JPS6243661A - 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、カラー複写機等多色像形成装置に関し、詳し
くは、像形成体の周囲に沿って潜像形成手段と複数の現
像装置とを配設し、潜像形成手段で像形成体上に形成し
た潜像をそれぞれ異なる色のトナーを収納した複数の現
像装置で現像して多色像を形成する装置に関する。

〔発明の背景〕

上述のような多色像形成装置の一般的なものは、潜像形
成手段が色別に潜像を形成し、それぞれの潜像を対応し
た色のトナーを用いている現像装置で現像するものであ
り、それにはＡ、＊なる色のトナー像が複数の現像装置
によって順次形成されて像形成体上で多色像に合成され
る第１図に示した多色像形成工程を実施するものと、Ｂ
０個々のトナー像が転写体上に位置を合わせて転写され
て転写体上で合成される第２図に示した多色像形成工程
を実施するものとがある。なお、これとは別に、Ｃ１一
つの潜像を複数の現像装置で現像して変化した色のトナ
ー像を形成する第３図に示した工程を実施する像形成装
置もあるが、第３図の像形成工程は前述のＡの多色像形
成装置で実施することができる。

いずれにしても、従来の多色像形成装置では、複数の現
像装置は、現像スリーブと磁石体からなっていて現像剤
を現偉域に搬送する現像剤搬送手段、現像剤溜りの現像
剤を撹拌する現像剤撹拌手段、および現像剤溜りへトナ
ーを補給するトナー補給手段などから構成され、これら
は共通の駆動源で駆動されるものであった。そして、そ
れらの手段は、各現像装置が現像に寄与する七きだけ駆
動されていた。仁の理由は、■現像装置の配置順に影響
されずに現像を行うことができて、Ａ、Ｂの多色像形成
装置では色別潜像と現像する現像装置を羅実に対応させ
て不要なトナーの付着による色にこりを防止できるし、
Ｃの多色像形成装置では色の１なりの効果がよく埃われ
るように現像類を選ぶことができる、■Ａの像形成装置
において、像形成体上に形成されたトナー像が現像に寄
与しない現像装置の位置を通過するときに乱されない、
■像形成体の潜像を形成されていない部分への現像剤の
付着が防止される、■他の現像装置へ色の異なるトナー
が混入することが防止される、■現像剤の飛散による機
内汚れが防止される、等の効果が得られることにある。

しかし反面、欠点もあることを究明した。すなわち、現
像剤撹拌手段が現像剤を撹拌する時間が短かいために、
多色像形成装置の現像装置に好適に用いられる二成分現
像剤にあってもトナーが摩擦帯電しにくく、そして現像
剤溜りの現像剤と補給されたトナーが十分均一に混合さ
れず、それらが現像特性に悪影響を与えている。

ところで、上述の多色像形成装置では、現像スリーブ上
に現像剤層を像形成体と現像スリーブ間に電界がない状
態では像形成体に接触しない層厚に形成して、振動電界
下でトナーを均像剤から像形成体の潜像に移行させるよ
うにした現像方法（以）、これを非接触現儂七言うンを
用いると、現像装置に色の異なるトナーの混入する惧れ
が少なく、現像における掃き目やかぶシ等の発生を抑え
ることができる。そして、この場合には、現像スリーブ
に均一な現像剤層を容易に形成することができ、トナー
の移行制御に十分な現像バイアス電圧を印加することが
できて、鮮かな色の現像を可能にする、磁性粒子を樹脂
中に分散または樹脂で被覆した形の平均粒径が比較的小
さい絶縁性キャリヤ粒子とトナーの混合からなる二成分
現像剤を用いることが望ましい。ところが、このような
二成分現像剤を用いた場合は、先に述べた現像剤撹拌手
段の撹拌時間が短かいことの欠点がより大きな障害を与
えるようＫなる。すなわち、キャリヤが鉄粉等の二成分
現像剤と比較して、上述の絶縁性キャリヤを用いた現像
剤は流動性が悪いので撹拌が極めて行われにくくなり、
そして現像バイアスによって十分な現像濃度を得ようと
すれば、かぶりやトナー飛散さらＫは色の異なるトナー
の現像装置への混入が生じ易くなって、上記現像方法の
特長が減殺される。

