JPH04152363A - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JPH04152363A
JPH04152363A JP2276468A JP27646890A JPH04152363A JP H04152363 A JPH04152363 A JP H04152363A JP 2276468 A JP2276468 A JP 2276468A JP 27646890 A JP27646890 A JP 27646890A JP H04152363 A JPH04152363 A JP H04152363A
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toner
latent image
development
mode
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Naotaka Iwata
尚貴 岩田
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Abstract

PURPOSE:To prevent mixing of colors, to obtain a high quality image with excellent gradation and to improve image quality by providing multiple color and monochromatic modes, combining most suitably latent images in first, color second and subsequent colors, with developing biases, and carrying out exposure by means of binary writing and multivalue writing respectively. CONSTITUTION:As for a developing means 7 in the second and subsequent colors by applying a DC bias in the case of the multiple color mode, mixing of the colors, which is caused by reverse flying of the first toner on an electrostatic latent image carrier 1, is prevented. By applying periodically varying bias in the monochromatic made, a high quality image with excellent gradation can be obtained. Further, in the case where exposure by the use of laser beams 3 and 6 is carried out, a latent image which has area gradation obtained by the binary writing in the multiple color made or has multivalue gradation obtained by the multivalue writing in the monochromatic mode is exposed. Thus, the high quality image can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (l蓋色五里次! 本発明は、露光により静電潜像担持体上に形成した静電
潜像を、複数の現像手段により複数の膠なった色のトナ
ーで順次現像した後、転写材に一回で転写して多色画像
を形成する画像形成装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (l Lid Color Goryuji! The present invention is an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier by exposure to a plurality of developing means. The present invention relates to an image forming apparatus that forms a multicolor image by sequentially developing the image and then transferring it to a transfer material at once.

従来の技術 多色画像の得られる画像形成装置としては、例えば、第
1の従来例として、複数個の現像手段を潜像担持体の周
囲に設けて多色画像を得るものであって、′F流側の現
像手段のトナー極性が上流のものとは逆極性であり、そ
のトナー層は潜像担持体と接触せず、現像時にはこのト
ナーが現像される交fL電界を印加するが、非現像時に
は上流側のトナーが現像される電界を印加し、トナー層
厚を30〜500μmとし、且つ上流側の現像手段には
有彩色トナーを有する2成分現像剤を使用し、下流側の
現像手段には男トナーの1成分現像剤を用いるものが提
案されている(特開昭61−60471号公報参照)。
BACKGROUND ART As an image forming apparatus capable of obtaining a multicolor image, for example, as a first conventional example, a plurality of developing means are provided around a latent image carrier to obtain a multicolor image. The toner polarity of the developing means on the F flow side is opposite to that of the upstream one, and its toner layer does not come into contact with the latent image carrier. During development, an alternating fL electric field is applied to develop this toner. During development, an electric field is applied to develop the toner on the upstream side, the toner layer thickness is set to 30 to 500 μm, and a two-component developer containing chromatic toner is used in the upstream developing means, and the downstream developing means A method using a one-component developer of male toner has been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-60471).

又、第2の従来例として、感光層の厚みが35〜90μ
mで且つ静電容量が20〜170 p F/iのセレン
もしくはセレン化砒素の感光体周辺に、複数の現像手段
を配して、帯電・露光・現像を複数回繰り返して同一感
光体上にカラー像を得るようにした画像形成装置であっ
て、現像手段を、250IJm以下の薄層化トナーによ
る感光体との非接触直流バイアス現像としたものが提案
されている(特開昭63−63061号公報参照)。
In addition, as a second conventional example, the thickness of the photosensitive layer is 35 to 90 μm.
A plurality of developing means are disposed around a selenium or arsenic selenide photoreceptor with a capacitance of 20 to 170 pF/i, and charging, exposure, and development are repeated multiple times to form a photoreceptor on the same photoreceptor. An image forming apparatus for obtaining a color image has been proposed in which the developing means is a non-contact DC bias development with a photoreceptor using a thinned toner of 250 IJm or less (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-063-1989). (see publication).

この装置では、現像に寄与しないローラは停!トしてそ
の表面トナーを画像線域外で付着させて混色を防ぐよう
にし、感光体を15〜50μmのOPCとし、現像を反
転現像とし、電位コントラストを400v以上にし、感
光体上のトナー層厚を5〜30μmとし、そして帯電を
スコンドロンとしている。
In this device, the rollers that do not contribute to development are stopped! The surface toner is attached outside the image line area to prevent color mixing, the photoreceptor is OPC of 15 to 50 μm, the development is reverse development, the potential contrast is 400V or more, and the toner layer thickness on the photoreceptor is is set to 5 to 30 μm, and the charging is set to scondron.

