JPH0619636B2 - 電子写真装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、像担持体に沿つて複数の現像器を有する電子
写真装置に関し、特に現像器の駆動を停止するとともに
バイアス電圧を印加し、予め該現像器の前記像担持体と
対向する現像スリーブ面上の混色した現像剤の少なくと
も一部を除去し混色を防止するようにした電子写真装置
に関するものである。

従来の技術 最近、特殊分野に限らず一般事務の分野でもカラー複写
の需要が急激に増大し、カラー複写画像の品質の向上が
希求されている。

多色現像装置を使用するカラー電子写真装置は種々の形
式のものが従来より提案されているが、その代表例を第
２図に示す。尚、説明を簡単にするため、像担持体は通
常の電子写真装置に使用される感光体を例にとり、又現
像器が２個設けられているものとする。

感光ドラム１の感光面の周面を一様に帯電する１次帯電
器２、原稿に対応する光像を露光する露光部３、現像器
４及び５が感光ドラム１の回転方向に順次に配置されて
おり、先ず１次帯電器２により一様に帯電された感光ド
ラム１は露光部３において原稿に応じた光像を受け、静
電潜像を形成する。この静電潜像は現像器４及び５のい
ずれか一方により現像され、可視粉像が形成される。こ
の可視粉像は給紙装置（図示せず）から給紙ローラ７及
びガイド１２を通つて送給される転写紙６に帯電器対８
によつて転写され且つ感光ドラム１から転写紙６が分離
される。分離された転写紙６は適当な移送装置１３によ
つて定着装置（図示せず）に送られるが、２色のカラー
画像を得る場合には次の色の粉像が転写されるまで通常
は定着されない。感光ドラム１に残留したトナーはクリ
ーナ９により除去され、更にイレーサランプ１０によつ
て感光ドラム１の表面電位を整え、次のサイクルに入
る。

この一連のプロセスは従来よりカールソンプロセスと呼
ばれているものである。各現像器４及び５には異なる色
のトナーが含まれており、そのいずれか一方を１つのプ
ロセスにおいて使用することにより２色の多重（マルチ
カラー）複写が行なえる。勿論、現像器の数が増えれ
ば、それだけ複写できる色の数が増えることになる。

露光部３の下流にはヒユーズランプやＬＥＤ等よりなる
ブランク露光源１１が配置されており、不必要な静電潜
像の消去等を行なつている。

発明が解決しようとする問題点 上記構成の電子写真装置において、現像器４及び５は通
常適切な微小間隙をもつて感光面と対向しており、その
スリーブ４ａ及び５ａには現像バイアスと呼ばれるＡＣ
電圧或はＤＣ電圧が現像時及び非現像時に印加され、ト
ナーの感光面への付着量を制御している。例えば、現像
器４によつて静電潜像を可視粉像化する場合を考える。

今、感光体が正帯電しているとし、暗部電位Ｖｄ＝＋６
００Ｖ、明部電位Ｖｅ＝＋２００Ｖであるとする。この
静電潜像を同じ負帯電トナーを有する現像器４及び５の
うちの上流の現像器４のみによつて現像する場合には、
現像スリーブ４ａには通常、Ｖｄより小さく且つＶｅよ
り大きな値を有するＤＣ電圧に適当なＡＣ電圧を重畳し
た現像バイアス電圧Ｖｂ_４を印加することになる。これ
により静電潜像に応じた可視粉像が形成される。

一方、下流の現像器５の現像スリーブ５ａには、このス
リーブ５ａ上のトナーが感光面上の静電潜像、すなわち
現像器４により形成された可視粉像に付着して混色する
のを防ぐために、従来はトナーと逆極性の正の現像バイ
アス電圧Ｖｂ_５を印加している。

しかし、この正バイアス電圧Ｖｂ_５をＶｄより大きくす
ると、いつたん感光体上に付着した現像器４からのトナ
ーが現像スリーブ５ａに静電的に吸引され、形成された
可視粉像が乱れる上、現像スリーブ５ａ上には２色のト
ナーが混在することになるので、次のサイクルでの現像
器５による現像時に色形が変化してしまう不都合があつ
た。

