JPH03171167A - 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、複数の現像器を備え、それぞれに異なる色の
トナーを収めた画像形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、画像形成装置として、感光体の表面に形成された
第１の静電潜像を第１現像器の第１トナーで現像し、さ
らに感光体に重ねて形成された第２の静電潜像を前記第
１トナーと帯電極性を同じくする第２現像器の第２トナ
ーで現像し、これら第１トナー、第２トナーで形成され
たトナー像を転写材に一括転写するものが知られている
。しかし、この画像形成装置では、第１トナーで形成さ
れた第１トナー像が第２現像器の現像領域を通過すると
きに第２現像剤に掻き取られ、第１トナーが第２現像器
に混入し、第２現像剤が混色するという欠点がある。

そのため、従来、第１トナーに非磁性トナー第２トナー
に磁性トナーを使用することで、または両トナーに磁性
トナーを使用するとともに、第２トナーを第１トナーよ
りも高磁性とすることで、第１トナーと第２トナーとの
間に現像閾値差を持たせ、拘束力に劣る第１トナーを選
択的に回収ローラ又は感光体に回収するようにしたもの
が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記トナー回収方法では、第２現像剤の
中から第１トナーだけが回収されるわけでなく、第２ト
ナーも回収ローラ、感光体との鏡像力、粘着力などの機
械的な力でこれら回収部材に付着し回収される。この場
合、回収される第２トナーの量が極めて少なければ問題
ないが、従来の方法では全回収トナーの１０〜２０％に
も達していた。したがって、第２トナーか現像に寄与す
ることなく多量に無駄に消費されてしまうという問題点
を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
、 ａ．感光体の移動方向に沿って順次配置された第１，第
２の磁気ブラシ式現像器と、 ｂ．これら第１，第２の現像器にそれぞれ収容されてい
るキャリアと、 Ｃ，異なる色を有するも前記キャリアに対する帯電極性
を同一とし、前記第１，第２の現像器に収容されており
、第２の現像器に収容されているものを、第１の現像器
に収容されているものよりも高磁性としたトナーと、 ｄ．選択された単一の現像器を駆動して画像を形成する
単色モードと、 ｅ．複数の現像器を駆動して多色画像を形成する多色モ
ードと、 ｆ，前記第１，第２の現像器を用いた多色モードが選択
されると、第２の現像器に混入した第１の現像器のトナ
ーを、これら第１，第２の現像器に収容されるトナーの
磁力差に基づいて分離し回収する回収手段と、 を設けたものである。

〔作用〕

前記構或によれば、第１の現像器と第２の現像器を同時
に使用したときだけ回収手段が動作される。したがって
、第２の現像器の現像剤が無駄に消費されることがなく
なる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。

６１．概略構或 第１図は画像形成装置を示し、略中央に感光体１が矢印
ａ方向に回転するように設けてある。

感光体１の周囲には、その回転方向に沿って第１帯電チ
ャージャ２、第１現像器３、第２帯電チャージャ４、第
２現像器５、転写チャージャ６、分離チャージャ７、ク
リーニング装置８、イレーサ９が配置されている。感光
体ｌの上方には回転多面鏡１ｌ、第１レーザヘッド１２
、第２レーザヘｙド１３を有する光学系１０が配置され
ている。画像形成装置の下部には、転写チャージャ６の
図上左側に給紙部１６、給紙ローラｌ７、タイミングロ
ーラｌ８が配置され、分離チャージャ７の図上右側に搬
送ベルトｌ９、定着装置２０、排紙ローラ２１排紙トレ
イ２２が配置されている。