第3の従来例としては、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ようにした画像形成装
置であって、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共に、黒現像を適用し且つ直
流偏奇された交流バイアスを印加するようにし、下流の
第2現像手段以降を、等速曳像にすると共にカラー現像
で且つ直流バイアスのみを印加するようにした、画像形
成装置が提案されている(特開昭63−85578号公
報参照)。
A third conventional example is an image forming apparatus in which a plurality of developing means are disposed on a recording medium in a non-contact state to obtain a multicolor image, and the peripheral speed of the first developing means on the upstream side is set to the same level. The direction rotation is made faster than the recording medium, black development is applied, and an alternating current bias biased to DC is applied, and the downstream second developing means and subsequent parts are made to be constant-velocity images, color development, and DC bias is applied. An image forming apparatus has been proposed in which only the voltage is applied (see Japanese Patent Application Laid-open No. 85578/1983).

発明が解決しようとする課 静電潜像を旦持体上に多色画像を形成する場合には、2
色目以後の現像方式は非接触現像になる。
When forming a multicolor image on a carrier with an electrostatic latent image, which is the problem to be solved by the present invention, 2.
The development method after color is non-contact development.

そして現像方式としては、カラー化が容易である非磁性
トナーによる現像方式であって、特に小型化、低コスト
化に有利な1成分現像方式がよい。
As a developing method, a developing method using non-magnetic toner that can easily be colored is preferred, and a one-component developing method that is particularly advantageous for downsizing and cost reduction is preferable.

この方式では、トナー層と潜像を旦持体とを非接触に対
向させて現像を行う、しかし2色目の現像時には、静電
潜像担持体上にトナー像が形成されているため、例えば
第1の従来例のように、現像バイアスとしてACバイア
スを印加すると、潜像面とトナー担持体面との間でトナ
ーが往復運動して1色目のトナー像が乱れるのみならず
、2色目の現像手段に1色目のトナーが混入して次第に
2色目の画像が濁ってくるという問題がある。
In this method, the toner layer and the latent image are developed by making them face each other in a non-contact manner. However, when developing the second color, the toner image is formed on the electrostatic latent image carrier, so for example, When an AC bias is applied as a developing bias as in the first conventional example, the toner moves back and forth between the latent image surface and the toner carrier surface, which not only disturbs the first color toner image but also There is a problem in that the toner of the first color gets mixed into the medium and the image of the second color gradually becomes cloudy.

この問題を防止するためには、第2及び第3の従来例の
ように、2色目以後の現像を、直流電界によって非磁性
トナーを飛翔させる形式のものにすればよい、しかしな
がら、直流電界による飛翔現像では、現像域においてト
ナーが飛翔を開始する電界、即ちスレッシュホールド電
界以上にならないとトナーは飛翔しない、ところがこの
スレッシュホールド電界の値は、トナー個々の帯電看、
ファンデルワールス力等に依存する値であり、ばらつき
が大きいため、露光方式がレーザ光による多値書き込み
である場合には、画像は低コントラスト部において粒状
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。
In order to prevent this problem, as in the second and third conventional examples, development for the second and subsequent colors should be performed using a method in which non-magnetic toner is ejected using a DC electric field. In flying development, the toner does not fly unless the electric field at which the toner starts flying in the development area, that is, the threshold electric field, is exceeded.However, the value of this threshold electric field depends on the charging of each toner,
This value depends on van der Waals forces, etc., and has a large variation. Therefore, if the exposure method is multivalue writing using laser light, the image will have strong graininess in low contrast areas, resulting in a smooth image. I can't get an image.

そこで本発明は、従来技術に於ける上記問題を解決し、
第2色目以後の現像においてトナーの逆飛翔による混色
が防止されると共に、モノカラーモードにおいて階調性
のある高品質の画像の得られる画像形成装置を提供する
ことを課題とする。
Therefore, the present invention solves the above problems in the conventional technology, and
It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus that can prevent color mixing due to back flight of toner during development of a second color and subsequent colors, and can obtain high-quality images with gradation in monochrome mode.

課 を解決するための 段 本発明は上記課題を解決するために、請求項1の発明は
、露光により静電潜像担持体上に形成した静電潜像を複
数の現像手段により複数の異なった色のトナーで順次現
像した後転写材に一回で転写して多色画像を形成する画
像形成装置において、多色モードとモノカラーモードと
を備え、前記複数の現像手段のうち第2色目以後の現像
手段により、前記多色モードのときには直流バイアスだ
けを印加して現像し、前記モノカラーモードのときには
周期的に変化するバイアスを印加して現像する、ことを
特徴とする請求項2の発明は、上記に加えて、前記露光
を画像信号に応して発射されるレーザ光で行い、前記第
2色目以後の現像のために形成される前記静電潜像は、
前記多色モードのときには2値書き込みにより面積階調
を形成し、前記モノカラーモードのときには多値書き込
みにより階調を形成する、ことを特徴とする請求項3の
発明は、請求項1の発明の特徴に加えて、前記第2色目
以後の現像手段は、非磁性1成分のトナー層を形成する
トナー担持体を備え、該トナー層を前記静電潜像に飛翔
させる方式のものであり、前記トナー担持体の現像域に
おける前記トナー層は、単位面積当たりの質量において
0.5乃至1.5−g/cs”の範囲であり、単位質量
当たりの電荷量の絶対値において5乃至30μC/gの
範囲である、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of claim 1 provides a method for processing an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier by exposure to a plurality of different developing means. An image forming apparatus that forms a multicolor image by sequentially developing with different color toners and then transferring the images to a transfer material at once, the image forming apparatus has a multicolor mode and a monocolor mode, and a second color image among the plurality of developing means is provided. 3. The developing means thereafter performs development by applying only a DC bias when in the multi-color mode, and by applying a periodically changing bias when in the mono-color mode. In addition to the above, the invention provides a method in which the exposure is performed using a laser beam emitted in response to an image signal, and the electrostatic latent image formed for development of the second and subsequent colors is:
The invention according to claim 3 is characterized in that when in the multicolor mode, area gradation is formed by binary writing, and when in the monochrome mode, gradation is formed by multivalue writing. In addition to the above characteristics, the developing means for the second and subsequent colors includes a toner carrier that forms a non-magnetic one-component toner layer, and is of a type that causes the toner layer to fly onto the electrostatic latent image, The toner layer in the development area of the toner carrier has a mass per unit area of 0.5 to 1.5-g/cs, and an absolute value of charge per unit mass of 5 to 30 μC/cs. g range.

