JPH03206473A - 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］ 本発明は複数色のトナー像を像担持体上に形成する画像
形成装置に関する。

［従来の技術］ 従来、多色の画像形成装置では、第一の現像装置によっ
て第一のトナー像か形成され、該第一のトナー像を担持
している像担持体面に第二の現像装置が作用して第二の
トナー像が形成される。この場合、第二の現像装置が第
一のトナー像を乱したり、第一のトナー像のトナーが第
二の現像装置中に混入したりすることを防止することが
望まれる。

例えば、米国特許第４５７２６５号や米国特許第４４１
６５３３号に係る提案は、上記二つの現像装置に対して
、現像バイアス電源から直流電圧威分のみの現像ハイア
ス電圧を印加することによって上記二つの現像装置内に
それぞれ個別に収容されている二色の現像剤による現像
を行なうようになっているものである．特開昭５６−１
２６５０号公報に係る提案は、像相持体たる感光ドラム
の回転方向下流側の現像装置に直流電圧或分のみから或
る現像バイアス電圧を印加するとともに、上記感光ドラ
ムの外周面に対して現像剤を接触させずに可視画像を形
成することとしている。しかし、この手法によると、混
色防止効果は良いものの、画質上ライン及び階調性の再
現性、またべた画像の均一性の点で劣るものかあった。

特に多色重ね現像像においては、これらの問題点がさら
に目立つ傾向にあった。この理由は現像スリーブから感
光ドラムへ現像剤か飛翔する場合、そのしきい値電界が
存在するためで、この電界以下では感光トラムＥの潜像
を現像せず、上述の画質劣化を生じることとなるためで
ある。また、現像電界は感光ドラム上の潜像電位と現像
スリーブに印加される直流電圧との電位差によって決ま
るため、現像間隙間を狭くして十分な飛翔電界を得る必
要があり、現像間隙間の設定には高い機械的精度が必要
であった。また、潜像電位を高くする必要から高帯電性
の良い感光ドラムを用いなければならなかった。

そこで、直流電圧に代えて、交流電圧を現像剤担持体に
印加して現像を行う手法が提案された．交流電圧を使用
すれば上述の問題点を改善することができる． ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、交流電圧は感光ドラム上に複数のトナー
像を現像して形成する場合、感光ドラムから現像剤担持
体ヘトナーを転移させる力が働くから、混色が生じやす
い．例えば、特開昭５６−１４４４５２では，上記感光
ドラムの回転方向下流側の現像装置には交流現像バイア
ス電圧を印加するとともに，上記感光ドラムの外周面に
対して現像剤を接触させずに可視画像を形成することと
している。

また，特開昭６３−２１０８６１では、第二現像装置に
印加される交流電圧（よって形成される現像電界の強度
が開示されている．さらに、米国特許第４６７９９２９
号では第一現像装置に印加する交流電圧の振幅よりも第
二現像装置に印加される交流電圧の振幅を小にしている
。しかし、これらの装置ではカツリ防止や高濃度画像を
得る要請と、混色防止の要請との調和か困難である．ま
た、Ｅ記米国特許第４６７９９２９号では、第一現像装
置に印加する交流電圧の周波数よりも第二現像装置に印
加する交流電圧の周波数を大にすることも開示されてい
るが、これだと適度な画像階調性を得るという要請と混
色防止の要請との調和が困難である．本発明の目的は、
混色を防止できる画像形成装置を提供することである． 本発明の他の目的は、混色を防止しつつ良好な画質の画
像な形成できる画像形成装置を提供することである． 本発明のさらに他の目的は、複数の現像装置にそれぞれ
交流バイアス電圧を印加する画像形成装置で、混色を防
止しつつ，良好な画像の形成を容易にすることである。

［課題を解決するための手段Ｊ 本発明によれば、ヒ記目的は、 第一の現像部と第二の現像部を順に通って移動する像担
持体と、該像担持体の移動方向に沿って該像担持体に対
向して配設された第一の現像装置及び第二の現像装置と
を備えた画像形成装置であって， 上記第一の現像装置は、第一の色のトナーを含む第一の
現像剤を、上記第一の現像部へ搬送して上記像担持体に
第一のトナー像を形成せしめる第一の現像剤担持体を有
し、 上記第二の現像装置は、第二の色のトナーを含む第二の
現像剤を上記第二の現像部へ搬送して，上記第一のトナ
ー像が担持された像担持体に第二のトナー像を形成せし
める第二の現像剤担持体を有し、 上記第一の現像剤担持体に第一の現像バイアス電圧を印
加し、上記第二の現像剤担持体に第二の現像バイアス電
圧を印加するバイアス電圧印加手段を有する画像形成装
置において、 上記第一の現像バイアス電圧は、現像剤担持体から像担
持体に向う方向の力をトナーに与える第一の電界を、時
間ｔ１１の間上記第一の現像部に形戒する位相と、 上記第一の電界とは逆向きの第二の電界を時間ｔ２１の
間上記第一の現像部に形成する位相とが繰り返される電
圧であり、 上記第二の現像バイアス電圧は、上記第一の電界と同方
向の第三の電界を時間ｔ１２の間上記第二の現像部に形
成する位相と、上記第三の電界とは逆向きの第四の電界
を時間ｔ２２の間上記第二の現像部に形成する位相とが
繰り返される電圧であり、 上記時間ｔ１１に対する上記時間ｔ２１の割合よりも上
記時間ｔ１２に対する上記時間ｔ２２の割合か大てあり
， 上記第一の現像ハイアス電圧の時間ｔ１１内でのピーク
値よりも上記第二の現像バイアス電圧の時間ｔ１２内で
のピーク値が大であり、上記第一の現像バイアス電圧の
時間ｔ２１内でのピーク値よりも上記第二の現像バイア
ス電圧の時間ｔ２２内でのピーク値が小である、ことに
より達成される． ［作用］ 本発明は、現像剤担持体から像担持体に向う方向へ現像
剤を移動させる方向の電圧を、第一の現像装置よりも第
二の現像装置にて高い電圧で印加するので、上記像担持
体上に移動して形成された多層の現像剤像の層厚が厚く
ても確実に現像が行われる．また，第二の現像装置は、
像担持体から現像剤担持体に向う方向へ現像剤を移動さ
せる方向の電圧を第一の現像装置よりも低くして印加す
るので、上記多層の現像剤像を形成している現像剤を再
び現像担持体側へ引き戻すことかなく、また、上記電圧
を第一の現像装置よりも相対的に長く印加するので、第
二の現像装置によるカブリが防止される。

