JPS6243678A - 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製りに関し、詳し
くは、像形成体の周囲に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含む現像剤を収納する複
数の現像装置で現像して、異なる色のトナー像の合成か
らなる多色像を得る多色像形成装置に関する。

〔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
た色のトナーを含む現像剤を収納する現像装置で現像す
るものであり、それには第１図に示したように記録紙の
ような転写体上でトナー像の合成が行われるものと、第
２図に示したように像形成体上でトナー像の合成が行わ
れ不ものとがある。これとは別に、第３図に示したよう
Ｋ１回で形成した潜像を複数の現像装置で順次現像する
ようにした多色像形成装置もある。この多色像形成装置
は、所謂カラー画像を形成する第１図や第２図の多色像
形成装置とは異なり、複数の異なる色のトナーの合成で
任意の色のトナー像を得たり、あるいは先に形成したト
ナー像に後の現像で異なる色トナー忙よるコントラスト
を付けたりするものである。この合成方法は、像形成体
上でトナー像の合成が行われる第２図の多色像形成装置
で行うことができる。

」ン上のような従来の多色像形成装置は、像形成体層り
に複数の現像装置を必要とするから、装置が大型化する
と百う問題がある。さらに、第２図や第３図に示した像
形成体上でトナー像の合成が行われろものでは、先に形
成されたトナー像を損傷しないように、現像に与らない
現像装置を像形成体から離す必要があるので、そのため
の機構を要して装置が一層大型化するが、なお、現像を
行う現像装置が先に形成されたトナー俊を損傷すること
は防ぎ得ない。また、色の鮮明な多色像を得るためには
、現像剤に磁性キャリヤとトナーの混合からなる二成分
現像剤を用いろことが望まれるが、従来の平均粒径が１
００μｍ稈度の磁性キャリヤを用いた二成分現像剤では
キャリヤの磁化が大き過ぎて現像装置の現像スリーブ上
に粗いブラシ状の現像剤層が形成され、解像力や現像濃
度が十分な現像を行いにくいと言う問題点もある。この
問題に対しては平均粒径の細かいキャリヤを用いればよ
いが、そうすると、キャリヤの磁化が小さくなって現像
剤層の搬送が十分に行われなくなったり、キャリヤやト
ナーの飛散が多くなったり、さらにキャリヤとトナーの
粒径差が小さくなることから、現像剤の流動性が低下し
て十分な攪拌が行われなくなったりする。そして攪拌が
不十分になると、現像条件が安定せず、現像濃度が低下
したり、現像むらが生じたりし易い。

〔発明の目的〕

本発明は、従来の多色像形成装置における上述の問題を
解消するため釦なされたものであり、本発明の第１の目
的は、複数の現像装置を小型化して多色像形成装置の小
型化を可能にすることにあり、さらに第２の目的は、現
像装置の移動を必要とせず、像形成体上に先に形成され
たトナー像が損傷されることのない、像形成体上でトナ
ー像の合成を行う一層小型化し得る多色像形成装置の提
供にあり、また第３の目的は、現像装置における親儂剤
層の搬送が十分に行われる多色像形成装置の提供にあり
、そして第４の目的は各現像装置で解像力や現像濃度に
優れた均一な現像が行われる多色像形成装置の提供にあ
る。

〔発明の構成〕

本発明は、像形成体の周囲に潜像形成手段と複数の現像
装置とを配設した多色像形成装置において、複数の現像
装置は内部に磁界形成手段を備えた外径２５ＷＩｓ以下
のスリーブを有し、該スリーブ上に現像剤の層を形成し
て搬送し、該現像剤によって像形成体の潜像を現像する
ものであることを特徴とする多色像形成装置にあり、こ
の構成によって上記第１の目的を達成し、さらに複数の
現像装置のスリーブ上に形成する現像剤層の層厚を像形
成体とスリーブの間隙よりも薄く設定するとともに１ス
リーブに振動電圧を印加して現像を行うようにすること
によって第２の目的を達成し、また、各現像装置のスリ
ーブ内部の磁界発生手段を回転する磁石ロールとするこ
とによって第３の目的を達成し、そして各現像装置に平
均粒径４０μｍ以下の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るようにすることで第４の目的を
達成する。なお、平均粒径はコールタ社製のコールタカ
ウンタを用いて測定される重量平均粒径である。

