JP3014133B2 - Image forming device - Google Patents
Image forming deviceInfo
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- JP3014133B2 JP3014133B2 JP2283733A JP28373390A JP3014133B2 JP 3014133 B2 JP3014133 B2 JP 3014133B2 JP 2283733 A JP2283733 A JP 2283733A JP 28373390 A JP28373390 A JP 28373390A JP 3014133 B2 JP3014133 B2 JP 3014133B2
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- image
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、多色画像を静電潜像担持体上に形成して転
写材に転写する画像形成装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus that forms a multicolor image on an electrostatic latent image carrier and transfers the image to a transfer material.
(従来の技術) 静電潜像担持体上に色分解された画像を重ねて現像し
た後、1度の転写によって多色カラー画像を得る従来の
方式として、 特開昭63−60471号公報、 特開昭63−63061号公報、 特開昭63−85578号公報、 等に記載された技術が知られている。(Prior Art) Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-60471 discloses a conventional method for obtaining a multicolor image by one transfer after superimposing and developing a color-separated image on an electrostatic latent image carrier. The techniques described in JP-A-63-63061 and JP-A-63-85578 are known.
特開昭63−60471号公報に記載された技術は、複数こ
の現像手段を潜像担持体の周囲に設けて多色像を得る方
式であって、下流側の現像手段は、 a.トナー極性が上流側の現像手段と逆である。The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-60471 is a system in which a plurality of developing means are provided around a latent image carrier to obtain a multicolor image, and the downstream developing means comprises: a. Is opposite to the developing means on the upstream side.
b.トナー層が潜像担持体と非接触である。b. The toner layer is not in contact with the latent image carrier.
c.現像時はこのトナーが現像される交流電界であるが、
非現像時は上流側のトナーが現像される電界が印加され
る。c. At the time of development, the AC electric field is used to develop this toner.
During non-development, an electric field for developing the toner on the upstream side is applied.
d.トナー層厚が30〜500μmである。d. The thickness of the toner layer is 30 to 500 μm.
e.上流側が有彩色トナーを有する2成分現像剤からな
り、下流側が黒トナーの1成分現像剤からなる。e. The upstream side is composed of a two-component developer having a chromatic color toner, and the downstream side is composed of a one-component developer of a black toner.
等の特徴を有している。Etc.
特開昭63−63061号公報に記載された技術は、感光層
の厚みが35〜90μmで且つ静電容量が20〜170pF/cm2の
セレン乃至はセレン化砒素からなる感光体の周辺に複数
の現像手段を配し、帯電・露光・現像を複数回繰り返し
て、同一感光体上にカラー画像を得る方法であって、 a.現像手段が感光体と250μm以下で薄層化トナーの非
接触直流バイアス現像であること。The technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-63061 discloses a technique in which a photosensitive layer having a thickness of 35 to 90 μm and a capacitance of 20 to 170 pF / cm 2 is provided around a photoreceptor made of selenium or arsenic selenide. A method of obtaining a color image on the same photoreceptor by repeating charging, exposure and development a plurality of times, wherein a. DC bias development.
b.現像に寄与しないドナーローラは停止し、その表面の
トナーを画像領域外で付着させて混色を防ぐようにした
こと。b. The donor roller not contributing to the development is stopped, and the toner on the surface is attached outside the image area to prevent color mixing.
c.感光体が15〜50μmのOPCからなり、現像を反転現像
とすること。c. The photoreceptor is made of 15-50 μm OPC, and development is reversal development.
d.電位コントラストを400V以上とすること。d. Set the potential contrast to 400 V or more.
e.感光体上のトナー層厚が5〜30μmであること。e. The thickness of the toner layer on the photoreceptor is 5 to 30 μm.
f.帯電をスコロトロンとしたこと。f. The charging was Scorotron.
等の特徴を有している。Etc.
特開昭63−85578号公報に記載された技術は、複数の
現像手段を非接触状態で記録媒体に配して多色画像を得
るものであって、 a.上流側の第1現像手段の周速を同方向回転で記録媒体
より速くするとともに、黒現像を適用し、且つ直流偏倚
された交流バイアスを印加すること。The technique described in JP-A-63-85578 is to obtain a multicolor image by arranging a plurality of developing means on a recording medium in a non-contact state. To make the peripheral speed faster than that of the recording medium by rotating in the same direction, to apply black development, and to apply an AC bias biased by DC.
b.下流の第2現像手段以降は等速現像にするとともに、
カラー現像で且つ直流バイアスのみを印加すること。b. The second and subsequent developing means downstream are set to constant speed development,
Apply only DC bias in color development.
等の特徴を有している。Etc.
(発明が解決しようとする課題) ところで、静電潜像担持体上に多色の画像を形成しょ
うとする場合、2色目の現像時に、静電潜像担持体上
に、1色目のトナー像が既に形成されているため、この
2色目以降の現像方式は、非接触現像とする必要があ
る。(Problems to be Solved by the Invention) When a multi-color image is to be formed on the electrostatic latent image carrier, the first color toner image is formed on the electrostatic latent image carrier during the development of the second color. Has already been formed, it is necessary to use the non-contact development in the development method for the second and subsequent colors.
従って、その現像方式としては、トナー層と潜像担持
体を非接触に対向させて現像を行うことのできる、カラ
ー化が容易な非磁性トナーによる作像方式で、特に小型
化、低コスト化に有利な1成分方式が良い。Therefore, the developing method is an image forming method using a non-magnetic toner that can be developed by making the toner layer and the latent image carrier face each other in a non-contact manner, and is easy to colorize. The one-component method which is advantageous to the above is preferred.
ところが、前記従来の特開昭63−60471号公報に記載
された方式のように、現像バイアスとしてACバイアスを
印加した場合には、潜像面とトナー担持体面の間でトナ
ーが往復運動してしまい、1色目のトナー像が乱れるの
みならず、2色目の現像器に1色目のトナーが混入して
しまうため、この2色目のトナーが次第に濁ってしまう
という問題がある。However, when an AC bias is applied as a developing bias as in the method described in the above-mentioned conventional Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-60471, the toner reciprocates between the latent image surface and the toner carrier surface. In addition, not only the first color toner image is disturbed, but also the second color toner is mixed into the second color developing device, so that the second color toner gradually becomes cloudy.
この問題を解消するためには、特開昭63−63061,特開
昭63−85578号公報に記載された方式のように、2色目
以降の現像を、非磁性トナーを直流電界によって飛翔さ
せるようにすればよい。In order to solve this problem, as in the systems described in JP-A-63-63061 and JP-A-63-85578, the development of the second and subsequent colors is performed by causing the nonmagnetic toner to fly by a DC electric field. What should I do?
しかしながら、このように、直流電界下でトナー層を
転移させるためには、トナーの持つ電荷量を低く制御し
て、トナー層に働く電界を飛翔に向かうようにしなけれ
ばならない。However, in order to transfer the toner layer under a DC electric field, it is necessary to control the amount of charge of the toner to be low so that the electric field acting on the toner layer is directed toward the flight.
このため、そのトナー層としては、吸引法による測定
で5μC/g以下の帯電量のトナー層が、その飛翔効率の
点から好ましい。For this reason, as the toner layer, a toner layer having a charge amount of 5 μC / g or less as measured by a suction method is preferable in terms of its flying efficiency.
しかし、このような低帯電量のトナーを飛翔現像させ
ると、トナーが電界に沿って忠実に飛ばず、画像の鮮明
度が不足してしまう。However, when the toner having such a low charge amount is fly-developed, the toner does not fly faithfully along the electric field, and the sharpness of the image becomes insufficient.
また、直流電界による飛翔現象では、現像域において
トナーが飛翔を開始する電界、すなわち、スレッシュホ
ールド電界以上にならないとトナーが飛翔しない。Further, in the flying phenomenon caused by the DC electric field, the toner does not fly unless it becomes equal to or higher than the electric field at which the toner starts to fly in the development area, that is, the threshold electric field.
そして、このスレッシュホールド電界は、トナー個々
の帯電量、ファンデルワールス力等に依存する値であ
り、バラツキが大きいため画像の低コントラスト部では
粒状性の強いものとなってしまい、滑らかな画像が得ら
れない。The threshold electric field is a value that depends on the amount of charge of each toner, van der Waals force, and the like, and has a large variation. I can't get it.
また、低帯電量のトナーは、静電的な高速力が弱いた
め、トナー担持体上から飛散して装置内部を汚染してし
まうという問題もある。In addition, since the toner having a low charge has a weak electrostatic high-speed force, there is a problem that the toner scatters from the toner carrier and contaminates the inside of the apparatus.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、静電潜像担持体に2色以上のトナー像を重
ねて現像する場合に、1色目と2色目以降の現像バイア
スと、トナー帯電量、あるいは、トナー粒形・帯電量・
トナー担持体、の最適な組み合わせによって上記の問題
を解消した画像形成装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points,
The purpose is to superimpose and develop toner images of two or more colors on the electrostatic latent image carrier, and to develop the first and second and subsequent colors of the developing bias, the toner charge amount, or the toner particle shape, the charge amount,
An object of the present invention is to provide an image forming apparatus which solves the above-mentioned problem by optimally combining a toner carrier.