作−11ffl 請求項Iの発明によれば、2色目以後の現像手段では、
多色モードのときには直流バイアスだけを印加するので
、静電潜像担持体上の1色目のトナーの逆飛翔が発生せ
ず逆飛翔による混色が防止される。一方、モノカラーモ
ードのときには、周期的に変化するバイアス、例えば直
流重畳ACバイアス又はパルスバイアスを印加すること
により、階調性のある高品質の画像が得られる。
According to the invention of claim I, in the developing means for the second and subsequent colors,
In the multicolor mode, only a DC bias is applied, so that the first color toner does not fly backwards onto the electrostatic latent image carrier, and color mixing due to the backward flight is prevented. On the other hand, in the monochrome mode, a high-quality image with gradation can be obtained by applying a periodically changing bias, for example, a DC superimposed AC bias or a pulse bias.

請求項2の発明によれば、上記に加えて、露光をレーザ
光で行う場合に、多色モードのときには2値書き込ろに
より面積階調を持つ潜像を形成するように露光し、一方
モノカラーモードのときには多値書き込みにより多値階
調を持つ潜像を形成するように露光することにより、高
品質の画像を得ることができる。
According to the invention of claim 2, in addition to the above, when the exposure is performed with laser light, in the multicolor mode, the exposure is performed so as to form a latent image having area gradation by binary writing; In the monochrome mode, a high-quality image can be obtained by performing exposure to form a latent image with multi-value gradation by multi-value writing.

請求項3の発明によれば、請求項1の発明の作用に加え
て、トナー層の質量及び電荷量を前記の如く所定範囲の
数値にするので、静電潜像担持体とトナー担持体とをほ
ぼ等速度で移動しても、直流電界によって2値画像を現
像して十分な画像濃度が得られる6又、周期的な電界に
よって多値階調を持つ潜像を現像しても滑らかなF@2
性が得られる。
According to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 1, since the mass and charge amount of the toner layer are set to numerical values within the predetermined range as described above, the electrostatic latent image carrier and the toner carrier are It is possible to develop a binary image with a DC electric field and obtain sufficient image density even if the image is moved at approximately the same speed. F@2
You can get sex.

実施例 第1図は、本発明を適用した画像形成装置の一例である
レーザプリンタの作像部の概略flI造を示す。
Embodiment FIG. 1 shows a schematic structure of an image forming section of a laser printer which is an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.

静電潜像担持体としてのドラム状の感光体lの周辺には
、順次、第1帯電器2、複数の現像手段としての第1現
像器4、第2帯を器5.2色目以後の現像手段としての
第2現像器7、転写帯電器9及びクリーニング装置11
が配設され、第1帯電器2と第1現像器4との間及び第
2帯電器5と第2現像器7との間で、レーザ光としての
第1露光3及び第2露光6が感光体l上を照射するよう
になっている。
Around the drum-shaped photoreceptor l as an electrostatic latent image carrier, a first charger 2, a first developer 4 as a plurality of developing means, a second belt container 5. A second developing device 7 as a developing means, a transfer charger 9 and a cleaning device 11
are arranged, and the first exposure 3 and the second exposure 6 as laser light are transmitted between the first charger 2 and the first developer 4 and between the second charger 5 and the second developer 7. The light is irradiated onto the photoreceptor l.

まず多色画像を形成する多色モードについて説明する。First, a multicolor mode for forming a multicolor image will be explained.