又、正バイアス電圧Ｖｂ_５をＶｄより小さくすると、今
度はスリーブ５ａ上のトナーが静電潜像のＶｄ電位によ
り静電的に吸引され、やはり可視粉像の混色、乱れを生
じる欠点があつた。このことは現像器５のみによる現像
の際にも全く同様の欠点となつて現われる。

発明の目的 従つて、本発明の目的は、選択されない現像器に対して
非現像時に、予め該現像器の前記像担持体と対向する現
像スリーブ面上の現像剤の少なくとも一部を除去するこ
とにより、混色や像の乱れのない鮮明な可視粉像を各現
像器によつて形成できるようにした多色現像装置を有す
る電子写真装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 上記目的は本発明による多色現像装置を有する電子写真
装置によつて達成される。本発明を要約すると、本発明
は、それぞれが異なる色の現像剤を有するそれぞれが異
なる色の現像剤を有する第１と第２の現像器を可動像担
持体の周面に沿って、かつ第２の現像器が第１の現像器
よりも像担持体移動方向下流側になるように配置し、任
意の１つの現像器を選択して該像担持体に形成された静
電潜像を現像するようにした電子写真装置において、前
記第１の現像器を選択して画像を形成する際は、前記第
２の現像器の現像スリーブを非回転状態に保持するとと
もに現像スリーブに像担持体の第１の現像器で現像され
る静電潜像が形成される領域に先立つ領域にトナーを付
着させる第１のバイアス電圧を与えて、像担持体に対向
するこの現像スリーブ面上のトナーの少なくとも一部を
除去し、次いで前記現像スリーブに、第１の現像器で現
像された像担持体上のトナー像のトナーを吸着させない
第２のバイアス電圧を与えることを特徴とする電子写真
装置である。

次に、本発明の好ましい実施例について説明する。

実施例１． 第３図は、第２図に関連して説明した電子写真複写装置
の、本発明に従つた動作シーケンスを示す説明図であ
る。

先ず、使用する現像器が選択される。今、現像器４が選
択されたものとする。次に、コピーボタンが押下され
る。これによつて感光ドラム１が回転を始める。現像器
４及び５はそれぞれ独立の駆動モータ（図示せず）を有
しており、選択された現像器４のスリーブ４ａもこれに
同期して回転を始める。このときスリーブ４ａにはトナ
ーの感光ドラム１への付着をある程度抑制するようなＤ
Ｃ成分を含む現像バイアス電圧Ｖ_４ｂが印加されてい
る。

一方、現像器５については２通りの場合を考える場合が
ある。先ず、現像器５が絶縁性キヤリアとトナーの２成
分現像法を使用する場合には、トナーのトリボ（荷電
量）は略−１０μｃ／ｇ以上あり、トナーのスリーブ５
ａに対する付着力は大きい。この場合キヤリアは正に帯
電している。従つて、現像バイアス電圧Ｖ_５ｂをＶｄよ
り大きくすると、キヤリアが逆に感光ドラム１へ飛散し
てしまう。そこで、この場合にはバイアス電圧Ｖ_５ｂは
Ｖｄ（＝６００Ｖ）より小さく且つＶｌ（＝２００Ｖ）
よりは大に設定する。これによりトナー及びキヤリアは
ともに殆ど飛散しなくなり、後の現像器４による現像の
際に形成された可視粉像へ現像器５のトナー及びキヤリ
アが飛散せず、混色や像の乱れが生じない。

