JPS6281674A - 多色画像形成装置 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、ｆＺ〆像形成装置に関し、例えば像担持体上
に順次色の異なるトナー像を形成して多色像を得るに特
に好適な画像形成装置に関する。

口、従来技術 上述のような画像形成装置の典型的なものは多色画像形
成装置である。この多色画像形成装置には、記録紙に一
色づつトナー像を順次転写して多色画像を記録するもの
と、像担持体上へ一色づつ順次現像し、その後転写を行
って多色画像を記録するものとがある。これらの多色画
像形成装置等においては、像担持体に形成した静電潜像
を複数の現像装置のうちの一つの現像装置によって現像
し、その現像の間は他の現像装置を現像に供されないよ
うにしている。このような画像形成装置では、像担持体
に形成されたトナー像を構成するトナー粒子が別のトナ
ーを収納している現像装置に）昆入するという旧１題、
或いは、どｊ（象」二に他の現（像装置からトナーが混
入するという問題がある。この問題は、像担持体上へ一
色づつ順次現像して多色画像を形成する画像形成装置に
おいては色にごり等を発生させる原因となる。

上記の問題を更に説明する。

潜像を現像する典型的な方法として、現像剤搬送担体上
に形成した現像剤層で像！■持体を１３．：　擦し、ト
ナー粒子を潜像に付着させる磁気ブラシ現像法と、現像
剤層を像形成体に接触させない状態に置き、現像剤層か
らトナー粒子を飛翔させて潜像に付着させる非接触現像
法とがある。

磁気ブラシ現像法においては、形成されたトナー像を現
像に供されない現像装置の磁気ブラシが掻き取ってしま
い、画像が著しく劣化するとともに、現像装置に別種の
トナーが混入する。そこで磁気ブラシ現像法では、現像
に供されない現像装置の磁気ブラシを現像剤１般送担体
から除（か、或いは像担持体に接触しないようにする必
要がある。

非接触現像法においては、非接触の現像剤層からトナー
粒子を飛翔させて像担持体の潜像に充分付着させ゛るた
めに、現像剤搬送担体に交流電圧が印加される。そして
、磁気ブラシ現像法の場合のような形成されたトナー像
が掻き取られることはないが、交流電圧により発生する
トナー粒子を現像剤搬送担体へ移行させる力の影響でや
はり異種のトナーが現像装置中に混入する。このため現
像に供されない現像装置には上記の交流電圧は印加しな
いようにしている。しかし、完全に異種トナーの混入を
妨げないのが実情である。また、潜像電位にトナーが引
かれて付着することを妨げないのが実情である。さらに
、非接触現像法は、トナー粒子を飛翔させるために、ト
ナー粒子の飛散が比較的多く、この飛散して浮遊したト
ナーが他の現像装置に混入することもある。

従来のカラー画像記録装置では、現像を行っていない現
像装置に対して、（１）現像剤搬送担体上の現像剤層の
搬送を止める、（２）現像剤１送担体を像担持体から離
すようにする、（３）現像剤搬送担体上の現像剤層を掻
き落すようにする等の方法を採用している。しかし、こ
れらの方法では、交流電圧により移行するトナー粒子や
飛翔トナー粒子の現像装置への混入及び潜像に対する他
の現像装置からのトナーの付着を充分に解消することが
できなかった。また、上記（２）、（３）の方法は、機
械的な動作を必要とするために装置が複雑になり、その
負担も大きくなるという問題もある。

また、記録紙へのトナー像の転写が終了すると、像担持
体は、除電され、次いで転写され切れずに残留するトナ
ーを掻取してクリーニングされ、次の画像形成に備える
のであるが、除電によって像担持体の静電気を完全に除
去するのは至難であり、そのため、次の潜像形成以前に
、折角クリーニングされた像担持体上に僅か乍らトナー
が付着することがある。このような問題は、多色画像形
成装置に限らず、モノカラーの画像形成装置（現像装置
は一つである。）にも起こる。

ハ１発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、
複数の現像装置のうちの現像に供されていない現像装置
に既に像担持体上に像を形成しているトナー粒子や他の
現像装置のトナー粒子が混入したり、現像停止中の現像
装置から像担持体へトナーが付着したりするのを効果的
に防止するよにした像形成装置を提供することを目的と
している。

二０発明の構成 本発明は、像担持体と；この像担持体に潜像を形成する
潜像形成手段と；現像剤ｔｌｉｉ送担体上の現像剤によ
って前記潜像を現像する現像装置とを有する像形成装置
に於いて、前記現像剤搬送担体上での現像剤の搬送を停
止させて、少なくとも前記像担持体に近接する前記現像
剤搬送担体上の現像剤を減少させ、現像に供しないよう
に構成されていることを特徴とする像形成装置に係る。

ホ、実施例 以下、図示例を参照しながら本発明を具体的に説明する
。

第１図は、記録紙に順次現像剤（トナー）像を転写して
多色像を形成する多色画像形成装置の例を示ず概要構成
図、第２図は現像装置の例を示す部分断面図、第３図は
第１図の多色画像形成装置における多色画像形成のタイ
ミングチャート、第４図は像担持体上に順次トナー像を
形成して多色像を得る多色画像形成装置の例を示す概要
構成図、第５図は第４図の多色画像形成装置における多
色画像形成のタイミングチャートである。

第１図の多色画像形成装置において、１は導電性層と光
導電層を基本構成とした感光体層を有するドラム状像担
持体である。複写すべき原稿は原稿台ガラス２上に載置
され、露光ランプ３によって照射される。原稿面からの
反射光はミラー４〜７、結像レンズ８及び色分解手段９
を介して像担持体面に入射する。像担持体１は、矢印方
向に回転し、帯電器１０によって表面を一様帯電され、
その帯電面に前述の色分解手段９を通った光が入射され
て、色分解手段９の光路に挿入されているフィルタに対
応した色別の静電潜像を形成される。

