JP2552658B2 - 二色画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、画像形成装置に係わり、特に二色刷りの画
像形成を行なう二色画像形成装置に関するものである。

（発明の背景） 従来、コンピュータ，ファクシリミ,CAD等の情報機
器，通信機器等の端末装置に用いられるプリンターとし
ては、電子写真法や静電印刷法を用いた静電記録方式の
画像形成装置が多く使用されている。

これらのうち例えば電子写真装置は、レーザビーム,L
ED,LCD等により、予め帯電された感光体（一般的には感
光ドラム）上に静電潜像を形成させ、この静電潜像を現
像装置により可視像顕画化させた後転写紙に転写し、そ
の後定着するという画像形成プロセス工程をたどるよう
に構成されるのが通常であり、一般に最終的に得られる
転写紙上の記録像は黒色の単色となっている。

ところで、一般的な複写あるいはプリントアウトされ
たハードコピーを用いる場合においては、例えばフォー
マットの色と、計算値やデータ値の色を異なる色で表現
したり、CADにより出力された図面の一部を他の色で表
現するなど、画像を二色で区別することは、印刷物の明
瞭化、理解の容易化等の面、更には情報の正確な把握を
促す面で有力な手段であるから、実用的な書類の取扱い
の観点より、少なくとも二色（ないしそれ以上）の多色
印刷を可能とする要望は高くなっている。

このような要望に応えるものの一つが所謂カラー画像
形成装置であるが、これは高コストなものとなることか
ら、低コストで前記要望を一定程度満足させる二色タイ
プの電子写真装置（以下二色電子写真装置という）も提
供されてきている。

第２図はこのような二色電子写真装置の従来例を示し
たものである。

この例の装置は、導電基板上に光導電層を塗布して形
成した静電潜像担持体である感光ドラム（静電潜像担持
体を以下感光ドラムと称す）１を、帯電器２で一様に帯
電させ、次に例えばレーザのような発光素子によって第
１の情報信号３を露光して第１の静電潜像を形成させ、
これを第１の現像装置４で現像させる。この後、第２の
情報信号５を露光して第２の静電潜像を形成させ、これ
を第２の現像装置６で現像させる。

以上のように第1,第２の現像装置により現像された現
像度を担持する感光ドラム１に対し、ポスト帯電器７を
作用させて現像像の極性を所望の極性にした後、現像像
を転写紙９に接触させ、公知の転写帯電器８を用いた転
写プロセスを行なって現像像を転写紙に転写する。次
に、定着器10により定着プロセスを行なわせて所定の２
色画像を有する転写紙を得、他方感光ドラム１に対して
はクリーニング装置11によってクリーニングプロセスを
行なわせることになっている。

そしてこのような第２図に示した二色電子写真装置に
おいては、画像上の混色を防止した前記二色現像を可能
とするため、例えば感光ドラム１を負に帯電した状態と
し、第１の情報露光３はイメージ露光（画像領域の露
光）してこれを負帯電現像剤（以下トナーという）で反
転現像させ、他方、第２の情報露光５はバックグラウン
ド露光として、これにより形成された静電潜像を正帯電
トナーで正現像させる、というように第１及び第２の現
像を相反する極性のトナーで現像させることが有効な方
法である。

ところでこのような二色電子写真装置においては、第
１の現像段階で使用された第１色目の現像剤（以下第１
トナーという）が、第２の現像段階で使用される第２の
現像装置６中に混入し、この第２色目の現像剤（以下第
２トナーという）の現像の際に転写紙の白地を不必要に
現像してしまうという難があり、特にこれは多数のコピ
ーを行なう場合に大きな問題となる。

（発明の目的） 本発明は、以上の従来における問題を解消するために
なされたものであり、その目的は、従来の二色画像形成
装置における欠点、すなわち第１色目のトナーが第２現
像装置に混入する結果として第２色目の現像時に白地部
分を不必要に第１トナーで現像してしまうという欠点を
解消し、鮮明な二色画像を得ることのできる二色画像形
成装置を提供するところにある。

（発明の概要） 上記目的を達成するため、本発明は移動する静電潜像
担持体と、該静電潜像担持体に第１及び第２の静電潜像
を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像担持体上の第
１の静電潜像を第１のトナーで現像する第１の現像手段
と、第１のトナー像を担持している前記静電潜像担持体
上に第２の静電潜像を前記第１のトナーとは逆極性の第
２のトナーで現像する第２の現像手段と、を有する二色
画像形成装置において、前記第２の現像手段は、前記静
電潜像担持体に第２のトナーを供給するトナー担持体
と、該トナー担持体及び前記静電潜像担持体に近接配置
されたトナー回収部材と、該トナー回収部材にバイアス
を印加するバイアス印加手段と、を有し、現像時と非現
像時で前記トナー回収部材に印加するバイアスを切換え
ることにより現像時は前記トナー担持体から前記第１の
トナーを前記トナー回収部材に回収する電界を形成し、
非現像時に前記トナー回収部材から前記第１のトナーを
前記静電潜像担持体に転移させる電界を形成するもので
あることを特徴とする。

