JP2607426B2 - Multicolor image forming device - Google Patents

Multicolor image forming device

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JP2607426B2
JP2607426B2 JP6158741A JP15874194A JP2607426B2 JP 2607426 B2 JP2607426 B2 JP 2607426B2 JP 6158741 A JP6158741 A JP 6158741A JP 15874194 A JP15874194 A JP 15874194A JP 2607426 B2 JP2607426 B2 JP 2607426B2
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developer
toner
carrier
developing
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哲 羽根田
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  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Color Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、多色画像形成装置に関
し、例えば像担持体上に順次色の異なるトナー像を形成
して多色像を得るに特に好適な多色画像形成装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multicolor image forming apparatus, and more particularly to a multicolor image forming apparatus which is particularly suitable for obtaining a multicolor image by sequentially forming toner images of different colors on an image carrier.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述のような多色画像形成装置の典型的
なものは多色画像形成装置である。この多色画像形成装
置には、記録紙に一色ずつトナー像を順次転写して多色
画像を記録するものと、像担持体上へ一色ずつ順次現像
し、その後転写を行って多色画像を記録することがあ
る。これらの多色画像形成装置等においては、像担持体
に形成した静電潜像を複数の現像装置のうち一つの現像
装置によって現像し、その現像の間は他の現像装置を現
像に供されないようにしている。このような画像形成装
置では、像担持体に形成されたトナー像を構成するトナ
ー粒子が別のトナーを収納している現像装置に混入する
という問題、或いは潜像上の他の現像装置からトナーが
混入するという問題がある。この問題は、像担持体上へ
一色ずつ順次現像して多色画像を形成する画像形成装置
においては色にごり等を発生させる原因となる。
2. Description of the Related Art A typical multi-color image forming apparatus as described above is a multi-color image forming apparatus. The multi-color image forming apparatus is configured to sequentially transfer toner images one by one to recording paper to record a multi-color image, and to sequentially develop one color at a time on an image carrier, and then perform transfer to form a multi-color image. May be recorded. In these multicolor image forming apparatuses and the like, an electrostatic latent image formed on an image carrier is developed by one of a plurality of developing devices, and other developing devices are not subjected to development during the development. Like that. In such an image forming apparatus, there is a problem that toner particles constituting a toner image formed on an image carrier are mixed into a developing device containing another toner, or the toner is not transferred from another developing device on a latent image. Is mixed in. This problem causes color smearing in an image forming apparatus that sequentially develops one color at a time on an image carrier to form a multicolor image.

【0003】上記の問題を更に説明する。The above problem will be further described.

【0004】潜像を現像する典型的な方法として、現像
剤搬送担体上に形成した現像剤層で像担持体を摺擦し、
トナー粒子を潜像に付着させる磁気ブラシ現像法と、現
像剤層を像形成体に接触させない状態に置き、現像剤層
からトナー粒子を飛翔させて潜像に付着させる非接触現
像法とがある。
As a typical method for developing a latent image, an image carrier is rubbed with a developer layer formed on a developer carrier,
There is a magnetic brush development method in which toner particles are attached to a latent image, and a non-contact development method in which a developer layer is placed in a state where it is not in contact with an image forming body, and toner particles fly from the developer layer and adhere to the latent image. .

【0005】磁気ブラシ現像法においては、形成された
トナー像を現像に供されない現像装置の磁気ブラシが掻
き取手しまい、画像が著しく劣化するとともに、現像装
置に別種のトナーが混入する。そこで磁気ブラシ現像法
では、現像に供されない現像装置の磁気ブラシを現像剤
搬送担体から除くか、或いは像担持体に接触しないよう
にする必要がある。
In the magnetic brush developing method, the magnetic brush of a developing device that is not used for developing the formed toner image is scraped off, and the image is significantly deteriorated, and another kind of toner is mixed into the developing device. Therefore, in the magnetic brush developing method, it is necessary to remove the magnetic brush of the developing device that is not used for development from the developer carrier or to prevent the magnetic brush from coming into contact with the image carrier.

【0006】非接触現像法においては、非接触の現像剤
層からトナー粒子を飛翔させて像担持体の潜像に充分付
着させるために、現像剤搬送担体に交流電圧が印加され
る。そして、磁気ブラシ現像法の場合のような形成され
たトナー像が掻き取られることはないが、交流電圧によ
り発生するトナー粒子を現像剤搬送担体へ移行させる力
の影響ではやはり異種のトナーが現像装置中に混入す
る。このため現像に供されない現像装置には上記の交流
電圧は印加しないようにしている。しかし、完全に異種
トナーの混入を妨げないのが実情である。また、潜像電
位にトナーが引かれて付着することを妨げないのが実情
である。さらに、非接触現像法は、トナー粒子を飛翔さ
せるために、トナー粒子の飛散が比較的多く、この飛散
して浮遊したトナーが他の現像装置に混入することもあ
る。
In the non-contact developing method, an AC voltage is applied to the developer carrier in order to cause toner particles to fly from the non-contact developer layer and sufficiently adhere to the latent image on the image carrier. Although the formed toner image is not scraped off as in the case of the magnetic brush developing method, different kinds of toners are still developed due to the force of transferring the toner particles generated by the AC voltage to the developer carrier. Mix in equipment. For this reason, the above-described AC voltage is not applied to a developing device that is not used for development. However, the fact is that the mixing of different types of toner is not completely prevented. In fact, it does not prevent the toner from being attracted and attached to the latent image potential. Furthermore, in the non-contact development method, since toner particles fly, the toner particles are relatively scattered, and the scattered and floating toner may be mixed into another developing device.

【0007】従来のカラー画像記録装置では、現像を行
っていない現像装置に対して、(1)現像剤搬送担体上
の現像剤層の搬送を止める、(2)現像剤搬送担体を像
担持体から離すようにする、(3)現像剤搬送担体上の
現像剤層を掻き落とすようにする等の方法を採用してい
る。しかし、これらの方法では、交流電圧により移行す
るトナー粒子や飛翔トナー粒子の現像装置への混入及び
潜像に対する他の現像装置からのトナーの付着を充分に
解消することができなかった。また、上記(2),
(3)の方法は、機械的な動作を必要とするために装置
が複雑になり、その負担も大きくなるという問題もあ
る。
In the conventional color image recording apparatus, (1) the transport of the developer layer on the developer transport carrier is stopped with respect to the developing device that is not performing development, and (2) the developer transport carrier is connected to the image carrier. (3) The developer layer on the developer carrier is scraped off. However, these methods have not been able to sufficiently eliminate toner particles or flying toner particles transferred by an AC voltage from being mixed into a developing device and adhesion of toner from another developing device to a latent image. In addition, the above (2),
The method of (3) has a problem that the device is complicated because a mechanical operation is required, and the burden is increased.

【0008】また、記録紙へのトナー像の転写が終了す
ると、像担持体は、除電され、次いで転写され切れずに
残留するトナーを掻き取りしてクリーニングされ、次の
画像形成に備えるのであるが、除電によって像担持体の
静電気を完全に除去するのは至難であり、そのため、次
の潜像形成以前に、折角クリーニングされた像担持体上
に僅か乍らトナーが付着することがある。このような問
題は、多色画像形成装置に限らず、モノカラーの画像形
成装置(現像装置は一つである)にも起こる。
Further, when the transfer of the toner image to the recording paper is completed, the image carrier is neutralized, and then the remaining toner that has not been transferred is scraped off and cleaned to prepare for the next image formation. However, it is extremely difficult to completely remove the static electricity from the image carrier by static elimination, so that a small amount of toner may adhere to the image carrier that has been cleaned before the next latent image is formed. Such a problem occurs not only in a multi-color image forming apparatus but also in a mono-color image forming apparatus (the number of developing devices is one).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであって、複数の現像装置のうち
の現像に供されていない現像装置に、既に像担持体上に
像を形成しているトナー粒子や、他の現像装置のトナー
粒子が混入したり、現像停止中の現像装置から像担持体
へのトナーが付着したりするのを効果的に防止するよう
にした多色画像形成装置を提供することを目的としてい
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been developed in which a developing device which is not used for development among a plurality of developing devices is already provided on an image carrier. To effectively prevent the toner particles forming the toner particles or toner particles from other developing devices from being mixed in, or the toner from the developing device whose development is stopped to adhere to the image carrier. It is an object to provide a color image forming apparatus.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、像担持体と、
像担持体上を一様に帯電する帯電手段と、この像担持体
に潜像を形成する潜像形成手段と、現像域において像担
持体と現像剤搬送担体上の現像剤層とを非接触で対向さ
せトナーをバイアス電圧下で飛翔させて反転現像を行う
現像装置とを有し、帯電と潜像形成と反転現像を繰り返
し前記像担持体上に色の異なる複数のトナー像を重ね合
わせた後、転写材に転写する多色画像形成装置におい
て、画像部潜像の前後に現像剤消費用潜像を形成し、該
現像剤消費用潜像が前記現像域を通過する時には前記現
像剤搬送担体上での現像剤の搬送を停止すると共に、前
記現像剤搬送担体に前記現像剤消費用潜像にトナーを飛
翔させるトナーと同極性のバイアス電圧を印加し、他の
色の画像部潜像が前記現像域を通過する時には前記現像
剤搬送担体上での現像剤の搬送を停止すると共に、前記
現像剤搬送担体にトナーと同極性のバイアス電圧を印加
することを特徴とする多色画像形成装置に係る。
According to the present invention, there is provided an image carrier,
Charging means for uniformly charging the image carrier, latent image forming means for forming a latent image on the image carrier, and non-contact between the image carrier and the developer layer on the developer carrier in the developing area A developing device that performs reversal development by causing the toner to fly under a bias voltage while facing each other, and repeating charging, latent image formation, and reversal development by superimposing a plurality of toner images of different colors on the image carrier. Then, in a multicolor image forming apparatus for transferring to a transfer material, a latent image for developer consumption is formed before and after the latent image in the image area, and when the latent image for developer consumption passes through the development area, the developer is conveyed. Stopping the transport of the developer on the carrier, and applying a bias voltage having the same polarity as that of the toner for causing the toner to flow on the developer-consumption latent image to the developer transport carrier, thereby forming an image portion latent image of another color. When the developer passes through the developing area, the current It stops the conveyance of the material, according to the multi-color image forming apparatus characterized by applying a bias voltage of the same polarity as the toner in the developer transport carrier.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図示例を参照しながら本発明を具体的
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the illustrated examples.

【0012】図1は、記録紙に順次現像剤(トナー)像
を転写して多色像を形成する多色画像形成装置の例を示
す概要構成図、図2は現像装置の例を示す部分断面図、
図3は図1の多色画像形成装置における多色画像形成の
タイミングチャート、図4は像担持体上に順次トナー像
を形成して多色像を得る多色画像形成装置の例を示す概
要構成図、図5は図4の多色画像形成装置における多色
画像形成のタイミングチャートである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a multicolor image forming apparatus for sequentially transferring a developer (toner) image to recording paper to form a multicolor image, and FIG. 2 is a portion showing an example of the developing device. Sectional view,
FIG. 3 is a timing chart of forming a multicolor image in the multicolor image forming apparatus of FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a multicolor image forming apparatus that sequentially forms a toner image on an image carrier to obtain a multicolor image. FIG. 5 is a timing chart of multicolor image formation in the multicolor image forming apparatus of FIG.