［実施例］ 本発明の第一実施例及び第二実施例を添付図面に基づい
て説明する． く第一実施例〉 先ず、本発明の第一実施例について第１図ないし第３図
を用いて説明する． 第１図においてｌは像担持体たる電子写真感光ドラムで
ある。該感光ドラムｌは矢印方向に回転する。該感光ト
ラム１の上方には該感光トラム１の表面を一様に帯電せ
しめるコロナ放電器２が配設されている。該コロナ放電
器２によって帯電せしめられたトラム表面は、該コロナ
放電器２よりも上記感光ドラムｌの回転方向下流側にお
いて原稿台７４に蔵置された被複写原稿の結像光束３が
照射され、静電潜像を形成する．該ドラム表面に形成さ
れた潜像は、上記露光位置よりもさらに上記感光ドラム
ｌの回転方向下流側において、感光トラムに対向してド
ラムの回転方向に並んで配設された四種類の現像装１５
，６，７．８の内の一つ、または二つ以上によって現像
される．得られたトナー像は転写紙７６に、転写帯電器
７５によって転写される。転写紙７６はローラ７７によ
って転写部に送られ，転写後の転写紙はトナー像定着器
７９を通って画像形成装置外に排出される。なお、複数
の現像装置によって順にドラム面に形成された複数色ト
ナー像は同一の転写紙面に同時期に転写される。つまり
、第一のトナー像を転写紙に転写した後、再びその転写
紙を転写部に返送して第二のトナー像をそれに転写する
のではなく、転写紙を転写部に一回通過させることによ
って複数色のトナー像が転写紙に転写される． 次に第２図を用いて上記現像装置５，６，７．８につい
てさらに詳しく説明する． 各現像装＠５，６，７．８は、磁界発生手段たるマグネ
ット９　，１０，１１．１２を内部に固定配設した現像
剤担持体たる非磁性現像スリーブ１３，１４，１５，ｌ
６をそれぞれ有している。各現像スリーブはそれぞれ現
像部で上記感光ドラムｌの表面に対向して現像剤収納容
器５Ａ，６＾．７Ａ，　８Ａに配設されており、それぞ
れ反時計方向に回転して各現像部に現像剤を担持搬送す
る．各現像スリーブの周囲には、現像部に搬送する現像
スリーブ上の現像剤の量（暦厚）を規制する現像剤規制
板たる規制ブレート１７，１８，１９．２０と現像スリ
ーブ上の現像剤を掻き取る掻き取りブレード２１，２２
，２３．２４か配設されている。

また、上記各現像剤収納容器内部には、非磁性トナーと
磁性キャリア粒子３７とが混合された二成分現像剤か収
納されている．現像装置５内のトナー３８、現像装置６
内のトナー３９、現像装置７内のトナー４０、現像装置
８内のトナー４ｌの色はそれぞれイエロー、マゼンタ、
シアン、黒である。各容器内には、これらのトナーを供
給するトナー供給スクリュー２５．２６，２７．２８と
、上記現像剤を攪拌する攪拌板２９，：１０，３１．３
２か配設されている。

上記磁性キャリア粒子３７は、平均粒径が３０〜１００
μｍ、好ましくは４０〜８０川■で抵抗値か１０’Ωｒ
．ｉｉ以上１０１２ΩＣ１以下、好ましくは１０’Ωｃ
ｍ以上ｌ０１０ΩＣＩ以下である。このような磁性キャ
リア粒子としてはフエライト粒子（最大磁化６０ｅｍｕ
／ｇ）へ極く薄く樹脂コーティングしたものが用いられ
得る。

なお、磁性粒子の抵抗値の測定は測定電極面積４ｃｍ”
．電極間間隙０．４ｃｍのサンドイッチタイブのセルを
用い、片方の電極にｌｋｇ重量の加圧下で、両電極間に
電圧Ｅ（Ｖ）を印加して、回路に流れた電流から磁性粒
子の抵抗値を得るという方法をとっている． 上記現像スリーツ１３，１４，Ｉｓ，１６には、交流電
源（例えばピーク間電圧ｌ００ｖ〜３κＶ，周波数１０
０Ｈ．〜５　ＫＨ．）と直流電源（例えば１κＶ以下）
とからなるバイアス電源３３，３４，：１５．３６が接
続されており、直流電圧か重畳された交流電圧（Ｏｖの
両側に振動する電圧、または正側、若しくは負側内だけ
で振動する電圧で、正弦波、矩形波，三角波等の波形を
有する）か各スリーブに印加される。これによって各現
像部に向きが交互に反転する交流電界か形成される．各
現像スリーブと感光トラムとの間には微小間隙が設けら
れている（ドラムと各スリーブの最近接部での間隙が例
えば１ｍｍ以下）。

