(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの感光体に複数色現像を反転現像法で行なうフルカラー現像システムにおいて、転写後の感光体に残存したトナーを除去するクリーニング装置を設けることなく、黒トナー現像部において、複数色の転写残トナーを回収するクリーナレスフルカラー画像形成方法であって、感光体に静電潜像を形成するための露光光源の波長に吸収を持たない油溶性染料又は分散染料により着色させたトナーを用いることを特徴とするクリーナレスフルカラー画像形成方法。
【請求項２】
１つの感光体に複数色現像を反転現像法で行なうフルカラー現像システムにおいて、転写後に感光体に残存したトナーを除去するクリーニング装置を設けることなく、各色現像部でそれぞれのトナーを現像同時クリーニングするが、現像及びクリーニングするときだけ感光体に現像剤が接触し現像終了後現像剤を接触させた状態で感光体一周以上の帯電は行なうが露光せずに感光体上を現像装置でクリーニングした後、その現像剤を非接触とし、ついで他の色を同様に現像及びクリーニングしていくことクリーナレスフルカラー画像形成方法であって、感光体に静電潜像を形成するための露光光源の波長に吸収を持たない油溶性染料又は分散染料により着色させたトナーを用いることを特徴とするとするクリーナレスフルカラー画像形成方法。」
【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、静電記録及び静電印刷等の静電荷像現像用トナーを用いたフルカラー画像形成方法に関し、詳しくは、特にクリーナー機構を持たない反転現像法によるフルカラー画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子写真プロセスは帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着の各工程を繰返して画像形成を行なっている。近年反転現像法においては、帯電工程での極性とトナーの極性が同じであるため、現像工程において感光体上のトナークリーニングもおこなう現像同時クリーニングプロセスが提案、実用化されている。そして「電子写真学会誌」第３０巻第３号（１９９１）には、反転現像法を用いた一成分非磁性現像方式による現像同時クリーニングプロセスのメカニズムが解説されている。
【０００３】
しかし、１つの感光体に複数色現像を繰返すフルカラー現像方式では、異なる色のトナーが混ざってしまう混色が生じ、色調再現性が劣ってしまう。また、転写残トナーを現像工程でクリーニングする前に画像書込みの露光工程があるため、湿度の高い時や厚紙に転写した時など転写残トナーが多くなると、この転写残トナーにより露光が妨げられ残像を生じる。もっともこの残像を改善するため転写残トナーを帯電工程以前、あるいは帯電と同時に撹乱することが提案されている（特開平５−２４１４２３号、特開平５−２４１４２５号、特開平５−２８１８５０号、特開平６−５１６１２号、特公昭５−５０７４７号など）。それにもかかわらず、１つの感光体に複数色現像するフルカラー現像方式では撹乱部材が複数色のトナーで汚染されるためやはり混色の問題は依然と残されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はこれらの問題点を解消することであって、混色による色調再現性の低下を生じることなく、転写残トナーによる遮光にともなう残像の発生を著しく改善し、クリーナレスによる画像形成装置の小型化やトナーの有効利用、ユーザーメンテフリーといった利点を高い信頼性をもって達成することのできるクリーナレスフルカラー画像形成方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）１つの感光体に複数色現像を反転現像法で行なうフルカラー現像システムにおいて、転写後の感光体に残存したトナーを除去するクリーニング装置を設けることなく、黒トナー現像部において、複数色の転写残トナーを回収するクリーナレスフルカラー画像形成方法であって、感光体に静電潜像を形成するための露光光源の波長に吸収を持たない油溶性染料又は分散染料により着色させたトナーを用いることを特徴とするクリーナレスフルカラー画像形成方法。
（２）１つの感光体に複数色現像を反転現像法で行なうフルカラー現像システムにおいて、転写後に感光体に残存したトナーを除去するクリーニング装置を設けることなく、各色現像部でそれぞれのトナーを現像同時クリーニングするが、現像及びクリーニングするときだけ感光体に現像剤が接触し現像終了後現像剤を接触させた状態で感光体一周以上の帯電は行なうが露光せずに感光体上を現像装置でクリーニングした後、その現像剤を非接触とし、ついで他の色を同様に現像及びクリーニングしていくことクリーナレスフルカラー画像形成方法であって、感光体に静電潜像を形成するための露光光源の波長に吸収を持たない油溶性染料又は分散染料により着色させたトナーを用いることを特徴とするとするクリーナレスフルカラー画像形成方法。
【０００６】
以下本発明をさらに詳細に説明する。
