JPH01261674A - 多色画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は二成分現像剤を使用する多色画像形成装置に関
し、特に像担持体上に多色トナー像を形成するための現
像手段の改良に関する。

〔発明の背景〕

多色画像形成装置では像担持体に各単色光による１色づ
つのトナー像を重ね合せることによって多色トナー像を
形成する方式がとられる。

かかる多色画像形成装置は、互に異なる色のトナーを収
容した複数の現像手段を内蔵していて、移動する像担持
体の周縁部に配設されている。１色目のトナー像を保持
した像担持体がさらにその上に２色目の潜像を形成する
と、２色目に相当する現像手段を作用させてトナー像を
重ね合せ、このプロセスを３色目、４色目と反復するこ
とによって単色のトナー像の積層による多色トナー像を
形成する。

トナー像の形成中、現像に寄与する現像装置では像担持
体と僅かな間隙をもって位置したスリーブ（現像剤搬送
手段）が回転するとともに、スリーブと像担持体の間に
電界を発生させ、潜像の電荷分布に応じてスリーブ周面
に付着・搬送されたトナーを像担持体に移動させる。

一方現像に寄与しない現像装置ではスリーブを停止させ
電気的にはスリーブを７０−ティング（電気的に浮いた
状態）させたり、スリーブに対しＯまたは特定のバイア
スを印加したりする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら現像に寄与しない現像装置といえども像担
持体に対向しているスリーブ面にはトナーが付着してい
るためそのトナーによる現像が避けられず画像上色の濁
として問題になる。これを防止するようなバイアスをス
リーブに印加すると逆に像担持体上に形成されているト
ナー像からトナーがスリーブに移動し、画像の濃度低下
や現像装置中でのトナーの混色が発生する。

像担持体の非画像部に現像に寄与しない現像装置のスリ
ーブ表面上に付着していたトナーを消費するようにし、
像担持体の画像部に対向する際はスリーブへのトナーの
移動が起らないバイアスをスリーブに印加すれば上述の
問題は一応防止出来るが、トナーの消費が増大し、像担
持体のクリーニング手段への負担が大きくなる。

また現像に寄与しない現像装置を像担持体から移動させ
て十分に離したり、スリーブにカバーがかかるような構
造にしても上述の問題を防止出来るが何れも構造が複雑
になるという欠点がある。

特に二成分現像剤を使用する装置では像担持体の画像の
上にトナーの他さらにキャリアも付着することとなるの
で前述した混色に加えて画像そのものを乱すこともあり
またクリーニングに際してキャリアが像担持体の感光面
に押し付けられて擦傷を生じ質の良い画像を形成するこ
とが出来なくなることもある。

本発明はこの点を解決して改良した結果、極めて簡単な
構造によって像担持体に対する現像剤の不要な付着を阻
止することを可能とし、それによって画像の濃度低下や
混色、感光面の損傷等を防止して長期にわたり安定して
高画質の画像を得ることの出来る多色画像形成装置の提
供を目的としたものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記目的は、回転可能な像担持体と、前記像担持体に潜
像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を現像できる色
の相異なるトナーを収納する複数の現像手段とを備え、
前記像担持体上に多色トナー像を形成する多色画像形成
装置において、前記複数の現像手段のうち少なくとも一
つは、現像剤を現像領域に搬送する搬送手段と、現像領
域に対し搬送の上流方向に前記搬送手段と対向して設置
されるトナー除去手段およびキャリア除去手段とを有し
、前記搬送手段、トナー除去手段、及びキャリア除去手
段に対してそれぞれ独立に電気的バイアスを印加できる
ことを特徴とする多色画像形成装置によって達成される
。

〔発明の詳細な説明〕

本発明の基本的な構成は以下のとおりである。

現像装置の中のスリーブの近傍にトナー除去部材をおき
、スリーブとトナー除去部材にそれぞれバイアスを印加
する。

スリーブとトナー除去部材の間にはトナーだけがトナー
除去部材に移動するような電界を発生させる。その結果
、スリーブ上の現像剤層の少なくとも表面から特定の極
性に帯電されているトナーの大部分を電気力（こよって
トナー除去部材に吸引することができる。なお、特にこ
とわらない限り、現像剤層とは、現像剤層形成手段によ
り層状にされる前の現像剤の状態をも含めて、スリーブ
に保持されている現像剤を指す。