また、各現像部で、スリーブ上の現像剤層の厚みは、ス
リーブと感光ドラム間の最小間隙よりも薄い。つまり，
各規制ブレード１７．１８，１９．２０はそのように各
スリーブ上の現像剤層の厚みを規制する。いずれにせよ
、各現像装置はいわゆる非接触型現像装置である．なお
、現像装Ｍ６，７．８はそれぞれの上流側で形成された
トナー像のトナーを擦り取らないように上記のように非
接触型現像装置であることが好ましいが、最初にトナー
像を形成する現像装置５は接触型現像装置、すなわち、
現像剤層をドラムに接触させて潜像を現像する方式の現
像装置であってもよい．しかし、磁気ブラシによる掃き
目痕のない、より一層良質の画像を得る場合や，トナー
像を担持させたままドラムを複数回回転させ，各回転毎
に異なる現像装置を作動させて複数色のトナー像を重ね
て形成する画像形成装置の場合には、現像装置５も非接
触型現像装置であることが好ましい．したがって、以下
現像装１！１５も非接触型である場合を例にして説明す
る。

本実施例においては、感光ドラム１をコロナ放電器２に
よって全面負帯電した後に原稿からの反射による結像光
束３によって像露光を行ない、現像装置５〜８のうちい
ずれかを選択して現像を行なう。例えば現像装Ｎ５と６
とを作動させたとすると、先ず現像装Ｉｌ５で感光ドラ
ムの静電潜像をイエロートナーで現像し，次に引き続い
て同一の静電潜像（イエロートナー像）上に現像装置６
でマゼンタトナー現像して順次重ねる。これにより定着
後の可視像はイエロー、マゼンタとは違った色調の色（
赤色）が得られる。同様に任意の色調の像か各現．像装
置５〜８を選択することによって任意に付着量を調整し
ながら重ね合せて得られる．なお，黒色像は現像装置８
のみで再現することかできる。

このようにして得られたトナー像は第１図に示すように
転写帯電器７５によって転写紙に一括転写され，定着さ
れる。

次に、第３図と第４図を用いて現像部における挙動を詳
しく説明する。なお、各現像装置は同様の構威となって
いるため、ここでは現像装置５を例にとって説明する。

感光トラムｌは潜像を構成する電荷を担持するが、本実
施例においては静電潜像を構威する電荷は負極性であり
、反転現像を行なうようにトナーはキャリア粒子との間
の摩擦で負極性に帯電している．また、この実施例にお
いては感光ドラムｌと現像スリーブ１３とは現像部で同
一周方向移動となるように矢印のごとく回転する．これ
らの間の空間にはバイアス電源３３によって交流電界が
形成される。一方、感光ドラムｌと現像スリーブ１３と
の最近接部の上流側にはＮ極性の磁極Ｎが、下流側には
Ｓ極性の磁極Ｓが位置している。磁極Ｓを最近接部の上
流側に、磁極Ｎを下流側に配置してもよい。いずれにせ
よ、互いに隣接して、かつ異なった極性の一組の磁極を
上記のように配置することによって、現像部にはスリー
ブ周面の接線方向の成分の強い磁界が形成される。これ
によって第３図に示すように磁性キャリア粒子３７はス
リーブ表面に沿って鎖状に連なる．つまりキャリア粒子
の鎖はスリーブ表面に寝るので、二威分現像剤のドラム
に接しない極めて薄い層が現像部に形成できる。

なお、現像部に搬送される現像剤量そのものか少量なの
で前記磁性キャリア粒子の鎖もそれ程密ではなく、トナ
ーは磁性キャリア粒子からもドラムに供給されるし、ス
リーブ表面に付着していたトナーも鎖と鎖の間を通って
ドラムに供給される．また交流電界による現像は現像効
率が高いので，薄い現像剤層によっても十分な濃度のト
ナー像が得られる． 第４図に示されるように、本実施例においては，潜像は
虜像部ｖＬ（光で照射された明都電位部）も非画像部Ｖ
ｏ（光で照射されなかった暗部電位部）も負電位である
（但し非画像部電位の絶対値か噛像部電位の絶対値より
大）．またトナーも負極性に帯電している．ところで、
現像部の電界の方向は交流電界であるので第３図矢印ａ
，ｂで示すように感光ドラムと現像スリーブとの間で交
互に繰り返し変化するか、現像スリーブ１３側にバイア
ス電圧Ｂｌの負成分が印加されている位相（第４図にお
いてＬ１１で表される）では，これによる電界の方向は
ｂ方向である。

また、前述した電気抵抗値を有するキャリア粒子には、
負極性の電荷がスリーブから注入されるので，電界の方
向がｂ方向であるから、キャリア粒子にはｂ方向と逆向
きのａ方向の力が与えられその鎖は全体的にドラムの方
法へ盛り上がるような状態となり、トナーが鎖からも、
スリーブ表面からも離脱しやすくなる。そして現像スリ
ーブ１３及び磁性粒子３７の表面上に付着しているトナ
ー３８は前述のごとく負極性に帯電しているので，この
空間に形成されているｂ方向の電界によってａ方向の力
を受けて感光ドラムｌの明部電位領域に移動する。

