JPS63279278A

JPS63279278A - カラー電子写真装置

Info

Publication number: JPS63279278A
Application number: JP62114110A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yamamoto; 肇山本; Yuji Takashima; 祐二高島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1988-11-16
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH083674B2

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】産業上の利用分野本発明は、白黒複写機やカラー複写機あるいはプリンタ
などのハードコピー装置に利用できる電子写真装置に間
するものである。

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盛んに検討されている
。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利点を有してい
る。

この種のカラー電子写真装置として、例えば、発明者ら
が特願昭８０−２１２９２７号に提案した装置がある。

この装置は、現像方式として直流電界でトナーを飛しょ
うさせる現像法を用いている。従来の装置について、第
２図を基にして説明する。

コロナ帯電器１でセレン感光体２の初期電位を＋５ｏｏ
ｖに帯電した後、ドツト密度９．４５本／　ｍａｌの発
光ダイオード３（スポット径１０５μｍ）でイエロの画
像信号を露光し、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、Ｙトナーの入っている現像器４で静電潜像を
直流電界飛しよう現像法でネガ・ポジ反転現像し、感光
体２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には＋７００■の現像バイヤス
が印加されているが、その他の現像器５と６は接地され
トナーが飛しよう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２を除電ランプ７で全面照射し
、イエロの静電潜像を消去する。

次に、イエロのトナー像を形成した方法と同様の方法及
び条件（感光体の初期電位及び現像バイヤスなど）によ
り、帯電・露光・現像・光除電の工程を繰り返し、感光
体２上にＭおよびＣのトナー像をＹのトナー像の上に順
次形成する。全てのトナー像の形成が終了した後、除電
ランプ８で静電潜像を消去し、コロナ帯電器９でトナー
像を記録紙１０に静電転写する。

発明が解決しようとする問題点光源にドツト密度が１６本／ｍ■の発光ダイオードアレ
イ（スポット径６５μｍ）を用いて、第２図で説明した
装置で記録したところ、画線の再現性は良好であったが
、画像濃度が低くなることがわかった。この装置で、セ
レン感光体の代わりに厚さ約２０μｍの有機感光体を用
いて作像すると、１ドツトあるいは１ラインの画像は高
濃度であるにもかかわらず画線幅が６５μｍよりも著し
く細ってしまい貧弱な画像になった。また重ね現像する
と、上に重ねるトナー像の画線幅が下のトナー像の画線
幅よりも細ってトナーが正確に重ならず、色再現性が悪
くなるという問題点があった。

本発明の目的は、高解像度のドツトおよび１ラインの画
像を高濃度で、かつ忠実に再現するカラー電子写真装置
を提供することにある。また本発明の他の目的は、色重
ねが良好な高解像度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。

問題点を解決するための手段本発明は、光導電体を基体上に設けた感光体と、前記感
光体上に形成された静電潜像を直流電界でトナーを飛し
ようさせて顕像化する直流電界飛しよう現像器と、スポ
ット露光する光源を有する電子写真装置であって、スポ
ット光の記録密度をＸドツト／ｆｆｌ膣、スポット光径
をＤμｍ、　ｒ６光体の厚さをＬ１μｍ１現像剤担持休
と感光体との距＃ｔ−Ｌ２μｍとしたとき、１０＜Ｄ−Ｌ１／Ｌ２＜２３　　　　［μｍｌで、かつ
、１４００＜Ｄ−Ｘ＜２０００　　　　［μｍｌである電
子写真装置である。

作用従来例で述べた有機感光体を用いたときの問題点は、１
ドツトや１ライン時の露光量の不足に原因があると推定
し、光源の発光ダイオードに代えて、１ドツトごとに光
強度を変えつる半導体レーザ光源（光強度が１／ｅ２以
上の範囲のスポット径は約７０μｍ１ここでｅは自然対
数の底）を用いて、１ドツトや１ライン時の光強度をベ
タ部の露光時の１．５倍に強めて露光した。しかじ、１
ドツトや１ライン画像の画線の細り現象は改善されなか
った。

ここで比較の為に、この有機感光体を用いて通常の接触
現像タイプの反転現像方式で、７０μｍのスポット露光
部を現像すると高い画像濃度が得られしかも画線の細り
はなかった。従って、画像濃度の低下や画線の細り現象
は直流電界飛しよう現像法に特有の現象であることが判
明した。

