて説明する。第10
図は、本発明に用いた直流電界飛しょう現像法の現像特
性を示した図である。図の横軸は、トナーを飛しょうさ
せる現像バイアスの値、縦軸はそのときに得られた画像
の濃度を表している。本発明では反転現像法を用いてい
るために、トナーの帯電極性と感光体の帯電極性とが同
極性であり現像バイアスは、感光体の表面電位と同極性
の電圧を印加するが、第10図に示す現像法を用いた場
合、トナーは約300Vから感光体に向かって飛しょうしは
じめ、約500Vの電位差で最高画像濃度となる。従って、
感光体の表面電位は500V以上無ければ十分な画像濃度が
得られないことが分かる。一方、感光体の表面電位の上
限は、感光体上に付着したトナー層の層厚によって決定
される。第11図にトナー層28の上から感光体24をコロナ
帯電器29で再帯電するときの等価回路を示す。トナー層
と感光層は、コンデンサCtとCpが直列につながった関係
になっている。コロナ帯電による帯電電圧Vtは、トナー
層28と感光層24とに分配され、トナー層28の厚みが厚く
なるにつれトナー層28の静電容量が減り、トナー層28に
かかる電圧がしだいに大きくなることが分かる。例え
ば、厚みが60μmのセレン感光体の上にトナー層が50μ
m付着し、再帯電により1100Vに帯電すると、トナー層
には500V以上の電圧がかかる。しかし、この条件では感
光体上のトナー層はその電圧を保持しきれず放電してし
まい、そのときの発光によって感光体の電位は約600Vに
低下してしまうのである。このような、トナー層の付着
した感光体の表面電位を高くしすぎることによるトナー
層の放電現象は、従来全く知られていなかったことであ
る。この放電の原因は、感光体上に付着したトナー層が
ほとんど50%近くの空気層を含むため、トナー層の耐圧
が空気層の耐圧で決定されてしまうからである。この現
象は、粉体のトナーを使う限りこの空気層を取り除くこ
とはできないので避け得ない問題点である。この帯電時
の表面電位の低下が起こると、本来トナーが重なっては
いけない部分においてもトナーが重なって現像され望ま
しくない色濁りを発生してしまうのである。従って、感
光体の表面電位の上限は、このトナー層の絶縁破壊が起
こらない範囲に限定され、この値は1100V以下にしなけ
ればならないことが分かった。In a general electrophotographic method, the surface potential condition has a relatively large degree of freedom, and a value of 200V to 2000V is selected.
However, in the present invention, the upper limit of the surface potential of the photoconductor is limited by the thickness of the toner layer deposited on the photoconductor, and the lower limit thereof is limited by the developing characteristics of the developing method used. In the present invention, the absolute value of the surface potential is 500 V to 1000
Must be in the V range. In recent general black-and-white copiers, it seems that a low surface potential of 200 to 500 V is preferred for the surface potential of the photoconductor in order to reduce the load on the charger. However, this color superposition method absolutely requires a surface potential of 500 V or more. The reason for this will be described with reference to FIGS. 10 and 11. 10th
The figure shows the developing characteristics of the DC electric field flight developing method used in the present invention. The horizontal axis of the figure represents the value of the developing bias that causes the toner to fly, and the vertical axis represents the density of the image obtained at that time. Since the reversal developing method is used in the present invention, the charging polarity of the toner and the charging polarity of the photoconductor are the same, and the developing bias applies a voltage having the same polarity as the surface potential of the photoconductor. When the developing method shown in the figure is used, the toner begins to fly toward the photoconductor from about 300V and reaches the maximum image density with a potential difference of about 500V. Therefore,
It can be seen that sufficient image density cannot be obtained unless the surface potential of the photoconductor is 500 V or more. On the other hand, the upper limit of the surface potential of the photoconductor is determined by the layer thickness of the toner layer attached on the photoconductor. FIG. 11 shows an equivalent circuit when the photoreceptor 24 is recharged from above the toner layer 28 by the corona charger 29. The toner layer and the photosensitive layer have a relationship in which capacitors Ct and Cp are connected in series. The charging voltage Vt due to corona charging is distributed to the toner layer 28 and the photosensitive layer 24, the electrostatic capacity of the toner layer 28 decreases as the thickness of the toner layer 28 increases, and the voltage applied to the toner layer 28 gradually increases. I understand. For example, a toner layer of 50μ on a selenium photoreceptor with a thickness of 60μ
When the toner adheres and is recharged to 1100V, a voltage of 500V or more is applied to the toner layer. However, under this condition, the toner layer on the photoconductor cannot discharge the voltage and is discharged, and the light emission at that time lowers the potential of the photoconductor to about 600V. The discharge phenomenon of the toner layer due to the excessively high surface potential of the photoconductor to which the toner layer is attached has not been known at all. The reason for this discharge is that the toner layer attached to the photoconductor contains an air layer of almost 50%, and therefore the withstand voltage of the toner layer is determined by the withstand pressure of the air layer. This phenomenon is an unavoidable problem because the air layer cannot be removed as long as powder toner is used. When the surface potential is lowered during charging, the toner is overlapped and developed even in a portion where the toner should not be overlapped, which causes undesirable color turbidity. Therefore, it was found that the upper limit of the surface potential of the photoconductor is limited to the range in which the dielectric breakdown of the toner layer does not occur, and this value must be 1100V or less.
