JPH09211989A

JPH09211989A - 多色画像形成装置

Info

Publication number: JPH09211989A
Application number: JP8040291A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Mizoguchi; 佳人溝口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-05
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】第１番目の２成分現像器の現像剤に由来する
磁性キャリアが、第２番目以降の磁性１成分現像器の現
像剤担持体に付着、混入しても、そのキャリアを現像剤
担持体上から除去し、また現像器中の所定箇所に拘束し
て再付着するのを防止し、すじむら等のない高品位多色
画像を形成可能とすることである。【解決手段】磁性１成分現像器の第２現像器の現像ス
リーブ４２３内マグネットローラ４２４は、複数の磁極
のうち２つの磁極Ｎ２、Ｓ２を、現像部よりもスリーブ
回転方向下流側位置に有する。第２現像器は磁界発生手
段からなるキャリア取り部材を有し、そのキャリア取り
部材を、マグネットローラの磁極Ｎ２、Ｓ２間の現像ス
リーブ上の位置であって、マグネットローラから発生さ
れた磁界の磁気拘束力分布Ｆｒが極小となる位置Ａの近
傍に対向した、第２現像器の位置に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばフルカラ
ーや多色の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の多色画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、異なる色の現像剤（トナー）を各
々収納する複数の現像器を備え、電子写真法を用いて１
回または複数回の記録サイクルにより、像担持体である
感光ドラム上に可視の多色画像を形成し、この多色画像
を記録材に一括転写し、定着して、所望の多色画像を得
る多色画像形成装置が盛んに提案されている。

【０００３】このような従来の多色画像形成装置、たと
えばデジタル２色プリンタの概略構成図を図７に示す。

【０００４】図７に示す２色プリンタは、ドラム形状の
導電性基体上に光導電層を形成した感光ドラム１を有
し、この感光ドラム１は図の矢印方向に定常回転する。
感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って、感光
ドラム１に一様帯電を行う帯電器２１、感光ドラム１上
に第１の潜像を形成するレーザー光学系からのレーザー
照射（像露光）３１、第１の潜像を現像してトナー像と
して可視化する第１現像器４１、感光ドラム１に再び帯
電を行なう帯電器（再帯電器）２２、感光ドラム１上に
第２の潜像を形成するレーザー光学系からのレーザー照
射（像露光）３２、第２の潜像を現像してトナー像とし
て可視化する第２現像器４２（第１現像器内のトナーと
異なる色のトナーを収納している）、感光ドラム１上に
形成された２色のトナー像の記録材（紙等）への転写性
を同等に制御する転写前帯電器５、２色のトナー像を記
録材に転写する転写帯電器６、感光ドラム１上の残留ト
ナーを除去するクリーナ７、感光ドラム１の表面を除電
する前露光（図示せず）等、が配設されている。

【０００５】もちろん、上記プリンタは、単色のプリン
タとしても使用できるが、２色画像形成時には、帯電器
２１、２２で感光ドラム１を一様に帯電し、特定の色信
号に基ずく像露光３１、３２で各色の潜像を形成し、そ
れぞれ潜像に対応する色トナーを収納した現像器４１、
４２により現像して、感光ドラム上に２色のトナー像を
重ね合わせて形成し、この２色トナー像を転写帯電器６
で記録材に一括転写し、図示しない定着器を通過させる
ことにより、２色の永久画像を得る。

【０００６】像露光３１、３２の光源としては、詳述し
ないが、半導体レーザー８１、８２が用いられ、これら
からのレーザー光をポリゴンスキャナー９で感光ドラム
１にラスタ走査したり、ＬＥＤ等を用いるのが一般的で
ある。図示しない原稿読み取り部（リーダー）では、た
とえばＲ、Ｇ、Ｂの３色の読み取りが可能なＣＣＤを用
いて原稿の色分解画像データを作成し、これらから必要
があれば赤、黒の２色の信号を生成したりして、第１、
第２の画像データを作成し、この画像データに応じて半
導体レーザー８１、８２やＬＥＤ等を駆動し発光させて
いる。

【０００７】第１現像器４１は２成分現像器であり、収
容されている２成分現像剤は周知の通り、フェライト粒
子等の磁性粒子に樹脂コーティング等を施して高抵抗と
したキャリアに、非磁性トナーを数重量％混合してなっ
ており、トナーの摩擦帯電電荷は、キャリア粒子との摩
擦によって付与される。第２現像器４２は、磁性１成分
現像剤を収容した１成分ジャンピング現像器で、図８に
この断面図を示す。

【０００８】図８において、符号４２１は第２現像器４
２の現像剤を収容する容器であり、磁性トナー（磁性１
成分現像剤）が収容されている。現像容器４２１内に
は、トナーを搬送、撹拌する搬送・撹拌手段４２２ａ、
４２２ｂが設置され、これらの回転によりトナーは、現
像スリーブ４２３方向に搬送され、また新旧のトナーが
撹拌混合される。現像スリーブ４２３は、現像容器４２
１の感光ドラム１と対面した開口部に、回転可能に配設
されている。現像スリーブ４２３は、感光ドラム１と対
向した現像ニップ部で感光ドラム１の回転方向と同方向
となるように、すなわち感光ドラム１と順方向に回転さ
れる。