部ち、像担持体１への原稿像の投影は像担持体１の表面
速度に比例して原稿台ガラス２または露光光学系の露光
ランプ３とミラー４及びミラー５．６が移動する原稿面
の露光走査によって行われ、色分解手段９は、青、緑、
赤のフィルタを備えていて、１回の露光走査の問いずれ
かの色フィルタを選択して光路に挿入する。形成された
静電潜像は複数の現像装置１１Ａ〜＋ＩＣのうちのいず
れかの現像装置、望ましくは用いられた色分解フィルタ
と補色関係にある色トナーを収納する現像装置によって
現像される。すなわち、複数の現像装置１１Δ〜＋ＩＣ
は、それぞれ色分ＩＷ手段９の青、緑、赤のフィルタに
対応し、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンの色トナ
ー粒子を現（象剤に用いている。１２は現像装置ＩＴＡ
〜ＩＩＣにバイアス電圧を印加するバイアス電源である
。

一方、記録紙Ｐは、図示してない送り込み手段によって
ドラム状の転写ユニット１３に送り込まれ、グリッパ−
１４によって先端を把持させて、転写ユニット１３の矢
印方向の回転と共に移動する。

前述の現像されたトナー像は、転写ユニット１３内に設
けた転写器１５によって記録紙Ｐに転写される。単色画
像複写の場合は、記録紙Ｐは直ちに分離爪１６の作動に
よって転写ユニット１３から分離され、加熱定着ローラ
１７へ送られてトナー像を定着した後、装置外に排出さ
れる。二色以上の多色画像複写の場合は、分離爪１６は
作動せず、記録紙Ｐは転写ユニット１３に保持されたま
ま回転する。

トナー像を転写した像担持体の表面は、残留トナーをク
リーニング装置１８によって除去して、次の像形成工程
に備える。そして、二色以上の多色画像複写の場合は、
帯電器１０によって帯電された表面に色分解手段９のフ
ィルタを換えて前回と同じ像露光を入射し、異なる色分
解の静電潜像を形成する。この静電潜像を対応した前と
は別の現像装置でトナー像に現像し、そのトナー像を転
写ユニット１３に保持されている記録紙Ｐの先のトナー
像位置に重ねて転写する。これによって記録紙Ｐ上に二
色画像が形成されるようになり、二色画像複写の場合は
、この時点で分離爪１６が作動して記録紙Ｐを転写ユニ
ット１３から分離し、あとは単色の場合と同様にトナー
像の定着を行って、排出する。三色画像複写の場合は、
分離爪１６はまだ作動せず、更に、像担持体１に異なる
色分解の静電潜像の形成と、別の現像装置による現像と
が前と同様に行われ、そのトナー像が記録紙Ｐに前と同
様に転写されるようになった時点で初めて分離爪１６が
動作する。あとは、単色や二色の場合と同様に、記録紙
Ｐはトナー像を定着されて排出される。

現像装置ＴＩＡ−ＴＩＣには第２図に示したような基本
構成の現像装置が用いられる。この現像装置は、現像剤
搬送担体である非磁性の現像スリーブ２１が左回転し、
内部磁石体２２が右回転して、現像剤溜り２３の現像剤
を現像スリーブ２１の表面に吸着し、磁石体２２の回転
と逆方向にＩＮ送するものである。現像スリーブ２１上
に１般送される現像剤は、途中において層厚規制プレー
ト２４により厚さを規制され、現像剤層を形成する。

現像を行うときは、バイアス電源１２によって、必要に
応じて直流バイアス電圧及び／又は交流電圧を現像スリ
ーブ２１に印加する。これによって現像域Ｅにおいて現
像が行われ、現像域Ｅを通過した現像剤層はクリーニン
グプレート２５によって現像スリーブ２１から除かれ、
現像剤溜り２３に還元される。現像剤溜り２３にはトナ
ー補給ローラ２６によってトナーホッパー２７からトナ
ーが補給される。また、現像剤溜り２３の現像剤は、攪
拌手段２８によって均一に攪拌されると共に、トナー粒
子に充分な電荷が与えられる。

以上述べたところにおいて、現像剤層の搬送は、現像ス
リーブ２１を静止又は右回転させて行っても、或いは、
磁石体２２を左回転又は静止させて行ってもよい。

また、現像剤には、磁性トナー粒子からなる一成分現像
剤も用い得るが、磁性キャリア粒子と非磁性トナー粒子
の混合した二成分現像剤が色の鮮明性やトナーの帯電制
御等の点から好ましく用いられる。好適な現像剤の詳細
については後述する。

更に、非接触現像法による場合、現像スリーブ２１にバ
イアス電圧を印加してトナーの飛翔制御を効果的に行う
ためには、像担持体１と現像スリーブ２１の間隙を数１
０〜２０００μｍの範囲とし、従って層厚規制プレート
２４によって規制する現像剤層の層厚をそれより薄くす
るのが好ましい。この現像域の間隙を狭くし過ぎると、
現像剤層の厚さを極めて薄くしなければならず、それで
は均一な層厚が得られなくなり、従って現像域に安定し
てトナー粒子を供給することができなくなるばかりでな
く、現像スリーブ２１と像担持体１の間で放電し易くな
って現像剤を損傷したり、トナー粒子を飛散させたりし
易くなる。これに対して現像域の間隙を広くし過ぎると
振動電界によるトナーの飛翔制御が困難となる。

現像装置１１Ａ〜ＩＩＣに以上の好ましい条件を用いる
ことによって、それぞれの現像装置１１Ａ〜ＩＩＣによ
る色別の静電潜像の現像をかぶりな（鮮明に行うことが
できる。従って、記録紙Ｐに鮮明な単色画像や多色カラ
ー画像の記録が行われる。

