JPS61208062A - 多色像形成装置 - 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〕 本発明は像形成体上に順次色の異なるトナー像を形成し
て多色像を得る多色像形成装置に関し、例えば電子写真
及び静電記録などの分野で利用される。

〔従来の技術〕

従来例１ 電子写真法により多色像を形成する装置としては、色成
分ごとに帯電、露光、現像、転写の各工程を繰返して、
記録紙上に各色トチ−像を重ね合わせるものがある。該
装置により多色像を形成するＫは、青、緑、赤などの色
成分データに従って静電潜像を形成し、イエｐ−、マゼ
ンタ、シアンあるいは黒などのトナーで現像し、これを
記録紙に転写し、以上の工程を一色成分ずつ行なって記
録紙上で多色像を形成する。

従来例１０問題点 ■　各色現像が終了する度に記録紙に転写する必要があ
り、装置が大塵化し、像形成時間が長くなる、 ■　反復動作による位置ずれが生じやす（なるなどがあ
る。

従来例２ 同一の感光体上に複数のトナー像を重ね合わせて現像（
像を重ね合わせるのであって、トナー同志は重なってい
てもいなくてもよい）し、転写工程を一度ですむように
して上記欠点を解決した多色像形成装置が提案されてい
る。

従来例２の問題点 後段の現像時に前段の現像により形成されたトデー像を
乱したり、後段の現像剤に前段で現像されたトナー像か
らトナーが混入してカラーバランスを崩すなどの弊害が
ある。

従来例３ 従来例２の方法において、２回目以降の現像の際に像形
成体に形成された静電潜像に向けてトナーを飛翔させる
方式を採用することにより、多色像を形成する方法が先
に本発明者によって提案されている。この方法では現像
剤層が前段までに形成されたトナー像を摺擦することが
ないので、像の乱れなどは起こらない。

以下、この多色像形成方法の原理を第８図のフルーチャ
ー）Ｋより説明する。第８図は感光体の表面電位の変化
を示したものであり、帯電極性が正の場合を例にとって
いる。ＰＨは感光体の露光部、ＤＡは感光体の非露光部
、ＤＵＰは露光部ＰＨＩＣ第一の現像で正帯電トナーＴ
Ｉが付着したため生じた電位の上昇分を示す。

感光体はスコツトロン帯電器により一様な帯電が施され
て、ｆａｔに示すように一定の正の表面電位Ｅとなる。

次にレーザー・陰極線管・ＬＥＤなどを露光源とする第
一の像露光が与えられ、（ｂ）に示すように露光部ＰＨ
の電位はその光量に応じて低下する。このようにして形
成された静電潜像を未露光部の表面電位Ｅにほぼ等しい
正のバイアスが印加された現像装置を用いて現像する。

その結果、ｆｃｌに示すように正帯電トナーＴ１が相対
的に電位の低い露光＠　ＰＨＫ付着し、第一のトナー像
が形成される。このトナー像が形成された領域は、正帯
電トナーＴ１が付着したことｋより電位がＤＵＰだけ上
昇するが、未露光部ＤＡと同電位にはならない。次に第
一のトナー像が形成された感光体表面は帯電器により２
回目の帯電が施され、その結果、トナーＴ１の有無にか
かわらず、均一な表面電位Ｅとなる。

これを（ｄ）に示す。この感光体の表頁に第二の像露光
が施されて静電潜像が形成され（ｆｅ）　）　、前記（
ｃ）の場合と同様にしてトナーＴＩとは異なる色の正帯
電トナーＴ２を用いて現像が行なわれ第二のトナー像が
得られる。これを（ｆ）Ｉｃ示す。以上のプロセスを複
数回行なって、感光体上に多色トナー像が得られる。こ
れを記録紙に転写し、さらにこれを加熱または加圧して
定着することにより多色記録画像が得られる。この場合
には感光体は表？ＩＫ残留するトナーおよび電荷がクリ
ーニングされて次の多色像形成に用いられる。一方、こ
れとは別Ｋ、感光体上にトナー像を定着する方法もある
。

第８図に説明した方法において、少なくとも（ｒ）の現
像工程は現像剤層が感光体表面に接触しないようにして
行なうことが望ましい。

なお前記多色像形成方法において、２回目以降の帯電を
省略することができる。かかる帯電を省略せず毎回帯電
を繰り返す場合は、帯電前に除電工程を入れるようにし
てよい。また、毎回の像露光に用いる露光源は各々同じ
ものでも異なるものでもよい。

前記多色像形成方法において、例えばイエｐ−、マゼン
タ、シアン、黒の４色のトナーを感光体上に重ね合わせ
る場合が多く、これは以下の理由による。減色法の原理
によれば、イエロー、マゼンタ、シアンの３原色を重ね
合わせることにより、黒の画像が得られるはずであるが
、実用される３原色用のトナーは理想の吸収波長域を有
するものではな（、また３Ｉ色のトナー像の位置ずれな
どのため、これら３原色トナーだゆでは文字や線に１１
ｉｌ′１１される鮮明な黒を再現するのは困難であるば
かりでな（、カラー画像においても濃度が不足しがちＫ
なる。そこで、前述のように３原色に黒を加えた４色で
多色像を形成するよ５ＫＬ、ている。