〔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図及び第７図はそれぞれ現像装置の例を示す部分側面
図、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。

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、その表面なスコロ
トロンコロナ放電器の帯電器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＆３が色別の一色に対応する像露光
りを入射し、それによって形成された静電潜像をそれぞ
れイエロー、マゼンタ−シアンｐ黒と言った異なる色の
トナーを収納する詳細を第６図や第７図に示したような
現像装置で埃偉し、そして除電ランプ８による除電と帯
電器２による帯電を行うかあるいは行わずして、現像さ
れた表面が像露光される位置に達したときに像露光装置
３が再び別の色に関する像露光りを入射し７、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偉
し、以下同様に３回目、４回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上に形成された４
色のトナー像の合成からなる多色像をカセットカラ給紙
ローラ９とレジストレーンヨンローラ１０によって送り
込まれて来た記録紙Ｐにコロトロンコロナ放１！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Ｎ器の分離器１２により像形成体１から分離
し、熱定着ローラ１３によって複合トナー像を記録紙Ｐ
Ｋ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。最後に多色像が形成されたとき、除
電ランプ８で転写器の除電を行うのがよいが、省略して
もよい。そして多色像を転写した後ので（形成体１の表
面は、コロトロンコロナ放電器の４；゛電器１４で除電
され、クリーニング装ｆ１１１５のブレード１５ａ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
により次の多色傷形成工程て供えられる。このブレード
１５ａとファーブラン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１５ａ次にフ
ァーフラジ１５ｂの順に像形成体１の表面から１れろ。

ファーブラシ１５ｂはブレード１５ａの解舒時に像形成
体ｌ上に残されるトナーを除去する働きをする。

像露光装ｇ１３による像露光りに関し、露光う／ブ１６
．切換フィルタ１７．ミラー１８．レンズ１９および撮
像素子２０から成る画像読取部２１が原稿台上の原稿Ｏ
を露光走査して画像情報を電気１６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
／または画像記憶部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て指令があっ
たとき画像データを像露光装置３に出力する。

像ｍｌ光装隨３は、第５−ｊに示す構成からなり、半導
体レーザ発振器２４が画像処理部２２または画像記ｆａ
部２３からの画像データに基いてレーザスポット光を回
転多面鏡２５に入射し、回転多面鏡２５がレーザスポッ
トを走査してｆ−θレンズ２６を介し像形成体ｌの表面
に像露光りとして入射する。色別の像露光りは、画像読
取部２１が原稿Ｏ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
れの画像情報に基づくものであるが、黒トナーでの現像
に対厄する像にｇ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ＫＰＭづくもので吃よい。そして、
色別の像露光りは、例えば１６ドツト／鴎と言ったスポ
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、アルミニウムやステンレス鋼のよう
な非磁性材料からなる外径２５鵠以下のスリーブ２７と
、その内部の磁界発生手段である表面ＶＣ複数のＮ、Ｓ
磁極を有する磁石ロール２８と、現像剤溜り２９の攪拌
手段３０と、トナーホッパー３１から現像剤溜り２９に
トナーを補給するトナー補給手段３２を備え、磁石ロー
ル２８のＮ、Ｓ磁極の磁力によってスリーブ２７の表面
（て現像剤溜り２９から現像剤を吸着し、磁石ロール２
８が矢印方向に回転することによってスリーブ２７に吸
着した現像剤をスリーブ２７の回転矢印方向に搬送し、
層厚規制部材３３が搬送される現像剤の層厚を規制して
、層厚を規制された現像剤層で像形成体１にスリーブ２
７が対向している現像域Ａにおいて像形成体１の静電潜
像を現像するものである。このようにスリーブ２７を外
径２５■以下にしたことによって、迎、像装ｆＩＬ４〜
７を小型化することができ、したがって多色像形成装置
を小型化することができる。しかし、現像剤の寿命を長
くし、現像剤におけるトナー濃度の安定を保つために、
現像剤溜り２９等にある程度の容量が必要であり、また
現像域Ａの円方向長さもある程度長くする必要があるの
で、スリーブ２７の外径を小さくすることにも限度があ
り、ｉｏｗ以上とすることが望ましい。３４１よ瑳寸生
す４月（り１２才Ａて−ある。