【0013】図1の多色画像形成装置において、1は導
電性層と光導電層を基本構成とした感光体層を有するド
ラム状像担持体である。複写すべき原稿は原稿台ガラス
2上に載置され、露光ランプ3によって照射される。原
稿面からの反射光はミラー4〜7、結像レンズ8及び色
分解手段9介して像担持体面に入射する。像担持体1
は、矢印方向に回転し、帯電器10によって表面を一様帯
電され、その帯電面に前述の色分解手段9を通った光が
入射されて、色分解手段9の光路に挿入されているフィ
ルタに対応した色別の静電潜像を形成される。即ち、像
担持体1への原稿像の投影は像担持体1の表面速度に比
例して原稿台ガラス2又は露光光学系の露光ランプ3と
ミラー4及びミラー5,6が移動する原稿面の露光走査
によって行われ、色分解手段9は、青,緑,赤のフィル
タを備えていて、1回の露光走査の間何れかの色フィル
タを選択して光路に挿入する。形成された静電潜像は複
数の現像装置11A〜11Cのうち何れかの現像装置、望ま
しくは用いられた色分解フィルタと補色関係にある色ト
ナーを収納する現像装置によって現像される。即ち、複
数の現像装置11A〜11Cは、それぞれ色分解手段9の
青,緑,赤のフィルタに対し、それぞれイエロー,マゼ
ンタ,シアンの色トナー粒子を現像剤に用いている。12
は現像装置11A〜11Cにバイアス電圧を印加するバイア
ス電源である。
In the multicolor image forming apparatus shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a drum-shaped image carrier having a photosensitive layer having a conductive layer and a photoconductive layer. A document to be copied is placed on a platen glass 2 and irradiated by an exposure lamp 3. Light reflected from the document surface is incident on the image carrier surface via mirrors 4 to 7, imaging lens 8 and color separation means 9. Image carrier 1
Is rotated in the direction of the arrow, the surface of the filter is uniformly charged by the charger 10, and the light passing through the above-described color separation means 9 is incident on the charged surface, and is inserted into the optical path of the color separation means 9. Is formed for each color. That is, the projection of the original image onto the image carrier 1 is performed in proportion to the surface speed of the image carrier 1 on the original platen glass 2 or the exposure lamp 3 of the exposure optical system and the original surface on which the mirrors 4 and 5 and 6 move. This is performed by exposure scanning, and the color separation means 9 includes blue, green, and red filters, and selects one of the color filters and inserts it into the optical path during one exposure scanning. The formed electrostatic latent image is developed by any one of the plurality of developing devices 11A to 11C, preferably a developing device that stores a color toner having a complementary color relationship with the used color separation filter. That is, the plurality of developing devices 11A to 11C use yellow, magenta, and cyan color toner particles as developers for the blue, green, and red filters of the color separation unit 9, respectively. 12
Is a bias power source for applying a bias voltage to the developing devices 11A to 11C.

【0014】一方、記録紙Pは、図示していない送り込
み手段によってドラム状の転写ユニット13に送り込ま
れ、グリッパー13の矢印方向の回転と共に移動する。
On the other hand, the recording paper P is fed into a drum-shaped transfer unit 13 by feeding means (not shown), and moves with the rotation of the gripper 13 in the direction of the arrow.

【0015】前述の現像されたトナー像は、転写ユニッ
ト13内に設けた転写器15によって記録紙Pに転写され
る。単色画像複写の場合は、記録紙Pは直ちに分離爪16
の作動によって転写ユニット14によって先端を把持させ
て、転写ユニット13から分離され、加熱定着ローラ17へ
送られてトナー像を定着した後、装置外に排出される。
二色以上の多色画像複写の場合は、分離爪16は作動せ
ず、記録紙Pは転写ユニット13に保持されたまま回転す
る。
The developed toner image is transferred onto a recording sheet P by a transfer unit 15 provided in the transfer unit 13. In the case of a single-color image copy, the recording paper P is
By the operation of, the leading end is gripped by the transfer unit, separated from the transfer unit, sent to the heat fixing roller 17 to fix the toner image, and then discharged out of the apparatus.
In the case of copying a multicolor image of two or more colors, the separation claw 16 does not operate, and the recording paper P rotates while being held by the transfer unit 13.

【0016】トナー像を転写した像担持体の表面は、残
留トナーをクリーニング装置18になよって除去して、次
の像形成工程に備える。そして、二色以上の多色画像転
写の場合は、帯電器10によって帯電された表面に色分解
手段9のフィルタを換えて前回と同じ像露光を入射し、
異なる色分解の静電潜像を形成する。この静電潜像を対
応した前とは別の現像装置でトナー像に現像し、そのト
ナー像を転写ユニット13に保持されている記録紙Pの先
のトナー像位置に重ねて転写する。これによって記録紙
P上に二色画像が形成されるようになり、二色画像複写
の場合は、この時点で分離爪16が作動して記録紙Pを転
写ユニット13から分離し、後は単色の場合と同様にトナ
ー像の定着を行って、排出する。三色画像複写の場合
は、分離爪16はまだ作動せず、更に、像担持体1に異な
る色分解の静電潜像の形成と、別の現像装置による現像
とが前と同様に行われ、そのトナー像が記録紙Pに前と
同様に転写されるようになった時点で初めて分離爪16が
動作する。後は、単色や二色の場合と同様に、記録紙P
はトナー像を定着されて排出される。
The surface of the image carrier on which the toner image has been transferred is cleaned of residual toner by a cleaning device 18 to prepare for the next image forming step. Then, in the case of multicolor image transfer of two or more colors, the same image exposure as the previous time is made incident on the surface charged by the charger 10 by changing the filter of the color separation means 9,
Form electrostatic latent images of different color separations. The electrostatic latent image is developed into a toner image by a corresponding developing device different from that before, and the toner image is transferred onto the recording paper P held by the transfer unit 13 at a position above the toner image. As a result, a two-color image is formed on the recording paper P. In the case of two-color image copying, the separating claw 16 is actuated at this time to separate the recording paper P from the transfer unit 13, and thereafter, a monochrome image is formed. The toner image is fixed and discharged in the same manner as in the above case. In the case of three-color image copying, the separation claw 16 has not yet been operated, and the formation of an electrostatic latent image of a different color separation on the image carrier 1 and the development by another developing device are performed as before. The separation claw 16 operates only when the toner image is transferred onto the recording paper P in the same manner as before. After that, as in the case of single color or two colors, the recording paper P
Is discharged after the toner image is fixed.

【0017】現像装置11A〜11Cには図2に示したよう
な基本構成の現像操作が用いられる。この現像装置は、
現像剤搬送担体である非磁性の現像スリーブ21が左回転
し、内部の磁石体22が右回転して、現像剤溜まり23の現
像剤を現像スリーブ21の表面に吸着し、磁石体22の回転
と逆方向に搬送するものである。現像スリーブ21上に搬
送される現像剤は、途中において層厚規制ブレード24に
より厚さを規制され、現像剤層を形成する。
The developing devices 11A to 11C use a developing operation having a basic configuration as shown in FIG. This developing device
The non-magnetic developing sleeve 21, which is a developer carrier, rotates counterclockwise, and the internal magnet body 22 rotates clockwise to attract the developer in the developer pool 23 to the surface of the developing sleeve 21 and rotate the magnet body 22. It is transported in the opposite direction. The thickness of the developer conveyed onto the developing sleeve 21 is regulated on the way by the layer thickness regulating blade 24 to form a developer layer.

【0018】現像を行うときは、バイアス電源12によっ
て、必要に応じて直流バイアス電圧及び/又は交流電圧
を現像スリーブ21に印加する。これによって現像域Eに
おいて現像が行われ、現像域Eを通過した現像剤層はク
リーニングブレード25によって現像スリーブ21から除か
れ、現像剤溜まり23に還元される。現像剤溜まり23には
トナー補給される。現像剤溜まり23にはトナー補給ロー
ラ26によってトナーホッパー27からトナーが補給され
る。また、現像剤溜まり23の現像剤は、撹拌手段28によ
って均一に撹拌されると共に、トナー粒子に充分な電荷
が与えられる。
When the development is performed, a DC bias voltage and / or an AC voltage are applied to the developing sleeve 21 by the bias power supply 12 as necessary. As a result, development is performed in the developing region E, and the developer layer that has passed through the developing region E is removed from the developing sleeve 21 by the cleaning blade 25 and is reduced to the developer reservoir 23. The developer reservoir 23 is supplied with toner. Toner reservoir 23 is supplied with toner from toner hopper 27 by toner supply roller 26. Further, the developer in the developer reservoir 23 is uniformly stirred by the stirring means 28, and a sufficient charge is given to the toner particles.

【0019】以上述べたところにおいて、現像剤層の搬
送は、現像スリーブ21を静止又は右回転させて行って
も、或いは、磁石体22を左回転又は静止させて行っても
よい。
In the above description, the transport of the developer layer may be performed while the developing sleeve 21 is stationary or clockwise, or the magnet body 22 may be rotated counterclockwise or stationary.

【0020】また、現像剤には、磁性トナー粒子からな
る一成分現像剤も用い得るが、磁性キャリア粒子と非磁
性トナー粒子の混合した二成分現像剤が色の鮮明性やト
ナーの帯電制御等の点から好ましく用いられる。好適な
現像剤の詳細については後述する。
As the developer, a one-component developer composed of magnetic toner particles can be used. However, a two-component developer in which magnetic carrier particles and non-magnetic toner particles are mixed is used to provide color clarity and toner charge control. It is preferably used from the viewpoint of. Details of a suitable developer will be described later.

【0021】更に、非接触現像法による場合、現像スリ
ーブ21にバイアス電圧を印加してトナーの飛翔制御を効
果的に行うためには、像担持体1と現像スリーブ21の間
隙を数10〜2000mmの範囲とし、従って層厚規制ブレード
24によって規制する現像剤の層厚をそれより薄くするの
が好ましい。この現像域の間隙を狭くし過ぎると、現像
剤層の厚さを極めて薄くしなければならず、それでは均
一な層厚が得られなくなり、従って現像域に安定してト
ナー粒子を供給することができなくなるばかりでなく、
現像スリーブ21と像担持体1の間で放電し易くなって現
像剤を損傷したり、トナー粒子を飛散させたりし易くな
る。これに対して現像域の間隙を広くし過ぎると振動電
解によるトナーの飛散制御が困難となる。
Further, in the case of the non-contact developing method, in order to effectively control the flying of the toner by applying a bias voltage to the developing sleeve 21, the gap between the image carrier 1 and the developing sleeve 21 must be several tens to 2000 mm. And therefore the thickness regulating blade
It is preferable to make the layer thickness of the developer regulated by 24 smaller. If the gap in the development area is made too narrow, the thickness of the developer layer must be extremely thin, so that a uniform layer thickness cannot be obtained. Therefore, it is necessary to supply toner particles stably to the development area. Not only cannot
Discharge is easily caused between the developing sleeve 21 and the image carrier 1, so that the developer is easily damaged and toner particles are easily scattered. On the other hand, if the gap in the developing area is too wide, it becomes difficult to control the scattering of toner by vibrating electrolysis.