【０００９】この現像スリーブ４２３は非磁性導電性に
形成され、内側にマグネットローラ４２４が固定配置さ
れている。マグネットローラ４２４には、その周方向に
沿って磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２が設けられている。
現像スリーブ４２３の略頂部位置の上方には、これと所
定間隔を開けて磁性部材製のトナー規制部材が、マグネ
ットローラ４２４の磁極Ｎ１と対向するように設置され
ている。

【００１０】第２現像器４２は、感光ドラム１上に２色
のトナー像を重ねて形成し、２色トナー像を得るという
２色プリンタの特徴から、感光ドラム１上に形成された
第１のトナー像を現像スリーブ４２３ないしその上のト
ナーによりはぎ取りるのを防止するために、現像スリー
ブ４２３を感光ドラム１に対して非接触とする現像方式
が一般的に用いられている（特開昭５６−１４４５６
２）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の２色プリンタでは、第２現像器４２による第１のト
ナー像のはぎ取りを防止できても、第１現像器４１の２
成分現像剤中のキャリアが感光ドラム１上に付着する
と、たとえ、第２現像器４２の現像スリーブ４２３を感
光ドラム１と非接触としても、キャリアがマグネットロ
ーラ４２４の磁気的な吸引力により現像スリーブ４２３
上に付着して、第２現像器４２中に混入してしまうとい
う問題があった。

【００１２】感光ドラム１へのキャリアの付着は、通常
の画像形成中にもほんのわずかづつ発生するが、複写動
作中に停電やブレーカーが落ちたりして、プリンタ本体
が高電圧を制御できないような状況下では、特に発生し
やすい。

【００１３】上記の第２現像器４２へのキャリア混入が
起こると、現像時に現像スリーブ４２３上へのトナーコ
ーティング不良を引き起こし、最悪の場合は、現像した
ベタのハーフトーン画像中等に、すじむらや細々とした
画像抜けとして現れ、画像品位の低下を招く。

【００１４】従来から、このキャリア混入に対しては、
特開昭５９−２０５６に示されるように、感光ドラム上
に付着したキャリアが第２現像器にくる前の感光ドラム
の部分に対向して、キャリア除去部材を設ける等の対策
があったが、キャリアの除去が十分でなかった。

【００１５】そこで、現像器内に誤って混入してしまっ
たキャリアを取り除く手段として、特公平４−４７８２
５に示されるように、現像スリーブに接触またはそのご
く近傍にキャリア塞ぎ止め板を設けて、現像スリーブ上
からキャリアを除去する方法が提案されているが、現像
スリーブ上に磁気的に付着しているキャリアを機械的に
はぎ取るようにしているので、キャリア除去の確実性の
点で実用化が困難であった。

【００１６】従って、本発明の目的は、第１番目の２成
分現像器の現像剤に由来する磁性キャリアが、第２番目
以降の磁性１成分現像器の現像剤担持体に付着、混入し
ても、その磁性キャリアを現像剤担持体上から除去する
とともに、現像器中の所定箇所に拘束して現像剤担持体
上に再付着するのを防止し、現像剤担持体上に良好にコ
ーティングしたトナーによる現像により、すじむらや細
い画像抜けのない高品位の多色画像を得ることを可能と
した多色画像形成装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明にかか
る多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発
明は、複数の潜像が順次形成される像担持体の周囲にそ
の回転方向に沿って、前記複数の潜像を１つずつ現像す
る複数個の現像器が配置され、該複数個の現像器のうち
の上流側から第１番目の現像器は、トナーと磁性キャリ
アとからなる現像剤を使用する２成分現像器であって、
前記複数の潜像のうちの第１番目の潜像を現像し、第２
番目以降の各現像器は磁性トナーからなる現像剤を使用
する磁性１成分現像器であって、第２番目以降の各潜像
を現像し、前記複数の潜像の現像後、像担持体上に形成
された複数色のトナー像を記録上に一括して転写する多
色画像形成装置において、前記第２番目以降の各現像器
の現像剤担持体内に固定配置された磁界発生手段は、現
像剤担持体と像担持体とが対向した現像部よりも現像剤
担持体の回転方向下流側に位置された２つの磁極を少な
くも有し、前記各現像器は第２の磁界発生手段を有し、
該第２の磁界発生手段は、前記２つの磁極間の現像剤担
持体上の位置であって、前記第１の磁界発生手段から発
生された磁界の磁気拘束力分布が極小となる位置の近傍
に対向した位置において、前記各現像器に配置したこと
を特徴とする多色画像形成装置である。

