JPS63103269A - カラ−電子写真装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、カラー電子写真装置に関する。

（従来技術） 従来、カラー電子写真装置の一種に、カラー写真画像な
どを現像する場合のフルカー現像機能に加えて、事務用
コピーの場合に多く見られる。黒。

赤、青などの単色ライン画像を主とする画像を現像する
場合のモノカラー現像機能を備えたカラー電子写真装置
がある。

この種のカラー電子写真装置では、コピー画像のカラー
バランスを良くするため、静電潜像の現像条件として階
調再現性の優れた条件を設定している。この条件の主な
ものとしては、たとえばエツジ効果の少ない導電性のキ
ャリアを使用すること、一般的な２成分現像方式で用い
る２〜３％の２倍以」二にトナー濃度を設定すること、
および現像剤容量を大きくして用いることなどである。

これらの条件の設定されたカラー電子写真装置は、カラ
ー現像に特有のトナーの大量消費に対応できるとともに
、写真画像の再現性が向上するなどの利点を有している
。

しかしながら、上記従来のカラー電子写真装置は、上記
フルカラー現像を行なう場合の現像条件と、上記モノカ
ラー現像を行う場合の現像条件とが同じであるため、こ
の現像条件を、フルカラー現像時のカラーバランスを良
くするように設定するとモノカラー現像時のコピー画像
が極めて軟調な画像となってコピー品質が低十し、これ
とはｊφにモノカラー現像時の画質を良くするよう設定
するとフルカラー現像時のコピー画像が極めて硬調な画
像となってしまう問題があった。

こうした問題を解消する方法の−・つに、従来のカラー
電子写真装置に、モノカラー（たとえば白黒）コピー専
用の現像ユニットを搭載することも考えられるが、この
方法では、新たな現像ユニットを配置することにより他
の現像ユニツ１〜の設泪自由度が低下し、その性能を低
下させる虞れがある。

（目　　的） 本発明の目的は、複雑な操作および構成の変更をするこ
となく、フルカラー現像時およびモノカラー現像時にお
ける最適な現像条件を得ることのできるカラー電子写真
装置を提供することにある。

（構　　成） 本発明によるカラー電子写真装置は、上記フルカラー現
像機能およびモノカラー現像機能を備えたカラー電子写
真装置において、上記フルカラー現像を行なう現像ユニ
ットにおける現像剤の供給速度を、上記モノカラー現像
を行なう現像ユニッ１−における現像剤の供給速度より
も遅くしたことを特徴とする。

以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

本発明が実施されるカラー電子写真装置は、たとえば第
１図に示すように、感光体ドラム１、クリーニング装置
１０２、除電ランプ１０３、帯電チャージャ１０４、露
光装置１０５、現像装置１０６、給紙装置１０７、転写
装置１０８、分離搬送装置１０９、定着装置１１０、排
紙装置１１１などで構成されている。

ここで、現像装置１０６以外の各機器は本発明と直接的
な係りを有していないので、その詳細な構成および作用
等の説明を省略する。

現像装置１０６は、その占有スペース等を考慮し、たと
えば第２図に示すような回転型多色現像装置を使用する
ことが望ましい。

この回転型多色現像装置２は、回転体としての中空円筒
状のケーシング３が、軸０を中心に回転＝３− 自在に設けられ、該ケーシング３は、図示を省略した駆
動機構により矢印Ｂ方向に回転される。また、上記ケー
シング３の内部側には、軸０から放射状に延出する４枚
の仕切り板４ａ、　４ｂ、　４ｃ。

４ｄが設けられており、各仕切り板４　ａ、　４　ｂ、
　４　ｃ。

４ｄで仕切られる仕切り室５ａ、　５１）、５ｃ、　５
ｄが画成されている。そして、これら仕切り室５　ａ　
＋５ｂ、５ｃ、５ｄの内部に、シアン、マゼンタ、イエ
ローおよび他の１色（通常は黒）の各色現像用の現像ユ
ニット６Ａ、６ｎ、６Ｃ，６Ｄがそれぞれ収容されてい
る。