この感光体の表面電位の範囲が決定されると、次に現
像バイアスがきまる。通常、反転現像法において、現像
バイアスは、感光体の表面電位より低い値で、比較的自
由に設定できるが、本発明においては、感光体上にもト
ナーが付着しているために更に厳しくその範囲が限定さ
れてくる。例えば、トナーが付着した感光体の表面電位
をVt、上から色重ねするトナーを担持したトナー担持体
の印加電圧をVb、感光体の表面電位をVsとしたとき、 Vt−300<Vb<Vs の範囲にすることが必要である。例えば、直流現像バイ
アスVbをVtより300V以上低い値に設定すると極めて不都
合な問題が発生する。本発明で用いる現像法は、直流電
界非接触現像法であり、その現像特性は先に示した第10
図のような現像特性を持っている。このような現像法を
用いて、感光体の表面電位を+800V、現像バイアスを+
400Vに設定したときの現像状態を第7図に示す。第7図
に示す状態は、感光体24に付着したトナー層26の上から
再帯電し感光体を+800Vにし、Aの部分だけを上から露
光した状態である。この状態に於て、現像ローラ23に+
400Vの直流電圧を印加し、感光体24に近接させると、現
像状態では図中の矢印に示すような複雑な電気力線が発
生する。そこで、露光部Aにおいては問題なくトナーの
色重ねが可能である。ところが、非露光部Bでは逆に感
光体24から現像ローラ23へのトナーの逆飛しょうが発生
する。その結果、現像時に現像ローラは他の色のトナー
で汚れ、連続使用に耐えなくなる。この現像時のトナー
の感光体から現像器への逆飛しょうを防ぐために現像バ
イアスVbはあまり低く設定できず、トナーが付着した感
光体の表面電位をVt、感光体の表面電位をVsとしたと
き、 Vt−300<Vb<Vs の範囲にあることが必要である。When the surface potential range of this photoconductor is determined, the developing bias is determined next. Usually, in the reversal development method, the developing bias is a value lower than the surface potential of the photoconductor and can be set relatively freely, but in the present invention, the toner adheres to the photoconductor, so that the development bias is more severe. The range will be limited. For example, Vt-300 <Vb <Vs, where Vt is the surface potential of the photoconductor to which toner is attached, Vb is the applied voltage to the toner carrier that carries the toner to be overlaid with color, and Vs is the surface potential of the photoconductor. It is necessary to be within the range. For example, if the DC developing bias Vb is set to a value lower than Vt by 300 V or more, an extremely inconvenient problem occurs. The developing method used in the present invention is a DC electric field non-contact developing method, and its developing characteristics are the same as those described above.
It has the development characteristics shown in the figure. By using such a developing method, the surface potential of the photoconductor is +800 V and the developing bias is +
FIG. 7 shows the development state when set to 400V. The state shown in FIG. 7 is a state in which the toner layer 26 attached to the photoconductor 24 is recharged from above and the photoconductor is set to +800 V, and only the portion A is exposed from above. In this state, the developing roller 23
When a DC voltage of 400 V is applied and brought close to the photoconductor 24, a complicated electric force line as shown by an arrow in the figure is generated in the developing state. Therefore, in the exposed area A, the toner colors can be superimposed without any problem. On the contrary, in the non-exposed portion B, the reverse flight of the toner from the photoconductor 24 to the developing roller 23 occurs. As a result, at the time of development, the developing roller is soiled with toner of another color and cannot be used continuously. The development bias Vb cannot be set too low in order to prevent the reverse flight of toner from the photoconductor to the developing unit during this development.The surface potential of the photoconductor on which the toner adheres is Vt, and the surface potential of the photoconductor is Vs. At this time, it is necessary that Vt−300 <Vb <Vs.
これら、感光体の表面電位、現像バイアスの値が必要
範囲に設定されたときの、他の必須条件を第1図を用い
て以下説明する。本発明では、感光体24上に付着したト
ナー層26の厚みをL1、現像ローラ23上のトナー層25の厚
みをL2、トナー層25とトナー層26との間隙をL3としたと
き、 L1<50μm L2<80μm L3<200μm の関係にすれば、解像度良く正確に色重ねでき、かつエ
ッジ効果なく美しい細線画像が得られるようになる。感
光体24上のトナー層厚L1が50μm以上になるように現像
すると、先に述べたトナー層26の放電現象により感光体
の表面電位低下が発生し望ましくない色濁りが発生す
る。例えば、現像ローラ23上のトナー層25の厚みを60μ
mにして、その全てが感光体24に現像されるような条件
に設定すると、感光体24上には60μmのトナー層26が付
着する。これは単色では美しい画像となるが、色重ね時
には放電現象をひきおこす重大な欠点を有する条件なの
である。Other essential conditions when the surface potential of the photoconductor and the value of the developing bias are set within the required ranges will be described below with reference to FIG. In the present invention, when the thickness of the toner layer 26 attached on the photoconductor 24 is L1, the thickness of the toner layer 25 on the developing roller 23 is L2, and the gap between the toner layer 25 and the toner layer 26 is L3, L1 < If the relationship of 50 μm L2 <80 μm L3 <200 μm is satisfied, it is possible to accurately superimpose colors with high resolution and obtain a beautiful fine line image without an edge effect. When development is performed so that the toner layer thickness L1 on the photoconductor 24 is 50 μm or more, the surface potential of the photoconductor is lowered due to the discharge phenomenon of the toner layer 26 described above, and undesired color turbidity occurs. For example, the thickness of the toner layer 25 on the developing roller 23 may be 60 μm.
When the thickness is set to m and the condition is set so that the whole is developed on the photoconductor 24, the toner layer 26 of 60 μm adheres to the photoconductor 24. This is a condition that a beautiful image is obtained with a single color, but there is a serious drawback that causes a discharge phenomenon when overlapping colors.
また、現像ローラ23上のトナー層厚L2は80μm以下に
する必要があることが分かった。これは現像ローラ23上
のトナー層厚が80μm以上あると、現像ローラ23上のト
ナー層内においてトナー同士の反発によってトナーが現
像ローラ23から感光体24へと飛しょうし、現像バイアス
を感光体の表面電位以下にしておいても非画像部に地か
ぶりが発生してしまうからである。It was also found that the toner layer thickness L2 on the developing roller 23 needs to be 80 μm or less. This is because when the thickness of the toner layer on the developing roller 23 is 80 μm or more, the repulsion of the toner in the toner layer on the developing roller 23 causes the toner to fly from the developing roller 23 to the photoconductor 24 and the developing bias is applied to the photoconductor. This is because the background fog is generated in the non-image area even when the surface potential is less than or equal to.