【００１８】本発明によれば、前記２つの磁極間の現像
剤担持体上の磁気拘束力分布が極小となる位置での該磁
気拘束力の大きさを磁気力Ｆ2 とし、該極小となる位置
での前記第２の磁界発生手段から発生された磁界の磁気
吸引力の大きさを磁気力Ｆ1としたとき、Ｆ1 ＞Ｆ2 と
なるように設定される。前記第２番目以降の各現像器の
現像剤担持体が像担持体に対して非接触とされる。好ま
しくは、前記第２の磁界発生手段の前記２つの磁極が同
極性の反撥極である。前記第１番目の現像器の現像剤の
磁性キャリアの平均粒径が３０〜１００μｍである。前
記第２番目以降の各現像器の現像剤である磁性トナーの
平均粒径が５〜１２μｍである。また、前記第２の磁界
発生手段に、前記第１番目の現像器による現像に先立っ
て予め磁性キャリアを拘束させることができる。前記第
２の磁界発生手段に予め拘束させた磁性キャリアは、前
記第１番目の現像器の現像剤の磁性キャリアよりも、粒
径および磁化率の少なくとも１つが大きいようにするこ
とができる。前記第２の磁界発生手段を前記第２番目以
降の各現像器に、前記２つの磁極間の現像剤担持体上の
磁気拘束力分布が極小となる位置に対して進退可能に設
置することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる多色画像形
成装置を図面に則して詳しく説明する。

【００２０】実施例１本発明は、図７に示した多色画像形成装置に具現化する
ものとして説明する。従って、本発明の多色画像形成装
置の全体的構成および機能については説明を省略し、本
発明の特徴部について説明する。

【００２１】図１は、本発明の多色画像形成装置におけ
る第２現像器を示したもので、本発明の特徴を最も良く
表す。この第２現像器４２は、現像スリーブ４２３に付
着した混入キャリアを除去するためのキャリア取り部材
４２７を設けた点が、先の図８に示した従来の第２現像
器４２と異なる。キャリア取り部材４２７は磁界発生手
段からなり、本実施例では永久磁石を用いた。

【００２２】現像スリーブ４２３内のマグネットローラ
４２４は、その周方向に沿って４つの磁極Ｎ１、Ｓ１、
Ｎ２、Ｓ２を有し、磁極Ｎ１は現像スリーブ４２３の略
頂部位置に、磁極Ｓ１は現像スリーブ４２３と感光ドラ
ム１とが対向した現像部近辺の位置に配置されている。
磁極Ｎ２は現像部よりも現像スリーブ回転方向下流側の
位置に、磁極Ｓ２はさらにその下流側の位置に配置さ
れ、これら２つの磁極Ｎ２、Ｓ２は、現像スリーブ４２
３の下側に対応した部分に位置されている。

【００２３】キャリア取り部材４２７は、図１に示され
るように、現像容器４２１における現像スリーブ４２３
下方の位置に非接触に設けられている。詳しくは、現像
スリーブ４２３上に付着した混入キャリアをはぎ取りや
すくするために、２つの磁極Ｎ２、Ｓ２間の現像スリー
ブ４２３上の位置であって、マグネットローラ４２４か
らの磁界の磁気拘束力分布が極小となる位置Ａに対し、
キャリア取り部材４１７を、その位置Ａ付近に対向した
現像容器４２１の位置に設置した。キャリア取り部材４
２７は、現像スリーブ４２３上の位置Ａとの間にギャッ
プＤを有し、現像スリーブ４２３と非接触である。

【００２４】本発明では、現像スリーブ４２３上の位置
Ａもしくはその近傍におけるマグネットローラ４２４か
らの磁界の磁気拘束力分布の磁気拘束力の大きさ、つま
り磁気拘束力の極小値を磁気力Ｆ2 とし、該位置Ａにお
けるキャリア取り部材４２７からの磁界の磁気吸引力の
大きさを磁気力Ｆ1 としたとき、Ｆ1 ＞Ｆ2 となるように磁極力Ｆ1 を設定することにより、現像ス
リーブ４２３上に付着した混入キャリアを確実に取り除
き、その取り除いたキャリアが現像スリーブ４２３上に
再付着しないように、キャリア取り部材４２７の近辺に
拘束するようにした。

【００２５】図２は、マグネットローラ４２４の作り出
す磁束密度と磁力を示す図である。図２において、実線
ａ1 で示した曲線は、マグネットローラ４２４の磁極に
より発生する現像スリーブ径方向の磁束密度分布であ
る。この磁束密度分布を磁束密度分布Ｂｒと称す。破線
ｂ1 で示した曲線は、マグネットローラ４２４により現
像スリーブ４２３上に生じる磁気力のスリーブ径方向分
布である。これは、磁性トナーおよび磁性キャリアを現
像スリーブ４２３の径方向に引き付ける磁気力であるた
め、磁気拘束力分布Ｆｒという。

【００２６】磁束密度分布Ｂｒの測定は、ホール素子を
用いたプロープを現像スリーブ４２３の近傍に固定し、
マグネットローラ４２４のみを回転させながら、プロー
ブに接続したガウスメータにより測定することにより得
られる。磁気拘束力分布Ｆｒの測定は、磁性体の小球を
現像スリーブ４２３の近傍に固定し、その磁性体にシャ
フトを介して荷重変換器（ストレインゲージ）に接続
し、同様にマグネットローラ４２４を回転させながら、
荷重変換器の出力を計測することにより行なった。