第1帯電器2によって感光体1の表面を帯電させ、第1
露光3によってその上に静fl潜像を形成させる。この
第1露光は、画像信号に応じて図示しない光書込み光学
系により発射されるレーザ光であって、多値wi調を持
つ潜像を形成させることができる。続いて第1現像器4
により潜像を現像し第1のトナー像を形成させる。この
第1現像器4では、男トナーによって文字画像を現像す
る場合が多いので、画像の解像度の高い方式のものが良
い、従って、第1現像器4は、トナーの帯電がキャリア
との摩擦によって行われる2成分現像剤の磁気ブランを
用いた接触現像方式のものが好ましい 次に第2帯電器5によって1色目のトナー像の上から再
び感光体1の表面を帯電させ、第1の露光が行われた部
分の電位状態を周囲と同等もしくはそれ以上にする。そ
して第2露光6によって感光体l上に第2の静電潜像を
形成する。第2露光6は、同様に光書込み光学系により
発射されるレーザ光であるが、メモリーが小さくてもよ
い2値の潜像を形成する。この露光では、1色目のトナ
ーが付着している部分を露光しないことにより、2色目
のトナーと1色目のトナーとが感光体】上で市なり合っ
て色が濁ることを防止できる。
The surface of the photoreceptor 1 is charged by the first charger 2, and the first
Exposure 3 forms a static fl latent image thereon. This first exposure is a laser beam emitted by an optical writing optical system (not shown) in response to an image signal, and can form a latent image having a multilevel wi tone. Next, the first developing device 4
The latent image is developed to form a first toner image. In this first developing device 4, character images are often developed using male toner, so it is preferable to use a system with high image resolution. A contact development method using a magnetic blank of a two-component developer is preferable. Next, the surface of the photoreceptor 1 is charged again from above the first color toner image by the second charger 5, and the first exposure is carried out. Make the potential state of the affected area equal to or higher than that of the surrounding area. Then, a second electrostatic latent image is formed on the photoreceptor l by the second exposure 6. The second exposure 6 is similarly a laser beam emitted by the optical writing optical system, but forms a binary latent image that requires a small memory. In this exposure, by not exposing the portion to which the first color toner is attached, it is possible to prevent the second color toner and the first color toner from colliding with each other on the photoreceptor and causing the color to become muddy.

続いて第2の静電潜像を第2現像器7によって現像する
。第2現像器7としては、カラー化が容易な非磁性のト
ナーを用いるものが適しており、特に小型化、低コスト
化に有利な1成分の非接触方式のものがよい、そして現
像バイアスとしては1色目のトナーが2色目の第2現像
器7へ逆飛翔するのを防止できる直流電界を用い、飛翔
現像を行う。
Subsequently, the second electrostatic latent image is developed by the second developing device 7. As the second developing device 7, it is suitable to use a non-magnetic toner that can be easily colored.In particular, a one-component non-contact type which is advantageous for downsizing and cost reduction is suitable, and as a developing bias. performs flying development using a DC electric field that can prevent the toner of the first color from flying back to the second developing device 7 of the second color.

以上の過程によって感光体1上に多色画像を順次形成し
、搬送路8上の転写材に転写帯電器9によって多色画像
を一回で転写する。
Through the above process, a multicolor image is sequentially formed on the photoreceptor 1, and the multicolor image is transferred at once to the transfer material on the conveyance path 8 by the transfer charger 9.

転写材上のトナー像は、定着器IOにより定着器れて画
像が完成される。一方、感光体1上の未転写トナーは、
クリーニング装置11で掻き落とされ、感光体1は再び
画像形成の可能な状態にされる。
The toner image on the transfer material is fixed by a fixing device IO to complete the image. On the other hand, the untransferred toner on the photoreceptor 1 is
It is scraped off by the cleaning device 11, and the photoreceptor 1 is made ready for image formation again.

次にモノカラーモードの場合の画像形成順序について説
明する。
Next, the image forming order in the monochrome mode will be explained.

第1帯電器2によって感光体】を帯電させ第1露光3に
よって多値Fa調を持つ潜像を形成する。
The photoreceptor is charged by a first charger 2 and a latent image having a multivalued Fa tone is formed by a first exposure 3.

このときには、第1現像器4が潜像面に対して非接触状
態になるように退避していることが好ましい。そして第
2現像器7によってカラー現像を行う。この現像では、
潜像の電位に応してトナーの付着量を制御できるパルス
バイアスを印加して現像を行い、滑らかな階調性を持つ
鮮明度の高いモノカラー画像を得るようにする。
At this time, it is preferable that the first developing device 4 is retracted so as not to be in contact with the latent image surface. Color development is then performed by the second developing device 7. In this development,
Development is performed by applying a pulse bias that can control the amount of toner adhesion in accordance with the potential of the latent image, and a monochrome image with smooth gradation and high definition is obtained.

第2図は第1図の第2現像器7を拡大した図である0本
図により、2色目以後の非接触の現像方式について更に
詳説する。
FIG. 2 is an enlarged view of the second developing device 7 shown in FIG. 1, and the non-contact developing method for the second and subsequent colors will be explained in more detail.

第2現像器7は、非磁性の1成分トナーを用いる現像装
置である。トナーホッパ25には1色目とは異なった色
のトナー26が補給され、アジテタ24で撹拌される。
The second developing device 7 is a developing device that uses non-magnetic one-component toner. A toner 26 of a different color from the first color is supplied to the toner hopper 25 and stirred by an agitator 24.