更に、感光体24上に付着したトナー層26と、現像ロー
ラ23上のトナー層25との間隙L3は200μm以下にしなけ
ればならないことがわかった。これは、L3を200μm以
上にすると、第8図に示す感光層の厚みの薄い感光体を
用いたときと同様の現象が起こり、上から重ねるトナー
が静電潜像よりも幅が狭く現像され、正確に色重ねがで
きなくなるためである。Further, it was found that the gap L3 between the toner layer 26 attached on the photoconductor 24 and the toner layer 25 on the developing roller 23 should be 200 μm or less. This is because when L3 is set to 200 μm or more, a phenomenon similar to that when the photosensitive member having a thin photosensitive layer shown in FIG. 8 is used, and the toner superposed from above is developed with a width narrower than that of the electrostatic latent image. , Because it is not possible to accurately overlap colors.
感光体上のトナー層の絶縁破壊を防ごうとすれば、感
光体上のトナー層厚を薄くしなければならないことは前
述した。そのようにしようとするとトナーの平均粒径は
15μm以下に細かくした方が有利になる。また、トナー
を上から重ねる際に現像ローラ表面はしだいに現像ギャ
ップを狭めて感光体に接近するが、このとき感光体上の
トナーには電界強度の変化につれて一時的に横方向への
力が働く。このために色重ね時に感光体上のトナーが画
像周辺飛び散ることがある。これは、トナーが電界強度
の変化にともなって分極するためである。この分極力は
トナーの粒径の3乗に比例するため、トナーの粒径が大
きなものほど強く影響を受ける。この横方向への動きを
防ぐ意味からも、トナーの平均粒径は15μm以下にする
必要がある。この様にすれば、感光体のトナー層はより
飛び散りにくくなる。As described above, in order to prevent dielectric breakdown of the toner layer on the photoconductor, the thickness of the toner layer on the photoconductor must be reduced. If you try to do so, the average particle size of the toner will be
It is advantageous to make it finer than 15 μm. Further, when the toner is piled up from above, the surface of the developing roller gradually narrows the developing gap and approaches the photoconductor, but at this time, the toner on the photoconductor temporarily receives a lateral force as the electric field strength changes. work. For this reason, the toner on the photoconductor may scatter around the image during color superposition. This is because the toner is polarized as the electric field strength changes. Since this polarization force is proportional to the cube of the particle size of the toner, the larger the particle size of the toner, the stronger the influence. In order to prevent this lateral movement, the average particle diameter of the toner needs to be 15 μm or less. By doing so, the toner layer of the photoconductor becomes more difficult to scatter.
更に、色重ね時に上にトナー層の乗った感光体の細線
画像を解像度には色重ねする条件には、感光体の厚みが
影響を与えていることが分かった。感光体の厚みをL4と
したとき、 L4>L3/10 とすれば良好な色重ねができることがわかった。これ
は、感光体の厚みが薄くなると厚みの厚い感光体に比べ
同じ現像ギャップで現像したときに、静電潜像から発す
る電気力線が横方向へと回り込み、その結果画線が細っ
てしまうためと考えられる。前述した値より厚さが薄い
感光体を用いると、感光体上で色重ねした画像は、上に
重ねるトナーの画線の太さが第8図に示したように著し
く細ってしまうことが分かった。Further, it was found that the thickness of the photoconductor has an influence on the condition of superimposing the fine line image of the photoconductor having the toner layer on the resolution during color superposition. It has been found that good color superposition can be achieved by setting L4> L3 / 10, where L4 is the thickness of the photoreceptor. This is because when the thickness of the photoconductor becomes thin, the lines of electric force generated from the electrostatic latent image wrap around in the lateral direction when developed with the same development gap as the thickness of the photoconductor having a large thickness, resulting in a thin image line. It is thought to be because. It was found that when a photoconductor having a thickness smaller than the above value is used, an image in which colors are superposed on the photoconductor has a remarkably thin image line of the toner to be superposed thereon as shown in FIG. It was
以上のように、現像ローラ上のトナー層厚、感光体上
のトナー層厚、感光体の厚み、現像ギャップ、現像バイ
アス等を厳密に規定すれば、第12図に示すように現像ロ
ーラ23上の斜線部に示した部分が感光体の静電潜像へと
正確に飛しょうし、美しい色重ねができるように規定で
きる。As described above, if the toner layer thickness on the developing roller, the toner layer thickness on the photoconductor, the thickness of the photoconductor, the developing gap, the developing bias, etc. are strictly specified, as shown in FIG. The shaded area can be accurately projected onto the electrostatic latent image on the photoreceptor, and can be specified so that beautiful color superposition can be achieved.
感光体上のトナー層は、先に述べたように同極性に帯
電した感光体に付着した不安定な状態にあるので、トナ
ーに静電的振動を与えないように注意するだけでなく、
トナーの移動はできるだけ静粛にゆっくりと、機械的振
動を与えないようにしなければならない。このため、ト
ナー担持体は現像ギャップが緩やかに変化するローラ形
状が好ましい。このローラ形状にして、しかも更に静粛
に現像しようとすれば、感光体上のトナー層の表面と、
現像ローラ上の上のトナー層の表面の移動方向が同進行
方向で、かつ移動速度が略同速であることが必要にな
る。この様な条件にすると、現像ローラと感光体との狭
いギャップの間に望ましくない空気流が発生せず、感光
体上のトナー層は決して乱れることはない。このとき、
たとえば第13図に示すように現像ローラの回転速度を2
倍に速くした場合には、図に示すように画線エッジ部の
トナー30が飛散し画像がにじみ好ましくない。また、逆
に第14図に示すように現像ローラ23表面と感光体24表面
の進行方向が逆方向であっても、その逆方向へのトナー
31の飛び散りが発生し易くなる。Since the toner layer on the photoconductor is in an unstable state attached to the photoconductor charged with the same polarity as described above, not only be careful not to give electrostatic vibration to the toner,
The movement of the toner should be as quiet as possible and slow so as not to give mechanical vibration. Therefore, it is preferable that the toner carrier has a roller shape in which the developing gap changes gently. If this roller shape is used and further quiet development is attempted, the surface of the toner layer on the photoconductor,
It is necessary that the moving direction of the surface of the toner layer on the developing roller is the same as the moving direction and the moving speed is substantially the same. Under these conditions, there is no unwanted air flow between the narrow gap between the developing roller and the photoreceptor and the toner layer on the photoreceptor is never disturbed. At this time,
For example, as shown in FIG. 13, the rotation speed of the developing roller is set to 2
When the speed is doubled, the toner 30 at the edge of the image line is scattered as shown in the figure, and the image is blurred, which is not preferable. On the contrary, as shown in FIG. 14, even if the developing roller 23 surface and the photosensitive member 24 surface are traveling in opposite directions, the toner in the opposite direction
31 scatters easily occur.