【００２７】図２の磁気拘束力分布Ｆｒから分かるよう
に、マグネットローラ４２４の磁極Ｎ２の近傍からＳ２
の近傍にかけて磁気拘束力が極小値を示す位置があり、
現像スリーブ４２３上のこの位置が上記の位置Ａであ
り、位置Ａでの磁気拘束力の極小値が上記の磁気力Ｆ2
である。

【００２８】本実施例では、上述したように、キャリア
取り部材４２７を、マグネットローラ４２４による磁気
拘束力分布Ｆｒ上の極小の位置Ａもしくはその近傍に対
応した位置に配置した。つまり、現像スリーブ４２３上
に付着した混入キャリアを、現像スリーブ４２３上の磁
気拘束力が最も弱まる磁気力Ｆ2 の位置Ａの近くで、キ
ャリア取り部材４２７によるＦ2 ＜Ｆ1 なる磁気力Ｆ1
によりはぎ取ることになるので、良好にはぎ取ることが
できる。

【００２９】好ましくは、キャリアはぎ取り部材４２７
を現像容器４２１にはめ込み式に設けて、現像スリーブ
４２３上の位置Ａに対してギャップＤを調節できるよう
に、キャリアはぎ取り部材４２７を進退自在とすれば、
混入キャリアのはぎ取り時、現像スリーブ４２３上の位
置Ａにキャリア取り部材４２７による磁気吸引力Ｆ1を
容易に確保できるので、現像スリーブ４２３上からの混
入キャリアのはぎ取りがより確実になる。

【００３０】本実施例では、前述したように、キャリア
取り部材４２７には棒状の磁石を用いた。その磁束密度
分布を図３に示す。この棒状の磁石４２７は、棒状の磁
性体の周方向上の反対側に位置する部分に２極の磁極
Ｓ、Ｎを長手方向に沿って着磁したもので、実線ｃで示
す磁束密度分布を有し、破線ｄで示す分布の磁気力を発
生する。

【００３１】図３に示すように、棒状の磁石４２７の磁
極Ｓを現像スリーブ４２３上の位置Ａに向け、図１に示
されるよう、現像スリーブ４２３とギャップＤだけ離し
て配置した。棒状の磁石４２７が位置Ａの近傍に発生す
る磁気力は、図３の分布ｄの磁気吸引力が距離Ｄだけ離
れた位置Ａで作用する力であり、前述した磁気力Ｆ1で
ある。磁性体の着磁量や、ギャップＤの量を調整するこ
とにより、Ｆ1 ＞Ｆ2 なる関係に設定することができる。

【００３２】上記のような構成とすることにより、図７
に示した２成分現像器の第１現像器４１による第１現像
時に感光ドラム１上に付着した磁性キャリアが、磁性１
成分現像器の第２現像器４２中に混入しても、その混入
キャリアを現像スリーブ４２３上から除去して、キャリ
ア取り部材４２７およびその近傍で磁気的に拘束するこ
とができ、現像スリーブ４２３上に混入キャリアが再び
付着されないようにすることができる。

【００３３】一方、現像スリーブ４２３上にコートされ
ている磁性トナーは、現像スリーブ４２３上に静電吸着
しているために、キャリア取り部材４２７による磁極力
によって剥されることはない。磁性トナーは、５〜１２
μｍ程度の粒径が一般的で微粒子であり、その表面積が
大きく静電気を帯びやすいので、現像スリーブ４２３上
への静電吸着力が強い。磁性キャリアは、３０〜１００
μｍ程度の粒径が大きいものを用いるので、重量が重く
磁気的にひかれやすく、キャリア取り部材４２７による
磁極力によって剥されやすい。

【００３４】以下に本発明の実験例を詳述する。

【００３５】まず、画像形成プロセスについて図６を用
いて説明する。画像形成装置は図７の２色プリンタを用
いた。図６（Ａ）〜（Ｆ）は、図７の２色プリンタにお
ける各画像形成工程での感光ドラム１の表面電位を示し
た。

【００３６】図７において、矢印方向に回転する感光ド
ラム１の表面を帯電器２１により、たとえば−６００Ｖ
に一様に帯電する（図６（Ａ））。第１の半導体レーザ
ー８１から第１の画像信号により変調された第１のレー
ザービーム３１を射出し、その第１レーザービーム３１
を回転多面鏡９により偏光して感光ドラム１上をラスタ
走査させ、露光部の表面電位をたとえば−１００Ｖに減
衰させて、感光ドラム１上に第１潜像が形成される（図
６（Ｂ））。

【００３７】第１の潜像は、前述した第１現像器４１に
より負に帯電したトナーを有する２成分現像剤により反
転現像される。このとき得られた第１トナー像の電位
（トナー層電位）は、トナーの電荷により−１００Ｖ程
度下がって−２００Ｖ程度となる（図６（Ｃ））。