電子写真法においては像露光手段として気体あるいは半
導体などのレーザー光、ＬＥＤ　、　ＣＲＴ　、液晶な
どが用いられる。

多色像形成のための潜像の形成方法としては、前記電子
写真法のほかＫ、多針電極などにより直接像形成体上に
電荷を注入して静電潜像を形成する方法や、磁気ヘッド
により磁気ａ偉を形成する方法などを用いることができ
る。

第９図は電子写真法を用いた装置の例であり、以下のよ
うにして多色像が形成される。感光体１はスフｐ）ｐン
帯電極２により表面が均一に帯電される。続いてレーザ
ー光学系１０からの像露光Ｌが感光体１上釦照射される
。このようにして静電潜像が形成される。この静電ａ偉
はイＩＣｙ　−）デーが収納されている現像装置Ａによ
り現像される。

トナー像を形成された感光体１は、再びスコロトｐン帯
電極２により均一に帯電され、像露光りを受ける。形成
された静電潜像はマゼンタトナーが収納されている現像
装置Ｂにより現像される。この結果、感光体立上にイエ
ロートナーとマゼンタトナーによる２色トナー像が形成
される。以下同様にしてシアントナー、黒トナーが重ね
て現像され、感光体１上に４色トナー像が形成される。

この４色トナー像は帯電極９により電荷を与えられて転
写され易（された後転写極４で給紙装置１１から給紙ロ
ール１２により供給された記録紙ＰＫ転写される。記録
紙Ｐは分離極５により感光体ｌから分離され、定着器６
で定着される。一方、感光体１は除電極７とクリーニン
グ装置８により清掃される。

クリーニング装置８はクリーニングブレード８１とファ
ーブラシ８２とを有する。これらは像形成中は感光体１
とは非接触に保たれていで、感光体１に多色像が形成さ
れると感光体１と接触し、転写残トナーを掻き取る。そ
の後、クリーニングブレード８１が感光体１から離れ、
少し遅れてファーブラシ８２が感光体１から離れる。フ
ァーブラシ８２はりＩＪ、ングブレード８１が感光体１
かも離れる際、感光体１上に残るトナーを除去する働き
をする。

レーザー光学系１０を第１０図に示す。図中１３は半導
体レーザー発振器、１５は回転多面鏡、１４はコリメー
トレンズ、１６及び１７は反射ミラー、１８はｆ−θレ
ンズである。

この多色像形成装置では、感光体１が一回転する度に一
色ずつ現像されるが、使用されない現像装置には交流バ
イアスを現像時と同様印加しっづゆるか、交流バイアス
を停止するか、現像装置を現像域から離間させる等の処
置がとられる。なお、像形成中は帯電極２以外の各電極
、給紙、紙搬送、りｊＪ＝ング装置８等は不作動とされ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来例３によれば、感光体１上に各色トナー像が重
ね合わせて形成され、記録紙Ｐ上に一度に転写するよう
にしているため、転写ずれなどＫよる像の乱れがなく、
転写ロールが不要とされて、装置がコンパクト化される
等の利点がある。また現像装置が非接触で現像する方式
を用いているため、トナー像の損傷や異色トナーの混入
等の弊害が軽減される利点がある。しかしながら現像に
使用されていない現像装置の扱いに問題がある。即ち交
流バイアスを現像時と同様に印加しつづけた場合は、例
えば第９図の多色像形成装置の現像装置ＢＫより現像さ
れるべき静電潜像が現像装置ＡＫ対面する領域を通過す
るとき現像装置Ａに収納されている異色のトナーが潜像
面に付着するようになり、かつトナー飛散が生ずる。前
記潜像面への異色トナーの付着は現像装置Ａの現像剤の
搬送を止めても発生する。また現像を要しないときに交
流バイアスを停止するようにした場合は、現像開始時に
急に交流バイアスを印加することとなり、立上り時のノ
イズ等により現像不良を招くとか、現像剤の混合不良を
招くとか、交流バイアス電源のｏｎ、　ｏｆｆ　Ｋより
スイッチ素子の寿命を短かくする等の問題がある。さら
に現像を要しないときに現像装置を離間させる場合は、
現像装置を移動させる機構が必要となり、装置の大型化
や高価格化につながる等の問題がある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

（発明の目的） 本発明は、以上のような問題点を解決し、常に鮮かな色
で画像を記録することのできる多色像形成装置を提供す
ることを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、複数の現像手段を用いて像形成体上に多色ト
ナー像を形成する装置において、前記各現像手段には現
像時と非現像時とで印加する電圧の交流成分が異なるよ
うにしたことを特徴とする多色像形成装置により上記目
的を達成するものである。