本発明に用いられる画像形成プロセスは従来のフルカラーレーザープリンターやフルカラーデジタル複写機等に用いられている反転現像法であり、特に１つの感光体に複数色のトナーで現像を行なうものであり、公知の帯電方法、露光方法、現像方法、転写方法が使用できる。露光光源にはレーザ、ＬＥＤ、蛍光灯、ＥＬ等があるが、可視域に吸収を持たないレーザ、ＬＥＤが好適に用いられる。
【０００７】
図１及び図２は本発明の方法の実施に有用な装置の二例の概略を示すものである。
図１は黒トナー現像部４において複数色の転写残トナーを回収する方式の例で、感光体１を帯電チャージャ２により例えば負極性に帯電させる。露光３にて静電潜像を形成した後、感光体１に現像剤がつねに接触している黒現像部４にて現像を行なう。現像部５、６、７はカラー現像部で感光体１とは非接触であり黒トナーの混入を防止している。次いで転写紙担持体９によって運ばれてきた転写紙８に転写チャージャ１０により各色トナー及び黒トナーが転写される。トナー転写後の感光体１は除電ランプ１２により除電された後同様の工程をへて現像部８の黒トナー現像、現像部５、６、７のカラー現像を行ない、転写紙８に４色転写するが、カラー現像を行なうときの黒現像部４はあたかも磁気ブラシクリーニング装置として働くよう現像バイアスを設定する。即ち、黒現像部には現像時にトナーと同極性のバイアスを印加していたのをトナーと逆極性のバイアスを印加する。
【０００８】
このような手段が図１の装置に採用されることによって、黒現像部にはイエロー、マゼンタ、シアンのカラー残トナーが入るが、この３色の混合が黒色になること及び量的に少ないことより黒色としての色調に問題は生じない。
原則として、カラー現像部５、６、７は混色防止のため感光体１に非接触で現像するが、場合によっては、接触して現像した後非接触とすることが必要となるときもある。その手段は公知の非接触現像方法及び現像部の移動や現像剤の穂切りといった技術が使用される。
【０００９】
図２は各色現像部において、それぞれのトナーを現像同時クリーニングする方式の例で、この方式では１色が接触現像しているときに他の現像部は非接触であることにより混色を防止している。図２のような回転式現像部や現像部の移動、現像剤の穂切り等の手段がある。さらにこの方式では現像後次の色の現像を行なう前に感光体を充分にクリーニングしておく必要がある。
【００１０】
本発明は感光体の帯電電荷とトナーの帯電電荷が同極性であることを利用し簡便な方法で磁気ブラシクリーニングを行なうものである。すなわち、帯電工程により感光体及びトナーに確実に同極性の電荷を与えた後露光することなく静電的反発力を生かして現像部にトナーを回収するものである。このとき現像バイアスを現像と逆の電界を形成するようにすることによりクリーニング性を向上することができる。この現像後クリーニングでは少なくとも感光体一周以上行なう必要がある。なお、現像方法は一成分現像法、二成分現像法ともに用いることができる。
【００１１】
これまでの説明から推察されるように、本発明のクリーナレスフルカラー画像形成方法では転写工程で未転写であった転写残トナーが感光体に存在した状態で帯電及び露光が行なわれる。転写残トナーは条件にもよるが現像トナーに対し５〜３０％あり、露光を妨げ、高湿条件や厚紙転写といった転写に不利な条件のときには転写残トナーによる遮光により感光体の表面電位が充分低下せず画像部に感光体一周前の画像が低濃度として表われ残像を生じることがある。この転写残トナーによる遮光は散乱によるものもあるが、着色剤による吸収の影響が大きく、露光光源の波長に吸収を持たない着色剤を用いたトナーを使用することにより露光の透過率が高まり残像が著しく改善される。
【００１２】
本発明のフルカラー画像形成法に用いられるトナーは、特定の着色剤を用いるものであり、バインダー樹脂を含むものであり、帯電制御剤、離型剤、添加剤は必要に応じて配合することができる。
フルカラー用着色剤はイエロー、マゼンタ、シアンの３色、それにブラックを加えた４色が用いられる。本発明の露光光源の波長に吸収を持たない着色剤としては、カーボンブラックを除く各種顔料や染料が用いられるが、レーザやＬＥＤといった近赤外波長域に吸収を持たず、さらに内部散乱が少ないという面で特に油溶性染料や分散染料を用いる。
【００１３】
（油溶性染料の例）
ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ６、９、１７、３１、３５、５８、１００、１０２、１０３、１０５、ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ２、７、１３、１４、６６、ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｒｅｄ５、１６、１７、１８、１９、２２、２３、１４３、１４５、１４６、１４９、１５０、１５１、１５７、１５８、ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ３１、３２、３３、３７、ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌｕｅ２２、６３、７８、８３、８４、８５、８６、９１、９４、９５、１０４、ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ２４、２５、ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｒｏｗｎ３、ＣＩ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ３など。