【００３８】次に、感光ドラム１を第２帯電器（再帯電
器）２２により再び帯電する。この再帯電は第１トナー
像の電位を第１の非画像部電位に近付けるものであっ
て、その結果、再帯電後の第１の画像部電位は−５００
Ｖ程度、第１の非画像部電位は−６５０Ｖ程度となる
（図６（Ｄ））。

【００３９】次いで、第２の半導体レーザー８２から第
２の画像信号により変調された第２のレーザービーム３
２を射出し、第２レーザービーム３２を回転多面鏡９に
より偏光して、感光ドラム１上をラスタ走査させ、露光
部の表面電位をたとえば−１００Ｖに減衰させて、感光
ドラム１上に第２潜像が形成される（図６（Ｅ））。そ
の後、第２の潜像は、前述した第２の現像器４２により
負に帯電した１成分磁性現像剤により反転現像される。
（図６（Ｆ））以上がいわゆるネガネガ再帯電方式と言われるプロセス
であり、これにより感光ドラム１上に２色のトナー像に
よる２色画像を形成するものである。

【００４０】感光ドラム１は、ここでは、６８０ｎｍ付
近に感度を有するＯＰＣ感光体を用い、第１、第２の帯
電器２１、２２には共にスコロトロン帯電器を使用し
て、コロナ帯電し、露光は第１、第２の露光３１、３２
共、６８０ｎｍの可視光レーザーを用いて、感光ドラム
１上に６００ｄｐｉのデジタル静電潜像を形成した。

【００４１】第１現像器４１は接触２成分現像法を実行
する２成分現像器である。第１現像器４１に用いた２成
分現像剤は、周知の通り、フェライト粒子等の磁性粒子
に樹脂コーティング等を施し、高抵抗（１０⁷ 〜１０¹²
Ωｃｍ）とした粒径３０〜１００μｍ程度のキャリア
に、粒径５〜１２μｍ程度の非磁性トナーを数％（重量
％）程度混合してなっており、そのトナーの摩擦帯電電
荷はキャリア粒子との摩擦によって付与され、−１０〜
−２０μＣ／ｇ程度の摩擦帯電電荷量を有する。

【００４２】この２成分現像剤は、現像スリーブ内に固
定配置されたマグネットローラに保持されながら、回転
する現像スリーブにより搬送される。現像スリーブは、
現像剤の搬送性を持たせるために、アランダムビーズを
用いたサンドブラスト（＃４００番程度）を施してあ
り、現像剤の搬送量は２０〜１００ｍｇ／ｃｍ² 程度で
ある。

【００４３】現像剤は、現像スリーブと感光ドラム１と
が対向した現像ニップ（５００μｍのギャップが保持さ
れている）において穂立ちし、感光ドラム１に接触す
る。現像時、現像スリーブには現像バイアスとして、Ｄ
Ｃバイアスの他にＡＣバイアスを重畳して印加するが、
このＡＣバイアスはＳｉｎ波、矩形波、Ｄｕｔｙ波、ブ
ランクパルス波など周知のものを使用することができ
る。本実験では、周波数２．０ｋＨｚ、ピークツウピー
ク電圧２．０ｋｖＶｐｐの矩形波を用いた。現像ＤＣバ
イアスＶDCは−５００Ｖとしており、背景部電位の−６
００Ｖとの差の１００Ｖがキャリア付着を促進する側の
バイアスとなる。

【００４４】もちろん、第１現像器４１に非接触２成分
現像法を採用してもよく、このときは現像剤の搬送量を
増加したり、現像ＡＣバイアスのピークツウピーク電圧
を大きくしたり等の変更をすればよい。

【００４５】第２現像器４２は、図１を参照して説明し
たように、磁性トナーを用いて非接触現像法を実行する
磁性１成分現像器である。

【００４６】本実施例では、磁性トナーは絶縁性であ
り、第２現像器４２の非磁性の現像スリーブ４２３との
摩擦により帯電される。この磁性トナーの摩擦帯電量
は、トナーの処方や粒径、電荷制御剤の添加、現像スリ
ーブの表面性、さらには現像スリーブとトナー規制部材
４２５の距離、トナーのパッキングの強さ等に依存す
る。

【００４７】本実験では、磁性トナーとしてスチレンア
クリル系の平均粒径８μｍのものを使用し、流動性付与
のためにシリカを外添している。また、現像スリーブ４
２３は、非磁性ステンレスのスリーブ基体表面に＃４０
０番程度のガラスビーズによりブラスト処理を施して用
いた。規制部材４２５は磁性ステンレス製で、厚さ１．
２ｍｍ、現像スリーブ４２３との間隙は２００μｍとし
た。このとき現像スリーブ４２３上のトナーの摩擦帯電
量は、約−１０〜−１５μＣ／ｇ程度であり、コート量
は０．７〜１．２ｍｇ／ｃｍ² であった。

【００４８】マグネットローラ４２４の４極の磁極Ｎ
１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２の磁束密度は、規制部材４２５に
略対向した磁極Ｎ１が約９００ガウス、感光ドラム１に
対向した磁極Ｓ１が約１１００ガウスであり、また磁極
Ｎ２が約７５０ガウス、Ｓ２が約６５０ガウスとした。