(課題を解決するための手段) 本発明は、上述の課題を解決するために、静電潜像担
持体上の潜像を異なった色のトナーによって順次現像
し、転写材に1度で転写して多色画像を得るようにした
画像形成装置において、1色目の現像手段がキャリアと
トナーを混合した2成分の磁気ブラシによる接触の現像
方式であり、2色目以降の現像手段が1成分の非磁性ト
ナーの薄層を用いる非接触の現像方式であるとき、上記
1色目の現像手段に用いるトナーのブローオフ法による
単位質量当り電荷量の絶対値が10μC/g以上であり、上
記2色目以降の現像手段に用いるトナー層の吸引法によ
る単位質量当り電荷量が5〜20μC/gの範囲であり、前
記2色目以降の現像手段に用いるトナーが潜像と同極性
でありマイナスの電荷を持つ場合に印加されるパルスバ
イアスの型が0〜−600Vの範囲の上の電圧部分と−600
〜−2000Vの範囲の下の電圧部分とからなり、1周期に
占める下の電圧部分の時間が50%以下、好ましくは略30
%になっており、周波数が500〜5000Hzの範囲であり、
静電潜像の移動速度vとバイアス周波数fの比v/fが0.5
以下であり、トナーがプラスの電荷を持つ場合に、上記
バイアスの型が接地電位に対して対称となる構成とす
る。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-described problems, the present invention sequentially develops latent images on an electrostatic latent image carrier with toners of different colors and transfers the latent images to a transfer material at one time. In the image forming apparatus in which a multicolor image is obtained by using a two-component magnetic brush in which a carrier and a toner are mixed, a developing device for the first color is used, and the developing device for the second and subsequent colors is a one-component developing device. In the case of the non-contact developing method using a thin layer of non-magnetic toner, the absolute value of the charge per unit mass by the blow-off method of the toner used in the developing means of the first color is 10 μC / g or more, and the second and subsequent colors are used. The amount of charge per unit mass of the toner layer used in the developing means by the suction method is in the range of 5 to 20 μC / g, and the toner used in the developing means for the second and subsequent colors has the same polarity as the latent image and has a negative charge. Pulse applied when Voltage portion on the range type is 0 to-600V of bias and -600
A voltage portion below the range of -2000V, wherein the time of the lower voltage portion in one cycle is 50% or less, preferably approximately 30%.
%, The frequency is in the range of 500 to 5000 Hz,
The ratio v / f of the moving speed v of the electrostatic latent image to the bias frequency f is 0.5
In the following, when the toner has a positive charge, the bias type is symmetric with respect to the ground potential.
また、本発明は、上述の課題を解決するために、静電
潜像担持体上の潜像を異なった色のトナーによって順次
現像し、転写材に1度で転写して多色画像を得るように
した画像形成装置において、1色目の現像手段に用いる
トナーが球形の粒子であり、2色目以降の現像時に静電
潜像を形成している上記1色目のトナーの吸引法による
単位質量当り電荷量の絶対値が20μC/g以上であって、
上記2色目以降の現像手段が1成分の非磁性トナーの薄
層を用いる非接触の現像方式であるとき、上記2色目以
降の現像手段に用いるトナーが不定形の粒子であり、ト
ナー担持体上での吸引法による単位質量当り電荷量が5
〜20μC/gの範囲であり、前記2色目以降の現像手段に
用いる不定形トナーをローラ上に多層に保持して現像域
に搬送するローラであって、このローラ表面の異なる特
性を有する複数の部分のうち少なくとも一つが電荷保持
機能を有しており、この異なる部分の相互間において形
成される電界でトナーを保持するように構成されたロー
ラを用いる構成とする。Further, according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, a latent image on an electrostatic latent image carrier is sequentially developed with toners of different colors, and transferred to a transfer material at a time to obtain a multicolor image. In the above-described image forming apparatus, the toner used for the developing means of the first color is spherical particles, and the electrostatic latent image is formed during the development of the second and subsequent colors per unit mass by the suction method of the toner of the first color. The absolute value of the charge amount is 20 μC / g or more,
When the developing means for the second and subsequent colors is a non-contact developing method using a thin layer of one-component non-magnetic toner, the toner used for the developing means for the second and subsequent colors is irregular shaped particles, Charge per unit mass by suction method at 5
~ 20μC / g, a roller for holding the irregular toner used in the developing means for the second and subsequent colors in multiple layers on a roller and transporting it to the developing area, and a plurality of rollers having different characteristics of the surface of the roller. At least one of the portions has a charge holding function, and a roller configured to hold the toner by an electric field formed between the different portions is used.
(作 用) 本発明によれば、静電潜像担持体に2色以上のトナー
像を重ねて現像する場合に、1色目の現像手段がキャリ
アとトナーを混合した2成分の磁気ブラシによる接触の
現像方式であり、2色目以降の現像手段が1成分の非磁
性トナーの薄層を用いる非接触の現像方式であるとき、
上記1色目の現像手段に用いるトナーのブローオフ法に
よる単位質量当り電荷量の絶対値が10μC/g以上とな
り、上記2色目以降の現像手段に用いるトナー層の吸引
法による単位質量当り電荷量が5〜20μC/gの範囲とな
り、前記2色目以降の現像手段に用いるトナーが潜像と
同極性でありマイナスの電荷を持つ場合に印加されるパ
ルスバイアスの型が0〜−600Vの範囲の上の電圧部分と
−600〜−2000Vの範囲の下の電圧部分とからなり、1周
期に占める下の電圧部分の時間が50%以下、好ましくは
略30%になっており、周波数が500〜5000Hzの範囲であ
り、静電潜像の移動速度vとバイアス周波数fの比v/f
が0.5以下であり、トナーがプラスの電荷を持つ場合
に、上記バイアスの型が接地電位に対して対称となるの
で、1色目と2色目以降の現像バイアスと、トナー帯電
量が、最適な組み合わせとなる。(Operation) According to the present invention, when a toner image of two or more colors is superimposed and developed on an electrostatic latent image carrier, the first color developing means contacts with a two-component magnetic brush in which a carrier and a toner are mixed. When the developing means for the second and subsequent colors is a non-contact developing method using a thin layer of one-component non-magnetic toner,
The absolute value of the charge per unit mass of the toner used in the first color developing means by the blow-off method is 10 μC / g or more, and the charge per unit mass by the suction method of the toner layers used in the second and subsequent color developing means is 5 μC / g. And the type of the pulse bias applied when the toner used for the developing means for the second and subsequent colors has the same polarity as the latent image and has a negative charge is in the range of 0 to -600 V. It consists of a voltage part and a voltage part below the range of -600 to -2000 V, and the time of the lower part of the voltage in one cycle is 50% or less, preferably about 30%, and the frequency is 500 to 5000 Hz. And the ratio v / f of the moving speed v of the electrostatic latent image to the bias frequency f.
Is 0.5 or less, and when the toner has a positive charge, the bias type is symmetric with respect to the ground potential. Therefore, the optimal combination of the developing bias for the first and second colors and the toner charge amount is Becomes
また、本発明によれば、静電潜像担持体に2色以上の
トナー像を重ねて現像する場合に、1色目の現像手段に
用いるトナーが球形の粒子であり、2色目以降の現像時
に静電潜像を形成している上記1色目のトナーの吸引法
による単位質量当り電荷量の絶対値が20μC/g以上であ
って、上記2色目以降の現像手段が1成分の非磁性トナ
ーの薄層を用いる非接触の現像方式であるとき、上記2
色目以降の現像手段に用いるトナーが不定形の粒子であ
り、トナー担持体上での吸引法による単位質量当り電荷
量が5〜20μC/gの範囲となり、前記2色目以降の現像
手段に用いる不定形トナーをローラ上に多層に保持して
現像域に搬送するローラであって、このローラ表面の異
なる特性を有する複数の部分のうち少なくとも一つが電
荷保持機能を有しており、この異なる部分の相互間にお
いて形成される電界でトナーを保持するように構成され
たローラを用いるものとなるので、1色目と2色目以降
の現像バイアスと、トナー粒形・帯電量・トナー担持体
が、最適な組み合わせとなる。Further, according to the present invention, when a toner image of two or more colors is superimposed and developed on the electrostatic latent image carrier, the toner used for the developing means of the first color is a spherical particle, and when developing the second and subsequent colors, The absolute value of the amount of charge per unit mass of the toner of the first color forming the electrostatic latent image by the suction method is 20 μC / g or more, and the developing means of the second and subsequent colors is a non-magnetic toner of one component. When a non-contact developing method using a thin layer is used,
The toner used in the developing means for the second and subsequent colors is an irregular particle, and the amount of charge per unit mass by suction on the toner carrier is in the range of 5 to 20 μC / g. A roller for holding the fixed toner in a multilayer on a roller and transporting the toner to a development area, wherein at least one of a plurality of portions having different characteristics of the roller surface has a charge holding function, and Since a roller configured to hold the toner by an electric field formed therebetween is used, the developing bias for the first and second colors and the toner particle shape, charge amount, and toner carrier are optimized. It becomes a combination.