９２．現像器 第１現像器３は磁気ブラシ式現像器で、第２図に示すよ
うに、磁石体３２とこれに外装した円筒状のスリーブ３
３とからなる現像ローラ３１と、現像剤供給部材３５と
を備えている。磁石体３２は軸方向に延在する複数の磁
極が外周部に設けてあり、現像剤供給部材３５との対向
部に同一極性の磁極Ｎ，　　Ｎが隣接してある。スリー
ブ３３は矢印ｂ方向に回転するようにしてあり、電１３
６に接続され、マイクロコンビュータＭＣ　（第６図参
照）からの信号に基づいて現像バイアスＶＢ１が印加さ
れるようになっており、上部外周面には所定の間隔をも
って規制阪３４が対向させてある。

第２現像器５も磁気ブラシ式現像器で、第３，４図に示
すように、磁石体５２とこれに外装した円筒状のスリー
ブ５３とからなる現像ローラ５ｌと、現像剤供給部材５
５とを備えている。磁石体５２は軸方向に延在する複数
の磁極が外周部にＳ極とＮ極が交互にかつ等間隔に設け
てあり、矢印Ｃ方向に回転駆動するようにしてある。ス
リーブ５３は電源５６に接続され、マイクロコンピュー
タＭＣ（第６図参照）からの信号に基づいて現像バイア
スＶＢｔが印加されるようになっている。また、スリー
ブ５３には、現像剤供給部材５５に対向する面にスクレ
ーパ５７が接触させてあり、上部外周面に規制板５４が
対向させてある。

スリーブ５３と感光体１との対向部下方には、これらス
リーブ５３と感光体ｌに対向する回収ローラ６０が設け
てある。回収ローラ６０は、磁石体６１と回収スリーブ
６２とからなる。磁石体６１は非回転状態に固定され、
感光体１との対向部にＮ極、現像ローラ５ｌとの対向部
に２つのＳ極が隣接して設けてあり、前記Ｎ極の磁力は
８００〜１０００ガウスとしてある。回収スリーブ６２
はアルミニウム等からなる円筒体で、矢印ｄ方向に回転
駆動可能としてあり、電源６３に接続され、マイクロコ
ンビュータＭＣからの信号によって回収バイアスＶｓが
印加されるようになっている。

回収ローラ６０の側部には容器６５が設けてあり、この
容器６５に設けたスクレーバ６６の先端が回収スリーブ
６２の外周に接触させてある。

前記構成を備えた現像器３，５は、第１現像器３にキャ
リアと非磁性のカラートナー、第２現像器５にキャリア
と磁性の黒色トナーが収容される。

このように、両現像器は異なる種類のトナーを収容して
いることから異なる現像特性を示す。この様子は第５図
に示してあり、感光体の画像部電位と現像バイアスとの
電位差（以下、「静電コントラスト」という。）に対し
、非磁性のカラートナーを使用する第１現像器３では、
静電コントラストがＯ　［Ｖ］の状態からトナー付着量
が立ち上がり、その後も静電フントラストの大きさに応
じてトナー付着量が増加する傾向を示す。しかし、磁性
トナーである黒色トナーを使用する第２現像器５では、
静電コントラストがＯ〔Ｖ〕から１００〔Ｖ〕の間はト
ナー付着量が極めて少なく、約１００［Ｖ］を越えたあ
たりから静電コントラストの大きさに応じてトナー付着
量が増加する傾向を示す。つまり、カラートナーと黒色
トナーとでは現像閾値に差があり、静電コントラストが
１００（Ｖ〕以下の場合、カラートナーは感光体１に十
分な１が付着するが、黒色トナーの付着量は僅かである
。

９３．画像形成装置の具体的設定 画像形成装置の感光体、現像器等は、例えば以下の条件
に設定する。

■感光体 ・種類・・・ｏｐｃ感光体 ・直径・・・１００ｍｍ ・システム速度・・・１　１　０ｍｍ／ｓ　ｅ　ｃ■第
１現像器 ・キャリア 平均粒径・・５８μｍ 種類・・・バインダ型キャリア 帯電極性・・・正 ・　トナー 平均粒径・・・１１μｍ 種類・・・非磁性カラートナー 帯電極性・・・負 ・トナー組成 スチレンアクリル共重合体・・・１００重量部負帯電用
荷電制御剤　　　・・・　　４　〃赤色顔料　　　　　
　　　・・・　　５　〃・トナー製法 前記各組成材料を溶融、混合した後、冷却、粉砕、分級
して得る。