さらに、複数の現像装置を共通の駆動源で駆動すること
は、駆動力伝達路が長くなるほか、比較的大き々トルク
な断接できるクラッチ等の伝達断接手段を必要とする。

また、各現像装置毎に駆動源を設けろようにしても、現
像装置を駆動するトルクは共通の駆動源による場合と余
り変らず、したがって駆動源モータは比較的大型のもの
になる。

〔発明の目的〕

本発明は、上述ゐ欠点を解消するためになされたもので
あシ、本発明の第１の目的は、複数の現像装置の現像剤
が十分に撹拌されてトナーの摩擦帯電も十分に行われ、
したがってトナーが選択的に像形成体の潜像に移行して
、かぶり等を生ぜしめることなく十分な現像濃度を得る
ことができる多色像形成装置の提供にあり、第２の目的
は、複数の現像装置の駆動手段を簡単にした多色像形成
装置の提供にある。

〔発明の構成〕

本発明は、像形成体の周囲に沿って潜像形成手段とそれ
ぞれ異なる色のトナーを収納する複数の現像装置とを配
設した多色像形成装置において、それぞれの現像装置は
現像剤撹拌手段を有し、少くとも他の現像装置が現像を
行っている間は前記現像剤撹拌手段により現像剤の撹拌
が行われるように構成したことを特徴とする多色像形成
装置ｉｉＫあり、この構成によって上記目的を達成する
。

〔実施例〕

以下、本発明を第４図乃至第８図の図示例によって説明
する。

第４図は本発明多色像形成装置の一例を示す構成概要側
面図、第５図は像露光装置の構成を示す部分平面図、第
６図は現像装置の構成を示す部分側面図、第７図は４色
像形成の動作タイミングチャート、第８図は像形成体の
表面電位変化を示す工程図である。

第４図の多色像形成装置は、光導電体層を有するドラム
状の像形成体１が矢印方向に回転し、その表面をスコロ
トロンコロナ放を器の帯電器２が均一に帯電し、その帯
電面に詳細を第５図に示したようなレーザビームスキャ
ナからなる像露光装置３が色別の一色に対応する像露光
ムを入射し、それによって形成された静電潜像をそれぞ
れイエロー、マゼンタ・シアン・黒と言った異なる色の
トナーを収納する詳細を第６図に示した現像装置４〜７
のうちの対応する色トナーを用いた現像装置で現像し、
そして除電ランプ８による除電と帯電器２による帯電を
行うが行わずして′ＦＡ像された表面が像露光される位
置に達したときに像露光装［３が再び別の色に関する像
露光りを入射し、それによって形成された静電潜像を別
の対応する現像装置で現像し、以下同様に３［ｏ１目、
４同目と静電潜像の形成および現像を繰返し、それによ
って像形成体ｌ上に形成された合成多色トナー伶を給紙
カセットから給紙ローラ９とレジストレーンヨンローラ
１０によって送シ込まれて来た記録紙Ｐにコロトロンコ
ロナ放電器の転写器１１を作用させて転写し、転写され
た記録紙Ｐを交流コロナ放電器の分離器１２により像形
成体ｌがら分離し、熱定看ローラ１３によって多色トナ
ー像を記録紙Ｐに定着して機外に排出し、４色までの多
色像の形成記録を行うものである。多色トナー像が形成
されたとき、除電ランプ８で転写前の除電をてｙうのが
よいが、省略してもよい。多色トナー像を転写した後の
像形成体ｌの表面は、コロトロンコロナ放ＭＬ器の除電
器１４で除電され、クリーニング装置１５のブレード１
５ａとファーブラン１５ｂが接触して残留トナーを除去
することにより次の多色像形成工程に供えられる。この
ブレード１５ａとファーブラシ１５ｂは、次の多色像形
成工程の最初に形成されたトナー像がクリーニング装置
１５の位置に達するときまでには、最初にブレード１５
ａ、次にファーブラシ１５ｂの順に像形成体ｌの表面か
ら離れる。ファーブラシ１５ｂはブレード１５ａの解除
時に像形成体１上に残るようになるトナーを除去切換フ
ィルタ１７．ミラー１８．レンズ１９および撮像素子２
０から成る画像読取部２１が原稿台上の原稿０を露光走
査して画像情報を電気信号として画像処理部２２に出力
する。画像処理部２２は画像読取部２１からの情報を演
算処理して画像データを像露光装置３および／またけ画
像記憶部２３に出力する。画像記憶部２３は画像処理部
２２からの画像データを記憶し、指令があったとき画像
データを像露光装［３に出力する。像露光装置３は第５
図に示す構成になっている。これは、半導体レーザ発振
器２４が画像処理部２２寸たは画像記憶部２３からの画
像データに基いてレーザスポット光を回転多面＠２５に
入射し、同転多面鍵２５がレーザスポット光を走査して
ｆ−θレンズ２６を介し傷形成体１の表面に入射するも
のである。色別の像露光りは、画像読取部２１が原稿０
を３乃至４回走査して、各走査毎に切換フィルタ１７を
切換えることによって得られるそれぞれの画慣情報に基
づくものであるが、黒トナーでの現像に対応する像鱈光
りは、原稿読取部２１による走査を省略して、他の画像
データを加算することなどによって得られた画像データ
に募づぐものでもよい。そして、色別の像露光りは、例
えば１６ドツト／龍と言ったスポット密度で像形成体ｌ
の表面に入射される。

