JPH07168416A

JPH07168416A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JPH07168416A
Application number: JP5312027A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田; Isao Endo; 勇雄遠藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】設計を容易にしてカラー画像形成装置の一層
の小型化、低コスト化を可能とすることを目的とする。【構成】像形成体１の周縁に４つ現像装置８Ｙ，８
Ｍ，８Ｃ，８BKを配設し、当該現像装置８Ｙ，８Ｍ，８
Ｃ，８BKを構成する現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81B
Kに直流と交流を重畳した現像電圧を供給する共通の直
流電源Ｅ１，交流電源Ｅ２を直列接続し、現像スリーブ
81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKと像形成体１の間に電極85ａを
設け、当該電極85ａは異なる直流電圧を出力する電源Ｅ
３，Ｅ４にスイッチ群Ｓ_nを介して切り替え接続し、現
像状態にある現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKを回
転すると共に電極85ａに直流電源Ｅ３をスイッチ群Ｓ_n
を介して接続し、非現像状態にある現像スリーブ81Ｙ,8
1Ｍ，81Ｃ，81BKの回転を停止すると共に電極85ａに直
流電源Ｅ４をスイッチ群Ｓ_nを介して接続する、あるい
はフローティング状態とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所謂制御電極現像法を
採用する複数の現像装置を用いたカラー画像形成装置に
関する。

【０００２】ここで、制御電極現像法とは、像形成体と
現像スリーブとの間に設けた電極、好ましくは線状の電
極により振動電界を発生及び制御することにより、現像
領域にトナー粒子の飛翔を制御しながら静電潜像あるい
は磁気潜像を顕像化する現像法である。

【０００３】

【従来の技術】いわゆる静電写真法を採用するカラー画
像形成プロセスとしては、像形成体上に色分解した静電
潜像を形成し、当該静電潜像をトナー像に顕像化し、当
該トナー像を像形成体に転写し、この潜像形成・現像・
転写プロセスを繰り返すことにより、転写体上に各色ト
ナー画像を重ね合わせるカラー画像形成プロセスと、像
形成体上に色分解した静電潜像を形成し、当該静電潜像
をトナー像に顕像化するプロセスを繰り返すことによ
り、像形成体上に各色トナー画像を重ね合わせた後に転
写体上に転写するカラー画像形成プロセスがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カラー画像形成プロセスを採用するカラー画像形成装置
では、現像装置に交流バイアスを印加する電源は、各現
像装置毎に付属して設けていて、これらを個別にオン／
オフすることが考えられるが、現像装置の数に応じた高
圧電源を必要とし、電源の占有容積が大きくなり、配置
上の制約を受け、又、交流や直流の高圧電源は高価にな
るという問題点がある。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み、設計を容易
にしてカラー画像形成装置の一層の小型化、低コスト化
を可能とすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する手段
としては、現像スリーブに担持した現像剤でトナー像に
顕像化する現像装置を像形成体の周縁に少なくとも２つ
配設したカラー画像形成装置であって、前記像形成体上
に色分解した静電潜像を形成し、当該静電潜像を前記ト
ナー像に顕像化し、当該トナー像を転写体に転写し、こ
の潜像形成・現像・転写プロセスを繰り返すことによ
り、転写体上に各色トナー画像を重ね合わせるカラー画
像形成プロセスと、前記像形成体上に色分解した静電潜
像を形成し、当該静電潜像をトナー像に顕像化するプロ
セスを繰り返すことにより、前記像形成体上に各色トナ
ー画像を重ね合わせた後に転写体たる転写紙上に転写す
るカラー画像形成プロセスのいずれをも採用することが
できるものである。これらの画像形成プロセスにおいて
前記現像スリーブに直流と交流を重畳した現像電圧を共
通の電源から印加した状態に維持し、前記現像スリーブ
と前記像形成体の間に電極を設け、当該電極は異なる直
流電圧を出力する電源とスイッチ群を介して切り替え可
能とし、現像時には前記現像スリーブを回転すると共に
前記電極にスイッチ群を介して共通の第１の直流電圧を
印加し、非現像時に前記現像スリーブの回転を停止する
と共に前記電極にスイッチ群を介して共通の第２の電位
状態にするものである。

【０００７】又、前記電極には単一の直流電源にスイッ
チ手段を介して接続するものであってもよい。

【０００８】又、現像動作時は現像スリーブに印加して
ある直流電圧にスイッチを介して前記電極に印加するも
のであってもよい。

【０００９】又、非現像動作は現像スリーブに印加して
いる直流電圧と別の直流電圧をスイッチ手段を介して前
記電極に印加するものであってもよい。

【００１０】又、非現像動作は前記現像スリーブの回転
を停止すると共に前記電極にスイッチ群を介して電位状
態をフローティング状態とするものであってもよい。

【００１１】更に、現像スリーブに担持した現像剤でト
ナー像に顕像化する現像装置を像形成体の周縁に少なく
とも２つ配設したカラー画像形成装置であって、前記像
形成体上に色分解した静電潜像を形成し、当該静電潜像
を前記トナー像に顕像化し、当該トナー像を転写体に転
写し、この潜像形成・現像・転写プロセスを繰り返すこ
とにより、転写体上に各色トナー画像を重ね合わせるカ
ラー画像形成プロセスと、前記像形成体上に色分解した
静電潜像を形成し、当該静電潜像をトナー像に顕像化す
るプロセスを繰り返すことにより、前記像形成体上に各
色トナー画像を重ね合わせた後に転写体たる転写紙上に
転写するカラー画像形成プロセスのいずれにも採用する
ことができるものであり、前記現像スリーブに共通の直
流と交流を重畳した現像電圧を共通の電源から印加し、
前記現像スリーブと前記像形成体の間に電極を設け、当
該電極に全共通の直流電圧を印加し、現像時は前記現像
スリーブを回転し、非現像時は前記現像スリーブの回転
を停止するものである。

【００１２】

【実施例】本発明のカラー画像形成装置の概略構成並び
に制御電極現像法を適用し得る現像装置の構造について
説明する。

【００１３】図10は本発明のカラー画像形成装置に好適
な一例を示す断面構成図である。

【００１４】本実施例のカラー画像形成装置は、像形成
体１の１回転毎に帯電器６による帯電し、書き込み装置
７による像露光により像形成体１上に色分解した静電潜
像を形成し、当該静電潜像を前記トナー像に顕像化し、
当該トナー像を像形成体１に形成する一連のプロセスを
色毎に複数回繰り返すことにより、像形成体上に各色ト
ナー画像を重ね合わせた後に一括して転写紙に転写する
カラー画像形成プロセスを採用するものである。フルカ
ラーを再現する為に必要な複数色のトナーを個別に装填
した現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを備え、制御電極
現像法を用いた当該現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを
選択的に動作させて像形成体１の回転毎に像形成体１上
に色トナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する。次
にトナー像は、給紙カセット14から送られてくる転写紙
へ転写器12により転写された後定着装置18により定着さ
れる。

【００１５】斯かるカラー画像形成装置によるカラー画
像形成のプロセスは次のようにして行われる。

【００１６】先ず、カラー画像形成装置とは別体のスキ
ャナ或いはコンピュータから出力される色信号である画
像データが光書込み装置７に入力されると、光書込み装
置７においては図示しない書込み光源である半導体レー
ザで発生されたレーザビーム（書き込み光）は図示しな
いコリメータレンズ及びシリンドリカルレンズを通過
し、モータＭ（図１等参照）により回転される回転多面
鏡により回転走査され、ｆθレンズとシリンドリカルレ
ンズを経てその間２個のミラーにより光路を曲げられ
て、予めスコロトロン帯電器６によって一様な電荷を付
与された像形成体１の周面上に投射され主走査がなされ
て静電潜像（以下、単に潜像ということもある。）を形
成する。