・トナー濃度・・・５ｗｔ％ ■第２現像器 ・キャリア 平均粒径・・・５８μｍ 種類・・・バインダ型キャリア 帯電極性・・・正 ・　トナー 平均粒径・，・１９ｚｚｍ ？類・・・磁性黒トナー 帯電極性・・・負 ・トナー組成 スチレンアクリル共重合体・・・１００重量部負帯電用
荷電制御剤　　　・・・　　５　〃カーボンブラック　
　　　・・・　　４　〃磁性粉　　　　　　　　　・・
　４０　〃・トナー製法 前記カラートナーと同様である。

・トナー濃度・・１５ｗｔ％ ■電位関係 ・第１帯電チャージャによる感光体の帯電電位（Ｖｏｌ
）・・・−６００〔Ｖ〕 ・第１露光による感光体の露光部表面電位（Ｖ■）・・
・−５０ｍ ・第１現像バイアス（ＶＢＩ） （■．）・・・−４５０［Ｖ］ ・第２帯電チャージャによる感光体の帯電電位（Ｖ．，
）　・−−−７　０　０　［Ｖ）・第２露光による感光
体の露光部表面電位（Ｖｌ！）・・・−６０　〔■〕 ・第２現像バイアス（　Ｖ　Ｂ？） （Ｖａｔ）・・・−５５０（Ｖ） ・回収バイアス （Ｖｓ）・・・−４８０（Ｖ） ９４．画像形成 画像形或装置の動作は第６図に示すマイクロコンピュー
タＭＣで集中的に制御されている。なお、第６図中、Ｍ
Ｏ，Ｍｌ，Ｍ２，Ｍ３はそれぞれ感光体，スリーブ３３
，５３．６２の駆動モータである。また、１００は操作
パネルで、そこにはブノントキ−１０１、選択キー１０
２が設けてあり、この遭択キー１０２を操作することで
黒色プリントモード、カラープリント、黒色とカラーの
２色プリントモードのいずれかが選択できる。

マイクロコンピュータＭＣでは、操作ハネルｌＯＯ又は
ホストコンピュータからプリント指令か人力されると、
選択されているプリントモードに応じて以下の作像動作
を実行する。

（ｉ）２色プリントモード ２色プリントモードが選択されている場合、第７図に示
すタイムチャートに従って下記する順序で２色画像の作
成動作が実行される。

プリント指令の信号が入力されると、モータＭＯが駆動
して感光体１が矢印ａ方向に回転する。

次に、第１帯電チャージャ２、第２帯電チャージャ４が
オンし、それぞれの対向部を通過していく感光体１の表
面がそれぞれＶ。，＝−６００［Ｖ）、Ｖ．！一−７０
０　［Ｖ）に帯電される〔第８図（ａ）；第１帯電、第
８図（ｄ）；第２帯電〕。第１現像器３、第２現像器５
では、モータＭｌ，　Ｍ２，Ｍ３がそれぞれ駆動してス
リーブ３３．５３．６３か回転する。また、第１現像器
３では、電源３６よりスリーブ３３に現像バイアスＶＢ
Ｉ・−４５０〔Ｖ〕が印加される。第２現像器５では電
源５６ヨリスリーブ５３にバイアスＶＢ！＝−５５０　
［Ｖ）が印加される。また、回収スリーブ６２は電源６
３より回収バイアスＶｓ＝−４８０　［Ｖ）が印加され
る。