【００１４】
（分散染料の例）
ＣＩ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｙｅｌｌｏｅ３、７、３３、４２、６４、８２、２３７、ＣＩ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｏｒａｎｇｅ３、１３、２９、３０、ＣＩ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｒｅｄ１、１７、５０、５４、５６、６０、６５、７２、７３、８８、９１、９２、１１０、１３５、１４５、１４６、１５４、１６７、１７７、２０７、２５８、２８３、ＣＩ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｖｉｏｌｅｔｌ、４、２６、２８、３５、３８、４３、７７、ＣＩ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｂｌｕｅ３、７、５６、６０、７３、７９、８１、９１、９４、９６、１０２、１０６、１２８、１３９、１４６、１４８、１４９、１６５、１８３、１８６、１８７、１９７、２０１、２０５、２０７、２１４、２５７、２６６、２６８、２９１、３４１、３５４、３５８、ＣＩ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｂｒｏｗｎ１、ＣＩ．Ｄｉｓｐｅｒｓｅ  Ｂｌａｃｋ１など。
【００１５】
これらの着色剤は二種類以上混合して使用することもできる。着色剤の使用量はトナーの色や帯電量、粒子径等により異なるが、トナー中に０．５〜１０％程度である。
【００１６】
本発明のトナーに使用されるバインダー樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロルスチレン、ビニルトルエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ターシャリーブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、グリシジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、ベンジル（メタ）アクリレート、フルフリル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルメチルエチルケトン、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピリジン、ブタジエン等の単量体の重合体、又は、これら単量体の２種類以上からなる共重合体、或いはそれらの混合物が挙げられる。その他ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族系炭化水素樹脂、芳香族石油樹脂などが単独あるいは混合して使用できる。
【００１７】
荷電制御剤としては、例えば負帯電性の場合には、アルキルサリチル酸やナフトエ酸の金属キレート、特開昭５５−７６３５３号や特開平３−２１３８７７号等に記載のフッ素系化合物等があり、正帯電性の場合には４級アンモニウム塩や特開昭５６−１６４３５０号に記載のアルキル金属オキサイド等使用できる。
離型剤としては、例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、酸化ポリエチレン等の低分子量ポリオレフィン類：蜜ロウ、カルナウバワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類：ステアリン酸パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド類等が使用できる。
【００１８】
その他の添加剤としては、転写性・流動性を向上させるため疎水化処理されたシリカ、二酸化チタン、アルミナ等の微粒子が挙げられ、これらは外部添加してもよい。
【００１９】
次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。
【００２０】
実施例１
図１に示した構成の複写機の黒現像部４に黒色トナーとフェライトキャリアからなる現像剤を入れ、現像部５、６、７にはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアンのトナーを入れた。現像部４は二成分磁気ブラシ接触現像方式であり、現像部５、６、７は一成分非接触現像方式である。各色のトナーはリコー社製デジタルフルカラー複写機ＰＲＥＴＥＲ７５０用負帯電性トナーを用いており着色剤は顔料を用いており、黒トナーはカーボンブラックを使用している。