第６図と第７［Ａの現像装置の相違は、第６図の現像装
置４〜７が現像域Ａにおける作形成体ｌの移動方向と現
像剤層の搬送方向を逆にして現像を行うものであるのに
対し、第７図の現像装置ｈ１４〜７は現像剤層を像形成
体の移動と同方向に搬送して現像を打うものであり、ま
た一層小型化し得るように、トナーホッパーやトナー補
給手段等を省略して、現像剤の補給を現像４＆直の交換
で行うため、各現像装置４〜７をカセット化して現像装
置ユニット枠３５に対し引出し式に着脱できるものとし
た点にある。

像形成体ｌ上で多色像を形成する第１図の像形成装置に
あっては、像形成体１上に先に形成されたトナー像を損
傷しないように現像装９４〜７による現像は、層厚規制
部材３３によってスＩＪ　＋　）２７上に現像剤層を僧
形成体ｌとスリーブ２７の間隙よりも薄い層厚に形成し
、スリーブ２７にし１示していない電源から振動電圧を
印加して、現像域Ａにおけるスリーブ２７上の現像剤層
からトナーを移行させて僧形成体１の静電潜像に付着さ
せるととＫより行われる。以下、この方法を非接触現像
法と言う。この方法によれば、沙像時もトナー像が乱さ
れることはないし、現像を行わない現像装置のスリーブ
２７を接地もしくはフローティング状態に切換え、また
はスリーブ２７に印加する電圧をトナーの帯電と逆極性
の直流電圧とすることによって、容易に現像剤層が像形
成体ｌの表面に接触せず、そして現像を行わない状態に
保つことができるので、これらの現像装置がトナー像を
損傷することもない。このように、非接触現像法によれ
ば、現像装置ｆ４〜７を像形成体１から離したりする必
要がなくなるから、一層多色像形成装置を小型化できる
。

前述のようにスリーブ２７を小径化すると、特に非接触
現像法ではスリーブ２７上に薄く現像剤層を形成せねば
ならないから、曲率の大きい小径スリーブ２７の回転だ
けでは現像域Ａに十分現像剤層を搬送できず、したがっ
てスリーブ２７に印加する振動電圧によって現像剤層か
ら像形成体１へのトナーの移行効率を高める必要が生じ
る。これに対して、磁石ロール２８の第６図や第７図に
示した矢印方向の回転により、またさらにスリーブ２７
の反対の矢印方向の回転によって現像剤層の搬送を行う
と、搬送が十分行われるようになるから、スリーブ２７
に印加する現像バイアスによってかぶりなく濃度の高い
現像を行うことが容易になる。特に、スリーブ２７と磁
石ロール２８をそれぞれ反対の矢印方向に回転するよう
にした場合は、従来の現像剤よりもキャリヤが小粒径の
平均粒径が４０μｍ以下の磁性キャリヤとトナーとから
なる二成分現像剤を用いても現像剤の攪拌と現像剤層の
搬送が十分行われるようになり、これＫよって解像力に
優れてむらのない高濃度の現像が行われるようになる。

