JPH0219874A

JPH0219874A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0219874A
Application number: JP63168695A
Authority: JP
Inventors: Nobumasa Furuya; 信正古谷; Kazuo Maruyama; 和雄丸山; Tsuneo Noami; 野網　恒雄; Takeshi Saikawa; 済川　健; Koji Adachi; 康二足立
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1988-07-08
Publication date: 1990-01-23

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］この発明は、静電潜像を利用して複数のトナー像を形成
する複写機やプリンタ等の画像形成装置に係り、特に、
所謂重ね現像法を適用した画像形成装置の改良に関する
。

［従来の技術］従来この種の重ね現像法を適用した画像形成装置として
は例えば特開昭５５−７３０６３号公報所載のものがあ
る。

これは、二色カラー画像形成装置の例であって、一つの
潜像担持体に、二値若しくは三値の複数の静電潜像を形
成し、これら二値若しくは三値の潜像を有する潜像担持
体の第一の潜像を第一の現像手段で現像した後、引続い
て、潜像担持体上の第二の潜像を第二の現像手段で現像
し、最終的に形成されたトナー像を転写媒体に一括転写
させて二色カラー画像を得るものであり、複数の転写工
程を経る所謂順次転写法に比べて、装置の小型化及び画
像形成サイクルの高速化を図ることがＣきる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、このような重ね現像法を用いた画像形成
装置において、前段の現像手段により既に形成されたト
ナー像が後段の現像手段の現像剤に再度摺擦するため、
既成のトナー像が後段の現像工程により著しく乱れる虞
れがある。従って、この種の重ね現像法を適用した画像
形成装置にあっては、前段のトナー像を乱すことなく、
如何に後段の現像を実施するかが極めて重要な課題にな
っている。

このような課題を解決する方法としては、後段の現像工
程を一成分非接触現像法によって行うことも考えられる
が、−成分非接触現像法にあっては、画質、特に階調再
現性に劣り、この点からはキャリアとトナーとからなる
二成分現像剤を用いる現像法、通常磁気ブラシ現像法を
使用せざるを得ない。

このような背景下において、既成のトナー像の乱れを有
効に防止するものとしては、例えば特開昭６０−１２６
６６５号公報に示されるように、粒子径が５０μｍ以下
の磁性キャリアをトナー粒子と混合した二成分現像剤を
使用するものが知られている。

ところが、このタイプにあっては、キャリアの小粒子化
により像乱れ現象は改善されるが、粒子径が小さくなる
程、キャリアが現像剤担持体から潜像担持体側へ転移す
る所謂キャリオーバ現象が生じ易くなるという問題が生
ずる。このとき、絶縁性の磁性キャリアについては、既
成のトナー像及び現像対象である潜像画像部の周縁にそ
のフリンジ電界の作用で転移するが、導電性の磁性キャ
リアついては、潜像画像部と現像剤担持体との間に電路
が形成されるため、静電誘導により潜像画像部と逆極の
電荷がキャリアに注入され、結果として潜像画像部に多
くのキャリアが転移してしまい、上述した問題がより顕
著に現れる。

この発明は、以上の問題点に着目して為されたものであ
って、既成のトナー像を乱すことなく、現像能力を維持
しながら上述したキャリオーバ現象を有効に回避できる
ようにした画像形成装置を提供するものである。

し課題を解決するための手段］すなわち、この発明に係る画像形成装置は、潜像担持体
と、この潜像担持体に複数の潜像を形成する潜像形成手
段と、潜像担持体上の各潜像を夫々トナー現像する複数
の現像手段と、潜像担持体上の複数のトナー像を転写媒
体に一括転写する転写手段とを備え、少なくとも二段目
以降の現像手段には、内部にマグネット部材が設けられ
て潜像担持体との間にトナー及び磁性キャリアからなる
二成分現像剤の磁気ブラシが形成される現像剤担持体を
具備させ、前記磁性キｔ・リアとして、平均粒径が５０
μｍより大きく２００μｍ未満で且つ密度が４ｇ／（：
１３以下のものを用いたことを特徴とするものである。

このような技術的手段において、上記潜像担持体として
は、潜像形成手段によって潜像を形成し得るものであれ
ば感光体、誘電体等適宜選択して差支えなく、その具体
的構成についてもドラム状、ベルト状を問わない。