【００１７】一方、走査が開始されるとレーザビームが
図示しないインデックスセンサによって検知され、第１
の色信号により変調されたレーザビームが像形成体１の
周面上を走査する。従ってレーザビームによる主走査と
像形成体１の搬送による副走査により像形成体１の周面
上に第１の色に対応する潜像が形成されて行く。この潜
像は選択的に動作状態とされたイエロー（Ｙ）のトナー
を装填した現像器８Ｙにより反転現像されて、像形成体
１表面にトナー像が形成される。得られたトナー像は像
形成体１表面に保持されたまま像形成体１の周面より引
き離されているクリーニング装置13のブレード13ａの下
を通過し、次の画像形成サイクルに入る。

【００１８】即ち、像形成体１は帯電器６により再び帯
電され、次いで第２の色信号が光書込み装置７に入力さ
れ、前述した第１の色信号の場合と同様にして像形成体
１表面への書込みが行われ潜像が形成される。潜像は選
択的に動作状態とされた第２の色としてマゼンタ(Ｍ)の
トナーを装填した現像器８Ｍによって反転現像される。

【００１９】このマゼンタ(Ｍ)のトナー像はすでに形成
されている前述のイエロー(Ｙ)のトナー像の存在下に形
成される。

【００２０】同様にして、次にシアン(Ｃ)のトナーを有
する現像装置８Ｃで、第１，第２の色と同様に像形成体
１表面にシアン(Ｃ)のトナー像を形成する。

【００２１】最後に黒色のトナーを有する現像装置８BK
で前記の色と同様の処理により像形成体１に黒色のトナ
ー像を重ね合わせて形成する。これ等各現像器８Ｙ，８
Ｍ，８Ｃ及び８BKの各スリーブには直流とさらに交流の
バイアスが印加され、像形成体１には非接触で非接触反
転現像が行われる。

【００２２】かくして像形成体１の周面上に形成された
カラーのトナー画像は、給紙カセット14より給紙ガイド
15を経て送られてきた転写紙に転写部においてトナーと
逆極性の高電圧が印加されて転写される。

【００２３】即ち、給紙カセット14に収容された転写紙
は、給紙ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬出さ
れてタイミングローラ17を介し像形成体１上の像形成と
タイミングを合わせて転写器12へと供給される。

【００２４】画像の転写を受けた転写紙は、前記駆動ロ
ーラ２に沿って急に方向転換をする像形成体１より確実
に分離して上方に向かい、定着ローラ18によって画像を
固着したのち排紙ローラ19を経てトレイ20上に排出され
る。

【００２５】一方、転写紙への転写を終えた像形成体１
は、さらに搬送を続けてブレード13ａとトナー搬送ロー
ラ13ｂを圧接状態とした前記クリーニング装置13におい
て残留したトナーの除去を行いその終了をまって再び前
記ブレード13ａを引き離し、それより少し後にトナー搬
送ローラ13ｂを引き離し新たな画像形成のプロセスに入
る。

【００２６】カラー画像形成装置は、磁性キャリア粒子
とトナー粒子とを混合した２成分現像剤から現像スリー
ブ表面に磁気ブラシを形成し、像形成体上で各色トナー
像を重ねるプロセスを実行しており、この際に磁気ブラ
シは像形成体と接触しない状態で現像スリーブを回転し
ている。斯かる２成分非接触現像法を採用する現像装置
は、複数の磁極を有する磁石体からなる磁石ロールの表
面で回転可能に支持された非磁性材料から成形した円筒
状の現像スリーブを備え、当該現像スリーブの表面にト
ナー粒子を付着させた磁性キャリアを保持して現像領域
に搬送することにより、像形成体上に形成してある静電
潜像をトナー粒子で顕像化するものである。この現像法
を採用する現像装置を２成分非接触現像装置と略称す
る。

【００２７】２成分非接触現像法を採用する理由は、ト
ナー粒子は比較的容易に摩擦帯電を制御することがで
き、かつ、トナー粒子は凝集しにくいので、磁気ブラシ
の穂立ちがよくかつ、像形成体表面との摩擦性に優れ、
更にクリーニングとの兼用においても十分なクリーニン
グ効果が発揮される特長を有すること、更に重要なこと
は像形成体面と非接触で現像する非接触現像にも適して
いるからである。

【００２８】２成分非接触現像装置は、一般に平均粒径
が15〜60μmの磁性キャリア粒子と平均粒径が３〜10μm
前後の非磁性トナー粒子からなる現像剤を使用してお
り、トナー粒子やキャリア粒子が細かいので、繊細な線
や点或いは濃淡差を高画質で再現できるという長所があ
る。しかしながら、トナー粒子及びキャリア粒子の微粒
子化は、トナー粒子の凝集現象、キャリア粒子の付着と
いう副作用の顕著化により、鮮明な画像が得られなくな
るので、トナー粒子及びキャリア粒子を微粒子化するこ
とは実際に困難である。

【００２９】具体的には、トナー粒子を平均粒径が20μ
m以下、特に10μm以下の微粒子にすると、現像時のクー
ロン力に対して相対的にファンデルワールス力の影響が
現れて、像背景の地部分にもトナー粒子が付着する所謂
かぶりが生ずるようになり、現像スリーブへの直流バイ
アス電圧印加によってもかぶりを防止できにくくなる。
又、トナー粒子の摩擦帯電制御が難しくなって凝集が起
こり易くなる。一方、キャリア粒子を微粒子化していく
と、キャリア粒子も像形成体の静電像部分に付着するよ
うになる。又、バイアス電圧が大きくなると、像背景の
地部分にもキャリア粒子が付着するようになる。この原
因としては、磁気バイアスの力が低下して、キャリア粒
子がトナー粒子と共に像形成体側に付着したためと考え
られる。

【００３０】前述したトナー粒子及びキャリア粒子を微
細化することに起因する課題を解決する手掛かりとなる
方法として、本発明者は、現像領域にトナー粒子の飛翔
を制御する電極を設け、交流電圧成分を有するバイアス
電圧を印加して生ずる振動電界下で現像を行う制御電極
現像法（特開昭59-223467号公報）を提案している。

【００３１】以下に、本実施例のカラー画像形成装置に
採用する各電子写真プロセス部材の構成等について説明
する。

【００３２】像形成体１は光導電体を塗布あるいは蒸着
した可撓性のベルトである。像形成体１は、駆動ローラ
２および従動ローラ３の間に架設し、テンションローラ
５の作用によって緊張状態とし、装置本体に固設したガ
イド部材４を内接することにより緊張状態としている。
なお、本実施例では像形成体１がベルト状のものを代表
して説明するが、これに限定されるものでなく、ドラム
状の像形成体１を有するカラー画像形成装置についても
同様に用いることができるのは自明である。

【００３３】像形成体１は、その周縁にスコロトロン帯
電器６、光書き込み装置７、それぞれ特定色の現像剤を
収容した現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKをガイド部材
４に接する部分に配設してある。12は転写器である。ク
リーニング装置13はブレード13ａとトナー搬送ローラ13
ｂとを画像形成中には像形成体１の表面より離間した位
置に保持し、例えば画像転写後におけるクリーニング時
にブレード13ａとトナー搬送ローラ13ｂとを像形成体１
の表面に圧接する。

【００３４】現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKは、例え
ばイエロー，マゼンタ，シアン，黒色の現像剤を収容す
るものであり、像形成体１と所定の間隙を保つ現像スリ
ーブ81を備え、像形成体１上の潜像を非接触の反転現像
法により顕像化するものであり、現像装置８Ｙ，８Ｍ，
８Ｃ，８BKは同一構成であるので、現像装置８を代表し
て説明する。なお、本実施例のおいて、現像剤の色をイ
エロー，マゼンタ，シアン，黒色として説明したが、こ
れに限定されるものでなく、特定色を再現するファンク
ショナルカラーを再現するための色の組み合わせでも良
い。現像装置は本願発明の目的と密接に関係しているの
で、詳細に説明する。

【００３５】図９は本発明のカラー画像形成装置に採用
する制御電極現像法を採用する現像装置の一実施例を示
す断面図であり、図９（ａ）は本実施例の制御電極現像
法を採用する現像装置の断面図である。