【0022】現像装置11A〜11Cに以上の好ましい条件
を用いることによって、それぞれの現像装置11A〜11C
による色別の静電潜像の現像をかぶりなく鮮明に行うこ
とができる。従って、記録紙Pに鮮明な単色画像や多色
カラー画像の記録が行われる。
By using the above preferable conditions for the developing devices 11A to 11C, the respective developing devices 11A to 11C
The development of the electrostatic latent image for each color can be performed sharply without fogging. Therefore, a clear monochromatic image or a multicolor image is recorded on the recording paper P.

【0023】本発明では、現像の停止時には現像剤搬送
担体(スリーブ21)の回転を止めてから(マグネット22
が回転している場合はこれも止める)現像域Eに於ける
スリーブ21上の現像剤を減少させる。この現像剤減少に
は、以下に述べるような方法が効果的である。
In the present invention, when the development is stopped, the rotation of the developer carrier (sleeve 21) is stopped, and then the rotation of the magnet carrier (sleeve 21) is stopped.
(If the image is rotating, stop this operation.) The developer on the sleeve 21 in the development area E is reduced. The method described below is effective for reducing the developer.

【0024】この例における静電潜像には、現像剤消費
用潜像(ドラム状像担持体の軸に平行な幅数cmのもの)
と原稿の走査露光によって形成された潜像(以下、画像
部潜像と呼ぶ)とがある。現像停止時にはスリーブ21の
回転を止め、像担持体1上に予め形成されている現像剤
消費用潜像を現像する。その結果、現像域Eに於けるス
リーブ21上には現像剤が消費されてなくなってしまう。
従って、その後に現像域Eに画像部潜像がきても、これ
に現像剤が付着することはない。
The electrostatic latent image in this example includes a developer consuming latent image (having a width of several cm parallel to the axis of the drum-shaped image carrier).
And a latent image formed by scanning exposure of a document (hereinafter, referred to as an image portion latent image). When the development is stopped, the rotation of the sleeve 21 is stopped, and the latent image for developer consumption formed in advance on the image carrier 1 is developed. As a result, the developer is not consumed on the sleeve 21 in the developing area E.
Therefore, even if the image area latent image comes to the development area E thereafter, the developer does not adhere to this.

【0025】上記のように現像の停止は現像剤搬送の停
止とそれに続く現像剤の消費とを行えば実現できる。現
像剤消費用潜像は、像担持体1の画像部潜像の後側に近
接して形成するのが良く、或いは次の画像潜像の前側に
近接して形成しても良い。
As described above, the stop of the development can be realized by stopping the transport of the developer and subsequently consuming the developer. The developer consumption latent image may be formed close to the rear side of the image latent image on the image carrier 1 or may be formed close to the front side of the next image latent image.

【0026】上記では、画像部潜像を現像するときのバ
イアス電圧をその儘印加した状態で現像剤消費用潜像を
現像して現像剤を消費させる。更に、現像装置のバイア
ス電源のON−OFFを行わなくともよく、バイアス電
源を共通にすることもできる。即ち、現像に供されない
現像装置の現像剤搬送担体上から現像剤は既に消費され
ているので、現像剤が像担持体に移行しないよにするた
めの現像バイアス変化による現像停止手段(交流バイア
ス電源の印加停止、直流バイアスのみ印加、現像装置又
はスリーブ21のフローティング、スリーブ21を接地する
等)は必ずしも必要ではなくなる。また更に非接触現像
では、現像バイアスの現像性に及ぼす効果が大きいこと
を利用して、現像剤消費時に現像バイアスを変化させる
(交流電圧を高くし、周波数を低くし、直流成分を変化
させる)ことにより、消費される現像剤の量を多くする
ことができる。
In the above, the developer consuming latent image is developed while the bias voltage for developing the image portion latent image is applied as it is, and the developer is consumed. Further, the bias power supply of the developing device does not need to be turned on and off, and a common bias power supply can be used. That is, since the developer has already been consumed from the developer carrying carrier of the developing device that is not used for development, the development stop means (AC bias power supply) by changing the developing bias to prevent the developer from transferring to the image carrier. , Application of only a DC bias, floating of the developing device or the sleeve 21, grounding of the sleeve 21, etc.) are not always necessary. Further, in the non-contact development, the developing bias is changed when the developer is consumed by using the fact that the developing bias has a large effect on the developability (the AC voltage is increased, the frequency is reduced, and the DC component is changed). Thereby, the amount of the consumed developer can be increased.

【0027】上記非画像領域の現像剤消費制御に加え
て、その後に現像バイアスを変化させることによる現像
停止手段と併用させると、前述のような現像剤の混入や
飛翔を防止するのに一層効果的である。
In addition to the above-described control of the consumption of the developer in the non-image area, when used in combination with the development stopping means by changing the developing bias thereafter, it is more effective to prevent the mixing of the developer and the flying as described above. It is a target.

【0028】図1の多色画像形成装置では、現像したり
飛散したトナーが他の現像装置に混入するのを防ぐた
め、バイアス電源12は、上流側の現像装置11Aで現像を
行う像形成工程においては、現像を行う現像装置11Aに
現像バイアス電圧を印加するだけでなく、下流側の現像
装置11B,11C等にも上流側の現像装置11Aで形成した
トナー像が通過するまでの間トナー粒子の飛翔を阻止す
るバイアス電圧を印加するようにしている。
In the multicolor image forming apparatus shown in FIG. 1, in order to prevent the developed or scattered toner from being mixed into another developing apparatus, the bias power supply 12 is used for the image forming step of performing the development in the upstream developing apparatus 11A. In this case, not only is the developing bias voltage applied to the developing device 11A for developing, but also the toner particles are formed in the downstream developing devices 11B and 11C until the toner image formed by the upstream developing device 11A passes. A bias voltage for preventing the flight of the airplane is applied.

【0029】図3は、帯電及び像露光における3回のO
Nによってそれぞれ色別の静電潜像が形成され、それら
が夫々現像装置11A〜11Cによって非接触現像法により
現像される三色画像形成の例を示すタイミングチャート
である。この例では、現像消費用潜像は画像部潜像の後
側に設けている。また、この例では、現像を行う現像装
置の現像スリーブ21には交流電圧のACバイアスと直流
電圧のDCバイアスの重畳したバイアス電圧を印加し、
それと共に現像スリーブ21な磁石体22の現像剤層搬送回
転を行う。この現像時のDCバイアスはトナー粒子の帯
電と逆極性のかぶりを防止する直流電圧であり、現像の
始めと終わりでACバイアスとDCバイアス電圧を変化
させているのは、現像剤消費部での現像剤消費を確実に
するためである。また、現像剤消費用潜像が現像域Eを
通過している間は、現像装置の駆動を停止している。
FIG. 3 shows three Os in charging and image exposure.
7 is a timing chart showing an example of three-color image formation in which electrostatic latent images of respective colors are formed by N and are developed by the non-contact developing methods by the developing devices 11A to 11C, respectively. In this example, the development-consumption latent image is provided behind the image portion latent image. Further, in this example, a bias voltage in which an AC bias of an AC voltage and a DC bias of a DC voltage are superimposed is applied to the developing sleeve 21 of the developing device for performing development.
At the same time, the developer layer carrying rotation of the magnet body 22 as the developing sleeve 21 is performed. The DC bias at the time of development is a DC voltage for preventing fog of the opposite polarity to the charging of the toner particles, and the AC bias and the DC bias voltage are changed at the beginning and end of the development because of the developer consuming portion. This is to ensure developer consumption. Further, while the developer consuming latent image is passing through the developing area E, the driving of the developing device is stopped.

【0030】また、例えば現像装置11Aで現像を行う像
形成工程において、他の現像装置11B,11Cの現像スリ
ーブ21にも、現像装置11Aによって形成されたトナー像
が通過する間、トナー粒子の帯電と同極性の直流電圧を
バイアス電圧として印加してもよい。これによって現像
装置11B,11Cに現像装置11Aのトナー粒子が混入する
ことがなくなり、かつACバイアスによるトナーの飛翔
も無くいつまでも鮮明な多色画像を形成することができ
る。
Further, for example, in the image forming step of developing with the developing device 11A, while the toner image formed by the developing device 11A also passes through the developing sleeves 21 of the other developing devices 11B and 11C, the charging of the toner particles is performed. May be applied as a bias voltage. As a result, the toner particles of the developing device 11A do not enter the developing devices 11B and 11C, and a clear multicolor image can be formed forever without the toner flying due to the AC bias.

【0031】上記の例は、現像が非露光部のにトナー粒
子を付着させる所謂正規現像によって行われる例である
が、露光部にトナー粒子を付着させる所謂反転現像の場
合は、現像剤消費用潜像は、露光を行って形成し、この
露光部を反転現像して現像剤を消費させる。
The above-described example is an example in which development is performed by so-called regular development in which toner particles are adhered to unexposed portions. In the case of so-called reversal development in which toner particles are adhered to exposed portions, developer consumption is reduced. The latent image is formed by performing exposure, and the exposed portion is reversely developed to consume the developer.

【0032】図4の現像装置は、像担持体1上の順次現
像して多色画像を形成する多色画像記録装置であり、図
1と同一符号は同一機能部材を示す。
The developing device shown in FIG. 4 is a multi-color image recording device for forming a multi-color image by sequentially developing the image on the image carrier 1, and the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same functional members.