ここで、交流電圧が異なるとは、交流の実効値、周波数
、あるいは波形などが異なることを意味する。

〔作用〕

以下第】図乃至第３図及び第９図を用いて本発明の像形
成装置に適する現像装置、現像剤及び現像条件につ（・
て説明する。第１図は本発明に適する現像装置の断面図
、第２図は・−成分現像剤を用いたときの非接触現像条
件を示すグラフ、第３図は二成分現像剤を用いたときの
非接触現像条件を示すグラフで第２図、第３図の横軸は
交流バイアスの周波数〔ＫＩ（ｚ〕、縦軸は交流バイア
スにより現像域に生じる電界強度の撮幅〔Ｋｖ／ｆｉ〕
を表わす。

本発明においては、例えば第９図の多色像形成装置が用
いられ、各現像装置は特に限定されなくてもよいが、少
なくとも２回目以降の現像装置Ｂ。

Ｃ，Ｄは非接触現像を行なう現像装置とされ、かかる現
像装置は例えば第１図に示される。第１図の現像装置に
おいて、現像剤Ｄｅは１２個の極数を有する磁気ロール
２１が矢印Ｆ方向、スリーブ２２が矢印Ｇ方向に回転さ
れることにより、矢印Ｇ方向に搬送される。現像剤Ｄｅ
は搬送途中で穂立規制プレード２３によりその厚さが規
制され、現像剤層が形成される。現像剤溜り２４内には
、現像剤Ｄｅの攪拌が十分に行なわれるよう攪拌ヌクｔ
Ｊ　ｘｂ　　２５が設けられており、現像剤溜り２４内
の現像剤Ｄｅが消費されたときには、トナー供給ローラ
２６が回転することにより、トナーホッパー２７からト
ナーＴが補給される。

スリーブ２２と感光体１０間隙ｄは、電界が発生してい
な（・状態でスリーブ２２上の現像剤層が感光体１と接
触しないように保持され、この間には、反転現像を行な
うため、現像バイアスを印加すべく直流電源２８と交流
電源２９が直列に設けられている。

一方、このような機械に使用される現像剤としては、ト
ナーとキャリアから構成される二成分現像剤と、トナー
のみからなる一成分現像剤とがある。二成分現像剤はキ
ャリアに対するトナーの量の管理を必要とするが、トナ
ー粒子の摩擦帯電制御が容易に行なえるという長所があ
る。また、特に磁性キャリアと非磁性トナーで構成され
る二成分現像剤では、黒色の磁性体をトナー粒子に大量
に含有させる必要がないため、磁性体による色濁りのな
いカラートナーを使用することができ、鮮明なカラー画
像を形成できるなどの利点がある。

本発明で用いられる二成分現像剤はキャリアとして磁性
キャリアと、トナーとして非磁性トナーとから以下のよ
うに構成されることが特に好ましく、まず非磁性トナー
は以下の構成とされる。

■　熱可塑性樹脂：結着剤　８０〜９０　ｗｔ％例：ボ
リスチレン１．スチレンアクリル重合体、ポリエステル
、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリエチレン、エチレン酢ビ共重合体など、あるい
はこれらの混合物。

■　顔料：着色材　０〜１５ｗｔ％ 例：黒二カーボンブラック シアン：銅フタロシアニン、スルホン７ミド誘電染料 イエルー：ベンジジン誘導体 マゼンタ：ローダミンＢレーキ、カーミン６Ｂなど。

■　荷電制御剤　Ｏ〜５　ｗｔ％ プラスドナー：ニグロシン系の電子供与性染料、アルフ
キシル化アミン、アルキル７ミド、キレート、顔料、４
級アンモニウム塩など。

マイナストナー二電子受容性の有機錯体、塩素化パラフ
ィン、塩素化ポリエステル、酸基過剰のポリエステル、
塩素化鋼フタロシアニンなど。

■　流動化剤 例：コロイダルシリ力、疎水性シリカ、シリコンフェス
、金属石ケン、非イオン界面活性剤など。

■　クリーニング剤 感光体におけるトナーのフィルミングを防止するのを目
的としている。

例！脂肪酸金属塩、表面に有機基をもつ酸化ケイ素酸、
フッ素系界面活性剤など。

■　充填剤 画像の表面光沢の改良、原材料費の低減を目的とするも
のである。

例：炭酸カルシウム、クレー、タルク、顔料など。

これらの材料のほかに、かぶりやトナー飛散を防ぐため
磁性体を含有させてもよい。

磁性粉としては、０．１〜１μｍの四三酸化鉄、ｒ−酸
化第二鉄、二酸化りｐム、ニッケル７エライト、鉄合金
粉末などが提案されているが、現在の所、四三酸化鉄が
多く使用されトナーに対して５〜７０ｗｊ％含有される
。磁性粉の種類や量によってトナーの抵抗はかなり変化
するが、１０８Ω硼、好ましくは１０１２Ωα以上の十
分な抵抗を得るためには、磁性体量を５５　ｗｔ％以下
にすることが好ましい。また、カラートナーとして、鮮
明な色を保つためには、磁性体量を３０　ｗｔ％以下に
することが望ましい。