以下、これらの各現像ユニットを第３図によって詳述す
る。

各現像ユニット６＾、６１’３．６Ｃ，６Ｄには、アル
ミニウム等からなる非磁性の円筒状スリーブ７が設けら
れている。この各円筒スリーブ７は、上記ケーシング３
に設けられた各開］１部８からその一部が外部に露出す
るように配置されている。さらに、これら各円筒状スリ
ーブ７の内部には、複数の異なる磁極が交互に配置され
てなる磁石体９が上記円筒状スリーブ７の内面側から一
定間隔を隔てて設けられている。そして、上記磁石体９
の磁力により、円筒状スリーブ７の表面上に磁気ブラシ
１１が形成されるようになっている。

この磁気ブラシ１１は１円筒状スリーブ７および磁石体
９の少なくとも一方が回転することによって矢印Ｃ方向
に移動される。

また、上記円筒状スリーブ７および感光体ドラム１には
、電源回路２０により同極性の現像バイアス電圧が印加
されている（第３図参照）。そして、」１記円筒状スリ
ーブ７上の各磁気ブラシ１１は、移動しながら静電潜像
１２が形成された感光体ドラム１に接触して上記静電潜
像１２にトナーを与え、顕像１３を形成するようになっ
ている。

なお、本実施例では、磁気ブラシ１１を形成するキャリ
アとして、平均粒子径１００μｍの樹脂コートキャリア
４０ｇを用い、円筒状スリーブ７は、外形２０ｍｍのも
のが用いられ、磁石体９としては、円筒状スリーブ７の
表面磁力が約９００ガウスとなるものが採用されている
。これによって、磁気ブラシ１１の高さを０．３−５　
ｍｍ１．−ｆましくけ０．７−２ｍｍとすることができ
る。

また、」起磁現像バイアスは、地汚れ防止と画像濃度調
整のために印加されるものであり、潜像電位が一８００
■、地肌部電位が一５０Ｖで、正規現像の場合−１５０
ｖ程度印加するのが好ましく、また、反転現像の場合に
は、負４１１′電性トナーを用いるとともに、−２００
〜−８００Ｖ程度のバイアス電位を用いるのが適当であ
る。最終的な現像バイアス値は、原稿濃度あるいは使用
者の所望に応じて定められることとなる。

さらに、現像を終えた後の磁気ブラシ１１がら残留トナ
ーを回収するトナー回収ローラ１４が、各磁気ブラシ１
１と接するように設けられている。この各トナー回収ロ
ーラ１４には、トナー剥離ブレード１５が圧接されてお
り、該１ヘナー剥離ブレード１５により、トナー回収ロ
ーラ１４上に付着されるトナー粒子が掻き落されるよう
になっている。掻き落とされたトナーは、後述するＩ−
ナーホッパ−１６へ戻されるようになっている。

また、上記トナー回収ローラ１４には、電源回路２１に
よって所定の！−ナー回収用のバイアス電圧が印加され
ている（第３図参照）。このトナー回収用のバイアス電
圧は、磁気ブラシ１１上に残留する１〜ナーを回収する
ためのものであり、現像ポテンシャルと同じレベルすな
わち、トナー回収ローラ１４を潜像担持体とした場合に
全面現像しうるレベルになせば良い。本実施例ではトナ
ー回収用のバイアス電圧は−３００Ｖ程度とすればよい
。

また、トナー回収は、磁気ブラシに含まれるトナーすべ
てを回収する必要はなく、磁気ブラシ表面近傍のトナー
を選択的に回収することで足りる。

つまり、その最低条件は、現像によって生じた磁気ブラ
シ１１上のトナー濃度分布差をなくすことである。たと
えば、黒部、ハーフトーン部、地肌部でトナー消費に差
が出たものを均等になしてやればよい。

一般的には、２成分現像剤のトナー付着量は、単位面積
当り０．８〜］、Ｏｍｇであり、前記感光体ドラム１と
磁気ブラシ１１とは、約１：３の相対速度が一７＝ 与えられた状態で潜像１２ヘトナー供給が行なわれてい
る。すなわち、］二起磁気ブラシ１１は、単位面積当り
、０．２７〜０．３３ｎ＋Ｈの１−ナー供給能力しか持
たないこととなる。したがって、この１〜ナー供給能力
を越えるようにトナーの回収を行なえば、磁気ブラシ１
１上のトナー濃度分布は、均一化され、現像による影響
が完全にキャンセルされることとなる。

この点についてさらに詳細に説明すると、かさ比重２．
トナー濃度３％のごく−・般的な２成分現像剤の特性か
ら、高さ１ｍｍの磁気ブラシの重量は、単位面積当り０
．２ｇであり、その中に含まれるｌ−ナーは、６ｍｇで
あるから、実際に現像に寄与するトナーは、磁気ブラシ
中の５％程度でしかない。