【0033】この記録装置は、像担持体1の帯電面にHe
-Neレーザ光源、音響光学変調装置、レンズ装置、回転
多面鏡等からなる図示していないレーザビームスキャナ
から像露光41を入射して低電位のドット構成からなる静
電潜像を形成し、現像が反転現像によって行われるもの
であり、三色画像記録の場合、先に例えば現像装置11A
によって現像したトナー像を記録紙に転写することなく
解除されているクリーニング装置18まで通過させ、その
トナー像形成面に必要に応じてさらに帯電器10により帯
電を行い、その面に再び像露光41を入射して別の色に関
する静電潜像を形成し、それを現像装置11Bによって先
に形成したトナー像の上に新たに現像し、同様に静電潜
像の形成と現像装置11Cによる現像とを繰り返して像形
成体1上に三色のトナー像を形成し、その三色トナー像
に対し転写前帯電器42によって電荷を与え、転写器15に
より一括して記録紙Pに転写するものである。トナー像
を転写された記録紙Pは、分離器43によって像担持体1
から分離され、図示してない定着装置によってトナー像
を定着される。また、トナー像を転写した像担持体1の
面は、除電器44によって除電され、圧着されたクリーニ
ング装置18によってクリーニングされて次の像形成固定
に備えられる。
In this recording apparatus, the charged surface of the image carrier 1
An image exposure 41 is incident from a laser beam scanner (not shown) including a Ne laser light source, an acousto-optic modulator, a lens device, a rotating polygon mirror, etc. to form an electrostatic latent image having a low-potential dot configuration, and then developed. Is performed by reversal development. In the case of three-color image recording, first, for example,
The toner image developed by the cleaning device 18 is passed through the cleaning device 18 which has been released without being transferred to the recording paper, and the toner image forming surface is further charged by the charger 10 if necessary, and the surface is exposed again by the image exposure 41. To form an electrostatic latent image related to another color, and newly develop it on the toner image previously formed by the developing device 11B. Similarly, formation of the electrostatic latent image and development by the developing device 11C To form a three-color toner image on the image forming body 1, charge the three-color toner image by the pre-transfer charger 42, and transfer the three-color toner image to the recording paper P at once by the transfer device 15. It is. The recording paper P onto which the toner image has been transferred is separated by the separator 43 into the image carrier 1.
And the toner image is fixed by a fixing device (not shown). Further, the surface of the image carrier 1 on which the toner image has been transferred is neutralized by the neutralizer 44 and cleaned by the pressed cleaning device 18 to be ready for the next image forming and fixing.

【0034】この画像形成装置において、先に形成され
たトナー像を破壊しない非接触現像方法を用いることが
望ましい。現像装置11A〜11Cには像形成体と現像剤層
を非接触に保ち、図2に示したような構成の現像装置が
用いられる。そして、像担持体の回転の間は帯電をON
にしてして、他の現像装置からのトナー粒子の混入する
のを防止するため、バイアス電源12によって現像を行う
現像装置に共通の現像バイアス電圧を印加する一方、現
像を行わない現像装置は、予め現像剤の搬送を停止した
状態で現像剤消費用潜像を現像して現像剤を消費させて
おいている。このようにして、現像装置の駆動をON−
OFFするのみで現像のON−OFFを行う。
In this image forming apparatus, it is desirable to use a non-contact developing method that does not destroy the previously formed toner image. As the developing devices 11A to 11C, a developing device having a structure as shown in FIG. 2 is used while keeping the image forming body and the developer layer in non-contact. Then, charging is ON during rotation of the image carrier.
In order to prevent toner particles from entering from other developing devices, a common developing bias voltage is applied to a developing device that performs development by a bias power supply 12, while a developing device that does not perform development is: In a state where the transport of the developer is stopped in advance, the developer consuming latent image is developed to consume the developer. In this way, the driving of the developing device is turned ON-
ON-OFF of development is performed only by turning OFF.

【0035】図5はこの三色画像形成の例を示すタイミ
ングチャートである。この例では各色別静電潜像の形成
において毎回連続的に帯電器10による帯電を行い、現像
を行う現像装置11A〜11Cの現像スリーブ21には、トナ
ー粒子の帯電と同極性である直流電圧と交流電圧とを重
畳したバイアス電圧を印加する。また、現像を行わない
現像装置の現像スリーブ21にも、他の現像装置によって
形成されたトナー像が通過する間、共通の交流バイアス
電圧を印加している。現像スリーブ21の現像剤層搬送回
転は、図3の例におけると同様、各画像部でのみ行い、
現像剤消費用潜像部では停止するようにしている。
FIG. 5 is a timing chart showing an example of the three-color image formation. In this example, in the formation of the electrostatic latent image for each color, the charging is continuously performed by the charger 10 every time, and the developing sleeves 21 of the developing devices 11A to 11C for performing the developing are applied with a DC voltage having the same polarity as the charging of the toner particles. And an AC voltage are superimposed. Also, a common AC bias voltage is applied to the developing sleeve 21 of the developing device that does not perform the development while the toner image formed by the other developing device passes. The developer layer transport rotation of the developing sleeve 21 is performed only in each image portion, as in the example of FIG.
It stops at the latent image portion for developer consumption.

【0036】図4の画像形成装置においても、図1の画
像形成装置におけると同様、単色画像や二色画像を記録
し得ることは勿論である。
In the image forming apparatus of FIG. 4, as in the case of the image forming apparatus of FIG. 1, it goes without saying that a monochromatic image or a two-color image can be recorded.

【0037】次に、本発明画像形成装置に使用するに好
適な非接触現像用二成分現像剤について説明する。
Next, the two-component developer for non-contact development suitable for use in the image forming apparatus of the present invention will be described.

【0038】先ず、キャリアについて述べると、不安
定、或いは球形の磁性キャリアが用いられる。特に磁性
キャリア粒子が球形化されていることは、トナーとキャ
リアの撹拌性及び現像剤の搬送性を向上させ、更にトナ
ーの荷電制御性を向上させて、トナー粒子同志やトナー
粒子とキャリア粒子の凝集を起こりにくくする。しか
し、本発明において磁性キャリア粒子の平均粒径が大き
いと、現像剤搬送担体上に形成される磁性ブラシの穂
の状態が荒いために、電界により振動を与えながら静電
像を現像しても、トナー像にムラが現れ易く、穂にお
けるトナー濃度が低くなるので高濃度の現像が行われな
い等の問題が起こり得る。このの問題を解消するに
は、キャリア粒子の平均粒径を小さくすれば良く、実験
の結果、平均粒径50μm以下で効果が現れ始め、特に30
μm以下になると、実質的にの問題が生じなくなるこ
とが判明した。また、の問題も、の問題に対する磁
性キャリアの微粒子化によって、穂のトナー濃度が高く
なり、高濃度の現像が行われるようになって解消する。
しかし、キャリア粒子が細か過ぎると、トナー粒子と
共に像担持体面に付着するようになったり、飛散し易
くなったりする。これらの現像は、キャリア粒子に作用
する磁界の強さ、それによるキャリア粒子の磁性の強さ
も関係するが、実験によれば、キャリア粒子の平均粒径
が15μm以下になると次第に傾向が出始め、5μm以下で
顕著に現れるようになる。そして、像形成体面に付着し
たキャリア粒子は、通常黒ずんだ有色であり、一部はト
ナーと共に記録紙上に移行し、カラー画像に重大な影響
を及ぼす。
First, regarding the carrier, an unstable or spherical magnetic carrier is used. In particular, the spherical shape of the magnetic carrier particles improves the agitating property of the toner and the carrier and the transportability of the developer, further improves the charge control property of the toner, and improves the toner particles and the toner particles and the carrier particles. Aggregation is less likely to occur. However, in the present invention, if the average particle size of the magnetic carrier particles is large, the state of the ears of the magnetic brush formed on the developer carrier is rough, so that the electrostatic image can be developed while applying vibration by an electric field. In addition, unevenness tends to appear in the toner image, and the toner density in the ears becomes low, so that a problem such as that high-density development is not performed may occur. To solve this problem, the average particle size of the carrier particles may be reduced, and as a result of the experiment, the effect starts to appear at an average particle size of 50 μm or less,
It has been found that when the thickness is less than μm, no substantial problem occurs. In addition, the problem described in (1) above is solved by increasing the toner concentration in the spikes by developing the magnetic carrier into fine particles.
However, if the carrier particles are too fine, they may adhere to the surface of the image bearing member together with the toner particles or may be easily scattered. These developments are also related to the strength of the magnetic field acting on the carrier particles and the resulting magnetic strength of the carrier particles.According to experiments, when the average particle size of the carrier particles becomes 15 μm or less, the tendency gradually starts to appear, It appears remarkably at 5 μm or less. The carrier particles adhering to the surface of the image forming body are usually dark and colored, and part of the carrier particles are transferred onto the recording paper together with the toner, and have a significant effect on the color image.

【0039】以上から磁性キャリアの粒子の粒径は、平
均粒径が50μm以下、特に好ましくは30μm以下、5μm
以上、特に好ましくは15μm以上が適正条件であり、球
形化されていることが好ましい。なお、平均粒径は重量
平均粒径であって、コールタカウンタ(コールタ社
製)、オムニコンアルファ(ボシュロム社製)で求めた
重量平均粒径である。このような磁性キャリア粒子は、
磁性体として従来の磁性キャリア粒子におけると同様
の、鉄、クロム、ニッケル、コバルト等の金属、或いは
それらの化合物や合金、例えば四三酸化鉄、γ-酸化第
二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、フェライト、マン
ガン-銅系合金といった強磁性体乃至は常磁性体の粒子
を微細化、好ましくは球形化したり、又は好ましくはそ
れら磁性体粒子の表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹
脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、
ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の
樹脂やパルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワックス
で球状に被覆するか、或いは、更に好ましくは磁性体微
粒子を分散して含有した樹脂や脂肪酸ワックスの粒子を
粉粉砕或いは造粒重合するかして好ましくは球状粒子を
作るかして得られた粒子を従来公知の平均粒径の手段で
粒径選別することによって得られる。
As described above, the average particle diameter of the magnetic carrier particles is preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and 5 μm or less.
Above, particularly preferably 15 μm or more is an appropriate condition, and it is preferable that the particles are spherical. The average particle size is a weight average particle size, which is a weight average particle size obtained using a Coulter Counter (manufactured by Coulter) and Omnicon Alpha (manufactured by Bausch & Lomb). Such magnetic carrier particles,
As in the conventional magnetic carrier particles as a magnetic material, iron, chromium, nickel, metals such as cobalt, or compounds or alloys thereof, for example, ferric oxide, γ-ferric oxide, chromium dioxide, manganese oxide, Ferrite, manganese-ferromagnetic or paramagnetic particles such as copper-based alloy particles finer, preferably spherical, or preferably the surface of the magnetic particles styrene resin, vinyl resin, ethyl resin, Rosin modified resin, acrylic resin,
The resin is coated spherically with a resin such as polyamide resin, epoxy resin or polyester resin or a fatty acid wax such as palmitic acid or stearic acid, or more preferably a resin or fatty acid wax containing dispersed magnetic fine particles is powdered. Particles obtained by pulverizing or granulating and polymerizing, preferably, spherical particles are obtained by selecting the particle size by means of a conventionally known average particle size.