他方、現像器５が絶縁性１成分現像法を使用する場合に
は、トナーのトリボは−３〜−６μｃ／ｇ程度であり、
スリーブ５ａに対するトナーの付着力は小さい。従つ
て、現像器４による現像の際にＶｄに相当する静電潜像
が到来したときにスリーブ５ａに付着したトナーが飛散
しないようにするためにはスリーブ５ａにＶｄ以上の現
像バイアス電圧Ｖ_５ｂを印加しておかなければならな
い。しかし、Ｖｄ以上のバイアスを印加すると、静電潜
像からスリーブ５ａの方向へ電界が生じ、現像器４によ
つて現像された可視粉像のトナーが現像器５の位置に接
近した際にスリーブ５ａに飛散し、像の乱れや、後で現
像器５で現像した際に混色が生じる。それ故、この場合
には前回転中は現像バイアスＶ_５ｂをアース電位に落し
ておく。

１次帯電器２とブランク露光源１１は通常、同時に作動
（オン）されるので前回転開始後しばらくの時間は感光
ドラム１上の表面電位はＶｌ（＝２００Ｖ）のままであ
る。そこで、本発明の一実施例においては、前回転中一
時的にブランク露光源１１をオフにする。これにより、
ブランク露光源１１がオフである時間中のみ感光ドラム
１上に前回転中Ｖｄの静電潜像が形成される。このＶｄ
の静電領域が現像器４を通過する際に現像器４には例え
ば４００ＶのバイアスＶ_４ｂが印加されているのでこの
Ｖ_４ｂ（＝４００Ｖ）とＶｄ（＝６００Ｖ）の差の２０
０Ｖの静電引力により現像スリーブ４ａから僅かなトナ
ーが感光ドラム上の静電領域に現像されるに留まる。

次に、上記静電領域は現像器５を通過するが、現像器５
には上記したように０ＶのバイアスＶ_５ｂが印加されて
いるのでＶｄとの差はそのまま６００Ｖとなり、現像器
４の場合よりかなり大きな静電引力が働く。このため、
スリーブ５ａの感光ドラム１と最も接近する部分及びそ
の近傍に付着しているトナーがこの静電引力により感光
ドラム１のＶｄの静電領域へ吸引され付着する。

上記したように現像器５は選択されていないからそのス
リーブ５ａは回転せず、従つてスリーブ５ａの感光ドラ
ム１と対向する位置は不変であり、前回転中にブランク
露光源１１を一時的にオフにすることにより、感光ドラ
ム１と対向する位置及びその近傍に付着したスリーブ５
ａのトナーは吸引される状態にあるものはすべて感光ド
ラム１へと飛翔しそして該感光ドラムに付着され（第１
図を参照せよ）、コピー作成工程に入つた時には感光ド
ラム１に付着するトナーは存在しない状態にある。

次にコピー作成工程が開始されると、現像器４には前述
したような良好な可視粉像を得るための現像バイアスＶ
_４ｂ（本実施例では１８００Ｈｚ、１２００Ｖｐ−ｐの
電圧に３００ＶのＤＣ電圧を重畳したもの、尚第１図に
はＤＣ分のみを図示してある）が印加され、現像器５に
はＶｄより小でＶｌより大きな現像バイアスＶ_５ｂが印
加される。これはトリボが大である２成分現像法を使用
する場合の現像バイアス条件と全く同じである。この状
態で、１次帯電器２により一様に帯電され、露光部３に
より原稿に対応した光像が露光されて静電潜像が形成さ
れた感光ドラム１が現像器４に接近すると、この現像器
４により良好な可視粉像が現像され、続いて現像器５を
通過するが、現像器５にはＶｄ＞Ｖ_５ｂ＞Ｖｌのバイア
スが印加されており、しかも感光ドラム１と対面する部
分及びその近傍のスリーブ５ａ面には吸引されるトナー
が存在しないから、スリーブ５ａから感光ドラム１への
トナーの付着はなく、且つ感光ドラム１上の可視粉像の
トナーがスリーブ５ａに静電的に吸着することもない。
従つて、混色のない鮮明なカラー画像が転写紙６に転写
される。