そしてトナー供給部材22に送られたトナーは、トナー
担持体である現像ローラ2Iと摩擦されて帯電し、現像
ローラ21に付着する。
The toner sent to the toner supply member 22 is charged by friction with the developing roller 2</b>I, which is a toner carrier, and adheres to the developing roller 21 .

現像ローラ21に付着したトナーは、トナー層形成部材
23によって均一なトナー層とされて現像領域に搬送さ
れる。この場合の現像ローラ211−のトナー付着量は
、現像ローラ21と感光体Iとが非接触で相対向してほ
ぼ等速度で移動しても、部分な画像濃度が得られる程度
がよい。
The toner adhering to the developing roller 21 is formed into a uniform toner layer by the toner layer forming member 23 and conveyed to the developing area. In this case, the amount of toner attached to the developing roller 211- is preferably such that a partial image density can be obtained even if the developing roller 21 and the photoreceptor I face each other without contacting each other and move at approximately the same speed.

現像ローラ21と感光体1とが速度差を持つと、トナー
後端寄り」という現像が起きて、べた部の濃度が不均一
となりカラー画像においては問題となる。このため、現
像ローラ21Fに中位面積当たりのit(M/A)で0
.5乃至1.5 B/cm2の範囲のトナー層を形成さ
せ、感光体1とトナー層とを非接触に保持して現像を行
う。
If there is a speed difference between the developing roller 21 and the photoreceptor 1, the toner develops toward the trailing edge, resulting in non-uniform density in solid areas, which is a problem in color images. Therefore, the developing roller 21F has an it (M/A) of 0 per medium area.
.. A toner layer having a density of 5 to 1.5 B/cm2 is formed, and development is carried out by holding the photoreceptor 1 and the toner layer in a non-contact manner.

多色モードが指定されたときには、既に里のトナー像が
形成されている感光体1上から現像を行うため、トナー
の逆飛翔による混色をほぼ完全に防止できる直流電界に
よる飛翔現像を用いる。
When the multicolor mode is specified, development is performed from the photoreceptor 1 on which a toner image has already been formed, so that flying development using a DC electric field is used, which can almost completely prevent color mixing due to back flight of toner.

方、直流電界による現像においては、潜像の低コントラ
スト部で粒状性の強い画像となり、再現性が劣化するこ
とになる。このため、潜像を2値の男込み方式による面
積階調によって形成することにより、画像の低濃度部か
ら高濃度部まで均一濃度の良好な画像が得られるように
している。
On the other hand, in development using a direct current electric field, the latent image becomes an image with strong graininess in low-contrast areas, resulting in deterioration of reproducibility. For this reason, by forming a latent image by area gradation using a binary incorporation method, it is possible to obtain a good image with uniform density from a low density part to a high density part of the image.

モノカラーモードが指定されたときには、トナーの混色
の恐れが無いため、多値階調を持った潜像を再現するの
に最適な現像バイアスを印加する。
When the monochrome mode is specified, there is no risk of toner color mixing, so the optimum developing bias for reproducing a latent image with multivalued gradation is applied.

このバイアスは周期的な変化を持ったものが良く、直流
重畳ACバイアス又はパルスバイアスとなる。
This bias preferably has periodic changes, and is a DC superimposed AC bias or a pulse bias.

そして、非磁性のトナー層を電界の強度に応して飛翔さ
せるためには、次ぎのようなバイアスが好ましい。即ち
、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、電圧としては一600■以上の高電圧部分と、−
600V以下の低電圧部分とからなり、周波数が500
乃至5000Hzの範囲であり、1周期に占める高電圧
の時間比が50%以下、好ましくはほぼ30%になって
いるようなバイアスである。このようにすることにより
、帯電電位−800■、書込み部分電位−700■乃至
−100■の範囲である多値階調を持った潜像を滑らか
に再現することができる。
In order to make the nonmagnetic toner layer fly in accordance with the strength of the electric field, the following bias is preferable. That is, when the toner has the same polarity as the latent image and has a negative charge, the voltage is a high voltage part of -600μ or more, and -
It consists of a low voltage part of 600V or less, and the frequency is 500V.
The bias ranges from 5000 Hz to 5000 Hz, and the high voltage time ratio in one cycle is 50% or less, preferably approximately 30%. By doing so, it is possible to smoothly reproduce a latent image having a multivalued gradation in the range of a charged potential of -800 cm and a writing partial potential of -700 cm to -100 cm.