【００３６】現像装置８は、現像時に現像スリーブ81の
回転と共に所定の基準電位に接地してある像形成体１と
直流電源Ｅ1と交流電源Ｅ2により保護抵抗Ｒ1を介して
直流に交流を重畳した電圧を印加しており、電極85ａに
スイッチＳを介して直流電源Ｅ３に接続してあり、現像
停止時には現像スリーブ81の回転を停止し、現像スリー
ブ81に直流に交流を重畳した現像電圧を印加する一方、
電極85にはスイッチＳにより直流電源Ｅ４から保護抵抗
Ｒ２を介して直流電圧を印加して、複数の振動電界及び
現像領域に搬送する現像剤の量を制御することにより、
現像領域でのトナー粒子の飛翔を制御して現像の動作を
制御するものであり（これが本実施例で言うところの制
御電極現像法である）、他に磁石体82、撹拌スクリュー
83，84、電極支持部材85、規制ブレード86、クリーニン
グブレード87及び現像剤Ｄとからなる。なお、以下の説
明において、直流電源Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４及び交流電源Ｅ
２を単に電源Ｅ１〜Ｅ４と略称することがある。

【００３７】以下に、各部材の構成及び機能について説
明する。

【００３８】現像スリーブ81は10〜25mmφのステンレス
やアルミニウム等の非磁性材料から円筒状に形成し、内
包する磁石体82に対して回転可能にしてある。磁石体82
は表面に複数のＮ，Ｓ磁極を周方向に有し、ケーシング
に固設してある。従って、現像スリーブ81は図示した矢
示左方向に回転する。また、現像部の磁石体82のＮ，Ｓ
磁極は通常500〜1,500ガウスの磁束密度に磁化されてお
り、その磁力によって現像スリーブ81の表面にトナー粒
子とキャリア粒子とからなる現像剤Ｄの層即ち、磁気ブ
ラシを形成する。当該磁気ブラシは現像スリーブ81の回
転によって現像スリーブ81の回転と同方向に移動し、現
像領域Ａに搬送される。この現像スリーブ81上に形成さ
れる磁気ブラシは現像装置の近傍に配置したＮ，Ｓ磁極
によって寝た穂の状態となり、像形成体１の表面に接触
せず間隙を保つように、現像スリーブ81と規制ブレード
86の間隙及び現像スリーブ81と像形成体１の間隙を調整
する。

【００３９】ここで、θ₁，θ₂は像形成体１に最近接し
た現像スリーブ位置から、現像スリーブの移動方向の上
流側及び下流側に近接配置した磁極間角度である。又θ
₃は、後述する電極支持部材85の先端とのなす角度であ
る。θ₁，θ₂は各々５〜45゜とすることが望ましい。こ
の様にすることにより均一に寝た状態の磁気ブラシを形
成できる。

【００４０】撹拌スクリュー83，84は現像剤Ｄを図中前
後に現像剤を循環して撹拌して成分を均一にする。

【００４１】電極支持部材85はガラスエポキシやゴムや
セラミックなどの板状の絶縁材料から形成し、その先端
部に金属等の導電性材料からなる線状の電極85aを一体
に設け、上流側の磁極上から、下流に向けて設定され、
その先端までの好ましい角度θ₃はθ₂に対し(０〜0.9)
×θ₂である。当該電極幅は50〜1000μmが好ましい。電
極85ａは電極支持手段85の先端に線状に設けてあること
が好ましい。電極85ａは現像スリーブ81の回転方向の上
流迄広がっていると、上流部で電極85ａと現像スリーブ
81との間で電界が形成され、トナーが上流部へと飛散し
てしまうからである。特に、電極85ａは現像スリーブ81
と電極支持部材85との最近接位置から下流側に設けるこ
とが望ましい。

【００４２】規制ブレード86は磁気ブラシの高さ及び量
を規制するため設けられた非磁性体や磁性材料から成形
したものである。クリーニングブレード87は現像領域Ａ
を通過した磁気ブラシを現像スリーブ81上から除去する
ものである。88は現像剤溜まりである。

【００４３】像形成体１の感光層表面を−800（Ｖ）に
帯電した場合、電源Ｅ１は−700Ｖの電圧を出力するこ
とにより反転現像時のカブリを防止するものであり、電
源Ｅ２は周波数500Hz〜20KHzで200〜4000Ｖ_p-pの交流電
圧を出力する交流電源であり、これらの電圧は直列に配
設されて現像スリーブ81に印加してある。従って、現像
スリーブ81にはカブリ防止用の−700Ｖの直流電圧に現
像領域にトナーを振動させる振動電界を形成するため交
流電圧が印加されることになる。電源Ｅ３，Ｅ４は０〜
−1500Ｖの直流電圧を出力する直流電源であり、スイッ
チＳを介して切り替えて電極85ａに接続することができ
るようになっている。

【００４４】なお、電源Ｅ２から供給される交流成分は
正弦波に限らず、矩形波や三角波等であってもよい。そ
して周波数も関係するが、電圧値は高い程現像剤の磁気
ブラシを振動させるようになって、トナー粒子にキャリ
ア粒子からの分離飛翔が行われ易くなるが、反面、かぶ
りや落雷現象のような絶縁破壊が発生し易くなる。かぶ
りの発生は直流成分で防止し、絶縁破壊は、現像スリー
ブ81や電極85ａの表面を樹脂や酸化皮膜等により絶縁な
いしは半絶縁にコーティングすること、あるいは現像剤
のキャリア粒子に球形で絶縁性のキャリア粒子を用いる
こと等によって防止することができる。

【００４５】以下に、前述した制御電極現像法における
現像のメカニズム、つまり、現像時及び非現像時におけ
る電界状況及び当該電界状況下における磁気ブラシの振
る舞いを図９（ｂ）に示した現像領域Ａ近傍を示す拡大
断面図を参照して説明する。

【００４６】像形成体１は感光層の表面電位Ｖ_sを例え
ば−800（Ｖ）に帯電してあり、現像スリーブ81に−700
（Ｖ）の直流成分と周波数500Hz〜20KHz、好ましくは50
0Hz〜20KHzで200〜4000Ｖ_p-pの交流成分が印加したとす
れば、像形成体１と現像スリーブ81との間に像形成体１
に振動する電界が形成されることになる。これが像形成
体１である感光層に形成した静電潜像を顕像化するのに
寄与する振動する現像電界である。なお、現像スリーブ
81に印加してある直流電圧はカブリを防止するものであ
る。

【００４７】電極85ａにスイッチＳにより例えば出力電
圧−600Ｖに設定してある直流電源Ｅ３を接続すれば、
電極85ａと現像スリーブ81との間に交流電源Ｅ２からの
交流成分による振動する電界が形成されることになる。
この電界は現像スリーブ81に担持してある磁気ブラシに
作用してトナー飛翔状態にするのに寄与する電界（これ
を補助電界と言う。）である。直流電源Ｅ３は現像時に
電極85ａにスイッチＳを介して直流電圧を印加するもの
であるから第１の電圧印加手段による第１の電位状態に
相当する。

【００４８】現像電界と補助電界と大きさの関係は、現
像スリーブ81と像形成体１との間及び現像スリーブ81と
電極81ａとの間に振動する電界を形成するために共通の
電源Ｅ２から供給する同一の交流電圧を用い、電極85ａ
と現像スリーブ81との最近接間隙ｄ₂は像形成体と現像
スリーブとの最近接距離ｄ₁に対し、ｄ₂＝(0.2〜0.6)ｄ
₁とし、ｄ₁は0.2〜1.0mmとしてあるので、補助電界は現
像電界よりも強く振動していることになる。これらの現
像電界及び振動電界が現像動作に主に関係する電界であ
る。なお、電極85ａには現像スリーブ81より低い直流電
圧を印加しているが、これにより高い直流電圧とするこ
とができる。