第10図に示す特性を持つ直流電界飛しょう現像法を用
いて色重ねしようとすると、現像のニップ幅は最低2ミ
リ程度必要であることが実験によりわかった。このニッ
プ幅を確保しようとすると、感光体の大きさが80ミリ以
上の場合には、現像ローラの直径は少なくとも6ミリ以
上は必要であることが分かった。このとき、あまりに現
像ローラの曲率が大きい(現像ローラ径が小さい)と、
感光体が現像器に接近するときの電界強度の変化率が大
きくなり、前述の大きなトナー粒子に対する分極力が働
き、画線周辺部のにじみが発生しやすくなる。また、同
一の移動速度を得ようとすると回転数を上げなければな
らないため、現像ローラ上の大粒形トナーには過大な遠
心力が働きトナーが装置の周辺に飛び散りやすくなる。
従って、ローラ径は余り小さすぎないことが望ましい。
ところが逆に、このローラ径が大き過ぎると現像ニップ
幅が増え現像時間が長くなるため、感光体上のトナー付
着量が増え過ぎ、感光体上のトナー付着量が50μmを越
えてしまうことがある。そのときは先に説明したよう
に、再帯電時に感光体上のトナー層は気中放電を起こし
感光体の表面電位は低下し、望ましくない色濁りが発生
するのである。このようなことから感光体の直径をD1、
現像ローラの直径をD2としたとき、 D2<D1/4 が望ましい。Experiments have shown that a nip width of development of at least about 2 mm is required when attempting color superposition using the DC electric field flight development method having the characteristics shown in FIG. In order to secure this nip width, it was found that the diameter of the developing roller needs to be at least 6 mm or more when the size of the photoconductor is 80 mm or more. At this time, if the curvature of the developing roller is too large (developing roller diameter is too small),
When the photoconductor approaches the developing unit, the rate of change of the electric field strength increases, and the above-mentioned polarization force for the large toner particles acts, and bleeding easily occurs around the image line. Further, since it is necessary to increase the number of rotations in order to obtain the same moving speed, an excessive centrifugal force acts on the large-sized toner on the developing roller, and the toner easily scatters around the apparatus.
Therefore, it is desirable that the roller diameter is not too small.
However, on the contrary, if the roller diameter is too large, the developing nip width increases and the developing time becomes long, so that the toner adhesion amount on the photoconductor excessively increases, and the toner adhesion amount on the photoconductor may exceed 50 μm. . At this time, as described above, the toner layer on the photoconductor causes air discharge during recharging, the surface potential of the photoconductor decreases, and undesired color turbidity occurs. Therefore, the diameter of the photoconductor is D1,
When the diameter of the developing roller is D2, D2 <D1 / 4 is desirable.
具体的実施例にはいる前に、第1図を用いて、更に詳
細に色重ね条件を説明する。Before entering a specific embodiment, the color overlapping condition will be described in more detail with reference to FIG.
感光体24上に付着したトナー層26の厚みをL1、現像ロ
ーラ上のトナー層25の厚みをL2、トナー層25と26との間
隙をL3としたとき、L1は50μm以下、好ましくは10μm
以上40μm以下、L2は80μm以下、好ましくは10μm以
上50μm以下、L3は200μm以下、好ましくは50μm以
上150μm以下にすることが望ましい。When the thickness of the toner layer 26 adhered on the photoconductor 24 is L1, the thickness of the toner layer 25 on the developing roller is L2, and the gap between the toner layers 25 and 26 is L3, L1 is 50 μm or less, preferably 10 μm.
It is desirable that L2 is 80 μm or less, L2 is 80 μm or less, preferably 10 μm or more and 50 μm or less, and L3 is 200 μm or less, preferably 50 μm or more and 150 μm or less.
現像ローラに印加する現像バイアスは、トナーが付着
した感光体の表面電位をVt、上から色重ねするトナーを
担持した現像ローラの直流バイアスをVb、感光体の表面
電位をVsとしたとき、 Vt−300<Vb<Vs が望ましい。例えば、セレン感光体を用いトナー層が感
光体に1層付着したときには、Vsは850V、Vtは950Vとな
る。このとき、現像バイアスVbは650V<Vb<850である
ことが必要になる。The developing bias applied to the developing roller is Vt, where Vt is the surface potential of the photoconductor on which the toner is attached, Vb is the DC bias of the developing roller carrying the toner to be color-superposed from above, and Vs is the surface potential of the photoconductor. -300 <Vb <Vs is desirable. For example, when a selenium photoconductor is used and one toner layer is attached to the photoconductor, Vs is 850V and Vt is 950V. At this time, the developing bias Vb needs to be 650V <Vb <850.
用いるトナーは従来用いられている非磁性の絶縁性ト
ナーで、たとえばバインダにスチレン樹脂やアクリル樹
脂を用い、その中に顔料や電荷制御剤を分散したものが
用いられる。そのトナーの平均粒径は15μm以下、好ま
しくは8から12μmの間であることが望ましい。The toner used is a non-magnetic insulating toner which has been used conventionally, and for example, a styrene resin or an acrylic resin is used as a binder, and a pigment or a charge control agent is dispersed therein. It is desirable that the toner has an average particle size of 15 μm or less, preferably between 8 and 12 μm.