本発明では、現像の停止時には現像剤搬送担体（スリー
ブ２１）の回転を止めてから（マグネット２２が回転し
ている場合はこれも止める。）現像域Ｅに於けるスリー
ブ２１上の現像剤を減少させる。この現像剤減少には、
以下に述べるような方法が効果的である。

この例に於ける静電潜像には、現像剤消費用潜像（ドラ
ム状像担持体の軸に平行な幅数−のもの）と原稿の走査
露光によって形成された潜像（以下、画像部潜像と呼ぶ
。）とがある。現像停止時にはスリーブ２１の回転を止
め、像担持体１上に予め形成されている現像剤消費用潜
像を現像する。その結果、現像域Ｅに於けるスリーブ２
１上には現像剤が消費されてなくなってしまう。従って
、その後に現像域Ｅに画像部潜像がきても、これに現像
剤が付着することはない。

上記のように現像の停止は現像剤搬送の停止とそれに続
く現像剤の消費とを行えば実現できる。

現像剤消費用潜像は、像担持体１の画像部潜像の後側に
近接して形成するのが良く、或いは次の画像部潜像の前
側に近接して形成しても良い。

上記では、画像部潜像を現像するときのバイアス電圧を
その侭印加した状態で現像剤消費用潜像を現像して現像
剤を消費させる。更に、現像装置のバイアス電源の０Ｎ
−ＯＦＦを行わなくともよく、バイアス電源を共通にす
ることもできる。即ち、現像に供されない現像装置の現
像剤順送体上から現像剤は既に消費されているので、現
像剤が像担持体に移行しないようにするための現像バイ
アス変化による現像停止手段（交流バイアス電源の印加
停止、直流バイアスのみ印加、現像装置又はスリーブ２
１のフローティング、スリーブ２１を接地する等）は必
ずしも必要ではなくなる。また更に非接触現像では、現
像バイアスの現像性に及ぼす効果が大きいことを利用し
て、現像剤消費時に現像バイアスを変化させる（交流電
圧を高くし、周波数を低くし、直流成分を変化させる）
ことにより、消費される現像剤の量を多くすることがで
きる。

上記非画像領域の現像剤消費制御に加えて、その後に現
像バイアスを変化させることによる現像停止手段と併用
させると、前述のような現像剤の混入や飛翔を防止する
のに一層効果的である。

第１図の多色画像形成装置では、現像したり飛散したト
ナーが他の現像装置に混入するの゛を防ぐため、バイア
ス電源１２は、上流側の現像装置１１Ａで現像を行う像
形成工程においては、現像を行う現像装置１１Ａに現像
バイアス電圧を印加するだけでなく、下流側の現像装置
１１Ｂ、ＩＩＣ等にも上流側の現像装置１１Ａで形成し
たトナー像が通過するまでの間トナー粒子の飛翔を阻止
するバイアス電圧を印加するようにしている。

第３図は、帯電及び像露光における３回のＯＮによって
それぞれ色別の静電潜像が形成され、それらが夫々現像
装置１１Ａ〜ＩＩＣによって非接触現像法により現像さ
れる三色画像形成の例を示すタイミングチャートである
。この例では、現像剤消費用潜像は画像部潜像の後側に
設けている。

、また、この例では、現像を行う現像装置の現像スリー
ブ２１には交流電圧のＡＣバイアスと直流電圧のＤＣバ
イアスの重畳したバイアス電圧を印加し、それと共に現
像スリーブ２１や磁石体２２の現像剤層搬送回転を行う
。この現像時のＤＣバイアスはトナー粒子の帯電と逆極
性のかぶりを防止する直流電圧であり、現像の始めと終
わりでＡＣバイアスとＤＣバイアス電圧を変化させてい
るのは、現像剤消費部での現像剤消費を確実にするため
である。また、現像剤消費用潜像が現像域Ｅを通過して
いる間は、現像装置の駆動を停止している。

また、例えば現像装置１１Ａで現像を行う像形成工程に
おいて、他の現像装置１１Ｂ、ＩＩＣの現像スリーブ２
１にも、現像装置１１Ａによって形成されたトナー像が
通過する間、トナー粒子の帯電と同極性の直流電圧をバ
イアス電圧として印加してもよい。これによって現像装
置１１Ｂ、１１Ｃに現像装置１１Ａのトナー粒子が混入
することがなくなり、かつＡＣバイアスによるトナーの
飛翔も無くいつまでも鮮明な多色画像を形成することが
できる。

上記の例は、現像が非露光部にトナー粒子を付着させる
所謂正規現像によって行われる例であるが、露光部にト
ナー粒子を付着させる所謂反転現像の場合は、現像剤消
費用潜像は、露光を行って形成し、この露光部を反転現
像して現像剤を消費させる。

第４図の記録装置は、像担持体１上に順次現像して多色
画像を形成する多色画像記録装置であり、第１図と同一
符号は同一機能部材を示す。

この記録装置は、像担持体１の帯電面にＨｅ−Ｎｅレー
ザ光源、音響光学変調装置、レンズ装置、回転多面鏡等
からなる図示してないレーザビームスキャナから像露光
４１を入射して低電位のドツト構成からなる静電潜像を
形成し、現像が反転現像によって行われるものであり、
三色画像記録の場合、先に例えば現像装置１１Ａによっ
て現像したトナー像を記録紙に転写することなく解除さ
れているクリーニング装置１８まで通過させ、そのトナ
ー像形成面に必要に応じてさらに帯電器１０により帯電
を行い、その面に再び像露光４１を入射して別の色に関
する静電潜像を形成し、それを現像装置１１Ｂによって
先に形成したトナー像の上に新たに現像し、同様に静電
潜像の形成と現像装置１１Ｃによる現像とを繰り返して
像形成体１上に三色のトナー像を形成し、その三色トナ
ー像に対し転写前帯電器４２によって電荷を与え、転写
器１５により一括して記録紙Ｐに転写するものである。