その他圧力定着用トナーに適する樹脂としては、約２０
ｋｇ／ＣｒｒＬ程度の力で層性変形して紙に接着するよ
うに、ワックス、ポリオレフィン類、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体、ポリウレタン、ゴムなどの粘着性樹脂など
が選ばれる。カプセルトナーも用いることができる。

以上の材料を用いて、従来公知の製造方法によりトナー
を作ることができる。

本発明の構成において、さらに好ましい画像を得るため
Ｋこれらのトナー粒径は、解像力との関係から通常重量
平均粒径が５０μｍ程度以下であることが望ましい。本
発明ではトナー粒径に対して厚理的な制限はないが、解
像力、トナー飛散や搬送の関係から通常１〜３０μｍ程
度が好ましく用いられる。

なお、重量平均粒径はコールタ−カウンタ（コールタ社
製）で測定されたものである。

次に本発明の現像剤を構成するキャリアとしては磁性材
料及び前記トナーを構成する樹脂その他の材料が用いら
れ、以下の構成とされる。繊細な点や線をあるいは階調
性をあげるためにキャリア粒子は磁性体粒子と樹脂とか
ら成る粒子例えば磁性粉と樹脂との樹脂分散系や樹脂コ
ーティングされた磁性粒子であって、さらに好ましくは
球形化されている１重量平均粒径が好ましくは５０μｍ
以下、特に好ましくは３０−μｍ以下５μｍ以上の粒子
が好適である。

し易くなり良好な偉形成の妨げとなるとともにノくイ７
ス電圧が充分に印加されなくなるという問題が発生する
が、これを防止するために、キャリアの抵抗率は１０８
Ω儂以上好ましくは１０１３０α以上、更に好ましくは
１０１４Ω口以上の絶縁性のものがよく、さらＫこれら
の抵抗率で、粒径が上述したものがよい。

このような微粒子化されたキャリアの製造方法は、トナ
ーについて述べた磁性体と熱可塑性樹脂を用いて、磁性
体の表面を樹脂で被覆するかあるいは磁性体微粒子を分
散含有させた樹脂で粒子を作るかして、得られた粒子を
従来公知の平均粒径選別手段で粒径選別することによっ
て得られる。

そして、トナーとキャリアの攪拌性及び現像剤の流動性
を向上させ、また、トナーをよく帯電させてドアー粒子
同志やトナー粒子とキャリア粒子の凝集を起りにくくす
るために、キャリアを球形化することが望ましい。かか
る球形の磁性キャリア粒子は、樹脂被覆キャリア粒子で
は、磁性体粒子にできるだけ球形のものを選んでそれに
樹脂の被覆処理を施すこと、磁性体微粒子分散系のキャ
リアでは、できるだけ磁性体の微粒子を用いて、分散樹
脂粒子形成後に熱風や熱水による球形化処理を施すこと
、あるいはスプレードライ法によって直接球形の分散樹
脂粒子を形成すること等によって製造される。

なお、トナーやキャリアの固有抵抗は以下の測定法によ
り測定される。即ち粒子を０，５０Ｃｒｉの断面積を有
する容器に入れてタッピングした後、詰められた粒子上
に１　ｋ！！／ｆｆｌの荷重をかけ、厚さを１絽程度と
し、荷重と底面電極との間に１０２〜１０５Ｖ　／硼の
電界が生ずる電圧を印加してそのとき流れる電流値をよ
みとり、所定の計算を行なうことによって求められる。

次に現像方法について説明する。前記したように現像に
当たっては磁気ブラシで直接摺擦する方法を用（・ても
よいが、特に、少な（とも第２回目の現像以後は、形成
されたトナー像の損傷を避けるため、第１図に示したよ
うな現像装置を用いてスリーブ２２上の現像剤層が感光
体１０面を摺擦しない非接触現像方法を用いることが望
ましい。この非接触現像方法は、現像域に交番電場を形
成しスリーブ２２の面から感光体１０面に向けてトナー
を飛翔させて現像を行なうものである。以下前記非接触
現像方法につきさらに詳述する。

前述のような交番電場を用いた繰返し現像では、既にト
ナー像が形成されている感光体１に何回か現像を繰り返
すことが可能となるが、適正な現像条件を設定しないと
後段の現像時に、前段に感光体１上に形成したトナー像
を乱したり、既に感光体１上に付着しているトナーがス
リーブ２２に逆戻りし、これが前段の現像剤と異なる色
の現像剤を収納している後段の現像装置に侵入するとい
った問題点がある。これを防止するには基本的には、ス
リーブ２２上の現・像剤層を感光体１１Ｃ摺擦若しくは
接触させないで操作することである。このため釦は、感
光体ｌとスリーブ２２との間隙を、スリーブ２２上の現
像剤層の厚さより大きく保持しておく（但、両者間に電
位差が存在しない場合）ことが必要とされる。さらに上
述の問題点をより完全に回避し、さらに各トナー像を十
分な画像濃度で形成するためには、望ましい現像条件が
存在することが本発明者の実験により明らかになった。