(実 施 例) 以下、本発明の実施例を図によって詳細に説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
但し、本明細書の記述から明らかに想起し得る範囲の
構成・作用、及び本発明の前記並びにその他の目的と新
規な特徴については、説明の煩雑化を避ける上から、そ
の図示並びに開示を省略、もしくは簡略化する。However, the configuration and operation of the range that can be clearly recalled from the description of the present specification, and the above and other objects and novel features of the present invention are omitted from illustration and disclosure in order to avoid complication of description. Or simplify it.
本発明による画像形成装置の概略図を第1図に示す。 FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to the present invention.
第1図において、先ず、第1の帯電器2によって、ド
ラム状の感光体1の表面を帯電させる。In FIG. 1, first, the surface of the drum-shaped photoconductor 1 is charged by the first charger 2.
次いで、第1の露光手段3によって、感光体1上に静
電潜像を形成し、第1の現像手段4により第1のトナー
像を作る。Next, an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 1 by the first exposure unit 3, and a first toner image is formed by the first developing unit 4.
この第1の現像手段1としては、トナーの帯電がキャ
リアとの摩擦によって確実に行なわれる2成分現像剤の
磁気ブラシを用いた、磁性もしくは非磁性トナーによる
接触現像方式を用いる。As the first developing means 1, a contact developing method using magnetic or non-magnetic toner using a magnetic brush of a two-component developer in which charging of the toner is reliably performed by friction with the carrier is used.
次に、第2の帯電器5によって、1色目のトナー像の
上から感光体1を再帯電させ、第1の露光が行なわれた
部分の電位状態を周囲と同等にする。Next, the photoreceptor 1 is recharged from above the first color toner image by the second charger 5, and the potential state of the portion where the first exposure has been performed is made equal to that of the surroundings.
そして、第2の露光手段6によって、感光体1上に第
2の静電潜像を形成する。Then, a second electrostatic latent image is formed on the photoconductor 1 by the second exposure unit 6.
このとき、1色目のトナーが付着している部分に露光
を行なわないようにすることによって、2色目のトナー
と1色目のトナーが感光体1上で重なり合って色が濁っ
てしまうことを防止できる。At this time, by not exposing the portion where the first color toner is adhered, it is possible to prevent the second color toner and the first color toner from overlapping on the photoreceptor 1 to make the color turbid. .
次に、第2の静電潜像を第2の現像手段7によって現
像する。Next, the second electrostatic latent image is developed by the second developing means 7.
この第2の現像手段7としては、カラー化が容易な非
磁性のトナーが適しており、特に小型化、低コスト化に
に有利な1成分の非接触現像方式を用いる。As the second developing means 7, a non-magnetic toner which is easy to color is suitable, and a one-component non-contact developing method which is particularly advantageous for miniaturization and cost reduction is used.
以上の過程によって、感光体1上に2色もしくは2色
以上の多色画像が形成され、転写帯電器9によって搬送
路上の転写材8(記録体)に、この多色画像が1度に転
写される。Through the above process, a two-color image or a multi-color image of two or more colors is formed on the photoreceptor 1, and the multi-color image is transferred by the transfer charger 9 onto the transfer material 8 (recording material) on the transport path at one time. Is done.
この転写材8に転写された多色トナー画像は、定着器
10によって転写材8上に定着された後、完成コピー画像
として排出される。The multicolor toner image transferred to the transfer material 8 is
After being fixed on the transfer material 8 by 10, it is discharged as a completed copy image.
一方、感光体1上に残留された未転写トナーは、次の
画像形成の障碍とならないようにするために、クリーニ
ング部11で感光体1上から掻き落される。On the other hand, the untransferred toner remaining on the photoreceptor 1 is scraped off from the photoreceptor 1 by the cleaning unit 11 so as not to hinder the next image formation.
次に、1色目と2色目以降の非接触の現像方式につい
て詳細に説明する。Next, a non-contact developing method for the first color, the second color and the subsequent colors will be described in detail.
第2図に、この現像方式に使用される非磁性の1成分
トナーを用いる現像装置の概略図を示す。FIG. 2 is a schematic view of a developing device using a non-magnetic one-component toner used in this developing method.
第2図において、ホッパー25内には、1色目とは異な
った色のトナー26が補給されていて、アジテーター24で
撹拌されている。In FIG. 2, a toner 26 of a color different from the first color is supplied into the hopper 25, and the toner 26 is stirred by the agitator 24.
そして、供給部材22に渡されたトナー26は、現像ロー
ラ21と摩擦帯電して現像ローラ21に付着される。Then, the toner 26 transferred to the supply member 22 is frictionally charged with the developing roller 21 and adheres to the developing roller 21.
この現像ローラ21に付着したトナー26は、トナー層形
成部材23によって均一なトナー層となって現像域に搬送
される。The toner 26 attached to the developing roller 21 is transported to the developing area by the toner layer forming member 23 as a uniform toner layer.
このトナー層と感光体1とは、非接触で互いに対向し
ており、それぞれ略等速度で移動されている。The toner layer and the photoreceptor 1 face each other without contact, and are moved at substantially the same speed.
このとき、感光体1上に形成されている1色目のトナ
ー像を乱さずに現像する必要があり、この現像ローラ21
と感光体1との間隔は、0.05〜0.5mm、好ましくは、0.1
〜0.2mmの範囲が適している。At this time, it is necessary to develop the first color toner image formed on the photoconductor 1 without disturbing it.
The distance between the photoconductor 1 and the photoconductor 1 is 0.05 to 0.5 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm.
A range of ~ 0.2 mm is suitable.
また、この現像時には、電源27により現像バイアスが
印加される。At the time of this development, a development bias is applied by the power supply 27.
ここで、静電潜像担持体として、マイナス帯電性の有
機感光体を用いた場合には、1色目のトナー像部分の電
位は、−700〜−900Vであり、2色目の潜像電位は、−1
00V程度、地肌部電位は、−800V程度である。Here, when a negatively chargeable organic photoconductor is used as the electrostatic latent image carrier, the potential of the toner image portion of the first color is −700 to −900 V, and the potential of the latent image of the second color is , -1
The background potential is about -800V, and the background potential is about -800V.
また、このときの現像バイアスとしては、1色目のト
ナーが、2色目の現像器内へ逆飛翔して混入することが
無く、しかも2色目の潜像電位部分へ良好に非磁性トナ
ー層のトナーを飛翔させる値でなければならない。Further, the developing bias at this time is such that the toner of the first color does not fly back into the developing device of the second color and is mixed, and the toner of the non-magnetic toner layer is satisfactorily transferred to the latent image potential portion of the second color. Must be a value to fly.
次の、表−1は、この現像装置の現像ローラ21と感光
体1との間の現像間隔を0.15mmとした場合において、2
色目のトナー層の形成された現像ローラ21に印加した現
像バイアスによる、1色目のトナーの逆飛翔の有無を調
べた結果である。The following Table 1 shows that when the developing interval between the developing roller 21 of the developing device and the photoconductor 1 is 0.15 mm,
This is a result of examining the presence or absence of reverse flight of the first color toner by the developing bias applied to the developing roller 21 on which the color toner layer is formed.
上記の、表−1において、○印は混色なし、△印は微
量の混色あり、×印は混色あり、の結果をそれぞれ示し
ている。 In Table 1 above, the results of ○ indicate no color mixing, Δ indicates slight color mixing, and × indicates color mixing.
この結果から明らかなように、キャリアと十分に摩擦
させて帯電したトナーによって1色目の潜像を形成して
おけば、2色目の現像バイアスとして−600V以下の部分
を持つパルスバイアスを印加しても混色が発生しない。As is apparent from this result, if the latent image of the first color is formed by the toner charged sufficiently by friction with the carrier, a pulse bias having a portion of -600 V or less is applied as the developing bias of the second color. No color mixing occurs.
この表−1における1色目のトナーの帯電量は、キャ
リアに付着したトナーをブローオフした時の電荷量を測
定した値を示している。The charge amount of the first color toner in Table 1 indicates a value obtained by measuring the charge amount when the toner attached to the carrier is blown off.
また、第3図には、非磁性トナー層を飛翔現像させる
時に、現像バイアスとして−800Vの直流バイアスを印加
した場合に、トナー層の持つ電荷量によって現像γ曲線
がどのように変化するかを示した。FIG. 3 shows how the development γ curve changes depending on the charge amount of the toner layer when a DC bias of −800 V is applied as a developing bias when the non-magnetic toner layer is subjected to flight development. Indicated.
このローラ21上のトナー層の持つ電荷量は、吸引法に
よって測定した値で、約30gのファラデーゲージに、10m
g程度のトナーを吸引して電荷量を測ったものである。The amount of charge of the toner layer on the roller 21 is a value measured by a suction method, and is approximately 10 g in a Faraday gauge of about 30 g.
The amount of charge is measured by suctioning about g of toner.
第3図において、曲線Aは、単位質量当り電荷量(Q/
M)が−3μC/gのトナーを用いた時の結果で、画像濃度
は十分であるがライン部の鮮明さが不足している。In FIG. 3, a curve A represents a charge amount per unit mass (Q /
M) is the result when a toner of −3 μC / g was used, and the image density was sufficient but the sharpness of the line portion was insufficient.
また、曲線Bは、単位質量当り電荷量(Q/M)が−12
μC/gのトナーを用いた時の結果で、画像濃度が不足し
ている。Curve B shows that the charge per unit mass (Q / M) is -12.