トナー像を転写された記録紙Ｐは、分離−器４３によっ
て像担持体１から分離され、図示してない定着装置によ
ってトナー像を定着される。

また、トナー像を転写した像担持体１の面は、除電器４
４によって除電され、圧着されたクリーニング装置１８
によってクリーニングされて次の像形成工程に備えられ
る。

この画像形成装置において、先に形成されたトナー像を
破壊しない非接触現像方法を用いることが望ましい。現
像装置１１Ａ〜ＩＩＣには像形成体と現像剤層を非接触
に保ち、第２図に示したような構成の現像装置が用いら
れる。そして、像担持体の回転の間は帯電をＯＮにして
いて、他の現像装置からのトナー粒子の混入するのを防
止するため、バイアス電源１２によって現像を行う現像
装置に共通の現像バイアス電圧を印加する一方、現像を
行わない現像装置は、予め現像剤の搬送を停止した状態
で現像剤消費用潜像を現像して現像剤を消費させておい
ている。このようにして、現像装置の駆動を０Ｎ−ＯＦ
Ｆするのみで現像の０Ｎ−ＯＦＦを行う。

第５図はこの三色画像形成の例を示すタイミングチヤー
ドである。この例では各色別静電潜像の形成において毎
回連続的に帯電器１０による帯電を行い、現像を行う現
像装置１１Ａ〜ＩＩＧの現像スリーブ２１には、トナー
粒子の帯電と同極性である直流電圧と交流電圧とを重畳
したバイアス電圧を印加する。また、現像を行わない現
像装置の現像スリーブ２１にも、他の現像装置によって
形成されたトナー像が通過する間、共通の交流バイアス
電圧を印加している。現像スリーブ２１の現像剤層搬送
回転は、第３図の例におけると同様、各画像部でのみ行
い、現像剤消費用潜像部では停止するようにしている。

第４図の画像形成装置においても、第１図の画像形成装
置におけると同様、単色画像や二色画像を記録し得るこ
とは勿論である。

次に、本発明画像形成装置に使用するに好適な非接触現
像用二成分現像剤について説明する。

先ず、キャリアについて述べると、不定形成いは球形の
磁性キャリアが用いられる。特に磁性キャリア粒子が球
形化されていることは、トナーとキャリアの攪拌性及び
現像剤の搬送性を向上させ、更にトナーの荷電制御性を
向上させて、トナ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。しかし、本発明において磁
性キャリア粒子の平均粒径が大きいと、■現像剤搬送担
体上に形成される磁気ブラシの穂の状態が荒いために、
電界により振動を与えながら静電像を現像しても、トナ
ー像にムラが現われ易＜、＠穂におけるトナー濃度が低
くなるので高濃度の現像が行われない等の問題が起こり
得る。この■の問題を解消するには、キャリア粒子の平
均粒径を小さくすればよく、実験の結果、平均粒径５０
μｍ以下で効果が現れ初め、特に３０μｍ以下になると
、実質的に■の問題が生じなくなることが判明した。ま
た、＠の問題も、■の問題に対する磁性キャリアの微粒
子化によって、穂のトナー濃度が高くなり、高濃度の現
像が行われるようになって解消する。しかし、キャリア
粒子が細か過ぎると、＠トナー粒子と共に像担持体面に
付着するようになったり、■飛散し易くなったりする。

これらの現像は、キャリア粒子に作用する磁界の強さ、
それによるキャリア粒子の磁化の強さにも関係するが、
実験によれば、キャリア粒子の平均粒径が１５μｍ以下
になると次第に傾向が出始め、５μｍ以下で顕著に現れ
るようになる。そして、像形成体面に付着したキャリア
粒子は、通常黒ずんだ有色であり、一部はトナーと共に
記録紙上に移行し、カラー画像に重大な影響を及ぼす。

以上から磁性キャリアの粒径は、平均粒径が５０μｍ以
下、特に好ましくは３０μｍ以下、５μｍ以上特に好ま
しくは１５μｍ以上が適正条件であり、球形化されてい
ることが好ましい。なお、平均粒径は重量平均粒径であ
って、コールタカウンタ（コールタ社製）、オムニコン
アルファ　（ホ゛シュロム社！！りで求めた重量平均粒
径である。このような磁性キャリア粒子は、磁性体とし
て従来の磁性キャリア粒子におけると同様の、鉄、クロ
ム、ニッケル、コバルト等の金属、或いは、それらの化
合物や合金、例えば、四三酸化鉄、Ｔ−酸化第二鉄、二
酸化クロム、酸化マンガン、フェライト、マンガン−銅
系合金といった強磁性体乃至は常磁性体の粒子を微細化
、好ましくは球形化したり、又は好ましくはそれら磁性
体粒子の表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル
系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド
樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂やパル
ミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワックスで球状に被
覆するか、或いは、更に好ましくは磁性体微粒子を分散
して含有した樹脂や脂肪酸ワックスの粒子を粉砕或いは
造粒重合するかして好ましくは球状粒子を作るかして得
られた粒子を従来公知の平均粒径の手段で粒径選別する
ことによって得られる。

なお、キャリア粒子を上述のように樹脂等によって球状
に形成することは、先に述べた効果の他に、現像剤搬送
担体に形成される現像剤層が均一となり、また現像剤搬
送担体に高いバイアス電圧を印加することが可能となる
という効果も与える。