【００４９】感光ドラム１と現像スリーブ４２４間のギ
ャップは２５０μｍ程度で、現像バイアスにはＡＣバイ
アスを重畳した。ＡＣバイアスは、Ｓｉｎ波、矩形波、
Ｄｕｔｙ波、ブランクパルス波等周知のものを使用して
よく、ここでは周波数２．７ｋＨｚ、ピークツウピーク
電圧１．４ｋｖＶｐｐのＤｕｔｙ３０％波を用いた。Ｄ
Ｃバイアスは−５５０Ｖとした。

【００５０】なお、トナー規制部材４２５として弾性ブ
レードを用い、これを現像スリーブ４２３に当接させ
て、現像スリーブ４２３上の磁性トナーとの摩擦帯電に
より、トナーに摩擦帯電電荷を持たせるようにしてもよ
い。このとき弾性ブレードをシリコンゴム製とし、ステ
ンレス製現像スリーブ４２３への当接圧を線圧１５〜２
０ｇ／ｃｍでカウンター当接して、トナーの摩擦帯電電
荷量を−１０〜−２０μＣ／ｇ、塗布量０．４〜０．８
ｍｇ／ｃｍ² 程度として用いる。この場合、現像バイア
スは従来のものでよい。

【００５１】キャリア取り部材４２７は、図３の磁極
Ｓ、Ｎが共に９００ガウスに着磁された棒状の永久磁石
を用いた。キャリア取り部材４２７の小型化のために、
ここでは希土類の磁石とした。もちろん、スペースに余
裕があれば安価なプラスチックマグネット等を用いても
よい。

【００５２】現像スリーブ４２３とキャリア取り部材４
２７とのギャップＤは、Ｄ＝０．５ｍｍとした。このた
め現像スリーブ４２３上の位置Ａ近辺での磁気力Ｆ1
は、図３に示される場合よりも小さく約２／３となる
が、それでも、マグネットローラ４２４により位置Ａ近
傍に発生される磁気力Ｆ2 よりは、大きいことがわか
る。

【００５３】以上のような条件で２色の画像形成を行っ
たところ、第２現像器４２に混入したキャリアが長期に
わたり現像スリーブ４２３上にコートされず、すじむら
や細い画像抜けのない高品位の２色画像を得ることがで
きるのを確認できた。また、画像形成中のメイン電源の
オフ等を行っても変化はなく、混入キャリアが現像スリ
ーブ４２３上にコートされるには至らなかった。

【００５４】実施例２本実施例は、実施例１の図１の第２現像器４２におい
て、その現像スリーブ４２３内マグネットローラ４２４
の磁束密度パターンを変えた点が、実施例１と異なる。
本実施例におけるマグネットローラ４２４の磁束密度パ
ターンを図４に示す。

【００５５】図４に示すように、本実施例におけるマグ
ネットローラ４２４は、現像スリーブ４２３の回転方向
に沿って磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２の５極とし
て、現像スリーブ４２３と感光ドラム１との現像部より
も下流側に磁極Ｎ２とＮ３の反発極を設けた。このマグ
ネットローラ４２４は、図４に示すような磁束密度分布
ａ2 を有し、磁気拘束力分布ｂ2 を生じる。

【００５６】このような反発極Ｎ２、Ｎ３を設けると、
図１の現像スリーブ４２３上には反発極Ｎ２、Ｎ３の極
間で、図４に示すように、磁気拘束力がゼロとなる位置
Ａ′が存在するので、この位置Ａ′またはその近傍に向
けてキャリア取り部材４２７を対向させると、現像スリ
ーブ４２３上に付着したキャリアを吸引、除去する効果
が、実施例１のときよりも大きくなる。

【００５７】この場合、磁性トナーもキャリア取り部材
４２７に引かれやすくなるが、磁性トナーの摩擦帯電量
を高くする等によって、磁性トナーの現像スリーブ４２
３に対する静電付着力を高めることにより、対処するこ
とができる。

【００５８】比較例１実施例１、２の比較例として、図１の第２現像器４２の
現像スリーブ４２３内マグネットローラ４２４として、
図５に示すような磁束密度分布ａ3 を有するものを使用
して実験した。このマグネットローラ４２４は、図２に
示したマグネットローラに類似しているが、磁気拘束力
分布を測定してみると、図５に示すような分布ｂ3 のよ
うになり、磁極Ｎ２、Ｓ２間の現像スリーブ４２３上の
位置に磁気拘束力分布の極小値を持たないことがわかっ
た。

【００５９】このようなマグネットローラ４２４を第２
現像器４２に用いた以外は実施例１と同様にして、２色
の画像形成を行ったところ、第２現像器４２内に混入し
たキャリアに対するマグネットローラ４２３の引き付け
力が強いために、キャリア取り部材４２７によるキャリ
アの吸引、除去が不十分になって、現像スリーブ４２３
上にキャリアが残存し、その結果、得られた画像にはす
じむら等の画質低下を生じた。