感光体として用いることのできる材料としては、セレ
ン、CdS,a-Si,各種の有機感光体等がある。その感光体
の厚みは前述のように現像ギャップとも関わるが、15か
ら90μmの厚みが好ましい。Materials that can be used as the photoconductor include selenium, CdS, a-Si, and various organic photoconductors. Although the thickness of the photosensitive member is related to the developing gap as described above, the thickness of 15 to 90 μm is preferable.
感光体ドラムの大きさは、一般的には、30ミリから26
0ミリ程度のものが用いられるが、感光体径をD1mm、現
像ローラの直径をD2mmとしたとき、 D2<D1/4 であることが好ましい。The size of the photoconductor drum is generally 30 mm to 26 mm.
A diameter of about 0 mm is used, but when the photosensitive member diameter is D1 mm and the developing roller diameter is D2 mm, it is preferable that D2 <D1 / 4.
現像ローラ径は更に望ましくは、100〜300mm/sのプロ
セス速度では、6<D1<30mmの範囲にすれば現像に最適
なニップ幅が得られる。It is more desirable that the developing roller diameter is in the range of 6 <D1 <30 mm at the process speed of 100 to 300 mm / s so that the optimum nip width for development can be obtained.
具体的実施例1 以下、本発明の具体的実施例について第15図を用いて
更に詳細に説明する。Concrete Example 1 Hereinafter, a concrete example of the present invention will be described in more detail with reference to FIG.
現像器32,33,34,35は直流電界でトナーを飛しょうさ
せる非接触型の非磁性1成分現像器で、現像ローラと接
触した導電性のファーブラシ36,37,38,39でトナーを摩
擦帯電し、アルミニウム製の現像ローラ40,41,42,43上
に、ブレード44,45,46,47によりトナーの薄層を形成す
る構成になっている。現像器32にはイエロ(Y)、現像
器33にはマゼンタ(M)、現像器34にはシアン(C)、
現像器35には黒(Bk)の絶縁性トナーが入っている。そ
して現像ローラ40,41,42,43と感光体48との間隙(現像
ギャップ)を一定にして各現像器を感光体48の周辺に対
向設置した。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
像器の仕様及び現像条件並びにトナーの物性を以下に示
す。The developing units 32, 33, 34 and 35 are non-contact type non-magnetic one-component developing units that fly toner by a DC electric field. The conductive fur brushes 36, 37, 38 and 39 contact the developing roller to remove toner. The toner is triboelectrically charged, and a thin layer of toner is formed on the developing rollers 40, 41, 42, 43 made of aluminum by the blades 44, 45, 46, 47. The developing device 32 is yellow (Y), the developing device 33 is magenta (M), the developing device 34 is cyan (C),
The developing device 35 contains black (Bk) insulating toner. Then, each developing device was installed opposite to the periphery of the photoconductor 48 with a constant gap (development gap) between the developing rollers 40, 41, 42, 43 and the photoconductor 48. Each developing device is provided with a separation / contact mechanism that is close to the photoconductor during development and is separated during non-development. The specifications and developing conditions of the developing device and the physical properties of the toner are shown below.
現像器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:150mm/s 現像ローラの回転方向:感光体と逆方向 現像ローラの上のトナー層厚:30μm 現像ローラの回転方向:感光体48と逆方向 現像ギャップ(現像ローラ表面と、感光体表 面間のギャップ):現像時150μm、 非現像時700μm トナーの物性 トナー電荷量 :+3μC/g 平均粒径 :10μm 比誘電率 :約2 感光体として赤外領域に長波長増感した直径100mmの
無定型Se-Te感光体ドラム48(感光層の厚み60μm、比
誘電率6.3)を用い、周速150mm/sで回転させた。この感
光体48を帯電器49(スコロトロン帯電器、コロナ電圧:
+7kV、グリッド電圧:820V)により表面電位+700Vに帯
電させた。次に、波長670nmの発光ダイオードアレイ50
を発光させ自己収束性ロッドレンズアレイ51(日本板硝
子株式会社製、セルフォックレンズアレイSLA-20)を通
して露光した。このとき、感光体面上での光強度は、2.
2μJ/cm2であった。この発光ダイオードアレイ50を用い
て、感光体48上にネガのイエロ信号を露光し、静電潜像
を形成した。前記潜像を現像ローラ40に+600Vを印加し
た現像状態のイエロの現像器32で反転現像した後、感光
体48を非現像状態のマゼンタ現像器33とシアン現像器34
および黒現像器35に通過させ、イエロのトナー像を形成
した。このとき感光体48上のイエロのトナー層厚は1層
から2層であり、トナー層の厚みは、10〜20μmであっ
た。Development device specifications and development conditions Development roller diameter: 16 mm Development roller peripheral speed: 150 mm / s Development roller rotation direction: Opposite to photoconductor Toner layer thickness on development roller: 30 μm Development roller rotation direction: Photosensitive Opposite direction to body 48 Development gap (gap between surface of developing roller and surface of photoconductor): 150 μm at development, 700 μm at non-development Physical properties of toner Toner charge: +3 μC / g Average particle size: 10 μm Dielectric constant: Approx. 2 As a photosensitive member, an amorphous Se-Te photosensitive drum 48 (diameter: 60 μm, relative permittivity: 6.3) with a diameter of 100 mm, which was sensitized to a long wavelength in the infrared region, was used and rotated at a peripheral speed of 150 mm / s. Charge this photoreceptor 48 to a charger 49 (scorotron charger, corona voltage:
It was charged to a surface potential of + 700V by + 7kV, grid voltage: 820V. Next, a light emitting diode array 50 with a wavelength of 670 nm
Was exposed to light through a self-focusing rod lens array 51 (Selfoc lens array SLA-20, manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd.). At this time, the light intensity on the photoconductor surface is 2.