即ち、キャリア粒子が樹脂等によって球形化されている
ことは、（１）一般に、キャリア粒子は長軸方向に磁化
吸着され易いが、球形化によってその方向性が無くなり
、従って、現像剤層が均一に形成され、局所的に抵抗の
低い領域や層厚のムラの発生を防止する、（２）キャリ
ア粒子の高抵抗化と共に、従来のキャリア粒子に見られ
るようなエツジ部が無くなって、エツジ部への電界の集
中が起こらなくなり、その結果、現像剤搬送担体に高い
バイアス電圧を印加しても、像形成体面に放置して静電
潜像を乱したり、バイアス電圧がブレークダウンしたり
することが起こらないという効果を与える。

この高いバイアス電圧を印加できるということは、本発
明の好ましい態様における振動電界下での現像が振動す
るバイアス電圧の印加によって行われるものである場合
に、それによる後述する効果を充分に発揮させることが
できるということである。

以上のような効果を奏するキャリア粒子には前述のよう
にワックスも用いられるが、しかし、キャリアの耐久性
等からすると、前述のような樹脂を用いたものが好まし
く、更に、キャリア粒子の抵抗率が１０８Ωｃｍ以上、
特に１０′３Ω１以上であるように絶縁性の磁性粒子を
形成したものが好ましい。

この抵抗率は、粒子を０．５０−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ｌ　ｋｇ
　／　ｃＪの荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０
００　Ｖ　／■の電界が生ずる電圧を印加したときの電
流値を読み取ることで得られる値であり、この抵抗率が
低いと、現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加した場合
に、キャリア粒子に電荷が注入されて、像担持体面にキ
ャリア粒子が付着し易くなったり、或いはバイアス電圧
のブレークダウンが起こり易くなったりする。

以上を総合して、磁性キャリア粒子は、少な（とも長軸
と短軸の比が３倍以下であるように球形化されており、
針状部やエツジ部等の突起が無く、抵抗率が１０８Ω悄
以上好ましくは１０１１Ω」以上であることが適正条件
である。そして、このような磁性キャリア粒子は、高抵
抗化された球状の磁性粒子や樹脂被覆キャリアでは、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
形成後に球形化処理を施すこと、あるいはスプレードラ
イの方法によって分散樹脂粒子を得ること等によって製
造される。

次にトナーについて述べると、一般に二成分現像剤のト
ナー粒子の平均粒径が小さくなると、定性的に粒径の二
乗に比例して帯電量が減少し、相対的にファンデルワー
ルス力のような付着力が大きくなって、トナー粒子がキ
ャリア粒子から離れにくくなったり、またトナー粒子が
一旦像形成体面の非画像部に付着すると、それが従来の
磁気ブラシによる摺擦では容易に除去されずにかぶりを
生せしめるようになる。磁気ブラシ現像方法では、トナ
ー粒子の平均粒径が１０μｍ以下になると、このような
問題が顕著になる。非接触現像方法は、現像剤層、所謂
磁気ブラシによる現像を振動電界下で行うようにしたこ
とで上記の問題が解消される。即ち、現像剤層に付着し
ているトナー粒子は、電気的に与えられる振動によって
現像剤層がら離れて像担持体面の画像部及び非画像部に
移行し易く、かつ、離れ易くなる。そして、帯電量の低
いトナー粒子が画像部や非画像部に移行することが殆ど
なくなり、また、像担持体面と擦られることがないため
に摩擦帯電により像担持体に付着することもなくなって
、１μｍ程度のトナー粒子のものまで用いられるように
なる。従って、静電潜像を忠実に現像した再現性のよい
鮮明なトナー像を得ることができる。さらに、振動電界
は［・ナー粒子とキャリア粒子の結合を弱めるので、ト
ナー粒子に伴うキャリア粒子の像担持体面への付着も減
少する。画像部及び非画像部領域において、大きな帯電
量を持つトナー粒子が振動電界下で振動し、電界の強さ
によってはキャリア粒子も振動することにより、トナー
粒子が選択的に像担持体面の画像部に移行するようにな
るから、キャリア粒子の像担持体面への付着は大幅に軽
減される。

一方、トナーの平均粒径が大きくなると、先にも述べた
ように画像の荒れが目立つようになる。

通常、１０本／Ｎ程度のピッチで並んだ細線の解像力あ
る現像には、平均粒径２０μｍ程度のトナーでも実用上
は問題ないが、しかし、平均粒径１０μｍ以下の微粒子
化したトナーを用いると、解像力は格段に向上して、濃
淡差等も忠実に再現した鮮明な高画質画像を与えるよう
になる。以上の理由からトナーの粒径は平均粒径が２０
μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下が適正条件である。

また、トナー粒子が電界に追随するために、トナー粒子
の帯電量が１〜３μｃ／ｇより大きいこと（好ましくは
３〜１００μｃ／ｇ）が望ましい。特に粒径の小さい場
合は高い帯電量が必要である。また、抵抗率は１０日Ω
口以上、好ましくは１０１ｓΩｃＩＩ＋以上であるとよ
い。

そして、このようなトナーは従来のトナーと同様の方法
で得られる。即ち、従来のトナーにおける球形や不定形
の非磁性又は磁性のトナー粒子を平均粒径選別手段によ
って選別したようなトナーを用いることができる。中で
も、トナー粒子が磁性体粒子を含有した磁性粒子である
ことは好ましく、特に磁性体微粒子の量が６０ｗｔ％を
越えないものが好ましいが色の鮮明度を得るためには３
０ｗｔ％以下の少量がよい。トナー粒子が磁性粒子を含
をしたものである場合は、トナー粒子が現像剤１ｕｌｌ
送担体に含まれる磁石の磁力の影響を受けるようになる
から、磁気ブラシの均一形成性が一層向上して、しかも
かぶりの発生が防止され、更にトナー粒子の飛散も起こ
りにくくなる。しかし、含有する磁性体の量を多くし過
ぎると、キャリア粒子との間の磁気力が大きくなりすぎ
て、充分な現＠！濃度を得ることができなくなるし、ま
た、磁性体微粒子がトナー粒子の表面に現れるようにも
なって、摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー粒子が
破損し易くなったり、キャリア粒子との間で凝集し易く
なったりする。