上記構成においてのトナー回収手段として具体的には
現像スリーブに近接配置させたバイアスローラを例示す
ることができる。

また上記バイアスローラ等のトナー回収手段に捕集さ
れた第１トナーを最終的に装置の現像プロセス系外に取
除くには、印加電界の作用等によって、バイアスローラ
上の第１トナーを、該バイアスローラから更に他の回収
装置に移行させる構成の手段を用いるが、特には、感光
ドラム及びクリーニング装置を有するという画像形成装
置としての構造の特徴を利用した構成、すなわち現像プ
ロセスの終了後に該感光ドラムを非現像目的で回転させ
ている間に、この非現像時の回転の際に、上記バイアス
ローラから感光ドラムに該第１トナーを転移させ、クリ
ーニング装置で第１トナー回収するという構成、を採用
することが好ましい。このような構成によれば、第２現
像装置の現像スリーブ上からバイアスローラ上に転移し
た第１トナーを回収するための特別の装置を設ける必要
がなく、既存のクリーニング装置を利用して低コストで
かつ構造の簡略化された二色画像形成装置を構成できる
からである。かかる構成は、具体的には例えば、バイア
スローラを感光ドラムに対しても近接配置すると共に、
上記バイアス電圧の印加手段に更に印加電圧の切換え手
段を付設することで構成することができる。

また本発明の二色画像形成装置に用いる潜像形成方法
としては、従来例で述べた方法の他に、潜像保持体上に
同時又は順次高電位レベル，中間レベル，低電位レベル
の３値レベルの潜像を形成し、中間レベルを白地電位レ
ベルとして各々を正規現像，反転現像する２色画像形成
方法や、潜像保持体として両極性感光体を使用するもの
や、誘電体ドラム上に画像情報に応じて形成した正，負
電荷パターンをそれぞれ現像して２色画像を得る方法
等、それぞれ第1,第２の現像で異なる極性のトナーを用
いる潜像形成方法に対して有効である。

（発明の実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図において、１は導電性基板上に光導電層を塗布
することで形成した感光ドラムを示し、６は第２の現像
装置を示している。なお、本実施例は第２の現像装置６
の構成を除き、二色電子写真装置の他の構成及びプロセ
スを説明する部分は前記第２図に示したものと同じであ
り、したがって、第１の現像装置４を含めた他の構成等
についての図示は第１図においてはこれを一部省略して
いる。

本例における第２の現像装置の構成を、その動作説明
に則して以下説明する。

第１色目の現像プロセス 前記感光ドラム１は、帯電器２によって一様に負に帯
電された後、第１図で説明したようにレーザビームによ
って第１の情報信号３が露光される。この第１の情報信
号３の露光は、画像領域を露光するイメージ露光であ
り、画像領域の電荷は該露光によって消失される。次い
で第１図に示した第１の現像装置４は前記の如く形成さ
れた潜像を、負に帯電した例えば赤などの第１トナー
（例えばカラートナー）で反転現像する。

第２色目の現像プロセス 次に前記第１の画像が現像されている感光ドラム１上
に、第２の情報信号５を露光する。この第２の露光５
は、非画像領域を露光するバックグラウンド露光であ
り、感光ドラムには画像領域の電荷だけが残る。したが
ってこのように形成された第２の潜像を、第２の現像装
置６によって、正に帯電した第２トナー（例えば黒トナ
ー）で正現像し顕画する。

以上によって感光ドラム１上には、赤および黒の画像
が形成されることになる。

この第２の現像装置６においては、前述した第１の現
像プロセスで第１の現像装置によって現像された感光ド
ラム１上に載っている第１トナー（カラートナー）が、
第２現像プロセスの際に第２の現像装置の現像スリーブ
61上に転移し、第２トナー内に混入することがある。こ
の混入があった場合に生ずる弊害については既に述べた
通りである。

そこで本実施例においては、この混入による弊害を防
止するために、該第２の現像装置６を次のような工夫さ
れた構成を有するものとした特徴がある。

本例の第２の現像装置６は、一成分磁性トナーである
第２トナーを表面に薄層に塗布した状態で感光ドラム表
面の近傍まで搬送し、かつ次記するバイアス印加の作用
によりこの第２トナーを感光ドラム１の表面に飛翔させ
て現像に供しせしめるための動作を行なう非磁性筒状の
現像スリーブ61と、この現像スリーブ61の筒内に内装さ
れ、かつ現像スリーブ61表面に第２トナーを保持搬送さ
せるための磁界作用を及ぼすマグネットロール62と、現
像スリーブ61の表面で保持搬送される第２トナーの厚み
を規制するために用いられる規制ブレード63と、第２ト
ナーを貯蔵するホッパー68と、を備えた公知の現像装置
としての構成を有し、またこの構成に加えて更に、上記
現像スリーブ61の近傍であって、上記感光ドラム１の回
転下流側の位置に、離間平行して軸支された回転可能な
バイアスローラ64を設けた、という構成を備えた特徴が
ある。