続いて、第１レーザヘッドｌ２よりカラー画像？対応し
たレーザ光１４が回転多面鏡１１に投射され、その反射
光がミラーを介して第１帯電チャージャ２と第１現像器
３との間から露光され〔第８図（ｂ）；第１露光〕、露
光部の表面電位■ｌＩを−５０１：Ｖ）とする第１の静
電潜像が形成され、この第１の静電潜像は第１現像器３
でカラートナー像として顕像化される〔第８図（Ｃ）；
第１現像〕。ここで、第１現像器３では、第１現像剤は
現像剤供給部材３５で混合されつつスリーブ３３に供給
される。スリーブ３３に供給された現像剤は磁石体３２
の磁力によって磁気ブラシを形成し、スリーブ３３の回
転とともに矢印ｂ方向に搬送され、規制板３４の先端を
通過して感光体１との対向部、すなわち現像領域Ｘ１に
搬送される。現像領域Ｘ．では、現像バイアスＶ８，一
−４５０　〔Ｖ）と感光体上の露光部表面電位Ｖ■＝−
５０　［Ｖ〕との静Ｎコントラスト４００［：Ｖ〕に基
づいて、負極性に帯電したカラートナーＴｃが感光体上
の静電虐像画像部（露光部）に付着し、カラートナー像
として顕像化される。一方、キャリアは磁石体３２に磁
気拘束されており、静電コントラストに基づくクーロン
力によって感光体１に付着することはないが、感光体ｌ
との機械的な接触などによって感光体１に僅かながら付
着する。なお、現像領域Ｘ１を通過した現像剤は現像剤
供給部材３５との対向部に搬送され、ここで磁石体３２
の磁気吸引力から解放されてスリーブ３３の表面から離
脱する。

また、第２レーザヘッドｌ３から回転多面鏡ｌ１に投射
されたレーザ光ｌ５はミラーを介して第２帯電チャージ
ャ４と第２現像器５との間から、第２帯電チャージャ４
で■。，一一７００　〔Ｖ）に帯電されている感光体ｌ
の表面に露光され〔第８図（ｅ）；第２Ｎ光〕、その露
光部の表面電位Ｖｌ，を一６０　（Ｖ）とする第２の静
電潜像が形成され、この第２の静電潜像は現像領域Ｘ，
で第２現像器５によって黒色トナー像として顕像化され
る。ここで、第２現像器５では、前述した第１現像器３
と同様にキャリアと黒色トナーとからなる第２現像剤が
現像剤供給部材５５で混合されっつス＋７一？５３に供
給され、磁気体５２の磁力によって磁気ブラシを形成し
、規制板５４の先端を通過して現像領域Ｘ，に搬送され
、現像バイアスＶ．，＝５５０［Ｖ）と感光体上の露光
部表面電位Ｖ■＝−６０ＣＶ〕との静電コントラスト４
９０〔ｖ〕に基づいて、負極性に帯電した黒色トナーが
感光体上の静電潜像画像部（露光部）に付着し、黒色ト
ナー像として顕像化される〔第８図（ｆ）；第２現像〕
。ここでの静電コントラスト４９０［Ｖ］が現像領域Ｘ
，での静電コントラスト４００［Ｖ］に比べて大きくし
てあるのは、黒色トナーが磁性トナーであり、磁石体５
２の拘束力が働いているため、静電コントラストを大き
くすることで黒色トナーに対する静電吸引力を増して画
像濃度を確保するためである。一方、キャリアは磁石体
５２に磁気拘束されており、静電コントラストに基づく
クーロン力によって感光体ｌに付着することはないが、
感光体１との機械的な接触などによって感光体ｌに僅か
ながら付着する。また、現像領域Ｘ，を通過した第２現
像剤は回収ローラ６０との対向部を通過し、現像剤供給
部材５５との対向部でスクレーパ５７によってスリーブ
５３の外周面から掻き落とされる。