現像ローラ2I上のトナー層は、直Ili!電界による
飛翔現像及びパルスバイアスによる飛翔現像の何れにお
いても、文字画像の明瞭性とべた部の均一性とを持つも
のでなければならない。このためトナー層は、現像ロー
ラ21上の単位質量当たりの電荷量(Q/M)の絶対値
で、5乃至30μC/gの範囲の多層トナー層にする必
要がある。これは、Q/Mが5IC/g以下では、パル
スバイアスのような周期的なバイアスを印加して飛翔現
像を行うと文字画像が太ってしまうという問題があるこ
と、及びQ/Mが30IC/g以上では、直流電界下で
トナーの飛翔が難しくなり画像濃度が低下すると言う問
題があることによる。この場合、Q/Mの測定は咬引法
によるものであり、約30gのファラデーケージに10
mg程度のトナを吸引して電荷量を測ったものである。
The toner layer on the developing roller 2I is directly Ili! In both the flying development using an electric field and the flying development using a pulse bias, the character image must be clear and the solid portion must be uniform. Therefore, the toner layer needs to be a multilayer toner layer in which the absolute value of the amount of charge per unit mass (Q/M) on the developing roller 21 is in the range of 5 to 30 μC/g. This is because when the Q/M is 5 IC/g or less, there is a problem that character images become thicker when a periodic bias such as a pulse bias is applied to perform flight development, and the Q/M is 30 IC/g or less. This is due to the problem that if it is more than g, it becomes difficult for the toner to fly under a DC electric field and the image density decreases. In this case, the measurement of Q/M is by the bite method, with 10
The amount of charge was measured by sucking in about mg of toner.

このような現像ローラ21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でいる。しかし
a械的な凹凸によって多層のトナーを搬送すると、表層
のトナーが飛散して装置内を汚染してしまったり、凹部
にトナーが詰まっててまうなどにより耐久性に問題があ
る。そこで本実施例では、現像ローラ21を、表面の胃
なる特性を有する複数の部分のうちノ12なくとも1つ
か電荷保持機能を有し、その部分に電荷が付与されると
二〇こより異なる特性を有する部分相互間において形成
される電界により、トナーを保持するようにしたローう
としでいる。
As such a developing roller 21, a roller having a bare aluminum surface subjected to a sandblasting process is known. However, when multiple layers of toner are conveyed using mechanical unevenness, there are problems with durability, such as the toner on the surface layer scattering and contaminating the inside of the device, or the toner getting stuck in the recesses. Therefore, in the present embodiment, the developing roller 21 has at least one of the plurality of portions on the surface having the characteristic of a stomach having a charge retention function, and when a charge is applied to that portion, the characteristic becomes more different than that of 20. The toner is intended to be held by an electric field formed between the parts having .

第3図(a)、(blはこのようなローうの一例を示す
、現像ローラ2Iは、同図化)にその表面A部の詳細を
示す如く、アルミ素面に格子状も−くはアヤメ状のロー
レット加工溝を設けることにより誘電部21aと導電部
21bとを形成し、誘電物質としてフッ素系もしくはノ
リコン系の樹脂を埋め込んだものとすることができる。
As shown in FIGS. 3(a) and 3(bl shows an example of such a roller, and the developing roller 2I is shown in the same figure), details of the surface A part are shown, a grid pattern or a fleur-de-lis pattern is formed on the bare aluminum surface. The dielectric portion 21a and the conductive portion 21b are formed by providing a knurled groove in the shape of a shape, and a fluorine-based or Noricon-based resin is embedded as a dielectric material.

このようなローラを用いることにより、流動性が高く飛
翔効率のよいトナーの多層1層を形成して現像に供する
ことができる。
By using such a roller, it is possible to form a multi-layered toner layer with high fluidity and good flying efficiency, and to provide the toner for development.

実用例: 第1図において、さ光体lとしてドラム状有機感光体を
用いる。多色モードが指定された時には、帯電後の感光
体1に、第1露光3によって多Vi階調を持った潜像を
形成し、これを用トナーによって現像する。二〇用現像
は、2成分の磁気プラノによる接触の現像方式を用いて
行い、文字の鮮明な画像を得る。そしてこの、里トナー
像が形成されている感光体lを再び帯電させ、第2露光
6によって第2の静電潜像を形成する。この第2露光6
は、メモリーが小さくてもよい2値の書き込み方式によ
り面積階調を持った潜像を形成する。この場合の感光体
l上の電位は、里トナ一部分が一900v、帯電部分は
一800■、書き込み部分は一100Vである。2色目
のカラー現像は、非磁性I成分のトナー層によって、感
光体1と現像ローラ21との線速度を等しく 120 
mm/secにして行う。
Practical example: In FIG. 1, a drum-shaped organic photoreceptor is used as the photoreceptor l. When the multicolor mode is designated, a latent image having multiple Vi gradations is formed on the charged photoreceptor 1 by the first exposure 3, and this is developed with toner. 20-grade development is performed using a contact development method using a two-component magnetic plano to obtain clear images of characters. Then, the photoreceptor l on which the toner image is formed is charged again, and a second electrostatic latent image is formed by the second exposure 6. This second exposure 6
forms a latent image with area gradation using a binary writing method that requires a small memory. In this case, the potential on the photoreceptor 1 is 1900 V at the toner portion, 1800 V at the charging portion, and 1100 V at the writing portion. In the second color development, the linear velocity of the photoreceptor 1 and the developing roller 21 is made equal by the non-magnetic I component toner layer 120
This is done in mm/sec.