現像装置４〜７は、第３図に見るように、ｋｌやステン
レス鋼のような非磁性材料で形成した現像スリーブ２７
と内部の磁石体２８からなる現像剤搬送手段２９と、現
像剤溜セ３ｏの現像剤撹拌手段３１と、トナーホッパー
３２から現像剤溜り３゜にトナーを補給するトナー補給
手段３３を備え、磁石体２８のＮ、Ｓ磁極の磁力によっ
て現像スリーブ２７の表面に現像剤溜り３０から現像剤
を吸着し、磁石体２８が矢印方向に回転することによっ
て現像スリーブ２７に吸着した現像剤を現像スリーブ２
７の回転矢印方向に搬送し、層厚規制部材３４が搬送さ
れる現像剤の層厚を規制し、層厚を規制された現像剤層
で像形成体１に現像スリーブ２７が対向している現像域
Ａにおいて像形成体ｌの静電ＷＩ偉を現像するものであ
る。

現像は、現像剤に絶縁性キャリヤとトナーとの混合から
なる二成分現像剤を用いて、前述の非接触現像の条件下
で行われる。この方法２条件を採用した理由は、現像ス
リーブ２７に図示してないバイアス電源から十分なバイ
アス電圧な印加できること、トナー像に掃き目が生じな
いこと、現像スリーブ２７から現像剤層を除かなくても
現像スリーブ２７を接地し、もしくはフローティング状
態にし、または現像スリーブ２７にバイアス電源からト
ナーの帯電とは逆極性の電圧を印加することによって、
簡単に現像装置４〜７を現像を行わない状態にできるこ
と等の利点があるからである。

また、現像装置Ｉｔ４〜７は、現像剤層り３０の現像剤
が十分均一に撹拌されて、トナーが十分に摩擦帯電する
ように、少くとも他の現像装置が現像を行っている間は
現像剤撹拌手段３０が回転するように構成されている。

この現像剤撹拌手段３０の回転を像形成体ｌの回転と共
に同じモータによって行うと、最初に現像を行う現像装
置についても撹拌が十分に行われるし、また現像剤撹拌
手段３１の回転のために別にトルクの大きいモータやク
ラッチを必要としないと言う利点がある。現像装置４〜
７の現像剤搬送手段２９は、現像剤撹拌手段３１の駆動
源とは別の共通の駆動源または現像装置別の駆動源によ
って、それぞれの現像装置が現像を行うときだけ駆動さ
れる。トナー補給手段３３は、現像剤溜り３０の現像剤
のトナー比率等の情報を検出して、その情報に基づいて
必要なときだけ駆動させるのが好ましいが、現像剤搬送
手段２９と同時に駆動させてトナーの定量補給を行って
もよい。現像装置４〜７が現像を行うときは、バイアス
電源によって現像を行う現像スリーブ２７に現像バイア
スとして直流電圧および／または交流電圧が印加される
。これによって現像７リープ２７上の現像剤層中のトナ
ーが潜像電位と現像バイアスの作用を受けて像形成体ｌ
の静電潜傷に選択的に移行して付着するようになり、か
ぶりを生せしめることなく、濃度の高いトナー像が得ら
れる。現像域Ａを通過した現像剤層は、磁性材料からな
る掻取り部材３５によって現像スリーブ２７から除かれ
て現像剤溜り３０に還元される。

以上述べた第１図の多色像形成装置による４色像の形成
工程は、第７図に示したようなタイミングによって行わ
れる。第７図は、現像装置４〜７の現像剤撹拌手段３１
が像形成体ｌの回転と同じに回転を行い、帯電器２が最
初から最後の静電潜像形成まで継続して像形成体ｌに対
し放電を行って、除電ランプ８が最初から最後の現像ま
で継続して現像された像形成体１の表面を除電すること
を示している。