【0040】なお、キャリア粒子を上述のように樹脂等
によって球状に形成することは、先に述べた効果の他
に、現像剤搬送担体に形成される現像剤層が均一とな
り、また現像剤搬送担体に高いバイアス電圧を印加する
ことが可能となるという効果も与える。即ち、キャリア
粒子が樹脂等によって球形化されていることは、(1)
一般に、キャリア粒子は長軸方向に磁化吸着され易い
が、球形化によってその方向性が無くなり、従って、現
像剤層が均一に形成され、局所的に抵抗の低い領域や層
厚のムラの発生を防止する、(2)キャリア粒子の高抵
抗化と共に、従来のキャリア粒子に見られるようなエッ
ジ部が無くなって、エッジ部への電界の集中が起こらな
くなり、その結果、現像剤搬送担体に高いバイアス電圧
を印加しても、像形成体面に放置して静電潜像を乱した
り、バイアス電圧がブレークダウンしたりすることが起
こらないという効果を与える。この高いバイアス電圧を
印加できるということは、本発明の好ましい態様におけ
る振動電界下での現像が振動するバイアス電圧の印加に
よって行われるものである場合に、それによ後述する効
果を充分に発揮させることができるということである。
以上のような効果を奏するキャリ粒子には前述のように
ワックスも用いられるが、しかし、キャリアの耐久性等
からすると、前述のような樹脂を用いたものが好まし
く、更に、キャリア粒子の抵抗率が108Ωcm以上、特に1
013Ωcm以上であるように絶縁性の磁性粒子を形成した
ものが好ましい。この抵抗率は、粒子を0.50cm2断面積
を有する容器に入れてタッピングした後、詰められた粒
子上に1kg/cm2の荷重を掛け、荷重と底面電極との間
に1000V/cmの電界が生ずる電圧を印加したときの電流
値を読み取ることで得られる値であり、この抵抗率が低
いと、現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加した場合
に、キャリア粒子に電荷が注入されて、像担持体面にキ
ャリア粒子が付着し易くなったり、或いはバイアス電圧
のブレークダウンが起こり易くなったりする。
Forming the carrier particles into a spherical shape using a resin or the like as described above, in addition to the above-described effects, makes the developer layer formed on the developer carrying carrier uniform, This also has the effect that a high bias voltage can be applied to the carrier. That is, the fact that the carrier particles are made spherical by a resin or the like is based on (1)
In general, carrier particles are easily magnetized and adsorbed in the major axis direction, but their directionality is lost due to spheroidization, so that the developer layer is formed uniformly, causing local low resistance areas and uneven thickness. (2) With the increase in the resistance of the carrier particles, the edge portion as seen in the conventional carrier particles is eliminated, and the concentration of the electric field on the edge portion does not occur. As a result, a high bias is applied to the developer carrier. Even when a voltage is applied, the electrostatic latent image is not disturbed by being left on the surface of the image forming member, and the bias voltage does not break down. The fact that the high bias voltage can be applied means that in the preferred embodiment of the present invention, when the development under the oscillating electric field is performed by the application of the oscillating bias voltage, the effect described later can be sufficiently exhibited. It is possible to do.
As described above, wax is also used for the carrier particles having the above-described effects. However, from the viewpoint of the durability of the carrier, the use of the above-described resin is preferable. Is 10 8 Ωcm or more, especially 1
It is preferable that insulating magnetic particles are formed so as to have a diameter of 0 13 Ωcm or more. The resistivity, the electric field of 1000V / cm between the after tapping in a container having a 0.50 cm 2 cross-sectional area of the particles, applying a load of 1 kg / cm 2 on packed particles, the load and a bottom electrode Is a value obtained by reading the current value when a voltage is applied, and if this resistivity is low, when a bias voltage is applied to the developer carrier, charges are injected into the carrier particles and the image is Carrier particles tend to adhere to the surface of the carrier, or breakdown of the bias voltage tends to occur.

【0041】以上を総合して、磁性キャリア粒子は、少
なくとも長軸と短軸の比が3倍以下であるように球形化
されており、針状部やエッジ部等の突起が無く、抵抗率
が108Ωcm以上、好ましくは1013Ωcm以上であることが
適正条件である。そして、このような磁性キャリア粒子
は、高抵抗化された球状の磁性粒子や樹脂被覆キャリア
では、磁性体粒子にできるだけ球形のものを選んでそれ
に樹脂の被覆処理を施すこと、磁性体微粒子分散系のキ
ャリアでは、できるだけ磁性体の微粒子を用いて、分散
樹脂粒子形成後に球形化処理を施すこと、或いはスプレ
ードライの方法によって分散樹脂粒子を得ること等によ
って製造される。
In consideration of the above, the magnetic carrier particles are spherical so that the ratio of the major axis to the minor axis is at least three times or less, have no protrusions such as needle-like parts and edge parts, and have a resistivity. Is at least 10 8 Ωcm, preferably at least 10 13 Ωcm. For such magnetic carrier particles, in the case of high-resistance spherical magnetic particles or resin-coated carriers, magnetic particles are selected as spherical as possible and subjected to a resin coating treatment. The carrier is manufactured by performing spheroidizing treatment after forming dispersed resin particles using magnetic fine particles as much as possible, or obtaining dispersed resin particles by a spray drying method.

【0042】次にトナーについて述べると、一般に二成
分現像剤のトナー粒子の平均粒径が小さくなると、定性
的に粒径の二乗に比例して帯電量が減少し、相対的にフ
ァンデルワールス力のような付着力が大きくなって、ト
ナー粒子がキャリア粒子が離れにくくなったり、またト
ナー粒子が一旦像担持体面の非画像部に付着すると、そ
れが従来の磁気ブラシによ摺擦では容易に除去されずに
かぶりを生ぜしめるようになる。磁気ブラシ現像方法で
は、トナー粒子の平均粒径が10μm以下になると、この
ような問題が顕著になる。非接触現像方法は、現像剤
層、所謂磁気ブラシによる現像を振動電界下で行うよう
にしたことで上記の問題を解消される。即ち、現像剤層
に付着しているトナー粒子は、電気的に与えられる振動
によって現像剤層から離れて像担持体面の画像部及び非
画像部に移行し易く、かつ、離れ易くなる。そして、帯
電量の低いトナー粒子が画像部や非画像部に移行するこ
とが殆どなくなり、また、像担持体面と擦られることが
ないために摩擦帯電により像担持体に付着することもな
くなって、1μm程度のトナー粒子のものまで用いられ
るようになる。従って、静電潜像を忠実に現像した再現
性のよい鮮明なトナー像を得ることができる。さらに、
振動電界はトナー粒子に伴うキャリア粒子の結合を弱め
るので、トナー粒子に伴うキャリア粒子の像担持体面へ
の付着も減少する。画像部及び非画像部領域において、
大きな帯電量を持つトナー粒子が振動電界下で振動し、
電界の強さによってはキャリア粒子も振動することによ
り、トナー粒子が選択的に像担持体面の画像部に移行す
るとようになるから、キャリア粒子の像担持体面への付
着は大幅に軽減される。
Next, the toner will be described. Generally, when the average particle size of the toner particles of the two-component developer is reduced, the charge amount is qualitatively reduced in proportion to the square of the particle size, and the van der Waals force is relatively reduced. And the toner particles become difficult to separate from the carrier particles, or once the toner particles adhere to the non-image area on the surface of the image carrier, they are easily rubbed with a conventional magnetic brush. It will cause fogging without being removed. In the magnetic brush developing method, when the average particle diameter of the toner particles is 10 μm or less, such a problem becomes remarkable. The non-contact development method solves the above-mentioned problem by performing development using a developer layer, a so-called magnetic brush, under an oscillating electric field. That is, the toner particles adhering to the developer layer are easily separated from the developer layer by the vibration applied electrically, and are easily transferred to the image portion and the non-image portion on the surface of the image bearing member. Then, the toner particles having a low charge amount hardly migrate to the image portion or the non-image portion, and also do not adhere to the image carrier due to triboelectric charging because they are not rubbed with the image carrier surface, Even toner particles of about 1 μm can be used. Accordingly, a clear toner image with good reproducibility, which is obtained by faithfully developing the electrostatic latent image, can be obtained. further,
Since the oscillating electric field weakens the binding of the carrier particles associated with the toner particles, the adhesion of the carrier particles associated with the toner particles to the surface of the image carrier is also reduced. In the image part and the non-image part area,
The toner particles having a large charge amount vibrate under an oscillating electric field,
Depending on the strength of the electric field, the carrier particles also oscillate, causing the toner particles to selectively move to the image portion on the image carrier surface, so that the adhesion of the carrier particles to the image carrier surface is greatly reduced.

【0043】一方、トナーの平均粒径が大きくなると、
先にも述べたように、画像の荒れが目立つようになる。
通常、10本/mm程度のピッチで並んだ細線の解像力ある
現像には、平均粒径20μm程度のトナーでも実用上は問
題ないが、しかし、平均粒径10μm以下の微粒子化した
トナーを用いると、解像力は格段に向上し、濃淡差等も
忠実に再現した鮮明な高画質画像を与えるようになる。
以上の理由からトナーの粒径は平均粒径が20μm以下、
好ましくは10μm以下が適正条件である。また、トナー
粒子が電界に追随するために、トナー粒子の帯電量が1
〜3μc/gより大きいこと(好ましくは2〜100μc/
g)が望ましい。特に粒径の小さい場合は高い帯電量が
必要である。また、抵抗率は108Ωcm以上、好ましくは1
013Ωcm以上であるとよい。
On the other hand, when the average particle size of the toner becomes large,
As described above, the roughness of the image becomes conspicuous.
Normally, for development with a resolution of fine lines arranged at a pitch of about 10 lines / mm, a toner having an average particle diameter of about 20 μm is not a problem in practical use. However, when a finely divided toner having an average particle diameter of 10 μm or less is used, The resolving power is remarkably improved, and a clear, high-quality image with faithful reproduction of shades and the like is provided.
For the above reasons, the average particle diameter of the toner is 20 μm or less,
Preferably, the appropriate condition is 10 μm or less. Further, since the toner particles follow the electric field, the charge amount of the toner particles becomes 1
よ り 大 き い 3 μc / g (preferably 2-100 μc / g)
g) is desirable. In particular, when the particle size is small, a high charge amount is required. The resistivity is 10 8 Ωcm or more, preferably 1
0 13 Ωcm or more is preferable.

【0044】そして、このようなトナーは従来のトナー
と同様の方法で得られる。即ち、従来のトナーにおける
球形や不定形の非磁性又は磁性のトナー粒子を平均粒径
選別手段によって選別したようなトナーを用いることが
できる。中でも、トナー粒子が磁性体粒子を含有した磁
性粒子であることは好ましく、特に磁性体粒子の量が60
wt%を越えないものが好ましい色の鮮明度を得るために
は30wt%以下の少量がよい。トナー粒子が磁性粒子を含
有したものである場合は、トナー粒子が現像剤搬送担体
に含まれる磁石の磁力の影響を受けるようになるから、
磁気ブラシの均一形成性が一層向上して、しかもかぶり
の発生が防止され、更にトナー粒子の飛散も起こりにく
くなる。しかし、含有する磁性体の量を多くし過ぎる
と、キャリア粒子との間の磁気力が大きくなりすぎて、
充分な現像濃度を得ることができなくなるし、また、磁
性体微粒子がトナー粒子の表面に現れるようにもなっ
て、摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー粒子が破損
し易くなったり、キャリア粒子との間で凝集し易くなっ
たりする。
Then, such a toner is obtained by the same method as the conventional toner. That is, a toner in which spherical or irregular non-magnetic or magnetic toner particles in a conventional toner are selected by an average particle size selecting means can be used. Among them, it is preferable that the toner particles are magnetic particles containing magnetic particles, and particularly the amount of the magnetic particles is 60%.
In order to obtain color clarity that does not exceed wt%, a small amount of 30 wt% or less is preferred. If the toner particles contain magnetic particles, the toner particles will be affected by the magnetic force of the magnet included in the developer carrier,
The uniformity of the magnetic brush is further improved, fogging is prevented, and toner particles are less likely to scatter. However, if the amount of the magnetic substance contained is too large, the magnetic force between the carrier particles becomes too large,
Sufficient development density cannot be obtained, and magnetic fine particles also appear on the surface of the toner particles, making it difficult to control triboelectric charging, making the toner particles easily breakable, Between them.