また、潜像形成手段についても、潜像担持体上に所定レ
ベルの電位からなる潜像を形成し得るものであれば、ｍ
像担持体の表面を予め帯電しておき、画像に対応した箇
所若しくは非画像部を光で除電したり、放電ヘッドから
のイオンで潜像電位を形成する等適宜選択することがで
きる。

更に、複数の現像手段については、各潜像に対して現像
できるものであれば、使用する現像剤（同色も含む）、
現像方式、現像剤担持体の構成等適宜選択して差支えな
いが、二段目以降の現像手段については、少なくとも使
用現像剤として、トナーと密度が４ｇ／１３以下の磁性
キャリアからなる二成分現像剤であることが必要である
。この場合において、上記゛磁性キャリアとしては、表
面がポーラスなキャリア、フェライトキャリア、樹脂バ
インダ中に磁性粉を分散させたキャリア等適宜選択する
ことができるが、樹脂バインダ中に磁性粉を分散させて
なるキャリアは、磁性粉含有量により容易に密度を調整
できる点で好ましい。

また、上記磁性キャリアの平均粒径としては、５０μｍ
より大きく２００μｍ未満であれば任意である。

また、二段目以降の現像手段において、既に形成された
トナー像の掻き取りをより確実に防止するという観点か
らすれば、現像性能を損わない範囲で潜像担持体に対す
る現像剤担持体の相対回転速度を下げたり、現像ニップ
域に対向する現像剤担持体部位に反発磁極を配置する等
適宜設計変更することが好ましい。

また、転写手段については、静電転写方式や加熱転写方
式を利用したもの等適宜選択して差支えない。

［作用］上述したような技術的手段によれば、二段目以降の現像
工程において、潜像担持体上の対応する潜像は所定の色
トナーで現像される。

このとき、上記磁性キャリアは密度が４ｇ／１３以下の
ものであるため、現像剤担持体に担持される磁気ブラシ
の穂立キャリア群の既成のトナー像に対する摺擦力は小
さいものに抑えられる。

一方、上記磁性キャリアの平均粒径は５０μｍより大き
く設定されているため、現像剤担持体に対する磁性キャ
リアの磁気拘束力は充分大きいものに確保される。

また、上記磁性キャリアの平均粒径は２００μｍ未満に
抑えられているため、キャリアの周囲に付着しているト
ナーの潜像担持体に対する接触面積は充分に確保される
。

［実施例］以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明の詳細
な説明する。

第１図はこの発明を適用した二色カラープリンタを示す
説明図である。

同図において、１は周囲が光導電層１ａからなる潜像担
持体としての正帯電型感光ドラム（この実施例ではＳｅ
系）、２は感光ドラム１の表面を予め帯電する帯電コロ
トロン、３は感光ドラム１面に第一の潜像を形成するた
めの第一のＬＥＤアレイ、４は正極性の黒色トナーが用
いられる磁気ブラシ現像方式の第一の現像器、５は第二
の潜像を形成するための第二のＬＥＤアレイ、６は負極
性の赤色トナーが用いられる磁気ブラシ現像方式の第二
の現像器、７は感光ドラム１上の極性の異なるトナー像
の極性を揃える転写前コロトロン、８はロール状の記録
シート、９は記録シート８のガイドロール、１０は記録
シート８に感光ドラム１上の両トナー像を転写させる転
写コロトロン、１１はクリーニング工程前に感光ドラム
１上の残留電荷を除去する除電コロトロン、１２は感光
ドラム１上の残留トナーを除去するクリーナ、１３は次
の画像形成サイクル前において感光ドラム１上の残留電
荷を完全に除去する除電ランプである。

このような画像形成装置において、二色のカラー画像を
形成する場合には以下のようなプロセスが採用される。

先ず、帯電コロトロン２により、感光ドラム１の光導電
層１ａを＋９００　ｍに一様帯電するく第２図（ａ））
。

次いで、第一のＬＥＤアレイ３により第一の画像に対応
した光照射（ネガ露光）を行い、光導電層１ａ上に第一
の画像に対応したネガ潜ａＺ１を形成する（第２図（ｂ
））。このとき、露光後の第一のネガ潜像Ｚ１の電位ｖ
ｚｉは１００　ｍであり、背景部Ｈ１の電位ＶＨ１は８
００　ｍであった。