感光体上に形成されたカラートナー像及び黒色トナー像
は、転写チャージャ６との対向部で転写材に転写される
。転写材は、給紙部ｌ６から給紙ローラｌ７で画像形成
装置本体内に供給され、タイミングローラｌ８によって
前記トナー像とタイミングをとって転写チャージャ６と
の対向部に搬送されてくる。

トナー像が転写された転写材は、分離チャージャ７で感
光体１の表面から分離され、搬送ベルトｌ９で定着装置
２０に搬送され、ここでトナー像が転写材に加熱定着さ
れる。

トナー像が定着された転写材は、排紙ローラ２１で排紙
トレイ２２に排出される。

一方、転写チャージャ６との対向部でトナー像を失った
感光体ｌは、続くクリーニング装置８で残留トナーが除
去されたのち、イルーサ９の照明によって残留電荷が消
去され、続いて行われる第１帯電に備える。

（　ｉｉ　）単色プリントモード 黒色のみ、カラーのみの単色コピーモードが選択されて
いる場合、第１現像器３または第２現像器５だけが駆動
され、単色画像が得られる。なお、詳細な画像形成動作
の説明は省略する。

なお、単色コピーモードの場合、回収ローラ６０の駆動
モータＭ３は停止し、また回収バイアスＶｓは非印加状
態となっている。したがって、第２現像器５中の黒トナ
ーが回収ローラ６０により無駄に消費されることはない
。

Ｓ５．トナー回収 以上の２色プリントモードにおいて、感光体１が第２現
像器５の現像領域Ｘ，を通過する際に、第１現像器３で
作成されたカラートナー像に第２現像剤が接触し、これ
によってカラートナーの一部が掻き取られてスリーブ５
３上の第２現像剤に混入する。　以下、この第２現像剤
に混入したカラートナーの回収について説明する。

第２現像剤に掻き取られたカラートナーは、第？現像剤
と共にスリーブ５３の回転に従って矢印ｂ′方向に搬送
され、回収ローラ６０との対向部（以下、「回収領域」
という。）Ｘ４に運ばれる。

回収領域Ｘ４では、スリーブ５３に印加されている現像
バイアスＶ■＝−５５０　［Ｖ］　と、回収スリーブ６
２に印加されている回収バイアスＶｓ＝４８０ｍ　との
電位差に基づいて、負極性に帯電したカラートナーと黒
色トナーがより高電位の回収スリーブ６２に向かうクー
ロン力を受ける。

しかし、黒色トナーは磁性トナーであるから、磁石体５
２の磁力に拘束されて回収スリーブ６２に移動すること
はない。一方、カラートナーは非磁性であるから、磁石
体５２の拘束力を受けることなく前記クーロン力に基づ
いて回収スリーブ６２に移動する。

回収スリーブ６２に移動したカラートナーは、回収スリ
ーブ６２の回転と共に矢印ｄ方向に搬送され、スクレー
バ６６でスリーブ表面から掻き落とされて回収容器６５
に回収される。

なお、回収ローラ６０の設置位置は本実施例に限定され
るものではないが、本実施例の位置は、現像領域Ｘ，で
掻きとられたカラートナーが黒色トナーに最も高密度状
態で存在するところであるから、短時間で効率よくカラ
ートナーを回収することができるという利点がある。

また、混入の発生する虞のない単色プリント時は、回収
ローラ６０の駆動モータＭ３は停止し、回収バイアスＶ
ｓも非印加状態とすると、黒トナーも無駄に消費される
ことがない。

９６．　　キャリア回収 感光体１に付着したキャリアの回収について説明する。

現像領域Ｘ，，Ｘｔで感光体１の表面に付着したキャリ
アは、回収ローラ６２との対向部（以下、「キャリア回
収領域」）ｘ３に搬送される。

キャリア回収領域Ｘ３では、感光体１に磁石体６ｌの磁
極（Ｎ極）が対向しており、感光体ｌ上のキャリアは、
前記Ｎ極に引かれて回収ローラ６０に移動する。

回収ローラ６０に移動したキャリアは、磁石体６１の磁
力によって回収スリーブ６２の外周面に保持され、回収
スリーブ６２の回転と共に矢印ｄ方向に移動し、回収領
域Ｘ４に搬送される。