【００４９】次に現像剤の搬送動作を加えて補助電界及
び現像電界の交流成分によるトナー粒子の動作から現像
動作を説明する。

【００５０】現像時には、現像スリーブ81はトナー粒子
とキャリアからなる磁気ブラシを搬送することになる。
磁気ブラシは、補助電界により顕像化に先立ち振動電界
を作用させられることにより、トナー粒子の凝集現象を
防止して柔らかくほぐし、さらにはトナー粒子をキャリ
アから分離飛翔させることにより、飛翔状態になったト
ナー粒子は現像電界により像形成体１と現像スリーブ81
との間を交番移動しながら、像形成体１上の潜像に向う
飛翔を助けられ均一なトナー像に顕像化する。

【００５１】前述した現像メカニズムによれは、従来の
非接触現像法に採用していた振動する現像電界よりも小
さな振動電界でも顕像化できることになる。従来の非接
触現像法に採用していたトナー粒子に比しても平均粒径
を微細にすることが可能となる。従って、低い現像電界
でトナー像を高画質に再現できることにもなる。

【００５２】更に、前述したように共通の交流電源Ｅ２
からの同一の交流電圧を用いていることにより、補助電
界と現像電界は同位相であるので、トナーの振動が乱さ
れることなくトナー像に顕像することができる。又、同
様の構成により位相差に伴う強い電界が生じないことか
ら、ブレークダウンすることもない。

【００５３】又、像形成体１と現像スリーブ81とは弱く
振動する現像電界が形成されていることから、現像スリ
ーブ81の停止によって、先に像形成体１上にトナー像が
あっても混色や破壊を起こす事なく、現像機能を停止す
ることができる。

【００５４】一方、現像の停止中には、電極85ａはスイ
ッチＳにより例えば出力電圧−1000Ｖに設定してある直
流電源Ｅ４を接続する。従って、直流電源Ｅ４は第２の
電圧印加手段による第２の電位状態に相当する。一方、
この時は、電極85ａから像形成体１や現像スリーブ81へ
トナーが移動する電界が形成される。これにより電極85
ａに付着したトナーは像形成体１や現像スリーブ81へ移
動し清掃される。電極85ａと現像スリーブ81との間に交
流電源Ｅ２からの交流成分による補助電界も存在する。
又、像形成体１は感光層の表面電位Ｖ_sを−800（Ｖ）に
帯電してあり、現像スリーブ81に−700（Ｖ）の直流成
分と周波数500Hz〜20KHz、好ましくは５〜15KHzで200〜
4000Ｖ_p-pの交流成分が印加した状態であるので、像形
成体１と現像スリーブ81との間に現像電界が存在したま
まである。しかしながら、現像スリーブ81の回転を停止
することにより、現像領域に搬送される現像剤は存在し
ないので、補助電界によるトナーの飛翔状態の形成も更
には現像電界による現像作用もなされない。

【００５５】又、−800Ｖに帯電してある像形成体１と
−1000Ｖの直流電圧を印加してある電極85ａとの間には
トナーと像形成体１に向かう弱い直流電界が発生してい
るのみで、電極85ａにトナー付着することも少ないし、
像形成体１上における重ね合わせプロセスにおいても、
像形成体１上のトナー像が電極に付着することも少ない
状態になっている。さらに電極85ａは、現像装置８の現
像作用の前若しくは終了毎若しくは定期的に付着したト
ナーを清掃手段（図３，図４を用いて後で説明する。）
を設けることにより、前述した補助電界を一定に保ち、
それによって適正な現像作用を持続できるようになって
いる。

【００５６】なお、非現像時においては、電極85ａに印
加する電圧を変更しなくても、−800Ｖに帯電してある
像形成体１と−600Ｖの直流電圧を印加してある電極85
ａとの間には電極85ａに向かう弱い直流電界が発生して
いるのみで、電極85ａにトナー付着することも少ない
し、像形成体１上における重ね合わせプロセスにおいて
も、像形成体１上のトナー像が電極に付着することも少
ない状態になっている。

【００５７】以上に説明した制御電極現像法を採用する
現像装置８は、２成分現像剤の磁気ブラシを像形成体１
に対して非接触に保ち、補助電界及び現像電界によって
飛翔トナーを発生させ、像形成体１への分離飛翔を向上
させ、静電像への選択吸着性を向上させて、キャリア粒
子の像形成体１への付着を防止し、従ってトナー粒子や
キャリア粒子に微粒子のものを用いることを可能にし
て、高画質のトナー画像で顕像化するようにするもので
ある。

【００５８】なお、１成分非磁性現像剤や一成分磁性現
像剤に対しても、本制御電極を用いた構成は適用しう
る。本実施例では現像装置８は静電潜像を顕像化するも
のとして説明したが、これに限定されるものでなく、例
えば磁気潜像も顕像化することができるのは自明であ
る。

【００５９】以上述べたことが本実施例のカラー画像形
成装置を構成する電子写真プロセスを実行するための部
材である。

【００６０】図１は第１の本実施例のカラー画像形成装
置の駆動機構とカブリ防止用直流電源を共用する電源回
路及びそれらの制御回路を示すブロック図である。

【００６１】本実施例のカラー画像形成装置は、像形成
体１の周縁に４つ現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを配
設し、当該現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを構成する
現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKに直流と交流を重
畳した現像電圧を供給する共通の直流電源Ｅ１，交流電
源Ｅ２を直列接続し、現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，8
1BKと像形成体１の間に電極85ａを設け、当該電極85ａ
は異なる直流電圧を出力する電源Ｅ１，Ｅ４にスイッチ
群Ｓ_nを介して切り替え接続し、現像状態にある現像ス
リーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKを回転すると共に電極85
ａに直流電源Ｅ１をスイッチ群Ｓ_nを介して接続し、非
現像状態にある現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKの
回転を停止すると共に電極85ａに直流電源Ｅ４をスイッ
チ群Ｓ_nを介して接続するものである。

【００６２】直流電源Ｅ１はカブリ防止用の直流電圧を
現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKに供給すると共に
現像時に電極85ａにスイッチ群Ｓ_nに接続する第１の電
圧印加手段に相当するものである。直流電源Ｅ４は非現
像時にスイッチ群Ｓ_nを介して電極に接続するものであ
るから、第２の電圧印加手段に相当する。ここでは直流
電源Ｅ１がカブリ防止用の直流電源及び第１の電圧印加
手段に共用してある。これは前述してある制御電極現像
法によれば現像バイアスの直流電圧と現像時の電極85ａ
の電位とが同一でもよいからである。電源Ｅ４の出力電
圧は電源Ｅ１よりも高圧とする。従って、制御電極現像
法の現像メカニズムによれば前述してあるように電源Ｅ
４は電極清掃時或いは現像動作の停止中に接続すること
になる。又、電源Ｅ１は現像動作中に接続することにな
る。電源Ｅ１，Ｅ４はスイッチ群Ｓ_nにより突入電流の
導通を防止する保護抵抗Ｒ２を介して電極85ａに選択的
に接続してある。

【００６３】スイッチ群Ｓ_nは、例えばトランジスタ等
のスイッチング素子群から構成されるものであり、後述
する制御回路90からの導通信号によりスイッチＳ₁〜Ｓ₄
により電極85ａにいずれの電源Ｅ１，Ｅ４に選択して接
続する。なお、スイッチ群Ｓ_nはオン／オフ状態を切り
替えられるものであればスイッチング素子群に限定され
るものでなく、機械接点であってもよいことは自明であ
る。従って、本実施例のカラー画像形成装置は請求項１
〜４に記載してある発明の実施例の相当することにな
る。

【００６４】駆動ローラ２はその駆動軸にエンコーダEK
及びモータＭの駆動軸と接続してある。エンコーダEKは
駆動ローラ２の位相を示す位相信号を制御部90に送出す
る。モータＭの駆動軸は図示しないが例えばベルトで動
力伝達機構DMに接続してある。動力伝達機構DMは現像ス
リーブ81Ｙ，81Ｍ，81Ｃ，81BKの駆動軸に例えば歯車を
介して接続可能としてあり、制御部90からの駆動信号に
より現像スリーブ81Ｙ，81Ｍ，81Ｃ，81BKの回転を制御
する。