【0045】以上を纏めると、本発明において好ましい
トナーは、キャリアについて述べたような樹脂及びさら
には磁性体の微粒子を用い、それにカーボン等の着色成
分や必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知のト
ナー粒子製造方法と同様の方法によって作ることができ
る平均粒径が20μm以下、特に好ましくは10μm以下の粒
子からなるものである。
In summary, the toner preferred in the present invention uses the resin described above for the carrier and also fine particles of a magnetic substance, and adds a coloring component such as carbon and, if necessary, a charge controlling agent and the like. The toner particles have an average particle size of 20 μm or less, particularly preferably 10 μm or less, which can be produced by a method similar to a conventionally known method for producing toner particles.

【0046】本発明の画像形成装置においては、以上述
べたような微粒であり球状のキャリア粒子とトナー粒子
が従来の二成分現像剤におけると同様の割合で混合した
現像剤が好ましく用いられるが、これにはまた、必要に
応じて粒子の流動滑りをよくするための流動化剤や像担
持体面の清浄化に役立つクリーニング剤等が混合され
る。流動化剤としては、コロイダルシリカ、シリコンワ
ニス、金属石鹸或いは非イオン表面活性剤等を用いるこ
とができ、クリーニング剤としては、脂肪酸金属塩、有
機基置換シリコン或いは弗素等表面活性剤等を用いるこ
とができる。
In the image forming apparatus of the present invention, a developer in which fine and spherical carrier particles and toner particles as described above are mixed at the same ratio as in a conventional two-component developer is preferably used. In addition, if necessary, a fluidizing agent for improving the fluid sliding of the particles, a cleaning agent useful for cleaning the surface of the image carrier, and the like are mixed. As the fluidizing agent, colloidal silica, silicon varnish, metal soap or nonionic surfactant can be used. As the cleaning agent, a surfactant such as fatty acid metal salt, organic group-substituted silicon or fluorine can be used. Can be.

【0047】次に、本発明を更に具体的実施例によって
説明する。
Next, the present invention will be described with reference to more specific examples.

【0048】実施例1 (i)予備実験 図2の現像装置において、現像スリーブ21の外形を30mm
とし、磁石体22を800ガウスの磁極N,Sを円周上に交
互に配置したものとし、層厚規制ブレード24と現像スリ
ーブ21との間隔を0.3mmとし、二成分現像剤を使用して
層厚規制ブレード24と磁石体22の磁極位置を規定し、現
像スリーブ21を回転させた後これを停止した。かくして
現像スリーブ21上に現像剤層を形成した。
Example 1 (i) Preliminary Experiment In the developing device shown in FIG.
The magnetic body 22 has magnetic poles N and S of 800 gauss alternately arranged on the circumference, the gap between the layer thickness regulating blade 24 and the developing sleeve 21 is 0.3 mm, and a two-component developer is used. The magnetic pole positions of the layer thickness regulating blade 24 and the magnet body 22 were defined, and after the developing sleeve 21 was rotated, it was stopped. Thus, a developer layer was formed on the developing sleeve 21.

【0049】層厚規制ブレードと対向する磁石体上の位
置によって現像剤層厚は変化せず、両者の関係は、層厚
規制ブレードを通過した現像スリーブ上の現像剤の厚さ
を磁極上で測定すると、図8に示す通りであった。図8
中、Aは図7のように現像部における磁極N(Sであっ
てもよい)上の穂の高さを、Bは図6のように現像部に
おける磁極N,S間の中央部の穂の高さを夫々示す。
The developer layer thickness does not change depending on the position on the magnet body facing the layer thickness regulating blade, and the relationship between the two is that the thickness of the developer on the developing sleeve that has passed through the layer thickness regulating blade is determined on the magnetic pole. The measurement was as shown in FIG. FIG.
7, A is the height of the ear on the magnetic pole N (or S) in the developing section as shown in FIG. 7, and B is the central ear between the magnetic poles N and S in the developing section as shown in FIG. The height of each is shown.

【0050】現像剤層は、図6の状態(B)では極めて
薄く、図7の状態(A)では現像に充分な厚さとなって
いる。更に、磁性体からなる層厚規制ブレードを用いる
と、前述した図6及び図7におけるより、更に現像剤層
を薄く形成でき、特に図6では非現像時に磁極を現像域
に対応させずに現像剤の穂を寝かすことにより、更に非
現像時の現像剤の穂の高さを低くすることができる。
The developer layer is extremely thin in the state (B) of FIG. 6 and has a sufficient thickness for development in the state (A) of FIG. Further, when a layer thickness regulating blade made of a magnetic material is used, the developer layer can be formed thinner than in FIGS. 6 and 7 described above. In particular, in FIG. 6, the development is performed without the magnetic pole corresponding to the development area during non-development. By laying down the ears of the developer, the height of the ears of the developer during non-development can be further reduced.

【0051】以上の結果から、現像装置駆動停止中は現
像域での磁極を図6のように、静止させるようにすれ
ば、現像時には現像がスムーズに遂行され、非現像時に
は前述したような現像剤の混入やかぶりが防止され、更
に極めて好都合であることが理解できる。
From the above results, if the magnetic poles in the developing area are stopped as shown in FIG. 6 while the driving of the developing device is stopped, the developing is smoothly performed during the developing, and the developing as described above is performed during the non-developing. It can be understood that mixing of the agent and fogging are prevented, which is extremely advantageous.

【0052】ドラム状像担持体としてセレン感光体層を
有するものを使用し、これを120mm/secの周速で回転さ
せ、1000Vに帯電し、露光を行って回転軸に平行に幅10
cmのべた潜像(現像剤消費用潜像)を形成した。
A drum-shaped image carrier having a selenium photoreceptor layer was used, rotated at a peripheral speed of 120 mm / sec, charged to 1000 V, exposed, and exposed to a light having a width of 10 mm in parallel with the rotation axis.
A solid latent image of cm (a latent image for developer consumption) was formed.

【0053】次に、フェライト粒子に樹脂コートした平
均粒径30μmの粒子をキャリアとし、平均粒径10μmのト
ナーを4:1の重量比で混合した二成分現像剤を用いて
上記の潜像を現像した。トナーの帯電量は−15μc/g
である。現像バイアスとして、周波数2.0kHz、振幅2.0k
Vの交流成分と+100Vの直流成分とを印加した。現像域
Eに於ける像担持体1スリーブ21との間隙は1.0mm、現
像剤層厚は0.8mmである。
Next, the above latent image was formed by using a two-component developer obtained by mixing ferrite particles with a resin having an average particle diameter of 30 μm as a carrier and a toner having an average particle diameter of 10 μm at a weight ratio of 4: 1. Developed. The toner charge amount is -15μc / g
It is. As development bias, frequency 2.0kHz, amplitude 2.0k
A V AC component and a +100 V DC component were applied. The gap between the image bearing member 1 and the sleeve 21 in the developing area E is 1.0 mm, and the thickness of the developer layer is 0.8 mm.

【0054】像担持体1の回転方向位置によるトナー付
着量の変化を調べたところ、図9に示す結果が得られ
た。同図中、Aは現像域Eに磁極が対向している場合
(図7の状態)、Bは現像域Eに磁極間の中央部が対向
している場合(図6の状態)を示している。同図から、
像担持体上の2〜3cmの幅の範囲内にトナーが付着して
おり、従って、像担持体上の2〜3cmの回転で、現像域
Eではスリーブ21上には現像剤が実質的に無くなってい
ることが解る。また、現像剤消費用潜像の現像には図7
の状態とし、現像剤消費用潜像が現像域Eを通過したら
図6の状態とするのが好ましいことができる。
When the change in the amount of adhered toner depending on the position in the rotation direction of the image carrier 1 was examined, the result shown in FIG. 9 was obtained. In the figure, A shows the case where the magnetic pole faces the development area E (the state of FIG. 7), and B shows the case where the center between the magnetic poles faces the development area E (the state of FIG. 6). I have. From the figure,
The toner adheres to the image carrier within a range of a width of 2 to 3 cm. Therefore, in a rotation of 2 to 3 cm on the image carrier, the developer is substantially deposited on the sleeve 21 in the developing zone E. You can see that it is gone. FIG. 7 shows the development of the latent image for developer consumption.
When the latent image for developer consumption passes through the development area E, the state shown in FIG.

【0055】(ii)実施例 図2に示したような磁石体及び現像スリーブ両回転の現
像装置を備えた図1の記録装置によって図3に示したタ
イミングチャートに従い、三色カラー画像の記録を行っ
た。
(Ii) Embodiment A three-color image is recorded by the recording apparatus of FIG. 1 equipped with a developing device for rotating both the magnet and the developing sleeve as shown in FIG. 2 in accordance with the timing chart shown in FIG. went.

【0056】像担持体1は光導電性層としてセレン感光
体層を有するものであり、静電潜像形成に際して帯電器
10により表面を600Vに帯電され、色別の像露光を入射
させて背景部電位が50Vの静電潜像が形成され、白く塗
られた原稿台裏面中、原稿後端に近接する位置に黒色パ
ッチが設けられ、前記原稿台裏面の白色と黒色パッチの
光露光により幅10cmの現像剤消費用静電潜像が形成され
る。図10は像担持体1上に画像部潜像31とその後に現像
剤消費用潜像32とが形成された状態を模式的に示す斜視
図である。
The image carrier 1 has a selenium photosensitive layer as a photoconductive layer.
The surface is charged to 600 V by 10 and the image exposure of each color is incident to form an electrostatic latent image with a background potential of 50 V, and black on the back of the white platen near the rear end of the original Patches are provided, and a 10 cm wide electrostatic latent image for developer consumption is formed by light exposure of the white and black patches on the back of the document table. FIG. 10 is a perspective view schematically showing a state in which an image portion latent image 31 and a developer consumption latent image 32 are formed on the image carrier 1.