第４図の多色像形成装置における多色像の形成過程を第
８図のフローチャー）Ｋよつ【説明するっ（ａ）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。Ｑ）
）その帯電面に像露光が入射すると、光の入射した部分
の電位が低下して静電潜像ができる。（Ｃ）正電荷をも
つトナーを搬送する現像剤搬送体に像形成体の非露光部
電位に略等しい電圧の直流電圧あるいは必要に応じそれ
に交流電圧を重畳した電圧を印加して〜）の静電潜像を
現像すると、像形成体の電位が低下している部分に例え
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。（ｄ）必要に
応じて除電ランプ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僧形成体の表面電位はトナー
Ｔ１の付着した部分も含めて略−像電位となる。（ｅ）
その帯電面に先の像露光と同様に像Ｎ光を施すと、光の
入射した部分の電位が下がり、他の色に対応する静電潜
像が形成される。（ｆＪ間様に別の現像装置で現像が行
われると、電位が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。

本発明は、この例に限らず、静電ａ像が原稿の反射ある
いは透過光を直接像形成体面へ露光するスリット露光に
よって形成されるものでも、静電転写法によって誘電体
表Ｉ端を有する像形成面に形成されるものでもよいし、
現像装置に一成分現儂剤を甲いるものでも、現像が現像
剤層で像形成体表面を摺擦する現像条件で行われるもの
でも、多色トナー像が直接像形成体に定着されるもので
もよい。

以下、本発明をさらに具体的実施例によって説明する。

実施例１ 第４図の多色像形成装置において、像形成体ｌは有機光
導電体○ｐｃ表層の外径が１５Ｑ１１ｊ、表面速度１ｏ
ｏｍ／ｓｅｃで矢印方向に回転して帯電装置２により毎
回−７００ＶＫ帯電させられる。像露光装ｆｉ３は像形
成体１の帯電面にスポット密度が幅方向および周方向に
ついてよもに１６ドツト／ｕの一５０■の低電位スポッ
トからなる静電傷な形成する。毎回の像Ｎ光は、ドツト
位置が重ならないようにずらして行う。現像装置４〜７
はＷ、６図に示したような構成からなり、スリーブ２７
の外径が２０鰭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いる。磁石ロール
２８はスリーブ２７の表面に最大７００　Ｇの磁束密度
を与えるＮ、Ｓ磁極８＆を有する。スリーブ２７と像形
成体ｌの表面間隙を０．８　ａｌｌに設定し、現像に際
しスリーブ２７を第６ン（□の矢印方向に６　Ｏｒｐｍ
で回転させ、磁石口〜ル２８は常時静止とした。そして
、層厚規制部材３３でスリーブ２７上の現像剤層の層厚
を０．３簡に規制する。現像剤はａｏｖｔ％のスチレン
アクリル重合体中に７゜ｗｔ％のマグネタイトを分散し
た平均粒径２ｏμｍ１磁化率４　ｓ　ｅｍｕ／　？、抵
抗率１０１４Ωｃｔａ以上の絶縁性キャリヤと、９０ｗ
ｔ％のポリエステル中に１０ｗｔ％の顔料を分散した平
均粒径が１０μｍ、抵抗率１０　Ωｃｔａ以上のトナー
粒子との、トナー粒子が２５ｗｔ％の混合からなる二成
分現像剤とし、現像装置４の現像剤はトナーが顔料とし
てベンジン誘導体を分散したイエロートナー、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６の籾像剤はトナーが銅フタロ
シアニンを分散したシアントナー、現像装ｆＩＬ７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
とした。このようなトナーは攪拌手段３０で攪拌されチ
ー　１ｓμｃ／　Ｖ　〜−１８μｏ／ｆに帯電する。現
像に際してはスリーブ２７に一５ＯＯＶの直流電圧と２
ｋＨｚ、最大振幅３　ｋＶの交流電圧の重畳からなる現
像バイアスを印加する。