It was 2 μJ / cm 2 . Using this light emitting diode array 50, a negative yellow signal was exposed on the photoconductor 48 to form an electrostatic latent image. After the latent image is reversely developed by the yellow developing device 32 in the developing state in which + 600V is applied to the developing roller 40, the photoreceptor 48 is undeveloped in the magenta developing device 33 and the cyan developing device 34.
And passed through the black developing device 35 to form a yellow toner image. At this time, the thickness of the yellow toner layer on the photoconductor 48 was 1 to 2 layers, and the thickness of the toner layer was 10 to 20 μm.
次に、再びコロナ帯電器49で感光体48を+850Vに帯電
した。このとき、イエロトナーの付着した感光体の表面
電位は950Vになった。そののち感光体48に発光ダイオー
ドアレイ50によりマゼンタに対応する信号光を露光しマ
ゼンタの静電潜像を形成した。次に、感光体48を非現像
状態のイエロ現像器32、現像ローラ41に+700Vを印加し
た現像状態のマゼンタの現像器33および非現像状態のシ
アン現像器34および黒現像器35に通過させてマゼンタの
トナー像を形成した。このとき感光体上のイエロとマゼ
ンタの重なった部分のトナー層は、2層から4層であ
り、その厚みは20〜40μmであった。Next, the photoreceptor 48 was charged to + 850V again by the corona charger 49. At this time, the surface potential of the photoconductor to which the yellow toner adhered became 950V. After that, the light-emitting diode array 50 exposed the signal light corresponding to magenta on the photoconductor 48 to form a magenta electrostatic latent image. Next, the photoconductor 48 is passed through the yellow developing device 32 in the non-developing state, the magenta developing device 33 in the developing state in which + 700V is applied to the developing roller 41, the cyan developing device 34 in the non-developing state, and the black developing device 35. A magenta toner image was formed. At this time, the toner layer in the portion where yellow and magenta overlapped on the photoreceptor was 2 to 4 layers, and the thickness thereof was 20 to 40 μm.
次に、再びコロナ帯電器49によって感光体48を+880V
に帯電した。このとき、イエロ及びマゼンタトナーのみ
が付着した感光体の表面電位は950Vになった。またイエ
ロとマゼンタのトナーが重なった部分の感光体の表面電
位は970Vになった。その後、発光ダイオードアレイ50に
よりシアンに対応する信号光を露光しシアンの静電潜像
を形成した。次に、感光体48を非現像状態のイエロ現像
器32およびマゼンタの現像器33、現像ローラ42に+800V
を印加した現像状態のシアンの現像器34に通過させてシ
アンのトナー像を形成した。その後、感光体48を非現像
状態の黒現像器35に通過させた。このとき感光体上で重
なった、イエロとシアン、およびマゼンタとシアンのト
ナーが重なった部分のトナー層は2層から4層であり、
その厚みは20〜40μmであった。Next, again use the corona charger 49 to move the photoconductor 48 to + 880V.
Charged. At this time, the surface potential of the photoconductor to which only the yellow and magenta toner adhered became 950V. In addition, the surface potential of the photoconductor in the portion where the yellow and magenta toners overlap was 970V. Then, the light-emitting diode array 50 exposed the signal light corresponding to cyan to form a cyan electrostatic latent image. Next, the photoconductor 48 is applied to the yellow developing device 32 in the non-developing state, the magenta developing device 33, and the developing roller 42 by + 800V.
Then, a cyan toner image is formed by passing the toner through a cyan developing device 34 in a developing state to which is applied. After that, the photoconductor 48 was passed through the black developing device 35 in the non-developing state. At this time, the toner layers at the portions where the yellow and cyan toners and the magenta and cyan toners are overlapped on the photoconductor are 2 to 4 layers,
Its thickness was 20-40 μm.
次に、再びコロナ帯電器49によって感光体48を+880V
に帯電した。このとき、イエロ、マゼンタおよびシアン
トナーのみが付着した感光体の表面電位は950Vになっ
た。またイエロとマゼンタ、イエロとシアン、およびマ
ゼンタとシアンのトナーが重なった部分の感光体の表面
電位は970Vになった。その後、発光ダイオードアレイ50
により黒に対応する信号光を露光し黒の静電潜像を形成
した。次に、感光体48を非現像状態のイエロ現像器32、
マゼンタの現像器33およびシアンの現像器34、現像ロー
ラ43に+800Vを印加した現像状態の黒現像器35に通過さ
せて黒のトナー像を形成した。Next, again use the corona charger 49 to move the photoconductor 48 to + 880V.
Charged. At this time, the surface potential of the photoconductor to which only the yellow, magenta, and cyan toners were attached became 950V. Further, the surface potential of the photoconductor in the portion where the yellow and magenta toners, the yellow and cyan toners, and the magenta and cyan toners overlap was 970V. After that, the LED array 50
To expose a signal light corresponding to black to form a black electrostatic latent image. Next, the photoreceptor 48 is undeveloped in the yellow developing device 32,
A magenta developing device 33, a cyan developing device 34, and a black developing device 35 in the developing state in which +800 V is applied to the developing roller 43 are passed to form a black toner image.
こうして感光体48上に得られたカラートナー像を転写
帯電器52によって紙53に転写した後、定着器54により熱
定着した。一方、転写後、感光体48の表面を、クリーニ
ング前帯電器55(コロナ電圧+5.5kV)でプラスに帯電
した後、−150Vの電圧を印加した導電性ファーブラシ56
を感光体48に圧接しクリーニングした。The color toner image thus obtained on the photoconductor 48 was transferred onto the paper 53 by the transfer charger 52, and then thermally fixed by the fixing device 54. On the other hand, after the transfer, the surface of the photoconductor 48 is positively charged by the pre-cleaning charger 55 (corona voltage +5.5 kV), and then the conductive fur brush 56 is applied with a voltage of -150 V.
Was pressed against the photoconductor 48 and cleaned.
その結果、赤、緑、青のベタ部の合成色の色濃度が1.