又、上記現像器５にあつては、感光体に対面するスリー
ブ表面からトナーが除去されているために現像器４によ
つて現像された粉像が該現像器５を通過する際に該現像
器５のバイアス電圧はＶ_５ｂ＝０のまま、或は感光ドラ
ム回転に伴う空気流や装置振動等に伴うスリーブからの
トナーの飛散を更に効果的に防止するためにはトナーと
逆極性とすることもできる。

尚、コピー作成工程の後の後回転は通常の電子写真装置
で実施されているものと何等変りがないのでここでは説
明を省略する。

現像器５が選択され、使用される場合も上記現像器４の
場合と全く同じ態様で実施される。即ち、前回転中にＶ
ｄ相当の静電領域を作りこれをスリーブ４ａの停止した
現像器（バイアスＶ_４ｂ＝０）で現像したスリーブ上の
トナーを除去する。こうした後、像露光による作像プロ
セスを行えば、静電潜像が現像器４を通過する際スリー
ブ４ａからのトナーの付着がないため該潜像は次の現像
器５で始めてトナー像を形成する。このため単一色によ
る鮮やかな可視像が得られる。

実施例２． 上記実施例１では、不使用の現像器のトナーのトリボが
小さいときに、前回転中にブランク露光源を一時オフに
してこの不使用現像器のスリーブの感光体と対向する部
分のトナーをＶｄの静電領域に吸着させて除去するよう
に構成したが、これに限定されるものではない。例え
ば、前回転中、ブランク露光源を一時オフにすることな
く、所定時間の間不使用現像器のスリーブにトナーと同
極性のバイアス電圧を印加することによりトナーを除去
してもよい。即ち、第４図に示すようにブランク露光源
は常時オンにし、前回転中の所定時間の間トナーと同極
性（本実施例では負）のバイアス電圧Ｖ_５ｂを不使用現
像器に印加する。この同極性のバイアス電圧は−Ｖｂの
近傍の値にすることが好ましい。これによりスリーブ上
のトナーはこのスリーブからの反発電界により感光体へ
移行し、除去されることになる。

又、トナーのトリボの大小は大略８μｃ／ｇ以上を大小
とし、大略８μｃ／ｇ以下を小としたときに良好な結果
が得られた。

実施例３． 実施例１において現像器５の現像剤が絶縁性キヤリアと
トナーを用いる所謂２成分現像剤である場合には、該現
像器５が選択されない場合即ち非現像時には、該現像器
５の駆動を停止し、そしてＡＣ分を含むＤＣバイアスを
印加し該現像器の前記像担持体と対向する現像スリーブ
面上の現像剤の少なくとも一部を除去することができ
る。

更に詳しく説明すると、本実施例では感光体表面上の暗
部電位は６００Ｖ、明部電位は２００Ｖであり、現像器
のスリーブ５ａには１８００Ｖｐ−ｐのＡＣに−２００
〜−４００ＶのＤＣを印加した。このバイアス印加によ
り第５図に示すようにトナーとキヤリアは感光体１と現
像スリーブ５ａ間で往復運動をくり返す。この時初期状
態では、トナーＴとキヤリアＣが一緒に往復運動するが
トナーＴには主としてＶｄとバイアスＤＣ分で形成され
る電界により、感光体方向への静電力Ｆ_１が働き、一方
キヤリアＣはトナーと逆極性（この場合正）の電荷を帯
びているためスリーブ方向への静電力Ｆ_２が働く上にキ
ヤリアにはスリーブからの磁力Ｆ_３も働く。従つてこの
往復運動の過程でスリーブと感光体との間でクラウド状
になつたトナーとキヤリアは互いに逆方向の引力を受
け、遂にはトナーの大部分はキヤリアの束縛を離れ感光
体に移着して運ばれ、一方トナーを奪われたキヤリアの
大部分はスリーブに戻る。しかしてスリーブ上にはトナ
ーは微量しか残らず大部分のキヤリアが残留する。