さらに、交流電圧Ｂｌの正の成分が現像スリーブ１３に
印加される位相（ｆｉＳ４図においてＬ２１で表される
）では、現像部に形成される電界の方向（矢印ａ）は前
記電界の方向（矢印ｂ）と逆方向である。したかってこ
のａ方向の電界によって鎖はｂ方向に力を受けて縮んた
状態で現像スリーブに接触状態となる。

一方、感光ドラムｌ上のトナー３８は、前述のごとく負
極性に帯電しているので、このａ方向の電界によって矢
印ｂ方向の力を受ける。すなわち、感光ドラムｌ上のト
ナーの−・部は位相ｔ２１において現像スリーブ１３あ
るいは磁性粒子３７に逆移動する。

位相ｔ．１１，ｔ２１が交互に繰り返されて現像剤が上
記の運動を繰り返し，そしてスリーブの回転に伴なって
スリーブとドラム間の間隙が拡大することにより現像が
終了するが、その時点でドラム上には静電潜像の電位に
対応した量のトナーが付着残留する．つまりトナー像が
形成される．なお、実施例では反転現像が行なわれるの
で、明部電位ｖＬの領域にトナーが付着し、暗部電位■
。

の領城はトナーの実質的に付着しない背景領域となる．
また、この実施例では、第一現像装置によって第一の色
のトナーが付着された明部電位領域に、第二現像装置に
よって第二の色のトナーが重ねて付着せしめられる．第
一の色のトナーの付着によって、明部電位領域の電位の
絶対値はＩＯＶないし５０ｖ程度上昇するが，暗部電位
との間の電位差は十分あるので，第二現像装置で上記の
ように現像しても、十分な濃度の第二の色のトナー像が
得られる． いずれにせよ従来装置の問題点であった混色は二色目以
降の現像時に上記のように第一トナー像のトナーがドラ
ムからスリーブに逆移動するために生ずるものであり，
本発明は二色以降の現像時においてこの逆移動を抑える
手法をとっている。

第４図において、破線で示されるのが本発明の二色目以
降の現像時にスリーブに印加されるハイアス電圧Ｂ２で
ある。

実施例ではバイアス電圧Ｂ１とＢ２の周波数は同じであ
る。第二現像装置、例えば現像装Ｗ１６のスリーブｌ４
に位相ｔ１２で交流バイアス電圧Ｂ２の負成分か印加さ
れると、現像部の電界の方向はｂ方向であり，したがっ
てトナー３９は矢印ａ方向の力か与えられて、前記と同
様にトナー３９は磁性キャリア粒子及びスリーブ表面か
ら離脱してドラム１の明部電位領域に移動する。次いて
スリーツ１４に位相Ｌ２２で交流バイアス電圧Ｂ２の正
威分か印加され？と、現像部の電界か矢印ａ方向の電界
となる．しかし、位相ｔ２２でのバイアス電圧Ｂ２のピ
ーク値ＶＰ２２は、バイアス電圧８１の位相ｔ２１での
ピーク値ＶＰ２１よりも小である（なお、本明細書でピ
ーク値の大小は絶対値での大小を言う）．シたがって，
位相ｔ２２での現像部での電界（トナーにドラムからス
リーブに向う力を与える電界）は弱く、第一トナー像を
形成するトナー３８、及びドラムの明部電位領域に移動
したトナー３９は，スリーブ１４に殆ど移動して来ない
．これによって混色が防止される。

ところで、位相ｔ２１，ｔ２２の電圧成分はカブリを防
止する機能を有するものである．したがって、第一バイ
アス電圧Ｂｌの位相ｔ２１でのピーク電圧ｖｐｚ＋より
も、第二バイアス電圧Ｂ２の位相ｔ２２でのピーク電圧
ｖｐ＊ｚが小さいということは、ピーク電圧ＶＰ２■は
ピーク電圧ｖｐ２ｓよりもカブリ防止機能が弱いという
ことである．しかし、第４図に示されているように，第
一バイアス電圧８１で位相ｔ１１の時間に対する位相ｔ
２１の”時間の割合（ｔ２１　／ｔ１１）？りも、第二
バイアス電圧８２で位相ｔ１２の時間に対する位相ｔ２
２の時間の割合（ｔ２２　／ｔ１２）の方か大である。

つまり位相ｔ２２での電界は相対的に弱いが、位相ｔ２
２の時間が相対的に長いので、第二現像装置によるカブ
リは防止できる。

一方，第二現像装置でトナーをスリーツからドラムに移
動させる位相ｔ１２の時間は、前記位相ｔ２２の時間を
相対的に長くしたために、相対的に短くなっている。す
なわち、トナーをドラムに移動させる時間か短くなった
ということは、画像の濃度を十分に得られないというこ
とである。しかし、第４図に示されているように第一バ
イアスの位相ｔ１１におけるピーク電圧ＶＰＩ１よりも
，第二バイアスの位相Ｌ１２におけるピーク電圧Ｖ■２
を大にした．つまり，位相ｔ１２の時間は相対的に短い
が、このときの電界は相対的に強いので、画像部に十分
な量のトナーを付着させることができる。

以上から明らかなように、三色のトナーの重ね現像を行
なう場合は、第三色用に使用する現像装置、例えば現像
装５ｌ７のスリーブｌ５に印加する交？）＜イアス電圧
と，第二現像装置のスリーブ１４に印加する交流バイア
ス電圧Ｂ２との関係を、前記交流ハイアス電圧Ｂ２とＢ
１の関係と同様の関係に設定すればよい。