【００６５】制御回路90は、マイクロプロセッサであ
り、像形成体１の１回転毎に像形成体１上にトナー像を
重ね合わせ、４色のカラートナー像を形成した後、その
トナー像を転写紙にする静電写真プロセスを実行するプ
ログラムを書き込むで、スコロトロン帯電器６（図示せ
す）、書き込み装置７（図示せず）、転写器12（図示せ
ず）を含む給紙系更にはモータＭ及び動力伝達機構DMと
電源Ｅ４及びスイッチ群Ｓ_nのスイッチング動作を制御
するものである。

【００６６】以下に本実施例のカラー画像形成装置の像
形成体１上における重ね合わせプロセスを制御部90に書
き込んである制御プログラム（図示せず）に従って説明
する。

【００６７】なお、以下に述べる重ね合わせプロセスの
動作説明では、複数の現像装置が同時に現像状態にない
こととして動作を説明する。これに限定するものでな
く、コピー生産性を向上するための帯電・露光・現像を
像形成体１の一回転で行う図11に示すカラー画像形成装
置を採用すれば、複数の現像装置が同時に現像状態にな
ることは自明である。

【００６８】画像データは図示しない例えばスキャナ或
いはコンピュータからカラー画像形成装置の光書き込み
装置７（図９参照）に送出されると、光書き込み装置７
においては図示しない書き込み光源である半導体レーザ
で発生されたレーザビームは図示しないコリメータレン
ズ及びシリンドリカルレンズを通過し、駆動モータによ
り回転される回転多面鏡により回転走査され、fθレン
ズとシリンドリカルレンズを経てその間２個のミラーに
より光路を曲げられて、予めスコロトロン帯電器６によ
って一様な電荷を付与されて表面電位Ｖ_Sを−800Ｖに均
一帯電（これが前帯電プロセスである）してある像形成
体１の周面上に照射して露光部電位約０Ｖの静電潜像を
形成する。一方、走査が開始されるとレーザビームが図
示しないインデックスセンサによって検知され、第１の
色信号により変調されたレーザビームが像形成体１の周
面上を走査する。これによってレーザビームによる主走
査と像形成体１の搬送による副走査により像形成体１の
周面上に第１の色に対応する露光部電位約０Ｖの潜像が
形成されて行く（これが潜像形成（露光）プロセスであ
る）。

【００６９】この潜像はイエローのトナーを装填した現
像装置８Ｙにより反転現像することにより、像形成体１
表面にトナー像を顕像化する。ここで現像装置８Ｙの反
転現像動作を詳細に説明する。

【００７０】制御部90は導通信号をスイッチング素子群
Ｓ_nに送出する。この場合、スイッチＳ１のみは電極85
ａに出力電圧−700Ｖの直流電源Ｅ１を接続し、その他
のスイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４を電源Ｅ４に接続すること
になる。制御部90は前述の導通信号の送出と略同時に切
り替え信号を動力伝達機構DMに送出する。これにより、
現像スリーブ81Ｙの駆動軸のみが動力伝達機構DMと接続
することになる。従って、現像スリーブ81Ｙのみが磁気
ブラシを担持して回転して現像領域に搬送することにな
る。補助電界は顕像化に先立ち磁気ブラシを激しく振動
させることにより、トナー粒子の凝集現象を防止して柔
らかくほぐし、さらにはトナー粒子をキャリアから分離
飛翔させ、続いて補助電界よりも弱く振動する現像電界
により飛翔するトナー粒子が像形成体１と現像スリーブ
81Ｙとの間を交番移動することにより、像形成体１上の
潜像に向う飛翔を助けられ均一なイエロートナー像に顕
像化する。

【００７１】また、表面電位Ｖ_sを−800Ｖに帯電してあ
る像形成体１と−700Ｖの電極85ａとの間には弱い電界
が発生しているのみなのでで、電極85ａにトナー付着す
ることも少ない。

【００７２】制御部90は、エンコーダEKからの位相信号
により第１色目の画像領域の後端が現像装置８Ｙの現像
領域を通過したことを検知したならば、現像スリーブ81
Ｙの駆動軸を動力伝達機構DMから解除することにより、
現像スリーブ81Ｙは回転を停止して磁気ブラシを現像領
域に搬送することを停止する。即ち、カラー画像形成装
置はイエローの単色現像を終了する。

【００７３】次いで制御部90は前述の現像スリーブ81Ｙ
の駆動軸の解除動作と略同時に電源Ｅ４からの直流電圧
に切り換えることにより電極85ａが清掃される。この電
極85ａの清掃動作を図４を参照して詳細に説明する。

【００７４】図４は本実施例の重ね合わせプロセスにお
ける電極の清掃タイミング及び像形成体の電位状態を示
すタイムチャートである。

【００７５】図４は像形成体１上に重ね合わせて形成さ
れるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
黒（BK）等の各画像の形成を順次時間的に展開して示し
たものである。これによれば、カラープロセスは、像形
成体１上に重ね合わされるトナー像の混色及びトナー像
の破壊を防止することを最大の目的としており、斯かる
現象の発生しやすい、例えば第１色目の現像動作終了か
ら第２色目のマゼンタ（Ｍ）の画像形成前、マゼンタ現
像器の動作終了から第３色目のシアン（Ｃ）の画像形成
前に至る準備動作までの間で像形成体１の非画像部に相
当する領域を表面電位Ｖ_S≒０としている。これが各単
色の画像形成の間のタイミングであり、現像状態を終了
した現像装置８Ｙは表面電位Ｖ_S≒０の非画像部が電極8
5ａを通過する時間で清掃動作を行うことになる。図４
に示していないが、第１色目のイエロー（Ｙ）の画像形
成前、第４色目の黒（BK）の画像形成前及び後にも同様
な清掃動作を行う。

【００７６】図３は電極のクリーニング動作を実行する
ためのバイアス条件を示す模式図である。

【００７７】制御部90は、現像スリーブ81Ｙの駆動軸の
解除動作に続いて、スイッチ手段Ｓ_nに導通信号を送出
して電源Ｅ４に切り替え接続する。これにより、現像装
置８Ｙの電極85ａには直流電源Ｅ４から例えば出力電圧
−1500（Ｖ）を印加した状態に切り替わる。これと同時
に、制御部90はエンコーダEKからの位相信号に基づいて
像形成体１の表面電位Ｖ_sも書き込み装置７からのレー
ザ照射により一定領域を帯状に除電する。これにより、
図３（ａ）に示す如く像形成体１は表面電位Ｖ_Sを０に
近付けられ、現像スリーブ81Ｙは−700（Ｖ）の直流電
圧Ｖ_DCsを印加した状態で、電極85ａは−1500（Ｖ）の
直流電圧Ｖ_DCeを印加する。これにより、電極85ａに付
着したトナーは低電位側の像形成体１の除電された非画
像領域あるいは現像スリーブ81Ｙの周面に向けて飛翔、
付着して電極85ａが短時間内に効率良く清掃される。

【００７８】カラー画像形成終了前あるいは後には予
め、図３（ｂ）に示す如く全ての現像スリーブ81Ｙ，81
Ｍ，81Ｃ，81BKに直流電圧Ｖ_DCsを電極85ａの電圧Ｖ_DCe
と同じ−800〜−1500（Ｖ）付近にまで高くして電極85
ａについているトナーと現像スリーブ81の周面に残留す
るトナーも同時に像形成体１上に飛翔し、付着させるこ
とも可能であり、より完全なクリーニング効果を得るこ
とができる。

【００７９】第１色目の帯電・潜像形成・現像プロセス
において現像状態にならない現像装置８Ｍ，８Ｃ，８BK
は、電極85ａはスイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４により出力電
圧−1500Ｖに設定してある直流電源Ｅ４を接続すれば、
電極85ａと現像スリーブ81との間に交流電源Ｅ２からの
交流成分による補助電界も存在する。像形成体１は感光
層の表面電位Ｖ_sを−800（Ｖ）に帯電してあり、現像ス
リーブ81に−700（Ｖ）の直流成分と周波数500Hz〜20KH
z、好ましくは５〜15KHzで200〜4000Ｖ_p-pの交流成分が
印加した状態であるので、像形成体１と現像スリーブ81
との間に現像電界が存在したままである。しかしなが
ら、制御部90は現像スリーブ81Ｍ，81Ｃ，81BKの駆動軸
を全て解除してあることから、現像スリーブ81Ｍ，81
Ｃ，81BKは磁気ブラシを現像領域に搬送しないので、補
助電界による霧状のトナーの飛翔状態の形成、更には現
像電界による現像作用もなされない。