この条件は主として、現像領域における感光体ｌとスリ
ーブ２２との間隙ｄ　（ｓ＋ｍ）　（以下、単に間隙ｄ
という場合がある）、交番電界を発生させる現像バイア
スの交流成分の振幅ｖＡｏ（■及び周波数ｆ（Ｈｚ）等
のパラメータ相互の密接な関連において定められる。

（実験例） 以下前記望ましい現像条件を見出すための実験の経緯を
説明する。この実験では前記第９図の像形成装置を用い
て行なわれ、第１図の構造を有する現像装置Ａ及びＢに
よりＡ、Ｂ（７）項に現像して２色トナー像が形成され
るが、このときの現像装置Ｂの現像バイアスの交流成分
の電圧や周波数等のパラメータの変化と像形成の良否と
の相関が検討された。

初めに現像装置Ｂに収納した現像剤Ｄｅは一成分磁性現
像剤であり、熱可塑性樹脂７０　ｗｔ％、顔料（カーボ
ンブラック）　１０　ｗｔ％、磁性体２０　ｖｒｔ％そ
の他荷電制御剤を混線粉砕し、平均粒径を１５μｍとし
、さらにシリカ等の流動化剤を加えたものを用いる。な
お帯電量は荷電制御剤の種類及びその量を変化すること
により制御された。

前記現像剤を用いて前記パラメータを変えながら実験を
行なったところ、交流電界強度の振幅ＢＡＯと、周波数
の関係について整理することができ、第２図に示すよう
な結果を得た。なおここでいう電界は、スリーブ２２に
印加するバイアス電圧を間ｌ！１１ｄで割った値である
。

第２図において■で示した領域は現像ムラが起りやすい
領域、■で示した領域は交流成分の効果が現れない領域
、■で示した領域は既に形成されているトナー像の破壊
が起りやすい領域、■［Ｆ］は交流成分の効果が現れ、
十分な現像濃度が得られかつ既に形成されているトナー
像の破壊が起らない領域で［Ｆ］はそのうち特に好まし
い領域である。

以上の実験結果に基づき、本発明者は、各現像工程で、
現像バイアスの交流成分００〜ピークをＶＡＯ（Ｉ＋’
）、周波数’ｔ　ｆ　（Ｈｚ）、感光体１トスリ一ブ２
２０間隙なｄ　（ｎ＋）とするとき ０．２　≦ＶＡＯ／　（ｄ−ｆ　）　≦１．６を満たす
条件により現像を行なえば、既に感光体１上に形成され
たトナー像を乱すことなく、後の現像を適切な濃度で行
なうことができるとの結論を得た。さらにより十分な画
像濃度が得られ、かつ前段までに形成したトナー像を乱
さないためには、 ０．４　≦ＶＡＯ／　（ｄ−ｆ　）　≦１．２の条件を
満たすことがより望ましい。さらにその領域の中でも、
画像濃度が飽和するよりやや低電界にあたる領域、 ０．６≦ＶＡｏ／　（ｄ−ｆ　）≦１．０を溝たすこと
がさらに望ましい。

また、交流成分による現像ムラを防止するため、交流成
分の周波数ｆは２００Ｈｚ以上とし、現像剤を感光体１
に供給する手段として、回転する磁気ロールを用いる場
合には、交流成分と磁気ロールの回転により生じるうな
りの影響をなくすため、交流成分の周波数は５００Ｈｚ
以上にすることがさらに望ましい。

次Ｋ、二成分現像剤を用いて、前記と同様に第９図の多
色像形成装置に第１図の現像装置を装着したものを用い
て実験を行なった。現像装置Ｂｋ収納されている現像剤
Ｄｅは磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成分現像
剤で、該キャリアは、平均粒径２０μｍ、磁化３０　ｅ
ｍｕ　／　Ｉ−、抵抗率１０１４Ω−―の物性を示すよ
うに微細酸化鉄を樹脂中に分散して作成されたキャリア
である。該トナーは熱可塑性樹脂９０　ｗｔ％、顔料（
カーボンブラック）１０ｗｔ％に荷電制御剤を少量添加
し混線粉砕し、平均粒径１０μｍとしたものを用いた。

該キャリア８０ｗｔ％に対し該トナーを２０　ｗｔ％の
割合で混合し、現像剤Ｄｅとした。なお、トナーはキャ
リアとの摩擦により負に帯電する。ここで現像は人、Ｂ
の順に行なわれ、現像装置Ｂにはイエロー用二成分現像
剤が収納されている。

前回と同様交流バイアスの電圧や周波数等のパラメータ
を変えながら実験を行なったところ、交流電界強度の振
幅Ｅ＾○と、周波数ｆの関係について整理出来、第３図
に示すような結果を得た。