なお、前記スリーブ61と感光ドラム１の間には、バイ
アス電源65により直流を重畳した交流バイアスが印加さ
れて、この状態で第２の現像プロセスを行なうようにさ
れている。

上述の如く現像スリーブ61に対し平行配置されたバイ
アスローラ64は、このバイアスローラとスリーブの間に
電界を形成させ、更にこのバイアスローラ64を上記スリ
ーブ61の図示回転方向（矢印Ａ）とは逆方向（矢印Ｂ方
向）に回転させることで、感光ドラム１上からスリーブ
上に転移した第１のトナーの回収を可能としている。

前記構成を有する現像装置６を用いて具体的に行なっ
た実施例についての一例を説明する。

第３図に示したように、現像動作中ではバイアスロー
ラ64は切換えスイッチ67によってバイアス電源66と接続
している。

現像スリーブ61とバイアスローラ64の間の隙間を300
μｍに測定して、現像スリーブ61に印加した交流電圧を
1600Hz,1300Vとし、重畳した直流成分を−300Vとして、
いまバイアスローラ64に−150Vの直流電圧を印加したと
する。この状態では、第２の現像装置において感光ドラ
ム１の静電潜像を現像するために正に帯電されているト
ナーに対しては逆電界となるので、上記第２の現像装置
の一成分磁性トナーはバイアスローラ64には転移しない
が、感光ドラム１植より現像スリーブ61上に転移した第
１のトナーは、上記電界の作用によりバイアスローラ64
に転移する。

なおこの場合、現像スリーブ61に内装したマグネット
62は、上記バイアスローラ64に対向した位置に磁極Ｎを
配置する構成とすることが好ましい。これは現像スリー
ブ61の表面において第２のトナーを穂立ちさせて、該現
像スリーブの表面に静電的に付着した第１のトナーをバ
イアスローラ64に転移させ易くなるからである。更にま
た、上記バイアスローラ64に対向させるマグネット62の
Ｎ磁極はその磁束密度を600G以上とすることがよく、こ
れによって第２のトナーの現像スリーブ61による保持力
（拘束力）が強まるため、該第２のトナーのバイアスロ
ーラ64への誤った転移が可及的に防止できる利点が得ら
れるからである。

上記によってバイアスローラ64上に転移した第１のト
ナーは、画像形成装置の通常の動作中にはそのままバイ
アスローラ64に保持されている。この後、該装置が所定
の動作を終了して次ぎの画像形成動作に入る前に、切換
えスイッチ67によってバイアスローラ64に印加する電界
を切換える構成としているので、第１トナーは該バイア
スローラ64上から除去することができる。

例えば本例においては、上記バイアスローラ64を感光
ドラム１に対して近接配置すると共に、この感光ドラム
１とバイアスローラ64の間の印加電圧を切換える切換え
スイッチ67を設けてあり、これによって、非現像時にバ
イアスローラ上の第１のトナーが感光ドラム１側に転移
できるように両者間の電界を制御し、該第１のトナーを
感光ドラム上に転移させることができるようにしてい
る。感光ドラム上に転移された第１のトナーは、該感光
ドラムが回転して現像剤回収装置たるクリーニング装置
11によりクリーニングされる。

本例の具体的一例を説明すれば、バイアスローラ64の
接続を切換えスイッチ67によって第４図に示したように
切換え、バイアスローラ64上に捕集されている第１のト
ナーの回収時（非現像時）における感光ドラム１上の潜
像電位を一様に0V程度に設定し、この状態でバイアスロ
ーラ64に1600Hz,1300Vp−ｐの交流に−300Vの直流を重
畳した電圧を印加する。なお感光ドラム１とバイアスロ
ーラ間の間隙は500μｍに設定し、また現像スリーブ61
にはバイアスローラ64と同期した同条件のバイアスを印
加する。

以上の設定により、バイアスローラ上に捕集されてい
た第１のトナーは感光ドラム上に転移され、上記の如く
最終的にはクリーニング装置11によって回収される。ま
た上記の如くバイアスローラ64と現像スリーブ61の間に
該第１のトナーの逆戻りの防止及び現像スリーブからバ
イアスローラへの第１のトナーの転移が行なわれるよう
にバイアスを印加しているため、この第１のトナーの現
像スリーブ側への逆戻りは防止され、また現像スリーブ
上に残っていた第１のトナーのバイアスローラ→感光ド
ラム→クリーニング装置への移行が行なわれて、次回以
降に行なわれる画像形成動作に際しての第１のトナーに
よる転写紙白地部分の無用な現像が防止される。