【００８０】又、−800Ｖに帯電してある像形成体１と
−1500Ｖの直流電圧を直流電源Ｅ４から印加してある電
極85ａとの間には電極85ａに向かう弱い直流電界が発生
しているのみで、電極85ａにトナー付着することも少な
いし、像形成体１上における重ね合わせプロセスにおい
ても、像形成体１上のトナー像が電極に付着することも
少ない状態になっている。従って、現像装置８Ｍ，８
Ｃ，８BKによる混色およびトナー像破壊が起きない。

【００８１】当該トナー像を保持した像形成体１の周面
より引き離しているクリーニング装置13のブレード13ａ
の下を通過し、第２色目の画像形成サイクルに入る。

【００８２】制御部90はエンコーダEKから位相信号によ
り帯電器６により、像形成体１を再び−800（Ｖ）に帯
電し、次いで制御部90は書き込み装置７から第２の色信
号に基づいて像形成体１表面にレーザビームを照射する
ことにより潜像を形成する。制御部90はエンコーダEKか
ら位相信号から当該潜像の先端の通過タイミングを検知
して、第２の色としてマゼンタ（Ｍ）のトナーを装填し
た現像装置８Ｍによって反転現像する。現像プロセスの
詳細は上述してあるので省略する。このマゼンタのトナ
ー像はすでに形成してあるイエローのトナー像の存在下
に形成されることになる。

【００８３】制御部90、エンコーダEKからの位相信号に
より第２色目の画像領域の後端が現像領域を通過したこ
とを検知したならば、現像スリーブ81Ｍの駆動軸を動力
伝達機構DMから解除することにより、現像スリーブ81Ｍ
は回転を停止して磁気ブラシを現像領域に搬送すること
を停止する。即ち、カラー画像形成装置はマゼンタの現
像を終了する。第２色目の帯電・潜像形成・現像プロセ
スにおいて現像状態にならない現像装置８Ｙ，８Ｃ，８
BKは、前述と同様に理由により、制御部90は現像スリー
ブ81Ｙ，81Ｃ，81BKの駆動軸を全て解除してあることか
ら、現像スリーブ81Ｙ，81Ｃ，81BKは磁気ブラシを現像
領域に搬送しないので、補助電界による霧状のトナーの
飛翔状態の形成、更には現像電界による現像作用もなさ
れない。

【００８４】又、前述と同様の理由により、像形成体１
上のトナー像が電極に付着することも少ない状態になっ
ている。従って、現像装置８Ｙ，８Ｃ，８BKによる混色
およびトナー像破壊が起きない。

【００８５】同様にして、第１，第２の色と同様に像形
成体１表面に３色目のシアン（Ｃ）のトナー像、４色目
の黒トナー像を形成する。その詳細は前述したと略同様
であるので詳細しない。

【００８６】かくして像形成体１の周面上に形成された
カラーのトナー画像は、転写部においてトナーと逆極性
の高電圧が印加されて、給紙カセット14より給紙ガイド
15を経て送られてきた転写材に転写される。

【００８７】即ち、給紙カセット14に収容された転写材
は、給紙ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬出さ
れてタイミングローラ17を介し像形成体１上の像形成と
タイミングを合わせて転写器12へと供給される。

【００８８】画像の転写を受けた転写材は、前記回動ロ
ーラ２に沿って急に方向転換をする像形成体１より確実
に分離して上方に向かい、定着ローラ18によって画像を
溶着したのち排紙ローラ19を経てトレイ20上に排出され
る。

【００８９】一方、転写材への転写を終えた像形成体１
は、さらに搬送を続けてブレード13ａとトナー搬送ロー
ラ13ｂを圧接状態とした前記クリーニング装置13におい
て残留したトナーの除去を行いその終了をまって再び前
記ブレード13ａを引き離し、それより少し後にトナー搬
送ローラ13ｂを引き離し新たな画像形成のプロセスに入
る。

【００９０】図２は第２の実施例のカラー画像形成装置
の駆動機構とカブリ防止用直流電源を共用しない電源回
路及びそれらの制御回路を示すブロックである。

【００９１】本実施例のカラー画像形成装置は、像形成
体１の周縁に４つ現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを配
設し、当該現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを構成する
現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKに直流と交流を重
畳した現像電圧を供給する共通の直流電源Ｅ１，交流電
源Ｅ２を直列接続し、現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，8
1BKと像形成体１の間に電極85ａを設け、当該電極85ａ
は異なる直流電圧を出力する電源Ｅ３，Ｅ４にスイッチ
群Ｓ_nを介して切り替え接続し、現像状態にある現像ス
リーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKを回転すると共に電極85
ａに直流電源Ｅ３をスイッチ群Ｓ_nを介して接続し、非
現像状態にある現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKの
回転を停止すると共に電極85ａに直流電源Ｅ４をスイッ
チ群Ｓ_nを介して接続するものである。

【００９２】ここでは、直流電源Ｅ３は第１の電圧印加
手段に相当し、直流電源Ｅ４は第２の電圧印加手段に相
当する。直流電源Ｅ３の出力電圧は直流電源Ｅ１より低
く例えば−600Ｖに設定してある。これは前述してある
制御電極現像法によれば現像バイアスの直流電圧と現像
時の電極85ａの電位より低い方が電極85ａ側へトナーを
引き出す電界が生じ、高い現像性が得られるからであ
る。電源Ｅ４の出力電圧は電源Ｅ１，Ｅ３よりも高圧で
例えば−1500Ｖに設定してある。従って、制御電極現像
法の現像メカニズムによれば前述してあるように電源Ｅ
４は電極清掃時或いは現像動作の停止中に接続すること
になる。又、電源Ｅ３は現像動作中に接続することにな
る。

【００９３】その他の構成は図１に示したカラー画像形
成装置と同様である。又、像形成体１上における重ね合
わせプロセスを実行するプログラムも同様であり、説明
を省略する。なお、本実施例は請求項１〜４に記載のカ
ラー画像形成装置の実施例に相当するものである。

【００９４】次に本発明のカラー画像形成装置において
重ね合わせプロセスを実行するための別の電源回路構成
を備えた別の実施例を説明する。

【００９５】図５は第３の実施例のカラー画像形成装置
における駆動機構とカブリ防止用直流電源を共用した電
源回路及びそれらの制御回路を示すブロック図である。

【００９６】本実施例のカラー画像形成装置は、像形成
体１の周縁に４つ現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを配
設し、当該現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを構成する
現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKに直流と交流を重
畳した現像電圧を供給する共通の直流電源Ｅ１，交流電
源Ｅ２を直列接続し、現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，8
1BKと像形成体１の間に電極85ａを設け、当該電極85ａ
は直流電圧を出力する電源Ｅ１或いはフローティング状
態にする接点Ｆにスイッチ群Ｓ_nを介して切り替え接続
し、現像状態にある現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81B
Kを回転すると共に電極85ａに直流電源Ｅ３をスイッチ
群Ｓ_nを介して接続し、非現像状態にある現像スリーブ8
1Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKの回転を停止すると共に電極85ａ
に接点Ｆをスイッチ群Ｓ_nを介して接続するものであ
る。