スリーブとキャリア除去部材の間にはキャリアがキャリ
ア除去部材に移動するような電界を発生させる。その結
果、スリーブ上の、表面からトナーがなくなりキャリア
が露出している現像剤層の少なくとも表面から、トナー
と反対の極性に帯電されているキャリアを電気力によっ
てキャリア途去部材に吸引することができる。この結果
、現像剤層の厚さを小さくすることができて現像に寄与
しない段階での現像スリーブからの像担持体に対するト
ナーやキャリアの移動が防止される。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図ないし第３図に示す。

第１図は本発明の多色画像形成装置の主要構造を示した
もので、原稿面の光像が潜像形成手段たる露光部ｌの内
蔵するレーザスキャナの露光走査により各単色光に分解
され、帯電器７によって一様に帯電された像担持体２の
周面上に先ず第１の単色光として例えばイエローに対応
する静電潜像が形成されると、イエローのトナーを収容
した現像手段たる現像器３Ｙのトナー搬送手段すなわち
現像スリーブが回転を始めると同時に電気バイアスを印
加されてその周面にキャリアとともに付着・搬送したイ
エローのトナーを像担持体２側に飛翔して前述した静電
潜像を顕像化し黄色のトナー像を形成させる。

続いて像担持体２は２周目の回転に入り、第２の単色光
としてマゼンタに対応する静電潜像を形成シ、替ってマ
ゼンタのトナーを収容する現像器３Ｍの現像スリーブに
よりマゼンタのトナー像をイエローのトナー像の存在下
に形成する。

同様にして現像器３Ｃおよび３８Ｋによりそれぞれシア
ンおよび黒色のトナー像を前述したのイエローおよびマ
ゼンタのトナー像の存在下に重ね合せて１つの多色トナ
ー像を形成する。なおこの多色トナー像の形成中にはク
リーニング装置６のブレード部材は像担持体２の周面よ
り退避されて離間した位置に保たれている。

多色トナー像を形成した像担持体２は給紙カセット８よ
り搬送ローラ９により搬出され続いて給紙ローラｌＯに
よって多色トナー像とのタイミングを図って給送される
転写紙Ｐと合体した後、転写器４によってその多色トナ
ー像の転写を行い分離器５によって分離する。

かくして転写を終えた像担持体２は転写終了に同期して
圧接態勢に移ったクリーニング装置６のブレード部材に
より残留トナーを剥離、清掃されたのち再び帯電器７に
より電荷を与えられ次なる画像形成のプロセスに入る。

一方、多色トナー像の転写を受けた転写紙Ｐは定着器１
１に搬送されてトナー像の溶融固着を行い排紙トレイ１
２へと排出されてコピーを終了する。

第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は何れも前述した現像器
の構成例を示すもので、図（Ａ）および図（Ｂ）は回転
型の磁石ロール３２Ａあるいは３２Ｂを内包する現像ス
リーブ３１Ａあるいは３１Ｂを備えｌ；現像器の例であ
る 第２図（Ａ）の現像器によってその作用を説明するとト
ナー容器３３Ａより少量宛落下して現像容器内に補給さ
れたトナーは、攪拌部材３４Ａの回転により、キャリア
と混合されて均一な分布となりかつ摩擦によってトナー
とキャリアとは逆特性に帯電し、トナーはキャリアに付
着した状態で現像スリーブ３１の周面に吸着される。

現像スリーブ３１Ａ上のキャリア及びトナーは、内包す
る磁石ロール３２Ａの時計方向の回転により穂立ち状態
となって反時計方向に搬送され、現像剤層形成手段たる
ブレード３５Ａによって適正な高さに規制された上現像
領域Ｅに至りトナーはキャリアから離れて像担持体２周
面の潜像をトナー像化する。