また、第１図の多色像形成装置における静電潜像の形成
と現像は、第８図のフローチャートに示したように行わ
れる。第８図は、像形成体が帯電器によって正に帯電さ
れ、同じく正に摩擦帯電したトナーによって静電潜像が
現像される巻合の像形成体面の電位の変化を示している
。すなわち、（ａ）に見るように、帯電器によって像形
成体の表面が正に均一に帯電される。次に、その帯電面
に像露光を入射させると光が入射された部分の電位が（
ｂ）に見るように低下し、静１！潜像ができる。続いて
、正電荷をもつトナーを搬送する現像剤搬送体に像形成
の非露光部電位とはソ等しい正の電圧の直流電圧あるい
は必要に応じてそれに交流電圧をＮ畳した電圧を印加し
て（ｂ）の静Ｘ潜像を現像すると、（ｃ）　Ｋ見るよう
に像形成体の電位が低下した部分に例えばイエロートナ
ーＴ１が付着する。その結果、その部分の電位がＤＵＰ
で示した分だけ上昇する。次Ｋ、必要に応じて除電ラン
プ８などによる除電を行った後、再び帯電器により帯電
を行うことで像形成体の表面電位は（ｄ）に見るように
トナ−Ｔ＋の付着した部分も含めて一様電位となる。

その帯電面に先の像露光と同様にして像露光を施すと、
（ｅ）に見るように光の入射した部分の電位が下がり、
静電潜像がＪ構成される。これに対し同様に別の現像装
置で現像が行われろと、（ｆ）に見るように、電位の下
がった部分に例えばマゼンタトナー　Ｔ２が付着し、像
形成体上に２色トナー像ができる。以下同様に静電潜像
の形成と現像とが繰返えされて多色トナー像が形成され
る。転写、定着およびクリーニングが既に述べたように
行われることは言うまでもない。

本発明の多色像形成装置は、第７図に示したように、現
像装置４〜７の現像剤撹拌手段３１を像形成体ｌの回転
と同期して回転するようにしているから、各現像装置４
〜７の現像剤が均一に撹拌されてトナーが十分に摩擦帯
電され、したがって、第８図に示したようにトナーを像
形成体上の像露光であるレーザ光スボントの入射した部
分にのみ選択的に付着させることができて、かぶりなく
鮮明な多色像を形成することができる。

本発明は以上述べた例に限らず、例えば、像形成体が負
に帯電されて負に帯電するトナーによって現像されるも
のでもよいことは勿論のこと、原稿の反射あるいは透過
光を直接像形成体面へ入射するスリット鎮光によって静
電潜像が形成され、現像が像形成体の帯電と逆極性に帯
電するトナーによって行われるものでも、現像剤に一成
分現像剤を用いるものでも、複数の現像装置の一部また
は全部が現像剤層で像形成体の表面を摺擦して現像する
ものでも、多色像形成装置が先に述べたＢ、またはＣの
多色像形成装置であっても、１だ、Ａ塘たはＣの多色像
形成装置が像形成体に直接多色トナー像を定着するよう
なものでもよい。

以下、さらに本発明の具体的実施例を示す。

実施例１゜ 第十図の多色像形成装置において、像形成体１は有機光
導電体ＯＰＣの層を有し、外径が１４０１で、表面速度
１２０　ｍａｒ　／　ｓｅｃで矢印方向に回転する。帯
電器２は像形成体ｌの表面を一７００■に帯電する。

像露光装置ｆ３は第２図に示したレーザビームスキャナ
であり、毎回の像露光りは像形成体ｌの幅方向も周方向
もレーザ光スポット密度が１６ドツト／Ｕで入射される
。現像装置４〜７は第６図に示した構成のものである。