As a result of using μC / g toner, the image density is insufficient.
従って、直流電界によって1色目のトナーが2色目の
現像器へ逆飛翔するのを防止した場合には、2色目の画
像として良好な画像が得られなくなる。Therefore, if the first color toner is prevented from flying back to the second color developing device by the DC electric field, a good image cannot be obtained as the second color image.
そこで、この2色目の現像バイアスとして交流に直流
を重畳させた現像バイアスを用いる。Therefore, a developing bias in which a direct current is superimposed on an alternating current is used as the developing bias of the second color.
例えば、VP−Pで800V、周波数1000Hzの交流に、−50
0Vの直流を重畳した現像バイアスを用いると、1色目の
トナーの逆飛翔を略防止することができ、且つ単位質量
当り電荷量(Q/M)が−12μC/gのトナー層を飛翔させる
ことができる。For example, VP-P to 800V, 1000Hz frequency, -50
The use of a developing bias superimposed with a direct current of 0 V can substantially prevent the reverse flight of the toner of the first color and fly the toner layer having a charge per unit mass (Q / M) of -12 μC / g. Can be.
しかしこのときの現像γ曲線は、第4図の曲線Aに示
すようになる。However, the development γ curve at this time is as shown by curve A in FIG.
これは、非磁性のトナー層が通常の正弦波の交流では
電界の強度に応じて飛翔されず、良好な画像が得られな
いことを示している。This indicates that the non-magnetic toner layer does not fly with a normal sine wave alternating current according to the intensity of the electric field, and a good image cannot be obtained.
そこで、以下のような直流重畳パルスバイアスを2色
目以降の非接触の現像に使用する。Therefore, the following DC bias pulse bias is used for non-contact development of the second and subsequent colors.
すなわち、パルスバイアスの型が0〜−600Vの範囲の
上の電圧部分と−600〜−2000Vの範囲の下の電圧部分と
からなるようにし、1周期に占める下の電圧部分の時間
が50%以下、好ましくは略30%になっており、周波数が
500〜5000Hzの範囲、好ましくは800〜1500Hz程度にす
る。ここで、0V以上の部分があると1色目のトナーの逆
飛翔を防止できず、また、−2000V以下の部分があると
感光体1との間で放電の虞がある。That is, the type of the pulse bias is made up of a voltage portion above the range of 0 to -600 V and a voltage portion below the range of -600 to -2000 V, and the time of the lower voltage portion in one cycle is 50%. Below, it is preferably about 30%, and the frequency is
The frequency is in the range of 500 to 5000 Hz, preferably about 800 to 1500 Hz. Here, if there is a portion of 0 V or more, the reverse flight of the toner of the first color cannot be prevented, and if there is a portion of -2000 V or less, there is a risk of discharge between the photoconductor 1 and the toner.
また、周波数が500Hz〜5000Hzの範囲であれば、現像
ローラ21上に非磁性トナーを拘束する鏡像力、ファンデ
ルワールス力等を減退させて、単位質量当り電荷量(Q/
M)が−5〜−20μC/gの範囲にあるトナー層を飛翔現像
に用いることができる。Further, if the frequency is in the range of 500 Hz to 5000 Hz, the mirror image force and van der Waals force that restrain the non-magnetic toner on the developing roller 21 are reduced, and the charge amount per unit mass (Q /
A toner layer having M) in the range of -5 to -20 µC / g can be used for flight development.
また、静電潜像担持体の移動速度vと周波数fの比、
v/fを0.5以下とすることによってサイクルムラを防止で
きる。Further, the ratio of the moving speed v of the electrostatic latent image carrier to the frequency f,
By setting v / f to 0.5 or less, cycle unevenness can be prevented.
そして、印加パルスバイアスの1周期に占める下の電
圧部分の時間が50%以下、好ましくは略30%になってい
れば、この時の現像γ曲線は、第4図の曲線Bで示すよ
うになり、電界の強度に応じて非磁性のトナー層が飛翔
するので、潜像に対して忠実度の高い画像を得ることが
できる。If the time of the lower voltage portion in one cycle of the applied pulse bias is 50% or less, preferably approximately 30%, the developing γ curve at this time is as shown by curve B in FIG. That is, the nonmagnetic toner layer flies in accordance with the intensity of the electric field, so that an image with high fidelity to the latent image can be obtained.
また、この時用いたトナー層の単位質量当り電荷量
(Q/M)は−20μC/gであるので、鮮明度の高い画像が得
られた。Further, since the charge amount per unit mass (Q / M) of the toner layer used at this time was −20 μC / g, an image with high definition was obtained.
ここで、プラスの電荷を持ったトナーと感光体を用い
るときには、上記のパルスバイアスの型を接地電位に対
して対称にして用いれば、上述と同様の効果が得られる
ことは勿論である。Here, when a toner and a photoreceptor having a positive charge are used, if the above-described pulse bias type is used symmetrically with respect to the ground potential, the same effect as described above can be obtained.
さらに、1色目のトナーと2色目以降のトナーの静電
潜像担持体上での吸引法による単位質量当り電荷量(Q/
M)が、−20〜−30μC/gの範囲で略同程度になっている
ので、転写材への転写率にトナー差が現われず、良好な
多色画像が得られる。Further, the charge amount per unit mass (Q / Q) of the first color toner and the second and subsequent color toners on the electrostatic latent image carrier by the suction method.
M) is approximately the same in the range of −20 to −30 μC / g, so that there is no difference in toner in the transfer rate to the transfer material, and a good multicolor image can be obtained.
本発明のより具体的な実施例としては、静電潜像担持
体としてドラム状有機感光体を使用し、1色目の黒現像
を2成分の磁気ブラシ現像によって行う。As a more specific embodiment of the present invention, a drum-shaped organic photoreceptor is used as an electrostatic latent image carrier, and black development of the first color is performed by two-component magnetic brush development.
この黒トナーの持つ電荷量は、ブローオフ法による測
定で、−18μC/gである。The charge amount of the black toner is −18 μC / g as measured by a blow-off method.
そして、黒のトナー像が形成されている感光体を再帯
電させ、第2の露光手段によって第2の静電潜像を形成
し、2色目のカラー現像を行う。Then, the photoconductor on which the black toner image is formed is recharged, a second electrostatic latent image is formed by the second exposure unit, and the second color development is performed.
この時、黒トナー付着部分の感光体電位は−900V、地
肌部分は−800V、露光部分は−100Vであり、感光体とト
ナー担持ローラの線速度は、等しく120mm/secとする。At this time, the photoconductor potential at the portion where the black toner adheres is -900 V, the background portion is -800 V, and the exposed portion is -100 V. The linear speed between the photoconductor and the toner carrying roller is 120 mm / sec.
また、2色目の現像に用いる非磁性のトナー層は、Q/
Mが−15μC/gで、トナー担持ローラ上のM/Aは、1.2mg/c
m2、このトナー担持ローラと感光体との間隙は、0.16mm
とした。In addition, the non-magnetic toner layer used for the development of the second color has Q /
M is -15 μC / g, M / A on the toner carrying roller is 1.2 mg / c
m 2 , the gap between the toner carrying roller and the photoconductor is 0.16 mm
And
さらに、印加パルスバイアスの型は、−400Vの、0.5m
sec間の部分と、−1000Vの0.25msec間の部分とからな
る。Further, the type of the applied pulse bias is -400 V, 0.5 m
It consists of a part between sec and a part between -1000V for 0.25 msec.
周波数は略1330Hzである。 The frequency is approximately 1330Hz.
本発明によれば、上述のような条件とすることによ
り、1色目のトナーの逆飛翔を防止し、且つ、2色目の
良好なカラー画像が得られた。According to the present invention, under the above-described conditions, the reverse flight of the toner of the first color is prevented, and a good color image of the second color is obtained.
次ぎに、本発明の他の実施例を図に基づいて詳細に説
明する。Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
この実施例の画像形成装置は、前記実施例の画像形成
装置と略同様に構成されているので、その構成に関して
は、第1図及び第2図を参照して説明する。Since the image forming apparatus of this embodiment has substantially the same configuration as the image forming apparatus of the above embodiment, the configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
本実施例では、先ず、第1図において、第1の帯電器
2によって、ドラム状の感光体1の表面を帯電させる。In this embodiment, first, in FIG. 1, the surface of the drum-shaped photoconductor 1 is charged by the first charger 2.
次いで、第1の露光手段3によって、感光体1上に静
電潜像を形成し、第1の現像手段4により第1のトナー
像を作る。Next, an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 1 by the first exposure unit 3, and a first toner image is formed by the first developing unit 4.
この第1の現像手段1は、黒トナーによって文字画像
を現像する場合が多いので、画像の解像度の良い方式が
必要である。Since the first developing means 1 often develops a character image with black toner, a method with good image resolution is required.
従って、この第1の現像手段1には、球形の磁性もし
くは非磁性トナーを使用することにより、画像の細線の
かすれ、にじみ等を改善できる。Therefore, by using a spherical magnetic or non-magnetic toner for the first developing means 1, it is possible to reduce blurring or blurring of fine lines of an image.