前記現像スリーブ３１Ａの周囲には、前記ブレード３５
Ａに近接して現像スリーブ３１Ａの回転上流から順次ト
ナー除去部材３６Ａとキャリア除去部材３７Ａが設けら
れていて、像担持体２の画像領域の現像すなわちトナー
像形成を終了した段階で先ずトナー除去部材３６Ａに次
いでキャリア除去部材３７Ａに対しそれぞれ所定のバイ
アスが印加される。

すなわち前記トナー除去部材３６Ａには現像スリ、−ブ
３１Ａ上のトナーだけがトナー除去部材３６Ａに移動す
るような電界を発生させるバイアスが印加され、一方前
記キャリア除去部材３７Ａには現像スリーブ３１Ａ上の
キャリアのみがキャリア除去部材、３７Ａに移動するよ
うな電界を発生させるバイアスが印加される。

それによって現像スリーブ３１Ａの周面の一部分は回転
中にトナーの除去に続いてキャリアが除去されまた残留
したとしてもその付着量は極めて微量の状態となって現
像スリーブ３１Ａの停止位置の制御により像担持体２の
現像領域Ｅに面した位置で静止される。

その結実現像器が現像に寄与していない場合には現像ス
リーブ３１Ａ上の現像剤層は現像時と比較してその高さ
が極めて低い状態になっているので像担持体との間の電
界強度は著しく低下して現像スリーブ３１Ａから像担持
体２側にトナーやキャリアが移動する現象は殆ど起こら
ない。

この場合現像スリーブ３１Ａに対し像担持体２にトナー
を移動させるバイアスを印加し続けたとしても像担持体
２との間の電界強度が低いのでトナー移動を起こす迄に
は至らず逆に像担持体２のトナー像からトナーがスリー
ブ３１Ａに戻るのを防止する効果をも併せて得ることが
出来る。

また前記トナー除去部材および前記キャリア除去部材に
吸着されたトナーやキャリアは必要に応じバイアスの解
除あるいは切替えにより現像器中に戻され以後の現像に
使用される。

第２図（Ｂ）は、除去部材３６Ｂとキャリア除去部材３
７Ｂとを弾性板３５Ｂに対する現像スリーブ３１Ｂの回
転下流側に配置した例であって、この場合には弾性板３
５Ｂによって穂立ち量を規制された状態の現像剤層に対
して前述のトナー及びキャリアの吸着・除去の作用が働
きそのトナー及びキャリアの除去された部分は前例と同
様に現像スリーブ３１Ｂの停止時には現像領域Ｅに面し
て静止する。

また第２図（Ｃ）は固定型の磁石ロール３２Ｃを内包す
る現像スリーブ３１Ｃを備えた現像器に対する適用例で
あって、この場合現像スリーブ３１Ｃはその周面が像担
持体２の周面と逆方向に回転されるので、トナー除去部
材３６Ｃとキャリア除去部材３７Ｃは図示の如く現像領
域Ｅの下方に設置される。

そして現像スリーブ３１Ｃのトナー除去部材３６Ｃおよ
びキャリア除去部材３７Ｃによってトナー及びキャリア
が除去された周面が現像領域Ｅに面して停止する。

第３図は像担持体と現像スリーブの回転サイクルに対応
して印加される現像スリーブのバイアス（実線をもって
示す）と前述した現像を終えて印加されるトナー除去部
材とキャリア除去部材に対する各バイアス（それぞれ破
線と一点鎖線をもって示す）の各電位とタイミングの事
例を示したものである。

各事例は何れも反転現像の場合で、トナーの電荷極性は
正であり、像担持体２の表面電位は非露光部が＋７００
Ｖ、露光部が０■とされている。

第３図（ａ）の例では、各除去部材は通常はスリーブと
ほぼ同電位となっているが、現像動作が終了した直後に
はＱＶとなっており、このときトナーがトナー除去部材
に転移する。さらにその直後、キャリア除去部材がスリ
ーブより高電位となり、キャリアがキャリア除去部材に
移動する。この結果、スリーブ上には現像剤が少なくな
る。その後スリーブは僅かに回転して、現像剤層のトナ
ーが少なくなった面が像担持体に対向させた位置で停止
する。非現像時にはトナーを像担持体に移動させようと
するバイアスがスリーブに印加されることが好ましい。