また、スリーブｌ５に印加する交流バイアス電圧８３，
スリーブ１６に印加する交流バイアス電圧８４の、ｂ方
向の電界を形成する位相をそれぞれｔ１３，ｔｌ４　．
　ａ方向の電界を形成する位相をそれぞれＬ２３　，ｔ
２４とし、交流バイアス電圧Ｂ３の位相ｔ１３でのピー
ク値、位相ｔ２３でのピーク値をそれぞれＶＰＩコ＋Ｖ
Ｐ２３とし，交流バイアス電圧Ｂ４の位相ｔｌ４てのピ
ーク値、位相ｔ２４でのピーク値をそれぞれＶ■４＋Ｖ
ｐ２４とすると、第２図の装置で四色のトナーによる現
像を行なう場合は、各バイアス電圧の前記各位相の時間
比と，前記各ピーク電圧を以下のように設定す゜ればよ
い。

（ｔ２１　／ｔ１１）＜（ｔ２２／１１２）＜（ｔ２３
／ｔ１３）＜（ｔ２４／ｔｌ４） ＶＰ１１＜ＶＰＩ２＜ＶＰ１３＜ＶＰ１４Ｖｐｉ４−＞
Ｖｐ２２＞Ｖｐｚ：＋＞Ｖｐｔ４（なお、電圧ピーク値
の大小関係は絶対値での大小関係である。） 以下に第２図装置による実験例を示す。

［実験例１］ 先ず、現像スリーブの周速は各々２１０ｍｍ／ｓｅｃ、
感光ドラムの周速は１６０ｍｍ／ｓｅｃとした．また、
現像スリーブには各々直径２０−一のステンレス鋼（Ｓ
ＯＳ　３１６）スリーブの表面を、＃４ロ０番の粒子形
状か不規則な砥粒によりサンドブラスト処理したものを
用い、磁石として各々六極着磁でＮ極、Ｓ極が交互に第
２図で示されるように着磁さされいるものを用いた。各
現像スリーブと各規制プレート先端との間隙は３５０ト
園に設定した。

規制ブレードとしては、各々１．２ｗ＋ｓ厚の非磁性ス
テンレス鋼を用い，磁性キャリア粒子としては表面に極
〈薄いシリコーン樹脂コートした平均粒径６０〜５０ル
箇の真密度５．１６ｇ／ｃ１のフエライト（最大磁化６
０ｅｍｕ／ｇ）を用いた。

非磁性電気絶縁性トナーとしては、ポリエステル系樹脂
１００部に顔料５部程度混入した平均粒径８ＪＬｍのも
のを利用した。顔料は青色トナーには銅フタロシアニン
系顔料を、イエロートナーにはジスアゾ系顔料を、マゼ
ンタトナーにはモノアゾ系顔料を使用した．ブラックト
ナーには、上記顔料をｌ：２：ｌの割合で混合したもの
を使用した。各トナーには流動性向上のために，コロイ
ダルシリカを０．４％を外添してある。

現像スリーツとに形成された現像剤層は現像部で３００
　１ｈｗｓの厚みである．また磁性キャリアの重量Ｃと
トナー重量Ｔとの関係｛Ｔ／　（Ｃ＋Ｔ））×１００は
約８〜１２％程度である。トナー：ｌ８，３９のもつ帯
電量は約−１５１Ｌｃｏｕｌ／ｇであった。

現像剤は現像部以外で現像スリーブ内の磁極位置で磁界
によって穂立ちして、最大長約０．８〜１．：ｌｍｍ程
に穂立った、トナーの付着した磁気ブラシからなる層を
形成していた．スタート現像剤として磁性粒子２７０ｇ
、トナー３０ｇとを混合して用いた。

この現像装置を第１図及び第２図に示したカラー画像形
成装置に組み込み、感光ドラムｌ（有機感光材料製）と
現像スリーブ１３の表面との最小間隙を５００μ麿とし
た。感光ドラムの周速と現像スリーブの周速との比は１
　：　１．：Ｉである．また、現像スリーブへの現像剤
の非穂立時の塗布量Ｍ（ｇ／ｃ１）は：ｌ５ｍｇ／　ｃ
１に設定した．感光ドラムは外径寸法１６０■を用いた
。感光ドラムはＯＰＣドラムを用い、暗部電位（非画像
部電位）ｖｏが−　６００Ｖ、明部電位（画像電位）Ｖ
Ｌか−２５０ｖの帯電潜像電位とした．ハイアス電源３
３はｔ２１　／ｔ１１　＝１，周波数ｆ　＝　２０００
８．．ピーク対ピーク値ＶＰＰ（ピーク間電圧＞　ｔａ
ｏｏｖの矩形波交流電圧に−　４９０Ｖの直流電圧を重
畳させた電圧を現像装置５の現像スリーブ１３に印加す
る。

現像装置６の現像スリーブｌ４に周波数ｆとピーク対ピ
ーク値ＶＰＰとか現像スリーツ１３に印加したバイアス
電圧と同じでｔ２２　／ｔ１２　＝　４の矩形波交流電
圧に−７９０ｖの直流電圧を重畳した電圧をバイアス電
源３４から印加した。潜像を現像装置５，６で順に現像
した結果色むらの無い鮮明な赤色画像が得られた．また
、連続複写の長期使用下においても現像装置６への現像
装Ｍ５のトナー３８の混入が無く鮮明な画像が維持され
た。