ところで、本発明におけるバイアスローラ64に印加す
るバイアス電圧の切換えは切換えスイッチ67によって行
なわれるが、以下そのタイミングについて第５図を参照
しながら説明する。

第５図は装置作動中のシーケンスを示している。

装置をオンすると、ドラムの回転動作が開始し、時間
t₁に第１の画像露光３が始まり、更に第１の露光部が第
１の現像部４へ移動する時間t₂後に、第１の現像が行な
われる。

第２の露光５は、第１の露光部が第２の露光領域へ移
動する時間t₃後に始まり、第１の画像と第２の画像がぴ
ったり合うように同期がとられている。

第２の現像装置６に印加する現像バイアスはドラムの
回転と同時に印加されるが、第２の潜像を現像するバイ
アス値を設定した現像バイアスＩと、作像サイクル間の
ブランク領域を現像しないようなバイアス値を設定した
現像バイアスIIが、画像領域に合せて切換えるような構
成としてある。

第２の露光部は、露光開始t₄後に第２の現像装置６を
通過するが、第２の露光部が第２の現像装置を通過する
時間に前後にそれぞれ時間Δｔだけ余裕をもたせて、現
像バイアスＩが印加される。

この第２の現像バイアスＩが印加されるとほぼ同じタ
イミングでバイアスローラ64にはスリーブ61上の第１の
トナーを捕集するように設定したバイアス値を印加す
る。

一方、画像部が第２の現像装置６を通過してしまい、
次の画像部が移動してくるまでの間や、装置オンから１
番目の画像が移動してくるまでの間、更には、最後の画
像を現像し終ってドラムが停止するまでの間において
は、第２の現像装置６には現像バイアスIIが印加され
る。

この第２の現像はバイアスが印加されるのとほぼ同じ
タイミングで、バイアスローラ61には該バイアスローラ
61に捕集した第１のトナーを感光ドラム１に飛翔させる
ように設定したバイアス値を印加する等の構成とするこ
ともできる。このような構成の場合には上記実施例と同
様の効果がある他、更に第２の現像装置に混入した第１
のトナーが、極性の異なる第２のトナーと凝集して、第
２の現像性が損なわれるのを防止できるという効果も得
られるという利益がある。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明よりなる画像形成装置にお
いては、静電潜像担持体の移動方向に沿って連続的に配
置された二色現像用の二つの現像装置の内、移動方向に
関して下流側に位置する第２現像装置に、その上流側に
位置する第１の現像装置から混入するトナーがあって
も、これが転写紙の白地部分を現像することがないよう
除去することが可能となって、常に鮮明な二色画像を得
ることができるという効果があり、その有用性は大なる
ものがある。

また、本発明では、第１の現像装置から混入するトナ
ーの回収手段として既設のトナー回収手段を用い、安価
で確実にトナーの回収ができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明よりなる二色現像タイプの画像形成
装置における第２の現像装置の構成概要一例を示す図、
第２図はこの第２の現像装置が適用される２色現像タイ
プ画像形成装置の全体の構成概要一例を一部省略して示
した図である。第３図及び第４図はバイアス切換えの状
態を説明するための図、第５図は上記例における装置作
動中のシーケンスを示した図である。 1:感光ドラム、2:帯電器 3:第１の情報信号（イメージ露光） 4:第１の現像装置 5:第２の情報信号（バックグラウンド露光） 6:第２の現像装置 11:クリーニング装置 61:スリーブ 62:マグネットロール 64:バイアスローラ 65,66:バイアス電源 67:切換えスイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動する静電潜像担持体と、該静電潜像担
   持体に第１及び第２の静電潜像を形成する潜像形成手段
   と、前記静電潜像担持体上の第１の静電潜像を第１のト
   ナーで現像する第１の現像手段と、第１のトナー像を担
   持している前記静電潜像担持体上に第２の静電潜像を前
   記第１のトナーとは逆極性の第２のトナーで現像する第
   ２の現像手段と、を有する二色画像形成装置において、 前記第２の現像手段は、前記静電潜像担持体に第２のト
   ナーを供給するトナー担持体と、該トナー担持体及び前
   記静電潜像担持体に近接配置されたトナー回収部材と、
   該トナー回収部材にバイアスを印加するバイアス印加手
   段と、を有し、現像時と非現像時で前記トナー回収部材
   に印加するバイアスを切換えることにより現像時は前記
   トナー担持体から前記第１のトナーを前記トナー回収部
   材に回収する電界を形成し、非現像時に前記トナー回収
   部材から前記第１のトナーを前記静電潜像担持体に転移
   させる電界を形成するものであることを特徴とする二色
   画像形成装置。