【００６０】もちろん、キャリア取り部材４２７の磁気
力をより大きくしたり、キャリア取り部材４２７と現像
スリーブ４２３上の位置ＡとのギャップＤを狭めれば、
キャリア除去効果が向上するが、第２現像器４２の設計
の許容量の低下やコストの増大が大幅に生じるので、実
用的でない。

【００６１】実施例３本実施例は、図１の第２現像器４２において、キャリア
取り部材４２７の近傍に磁気ブラシ形成用のキャリアを
予め拘束させた点が、実施例１および２と異なる。この
ようにキャリア取り部材４２７の近傍に予めキャリアを
拘束すれば、第１現像器４１の２成分現像剤に由来する
キャリアの第２現像器４２への混入に前もって、キャリ
ア取り部材４２７から現像スリーブ４２３上の位置Ａ付
近に伸びる磁気ブラシを形成できるので、混入して来た
キャリアを磁気ブラシにより現像スリーブ４２３上から
はぎ取ることでき、キャリア取り部材４２７によるキャ
リア除去が補助されて、除去効果が高まる。

【００６２】キャリア取り部材４２７の近傍に磁気ブラ
シ形成用のキャリアを確実に保持するためには、キャリ
ア取り部材４２７として、実施例１、２で使用した棒状
の磁石よりも大きな磁気吸引力を発生できるもの、たと
えば強力な電磁石を用いることが好ましい。あるいは、
混入キャリアをよりも粒径の大きいキャリアを使用した
り、磁化率の大きなキャリアを使用することによって
も、キャリア取り部材４２７に前もって拘束させるキャ
リアの保持力を高めることを実現できる。

【００６３】以上、本発明の多色画像形成装置をいくつ
かの実施例により説明したが、本発明は実施例に記載し
た以外の構成の多色画像形成装置にも適用することがで
きる。

【００６４】たとえば本明細書では、感光ドラム１とし
てマイナス帯電性のＯＰＣ感光体を用い、その感光ドラ
ム１上に形成した第１、第２の静電潜像は、負極性トナ
ーを用いた２成分現像器４１、同じく負極性トナーを用
いた非磁性１成分現像器４２により反転現像したが、感
光ドラム１としてａ−Ｓｉドラムを用いてもよい。この
場合、感光ドラム１の帯電は、オゾン発生量低下等のメ
リットからプラス帯電を採用することが一般的であり、
これに応じて現像器４１、４２に使用するトナーも、正
極性帯電のトナーとなる。

【００６５】静電潜像の形成方法については詳述しなか
ったが、画像データに応じてレーザーまたはＬＥＤ等を
発光させる時間を変調するパルス幅変調法（ＰＷＭ）を
用いて、１画素中に２５６階調を持たせるようにしても
よく、あるいは２値的なデジタル潜像としてもよい。２
値等の階調数の低い潜像形成方法を用いる場合は、画像
に階調性を持たせるために、６００ｄｐｉ以上の高解像
度化の下に２値ないしは１６値程度の階調数で、周知の
誤差拡散法やディザ法等を用いるようにすればよい。

【００６６】さらに、転写前の感光ドラム１上の２色の
トナー像の帯電量を揃えるための転写前帯電器５につい
ても詳述しなかったが、良く知られているように、コロ
トロン、スコロトロン帯電器を用い、ＡＣまたはＤＣ電
圧の印加することにより、トナー像の帯電量を制御する
ことができる。もちろん、これに転写前露光等を併用し
て、感光ドラム１の表面電位を減衰させておけば、後の
工程の２色のトナー像の転写、分離に対し有効であり、
良く知られている手法である。

【００６７】感光ドラム１を工程の最後で除電する前露
光については、それに使用する光の波長、強度等を適切
に設定して、前に形成した画像のゴーストがでないよう
にすることに留意する必要がある。

【００６８】いずれにしろ、当業者であれば、以上述べ
た技術を本発明に組み合わせて用いることが可能である
ことは容易に理解されるであろう。

【００６９】また実施例では、多色画像形成方法とし
て、トナーの帯電極性と感光ドラム１の帯電極性が、す
べて同一であるような２色画像の形成方法（いわゆるネ
ガネガ再帯電方式）を説明したが、２色画像形成方法に
は、この他にも、いわゆるネガポジプロセス（特開昭５
５−１３７５３８）や３値プロセス（特開昭５２−８１
８５５）等がある。これらの２色画像形成方法は、正規
現像と反転現像の組み合わせであるが、本発明が有効で
あることは明らかである。さらに、本発明は３色以上の
多色画像形成方法にも適用することが可能である。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体の周囲にその回転方向に沿って配設された複数
個の現像器のうち、磁性１成分現像器からなる第２番目
の以降の各現像器が、その現像剤担持体内に固定配置さ
れた磁界発生手段に、現像剤担持体と像担持体とが対向
した現像部よりも現像剤担持体の回転方向下流側に位置
された２つの磁極を少なくも有し、また、各現像器は第
２の磁界発生手段を有し、その第２の磁界発生手段を、
上記第１の磁界発生手段の２つの磁極間の現像剤担持体
上の位置であって、第１の磁界発生手段から発生された
磁界の磁気拘束力分布が極小となる位置の近傍に対向し
た位置において各現像器に配置したので、第２の磁界発
生手段からの磁界による磁気力を、現像剤担持体上の第
１の磁界発生手段による磁気拘束力が最も弱いところに
及ぼすことができる。