このとき、現像剤がスリーブ上に少ないので現像はされ
ない。また像担持体のトナー像のトナーは現像しようと
するトナーと同極性の電荷を有しているため、スリーブ
に印加したバイアスによりこのトナーがスリーブ面へ移
動することもない。

第３図（ｂ）は、非現像時のバイアスを現像時より大き
くした例で像担持体からのトナーの移動がさらに起こり
にくくなっている。

以下に実験例を示す。

第１図に示した多色画像形成装置に第２図（Ａ）、（Ｂ
）、（Ｃ）で示した構成の現像器に入れて、トナー像の
混色と現像器の中の混色を観察した。条件は表１のとお
りである。なお、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は第２図に対
応する。比較実験として、トナー除去部材とキャリア除
去部剤をそれぞれフローティングして同様の実験を行っ
た。

二つの実験結果を比較すると、各除去部材を７０−ティ
ングした場合にはトナー像上で混色が観察された。また
、非現像時のスリーブへのバイアスを下げると、像担持
体側に対向している現像剤層表面にはトナー像のトナー
やキャリアが付着しているのが観察された。これに対し
表に示した通りの条件下ではこれらの現象はみもれなか
った。

表　　１ 像担持体：　ＯＰＣ感光体ドラム 現像剤　トナー　　二粒径　　１０μｍ（重量平均）電
荷量　−２０μＣ／ｇ キャリア　−粒径　　４０μｍ（重量平均）比抵抗　１
０１ユΩｃｍ 磁化　　４０ｅ＋＋＋ｕ トナー濃度：１０％ 現像スリーブ：非磁性ステンレス 直径　　　　　２０ｍｍ 回転線速度　　１００＋ｎｍ／ｓｅｃ　（Ａ）４００ｍ
ｍ／ｓｅｃ　（Ｂ）、（Ｃ） 磁石ロール　：種数　　　　　７（固定）（Ｃ）のみ８
　（６００ｒｐｍで回転） 磁束密度　　　７００Ｇ （スリーブ表面で の最大値） 現像間隙　　　　　　　　　　０．８ｍｍ　　　（Ａ）
０．５１１＋ｍ　　　（Ｂ）　、　（Ｃ）バイアス：現
像スリーブ（一定）　−６００Ｖ、７００Ｖ（，３ＫＨ
ｚ）ＤＣＡＣ トナー除去部材　　現像直後、Ｏｖ 上記以外、スリー ブと同じ キャリア除去部材　現像直後、１２００ｖ上記以外、ス
リー ブと同じ 〔発明の効果〕 本発明によって、色の異なるトナーを収容する複数個の
現像器を交互に使用する場合に起り勝ちなトナー像の混
色や吸着したトナーの放散による濃度の低下等の弊害を
防止することが可能となりその結果カラーバランスに優
れた高画質のコピーの得られる多色画像形成装置が提供
されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の構成図、第２図は前記
装置の備える現像器の断面図、第３図は前記現像器に印
加されるバイアス電圧のタイムチャート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転可能な像担持体と、前記像担持体に潜像を形
   成する潜像形成手段と、前記潜像を現像できる色の相異
   なるトナーを収納する複数の現像手段とを備え、前記像
   担持体上に多色トナー像を形成する多色画像形成装置に
   おいて、前記複数の現像手段のうち少なくとも一つは、
   現像剤を現像領域に搬送する搬送手段と、現像領域に対
   し搬送の上流方向に前記搬送手段と対向して設置される
   トナー除去手段およびキャリア除去手段とを有し、前記
   搬送手段、トナー除去手段、及びキャリア除去手段に対
   しそれぞれ独立に電気的バイアスを印加できることを特
   徴とする多色画像形成装置。