以上をまとめると、本発明において好ましいトナーは、
キャリアについて述べたような樹脂及びさらには磁性体
の微粒子を用い、それにカーボン等の着色成分や必要に
応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知のトナー粒子製
造方法と同様の方法によって作ることができる平均粒径
が２′０μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下の粒子
からなるものである。

本発明の画像形成装置においては、以上述べたような微
粒であり球状のキャリア粒子とトナー粒子とが従来の二
成分現像剤におけると同様の割合で混合した現像剤が好
ましく用いられるが、これにはまた、必要に応じて粒子
の流動滑りをよくするための流動化剤や像担持体面の清
浄化に役立つクリーニング剤等が混合される。流動化剤
としては、コロイダルシリカ、シリコンフェス、金ｉ石
鹸あるいは算イオン表面活性剤等を用いることができ、
クリーニング剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シ
リコン或いは弗素等表面活性剤等を用いることができる
。

次に、本発明を更に具体的実施例によって説明する。

スｌ土工 （ｉン予備実験 第２図の現像装置において、現像スリーブ２１の外径を
３０龍とし、磁石体２２を８００ガウスの磁極Ｎ、Ｓを
円周上に交互に配置したものとし、層厚規制ブレード２
４と現像スリーブ２１との間隔を０．３龍とし、二成分
現像剤を使用して層厚規制ブレード２４と磁石体２２の
磁極位置を規定し、現像スリーブ２１を回転させた後こ
れを停止した。

かくして現像スリーブ２１上に現像剤層を形成した。

層厚規制ブレードと対向する磁石体上の位置によって現
像剤層厚は変化せず、両者の関係は、層厚規制ブレード
を通過した現像スリーブ上の現像剤の厚さを磁極上で測
定すると、第８図に示す通りであった。第８図中、Ａは
第７図のように現像部における磁極Ｎ　（Ｓであっても
よい。）上の穂の高さを、Ｂは第６図のように現像部に
おける磁極Ｎ、、Ｓ間の中央部の穂の高さを夫々示す。

現像剤層は、第６図の状態（Ｂ）では極めて薄く、第７
図の状態（Ａ）では現像に充分な厚さとなっている。更
に、磁性体からなる層厚規制ブレードを用いると、前述
した第６図及び第７におけるより、更に現像剤層を薄く
形成でき、特に第６図では非現像時に磁極を現像域に対
応させずに現像側の穂を寝かすことにより、更に非現像
時の現像剤の穂の高さを低くすることができる。

以上の結果から、現像装置駆動停止中は現像域での磁極
を第６図のように、静止させるようにすれば、現像時に
は現像がスムーズに遂行され、非現像時には前述したよ
うな現像剤の混入やかぶりが防止され、更に極めて好都
合であることが理解できる。

ドラム状像担持体としてセレン感光体層を有するものを
使用し、これを１２０　ｍｍ／ｓｅｅの周速で回転させ
、１００ＯＶに帯電し、露光を行って回転軸に平行に幅
１０口のべた潜像（現像剤消費用潜像）を形成した。

次に、フェライト粒子に樹脂コートした平均粒径３０μ
ｍの粒子をキャリアとし、平均粒径１０μｍのトナーを
４：１の重量比で混合した二成分現像剤を用いて上記の
潜像を現像した。トナーの帯電量は一１５μｃ／ｇであ
る。現像バイアスとして、周波数２，０ＫＨ７、振幅２
．ＯＫＶの交流成分と＋１００■の直流成分とを印加し
た。現像域Ｅに於ける像担持体１とスリーブ２１との間
隙は１．ＯＮ、現像剤層厚は０．８鶴である。

像担持体１の回転方向位置によるトナー付着量の変化を
調べたところ、第９図に示す結果が得られた。同図中、
Ａは現像域已に磁極が対向している場合（第７図の状！
３）、Ｂは現像域Ｅに磁極間の中央部が対向している場
合（第６図の状態）を示している。同図から、像担持体
上の２〜３　ｃｍの幅の範囲内にトナーが付着しており
、従って、像担持体上の２〜３ｃｍの回転で、現像域Ｅ
ではスリーブ２１上には現像剤が実質的に無くなってい
ることが解る。また、現像剤消費用潜像の現像には第７
図の状態とし、現像剤消費用潜像が現像域Ｅを通過した
ら第６図の状態とするのが好ましいことが理解できる。

（ｉｉ）実施例 第２図に示したような磁石体及び現像スリーブ両回転の
現像装置を備えた第１図の記録装置によって第３図に示
したタイミングチャートに従い、三色カラー画像の記録
を行った。

像担持体１は光導電性層としてセレン感光体層を有する
ものであり、静電潜像形成に際して帯電器１０により表
面を６００　Ｖに帯電され、色別の像露光を入射させて
背景部電位が５０Ｖの静電潜像が形成され、白く塗られ
た原稿台裏面中、原稿後端に近接する位置に黒色パッチ
が設けられ、前記原稿台裏面の白色と黒色バッチの光露
光により幅１０釧の現像剤消費用静電潜像が形成される
。第１０図は像担持体１上に画像部潜像３１とその後に
現像剤消費用潜像３２とが形成された状態を模式的に示
す斜視図である。