このトナー層を担持する現像ローラ21は次のものにす
る。即ち、アルミ芯金の上に幅0.15m m×深さ0
.2mmの角溝ローレフトを、0.3mmmmピン45
度の角度に切ったものに、シリコン系の樹脂を塗布した
後、表面を切削加工してアルミ面を露出させたものであ
る。この現像ローラ21によれば、樹脂部分には、第2
図に示すトナー供給部材22との間の摩擦によってプラ
スの電荷が居積され、この電荷によりアルミ面との間に
フリンジ電界が形成され、マイナスに帯電したトナーを
多層に形成して搬送することができる。このトナー層は
、Q/Mが−15μC/gでM/Aが1゜0回g/cm
2のものとなった。そして現像ローラ21と感光体1と
の間隙を0.12m mとした。このようにして現像バ
イアスとして直流−750Vを印加して2色目の現像を
行ったところ、!トナーの逆飛翔が防止され、べた部の
濃度が均一なカラー画像が得られた。そして、感光体l
上の2色のトナー像を1回で記録紙に転写して良好な多
色画像が得られた。
The developing roller 21 that carries this toner layer is as follows. In other words, on top of the aluminum core metal is a width of 0.15 mm x depth of 0.
.. 2mm square groove low left, 0.3mmmm pin 45
It was cut at an angle of 100 degrees, coated with silicone resin, and then machined to expose the aluminum surface. According to this developing roller 21, the resin portion includes the second
A positive charge is accumulated due to the friction between the toner supply member 22 shown in the figure, and this charge forms a fringe electric field between the aluminum surface and the negatively charged toner to form a multi-layered structure and to be transported. I can do it. This toner layer has a Q/M of -15 μC/g and an M/A of 1°0 times g/cm.
It became 2 things. The gap between the developing roller 21 and the photoreceptor 1 was set to 0.12 mm. In this way, when we applied DC -750V as a developing bias and developed the second color, ! Backward flight of toner was prevented, and a color image with uniform density in solid areas was obtained. And photoreceptor l
A good multicolor image was obtained by transferring the above two color toner images onto the recording paper in one go.

モノカラーモードが指定された時には、第1帯電器2に
よって感光体1を帯電させ、第1露光3によって書き込
みを行う。この潜像は多値階調を持っており、帯電電位
は一800■、露光部分の電位は−600乃至−100
vの範囲となっている。これを前記の非磁性1成分トナ
ー層によって現像するためζこ、印加バイアスを、直流
重畳パルスバイアスであって、−100Vの0.5m 
Sec間の部分と一900Vの0.25m Sec間の
部分とからなるものにする。この周波数はほぼ1330
セである。このような条件にすることで、滑らかな階調
再現性を持ち、ライン部の良好なモノカラー画像が得ら
れた。
When the monochrome mode is designated, the photoreceptor 1 is charged by the first charger 2, and writing is performed by the first exposure 3. This latent image has a multilevel gradation, the charging potential is 1800, and the potential of the exposed part is -600 to -100.
It is within the range of v. In order to develop this with the non-magnetic one-component toner layer, the applied bias was a DC superimposed pulse bias of -100V for 0.5 m
It consists of a part between Sec and a part between -900V and 0.25m Sec. This frequency is approximately 1330
It is Se. Under these conditions, a monochrome image with smooth gradation reproducibility and good line parts was obtained.

効   果 以−ヒの如く本発明によれば、請求項1の発明において
は、複数の現像手段により、多色モード時には異なった
色のトナー像を静電潜像坦持体上に形成して転写材に1
回で転写する場合に、2色目以後の現像バイアスとして
直流バイアスを印加するので、靜f潜像担持体上の1色
目のトナーの逆飛翔が起こらず混色が防止される。そし
てモノカラーモード時には、周期的な変化を持ったバイ
アスとして直流重畳ACバイアス又はパルスバイアス等
が印加されるので、滑らかな階調性を持−た品質の高い
画像が得られる。部ち、多色モードと単色モードとを設
け、1色目と2色目以後の潜像と現像バイアスの最適な
組み合わせによって従来技術の問題を解決することがで
きる。
According to the present invention as described above, in the invention of claim 1, toner images of different colors are formed on the electrostatic latent image carrier by a plurality of developing means in the multicolor mode. 1 for transfer material
In the case of multiple transfer, since a DC bias is applied as a developing bias for the second and subsequent colors, the toner of the first color does not fly backwards onto the silent latent image carrier, and color mixing is prevented. In the monochrome mode, a DC superimposed AC bias or a pulse bias is applied as a bias having periodic changes, so that a high quality image with smooth gradation can be obtained. In addition, the problems of the prior art can be solved by providing a multicolor mode and a single color mode, and by optimizing the combination of the latent image and developing bias for the first and second colors.

請求項2の発明においては、上記に加えて、露光方式が
画像信号に応して発射されるレーザ光によって行う場合
に、多色モードのときには2値書き込みにより面積階調
を持つ潜像を形成するように露光し、一方、モノカラー
モードのときには多値書き込みにより多値階調を持つ潜
像を形成するように露光することにより、高品質の画像
を得ることができる。又、多色モート′のときに2値書
き込みにより面積階調を持つ静電層像を形成させるので
、メモリー容量を小さいものとすることができる。
In the invention of claim 2, in addition to the above, when the exposure method is performed using a laser beam emitted in response to an image signal, a latent image with area gradation is formed by binary writing in multicolor mode. A high-quality image can be obtained by exposing to light to form a latent image with multi-value gradation by multi-value writing in the monochrome mode. Furthermore, since an electrostatic layer image having area gradation is formed by binary writing in the multicolor mode, the memory capacity can be reduced.