以上の条件で４色像の形成を行ったところ、交流バイア
スの効果で十分なトナーを各静電潜像に付着させること
ができ、鮮明な多色像を記録することができた。

実施例２゜ 実施例１と異なる点は、像形成体ｌの０２０表層外径１
２０１Ｅ１１、表面速度６０　ｍｌ　ｓｅｃ、帯電器に
よる帯電−８００Ｖ、ｆｆｌ露光装置３による露光部電
位−１００Ｖ、現像装置４〜７は第７図に示したような
構成からなり、スリーブ２７が外径１８Ｍで表面を研摩
されていて、現像に際し磁石ロール２８がｇｏｏ　ｒｐ
ｍで第７図の矢印方向に回転し、スリーブ２７は常時静
止、スリーブ２７と像形成体１の表面間隙１．９１１ｊ
ｌ、スリーブ２７上の現像剤層の層厚０．７鴎、キャリ
ヤ平均粒径２５μｍ、現像剤中のトナー比率２０ｗｔ％
、攪拌によるトナーの帯電−２０μＣ／り、現像に際し
てスリーブ２７に印カ［ｉする現像バイアスの直流成分
−６００Ｖ、交流成分２ｋＨｚ　、　２　ｋＶとしたこ
とで、これ以外の条件は実施例１と同様にした。

この例では、磁石ロール２８の回転によってスリーブ２
７上でも現像剤の攪拌が行われて、かぶりのないより鮮
明な多色像を記録することができた。

実施例３゜ 実施例１と異なる点は、像形成体ｌの表面速度２００　
ｍｖａ　／　ｓｅｃ　、現像に際しスリーブ２７を５０
ｒｐｍｘ磁石ロール２８を１１００Ｏｒｐでそれぞれ第
６図の矢印方向に回転させ、スリーブ２７と像形成体１
ｏ１’ｌＪ］１ｔ、ｏｍ、スリーブ２７上の現像剤層の
層厚０．８Ｉ１１１１現儂剤中のトナー比率２　ｏ　ｗ
ｔ％、攪拌によるトナーの帯電−２０μｃ７ｔ、現像に
際してスリーブ２７に印加する現像バイアスの交流成分
２　ｋＨｚ　、　２．５　ｋＶとしたことで、それ以外
の条件は実施例１と同様にした。

この例では現像剤の攪拌並びに搬送が実施例２よりも一
層十分に行われて、実施例１や２よシも容易にかぶりの
ない鮮明な多色像を記録できた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数の現像装置を小型化でき、したが
って多色像形成装置も小型に構成することができて、し
かも各現像装置による現像をかＪ、りなく十分な濃度の
トナー像が得られるように行うこともできて、鮮明な多
色像を記録できる。

【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傷
形成工程図、第４図は本発明多色像形成装置の１例を示
す構成概要側面図、第５図は像間光装置の構成を示す部
分平面図、第６図及び第７図はそれぞれ現像装置の例を
示す部分側面図、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・・
・像露光装置、　　　　４〜７・・・現像装置、２７・
・・スリーブ、２８・・ａ石ロール、２９・・・現像剤
溜り、　　　３０・・・攪拌手段、３３・・・層厚規制
部材、　　３４・・・掻取シ部材、３５・・・現像装置
ユニット枠。 特許出願人　　小西六写真工業株式会社代理人　弁理士
　　保　　　高　　　春　　　−、Ｉ゛４４ゴフ 第１図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）像形成体の周囲に潜像形成手段と複数の現像装置
   とを配設した多色像形成装置において、複数の現像装置
   は内部に磁界形成手段を備えた外径２５ｍｍ以下のスリ
   ーブを有し、該スリーブ上に現像剤の層を形成して搬送
   し、該現像剤によつて像形成体の潜像を現像するもので
   ある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スリーブ上に形成される現
   像剤層の層厚は前記像形成体とスリーブの間隙よりも薄
   く設定され、スリーブに振動電圧が印加されて現像を行
   う特許請求の範囲第１項記載の多色像形成装置。
3. （３）前記スリーブ内部の磁界形成手段が回転する磁石
   ロールである特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   多色像形成装置。
4. （４）前記現像剤が平均粒径４０μｍ以下の磁性キャリ
   ヤとトナーとからなる二成分現像剤である特許請求の範
   囲第３項記載の多色像形成装置。