第３図において、■で示した領域は現像ムラが起りやす
い領域、■で示した領域は交流成分の効果が現れない領
域、■で示した領域は既に形成されくいるトナー像の破
壊が起りやすい領域、■、■は交流成分の効果が現れ十
分な現像濃度が得られ、かつ既に形成されているトナー
像の破壊が起らない領域で、［Ｆ］は特に好ましい領域
である。

以上の実験結果に基づき、本発明者は、各現像工程で、
現像バイアスの交流成分の振幅をＶＡＯ関、周波数をｆ
（Ｈｚ）、感光体１とスリーブ２２の間隙なｄ（顛）と
するとき、 ０．２　≦ＶＡＯ／　（ｄ−ｔ　） （（ＶＡｏ／ｄ）　−１５００）　７　ｒ≦１．０を満
たす条件により現像を行なえば、既に感光体１上に形成
されたトナー像を乱すことなく、後の現像を適切な濃度
で行なうことができるとの結論を得た。さらにより十分
な画偉濃度が得られ、かつ前段までに形成したトナー像
を乱さないためには、 ０．５≦ＶＡＯ／　（ｄ−（） （（ｖＡｏ／ａ　）−１５００）／ｒ≦１．０を満たす
ことがより好ましい。さらＫこの中でも特に ０．５≦ＶＡＯ／　（ｄ−ｆ　） （（ＶＡｏ／ｄ）−１５００）７ｒ≦０．８を満たすと
、より鮮明で色にごりのない多色画像が得られ、多数回
動作させても現像装置への異色のトナーの混入を防ぐこ
とができる。

また、交流成分による現像ムラを防止するため、−成分
現像剤を用いた場合と同様に交流成分の周波数は２００
Ｈｚ以上とし、現像剤を感光体ｌに供給する手段として
、回転する磁気ｐ−ル２１を用いる場合には、交流成分
と磁気ロール２１０回転により生じるうなりの影響をな
くすため、交流成分の周波数は５００Ｈｚ以上にするこ
とが実験の結果明らかとなりた。

本発明における好ましい現像方法は以上の通りであるが
、感光体１に形成されたトナー像を破壊することなく、
後のトナー像を一定の濃度で順次感光体１上に現像する
Ｋは、現像を繰り返すに従って、 ■　順次帯電量の大きいトナーを使用する。

■　現像バイアスの交流成分の電界強度の振幅を順久小
さくする。

■　現像バイアスの交流成分の周波数を順次高くする。

という方法をそれぞれ単独にかまたは任意に組合せて採
用することが、さらに好ましい。

即ち、帯電量の大きなトナー粒子程、電界の影響を受は
易い。したがって、初期の現像で帯電量の大きなトナー
粒子が感光体ＩＫ付着すると、後段の現像の際、このト
ナー粒子がスＩ）　−２２２に戻る場合がある。そのた
め前記した■は、帯電量の小さいトナー粒子を初期の現
像に使用することにより、後段の現像の際に前記トナー
粒子がスリーブ２２に戻るのを防ぐというものである。

■は、現像が繰り返されるに従って（即ち、後段の現像
になるほど）順次電界強度を小さくすることにより、感
光体ＩＫ既に付着されているトナー粒子の戻りを防ぐと
いう方法である。電界強度を小さくする具体的な方法と
しては、交流成分の電圧を順次低くする方法と、感光体
１とスリーブ２２との間＠ｄを後段の現像になるほど広
くしていく方法がある。

また、前記■は、現像が繰り返されるに従って順次交流
成分の周波数を高くすることにより、感光体１１Ｃすで
に付着しているトナー粒子の戻りを防ぐという方法であ
る。これら■■■は単独で用いても効果があるが、例え
ば現像を繰り返すＫつれてトナー帯電量を順次大きくす
るとともに交流バイアスを順次小さくする、などのよう
に組合せて用いるとさらに効果がある。また、以上の三
方式を採用する場合は、直流バイアスをそれぞれ調整す
ることにより、適切な画像濃度あるいは色バランスを保
持することができる。

以上の実験により非接触現像装置を用いて多色像を形成
するときの好ましい現像条件を見い出すことができたが
、たまたまこの実験では現像を行なわない現像装置は潜
像面から十分離間させるようにして行なわれた。そのた
め現像装置の離間装置が必要とされ、装置が大型かつ複
雑なものとせざるを得なかった。

本発明においては感光体１に対して現像装置を離間させ
る代りに現像装置を作動させるか不作動とするかにより
交流バイアスを変化するようにしている。例えば現像を
行なわないときは、現像を行なうときに比して■現像バ
イアスの交流成分の実効値を小さくする及び／または０
周波数を大ぎくする。その外■現像しないときにはトナ
ーが飛翔しないように交流バイアスの波形を変化させる
ようにしてもよい。