［実験例２］ 次に実験例ｌの二つの現像装置５，６を用いた場合に加
えて三つ目の現像装置７を用いて三色重ね現像した結果
を示す。

現像装置５の現像スリーブ１３には実験例ｌて示した交
流電圧を印加した。現像装置６の現像スリーブｌ４に周
波数ｆとピーク対ピーク値ＶＰＰとが現像スリーブ１３
に印加したバイアス電圧と同じでｔ２２　／ｔ１２　＝
　３（７）矩形波交流電圧ニ−　６９０Ｖノ直流電圧を
重畳した交流電圧をハイアス電源３４から印加した。

現像装置７の現像スリーブｌ５に周波数ｆとピーク対ピ
ーク値ＶＰＰとが現像スリーブ１３に印加したハイアス
電圧と同じでｔ２３　／ｔ１３　＝　５の矩形波で−　
８４０Ｖの直流電圧を重畳した交流電圧をバイアス電源
３５から印加した。

上記設定による実験結果は実験例ｌと同様に色むらの無
い良好な画像が得られ、また、現像装置６．７へのトナ
ー３８，：１９の混入もほとんど無かった。

種々の実験結果から、重ね現像する場合の交流電圧のｔ
２／ｔｌ値は、現像回数順序にしたかい順次大きくし、
かつ、第二の現像ではｔ２２　／ｔ１２　＝２〜６、第
三の現像ではｔ２３　／ｔｌ：ｌ　＝　３〜１０の範囲
に保つと混色が防止され良好な画像が得られることが判
明した。

さらに、好ましい例として、実験例１，２に加えて各現
像でのトナーの摩擦帯電量を順次変化させて用いるとさ
らに良好な画像が得られ，現像装置への異色トナー混入
も防止できる。トナーの帯電量はトナー濃度を若干低く
目設定し、例えば上記実験例により現像装置５では磁性
キャリア粒子の重畳Ｃとトナー重量Ｔとの関係である（
Ｔ／Ｃ＋Ｔ）ＸＩＯＯを現像装置５では８％、現像装置
６では１０％、現像装置７では１２％と設定すると、そ
れぞれトナー３Ｂ，３９．４０の摩擦帯電量は各々−２
３，−１８，−１５ｕＬｃｏｕｌ／ｇとなり、現像装Ｍ
６，７への異色トナー混入を防止できた。この理由はト
ナーの摩擦帯電量を前の現像工程にさかのぼる程絶対値
において大きく設定してあるため、現像スリーブから感
光ドラムに移動したトナーは感光ドラム上に静電的に強
く付着することとなり、後の現像工程における交流電界
のもとでは前の現像工程でドラムに付着したトナーは容
易には後の現像工程の現像スリーブに戻らないためであ
る．但し、第一トナー３８、第二トナー３９は実験例２
の場合よりも静電的に強くキャリア粒子やスリーブ１３
．１４に付着しているため、ｔ１１，ｔ１２の位相でト
ナーにドラムに向うより強い力を与えるには、スリーブ
１３．１４に印加するバイアス電圧の重畳直流成分を実
験例２の場合に比べて１０〜５０ｖ絶対値で大きく設定
することも好ましい．例えば、スリーブ１３に印加する
交流バイアス電圧の重畳直流電圧成分を−　５２０Ｖと
し，スリーブ１４に印加する交流バイアス電圧の重畳直
流電圧成分を−７１０Ｖとするとよい．また、現像に使
用しない現像装置は感光ドラムから現像装置を離したり
、スリーブにトナーの飛翔を防止する電気的バイアスを
印加することで不用なトナーが感光ドラムに付着しない
ようにすることかできる。

さらに、現像剤としては、一ｔ，分現像剤を用いてもよ
い。

画像形成プロセスとしては、上述のモノカラープロセス
の場合たけでなく、第一回の現像（本実施例においては
現像装置５による現像）終了後転写、クリーニンク工程
を行なわずに第一トナー像を担持したドラムｌにコロナ
放電器７２により再度全面帯電を行って、第二回目の画
像露光と現像（本実施例においては現像装置６で現像）
とを行ない、同様に第三、第四回目の帯電・露光・現像
プロセスを行ない、その後四色のトナーから戒る画像を
転写紙に一括転写するプロセスを用いてもよい。また、
このようなプロセスにおいては、各画像露光時に色分解
手段や、あるいはマスキング手段を用い、多色画像を形
成できる。

〈第二実施例〉 次に本発明の第二実施例を第５図を用いて説明する。な
お、第一実施例と共通の箇所には同一の符号を付して説
明を省略する． 本実施例では、現像装置間に再帯電手段と像露光手段を
設けて，第一の現像後引き続いて再帯電と第二の像露光
・現像とを行なう。

第一、第二露光ビーム４５．４６は各々第一、第二画像
信号に対応して画像信号コントローラ（図示せず）から
出力される駆動指令信号に基づいてレーザ光学系によっ
て発生され、感光ドラム１表面に走査される。このプロ
セスでは感光ドラムｌを第一帯電器５５で一様に帯電し
、上記第一露光ビーム４５を照射して第一の潜像形成を
行ない、感光ドラムｌに近接して配置された一成分非磁
性現像剤のブラックトナー５０を収容した現像装Ｍ５ｌ
で現像する。次いで、第二帯電器５６で第一トナー像を
担持している感光ドラム面を帯電し，次いで第一トナー
像を担持している感光ドラム面に上記第二露光ビーム４
６を照射して第二の潜像形成を行ない、感光ドラム１に
近接して配置された一成分非磁性現像剤のレッドトナー
６０を収容した現像装置６ｌで現像する。このように帯
電・画像露光・現像の各工程を順に行ない、感光ドラム
上に複数色のトナー像を形成して転写材に一括転写する
ものである。