次に、第2の帯電器5によって、1色目のトナー像の
上から感光体1を再帯電させ、第1の露光が行なわれた
部分の電位状態を周囲と同等もしくは同等以上にする。Next, the photoreceptor 1 is recharged from above the first color toner image by the second charger 5, and the potential state of the portion where the first exposure has been performed is made equal to or higher than the surroundings.
そして、第2の露光手段6によって、感光体1上に第
2の静電潜像を形成する。Then, a second electrostatic latent image is formed on the photoconductor 1 by the second exposure unit 6.
このとき、1色目のトナーが付着している部分に露光
を行なわないようにすることによって、2色目のトナー
と1色目のトナーが感光体1上で重なり合って色が濁っ
てしまうことを防止できる。At this time, by not exposing the portion where the first color toner is adhered, it is possible to prevent the second color toner and the first color toner from overlapping on the photoreceptor 1 to make the color turbid. .
次に、第2の静電潜像を第2の現像手段7によって現
像する。Next, the second electrostatic latent image is developed by the second developing means 7.
この第2の現像手段7としては、カラー化が容易な非
磁性のトナーが適しており、特に小型化、低コスト化に
に有利な1成分の非接触現像方式を用いる。As the second developing means 7, a non-magnetic toner which is easy to color is suitable, and a one-component non-contact developing method which is particularly advantageous for miniaturization and cost reduction is used.
そして、流動性に優れ、飛翔効率の良い不定形なトナ
ーを使用する。Then, an amorphous toner having excellent fluidity and good flight efficiency is used.
以上の過程によって、感光体1上に2色もしくは2色
以上の多色画像を順次形成して、転写帯電器9によって
搬送路上の転写材8(記録体)に、この多色画像を1度
に転写する。Through the above process, a two-color image or a multi-color image of two or more colors is sequentially formed on the photoreceptor 1, and the multi-color image is once transferred onto the transfer material 8 (recording material) on the transport path by the transfer charger 9. Transfer to
この転写材8に転写された多色トナー画像は、定着器
10によって転写材8上に定着された後、完成コピー画像
として排出される。The multicolor toner image transferred to the transfer material 8 is
After being fixed on the transfer material 8 by 10, it is discharged as a completed copy image.
一方、感光体1上に残留された未転写トナーは、次の
画像形成の障碍とならないようにするために、クリーニ
ング部11で感光体1上から掻き落される。On the other hand, the untransferred toner remaining on the photoreceptor 1 is scraped off from the photoreceptor 1 by the cleaning unit 11 so as not to hinder the next image formation.
次に、1色目と2色目以降の非接触の現像方式につい
て詳細に説明する。Next, a non-contact developing method for the first color, the second color and the subsequent colors will be described in detail.
第2図において、ホッパー25内には、1色目とは異な
った色のトナー26が補給されていて、アジテーター24で
撹拌されている。In FIG. 2, a toner 26 of a color different from the first color is supplied into the hopper 25, and the toner 26 is stirred by the agitator 24.
そして、供給部材22に渡されたトナー26は、現像ロー
ラ21と摩擦帯電して現像ローラ21に付着される。Then, the toner 26 transferred to the supply member 22 is frictionally charged with the developing roller 21 and adheres to the developing roller 21.
この現像ローラ21に付着したトナー26は、トナー層形
成部材23によって均一なトナー層となって現像域に搬送
される。The toner 26 attached to the developing roller 21 is transported to the developing area by the toner layer forming member 23 as a uniform toner layer.
この時、現像ローラ21上のトナー付着量は、現像ロー
ラ21と感光体1が非接触で対向して略等速で移動して
も、十分な画像濃度が得られる程度がよい。At this time, the toner adhesion amount on the developing roller 21 is preferably such that a sufficient image density can be obtained even when the developing roller 21 and the photoconductor 1 move in a non-contact manner and move at a substantially constant speed.
ここで、現像ローラ21と感光体1が速度差を持つと、
“トナー後端寄り”という現象が起きてベタ部の濃度が
不均一となるため、カラー画像では問題となる。Here, if the developing roller 21 and the photosensitive member 1 have a speed difference,
The phenomenon of "toner trailing edge" occurs and the density of the solid portion becomes non-uniform, which is a problem in a color image.
このため、このローラ上に、単位面積当り質量(M/
A)で、0.8〜1.2mg/cm2、単位質量当り電荷量(Q/M)の
絶対値で、5〜20μC/gの範囲の多層トナー層を形成す
ることが、その画像品質を維持する上で必要である。For this reason, the mass per unit area (M /
A), forming a multi-layered toner layer in the range of 0.8 to 1.2 mg / cm 2 and the absolute value of the charge per unit mass (Q / M) of 5 to 20 μC / g maintains the image quality. Needed above.
このようなトナー保持ローラとしては、アルミ素面に
サンドブラスト処理を施したローラが知られている。As such a toner holding roller, a roller obtained by subjecting an aluminum elemental surface to sandblasting is known.
しかしながら、このローラのように、機械的な凹凸に
よって多層のトナーを搬送すると、その表面のトナーが
飛散して装置内部を汚染してしまったり、その凹凸にト
ナーが詰まってしまうなど、その性能や耐久性に問題が
ある。However, when multi-layered toner is conveyed by mechanical irregularities like this roller, the toner on the surface scatters and contaminates the inside of the apparatus, or the irregularities are clogged with toner. There is a problem with durability.
従って、本実施例では、このトナー保持ローラを以下
のように構成する。Therefore, in this embodiment, the toner holding roller is configured as follows.
すなわち、本実施例で使用するトナー保持ローラは、
そのローラ表面異なる特性を有する複数の部分のうち、
少なくとも一つが、電荷保持機能を有する部分に電荷が
付与されることによって、この異なる特性を有する部分
の相互間において形成される電界で、トナーを保持する
ように構成されたローラとする。That is, the toner holding roller used in this embodiment is
Among the parts having different characteristics on the roller surface,
At least one of the rollers is configured to retain toner by applying an electric charge to a portion having a charge retaining function, so that an electric field is formed between the portions having different characteristics.
その具体例としては、第5図、及び、第6図に示すよ
うに、ローラ表面のアルミ素面に、格子状、もしくはア
ヤメ状のローレット加工溝を形成し、この溝に誘電物質
を埋め込んで構成される。As a specific example, as shown in FIGS. 5 and 6, a lattice-shaped or iris-shaped knurled groove is formed on the aluminum surface of the roller surface, and a dielectric material is embedded in the groove. Is done.
このように構成されたローラをトナー保持ローラとし
て用いることにより、流動性に優れ飛翔率の高い不定形
トナーの多層薄層を容易に形成して現像に供することが
できる。By using the roller configured as described above as a toner holding roller, it is possible to easily form a multilayer thin layer of amorphous toner having excellent fluidity and a high flying rate, and to provide the toner for development.
このとき、感光体1上に形成されている1色目のトナ
ー像を乱さずに現像する必要があり、この現像ローラ21
と感光体1との間隔は、0.05〜0.5mm、好ましくは、0.1
〜0.2mmの範囲が適している。At this time, it is necessary to develop the first color toner image formed on the photoconductor 1 without disturbing it.
The distance between the photoconductor 1 and the photoconductor 1 is 0.05 to 0.5 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm.
A range of ~ 0.2 mm is suitable.
また、この現像時には、電源27により現像バイアスが
印加される。At the time of this development, a development bias is applied by the power supply 27.
ここで、静電潜像担持体として、マイナス帯電性の有
機感光体を用いた場合には、1色目のトナー像部分の電
位は、−700〜−900Vであり、2色目の潜像電位は、−1
00V程度、地肌部電位は、−800V程度である。Here, when a negatively chargeable organic photoconductor is used as the electrostatic latent image carrier, the potential of the toner image portion of the first color is −700 to −900 V, and the potential of the latent image of the second color is , -1
The background potential is about -800V, and the background potential is about -800V.
また、このときの現像バイアスとしては、1色目のト
ナーが、2色目の現像器内へ逆飛翔して混入することが
無く、しかも2色目の潜像電位部分へ良好に非磁性トナ
ー層のトナーを飛翔させる値でなければならない。Further, the developing bias at this time is such that the toner of the first color does not fly back into the developing device of the second color and is mixed, and the toner of the non-magnetic toner layer is satisfactorily transferred to the latent image potential portion of the second color. Must be a value to fly.
次の、表−2は、この現像装置の現像ローラ21と感光
体1との間の現像間隔を0.15mmとした場合において、2
色目のトナー層の形成された現像ローラ21に印加した現
像バイアスによる、1色目のトナーの逆飛翔の有無を調
べた結果である。The following Table-2 shows that when the developing interval between the developing roller 21 and the photoreceptor 1 of this developing device is 0.15 mm,
This is a result of examining the presence or absence of reverse flight of the first color toner by the developing bias applied to the developing roller 21 on which the color toner layer is formed.
但し、この表−2において、○印は混色なし、△印は
微量の混色あり、×印は混色あり、の結果をそれぞれ示
すものとする。 In Table 2, however, the results of ○ indicate no color mixing, Δ indicates slight color mixing, and × indicates color mixing.