5以上で、しかも線画像も正確に色が重なった鮮明なカ
ラー画像が得られた。As a result, the color density of the solid color of red, green, and blue is 1.
A clear color image was obtained with a line image of 5 or more and the line images were accurately overlapped.
実施例2 実施例1の装置を用い、感光体にτ型フタロシアニン
を樹脂に分散した有機感光体(厚み30μm比誘電率3)
をマイナス帯電で用い、他の条件(帯電器、転写器、現
像バイアス、トナーの極性、クリーニングに印加する電
圧等)を総て逆極性にしてプリントした。Example 2 Using the apparatus of Example 1, an organic photoreceptor having a τ-type phthalocyanine dispersed in a resin (thickness 30 μm, relative dielectric constant 3)
Was used for negative charging, and other conditions (charging device, transfer device, developing bias, toner polarity, voltage applied for cleaning, etc.) were all reversed, and printing was performed.
その結果、赤、緑、青のベタ部の合成色の色濃度が1.
5以上で、しかも線画像も正確に色が重なった鮮明なカ
ラー画像が得られた。As a result, the color density of the solid color of red, green, and blue is 1.
A clear color image was obtained with a line image of 5 or more and the line images were accurately overlapped.
比較例1 実施例2の装置を用い、τ型フタロシアニン感光体の
厚みを10μmにして用いた。他の条件は全て、実施例2
と同じにした。Comparative Example 1 Using the apparatus of Example 2, a τ-type phthalocyanine photoconductor was used with a thickness of 10 μm. All other conditions were the same as in Example 2.
Same as.
その結果、解像度が悪く、細線画像部に於て赤、緑、
青の色が重ならない不鮮明なカラー画像になった。As a result, the resolution is poor and red, green, and
An unclear color image in which the blue colors did not overlap was obtained.
比較例2 実施例1の装置を用い、現像ローラの回転速度は同じ
にして、回転方向を実施例1とは逆にした。Comparative Example 2 Using the apparatus of Example 1, the rotation speed of the developing roller was the same and the rotation direction was opposite to that of Example 1.
その結果、解像度が悪く、細線画像部に於て赤、緑、
青の色が重ならない不鮮明なカラー画像になった。As a result, the resolution is poor and red, green, and
An unclear color image in which the blue colors did not overlap was obtained.
比較例3 実施例1の装置を用い、現像ギャップだけを250μm
に拡大しその他の条件は全て実施例1と同じにしてプリ
ントした。Comparative Example 3 Using the apparatus of Example 1, only the developing gap was 250 μm.
And printed under the same conditions as in Example 1 except for the above.
その結果、解像度が悪く、細線画像部に於て赤、緑、
青の色が重ならない不鮮明なカラー画像になった。As a result, the resolution is poor and red, green, and
An unclear color image in which the blue colors did not overlap was obtained.
比較例4 実施例1の装置を用い、セレン感光体の表面電位をシ
アンと黒のサイクルときに1200Vまで上げてプリントし
た。Comparative Example 4 Using the apparatus of Example 1, the surface potential of the selenium photoconductor was raised to 1200 V during cyan and black cycles for printing.
その結果、赤部にシアンと黒トナーが、青部と緑部に
黒が色濁りした色の不鮮明なカラー画像になった。As a result, an unclear color image was formed in which the cyan and black toners were in the red part and the black part was in the blue part and the green part.
比較例5 実施例1の装置を用い、現像ローラの径を50mmに大き
くしたものを用いた。表面の移動速度は、実施例1と同
じにした。その他の条件は実施例1と同じにした。Comparative Example 5 Using the apparatus of Example 1, a developing roller having a diameter of 50 mm was used. The moving speed of the surface was the same as in Example 1. The other conditions were the same as in Example 1.
その結果、赤部にシアンと黒トナーが、青部と緑部に
黒が色濁りした色の不鮮明なカラー画像になった。As a result, an unclear color image was formed in which the cyan and black toners were in the red part and the black part was in the blue part and the green part.
比較例6 実施例1の装置を用い、シアンと黒の現像ローラ内に
磁石ローラを内蔵した現像ローラを用い、シアンと黒の
トナーに磁性トナーを用いた。現像条件等の他の条件は
全て実施例1と同じにした。Comparative Example 6 Using the apparatus of Example 1, a developing roller having a magnet roller inside a cyan and black developing roller was used, and a magnetic toner was used for the cyan and black toners. All other conditions such as developing conditions were the same as in Example 1.
その結果、全ての色部にシアンと黒トナーが付着した
色の不鮮明なカラー画像になった。As a result, an unclear color image in which cyan and black toner adhered to all color portions was formed.
比較例7 実施例1の装置を用い、マゼンタ、シアン、黒の現像
バイアスを400Vにした。他の条件は全て実施例1と同じ
にした。Comparative Example 7 Using the apparatus of Example 1, the developing bias for magenta, cyan and black was set to 400V. All other conditions were the same as in Example 1.
その結果、マゼンタの現像器にイエロートナーが、シ
アン現像器にイエロとマゼンタトナーが、黒現像器にイ
エロとマゼンタとシアンのトナーが混入し、連続使用に
耐えなかった。As a result, the yellow toner was mixed in the magenta developing unit, the yellow and magenta toners were mixed in the cyan developing unit, and the yellow, magenta, and cyan toners were mixed in the black developing unit.
発明の効果 本発明によれば、ベタ部や細線画像に於て色ムラや色
濁りのないトナーが正確に重なった、美しいカラー画像
を得るカラー電子写真装置を得ることができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to obtain a color electrophotographic apparatus that obtains a beautiful color image in which toner having no color unevenness or color turbidity is accurately overlapped in a solid portion or a fine line image.