回収領域Ｘ４では、回収ローラ６０の磁石体６１に設け
た隣接する２つのＳ極が対向しており、これら２つの磁
極によって形成される反発磁界によってキャリアは回収
ローラ６０から分離する。

回収ローラ６０から分離したキャリアは、現像口−ラ５
１の磁石体５２に引かれて現像ローラ５ｌに移動し保持
され、第２現像剤の中に取り込まれる。そして、スリー
ブ５３の回転と共に矢印ｂ゜方向に搬送され、現像器５
の中に回収される。

なお、黒の単色プリントモード時は、回収バイアスＶｓ
を−６００１”Ｖ）として回収ローラ６０を駆動すると
、スリーブ５３に印加されている現像バイアスＶＢ＝−
５５０　〔Ｖ）との電位差により黒トナーは全く消費さ
れずにキャリアの回収のみが行える。

Ｓ７，その他の実施例 前記実施例では、第２現像器５の現像ローラ５■は、磁
石体５２とスリーブ５３をそれぞれ回転させて現像剤を
搬送する形態のものを使用したが、第９図に示すように
、第１現像器３の現像ローラ３１と同一形態の現像ロー
ラ５１を使用することもできる。また、回収ローラ６０
の磁石体６１には、現像ローラ５１との対向部に同極を
隣接する必要はなく、第９図に示すように、現像ローラ
５ｌに対向する磁極（Ｓ極）の位置を現像ローラ５ｌと
回収ローラ６０との最近接位置から矢印ｄ方向と反対の
方向にずらし、前記最近接位置には磁極（Ｓ極）の磁力
低下部を対向させるようにしてもよい。この場合でも、
回収されたキャリアは現像ローラ５１の磁石体５２に引
かれて現像ローラ５１に移動する。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明にかかる画像形成
装置では、多色プリントモードが選択されているときだ
け第２現像剤に混入した第１トナーが回収される。従っ
て、第１トナーと共に回収される第２トナーの量が少な
く、無駄に多くの第２トナーを１肖費することがない。

このため、トナーの有効な利用を図りながら混色トナー
を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は概略構成を示す断面図、第２図は第１現像器の
一部切欠側面図、第３図は第２現像器の一部切欠側面図
、第４図は第１現像器の部分拡大断面図、第５図は静電
コントラストとトナー付着量との関係を示す図、第６図
は制御回路図、第７図はタイムチャート、第８図は感光
体の電位図、第９図はその他の実施例を示す感光体概略
断面図である。 ■・・・感光体、３・・・第１現像器、５・・・第２現
像器、３６．５６・・・電源、６０・・・回収ローラ、
６５・・・回収容器、ＭＣ・・・マイクロコンピュータ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子写真法による画像形成装置に、 感光体の移動方向に沿って順次配置された第１、第２の
   磁気ブラシ式現像器と、 これら第１、第２の現像器にそれぞれ収容されているキ
   ャリアと、 異なる色を有するも前記キャリアに対する帯電極性を同
   一とし、前記第１、第２の現像器にそれぞれ収容されて
   おり、第２の現像器に収容されているものを、第１の現
   像器に収容されているものよりも高磁性としたトナーと
   、 選択された単一の現像器を駆動して画像を形成する単色
   モードと、 複数の現像器を駆動して多色画像を形成する多色モード
   と、 前記第１、第２の現像器を用いた多色モードが選択され
   ると、第２の現像器に混入した第１の現像器のトナーを
   、これら第１、第２の現像器に収容されるトナーの磁力
   差に基づいて分離し回収する回収手段と、 を備えたことを特徴とする画像形成装置。