この後、第一の現像器４により正極性の黒色トナーを用
いて、現像バイアスＶＢＩ（この実施例では＋６５０（
Ｖ））の下で反転現像を行い、第一のトナー像Ｔ１を形
成する（第２図（ｂ））。

続いて、第二のＬＥＤアレイ５により第二の画像に対応
した光照射（ポジ露光）を行い、第二の画像に対応する
第二のポジ潜像ｚ２を形成する（第２図（Ｃ））。この
とき、露光後の第二のボジ潜像Ｚ２の電位ＶＺ２は＋７
００（Ｖ）、背景部Ｈ２の電位ＶＨ２は＋２５０（Ｖ）
　であった。

この後、第二の現像器６により負極性の赤色トナーを用
いて、現像バイアスＶＢ２（この実施例では４００ｍ）
の下で正規現像を行い、第二のトナー像Ｔ２を形成する
（第２図（Ｃ））。

次いで、転写前コロトロン７により感光ドラム１上の両
トナー像ＴＩ　、Ｔ２の極性を揃えたく第２図（ｄ））
後、転写コロトロン１０により両トナー像丁１．Ｔ２を
記録シート８へ一括転写７る。

この段階において、記録シート８上に赤黒の二色画像が
形成されるのである。

このような画像形成過程において、第二の現像剤の磁性
キャリアの平均粒径を適宜変えて、第一のトナー像の乱
れ及びキャリオーバ現象を調べるテストを行った。

テストを行うに当って、 ☆プロセス速度３００　ｔｔｕａ　／　ｓｅｃ。

☆第一の現像器４・現像ロール４ａの構成６極対称着磁のマグネットロール。

主極（現像磁極）の磁束密度８００ガウス・現像ロール
４ａの速度感光ドラム１速度に対して３倍 ☆第一の現像剤・キャリア平均粒径１００μｍのフェライトキャリア・トナー（正
帯電性黒色トナー）スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体９０重足
部とカーボンブラック９重量部と帯電制御剤１重量部と
を溶融混線粉砕後分級して得た平均粒径１０μｍのトナ
ー☆第二の現像器６（第３図、第４図参照）・現像ロー
ル６ａの構成７極非対称着磁のマグネットロール２１（Ｎ１ないしＮ
４．８１ないしＳ３）。

主極（Ｎ２　、Ｎ３からなる反発磁極）２２の磁束密度
：　１２００ガウス、その山と谷との差：５００ガウス
。

他の磁極の磁束密度二８００ガウス・現像ロール６ａの速度感光ドラム１速麿に対して１．２倍 ☆第二の現像剤・キャリアスチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体３０重量
部と立方体型マグネタイト７０重世部とを溶融混線粉砕
後分級して得た平均粒径８０μｍのキャリア。

密度：３．２９／ｃｔｔｒ３゜体積固有抵抗値：１０１２Ωｃｍ（但し、１０００　（Ｖ）　／ａｍ（７）Ｋｆ界中）・
トナー（負帯電性の赤色トナー）スチレン−〇−ブチルメタクリレート共重合体９０重ｆ
部と赤色顔料リソールスカルト（ＢＡＳＦ社製）１０重
量部とを溶融混練粉砕後分級して得た平均粒径１２μｍ
のトナーを共通条件とした。

このような条件下において、第二の現像剤の平均粒径ｄ
（μＴｒＬ）をテスト１ないし６で以下のように設定し
た。

テスト１：ｄ＝３０テスト２：ｄ＝５０テスト３：ｄ＝１００テスト４：ｄ＝１５０テスト５：ｄ＝２００テスト６：ｄ＝２５０そして、これらのテストの結果を評価するに際し、第一
トナー像の乱れについては、線状の第一１−ナー像の太
り率（単色モード時の線幅を基準とし、二色モード時の
線幅の増減する割合）で評価しく目標値は±１０％）、
また、キレリオーバについては、第二画像部に対するキ
ャリアの面積率（キャリア面積／第二画像部面積）で評
価しく目標値は０．２％）、第二トナー像の濃度につい
ては、許容濃度レベル以上にあるか否かで評価した。

これらのテストの結果を第５図及び第６図並びに以下の
表に示す。尚、同表中、○は特に問題のない状態、△は
実用可能であるが、若干画質の劣化がある状態、Ｘは使
用不可能な状態を示す。