この原因について更に詳しく調べたところ、次の事実が
分かった。直流電界飛しよう現像法を用いたときのセレ
ン感光体および有機感光体の１ドツト露光部における感
光体表面上の電位分布を第３図（Ａ）および第３図（Ｂ
）に示す、また、現像剤担持体と感光体との間の現像電
場図を第４図（Ａ）および第４図（Ｂ）に示す。

セレン感光体では、第３図（Ａ）に示すように感光体の
表面電位が完全に残留レベルにまで減衰しているにもか
かわらず、ドツトの中心位置はドツト周辺に存在する電
荷の影響を強く受けるため電位が上昇し約３５０Ｖにな
る。従って、現像バイヤス電圧（７！５０Ｖ）との電位
差が４００Ｖと小さくなるため、画像濃度が低くなると
いうことがわかった。一方、有機感光体では第３図（Ｂ
）に示すように、スポットの中央位置の電位が残留型゛
　位（１５０Ｖ）近くにまで低下するため高濃度に現像
されることがわかる。

ところが第４図の現像電場図において、セレン感光体（
第４図（Ａ））と有機感光体（第４図（Ｂ））とを比較
すると、有機感光体のほうが電気力線の感光体横方向へ
回り込みが多く、現像剤担持体と感光体とを結ぶ電気力
線の感光体への到達域の幅が狭くなる、即ち現像される
画線幅が細くなることが分かった。

以上をまとめると、セレン感光体では画線幅再現は良好
であるが低濃度になり、有機感光体では高濃度になるが
画線が細ってしまう結果になる。

この問題点を解決するために種々の実験を行ったところ
、直流電界飛しよう現像法を用いたときに良好な画線幅
を得るには、スポット径は感光体の厚みに対し略反比例
でかつ現像剤担持体と感光体との距離に対し略正比例の
関係にするのがよい事がわかった。すなわち感光体の厚
みを薄くするに従って、また現像剤担持体と感光体との
距離を広げるに従ってスポット径は大きくしなければな
らない０本発明によれば、膜厚の薄い感光体上の静電潜
像を直流電界飛しょう現像する装置において、露光する
ビームのスポット径を、感光体の膜厚に反比例の関係に
し、感光体の厚みが薄いときにはスポット径を大きく設
定する。また、現像時の現像剤担持体と感光体との距離
が大きいときは、スポット径も大きくする。従って、１
ドツトや１ラインの画線幅が十分に再現可能で画像濃度
も高くなる。また同時に、感光体上で複数のトナーを重
ねあわせる装置においては、トナーの重ね現像が正確に
なる効果も得られ、色再現性を良くすることができる。

実施例本発明に於て、光源のスポット径とは光ビームのピーク
強度の１／ｅ２（ｅは自然対数の底）以上となる範囲と
する１例えば、第５図に示す略ガウス分布を持つレーザ
ビームのスポット径は９０μｍとあられす。

良好な画線幅を得ようとすると、光源のスポットの記録
密度がＸドツト／＠臘、スポット径の大きさがＤμｍ１
感光体の厚さがＬ１μｍ、現像剤担持体と感光体との距
離が５２４ｍとしたとき、スポット径は感光体の厚みに
対し略反比例で、かつ現像剤担持体と感光体との距離に
対し略正比例の関係にするのが好ましい、すなわち感光
体の厚みが薄くなるに従って、また現像剤担持体と感光
体との距離が広がるに従って、スポット径は大きくしな
ければならない、その範囲は、１０くＤ−Ｌ１／Ｌ２く２３　　　［μｍ］が望ましい
。

通常、スポット径と解像度との関係は、１０００　　Ｄ
−Ｘ　　　　　　　　　［μｍ］となるが、この条件で
直流電界飛しょう現像すると１ＩｉＩ錦が細る。従って
、本発明では、画線の細りをなくすためにドツト径をお
およそ４０％程度大きくする、このとき、スポット径を
２倍以上に大きくすると１ラインおきに露光した画像が
潰れてしまう、従って、１４００くＤ−Ｘく２０００　　　［μｍ］の範囲にす
ることが望ましい０例えば、感光体の厚さが２０μｍ、
現像剤担持体と感光体との距離が１５０μｍで、１１Ｉ
ＩＩ１１当り１６ドツト露光するときには（Ｘ＝１６）
、スポット径りは、７５＜Ｄ＜１７２．５　　　　　［
μｍ］であり、かつ８７．５＜Ｄ＜１２５　　　　　［μｍ］でなければな
らない、従ってスポット径は、８７．５＜Ｄ＜１２５　
　　　　［μｍ］の範囲にする。