【0057】現像装置11A〜11Cは、何れも現像スリー
ブ21の像担持体1に対する現像域Eの間隙を1.0mmに設
定し、現像剤としては、磁性体を樹脂中に分散した平均
粒径が30μm、磁化50emu/g、抵抗率1014Ωcm以上の球
状キャリア粒子と熱可塑樹脂90wt%、顔料10wt%に少量
の電荷制御剤を添加して混練粉砕した平均粒径が10μm
のトナー粒子とを重量比4:1で混合したものを用い
た。トナー粒子の顔料は、現像装置11A〜11Cによっ
て、イエロー、マゼンタ、シアン系のものを用いてい
る。各トナー粒子は夫々現像剤溜まり23において、何れ
も平均帯電両−20μc/gに帯電する。各現像装置11A
〜11Cにおいて、現像の際、現像スリーブ21に周波数1.
5kHz、振幅1.5kVの交流成分と+100Vの直流成分とを印
加し、現像スリーブ21上に層厚約0.6mmの現像剤層を形
成するようにした。従って、現像は現像剤層が像担持体
1の表面を摺擦しない非接触現像法によって行われる。
そのため、磁性体からなる層厚規制ブレード24を現像剤
層の層厚が0.6mmに規制される位置に設置しておく。画
像部潜像の現像終了直後には図6に示すように、スリー
ブ21を停止させ磁石体22の磁極(N,S何れでも良い)
を層厚規制ブレード24に対向させて磁石体22を静止させ
る。この状態で磁極間の中央部が現像域Eに位置する。
従って層厚規制ブレード24は鋼のような鉄基合金その他
の磁性材料からなるものとするのが効果的である。磁石
体22の上記制御は、磁石体22が層厚規制ブレード24と磁
気力で引き合い、自然に対向位置に停止する。或いは電
気的制御によるほか、カムやクラッチ等の簡単な機構に
よることができる。また、磁石体22を固定した状態で現
像スリーブ21の回転のみで現像を行う場合、現像時には
現像域に磁極を対向させ(図7の状態)、非現像時、特
に現像剤消費用潜像通過後には現像域に磁極を対向させ
ない(図6の状態)こともできる。
In each of the developing devices 11A to 11C, the gap between the developing area E of the developing sleeve 21 and the image carrier 1 is set to 1.0 mm, and the average particle diameter of a magnetic material dispersed in a resin is set as a developer. 30μm, magnetization 50emu / g, resistivity 10 14 Ωcm or more spherical carrier particles, thermoplastic resin 90wt%, pigment 10wt%, a small amount of charge control agent was added and kneaded and pulverized. The average particle size was 10μm.
And the toner particles were mixed at a weight ratio of 4: 1. As the pigment of the toner particles, yellow, magenta, and cyan pigments are used by the developing devices 11A to 11C. Each of the toner particles is charged in the developer pool 23 to an average charge of both −20 μc / g. Each developing device 11A
-11C, the frequency 1.
An AC component of 5 kHz and an amplitude of 1.5 kV and a DC component of +100 V were applied to form a developer layer having a thickness of about 0.6 mm on the developing sleeve 21. Therefore, development is performed by a non-contact development method in which the developer layer does not rub the surface of the image carrier 1.
For this reason, the layer thickness regulating blade 24 made of a magnetic material is installed at a position where the layer thickness of the developer layer is regulated to 0.6 mm. Immediately after the development of the image portion latent image is completed, as shown in FIG. 6, the sleeve 21 is stopped and the magnetic pole of the magnet body 22 (N or S may be used).
Is made to face the layer thickness regulating blade 24, and the magnet body 22 is stopped. In this state, the central portion between the magnetic poles is located in the development area E.
Therefore, it is effective that the thickness regulating blade 24 is made of an iron-based alloy such as steel or other magnetic material. In the above control of the magnet body 22, the magnet body 22 attracts the layer thickness regulating blade 24 by magnetic force, and naturally stops at the opposing position. Alternatively, in addition to the electric control, a simple mechanism such as a cam or a clutch can be used. When the development is performed only by rotating the developing sleeve 21 with the magnet body 22 fixed, the magnetic pole is opposed to the development area at the time of development (the state shown in FIG. 7), and during the non-development, particularly the passage of the latent image for developer consumption. Later, the magnetic pole may not be opposed to the development area (the state of FIG. 6).

【0058】かくした状態で現像剤消費用静電潜像を現
像し、現像能力を無くすことができる。現像を行わない
現像装置の現像スリーブ21上の現像剤中には実質的にト
ナーがないようにした。現像剤消費用潜像現像の際現像
スリーブ21には、トナーを積極的に消費するための−50
0Vの直流電圧を交流電圧と共に現像バイアスとして変
化させて印加する。現像スリーブ21と磁石体22の両回転
では、画像部静電潜像が現像装置に達するときには現像
剤が搬送されており、そして現像剤消費用潜像の現像が
通過する前には停止した状態になるようにする。上流側
の現像装置11Aによって形成されたトナー像が下流側の
現像装置11B,11Cを通過するタイミングで、現像を行
わない下流側の現像装置11B,11Cの現像スリーブ21に
は−50Vの直流電圧を混入防止バイアスとして印加す
る。この直流バイアス以外にも、現像スリーブ21を接地
させても良く、現像剤と同極性或いは異極性のバイアス
の何れでも良い。また、現像スリーブ21はフローティン
グ状態としても良い。
In this state, the developer consuming electrostatic latent image is developed, and the developing ability can be eliminated. The developer on the developing sleeve 21 of the developing device that does not perform the development was substantially free of toner. At the time of developing the latent image for developer consumption, the developing sleeve 21 is provided with -50 for actively consuming toner.
A DC voltage of 0 V is changed and applied together with an AC voltage as a developing bias. In both rotations of the developing sleeve 21 and the magnet body 22, the developer is conveyed when the image portion electrostatic latent image reaches the developing device, and stopped before the development of the developer consuming latent image passes. So that At the timing when the toner image formed by the upstream developing device 11A passes through the downstream developing devices 11B and 11C, a DC voltage of -50 V is applied to the developing sleeve 21 of the downstream developing devices 11B and 11C that do not perform development. Is applied as a mixing prevention bias. In addition to the DC bias, the developing sleeve 21 may be grounded, and may be a bias having the same polarity or a different polarity as the developer. Further, the developing sleeve 21 may be in a floating state.

【0059】図11は画像部及び現像剤消費用潜像を現像
した直後の状態を示し、画像トナーT31に続いて消費ト
ナーT32が像担持体1上に付着し、スリーブ21の現像域
Eに対向する部分には新たに付着するトナーが無くなっ
ていて、仮想線で示す次の画像部潜像31が現像域Eにき
ても、これにトナーが付着することはない。
FIG. 11 shows a state immediately after the development of the image portion and the developer-consumption latent image. The consumed toner T32 adheres to the image carrier 1 following the image toner T31, and the toner is conveyed to the development area E of the sleeve 21. No toner is newly attached to the opposing portion, and even if the next image portion latent image 31 indicated by the imaginary line comes to the development area E, the toner does not adhere to it.

【0060】図12は図4の装置により現像剤消費用潜像
に付着した3色のトナーの付着状態を模式的に示す拡大
断面図で、これらのトナーTY,YM,YCからなる消
費トナーT32は画像形成の1サイクルの最後に図1に示
すクリーニング装置18によって像担持体1から除去され
る。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the adhesion state of the three color toners adhered to the developer consumption latent image by the apparatus of FIG. 4, and the consumed toner T32 composed of these toners TY, YM, YC. Is removed from the image carrier 1 by the cleaning device 18 shown in FIG. 1 at the end of one cycle of image formation.

【0061】以上の条件により多数枚の記録紙を得た
が、記録された三色のカラー画像は最初から最後のもの
まで変わらない混色のない鮮明なカラー画像であった。
Although a large number of recording papers were obtained under the above conditions, the recorded three-color image was a clear color image without color mixture, which did not change from the beginning to the end.

【0062】実施例2 前記実施例1に於ける磁石体22を現像時、非現像時を問
わず静止させ、非現像時には図6に示した状態として現
像域Eの現像剤層厚を薄くし画像部及び現像剤消費用潜
像の現像時には、図7に示すように、磁極を対向させる
ようにして、現像剤層の厚さを現像に充分な厚さとなる
ようにした。現像スリーブ21は画像部通過時のみ回転す
る。その他は実施例1におけると同様である。
Embodiment 2 The magnet body 22 in Embodiment 1 was kept stationary during both development and non-development, and during non-development, the developer layer thickness in the development area E was reduced as shown in FIG. At the time of development of the image portion and the latent image for developer consumption, as shown in FIG. 7, the magnetic poles were opposed to each other so that the thickness of the developer layer was sufficient for development. The developing sleeve 21 rotates only when passing through the image area. Others are the same as in the first embodiment.

【0063】以上のようにして得られた三色カラー画像
は、前記実施例1に於けると同様に高品質のものであっ
た。
The three-color image obtained as described above was of high quality as in the first embodiment.

【0064】実施例3 図2に示したような現像装置を備えた(但し、スリーブ
21及び磁石体22は回転している)図4の画像形成装置に
よって、図5に示したタイミングチャートに従って三色
のカラー画像の記録を行った。像担持体1は直径120mm
の実施例1と同様のものであり、周速120mm/secで回転
し、スコロトロン帯電器10により静電潜像の形成の間、
常に約600Vに帯電され、その帯電面に像露光41によっ
て0Vのドット構成画像部及び現像剤消費用の静電潜像
が形成される。像担持体1と現像装置11A〜11Cの現像
スリーブ21の間隙は1.0mmに設定し、各現像装置11A〜1
1Cの現像剤にはトナー粒子の荷電制御剤が異なってト
ナー粒子が20μc/gに帯電する以外は実施例1と同じ
ものを用いる。層厚規制ブレード24は現像スリーブ21上
に層厚0.7mmの現像剤層を形成するように設定する。各
現像装置11A〜11Cは、現像スリーブ21に現像時、周波
数2kHz、振幅1.2kVの交流分圧と、500Vの直流電圧と
が重畳されて現像バイアスとして印加される。一方、非
現像時にも同一のバイアスが印加される。現像スリーブ
21の現像剤層搬送回転は画像部のみ行われ、現像剤消費
用潜像の現像時及び非現像時には現像剤層の搬送は行わ
ない。
Example 3 A developing device as shown in FIG.
The image forming apparatus shown in FIG. 4 records three color images in accordance with the timing chart shown in FIG. Image carrier 1 has a diameter of 120 mm
During the formation of an electrostatic latent image by the scorotron charger 10 while rotating at a peripheral speed of 120 mm / sec,
It is always charged to about 600 V, and a 0 V dot-constituting image portion and an electrostatic latent image for developer consumption are formed on the charged surface by the image exposure 41. The gap between the image carrier 1 and the developing sleeves 21 of the developing devices 11A to 11C is set to 1.0 mm.
The same developer as in Example 1 is used as the 1C developer except that the charge control agent of the toner particles is different and the toner particles are charged to 20 μc / g. The layer thickness regulating blade 24 is set so that a developer layer having a layer thickness of 0.7 mm is formed on the developing sleeve 21. Each of the developing devices 11A to 11C superimposes an AC partial pressure having a frequency of 2 kHz and an amplitude of 1.2 kV and a DC voltage of 500 V on the developing sleeve 21 and applies a developing bias thereto. On the other hand, the same bias is applied during non-development. Developing sleeve
The developer layer transport rotation 21 is performed only in the image area, and the developer layer is not transported during the development and non-development of the developer consumption latent image.