第６図は、第２図に関連して説明した電子写真複写装置
の、本発明に従つた動作シーケンスを示す説明図であ
る。

画像形成プロセスが開始され、感光体が帯電された後像
露光３が行なわれる。現像器４には良好な可視像を得る
ために現像バイアス（本実施例では１８００Ｈｚ、１２
００Ｖｐ−ｐのＡＣに３００ＶのＤＣを重畳した）が印
加されトナー像が形成される。このトナー像が現像器５
を通過する。この時、現像器５のスリーブ５ａ上には、
少なくとも最近接点ではトナーは微量であり、且つスリ
ーブ５ａにはトナーと逆極性の低電位のＤＣバイアス
（０〜＋２００Ｖ）をＶ_５ｂとして印加する。この場合
トナーはキヤリアとクーロンカ（静電引力）Ｆ_４を以つ
て密着しており、且つキヤリアに付着するトナー量が少
ないため例えＶｄ相当の静電潜像が来ても上記クーロン
カが潜像からの静電吸引力Ｆ_５より十分大きいためトナ
ーが単独で潜像（本実施例では既に現像器４でトナー像
と化している）に飛散することはない。又キヤリアはス
リーブ内の磁気吸引力を受けており、且つスリーブ５ａ
にはキヤリアと同極性のバイアス（０〜＋２００Ｖ）が
印加されているがバイアス値が小さいため潜像電位の如
何によらずキヤリアはスリーブ方向への静電力が働き、
キヤリアは全体的にみればスリーブ５ａに拘束力Ｆ_６を
持つて付着しており、キヤリア自体の飛散もない。従つ
て、トナー、キヤリアともトナー像へ飛散し混色するこ
とがない。

又スリーブに印加されるバイアスはトナーと逆極性であ
つても低電位であるためトナー像を形成するトナーがス
リーブ５ａに吸引されることはなく、従つてトナー像の
乱れも生じない。以上のプロセスにより既述の欠点即ち
トナー像の乱れ、混色のない良好な画像が選られるよう
になつた。このようなプロセスは現像器５のみを使う場
合も全く同様に適用される。即ち前回転中にＶｄ相当の
静電領域を作りこれをスリーブ４ａが停止した現像器
（バイアスＡＣ＋ＤＣ）で現像しスリーブ上のトナーの
大部分を除去する。こうした後、像露光による作像プロ
セスを行えば静電潜像が現像器４を通過する際スリーブ
４ａからのトナーの付着がないための該潜像は次の現像
器５で初めてトナー像を形成するこのため単一色による
鮮やかな可視像が得られる。

上記説明では、画像形成時現像器５のスリーブ５ａに印
加するバイアスはトナーと逆極性としたが、キヤリアの
形状（非表面積の大きなもの）等によつてトナーのトリ
ボが大幅１０μｃ／ｇ以上に十分大きなものと成り得る
場合は、トナーとキヤリアのクーロン力も十分大きいた
めに必ずしもトナーを吸着させるようなバイアス（即ち
トナーと逆極性のバイアス）を印加する必要はない。こ
のような場合、トナーの飛散よりもキヤリアの飛散に注
目すれば、スリーブ５ａに印加する電位は０Ｖ或いはト
ナーと同極性即ちキヤリアと逆極性の電位（０〜−２０
０Ｖ）をバイアスとして印加することによりキヤリアの
スリーブの静電的拘束力が強まりキヤリアの飛散を完全
に防止でき、且つ上述のようにトナーのキヤリアへの付
着力が大きいためトナーの飛散も問題にならない。

又、上記説明では前回転中Ｖｄ相当の静電領域を作りト
ナーを除去したが、必ずしもＶｄ相当である必要はな
い。又、静電領域を持つてトナーを除去する代わりに印
加するバイアスのＤＣ分をＶｄ近傍の高電位、例えば本
実施例では−６００〜−８００Ｖ）に設定することによ
りバイアスによるトナーの除去も可能である。更に、静
電領域の形成はブランク露光のＯＮ・ＯＦＦに限定され
るものではなく、後述するような他の方法も可能であ
る。