なお、現像装９１５１．６１内のブラックトナー５０，
レッドトナー６０はファーブラシ５２．　６２によって
現像ローラ５４，　６４へ供給される。ファーブラシ５
２．６２は現像装Ｉｔ５１，　６１内のトナーを攪拌す
るたけでなく現像後の現像，ローラ上のトナーを掻き乱
し、いわゆるゴーストを防止している。

ローラ５４，６４は矢印方向に回転して現像剤を各現像
部に担持搬送ずるが、現像部に搬送される現像剤の層厚
は、それぞれ規制プレート５３．６３　−Ｃ規制される
。ブレード５３．６３はゴム板や金属板ばね等の弾性ブ
レードで、それぞれローラ５４，６４に軽い圧力で邑接
していて、現像部に搬送される現像剤の層厚な、ドラム
ｌとローラ５４．６４間の間隙よりも薄く規制している
．またプレート５：１，６：ｌは現像剤を各現像ローラ
５４，６４に擦り付けて摩擦帯電させている。

現像ローラ５４，６４にはそれぞれ現像バイアス電源５
７．６５が接続され、感光トラム１と現像ローラ５４，
６４間に交流電界を形成する． 感光ドラムｌと現像ローラ５４，６４間との間隙を約３
００　ｆｉＬｙａ　，現像ローラ５４，６４上のトナー
層厚を約４０ＩＬ園に規制し、ブラックトナー５０を−
２０ｇｃｏｕｌ／ｇ、レッドトナー６ロを−１５１Ｌｃ
ｏｕｌ／Ｈに摩擦帯電した。

第一潜像の暗部電位（非画像部電位）　ＶＤを−　６０
０Ｖ、明部電位（画像部電位）ｖＬを−２ＳＯＶニ設定
し、ｔ２１　／ｔ１１　＝　１、周波数１８０ロＨ２、
ピーク対ピーク値Ｖ，，　＝１４００Ｖの矩形波交流電
圧に直流電圧−５０ロＶを重畳したバイアス電圧を、電
源５７から現像ローラ５４に印加した。

また、第二の潜像の暗部電位を−６５０ｖ、明部電位を
−２８０ｖに設定し、ｔ２２　／ｔ１２　＝　４で、周
波数とピーク対ピーク値とが現像ローラ５４に印加した
バイアス電圧と同しである矩形波交流電圧に、−　ａｏ
ｏｖの直流電圧を重畳したバイアス電圧を、電源６５か
ら現像ローラ６４に印加した。

本実施例においても前記実施例と同様に色むらの無い良
好な画像が得られ、また，現像装置６１へのブラックト
ナー５０の混入も無かった．なお，＃１記実施例では第
一現像装置において、交流電界によりトナーを現像剤担
持部材から像担持体上に転移させ，次いで像担持体から
現像剤担持部材上に逆転移させたがこれは必須ではない
。

すなわち、位相ｔ２１でのピーク電圧を適宜に設定する
ことにより、第一現像装置においても、像担持体上に一
旦転移したトナーを現像剤担持部材に逆転移させないよ
うにすることができる。ただし，いずれの場合にも、ま
たどの交流電圧でも、潜像の明都電位、及び暗部電位は
、ａ方向の電界を形成する電圧のピーク値（第一ピーク
値）と、ｂ方向の電界を形成する電圧のピーク値（第二
ピーク値）との間にある．すなわち、明都電位と暗部電
位との差の絶対値は、バイアス電圧の第一ピーク値と第
二ビーク値の差の絶対値、すなわちピーク対ピーク電圧
ＶＰＰよりも小である。

また、以上の実施例では各バイアス電圧のピーク対ピー
ク電圧ＶＰＰか同一であったが、トラム回転方向に関し
て下流側の現像装置に印加する交流バイアス電圧のピー
ク対ピーク電圧ＶＰＰを、上流側の現像装置に印加する
交流バイアス電圧のピーク対ピーク電圧ＶＰＰよりも小
さくてもよい。

また、以上の実施例では感光ドラム表面上の露光部（明
部電位部）にトナーを付着する反転現像について示した
が、非露光部（暗部電位部）にトナーを付着する正規現
像にも適用できる．正規現像の場合は潜像の極性と逆極
性に帯電したトナーを使用する。

さらにまた，以上の実施例では負極性の静電潜像を現像
したが、本発明では正極性の静電潜像を形成し、これを
反転現像、または正規現像する画像形成装置にも適用で
きる． ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、第一の現像装置
と第二の現像装置におけるバイアス電圧のデューティー
及びピーク値を各現像装置毎に調節するので重ね現像に
おける画像の乱れ及び混色が防止される．さらに、長期
使用下における各現像装置の他色のトナーの混入も防止
することができた。したかって、メンデナンスが簡略化
されるし、コストの安い、高速超小型カラー複写機を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