上記表に示す結果から明らかなように、第二の現像剤の
磁性キャリアの平均粒径が５０μｍ以下になると、第一
トナー像の乱れやキャリオーバが生じ始め、また、磁性
キャリアの平均粒径が２００μｍ以上になると、第二の
トナー像のｌｌａ度が低下し始め、現像能力に支障を来
たすことが理解され、結局、第二の現像剤の磁性キャリ
アの平均粒径が５０μｍより大きく２００μｍ未満の範
囲にあれば、第一のトナー像を乱すことなく、キャリオ
ーバを有効に抑えながら第二のトナー像を充分に現像す
ることができることが把握される。

尚、第二の現像剤の磁性キャリアとして、密度が４ｇ／
ｃｍ３以下で上記実施例と異なるものに対し同様なテス
トを行ったところ、実施例と同様な結果が得られた。ま
た、第二の現像ロール６ａとして、通常のものを用いて
同様なテストを行ったところ、実施例に比べれば第一ト
ナー像の乱れが若干見られるが、実施例と略同様な結果
が得られた。

［発明の効果］以上説明してきたように、請求項コないし３に記載の画
像形成装置によれば、二段目以降の現像工程において、
ｍ像担持体にＭ擦する磁気ブラシを柔かくでき、しかも
、潜像担持体に対するトナーの接触面積を充分に確保し
た状態で、現像剤担持体側へのキャリアの磁気拘束力を
大きく設定するようにしたので、既成のトナー像を乱す
ことなく、現像能力を充分に確保すると共に潜像担持体
側へのキャリオーバ現象を有効に回避でき、その分、画
像品質を良好に保つことができる。

更に、請求項２記載の画像形成装置によれば、二段目以
降の現像手段の現像剤として導電性の磁性キャリアを用
いたとしても、既成のトナー像や現像対象となる潜像画
像部そのものへのキャリオーバ現象を確実に防止するこ
とかでさ、極めて有効である。

また、請求項３記載の画像形成装置によれば、現像ニッ
プ域での反発磁極の存在に基づき磁気ブラシを更に柔か
いものに設定することができるので、既成のトナー像の
乱れをより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る画像形成装置の一実施例を示す
説明図、第２図は実施例に係る画像形成装置の画像形成
工程を示す説明図、第３図は実施例で用いられる第二の
現像器の具体例を示す説明図、第４図はその現像ロール
の磁力分布の具体例を示す説明図、第５図は使用するキ
ャリアの平均粒径と第一のトナー像の乱れとの関係を示
すグラフ図、第６図は使用するキャリアの平均粒径とキ
ャリオーバとの関係を示すグラフ図である。［符号の説明］１・・・感光ドラム（潜像担持体）２・・・帯電コロトロン（潜像形成手段）３・・・第一
のＬＥＤアレイ（潜像形成手段）４・・・第一の現像器
（現像手段）５・・・第二のＬＥＤアレイ（潜像形成手段）６・・・
第二の現像手段（現像手段）８・・・記録シート（転写媒体）

Claims

【特許請求の範囲】１）潜像担持体（１）と、この潜像担持体（１）に複数
の潜像を形成する潜像形成手段（２、３、５）と、潜像
担持体（１）上の各潜像を夫々トナー現像する複数の現
像手段（４、６）と、潜像担持体（１）上の複数のトナ
ー像を転写媒体（８）に一括転写する転写手段（１０）
とを備え、少なくとも二段目以降の現像手段（６）は、内部にマグ
ネット部材（２１）が設けられて潜像担持体（１）との
間にトナー及び磁性キャリアからなる二成分現像剤の磁
気ブラシが形成される現像剤担持体（６ａ）を有し、前
記磁性キャリアとして、平均粒径が５０μｍより大きく
２００μｍ未満で且つ密度が４ｇ／ｃｍ＾３以下のもの
を用いたことを特徴とする画像形成装置。２）請求項１記載のものにおいて、少なくとも二段目以
降の現像手段（６）で用いられる現像剤の磁性キャリア
の体積固有抵抗値は、１０００Ｖ／ｃｍの電界中で１０
＾１＾３Ωｃｍ以下であることを特徴とする画像形成装
置。３）請求項１記載のものにおいて、少なくとも二段目以
降の現像手段（６）の現像剤担持体（６ａ）は、現像ニ
ップ域に対応したマグネット部材（２１）に反発磁極（
２２）を形成したものであることを特徴とする画像形成
装置。