実施例４． 前記実施例１及び２で述べた如きスリーブ上のトナーの
静電潜像による除去は、特にその静電領域の形成方法は
前記実施例のブランク露光のオン、オフに留まるもので
はない。例えば第８図のように原稿ガラス１２より前方
の原稿台裏に黒帯（無反射板）１４を置き、光学系１５
にてこの黒帯を含む領域からスキヤンするように構成す
ることもできる。第７図は、シーケンスを示す図で、該
図中に含まれない他の要素のシーケンスは第３図に従
う。前回転中、光学系１５がスキヤンを開始すると同時
に１次帯電がオンされる。又ブランク露光は一旦オフと
された後原稿露光に入り、不必要な領域を消去するべく
オン、オフされる。

これにより原稿１３の露光前に黒帯１４により感光体上
にこの帯１４の幅に応じてＶｄ相当の静電像が形成さ
れ、該静電像によつて非選択状態の現像器はそのスリー
ブからトナーが除去される。

発明の効果 以上説明したように、本発明に従えば、第１の現像器を
選択して画像を形成する際は、第２の現像器の現像スリ
ーブを非回転状態に保持するとともに現像スリーブに像
担持体の第１の現像器で現像される静電潜像が形成され
る領域に先立つ領域にトナーを付着させる第１のバイア
ス電圧を与えて、像担持体に対向するこの現像スリーブ
面上のトナーの少なくとも一部を除去し、次いで上記現
像スリーブに、第１の現像器で現像された像担持体上の
トナー像のトナーを吸着させない第２のバイアス電圧を
与える構成とされるのでコピー作成工程において不使用
の現像器からトナーが感光体に付着することも、又感光
体に形成された可視粉像のトナーが不使用の現像器に吸
着されることもない。従つて、従来技術では不可能であ
つた混色のない鮮明なカラー画像が得られるすぐれた利
点がある。

更に、上記実施例では現像器が２つであつたが、３つ以
上の現像器を有する多色現像装置にも本発明が容易に適
用でき、同等の作用効果が得られることはいうまでもな
い。又マルチカラーのみならずフルカラーの電子写真装
置（カラー記録装置等を含む）にも、或はＮＰプロセス
等の他のプロセスのものにも本発明が適用できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を示す説明図である。 第２図は、本発明が適用できる電子写真装置の一例を示
す概略構成図である。 第３図は、本発明による電子写真装置の動作シーケンス
の一例を示す説明図である。 第４図は、動作シーケンスの他の例を示す説明図であ
る。 第５図は、本発明の原理を示す他の説明図である。 第６図及び第７図は、動作シーケンスの他の例を示す説
明図である。 第８図は、本発明が適用できる電子写真装置の光学系の
一例を示す概略構成図である。 １：像担持体 ３：帯電器 ４、５：現像器 ４ａ、５ａ：現像スリーブ １１：ブランク露光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−111971（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−130557（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−51875（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれが異なる色の現像剤を有する第１
   と第２の現像器を可動像担持体の周面に沿って、かつ第
   ２の現像器が第１の現像器よりも像担持体移動方向下流
   側になるように配置し、任意の１つの現像器を選択して
   該像担持体に形成された静電潜像を現像するようにした
   電子写真装置において、前記第１の現像器を選択して画
   像を形成する際は、前記第２の現像器の現像スリーブを
   非回転状態に保持するとともにこの現像スリーブに像担
   持体の第１の現像器で現像される静電潜像が形成される
   領域に先立つ領域にトナーを付着させる第１のバイアス
   電圧を与えて、像担持体に対向するこの現像スリーブ面
   上のトナーの少なくとも一部を除去し、次いで前記現像
   スリーブに、第１の現像器で現像された像担持体上のト
   ナー像のトナーを吸着させない第２のバイアス電圧を与
   えることを特徴とする電子写真装置。