【００９７】直流電源Ｅ１はカブリ防止用の直流電圧を
現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKに供給すると共に
現像時にスイッチ群Ｓ_nを介して電極85ａに接続する第
１の電圧印加手段に共用してある。これは図３（ｂ）に
示してあるように制御電極現像法によれば現像バイアス
の直流電圧と現像時の電極85ａの電位とが同一であれ
ば、電極85ａ現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKの周
面から像形成体１に飛翔するのを妨げる電界が発生しな
いので、現像動作に影響ないからである。制御電極現像
法の現像メカニズムによれば前述してあるようにフロー
ティング状態は現像動作の停止中に電極85ａに接続する
ことになる。電源Ｅ１は現像動作中及び電極清掃時に接
続することになる。なお、電極85ａをフローティング状
態は第２の電位状態に相当する。これにより、電極85ａ
にトナー付着することも少ないし、重ね合わせプロセス
においても像形成体１上のトナー像が電極85ａに付着す
ることも少ない。なお、本実施例は請求項１〜３及び請
求項５に記載のカラー画像形成装置の実施例に相当する
ものである。

【００９８】電源Ｅ１及びフローティング状態の接点Ｆ
はスイッチ群Ｓ_nにより突入電流の導通を防止する保護
抵抗Ｒ２を介して電極85ａに選択的に接続することにな
る。

【００９９】スイッチ群Ｓ_nは、例えばトランジスタ等
のスイッチング素子群から構成されるものであり、後述
する制御回路90からの導通信号によりスイッチＳ₁〜Ｓ₄
により電極85ａに電源Ｅ１，フローティング状態にする
接点Ｆのいずれかに選択して接続する。

【０１００】駆動伝達機構DM、エンコーダEK、各現像装
置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKの構成は上述してあるものと
同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。

【０１０１】制御回路90は、マイクロプロセッサであ
り、像形成体１上にトナー像を重ね合わせ、そのトナー
像を転写紙にする静電写真プロセスを実行するプログラ
ムを書き込むで、スコロトロン帯電器６（図示せす）、
書き込み装置７（図示せず）、転写器12（図示せず）を
含む給紙系更にはモータＭ及び動力伝達機構DMと電源Ｅ
１，Ｅ２及びスイッチ群Ｓ_nのスイッチング動作を制御
するものである。

【０１０２】制御部90は、エンコーダEKからの位相信号
により、像形成体１上の画像領域に位置を検知し、各現
像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKの現像動作を停止してい
る間に、前記の電極支持部材85の清掃のため現像スリー
ブ81ならびに電極85ａに印加される現像スリーブ81に対
しては直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加し、電
極85ａには現像時の直流電圧を印加しておく。一方、制
御部90は前述した切り替え動作に同期して書き込み装置
７からレーザを照射することにより、像形成体１の一定
領域を帯状に表面電位Ｖ_s＝０（Ｖ）に除電する。従っ
て、像形成体１は表面電位Ｖ_Sを低下させ０に近付けら
れ、現像動作を停止している現像スリーブ81Ｙ，81Ｍ，
81Ｃ，81BKのいずれかは電圧の印加により現像時と同じ
電圧Ｖ_DCsを付与される。図３（ａ）における現像バイ
アスと清掃バイアスは同一となる。

【０１０３】その結果現像スリーブ81の像形成体１との
間に強い電界が形成されて、現像スリーブ81Ｙ，81Ｍ，
81Ｃ，81BKのいずれかに残留するトナーと共に電極85ａ
さらに電極支持部材85に付着するトナーも像形成体１の
周面に向けて飛翔・付着して電極支持部材85が短時間内
に効率良く清掃される。

【０１０４】一方、現像の停止中は、制御部90はスイッ
チ群Ｓ_nに導通信号を送出して対応するスイッチＳをフ
ローティン状態に切り替えることにより、電極85ａは電
気的にフローティングの状態となる。なお、帯電プロセ
ス、潜像形成プロセス、現像動作及びその他の電子写真
プロセスは上述してある実施例と略同様であるの省略す
る。

【０１０５】図６は第４の実施例のカラー画像形成装置
の駆動機構とカブリ防止用直流電源を共用しない電源回
路及びそれらの制御回路を示すブロックである。

【０１０６】本実施例のカラー画像形成装置は、像形成
体１の周縁に４つ現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを配
設し、当該現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKを構成する
現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKに直流と交流を重
畳した現像電圧を供給する共通の直流電源Ｅ１，交流電
源Ｅ２を直列接続し、現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，8
1BKと像形成体１の間に電極85ａを設け、当該電極85ａ
は直流電圧を出力する電源Ｅ３或いはフローティング状
態にする接点Ｆにスイッチ群Ｓ_nを介して切り替え接続
し、現像状態にある現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81B
Kを回転すると共に電極85ａに直流電源Ｅ３をスイッチ
群Ｓ_nを介して接続し、非現像状態にある現像スリーブ8
1Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKの回転を停止すると共に電極85ａ
に接点Ｆをスイッチ群Ｓ_nを介して接続するものであ
る。

【０１０７】ここでは、電源Ｅ１と電源Ｅ３の出力電圧
は同一或いは高く設定してある。従って、現像動作の停
止中に電極85ａはフローティング状態に接続することに
なる。又、電源Ｅ３は現像動作中及び電極清掃時に接続
することになる。ここで、フローティング状態はトナー
の極性と同一とし、かつ現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81
Ｃ，81BK或いは像形成体１の感光層の表面電位Ｖ_sより
高い電位状態を想定している。なお、フローティング状
態はこれに限定されるものでなく、電極85ａから像形成
体１に向かう直流電界が発生する電位であればよい。こ
れにより、電極85ａはトナー付着することも少ないし、
重ね合わせプロセスにおいても像形成体１上のトナー像
が電極に付着することも少ない。

【０１０８】さらに本発明のカラー画像形成装置におけ
る他の電源回路構成を備える実施例について説明する。

【０１０９】図７は第５の実施例のカラー画像形成装置
を示すブロック図である。

【０１１０】本実施例のカラー画像形成装置は、図７に
示したように像形成体１の周縁に４つ現像装置８Ｙ，８
Ｍ，８Ｃ，８BKを配設し、当該現像装置８Ｙ，８Ｍ，８
Ｃ，８BKを構成する現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81B
Kに直流と交流を重畳した現像電圧を供給する共通の直
流電源Ｅ１，交流電源Ｅ２を直列接続し、現像スリーブ
81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKと像形成体１の間に電極85ａを
設け、当該電極85ａは直流電源Ｅ１を直接接続したもの
である。

【０１１１】本実施例のカラー画像形成装置は、図１に
示したものと駆動機構その他の構成は略同一であり、直
流電源Ｅ１はカブリ防止用の直流電圧を現像スリーブ81
Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKに供給する。更に直流電源Ｅ１は
第１の電圧印加手段でもあり、第２の電圧印加手段でも
ある。これは図３（ｂ）に示してあるように制御電極現
像法によれば現像バイアスの直流電圧と現像時の電極85
ａの電位とが同一であれば、電極85ａ現像スリーブ81
Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKの周面から像形成体１に飛翔する
のを妨げる電界が発生しないので、現像動作に影響ない
からである。電極85ａ群には現像スリーブ81Ｙ，81Ｍ，
81Ｃ，81BKに直流成分を印加するための切り替え動作が
ないのでスイッチ手段は不要である。従って、ここでは
現像スリーブ81Ｙ，81Ｍ，81Ｃ，81BKと電極85ａ群に印
加する直流成分は同一となる。従って、カラー画像形成
装置は現像スリーブ81Ｙ，81Ｍ，81Ｃ，81BKの回転する
か否かのみによって各現像装置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BK
の稼動状態か否かを切り替えることになる。

【０１１２】駆動伝達機構DM、エンコーダEK、各現像装
置８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BKの構成は上述してあるものと
同様であるので同一の符号を付して説明を省略する。