露光３は、発振波長７８０ｎｍの半導体レーザを使用している。感光体１はこの波長に分光感度を合わせた有機感光体（ＯＰＣ）である。帯電チャージャ２により帯電された感光体表面電位は−７００Ｖであり、黒現像部の現像バイアスは−５５０Ｖである。
【００２１】
まず黒トナーで現像し、転写を行なった後クリーニングを行なわず感光体上に未転写トナーが存在する状態で除電及び帯電、露光を行なう。反転現像の場合、トナー極性と感光体帯電極性が同じであるため、トナーの帯電極性は変わらず露光により感光体表面電位の低下した部分を現像バイアスとの電位差により現像を行なう。このとき露光されなかった部分の転写残トナーは現像時に現像部側への静電力を受けるためクリーニングされる。
露光された部分に付着していた転写残トナーは本来の現像部分であり、クリーニングされないが問題はない。ただし、黒トナー現像終了後、次のカラートナー現像を行なう前に感光体一周以上未露光でクリーニングのみを行なう。
【００２２】
続いて、イエロー、マゼンタ、シアンのカラートナーを順次現像していくが、このとき黒現像部のバイアス電圧を＋１５０Ｖ程度とし磁気ブラシクリーニングを行なうのが有利である。カラートナーの現像は非磁性一成分非接触現像で行なうことにより混色を防止している。
【００２３】
この方法及び装置によって画像試験を行なったところ、クリーニング装置がないにもかかわらず良好なフルカラー画像が安定的に得られた。ただし、３０℃、９０％ＲＨの高湿かつ厚紙を用いた強制条件では若干の黒色の残像を生じた。
【００２４】
実施例２
図２に示した構成のプリンターの現像部４〜７に実施例１と同じトナーを入れた。現像部４〜７はいずれも軟質現像ローラーを用いた接触タイプの一成分現像方式であり、回転することにより現像を行なう現像部を変えていく。露光及び感光体は実施例１と同様である。感光体表面電位は−７００Ｖ、現像バイアス−５００Ｖであり、現像と同時にクリーニングする方法は実施例１と同様であるが、本方式では、各色の転写残トナーをそれぞれの現像部でクリーニングする。従って現像終了後現像剤を接触させた状態で感光体一周以上帯電を行ない、露光せずにまた現像バイアスを印加せずに感光体上に付着したトナーを現像装置でクリーニングした後次の現像を行なう。画像試験では良好なフルカラー画像が安定して得られた。ただし、高湿、厚紙の強制条件では若干の黒色残像を生じた。
【００２５】
実施例３
実施例１で用いた黒色トナーの着色剤をカーボンブラックからオイルブラック８０６（オリエント化学社製  油溶性染料）に変更したトナーを用い他は実施例１と同様の試験を行なった。
画像試験では良好なフルカラー画像が安定して得られ、高湿、厚紙の強制条件でも残像を生じなかった。
【００２６】
実施例４
実施例３で用いた黒色トナーを用いる以外は実施例２と同様の試験を行なった。
画像試験では良好なフルカラー画像が安定して得られ、高湿、厚紙の強制条件でも残像を生じなかった。
【００２７】
【発明の効果】
（１）請求項１のクリーナレスフルカラー画像形成法では、反転現像の特徴を生かし、黒トナー現像部で複数色の転写残トナーを回収するため、従来用いられているクリーナー機構を必要とせず、画像形成装置の小型化や簡素化がはかれる。また、転写残トナーをクリーナーで回収しないためトナーを有効に利用でき、回収トナーの廃棄の手間もなくなる。さらにカラー現像を非接触で行なっているため、トナーどうしの混色にともなう色調再現性の低下も生じないものであり、露光光源の波長に吸収を持たない着色剤で着色されたトナーを用いているため、転写残トナーにより書き込み露光が遮られることによる残像の発生を著しく改善することができる。
（２）請求項２のクリーナレスフルカラー画像形成法では、各色現像部において現像同時クリーニングを行なうためクリーナー機構が不要となり請求項１と同様の利点がある。また、現像終了後感光体一周以上を現像部でクリーニングした後、非接触とし、他の現像を行なうためトナーの混色による色再現性の低下を生じないものであり、露光光源の波長に吸収を持たない着色剤で着色されたトナーを用いているため、転写残トナーにより書き込み露光が遮られることによる残像の発生を著しく改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の実施に有用な画像形成装置の一例の概略図。
【図２】本発明の方法の実施に有用な画像形成装置の一例の他の例の概略図。
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電チャージャ
３  露光
４  黒色現像部
５、６、７  カラー現像部
８  転写紙
９  転写紙担持体
１０  転写チャージャ
１１  除電チャージャ
１２  除電ランプ
【図１】
0003597254.tif 000002
【図２】
0003597254.tif 000003