このようにスポット径の大きさを制御すると、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
のトナー像を感光体上に形成するカラー電子写真装置で
は、筬に形成したトナー像の上から新たに他の色のトナ
ーを重ね合わせて現像する時には上から重ねるトナー像
の画線の細りを防ぐ効果があり、その結果色再現性が良
くなり特に好ましい、１ｆｆｌｆｆ１当りの記録密度Ｘ
が６から１０程度のときは、１ドツトの大きさが十分大
きいため特にスポット径のコントロールは不必要である
。またＸが２１以上の場合には、スポット径のコントロ
ールではもはや１ドツトを再現することは不可能になる
。従って、この様なスポット径コントロールは、露光回
数が１２以上２０以下のときに特に効果を発揮する。感
光体の膜厚は、画像濃度を上げるには薄い方が好ましく
、良好な画線幅の再現には厚い方が好ましい。そのため
膜厚は１０μｍ以上３５μｍ以下の範囲にすることが望
ましい、この感光体を直流電界飛しよう現像法で現像す
るときは、感光体と現像剤担持体との距離は、１００μ
ｍ以上２００μｍ以下にすることが必要である。この現
像条件で十分高い画像濃度を得ようとすると、感光体の
初期表面電位を高く設定しなければならないが、高すぎ
ると感光体の表面電荷がリークしやすくなる。そのため
感光体表面電位の絶対値を７００ｖ以上１１００Ｖ以下
の範囲にすることが必要である。またこのとき十分に濃
く現像するために、感光体の露光後の電位と現像バイヤ
スとの電位差を５００ｖ以上１０００Ｖ以下の範囲にす
ることが必要である。この様に、膜厚を薄くしても高い
表面電位が得られる感光体としては、アゾ顔料やフタロ
シアニン等を使用した有機感光体がある。

一方、スポット径を広げるにしたがって１ラインおきに
露光したパターンの間が不鮮明になりゃすい、これを防
ぐ方策として光源の光強度分布を略ガウス分布にすると
、スポットの周辺部に於て光強度が徐々に弱くなるため
、スポットの外周部が多少オーバラップしても画線間が
漬れにくく、１ラインおきの再現性が保たれ易い事が分
かった。

この様な光源としては、例えばＨｅ−Ｈｅレーザ、半導
体レーザ等を用いることができる。

以下、本発明の実施例について第１図を用いて詳細に説
明する。

現像器１１，１２．１３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、アルミニウム
製の現像ローラ１４，１５，１６上に、ブレード１７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
１１にはイエロ（Ｙ）、現像器１２にはマゼンタ（Ｍ）
、現像器１３にはシアン（Ｃ）の絶縁性トナーが入って
いる。そして現像ローラ１４，１５．１６と感光体１８
との闇Ｗ１（現像ギャップ）を一定にして各現像器を感
光体１８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。

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現像ローラの上
のトナ一層厚＝３０μｍ現像ローラの回転方向：感光体
１８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電荷量　ニー３μＣ／ｇ平均粒径　　　：１０μｍ感光体として直径１００ｍｍのアゾ顔料系有機感光体ド
ラム（誘電率：２．７、厚さ２２５μｍ）１８を用い、
周速１５　Ｑｍｍ／ｓで回転させながら帯電器１９（コ
ロナ電圧：　−７ｋＶ　’）により表面電位−８００Ｖ
に帯電させた０次に、感光体面光強度３．５ｍＷ、波長
７９０ｎｍの半導体レーザ２０を用い、スポット径を１
００μｍに設定しｌｌｌ１ｍあたり１６本の記録密度で
照射し、感光体１８上にネガのイエロ信号を露光し静電
潜像を形成した。

前記潜像のコントラスト電位は７５０■であった。

前記潜像を、現像ローラ１４に一７００ｖを印加した現
像状態のイエロの現像器１１で反転現像した後１、感光
体１８を非現像状態のマゼンタ現像器１２とシアン現像
器１８に通過させイエロのトナー像を形成した。イエロ
の画線は約７０μｍに再現した。