この結果から明らかなように、感光体状で再帯電され
たトナーで吸引法によるQ/Mが−20μC/g以上の球形トナ
ーによって1色目の潜像を形成しておけば、2色目の現
像バイアスとして600V以下の部分を持つパルスバイアス
を印加しても逆飛翔が防止されトナーの混色が生じな
い。As is evident from the results, if the latent image of the first color is formed by a spherical toner having a Q / M of −20 μC / g or more by the suction method using the photoreceptor-shaped recharged toner, the development of the second color is performed. Even if a pulse bias having a portion of 600 V or less is applied as a bias, reverse flight is prevented and color mixing of toner does not occur.
この吸引法による測定は、約30gのファラデーゲージ
に、10mg程度のトナーを吸引して電荷量を測って、Q/M
を求めたものである。This suction method measures Q / M by measuring the amount of charge by suctioning about 10 mg of toner into a
It is what was asked.
第7図には、非磁性トナー層を飛翔現像させる時の現
像バイアスとして−800Vの直流バイアスを印加した場合
に、ローラ上のトナー層の持つ電荷量によって現像γ曲
線がどのように変化するかを示した。FIG. 7 shows how the development γ curve changes depending on the amount of charge of the toner layer on the roller when a DC bias of −800 V is applied as a developing bias when the non-magnetic toner layer is subjected to flight development. showed that.
第7図において、曲線Cは、単位質量当り電荷量(Q/
M)が−3μC/gのトナー層を用いた時の結果で、画像濃
度は十分であるがライン部の鮮明さが不足している。In FIG. 7, a curve C represents a charge amount per unit mass (Q /
M) is the result when the toner layer of -3 μC / g was used, and the image density was sufficient but the sharpness of the line portion was insufficient.
また、曲線Dは、単位質量当り電荷量(Q/M)が−12
μC/gのトナーを用いた時の結果で、画像濃度が不足し
ている。Curve D shows that the charge per unit mass (Q / M) is -12.
As a result of using μC / g toner, the image density is insufficient.
従って、直流電界によって1色目のトナーが2色目の
現像器へ逆飛翔するのを防止した場合には、2色目の画
像として良好な画像が得られなくなる。Therefore, if the first color toner is prevented from flying back to the second color developing device by the DC electric field, a good image cannot be obtained as the second color image.
そこで、この2色目の現像バイアスとして交流に直流
を重畳させた現像バイアスを用いる。Therefore, a developing bias in which a direct current is superimposed on an alternating current is used as the developing bias of the second color.
例えば、VP−Pで800V以下、周波数1000Hzの交流に、
−500Vの直流を重畳した現像バイアスを用いると、1色
目のトナーの逆飛翔を略防止することができ、且つ単位
質量当り電荷量(Q/M)が−15μC/gのトナー層を飛翔さ
せることができる。For example, 800V or less VP-P, 1000Hz frequency,
The use of a developing bias on which a direct current of -500 V is superimposed can substantially prevent the toner of the first color from flying backward and fly the toner layer having a charge per unit mass (Q / M) of -15 μC / g. be able to.
しかし、このときの現像γ曲線は、第8図の曲線Dに
示すようになる。However, the development γ curve at this time is as shown by a curve D in FIG.
これは、非磁性のトナー層が通常の正弦波の交流では
電界の強度に応じて飛翔されず、良好な画像が得られな
いことを示している。This indicates that the non-magnetic toner layer does not fly with a normal sine wave alternating current according to the intensity of the electric field, and a good image cannot be obtained.
そこで、以下のような直流重畳パルスバイアスを2色
目以降の非接触の現像に使用する。Therefore, the following DC bias pulse bias is used for non-contact development of the second and subsequent colors.
すなわち、パルスバイアスの型が0〜−600Vの範囲の
上の電圧部分と−600〜−2000Vの範囲の下の電圧部分と
からなるようにし、しかも、1周期に占める高電圧部分
の時間が50%以下、好ましくは略30%程度になってお
り、周波数が500〜5000Hzの範囲、好ましくは800〜1500
Hz程度にする。That is, the type of the pulse bias is made up of a voltage portion above the range of 0 to -600 V and a voltage portion below the range of -600 to -2000 V, and the time of the high voltage portion in one cycle is 50 hours. %, Preferably about 30%, and a frequency in the range of 500 to 5000 Hz, preferably 800 to 1500 Hz.
Set to about Hz.
ここで、0V以上の部分があると、1色目のトナーの逆
飛翔を防止できず、また、−2000V以下の部分がある
と、感光体1との間で放電の虞がある。Here, if there is a portion of 0 V or more, the reverse flight of the toner of the first color cannot be prevented, and if there is a portion of -2000 V or less, there is a risk of discharging between the photoconductor 1 and the portion.
また、周波数が500Hz〜5000Hzの範囲であれば、現像
ローラ21上に非磁性トナーを拘束する鏡像力、ファンデ
ルワールス力等を減退させて、単位質量当り電荷量(Q/
M)が−5〜−20μC/gの範囲にあるトナー層を飛翔現像
に用いることができる。Further, if the frequency is in the range of 500 Hz to 5000 Hz, the mirror image force and van der Waals force that restrain the non-magnetic toner on the developing roller 21 are reduced, and the charge amount per unit mass (Q /
A toner layer having M) in the range of -5 to -20 µC / g can be used for flight development.
また、静電潜像担持体の移動速度vと周波数fの比、
v/fを0.5以下とすることによって、印加パルスバイアス
のサイクルムラを防止できる。Further, the ratio of the moving speed v of the electrostatic latent image carrier to the frequency f,
By setting v / f to 0.5 or less, cycle unevenness of the applied pulse bias can be prevented.
以上の条件を満たすようなパルスバイアスを印加した
時の現像γ曲線は、第8図の曲線Dに示すように、電界
の強度に応じて非磁性のトナー層が飛翔し、潜像に対し
て忠実度の高い画像を得ることができる。When a pulse bias that satisfies the above conditions is applied, the non-magnetic toner layer flies in accordance with the strength of the electric field, as shown by curve D in FIG. An image with high fidelity can be obtained.
また、この時用いたトナー層の単位質量当り電荷量
(Q/M)は、−15μC/gであるので、鮮明度の高い画像が
得られた。Further, the charge amount per unit mass (Q / M) of the toner layer used at this time was −15 μC / g, so that an image with high definition was obtained.
ここで、プラスの電荷を持ったトナーと感光体を用い
るときには、上記のパルスバイアスの型を接地電位に対
して対称にして用いれば、上述と同様の効果が得られる
ことは勿論である。Here, when a toner and a photoreceptor having a positive charge are used, if the above-described pulse bias type is used symmetrically with respect to the ground potential, the same effect as described above can be obtained.
さらに、1色目のトナーと2色目以降のトナーの静電
潜像担持体上での吸引法による単位質量当り電荷量(Q/
M)が、−20〜−30μC/gの範囲で略同程度になっている
ので、転写材への転写率にトナー差が現われず、良好な
多色画像が得られる。Further, the charge amount per unit mass (Q / Q) of the first color toner and the second and subsequent color toners on the electrostatic latent image carrier by the suction method.
M) is approximately the same in the range of −20 to −30 μC / g, so that there is no difference in toner in the transfer rate to the transfer material, and a good multicolor image can be obtained.
本実施例の具体的な画像形成装置としては、静電潜像
担持体としてドラム状有機感光体を使用し、1色目の黒
現像を2成分の磁気ブラシによる接触現像によって行
う。As a specific image forming apparatus of this embodiment, a drum-shaped organic photoconductor is used as an electrostatic latent image carrier, and black development of the first color is performed by contact development using a two-component magnetic brush.
この黒トナーには、重合法によって作成された体積平
均粒径7μmの球形トナーを使用する。As the black toner, a spherical toner having a volume average particle diameter of 7 μm prepared by a polymerization method is used.
そして、この黒のトナー像が形成されている感光体を
再帯電させ、第2の露光手段によって、第2の静電潜像
を形成し得るようにする。Then, the photoreceptor on which the black toner image is formed is recharged so that the second exposure unit can form a second electrostatic latent image.
この再帯電後の感光体上の黒トナーの持つ電荷量Q/M
は、−25μC/gである。The charge amount Q / M of the black toner on the photoreceptor after this recharging
Is −25 μC / g.
この時、黒トナー付着部分の感光体電位は−900V、地
肌部分は−800V、露光部分は−100Vである。At this time, the potential of the photoconductor at the portion where the black toner adheres is -900 V, the background portion is -800 V, and the exposed portion is -100 V.
一方、2色目のカラー現像は、粉砕法によって作成さ
れた体積平均粒径10μmの不定形トナーによって行う。On the other hand, the color development of the second color is performed using an irregular toner having a volume average particle diameter of 10 μm prepared by a pulverization method.
このときの、感光体とトナー担持ローラの線速度は、
等しく120mm/secとする。At this time, the linear velocity between the photoconductor and the toner carrying roller is:
Equally 120 mm / sec.
また、この非磁性1成分のトナー層を担持するローラ
は、以下のように構成する。The roller carrying the nonmagnetic one-component toner layer is configured as follows.
すなわち、このローラは、アルミ芯金の表面に横溝0.
1mm、深さ0.2mmの各溝ローレットを0.3mmピッチ、45度
の角度で切ったものに、シリコン系の樹脂を塗付した
後、このローラの表面を切削加工してアルミ面を露出さ
せて形成される。In other words, this roller has a horizontal groove of 0.