５Ｓｌ図は本発明の第一実施例装置の概略構威を示す断
面図，第２図は第１図装置の像担持体周辺を拡大した断
面図，第３図は第１図装置の像担持体と現像剤相持体の
対向部を拡大した断面図、第４図は第１図装置の現像装
置に接続された電源による交流電圧の波形を示す図、第
５図は本発明の第二実施例装置の概略構成を示す断面図
である．１・・・・・・・・・像担持体（感光ドラム）
５・・・・・・・・・第一・の現像装置６・・・・・・
・・・第二の現像装置 １３・・・・・・・・・第一の現像剤担持体（現像スリ
ーブ）ｌ４・・・・・・・・・第二の現像剤相持体（現
像スリーブ）：ｌ：ｌ，：１４・・・バイアス電圧印加
手段（バイアス電ＩＩ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）第一の現像部と第二の現像部を順に通って移動す
   る像担持体と、該像担持体の移動方向に沿って該像担持
   体に対向して配設された第一の現像装置及び第二の現像
   装置とを備えた画像形成装置であって、 上記第一の現像装置は、第一の色のトナーを含む第一の
   現像剤を、上記第一の現像部へ搬送して上記像担持体に
   第一のトナー像を形成せしめる第一の現像剤担持体を有
   し、 上記第二の現像装置は、第二の色のトナーを含む第二の
   現像剤を上記第二の現像部へ搬送して、上記第一のトナ
   ー像が担持された像担持体に第二のトナー像を形成せし
   める第二の現像剤担持体を有し、 上記第一の現像剤担持体に第一の現像バイアス電圧を印
   加し、上記第二の現像剤担持体に第二の現像バイアス電
   圧を印加するバイアス電圧印加手段を有する画像形成装
   置において、 上記第一の現像バイアス電圧は、現像剤担持体から像担
   持体に向う方向の力をトナーに与える第一の電界を、時
   間ｔ１１の間上記第一の現像部に形成する位相と、 上記第一の電界とは逆向きの第二の電界を時間ｔ２１の
   間上記第一の現像部に形成する位相とが繰り返される電
   圧であり、 上記第二の現像バイアス電圧は、上記第一の電界と同方
   向の第三の電界を時間ｔ１２の間上記第二の現像部に形
   成する位相と、上記第三の電界とは逆向きの第四の電界
   を時間ｔ２２の間上記第二の現像部に形成する位相とが
   繰り返される電圧であり、 上記時間ｔ１１に対する上記時間ｔ２１の割合よりも上
   記時間ｔ１２に対する上記時間ｔ２２の割合が大であり
   、 上記第一の現像バイアス電圧の時間ｔ１１内でのピーク
   値よりも上記第二の現像バイアス電圧の時間ｔ１２内で
   のピーク値が大であり、 上記第一の現像バイアス電圧の時間ｔ２１内でのピーク
   値よりも上記第二の現像バイアス電圧の時間ｔ２２内で
   のピーク値が小である、 ことを特徴とする画像形成装置。 （２）第一の色のトナーと第二の色のトナーの帯電特性
   は同極性であることとする請求項（１）に記載の画像形
   成装置。 （３）第一の現像バイアス電圧の周波数と、第二の現像
   バイアス電圧の周波数は同じに設定されていることとす
   る請求項（１）または請求項（２）に記載の画像形成装
   置。 （４）第一の現像バイアス電圧のピーク間電圧と、第二
   の現像バイアス電圧のピーク間電圧は同じに設定されて
   いることとする請求項（１）ないし請求項（３）に記載
   の画像形成装置。 （５）第二の現像バイアス電圧のピーク間電圧は、第一
   の現像バイアス電圧のピーク間電圧よりも小さく設定さ
   れていることとする請求項（１）ないし請求項（３）に
   記載の画像形成装置。 （６）第二の現像装置は、第二の現像部にて、第二の現
   像剤担持体と像担持体との最小間隙よりも第二の現像剤
   の層厚を薄く形成するように規制する手段を有している
   こととする請求項（１）ないレ請求項（５）に記載の画
   像形成装置。 （７）第二の現像装置には、磁性キャリア粒子を含む第
   二の現像剤と、第二の現像剤担持体内に固設された磁界
   発生手段とを備えており、該磁界発生手段は、互いに極
   性の異なる隣接した二つの磁極を有し、第一の磁極が像
   担持体と上記第二の現像剤担持体間の最近接位置よりも
   上流側に位置し、第二の磁極が該最近接位置よりも下流
   側に位置していることとする請求項（６）に記載の画像
   形成装置。 （８）第二の色のトナーの帯電量は第一の色のトナーの
   帯電量よりも小であることとする請求項（６）に記載の
   画像形成装置。 （９）第一のトナー像と第二のトナー像を同一の転写材
   面に同一の時期に転写する転写手段を備えたこととする
   請求項（６）に記載の画像形成装置。 （１０）第一の現像装置と第二の現像装置は、それぞれ
   第一の現像部と第二の現像部にて、それぞれの現像剤担
   持体と像担持体との最小間隙よりもそれぞれの現像剤の
   層厚を薄く形成するように規制する手段を有しているこ
   ととする請求項（１）ないし請求項（５）に記載の画像
   形成装置。 （１１）第一の現像装置と第二の現像装置には、それぞ
   れ磁性キャリア粒子を含む第一、第二の現像剤と、それ
   ぞれの現像剤担持体内に固設された磁界発生手段とをそ
   れぞれ備えており、該それぞれの磁界発生手段は、互い
   に極性の異なる隣接した二つの磁極を有し、第一の磁極
   が像担持体と上記それぞれの現像剤担持体間の最近接位
   置よりも上流側に位置し、第二の磁極が該最近接位置よ
   りも下流側に位置していることとする請求項 （１０）に記載の画像形成装置。 （１２）第二の色のトナーの帯電量は第一の色のトナー
   の帯電量よりも小であることとする請求項（１０）に記
   載の画像形成装置。 （１３）第一のトナー像と第二のトナー像を同一の転写
   材面に一括して転写する転写手段を有していることとす
   る請求項（１０）に記載の画像形成装置。