【０１１３】制御部90は、各現像装置８Ｙ，８Ｍ，８
Ｃ，８BKの現像動作を停止している間に、前記の電極支
持部材85の清掃のため現像スリーブ81ならびに電極85ａ
に印加される現像スリーブ81に対しては直流成分に交流
成分を重畳した電圧を印加し続けて、制御部90は、エン
コーダEKからの位相信号により、像形成体１上の画像領
域の端を検知し、書き込み装置７からレーザを照射する
ことにより、像形成体１の非画像領域を帯状に表面電位
Ｖ_s＝０（Ｖ）に除電する。従って、像形成体１は表面
電位Ｖ_Sを低下させ０に近付けられ、現像動作を停止し
ている現像スリーブ81Ｙ，81Ｍ，81Ｃ，81BKのいずれか
は電圧の印加により現像時と同じ電圧Ｖ_DCsを付与され
る。図３（ａ）における現像バイアスと清掃バイアスは
同じとなる。その結果電極85ａと像形成体１との間に電
界が形成されて、電極85ａに付着するトナーが像形成体
１の周面に向けて飛翔・付着して電極支持部材85が短時
間内に効率良く清掃される。又、現像スリーブ81Ｙ，81
Ｍ，81Ｃ，81BK上のトナーも像形成体１の図面に向けて
飛翔付着する。

【０１１４】図８は第６の実施例のカラー画像形成装置
の駆動機構とカブリ防止用直流電源を共用しない電源回
路及びそれらの制御回路を示すブロックである。

【０１１５】本実施例のカラー画像形成装置は、図８に
示したように像形成体１の周縁に４つ現像装置８Ｙ，８
Ｍ，８Ｃ，８BKを配設し、当該現像装置８Ｙ，８Ｍ，８
Ｃ，８BKを構成する現像スリーブ81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81B
Kに直流と交流を重畳した現像電圧を供給する共通の直
流電源Ｅ１，交流電源Ｅ２を直列接続し、現像スリーブ
81Ｙ,81Ｍ，81Ｃ，81BKと像形成体１の間に電極85ａを
設け、当該電極85ａは直流電源Ｅ３を直接接続したもの
である。

【０１１６】電源Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３は前述してあるの
で、詳述しない。ここでは、電源Ｅ３の出力電圧は電源
Ｅ１と同じ或いは高く設定することが好ましい。

【０１１７】本発明は図10を参照して説明したカラー画
像形成装置に限らず、他の複数の現像装置を有するカラ
ー画像形成装置に適用できる。

【０１１８】図11は像形成体101の周縁に帯電器106Ａ，
106Ｂ，106Ｃ，106Ｄ、光書き込み装置107Ａ，107Ｂ，1
07Ｃ，107Ｄ、現像器108Ａ，108Ｂ，108Ｃ，108Ｄの組
み合わせを色毎に４組並列配置し、帯電、像露光、反転
現像を繰り返して像形成体101の１回転で像形成体１上
にカラー画像を重ね合わせて形成し、転写器112によっ
て転写紙上に転写する構成であって、これに対しても本
方式を適用することができる。すなわち、ローラ102，1
03間に張設したベルト状像形成体101に対し帯電器106に
よる帯電、光書き込み装置107による像露光、現像器108
によるイエロー反転現像、マゼンタトナーによる反転現
像、シアントナーによる反転現像、黒トナーによる反転
現像により、必要な画像形成領域に対して各現像器を動
作させて像形成体１上にカラートナー像を形成後一旦転
写する方法である。トナー像を転写した転写紙は定着器
118により定着される。また転写体200を備え、像形成体
201上に形成されたトナー像を順次転写体200上に転写し
て行く方式の図12に示すカラー画像形成装置に対しても
同様に適用し得る。回動する像形成体201に対して帯電
器206による帯電、光り書き込み装置207による像露光、
現像器208Ａによるイエロートナーによる反転現像、転
写体200上に巻き付けてある転写紙上にトナー像の転
写、次に現像器208Ｂによるマゼンタトナーによるトナ
ー像形成、転写体上に巻き付けてある転写紙上にトナー
像の転写、次に現像器208Ｃによるシアントナーによる
トナー像形成、転写体200上に巻き付けてある転写紙上
にトナー像の転写、次に現像器208Ｄによる黒トナーに
よるトナー像形成を行い、転写体200上に巻き付けてあ
る転写紙上にカラートナー像を重ね合わせた後、この転
写紙を定着器218により定着を行う。この様に、必要な
カラー画像形成毎に選択的に現像器を動作させてトナー
像を得る構成に対しても本発明は適用しうる。

【０１１９】

【発明の効果】本発明の上述した構成により、電源の共
通使用とバイアスの切り替えによるカラー画像形成装置
の低コスト化、小型化を図ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の本実施例のカラー画像形成装置の駆動機
構とカブリ防止用直流電源を共用する電源回路及びそれ
らの制御回路を示すブロック図である。

【図２】第２の実施例のカラー画像形成装置の駆動機構
とカブリ防止用直流電源を共用しない電源回路及びそれ
らの制御回路を示すブロック図である。

【図３】電極のクリーニング動作を実行するためのバイ
アス条件を示す模式図である。

【図４】本実施例の重ね合わせプロセスにおける電極の
清掃タイミング及び像形成体の電位状態を示すタイムチ
ャートである。

【図５】第３の実施例のカラー画像形成装置における駆
動機構とカブリ防止用直流電源を共用した電源回路及び
それらの制御回路を示すブロック図である。

【図６】第４の実施例のカラー画像形成装置の駆動機構
とカブリ防止用直流電源を共用しない電源回路及びそれ
らの制御回路を示すブロック図である。

【図７】第５の実施例のカラー画像形成装置を示すブロ
ック図である。

【図８】第６の実施例のカラー画像形成装置の駆動機構
とカブリ防止用直流電源を共用しない電源回路及びそれ
らの制御回路を示すブロック図である。

【図９】本発明のカラー画像形成装置に採用する制御電
極現像法を採用する現像装置の一実施例を示す断面図で
ある。

【図１０】本発明のカラー画像形成装置に好適な一例を
示す断面構成図である。

【図１１】他の実施例のカラー画像形成装置の断面構成
図である。

【図１２】更に他の実施例のカラー画像形成装置の断面
構成図である。

【符号の説明】

１像形成体８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８BK 現像装置 81Ｙ，81Ｍ，81Ｃ，81BK 現像スリーブ 82 磁石体 85 電極支持部材 85ａ電極Ｄ現像剤 DK 動力伝達機構Ｅ１〜Ｅ４電源 EK エンコーダＭモータＳ_n スイッチ群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像スリーブに担持した現像剤でトナー
像に顕像化する現像装置を像形成体の周縁に少なくとも
２つ配設したカラー画像形成装置において、前記現像ス
リーブに直流と交流を重畳した現像電圧を共通の電源か
ら印加した状態に維持し、前記現像スリーブと前記像形
成体の間に電極を設け、当該電極は異なる直流電圧を出
力する電源とスイッチ群を介して切り替え可能とし、現
像時には前記現像スリーブを回転すると共に前記電極に
スイッチ群を介して共通の第１の直流電圧を印加し、非
現像時に前記現像スリーブの回転を停止すると共に前記
電極にスイッチ群を介して共通の第２の電位状態に設定
することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】前記電極には単一の直流電源にスイッチ
手段を介して接続することを特徴とする請求項１記載の
カラー画像形成装置。
【請求項３】現像動作時は現像スリーブに印加してあ
る直流電圧をスイッチを介して前記電極に印加すること
を特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】非現像動作は現像スリーブに印加してい
る直流電圧と別の直流電圧をスイッチ手段を介して前記
電極に印加することを特徴とする請求項１記載のカラー
画像形成装置。
【請求項５】非現像動作は前記現像スリーブの回転を
停止すると共に前記電極にスイッチ群を介して電位状態
をフローティング状態とすることを特徴とする請求項１
記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】現像スリーブに担持した現像剤でトナー
像に顕像化する現像装置を像形成体の周縁に少なくとも
２つ配設したカラー画像形成装置において、前記現像ス
リーブに共通の直流と交流を重畳した現像電圧を共通の
電源から印加し、前記現像スリーブと前記像形成体の間
に電極を設け、当該電極に全共通の直流電圧を印加し、
現像時は前記現像スリーブを回転し、非現像時は前記現
像スリーブの回転を停止することを特徴とするカラー画
像形成装置。