After applying a silicon-based resin to each groove knurl of 1 mm and depth of 0.2 mm cut at a pitch of 0.3 mm and an angle of 45 degrees, the surface of this roller is cut to expose the aluminum surface It is formed.
従って、このローラによれば、その樹脂部分に、トナ
ー供給部材との摩擦によりプラスの電荷が蓄積されるこ
とにより、そのアルミ面との間にフリンジ電界が形成さ
れてマイナスに帯電されたトナーを多層にして搬送させ
ることができる。Therefore, according to this roller, a positive charge is accumulated in the resin portion due to friction with the toner supply member, so that a fringe electric field is formed between the roller and the aluminum surface, and the negatively charged toner is removed. It can be transported in multiple layers.
この2色目の現像に用いる非磁性のトナー層は、Q/M
が−15μC/gで、トナー担持ローラ上のM/Aは、1.2mg/cm
2とし、このトナー担持ローラと感光体との間隙は、0.1
6mmとした。The nonmagnetic toner layer used for the development of the second color is Q / M
Is -15 μC / g, M / A on the toner carrying roller is 1.2 mg / cm
2 , the gap between the toner carrying roller and the photoconductor is 0.1
6 mm.
また、、印加パルスバイアスの型は、−400Vの、0.5m
sec間の部分と、−1000Vの0.25msec間の部分とからな
る。The type of applied pulse bias is -400V, 0.5m
It consists of a part between sec and a part between -1000V for 0.25 msec.
さらに、周波数は略1330Hzである。 Further, the frequency is approximately 1330 Hz.
本実施例によれば、上述のような条件とすることによ
り、1色目のトナーの逆飛翔を防止し、且つ2色目の良
好なカラー画像を得ることができた。According to the present embodiment, by setting the above conditions, it is possible to prevent the toner of the first color from flying backward and obtain a good color image of the second color.
以上述べたように、多色のトナー像を感光体上に形成
して転写材に1回で転写するものにおいて、1色目の現
像に用いるトナーが、キャリアと摩擦帯電されており、
ブローオフ法による測定でQ/Mが、−10μC/g以上である
ので、2色目以降の現像が非磁性トナーの薄層を用いる
非接触現像で、現像バイアスとして直流重畳パルスバイ
アスが印加されても、混色の無い良好な多色画像を得る
ことができる。As described above, in the case where a multicolor toner image is formed on a photoconductor and transferred to a transfer material at one time, the toner used for development of the first color is frictionally charged with the carrier,
Since the Q / M measured by the blow-off method is -10 μC / g or more, the development of the second and subsequent colors is non-contact development using a thin layer of non-magnetic toner, and even if a DC bias pulse bias is applied as a development bias. And a good multicolor image without color mixture can be obtained.
さらに、この装置では、非接触現像に用いるトナー層
のQ/Mが絶対値で5〜20μC/gの範囲であるので、非接触
現像でありながら鮮明な画像が得られ、多色トナーの転
写条件を同一にすることができる。Further, in this apparatus, since the Q / M of the toner layer used for non-contact development is in the range of 5 to 20 μC / g in absolute value, a clear image can be obtained despite non-contact development, and the transfer of multicolor toner is performed. The conditions can be the same.
また、2色目以降の現像に用いるトナーが、潜像と同
極性であり、マイナスの電荷を持つ場合に、印加パルス
バイアスが、0〜−600Vの範囲の上の電圧部分と、−60
0〜−2000Vの範囲の下の電圧部分とからなり、周波数が
500〜5000Hzの範囲であるので、1色目のトナーの逆飛
翔を防止し、且つ、Q/Mが−5〜−20μC/gの範囲である
非磁性のトナー層を飛翔現像に用いることができる。When the toner used for the development of the second and subsequent colors has the same polarity as the latent image and has a negative charge, when the applied pulse bias is applied to a voltage portion in the range of 0 to -600 V,
It consists of a voltage part below the range of 0 to -2000V, and the frequency is
Since it is in the range of 500 to 5000 Hz, it is possible to prevent the reverse flight of the toner of the first color and to use a non-magnetic toner layer having a Q / M in the range of -5 to -20 μC / g for the flight development. .
また、この装置では、1周期に占める下の電圧部分の
時間が、50%以下、好ましくは略30%になっているの
で、電界の強度に応じたトナーの飛翔が可能となり、良
好な画像が得られる。Further, in this device, the time of the lower voltage portion in one cycle is 50% or less, preferably approximately 30%, so that the toner can fly according to the intensity of the electric field, and a good image can be obtained. can get.
さらに、この装置において、プラスの電荷を持ったト
ナーを用いる場合には、前記バイアスの型を接地電位に
対して対称にして用いれば、上述と同等の効果が得られ
る。Further, in this apparatus, when a toner having a positive charge is used, the same effect as described above can be obtained if the bias type is used symmetrically with respect to the ground potential.
一方、多色のトナー像を感光体上に形成して転写材に
1回で転写するものにおいて、1色目の現像に用いるト
ナーが、球形の粒子であって、2色目以降の現像時の感
光体上での吸引法によるトナーのQ/Mの絶対値が、20μC
/g以上であるので、鮮明度が高く解像力の良い1色目の
画像を得ることができる。On the other hand, in the case where a multicolor toner image is formed on a photoconductor and transferred to a transfer material at one time, the toner used for the first color development is spherical particles, Absolute value of Q / M of toner by suction method on body is 20μC
/ g or more, it is possible to obtain a first-color image with high definition and good resolution.
そして、この装置では、2色目以降の現像が、非磁性
トナーの薄層を用いる非接触現像であるので、その現像
バイアスとして直流重畳パルスバイアスが印加されても
トナーの混色が起きず、経時的な色濁りの無い良好な多
色画像が得られる。In this apparatus, since the development of the second and subsequent colors is non-contact development using a thin layer of non-magnetic toner, even if a DC bias pulse bias is applied as the development bias, color mixing of the toner does not occur, and the development over time does not occur. A good multicolor image without any color turbidity can be obtained.
さらに、この装置では、非接触現像に用いるトナー
が、飛翔効率の良い不定形の粒子であり、そのトナー担
持体上でのQ/Mが、絶対値で5〜20μC/gの範囲であるの
で、非接触現像でありながら鮮明で滑らかな画像が得ら
れ、且つ、多色トナーの転写条件を同一にすることがで
きる。Further, in this apparatus, the toner used for non-contact development is irregular particles having good flying efficiency, and the Q / M on the toner carrier is in the range of 5 to 20 μC / g in absolute value. Thus, a clear and smooth image can be obtained in spite of non-contact development, and the transfer conditions of the multicolor toner can be made the same.
また、2色目以降の現像に用いるトナー担持ローラの
表面が、少なくとも一つが電荷保持機能を有する複数の
部分からなり、この異なる部分相互間において形成され
る電界で帯電したトナーを保持するようにしているの
で、流動性が高く飛翔効率の良い不定形のトナーによる
多層薄層の形成が可能であり、感光体とトナー担持ロー
ラとの線速度を略等しくしても、十分な画像濃度を得る
ことができ、“後端トナー寄り”の無い均一な濃度の良
好なカラー画像を得ることができる。Also, the surface of the toner carrying roller used for the development of the second and subsequent colors has at least one of a plurality of portions having a charge holding function, and holds the toner charged by an electric field formed between the different portions. Because of this, it is possible to form a multilayer thin layer with amorphous toner with high fluidity and high flying efficiency, and to obtain sufficient image density even when the linear speed between the photoconductor and the toner carrying roller is almost equal. This makes it possible to obtain a good color image with uniform density without "toner deviation near the toner".
さらに、2色目以降の現像に用いるトナーが、潜像と
同極性であり、マイナスの電荷を持つ場合に、印加パル
スバイアスが、0〜−600Vの範囲の低電圧部分と、−60
0〜−2000Vの範囲の高電圧部分とからなり、周波数が50
0〜5000Hzの範囲であるので、1色目のトナーの逆飛翔
を防止し、且つ、Q/Mが−5〜−20μC/gの範囲である非
磁性のトナー層を飛翔現像に用いることができる。Further, when the toner used for the development of the second and subsequent colors has the same polarity as the latent image and has a negative charge, the applied pulse bias is changed to a low voltage portion in the range of 0 to -600 V,
It consists of a high voltage part in the range of 0 to -2000 V, and has a frequency of 50
Since it is in the range of 0 to 5000 Hz, it is possible to prevent reverse flight of the toner of the first color and to use a non-magnetic toner layer having a Q / M in the range of -5 to -20 μC / g for flight development. .
また、この装置では、1周期に占める高電圧部分の時
間が、50%以下、好ましくは略30%になっているので、
電界の強度に応じたトナーの飛翔が可能となり、良好な
多色画像が得られる。Also, in this device, the time of the high voltage portion in one cycle is 50% or less, preferably approximately 30%.
The flying of the toner according to the intensity of the electric field becomes possible, and a good multicolor image can be obtained.