【0065】搬送の停止は、図6に示すように磁石体22
を、磁極N,S間の中央部が現像域Eに位置して静止す
るようにした。
As shown in FIG.
The central portion between the magnetic poles N and S is located at the developing area E and is stationary.

【0066】以上の条件により多数枚の記録紙を得た
が、記録された三色カラー画像は最初から最後のものま
で変わらない混色のない鮮明なカラー画像であった。
Although a large number of recording papers were obtained under the above conditions, the recorded three-color image was a clear color image without color mixture, which did not change from the beginning to the end.

【0067】現像剤搬送の停止は、現像剤消費用潜像が
現像域に達する前、或いは現像剤消費用潜像が現像域を
通過している間に行っても良い。また、現像剤消費用潜
像は画像部潜像より先に設けることもできる。即ち、現
像バイアスを印加した状態(現像剤搬送担体は停止して
いる)の下で、現像剤消費用潜像を画像部潜像よりも先
に現像域に送り込み、前の画像部潜像の現像に用いら
れ、停止している現像剤搬送担体上の現像剤を消費させ
ることができる。また、画像部潜像の前後の現像剤消費
用潜像を設けてもよい。更に、上述の実施例のように感
光体側へトナーを除去する方法に限らず、他の除去方式
を採用することもできる。
The stop of the transport of the developer may be performed before the latent image for consuming the developer reaches the developing area, or while the latent image for consuming the developer passes through the developing area. Further, the developer consuming latent image may be provided earlier than the image portion latent image. That is, under a state in which the developing bias is applied (the developer carrying carrier is stopped), the developer consuming latent image is sent to the developing area before the image section latent image, and The developer used for the development and on the stopped developer carrier can be consumed. Further, a developer consumption latent image before and after the image portion latent image may be provided. Further, the present invention is not limited to the method of removing the toner to the photoconductor side as in the above-described embodiment, and other removal methods may be employed.

【0068】本発明は一成分現像剤を用いる非接触現像
にも同様に適用できる。二成分現像剤ではトナーのみが
消費されるのに対し、一成分現像剤は、トナーのみから
なっているために、現像域での現像剤搬送担体上の殆ど
の現像剤が消費される。
The present invention can be similarly applied to non-contact development using a one-component developer. In the two-component developer, only the toner is consumed, whereas in the one-component developer, since only the toner is used, most of the developer on the developer transport carrier in the developing area is consumed.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく多
色画像形成装置は、像担持体と、像担持体上を一様に帯
電する帯電手段と、この像担持体に潜像を形成する潜像
形成手段と、現像域において像担持体と現像剤搬送担体
上の現像剤層とを非接触で対向させトナーをバイアス電
圧下で飛翔させて反転現像を行う現像装置とを有し、
電と潜像形成と反転現像を繰り返し前記像担持体上に色
の異なる複数のトナー像を重ね合わせた後、転写材に転
写する多色画像形成装置において、画像部潜像の前後に
現像剤消費用潜像を形成し、該現像剤消費用潜像が前記
現像域を通過する時には前記現像剤搬送担体上での現像
剤の搬送を停止すると共に、前記現像剤搬送担体に前記
現像剤消費用潜像にトナーを飛翔させるトナーと同極性
のバイアス電圧を印加し、他の色の画像部潜像が前記現
像域を通過する時には前記現像剤搬送担体上での現像剤
の搬送を停止すると共に、前記現像剤搬送担体にトナー
と同極性のバイアス電圧を印加することを特徴とするも
のであるから、次のような特有の効果が奏せられる。
As described above, in the multicolor image forming apparatus according to the present invention, the image carrier and the band are uniformly formed on the image carrier.
Charging means for charging, a latent image forming means for forming a latent image on the image carrier, and a non-contact opposition of the image carrier and the developer layer on the developer carrying carrier in a developing area to apply toner under a bias voltage. in to fly and a developing device for performing reversal development, strips
After superposing a plurality of toner images having different colors on electrostatic and latent image formation repeated reversal development the image bearing member, in the multi-color image forming apparatus for transferring a transfer material, before and after the image portion latent <br Forming a latent image for developer consumption, when the latent image for developer consumption passes through the development area, stopping the transport of the developer on the developer transport carrier, and transferring the developer to the developer transport carrier; A bias voltage having the same polarity as that of the toner that causes the toner to fly to the developer consumption latent image is applied, and when an image portion latent image of another color passes through the development area, the developer on the developer transport carrier Since the conveyance is stopped and a bias voltage having the same polarity as that of the toner is applied to the developer conveyance carrier, the following specific effects can be obtained.

【0070】現像に供されない現像装置では、特に、現
像剤の搬送を停止した状態で所定位置の現像剤を減少さ
せているので、少なくとも現像剤搬送担体上の像担持体
に近接する位置(従って目的とする所要の箇所)では現
像剤が確実に減少し、かつ現像剤を減少させる手段の負
担が大きく減少する。このため、現像停止中に、現像剤
が現像装置から像担持体に移行したり、現像剤が像担持
体から現像装置へ移行したりするなどの現像剤の望まし
くない移動が充分かつ容易に防止される。
In a developing device which is not used for development, since the amount of the developer at a predetermined position is reduced while the transport of the developer is stopped, at least a position close to the image carrier on the developer transporting carrier (accordingly, In a desired required portion), the amount of the developer is surely reduced, and the burden on the means for reducing the developer is greatly reduced. Therefore, while the development is stopped, undesired movement of the developer such as transfer of the developer from the developing device to the image carrier or transfer of the developer from the image carrier to the developing device is sufficiently and easily prevented. Is done.

【0071】従って、多数回連続記録を行っても、鮮明
で色濁りのない高品質な記録画像が得られる。このよう
な効果は、多色画像形成にあって特に大きい。しかも、
装置の構造を複雑化、大型化することがない。
Therefore, even if continuous recording is performed many times, a clear, high-quality recorded image without color turbidity can be obtained. Such an effect is particularly great in forming a multicolor image. Moreover,
The structure of the device is not complicated and large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】記録紙に一色ずつトナー像を転写して多色画像
を形成する本発明の多色画像形成装置の概要構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a multicolor image forming apparatus of the present invention that forms a multicolor image by transferring a toner image one color at a time onto recording paper.

【図2】現像装置の要部断面図。FIG. 2 is a sectional view of a main part of the developing device.

【図3】図1の多色画像形成装置における画像形成のタ
イミングチャート。
FIG. 3 is a timing chart of image formation in the multicolor image forming apparatus of FIG.

【図4】像担持体に順次現像として多色画像を形成する
多色画像形成装置の概要構成図。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a multicolor image forming apparatus that sequentially forms a multicolor image on an image carrier as development.

【図5】図4の多色画像形成装置における画像形成のタ
イミングチャート。
FIG. 5 is a timing chart of image formation in the multicolor image forming apparatus of FIG. 4;

【図6】現像停止中の現像装置の部分断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the developing device when development is stopped.

【図7】現像停止中の現像装置の部分断面図。FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the developing device when development is stopped.

【図8】予備実験における磁性体からなる層厚規制ブレ
ードに対する磁石体の位置と、形成された現像剤層の現
像域での現像剤層厚との関係を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a position of a magnet body with respect to a layer thickness regulating blade made of a magnetic material in a preliminary experiment and a developer layer thickness in a development area of a formed developer layer.

【図9】予備実験における現像域での磁石体の磁性と現
像剤層厚との関係を示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between magnetism of a magnet body and a developer layer thickness in a development region in a preliminary experiment.

【図10】現像剤消費用潜像と画像部潜像との位置関係
を示す像担持体の斜視図。
FIG. 10 is a perspective view of an image carrier showing a positional relationship between a developer consumption latent image and an image portion latent image.

【図11】現像剤消費用潜像が現像された直後の現像装
置の部分断面図。
FIG. 11 is a partial cross-sectional view of the developing device immediately after a developer consuming latent image has been developed.

【図12】現像剤消費用潜像が現像された状態を模式的
に示す付着トナーの拡大断面図。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the attached toner, schematically illustrating a state in which the developer consumption latent image has been developed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 像担持体 9 色分解手段 10 帯電器 11A,11B,11C 現像装置 12 バイアス電源 18 クリーニング装置 21 現像スリーブ(現像剤搬送担体) 22 磁石体 23 現像剤溜まり 24 層厚規制ブレード 31 画像部潜像 32 現像剤消費用潜像 E 現像域 P 転写材(記録紙) TY イエロートナー TM マゼンタトナー TC シアントナー T31 画像トナー T3a 消費トナー REFERENCE SIGNS LIST 1 Image carrier 9 Color separation means 10 Charger 11A, 11B, 11C Developing device 12 Bias power supply 18 Cleaning device 21 Developing sleeve (developer carrier) 22 Magnet 23 Developer reservoir 24 Layer thickness regulating blade 31 Image latent image 32 Latent image for developer consumption E Development area P Transfer material (recording paper) TY Yellow toner TM Magenta toner TC Cyan toner T31 Image toner T3a Consumed toner

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/08 507 G03G 15/08 507H 15/09 15/09 Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location G03G 15/08 507 G03G 15/08 507H 15/09 15/09 Z

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】像担持体と、像担持体上を一様に帯電する
帯電手段と、この像担持体に潜像を形成する潜像形成手
段と、現像域において像担持体と現像剤搬送担体上の現
像剤層とを非接触で対向させトナーをバイアス電圧下で
飛翔させて反転現像を行う現像装置とを有し、帯電と
像形成と反転現像を繰り返し前記像担持体上に色の異な
る複数のトナー像を重ね合わせた後、転写材に転写する
多色画像形成装置において、 画像部潜像の前後に現像剤消費用潜像を形成し、該現像
剤消費用潜像が前記現像域を通過する時には前記現像剤
搬送担体上での現像剤の搬送を停止すると共に、前記現
像剤搬送担体に前記現像剤消費用潜像にトナーを飛翔さ
せるトナーと同極性のバイアス電圧を印加し、他の色の
画像部潜像が前記現像域を通過する時には前記現像剤搬
送担体上での現像剤の搬送を停止すると共に、前記現像
剤搬送担体にトナーと同極性のバイアス電圧を印加する
ことを特徴とする多色画像形成装置。
An image bearing member and an image bearing member are charged uniformly.
A charging unit, a latent image forming unit for forming a latent image on the image carrier, and a non-contact facing of the image carrier and the developer layer on the developer carrier in the developing area to fly toner under a bias voltage A multicolor image to be transferred to a transfer material after a plurality of toner images having different colors are superimposed on the image carrier by repeating charging, latent image formation, and reversal development. In the forming apparatus, a developer consumption latent image is formed before and after the image portion latent image, and when the developer consumption latent image passes through the development area, the transport of the developer on the developer transport carrier is stopped. A bias voltage having the same polarity as that of the toner for causing the toner to fly on the developer consumption latent image is applied to the developer transporting carrier, and when the image portion latent image of another color passes through the development area, the developing is performed. Stop the transport of the developer on the developer carrier A multicolor image forming apparatus, wherein a bias voltage having the same polarity as that of the toner is applied to the developer carrier.
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