現像装置＋１Ａ〜ＩＩＣは、いずれも現像スリーブ２１
の像担持体１に対する現像域Ｅの間隙を１．０龍に設定
し、現像剤としては、磁性体を樹脂中に分散した平均粒
径が３０μｍ、磁化５０ｅｍｕ　／　ｇ、抵抗率１０４
Ωｃｍ以上の球状キャリア粒子と熱可塑性樹脂９０ｗｔ
％、顔料１０−ｔ％に少量の電荷制御剤を添加して混練
粉砕した平均粒径が１０μｍのトナー粒子とを重量比４
：１で混合したものを用いた。

トナー粒子の顔料は、現像装置１１Ａ〜ＩＩＣによって
、イエロー、マゼンタ、シアン系のものを用いている。

各トナー粒子は夫々現像剤溜り２３において、いずれも
平均帯電量−２０μｃ／ｇに帯電する。各現像装置１１
Ａ〜ＩＩＣにおいて、現像の際、現像スリーブ２１に周
波数１．５ＫＩ（ｚ、振幅１．５ＫＶの交流成分と＋ｔ
ｏｏ　Ｖの直流成分とを印加し、現像スリーブ２１上に
層厚約０．６鶴の現像剤層を形成するようにした。従っ
て、現像は現像剤層が像担持体１の表面を摺擦しない非
接触現像法によって行われる。そのため、磁性体からな
る層厚規制ブレード２４を現像剤層の層厚が０．６鰭に
規制される位置に設置しておく。画像部潜像の現像終了
直後には第６図に示すように、スリーブ２１を停止させ
磁石体２２の磁極（Ｎ、Ｓいずれでも良い。）を層厚規
制ブレード２４に対向させて磁石体２２を静止させる。

この状態で磁極間の中央部が現像域Ｅに位置する。従っ
て、層厚規制ブレード２４は鋼のような鉄基合金その他
の磁性材料からなるものとするのが効果的である。磁石
体２２の上記制御は、磁石体２２が層厚規制プレード２
４と磁気力で引き合い、自然に対向位置に停止する。或
いは電気的制御によるほか、カムやクラッチ等の簡単な
機構によることができる。

また、磁石体２２を固定した状態で現像スリーブ２１の
回転のみで現像を行う場合、現像時には現像域に磁極を
対向させ（第７図の状態）、非現像時特に現像剤消費用
潜像通過後には現像域に磁極を対向させない（第６図の
状態）こともできる。

かくした状態で現像剤消費用静電潜像を現像し、現像能
力を無くすことができる。現像を行わない現像装置の現
像スリーブ２１上の現像剤中には実質的にトナーがない
ようにした。現像剤消費用潜像現像の際現像スリーブ２
１には、トナーを積極的に消費するための一５００ｖの
直流電圧を交流電圧と共に現像バイアスとして変化させ
て印加する。

現像スリーブ２１と磁石体２２の再回転では、画像部静
電潜像が現像装置に達するときには現像剤が搬送されて
おり、そして現像剤消費用潜像の現像が通過する前には
停止した状態になるようにする。上流側の現像装置１１
Ａによって形成されたトナー像が下流側の現像装置１１
Ｂ、ＩＩＣを通過するタイミングで、現像を行わない下
流側の現像装置１１Ｂ、ＩＩＧの現像スリーブ２１には
一５０■の直流電圧を混入防止バイアスとして印加する
。この直流バイアス以外にも、現像スリーブ２１を接地
させても良く、現像剤と同極性或いは異極性のバイアス
のいずれでも良い。また、現像スリーブ２１はフローテ
ィング状態としても良い。

第１１図は画像部及び現像剤消費用潜像を現像した直後
の状態を示し、画像トナーＴ３１に続いて消費トナーＴ
３２が像担持体１上に付着し、スリーブ２１の現像域Ｅ
に対向する部分には新たに付着するトナーが無くなって
いて、仮想線で示す次の画像部潜像３１が現像域Ｅに来
ても、これにトナーが付着することはない。

第１２図は第４図の装置により現像剤消費用潜像に付着
した３色のトナーの付着状態を模式的に示す拡大断面図
で、これらのトナーＴＹ、ＴＭ、ＴＣからなる消費トナ
ーＴ３２は画像形成の１サイクルの最後に第１図に示す
クリーニング装置１８によって像担持体１から除去され
る。

以上の条件により多数枚の記録紙を得たが、記録された
三色カラー画像は最初から最後のものまで変らない混色
のない鮮明なカラー画像であった。

１施ｔＬ− 前記実施例１に於ける磁石体２２を現像時、非現像時を
問わず静止させ、非現像時には第６図に示した状態とし
て現像域Ｅの現像剤層厚を薄くし画像部及び現像剤消費
用潜像の現像時には、第７図に示すように、磁極を対向
させるようにして、現像剤層の厚さを現像に充分な厚さ
となるようにした。現像スリーブ２１は画像部通過時の
み回転する。その他は実施例１におけると同様である。

以上のようにして得られた三色カラー画像は、前記実施
例１に於けると同様に高品質のものであった。

皇胤凱ユ 第２図に示したような現像装置を備えた（但し、スリー
ブ２１及び磁石体２２は回転している。）第４図の画像
形成装置によって、第５図に示したタイミングチャート
に従って三色カラー画像の記録を行った。像担持体１は
直径１２０ｗの実施例１と同様のものであり、周速１２
０　ｗ／ｓｅｃで回転し、スコロトロン帯電器１０によ
り静電潜像の形成の間常に約６００ｖに帯電され、その
帯電面に像露光４１によって０■のドツト構成画像部及
び現像剤消費用の静電潜像が形成される。像担持体１と
現像装置１１Ａ〜ＩＩＧの現像スリーブ２１の間隙は１
．０閣に設定し、各現像装置１１Ａ〜１１Ｃの現像剤に
はトナー粒子の荷電制御剤が異なってトナー粒子が２０
μｃ　／　ｇに帯電する以外は実施例１と同じものを用
いる。層厚規制ブレード２４は現像スリーブ２１上に層
厚０．７ｍｍの現像剤層を形成するように設定する。各
現像装置１１Ａ〜ＩＩＣは、現像スリーブ２１に現像時
、周波数２ＫＨｚ、振幅１．２ＫＶの交流電圧と、５０
０■の直流電圧とが重畳されて現像バイアスとして印加
される。一方、非現像時にも同一のバイアスが印加され
る。