各現像装置共、現像スリーブ２７は外径が２０絹で表面
をサンドブラストによって３μｍ程度の凹凸を有する粗
面に形成されており、内部の磁石体２８は現像スリーブ
２７の表面に最大７００Ｇの磁束密度を与えるＮ・Ｓ磁
極８極を有し、現像スリーブ２７と像形成体１の表面間
隙を１朋に設定され、現像スリーブ２７が第６図の時計
方向に４　Ｏｒｐｍで回転し、磁石体２８が反対の矢印
方向にｇｏｏ　ｒｐｍで回転して、現像スリーブ２７の
表面に層厚０．８　Ｍの二成分現像剤の層が形成される
。この二成分現像剤は、３ｏｗｔ％のスチレンアクリル
重合体中に７０ｗｔ％のマグネタイトを分散した平均粒
径１１基準）が２０μｍで磁化率４５　ｅｍｕ　／　９
、抵抗率１０　９ｃｍ以上の絶縁性キャリヤ粒子と、９
０ｗｔ％のポリエステル中に１０ｗｔ％の顔料を分散し
た平均粒径（重量基準）が１０μｍで抵抗率１０１４Ω
ｃｍ以上のトナー粒子とのトナー比率２０ｗｔ％の混合
からなり、現像装置４の現像剤はトナーがベンジジン誘
導体を顔料として分散したイエロートナーであり、現像
装置５の現像剤は、トナーがローダミンＢレーキを分散
したマゼンタトナー、現像装置！ｔ６の現像剤はトナー
が銅フタロシアニンを分散した／アントナー、現像装ｆ
ＩＩ１７の現像剤はトナーがカーボンブラックを分散し
た黒トナーである。

以上の条件で第７図に示したタイムチャートに従い静電
潜像の形成と現像とを行った。すなわち、現像装ｆｉ１
４〜７の現像剤撹拌手段３１は像形成体１の回転ととも
に回転するものとし、現像７リープ２７および磁石体２
８は対応する色別の像露光りによって形成された静電潜
像が通過するｉ）１のみ回転して対応する色トナーによ
り現像するものとした。なお、現像スリーブ２７と磁石
体２８が回転する間、現像スリーブ２７にはバイアス電
源から一５００ｖの直流電圧と２　ｋＨｚ　、　ｆｘ動
幅（ピーク間）　２．０　ｋＶの交流電圧を重量した現
像バイアスを印加する。

現像剤撹拌手段３１による現像剤の撹拌が像形成体の回
転と同期して行われたことＫよって、各現像装置４〜７
の二成分現像剤は十分に均一化され、トナーは−１０〜
−３０μＣ／りに帯電して、現像装置４〜７のそれぞれ
Ｋよる対応した静電潜像の現像はかぶりなく高い現像濃
度で行われ、最後の現像装置による現像が行われたとき
にはきわめて鮮明な多色像が形成された。そして、繰返
し多色像を形成したところ、益々安定して鮮明な像が形
成された。

本発明は、複数の現像装置の現像剤撹拌手段を上述の実
施例のように像形成体の回転とともに回転することが好
ましいが、現像装置が現像を行う順は帯電器や露光位置
に近い側からの順に限られないから、例えば最も遠い側
から順に行うようにすれば、現像剤撹拌手段の回転が像
形成体の回転から多少遅れて開始されても鮮明な多色像
を形成することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、複数の現像装置の
現像剤が十分均一に撹拌されてトナーが十分に摩擦帯電
し、かぶりのない鮮明な多色像を容易に安定して形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は多色像形成装置の種類を示す多色像
形成工程図、第４図は本発明多色像形成装置の一例を示
す構成概要側面図、第５図は偉露光装置の構成を示す部
分平面図、第６図は現像装置の構成を示す部分側面図、
第７図は４色像形成の動作タイミングチャート、第８図
は像形成体の表面電位変化を示すフローチャートである
。 １・・・像形成体、　　　　　２・・・帯電器、３・・
・儂露光装置、　　　　４〜７・・・現像装置、２７・
・・現像スリーブ、　　２８・・・磁石体、２９・・・
現像剤搬送手段、　３０・・・現像剤溜り、３１・・・
現像剤撹拌手段、　３３・・・トナー補給手段、３４・
・・層厚規制部材。 特許出願人　　小西六写真工業株式会社第　　１　　図 第午図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像形成体の周囲に沿つて潜像形成手段とそれぞれ
   異なる色のトナーを収納する複数の現像装置とを配設し
   た多色像形成装置において、それぞれの現像装置は現像
   剤撹拌手段を有し、少くとも他の現像装置が現像を行つ
   ている間は前記現像剤撹拌手段により現像剤の撹拌が行
   われるように構成したことを特徴とする多色像形成装置
   。
2. （２）前記複数の現像装置の現像剤撹拌手段が共通の駆
   動源によつて駆動される特許請求の範囲第１項記載の多
   色像形成装置。