非接触現像方法においては交流バイアスが潜像面を現像
するためにトナーを飛翔させる主たる外力となるので、
■のように交流電圧を弱くすると事実上現像が行なわれ
な（なる。また■のよ５に電界が高周波になると、トナ
ーが電界の変化に追随して運動ができず、同様に現像が
行なわれなくなる。これら■及び■の事実については発
明者等の実験により確認されている。

なお非現像時には前記■■■の方法に合せてＣスリーブ
２２または磁気ロールなどによるトナーの搬送を停止す
るとか■直流バイアスを小さくする等の方法を併用すれ
ば、さらにトナーの飛翔を抑止する効果が増大される。

しかしながら前記０項については、逆に直流バイアスを
大きくすると感光体１上のトナーが現像装置へ混入する
現象が防止される点を考慮して状況により適宜の処置が
必要となる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
の実施の態様がこれＫより限定されるものではない。

（実施例１） 第４図、第５図及び第９図は本実施例を説明する図であ
り、第４図は本実施例の多色像形成システムを説明する
ブロック図、第５図は第９図の多色像形成装置に配設さ
れた第１図の構造を有する現像装置Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄにバ
イアスを印加する電源２９の配線図を示している。

まず本実施例の多色像の形成は、第４図の像形成システ
ムに従って遂行される。即ちオリジナル画像を撮像素子
で走査して得られたデータ（第４図（イ））を計算機で
演算処理して画像データ（第４図（ロ））を作成し、い
ったん磁気デスクである画像メモリ（第４図（ハ））Ｋ
格納されるが、この画像メモリは記録時とり出されて記
鎌部（第４図に））である第９図の多色像形成装置へと
入力され、多色像の記録が行なわれる。

前記多色像形成装置による記録は、まず矢印方向に回転
する感光体１にスコロトロン帯電器２により一様な帯電
が付与される。次いで該帯電面には先に第１０図で示さ
れたレーザ装置を前記画像メモリ（第４図（ハ））から
入力された画像データにより変調して得られる像露光り
が施されて、静電潜像が形成される。この静電潜像は前
記二成分現儂剤を収容した第１図の現像装置により反転
現像法により現像されてトナー像が形成される。かかる
像形成プルセスがイＩＣ１−、マゼンタ、シアン、黒の
各色毎に感光体１を４回転して繰り返され、前記４色の
トナー像が重ね合わされた多色トナー像が形成された。

以上のべた多色トナー像の形成に要請される具体的作像
条件、現像剤及び現像条件が以下の第１表乃至第３表に
示される。

第１表 第　　２　　表 第　　３　　表 ここで現像装置Ａ、Ｂ、Ｃ％Ｄに記録時及び非記録時に
交流バイアスを印加する電源２９（第１図）の電気的配
線としては１例えば第５図の構成とすることができる。

第５図において、発振器３０　Ｋより得られた高周波電
圧は増幅器３１により電圧増幅され、変圧器３２の一次
側コイル３３へ特定周波数の高周波電圧が入力される。

この電圧は二次側フィル３４ａ　、　３４ｂ　、　３４
ｃ　、　３４ｄ　Ｋより各現像装置Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄが現像動作を行なうのに適した電圧に変圧さ
れる。この際摺動子３５ａ　、　３５ｂ　、　　３５ｃ
　、３５ｄの摺動調整により現像を行なう現像装置には
大きな交流成分が、現像を行なわない現像装置には小さ
な交流成分が発生するよう変圧率が制御される。

前記のよ５１ＣＬ、て感光体１上に形成された多色トナ
ー像は転写前帯電極９ａ及び露光ランプ９ｂＫより転写
され易くされた後、給紙装置１１から給紙ｐ−ル１２に
よりタイミングを合せて供給された記録紙ＰＩＣ転写極
４のコｐす放電により転写される。

多色トナー像が転写された記録紙Ｐは分離極５により分
離され定着器６により加熱定着される。転写後の感光体
重はクリーニング前除電装置７により除電された後、ク
リーニング装置８のグレード８１及びファーブラシ８２
により残留トナーが清掃され次の像形成に備えられる。

以上のようにして多色像の記録を行なったところ、色再
現性に優れ、文字または線画等も鮮明に再現された。

（実施例２） 第６図は本実施例を説明する図であり、像形成プロセス
のタイミングチャートである。本実施例においても実施
例１の場合と同様、第１図の現像装置が装着された第８
図の多色傷形成装置が用いられると共にほぼ同様の像形
成プロセスにより多色像の記録が行なわれたが以下の点
で実施例１と相違している。

即ち非現像時に交流バイアスを小さくする外に現像装置
のスリーブ２２と磁気ロール２１０回転を停止するよう
にしている。かかる現像条件の変化を含む像形成プルセ
スのタイミングチャートが第６図に示され、横軸は感光
体ドラム１０回転数及び経過時間（秒）、縦軸は像形成
プルセスの各工程である。なおチャートの立上りレベル
（上レベル）が各工程の動作状態を表わしている。