次に、再びコロナ帯電器１９（コロナ電圧ニー’ｌ　３
ｋＶ）で感光体２２を一８５０Ｖに帯電した０次に、感
光体１８に半導体レーザ２０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。このと
き、レーザ光のスポット径はイエロ画像形成時と同じに
した。ここで、Ｙトナー像の上に形成された画線部の表
面電位は一１００ｖで、前記潜像のコントラスト電位は
７５０■であった０次に、感光体１８を非現像状態のイ
エロ現像器１１、現像ローラ１５に−８００Ｖを印加し
た現像状態のマゼンタの現像器１２および非現像状態の
シアン現像器１３に通過させてマゼンタのトナー像を形
成した。イエロトナーの上に現像したマゼンタトナーは
画線の細りがなく正確に重なった。

次に、再びコロナ帯電器１９（コロナ電圧ニー７．５ｋ
Ｖ）に、Ｊ：って感光体１８ｔ−９５０Ｖに帯電した。

次に、半導体レーザ２０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。

このとき、レーザ光のスポット径はイエロ画像形成時と
同じにした。ここで、Ｍトナー像の上に形成された画線
部の表面電位は一１００Ｖ、ＹトナーとＭトナーが重ね
合わされた像の上に形成された画線部の表面電位は一２
００■で、前記潜像のコントラスト電位は７５０Ｖであ
った０次に、感光体１８を非現像状態のイエロ現像器１
１およびマゼンタの現像器１２、現像ローラ１６に一９
００■を印加した現像状態のシアンの現像器１３に通過
させてシアンのトナー像を形成した。イエロ及びマゼン
タトナーの上に現像したシアントナーは画線が細らず正
確に重なった。

こうして感光体１８上に得られたカラートナー像を転写
帯電器２１によって紙２２に転写した後、熱定着した。

一方、転写後ファーブラシ２３を感光体１８に圧接し、
表面をクリーニングした感光体は次の作像工程に供した
。

その結果、独立したドツトの大きさは、直径約４０ミク
ロンで、１ラインの線幅は約７０ミクロンに良好に再現
した。また赤、緑、青の合成色の色濃度が１．５以上、
またＹ％Ｍ、Ｃ３色重ね濃度が１．７以上で、色重ねの
正確な鮮明なカラープリントが得られた。

発明の効果本発明によれば、独立したドツトや細線画の再現が良好
な電子写真装置を得ることができる。また本発明によれ
ば、色重ねが良好なカラー画像の電子写真装置を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における電子写真装置の概
略図、第２図は従来例の電子写真装置の概略図、第３図
はセレン感光体と有機感光体の表面の電位分布の解析図
、第４図はセレン感光体と有機感光体の現像時の電場解
析図、第５図は、本発明に用いる略ガウス分布をもつ光
源の説明図である。１８・・・感光体、１９・・・帯電器、２ｏ・・・半導
体レーザ、１１・１２・１３・・・現像器代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ばか１名第１図ファーブラシ第２図第　３　図を光鳩第４図Ｕ）否光体（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光導電体を基体上に設けた感光体と、前記感光体
上に形成された静電潜像を直流電界でトナーを飛しょう
させて顕像化する直流電界飛しょう現像器と、スポット
露光する光源を有する電子写真装置であって、スポット
光の記録密度をＸドット／ｍｍ、スポット光径をＤμｍ
、感光体の厚さをＬ１μｍ、現像剤担持体と感光体との
距離をＬ２μｍとしたとき、１０＜Ｄ・Ｌ１／Ｌ２＜２３［μｍ］で、かつ、１４００＜Ｄ・Ｘ＜２０００［μｍ］である電子写真装置。
（２）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感光体上に形成した後、前
記トナー像を像受容体に一括転写する特許請求の範囲第
１項記載の電子写真装置。
（３）Ｘが１２以上２０以下である特許請求の範囲第１
項記載の電子写真装置。
（４）Ｌ１が１０μｍ以上３５μｍ以下である特許請求
の範囲第１項記載の電子写真装置。
（５）Ｌ２が１００μｍ以上２００μｍ以下である特許
請求の範囲第１項記載の電子写真装置。
（６）感光体の初期表面電位の絶対値が７００Ｖ以上１
１００Ｖ以下である特許請求の範囲第４項記載の電子写
真装置。
（７）感光体の露光後の表面電位と現像バイヤスとの電
位差が５００Ｖ以上１０００Ｖ以下である特許請求の範
囲第６項記載の電子写真装置。
（８）感光体の光導電体が、有機光導電体である特許請
求の範囲第４項記載の電子写真装置。
（９）光源の光強度分布が略ガウス分布である特許請求
の範囲第１項記載の電子写真装置。
（１０）光源がレーザである特許請求の範囲第１項記載
の電子写真装置。