第1図は、本発明の一実施例におけるカラー電子写真装
置の色重ね現像を説明した原理図、第2図および第3図
は従来例のカラー電子写真装置の原理図、第4図は従来
例での色重ね時の問題点を説明した原理図、第5図は本
発明のトナーの付着した感光体を再帯電する図、第6図
は再帯電後のトナー層と感光体との帯電状態を説明する
図、第7図は現像状態が不適切である場合を示す原理
図、第8図は同じく現像条件が不適切で色重ねの精度が
悪くなることを示す原理図、第9図は従来の磁性トナー
を用いた現像法の現像状態を説明する図、第10図は本発
明に用いる現像条件の代表的な現像特性を示した特性
図、第11図はトナーの上からコロナ帯電したときの静電
的な関係を示す図、第12図は理想的現像状態を示す説明
図、第13図は現像ローラの表面速度と感光体の表面速度
が異なったときに発生する問題を説明する図、第14図は
同じく現像ローラの移動方向と感光体の移動方向が異な
ったときに発生する問題点を説明する図、第15図は本発
明の1実施例を説明したカラー電子写真装置の原理図で
ある。 23……現像ローラ、24……感光体、25……現像ローラ上
のトナー層、26……感光体上のトナー層、32、33、34、
35……現像器、40、41、42、43……現像ローラ、49……
コロナ帯電器、50……発光ダイオードアレイFIG. 1 is a principle diagram for explaining color superimposition development of a color electrophotographic apparatus in one embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are principle diagrams of a conventional color electrophotographic apparatus, and FIG. FIG. 5 is a principle diagram for explaining problems in color overlapping in the example, FIG. 5 is a diagram for recharging the photoconductor to which the toner of the present invention is attached, and FIG. 6 is charging of the toner layer and the photoconductor after recharging. FIG. 7 is a diagram for explaining the state, FIG. 7 is a principle diagram showing the case where the developing state is inappropriate, and FIG. 8 is a principle diagram showing that the developing condition is also inappropriate and the accuracy of color superimposition is poor, and FIG. Is a diagram for explaining the developing state of the conventional developing method using magnetic toner, FIG. 10 is a characteristic diagram showing typical developing characteristics of the developing conditions used in the present invention, and FIG. 11 is corona charging from above the toner. FIG. 12 is an explanatory view showing an ideal developing state, and FIG. 13 is a developing roller. FIG. 14 is a diagram illustrating a problem that occurs when the surface speed and the surface velocity of the photoconductor are different, and FIG. 14 is a diagram that illustrates a problem that occurs when the moving direction of the developing roller and the moving direction of the photoconductor are different. FIG. 15 is a principle view of a color electrophotographic apparatus for explaining one embodiment of the present invention. 23: developing roller, 24: photoconductor, 25: toner layer on developing roller, 26: toner layer on photoconductor, 32, 33, 34,
35 …… Developer, 40, 41, 42, 43 …… Developing roller, 49 ……
Corona charger, 50 ... Light emitting diode array
Claims (1)
い、それぞれ帯電・露光・現像のサイクルを繰り返して
感光体上でトナー像を重ねあわせカラー像を形成するカ
ラー電子写真装置において、再コロナ帯電した感光体の
トナー層Aと、トナー担持体上のトナー層Bとを非接触
で対向させ、直流電界で前記感光体の静電潜像を現像す
ることを特徴とするカラー電子写真装置であって、 感光体の厚みをL4としたとき、 L4>L3/10で、かつ、L4>10[μm]であって、 感光体の表面電位をVsとしたとき、 500<|Vs|<1000[V]であって、 感光体上に付着したトナー層Aの厚みをL1としたとき、 10<L1<40[μm]であって、 トナー担持体上のトナー層Bの厚みをL2としたとき、 10<L2<50[μm]であって、 トナー層AとBとの間隙をL3としたとき、 50<L3<150[μm]であって、 前記トナー層A表面と、前記トナー層B表面の移動方向
が同進行方向で、かつ移動速度が略同速であるカラー電
子写真装置。1. A color electrophotographic apparatus, which uses yellow, magenta, and cyan toners, and repeats a cycle of charging, exposing, and developing to superimpose toner images on a photoconductor to form a color image, and is re-corona charged. A color electrophotographic apparatus, characterized in that a toner layer A of a photoconductor and a toner layer B on a toner carrier are opposed to each other in a non-contact manner, and an electrostatic latent image of the photoconductor is developed by a DC electric field. , L4> L3 / 10 and L4> 10 [μm] when the photoconductor thickness is L4, and 500 <| Vs | <1000 [V when the surface potential of the photoconductor is Vs. ], Where L1 is the thickness of the toner layer A deposited on the photoreceptor, and 10 <L1 <40 [μm], and the thickness of the toner layer B on the toner carrier is L2, When 10 <L2 <50 [μm] and the gap between the toner layers A and B is L3, 50 <L3 < A color electrophotographic apparatus having a size of 150 μm, in which the surface of the toner layer A and the surface of the toner layer B are in the same traveling direction and at substantially the same traveling speed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004367A JPH083673B2 (en) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | Color electrophotographic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62004367A JPH083673B2 (en) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | Color electrophotographic apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63172286A JPS63172286A (en) | 1988-07-15 |
| JPH083673B2 true JPH083673B2 (en) | 1996-01-17 |
Family
ID=11582402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004367A Expired - Lifetime JPH083673B2 (en) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | Color electrophotographic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083673B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008197482A (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
| US7822351B2 (en) | 2007-09-14 | 2010-10-26 | Ricoh Company, Ltd. | Filling-rate lowering and rolling rate adjusting image forming apparatus |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| US5162820A (en) * | 1987-12-23 | 1992-11-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrophotographic image forming method |
| JPH02198466A (en) * | 1989-01-27 | 1990-08-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrophotographic recording method and device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0731443B2 (en) * | 1985-12-05 | 1995-04-10 | 株式会社東芝 | Recording device |
| JPS62143069A (en) * | 1986-12-08 | 1987-06-26 | Toshiba Corp | Recorder |
-
1987
- 1987-01-12 JP JP62004367A patent/JPH083673B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2008197482A (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
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|---|---|
| JPS63172286A (en) | 1988-07-15 |
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