さらに、この装置において、プラスの電荷を持ったト
ナーを用いる場合には、前記バイアスの型を接地電位に
対して対称にして用いれば、上述と同等の効果が得られ
る。Further, in this apparatus, when a toner having a positive charge is used, the same effect as described above can be obtained if the bias type is used symmetrically with respect to the ground potential.
(発明の効果) 本発明によれば、静電潜像担持体に2色以上のトナー
像を重ねて現像する場合に、1色目と2色目以降の現像
バイアスと、トナー帯電量、あるいは、トナー粒形・帯
電量・トナー担持体、が最適な組み合わせとなるので、
トナーの混色の無い良好で鮮明な多色画像を得ることが
できるとともに、多色トナーの転写条件を同一にするこ
とができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, when a toner image of two or more colors is superimposed and developed on an electrostatic latent image carrier, the developing bias of the first color and the second and subsequent colors, the toner charge amount, or the toner Since the optimal combination of particle shape, charge amount, and toner carrier,
A good and clear multicolor image without toner color mixture can be obtained, and the transfer conditions of the multicolor toner can be made the same.
第1図は本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略断
面図、第2図は上記画像形成装置における現像装置の概
略断面図、第3図は上記実施例における非磁性トナー層
の持つ電荷量にる現像γ曲線の変化を示す線図、第4図
は2色目の現像バイアスとして交流に直流を重畳させた
ときの上記非磁性トナー層の持つ電荷量にる現像γ曲線
の変化を示す線図、第5図は本発明の他の実施例におけ
るトナー保持ローラの斜視図、第6図は上記トナー保持
ローラの表面の拡大図、第7図は上記他の実施例におけ
る非磁性トナー層の持つ電荷量にる現像γ曲線の変化を
示す線図、第8図は上記他の実施例における2色目の現
像バイアスとして交流に直流を重畳させたときの上記非
磁性トナー層の持つ電荷量にる現像γ曲線の変化を示す
線図である。 1……感光体、2……第1の帯電器、3……第1の露光
手段、4……第1の現像手段、5……第2の帯電器、6
……第2の露光手段、7……第2の現像手段、8……転
写材、9……転写帯電器、10……定着器、11……クリー
ニング部、21……現像ローラ、22……トナー供給部材、
23……トナー層形成部材、24……アジテータ、25……ホ
ッパー、26……トナー、27……現像バイアス印加用の電
源。FIG. 1 is a schematic sectional view of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic sectional view of a developing device in the image forming apparatus, and FIG. 3 has a nonmagnetic toner layer in the embodiment. FIG. 4 is a graph showing the change in the development γ curve depending on the charge amount. FIG. 4 is a graph showing the change in the development γ curve depending on the charge amount of the non-magnetic toner layer when a direct current is superimposed on an alternating current as a developing bias for the second color. FIG. 5 is a perspective view of a toner holding roller according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is an enlarged view of the surface of the toner holding roller, and FIG. 7 is a non-magnetic toner according to the other embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a change in the development γ curve depending on the charge amount of the layer. FIG. 8 is a diagram showing the charge of the non-magnetic toner layer when a direct current is superimposed on an alternating current as a developing bias of the second color in the other embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a change in a development γ curve depending on an amount. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photoconductor, 2 ... 1st charger, 3 ... 1st exposure means, 4 ... 1st developing means, 5 ... 2nd charger, 6
... Second exposure means, 7 second developing means, 8 transfer material, 9 transfer charger, 10 fixing device, 11 cleaning unit, 21 developing roller, 22 ... toner supply member,
23 ... toner layer forming member, 24 ... agitator, 25 ... hopper, 26 ... toner, 27 ... power supply for applying a developing bias.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/06 - 15/09 101 G03G 15/01 - 15/01 117 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 15/06-15/09 101 G03G 15/01-15/01 117
Claims (3)
ナーによって順次現像し、転写材に1度で転写して多色
画像を得るようにした画像形成装置において、1色目の
現像手段がキャリアとトナーを混合した2成分の磁気ブ
ラシによる接触の現像方式であり、2色目以降の現像手
段が1成分の非磁性トナーの薄層を用いる非接触の現像
方式であるとき、上記1色目の現像手段に用いるトナー
のブローオフ法による単位質量当たりの電荷量の絶対値
が10μC/g以上であり、上記2色目以降の現像手段に用
いるトナー層の吸引法による単位質量当り電荷量が5〜
20μ/gの範囲であり、前記2色目以降の現像手段に用い
るトナーが潜像と同極性でありマイナスの電荷を持つ場
合に印加されるパルスバイアスの型が0〜−600Vの範囲
の上の電圧部分と−600〜−2000Vの範囲の下の電圧部分
とからなり、1周期に占める下の電圧部分の時間が50%
以下、好ましくは略30%になっており、周波数が500〜5
000Hzの範囲であり、静電潜像の移動速度vとバイアス
周波数fの比v/fが0.5以下であり、トナーがプラスの電
荷を持つ場合に、上記バイアスの型が接地電位に対して
対称となることを特徴とする画像形成装置。1. An image forming apparatus in which a latent image on an electrostatic latent image carrier is sequentially developed with toners of different colors and transferred to a transfer material at a time to obtain a multicolor image. When the developing means is a contact developing method using a two-component magnetic brush in which a carrier and a toner are mixed, and the developing means for the second and subsequent colors is a non-contact developing method using a thin layer of a one-component non-magnetic toner, The absolute value of the charge per unit mass of the toner used in the first color developing means by the blow-off method is 10 μC / g or more, and the charge per unit mass by the suction method of the toner layers used in the second and subsequent color developing means. Is 5
20 μ / g, and the type of pulse bias applied when the toner used for the developing means for the second and subsequent colors has the same polarity as the latent image and has a negative charge is in the range of 0 to −600 V. Consisting of a voltage part and a voltage part below the range of -600 to -2000V, the time of the lower voltage part in one cycle is 50%
Hereinafter, it is preferably approximately 30%, and the frequency is 500 to 5
When the toner has a positive charge, the ratio of the moving speed v of the electrostatic latent image to the bias frequency f is 0.5 or less, and when the toner has a positive charge, the bias type is symmetric with respect to the ground potential. An image forming apparatus characterized in that:
ナーによって順次現像し、転写材に1度で転写して多色
画像を得るようにした画像形成装置において、1色目の
現像手段に用いるトナーが球形の粒子であり、2色目以
降の現像時に静電潜像を形成している上記1色目のトナ
ーの吸引法による単位質量当り電荷量の絶対値が20μC/
g以上であって、上記2色目以降の現像手段が1成分の
非磁性トナーの薄層を用いる非接触の現像方式であると
き、上記2色目以降の現像手段に用いるトナーが不定形
の粒子であり、トナー担持体上での吸引法による単位質
量当り電荷量が5〜20μC/Gの範囲であり、前記2色目
以降の現像手段に用いる不定形トナーをローラ上に多層
に保持して現像域に搬送するローラであって、このロー
ラ表面の異なる特性を有する複数の部分のうち少なくと
も一つが電荷保持機能を有しており、この異なる部分の
相互間において形成される電界でトナーを保持するよう
に構成されたローラを用いることを特徴とする画像形成
装置。2. An image forming apparatus in which a latent image on an electrostatic latent image carrier is sequentially developed with toners of different colors and transferred to a transfer material at a time to obtain a multicolor image. The toner used in the developing means is spherical particles, and the absolute value of the charge per unit mass of the toner of the first color, which forms an electrostatic latent image during the development of the second and subsequent colors, is 20 μC /
g or more, and when the developing means for the second and subsequent colors is a non-contact developing method using a thin layer of one-component non-magnetic toner, the toner used for the developing means for the second and subsequent colors is irregular particles. The charge amount per unit mass by the suction method on the toner carrier is in the range of 5 to 20 μC / G, and the amorphous toner used for the developing means for the second and subsequent colors is held in multiple layers on a roller to form a developing area. Wherein at least one of a plurality of portions having different characteristics of the roller surface has a charge holding function, and holds the toner with an electric field formed between the different portions. An image forming apparatus using the roller configured as described above.
ナーが潜像と同極性でありマイナスの電荷を持つ場合に
印加されるパルスバイアスの型が0〜−600Vの範囲の低
電圧部分と−600〜−2000Vの範囲の高電圧部分とからな
り、1周期に占める高電圧部分の時間が50%以下、好ま
しくは略30%以下になっており、周波数が500〜5000Hz
の範囲であり、静電潜像の移動速度vとバイアス周波数
fの比v/fが0.5以下であり、トナーがプラスの電荷を持
つ場合に、上記バイアスの型が接地電位に対して対称と
なることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。3. A low-voltage portion in which the type of pulse bias applied when the toner used in the developing means for the second and subsequent colors has the same polarity as the latent image and has a negative charge is 0 to -600V. It consists of a high voltage portion in the range of -600 to -2000V, the time of the high voltage portion in one cycle is 50% or less, preferably approximately 30% or less, and the frequency is 500 to 5000Hz.
When the ratio v / f of the moving speed v of the electrostatic latent image to the bias frequency f is 0.5 or less and the toner has a positive charge, the bias type is symmetric with respect to the ground potential. The image forming apparatus according to claim 2, wherein:
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JP2283733A JP3014133B2 (en) | 1990-10-22 | 1990-10-22 | Image forming device |
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