次に本実施例を遂行するに際して設定された作像、現像
剤及び現像に関する各条件を以下の第４表乃至第６表に
示す。

第　　４　　表 第５表 第　　６　　表 以上のような条件で多色像の記録を行なったところ色再
現性が優れ、線画及び文字なども鮮明に再現された。ま
た多数の記録を行なった後も色にごりの発生がなかった
。

（実施例３） 第７図は本実施例を説明する図であり、現像装置Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄへ交流バイアスを印加する電源２９の配線図で
ある。

本実施例と実施例１との相違点は現像バイアス用として
前記第７図の電源が用いられ、現像時には低周波の電圧
が、非現像時には高周波の電圧をそれぞれの入り−グ２
２に印加するようにされると共に非現像時には現像装置
の磁気ロール２１とスリーブ２２の回転を停止するよう
にされた点にある。

前記第７図の電源は２　ＫＪｌｚの発振器４０、増幅器
４１、変圧器４２（−次巻線４３、二次巻線４４）の系
統４５から得られる出力と、５ＫＩ（ｚの発振器５０．
増幅器５１、変圧器５２（−次巻線５３、二次巻線５４
）の系統４６から得られる出力を切り換えスイッチｗ、
ｘ、。

７＄　　１により、現像時には系統４５側に、非現像時
には系統４６側に切り換えてそれぞれ現像装置Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄに供給するようにされる。かくして例えばマ
ゼンタ現像を行なう場合、切り換えスイッチＸを系統４
５側に切り換えて現像に適したバイアスを現像装置Ｂに
印加するとともにスリーブ、磁気ロールを駆動して現像
動作を行なわせる。他方、現像装置Ａ、Ｃ，Ｄは切り換
えスイッチｗ、ｙ。

２がいずれも系統４６側に切り換えられて現像を行ない
得ない高周波のバイアスが印加されるとともにスリーブ
、磁気ロールは不作動とされる。

次に本実施例を遂行するに際して設定された作像、現像
剤及び現像に係る各条件を以下の第７表・　　／ ＼Ｎ− 第　　７　　表 以′下余＼白 一ノ′ 第　　８　　表 第　　９　　表 以上のような条件で多色像の記録を行なりたところ、色
再現性に優れ、線画及び文字なども鮮明に再現された。

また、多数の記録を行なった後も色にごりは発生してい
なかった。

〔発明の効果〕

以上説明したよ５に本発明の多色像形成装置によれば、
各色トナー像の転写ずれがなく、転写ロールを不要とし
ていることから転写機構がコンパクト化され、かつトナ
ー像の損傷や異色トナーの混入等の弊害が除去される外
、現像装置の現偉時と非現像時の切り換え制御が円滑に
遂行される等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の断面図、第２図は一成
分現像剤を用いたときの現像条件を示すグラフ、第３図
は二成分現偉剤を用いたときの現像条件を示すグラフ、
第４図は実施例の像形成システムを示すブロック図、第
５図は実施例のバイアス電源の配線図、第６図は実施例
の像形成タイムチャート、第７図は他の実施例のバイア
ス電源の配線図、第８図は反転現像法を用いた像形成プ
ロセスのフローチャート、第９図は一般的な多色像形成
装置の断面図、第１０図はレーザ露光装置の断面図をそ
れぞれ示す。 １・・・感光体　　２・・・帯電器　　４・・・転写極
５・・分離極　　６・・定着器 ７・・・クリーニング前除電装置 ８・・クリーニング装置 ８１　　・・グレード　　　８２・・・ファーブラシ９
ａ・・・転写前帯電器　９ｂ・・・転写前露光ランプ１
０・・・レーザ露光装置 １１　　・・給紙装置　　　１２・・・給紙−一５Ａ、
　Ｂ、　Ｃ，Ｄ　　・・現像装置 １３・・・レーザ光源１４・・・コリメートレンズ１５
・・・回転多面ａ！１８・・・ｆ−θレンズ２１・・・
磁気ロール　　２２・・・スリーブ２３・・・現像剤層
規制部材 ２８・・・直流バイアス電源 ２９　　・・交流バイアス電源 ３０．４０，５０・・・発振器、３１，４１．５１　　
・・・増幅器３２、４２．５２・・・変圧器　３３，４
３．５３・　−次コイル３４，４４．５４・・・二次コ
イル ４５　、４６・・・バイアス系統 ｗ、ｘ、ｙ、ｚ・・・切り換えスイッチＤｅ・・・現像
剤　　　　Ｔ・・トナーＰ　・・・記録紙　　　　Ｌ・
・偉露光出願人　小西六写真工業株式会社 第１図 第４図 第５図 第７図 第９図 第ｔｏ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の現像手段を用いて像形成体上に多色トナー像を形
   成する装置において、前記各現像手段には現像時と非現
   像時とで印加する電圧の少なくとも交流成分が異なるよ
   うにしたことを特徴とする多色像形成装置。