請求項3の発明においては、2色目以後の現像に用いる
非磁性のトナー層のトナー担持体上でのM/Aを0.5
乃至1.5 mg/cW+zの範囲とし、同Q/Mを絶
対値で5乃至30aC/gの範囲にするので、静電潜像
担持体とトナー担持体がほぼ等速度で移動して直71L
電界によって2値画像を現像しても十分な画像濃度が得
られ、文字画像の鮮明なものか得られる。更に、周期的
な電界によって多値階調を持つ潜像を現像しても、滑ら
かなlII訓性を持った良好な画像を得ることができる
In the invention of claim 3, the M/A of the non-magnetic toner layer used for development of the second color and subsequent colors on the toner carrier is 0.5.
Since the range is from 1.5 mg/cW+z and the absolute value of the Q/M is from 5 to 30 aC/g, the electrostatic latent image carrier and toner carrier move at approximately the same speed and move directly to 71L.
Even when a binary image is developed using an electric field, sufficient image density can be obtained, and a clear character image can be obtained. Furthermore, even when a latent image with multilevel gradation is developed using a periodic electric field, a good image with smooth III pattern can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はレーザプリンタの作像部の説明図、第2図はそ
の第2現像器の説明図、第3図(a)はその現像ローラ
の斜視図、同図由)はその表面A部の拡大図である。 440.感光体(#電層像担持体) ・、・第1露光(レーザ光) ・、・・第1現像器(複数の現像手段)・・・・第2露
光(レーザ光) 8.・、第2現像器(第2色目以後の現像手段)・・・
現像ローラ(トナー担持体) ユ、二 、二、プ 代理人  弁理士 伊 藤 武 久、パ=/へJイ上
Fig. 1 is an explanatory diagram of the image forming section of the laser printer, Fig. 2 is an explanatory diagram of its second developing device, and Fig. 3 (a) is a perspective view of its developing roller. It is an enlarged view of. 440. Photoreceptor (electronic layer image carrier) ・・・First exposure (laser light) ・・・・First developer (plurality of developing means)・・・Second exposure (laser light) 8.・Second developer (developing means for second and subsequent colors)...
Developing roller (toner carrier) U, 2, 2, pu agent Patent attorney Takehisa Ito, PA=/heJi top

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)露光により静電潜像担持体上に形成した静電潜像
を、複数の現像手段により複数の異なった色のトナーで
順次現像した後、転写材に一回で転写して多色画像を形
成する画像形成装置において、 多色モードとモノカラーモードとを備え、前記複数の現
像手段のうち第2色目以後の現像手段により、前記多色
モードのときには直流バイアスだけを印加して現像し、
前記モノカラーモードのときには周期的に変化するバイ
アスを印加して現像する、ことを特徴とする画像形成装
置。
(1) The electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier by exposure to light is sequentially developed with toner of a plurality of different colors by a plurality of developing means, and then transferred to a transfer material at once to create a multicolor image. An image forming apparatus for forming an image, which has a multicolor mode and a monocolor mode, and develops by applying only a DC bias when in the multicolor mode, using a second and subsequent color developing means among the plurality of developing means. death,
An image forming apparatus characterized in that when in the monochrome mode, development is performed by applying a periodically changing bias.
(2)前記露光を画像信号に応じて発射されるレーザ光
で行い、前記第2色目以後の現像のために形成される前
記静電潜像は、前記多色モードのときには2値書き込み
により面積階調を形成し、前記モノカラーモードのとき
には多値書き込みにより階調を形成する、ことを特徴と
する請求項1に記載の画像形成装置。
(2) The exposure is performed with a laser beam emitted according to an image signal, and the electrostatic latent image formed for the development of the second and subsequent colors is formed in an area by binary writing in the multicolor mode. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus forms a gradation, and when in the monochrome mode, the gradation is formed by multi-value writing.
(3)前記第2色目以後の現像手段は、非磁性1成分の
トナー層を形成するトナー担持体を備え、該トナー層を
前記静電潜像に飛翔させる方式のものであり、前記トナ
ー担持体の現像域における前記トナー層は、単位面積当
たりの質量において0.5乃至1.5mg/cm^2の
範囲であり、単位質量当たりの電荷量の絶対値において
5乃至30μC/gの範囲である、ことを特徴とする請
求項1に記載の画像形成装置。
(3) The developing means for the second and subsequent colors includes a toner carrier that forms a non-magnetic one-component toner layer, and is of a type that causes the toner layer to fly onto the electrostatic latent image, and the toner carrier The toner layer in the development zone of the body has a mass per unit area in the range of 0.5 to 1.5 mg/cm^2 and an absolute value of the amount of charge per unit mass in the range of 5 to 30 μC/g. The image forming apparatus according to claim 1, characterized in that:
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