現像スリーブ２１の現像剤層搬送回転は画像部のみ行わ
れ、現像剤消費用潜像の現像時及び非現像時には現像剤
層の搬送は行わない。

搬送の停止は、第６図に示すように、磁石体２２を、磁
極Ｎ、Ｓ間の中央部が現像域已に位置して静止するよう
にした。

以上の条件により多数枚の記録紙を得たが、記録された
三色カラー画像は最初から最後のものまで変わらない混
色のない鮮明なカラー画像であった。

現像剤搬送の停止は、現像剤消費用潜像が現像域に達す
る前、或いは現像剤消費用／ｆｊ像が現像域を通過して
いる間に行っても良い。また、現像剤消費用潜像は画像
部潜像より先に設けることもできる。即ち、現像バイア
スを印加した状態（現像剤搬送担体は停止している。）
の下で、現像剤消費用潜像を画像部潜像よりも先に現像
域に送り込み、前の画像部潜像の現像に用いられ、停止
している現像剤搬送担体上の現像剤を消費させることが
できる。また、画像部潜像の前後に現像剤消費用潜像を
設けてもよい。更に、上述の実施例のように感光体側へ
トナーを除去する方法に限らず、他の除去方式を採用す
ることもできる。

本発明は一成分現像剤を用いる非接触現像にも同様に適
用できる。二成分現像剤ではトナーのみが消費されるの
に対し、−成分現像剤は、トナーのみからなっているた
めに、現像域での現像剤搬送担体上の殆どの現像剤が消
費される。

へ１発明の詳細 な説明したように、本発明に基づく像形成装置は、現像
に供されない現像装置について、現像剤搬送担体上での
現像剤の搬送を停止させて、少なくとも像担持体に近接
する現像剤搬送担体上の現像剤を減少させるように構成
されているので、次のような特有の効果が奏せられる。

現像に供されない現像装置では、特に、現像剤の搬送を
停止した状態で所定位置の現像剤を減少させているので
、少なくとも現像剤搬送担体上の像担持体に近接する位
置（従って目的とする所要の箇所）では現像剤が確実に
減少し、かつ現像剤を減少させる手段の負担が大きく減
少する。このため、現像停止中に、現像剤が現像装置か
ら像担持体に移行したり、現像剤が像担持体から現像装
置へ移行したりするなどの現像剤の望ましくない移動が
充分かつ容易に防止される。

従って、多数回連続記録を行っても、鮮明で色濁りのな
い高品質な記録画像が得られる。このような効果は、多
色画像形成にあって特に大きい。

しかも、装置の構造を複雑化、大型化することがない。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって・ 第１図は記録紙に一色づつトナー像を転写して多色画像
を形成する多色画像形成装置の概要構成図、 第２図は現像装置の要部断面図、 第３図は第１図の多色画像形成装置における画像形成の
タイミングチャート、 第４図は像担持体に順次現像して多色画像を形成する多
色画像形成装置の概要構成図、第５図は第４図の多色画
像形成装置における画像形成のタイミングチャート、 第６図及び第７図は現像停止中の現像装置の部分断面図
、 第８図は予備実験における磁性体からなる層厚規制ブレ
ードに対する磁石体の位置と形成された現像剤層の現像
域での現像剤層厚との関係を示すグラフ、 第９図は予備実験における現像域での磁石体の極性と現
像剤層厚との関係を示すグラフ、第１０図は現像剤消費
用潜像と画像部潜像との位置関係を示す像担持体の斜視
図、 第１１図は現像剤消費用潜像が現像された直後の現像装
置の部分断面図、 第１２図は現像剤消費用潜像が現像された状態を模式的
に示す付着トナーの拡大断面図である。 なお、図面に示された符号において、 １・・・・・・・・・像担持体 ９・・・・・・・・・色分解手段 】０・・・・・・・・・帯電器 １１Ａ、１１Ｂ、Ｉ　ＩＣ・・・・・・・・・現像装置
１２・・・・・・・・・バイアス電源 １８・・・・・・・・・クリーニング装置２１・・・・
・・・・・現像スリーブ ２２・・・・・・・・・磁石体 ２３・・・・・・・・・現像剤溜り ２４・・・・・・・・・層厚規制ブレード３１・・・・
・・・・・画像部潜像 ３２・・・・・・・・・現像剤消費用Ｗｉ像Ｅ・・・・
・・・・・現像域 ＴＹ・・・・・・・・・イエロートナーＴＭ・・・・・
・・・・マゼンタトナーＴＣ・・・・・・・・・シアン
トナー Ｔ３１・・・・・・・・・画像トナー Ｔ３２・・・・・・・・・消費トナー である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、像担持体と；この像担持体に潜像を形成する潜像形
   成手段と；現像剤搬送担体上の現像剤によって前記潜像
   を現像する現像装置とを有する像形成装置に於いて、前
   記現像剤搬送担体上での現像剤の搬送を停止させて、少
   なくとも前記像担持体に近接する前記現像剤搬送担体上
   の現像剤を減少させ、現像に供しないように構成されて
   いることを特徴とする像形成装置。