【００７１】従って、２成分現像器からなる第１番目の
現像器の現像剤に由来する磁性キャリアが、第２番目以
降の各現像器の現像剤担持体に付着、混入しても、第２
の磁界発生手段による磁気力を適当に設定することによ
り、混入キャリアを現像剤担持体上から除去し、またそ
の除去した混入キャリアを第２の磁界発生手段もしくは
その近傍に拘束して、現像剤担持体に再付着するのを防
止できる。これにより、第２番目以降の各現像器の現像
剤担持体上にトナーを良好にコーティングして現像する
ことができ、すじむらや細い画像抜けのない高品位の多
色画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多色画像形成装置の一実施例における
第２現像器を示す概略構成図である。

【図２】図１の第２現像器の現像スリーブ内マグネット
ローラの磁束密度分布と磁気力分布を示す図である。

【図３】本発明の一実施例において画像形成装置に設置
したキャリア取り部材、およびその磁束密度分布と磁気
力分布を示す図である。

【図４】本発明の他の実施例における第２現像器のマグ
ネットローラの磁束密度分布と磁気力分布を示す図であ
る。

【図５】比較例で用いた第２現像器のマグネットローラ
の磁束密度分布と磁気力分布を示す図である。

【図６】本発明の多色画像形成装置における画像形成プ
ロセスを説明する図である。

【図７】従来の多色画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【図８】図７の多色画像形成装置における第２現像器を
示す概略構成図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２１、２２帯電器３１、３２像露光４１第１現像器４２第２現像器４２３現像スリーブ４２４マグネットローラ４２５トナー規制部材４２７キャリア取り部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の潜像が順次形成される像担持体の
周囲にその回転方向に沿って、前記複数の潜像を１つず
つ現像する複数個の現像器が配置され、該複数個の現像
器のうちの上流側から第１番目の現像器は、トナーと磁
性キャリアとからなる現像剤を使用する２成分現像器で
あって、前記複数の潜像のうちの第１番目の潜像を現像
し、第２番目以降の各現像器は磁性トナーからなる現像
剤を使用する磁性１成分現像器であって、第２番目以降
の各潜像を現像し、前記複数の潜像の現像後、像担持体
上に形成された複数色のトナー像を記録上に一括して転
写する多色画像形成装置において、前記第２番目以降の
各現像器の現像剤担持体内に固定配置された磁界発生手
段は、現像剤担持体と像担持体とが対向した現像部より
も現像剤担持体の回転方向下流側に位置された２つの磁
極を少なくも有し、前記各現像器は第２の磁界発生手段
を有し、該第２の磁界発生手段は、前記２つの磁極間の
現像剤担持体上の位置であって、前記第１の磁界発生手
段から発生された磁界の磁気拘束力分布が極小となる位
置の近傍に対向した位置において、前記各現像器に配置
したことを特徴とする多色画像形成装置。
【請求項２】前記２つの磁極間の現像剤担持体上の磁
気拘束力分布が極小となる位置での該磁気拘束力の大き
さを磁気力Ｆ2 とし、該極小となる位置での前記第２の
磁界発生手段から発生された磁界の磁気吸引力の大きさ
を磁気力Ｆ1としたとき、Ｆ1 ＞Ｆ2 となるように設定した請求項１の多色画像形成装置。
【請求項３】前記第２番目以降の各現像器の現像剤担
持体が像担持体に対して非接触である請求項１または２
の多色画像形成装置。
【請求項４】前記第２の磁界発生手段の前記２つの磁
極が同極性の反撥極である請求項１、２または３の多色
画像形成装置。
【請求項５】前記第１番目の現像器の現像剤の磁性キ
ャリアの平均粒径が３０〜１００μｍである請求項１、
２、３または４の多色画像形成装置。
【請求項６】前記第２番目以降の各現像器の現像剤で
ある磁性トナーの平均粒径が５〜１２μｍである請求項
１、２、３、４または５の多色画像形成装置。
【請求項７】前記第２の磁界発生手段に、前記第１番
目の現像器による現像に先立って予め磁性キャリアを拘
束させた請求項１、２、３、４、５または６の多色画像
形成装置。
【請求項８】前記第２の磁界発生手段に予め拘束させ
た磁性キャリアは、前記第１番目の現像器の現像剤の磁
性キャリアよりも、粒径および磁化率の少なくとも１つ
が大きい請求項７の多色画像形成装置。
【請求項９】前記第２の磁界発生手段を前記第２番目
以降の各現像器に、前記２つの磁極間の現像剤担持体上
の磁気拘束力分布が極小となる位置に対して進退可能に
設置した請求項１、２、３、４、５、６または７の多色
画像形成装置。