言い換えれば、この５％相当のトナーを回収すれば良い
のである。本実施例における磁気ブラシでは、約０．３
ｍｇ／ｃｖＡ２のトナーが後述するトナー供給ローラに
よって磁気ブラシの表面近傍に偏在させられているので
、トナー消費の差の解消は効果的に行なえる。

また、トナー回収ローラ１４は、矢印り方向へ回転駆動
されている。これは、回収トナーが磁気ブラシ１１へ再
付着することを防ぐためである。

さらにまた、トナー回収ローラ１４の下流側部分には、
トナー供給ローラ１７が、円筒状スリーブ７に対しギャ
ップ１ｍｍにて磁気ブラシ１１に接するように設置され
ている。このトナー供給ローラ１７は、図示を省略した
回転駆動機構によって矢印Ｅ方向に回転駆動されている
。

また、上記トナー供給ローラ１７には、トナ一層規制ブ
レード１８が圧接されている。このトナ一層規制ブレー
ド１８によって、トナー供給ローラ１７」二に保持され
たトナーが、均−薄層状化されながら摩擦帯電される。

さらに、前述したトナー剥離ブレード１５および上記ト
ナ一層規制ブレード１８と、前記仕切り板４とによって
、所定のスペースを備えてなるトナーホッパー１６がそ
れぞれ画成されている。この各トナーホッパー１６内に
は、各色のトナーが収容されており、上記トナー供給ロ
ーラ１７は、現像位置に置かれたときに（図中１７ａの
位置）、約半分にわたる部分が１〜ナーの内部に埋もれ
るよ“うに配置されている。

これにより、１〜ナーホッパ−１６内に貯えられた各色
トナーが薄層化されながら、しかも漏れなく磁気ブラシ
１１側へ送られてい＜６．この場な、トナー供給ローラ
１７は、磁気ブラシ１１の穂の高さを均一に規制する機
能を備えることとなり１画像濃度むらの解消に寄与する
。

さらに、磁気ブラシ１１の穂の高さを均一に規制する機
能をより発揮させるために、トナー供給ローラ１７と接
触する位置と現像域との間にブレード、ローラ等の規制
部材を円筒状スリーブ７と近接するようにして設けても
よい。

さらにまた、上記トナー供給ローラ１７には、電源回路
２２による所定の１〜ナー供給用のバイアス電圧が印加
さ扛ており、この１〜ナー供給用のバイアス電圧により
、トナーが磁気ブラシ１１へ良好に転移されることとな
る（第３図参照）。−に記１〜ナー供給用のバイアス電
圧は、イ１シ電１〜ナーと同極性で、＋２００Ｖに設定
される。

さらに、１〜ナーを摩擦帯電する機能をより発揮させる
ために、トナー供給ローラ１７に接触する帯電補助部材
１９がそれぞれ設けられている。

また、前記現像バイアス電圧を与える電源回路２０には
、出力電位を４ビツトに分割して信号化するエンコーダ
が備えられており、現像バイアス電圧の出力値を表わす
信号が図示しない制御回路に印加されている。制御回路
には、現像バイアス電圧値に対応する適正なトナー供給
用のバイアス電圧値を算出する演算回路が備えられてい
る。そして、−Ｆ記制御回路の出力信号は、トナー供給
用のバイアス電圧を与える電源回路に与えられており、
これによって、トナー供給用のバイアス電圧値が定めら
れている。たとえば、両バイアス電圧の差が常に一定と
なるように制御されている。トナー回収ローラ１４およ
びトナー供給ローラ】７の材質は、円筒状スリーブ７と
の間に電気的なバイアス効果が得られるものであればよ
く、金属や導電性ゴム等を採用することができる。また
、両ローラ１４゜１７は、磁気ブラシ１１の高さの５０
ツ、〜１００％　を占める割合で接触するように配置す
ることが可能である。しかし、エアージャツブの絶対値
が、ｌｌｌ１ｍ以下であれば１００％を越えて設置する
こともできる。

この場合には、電気的バイアス手段の併用が必須となる
。

さらに、両日−ラ１４．１７の外径は、任意に選定しう
るが、小型化の要請により、円筒状スリーブ７の外径の
８０％以下、あるいは絶対値として５〜６０ＩＩ１ｍ、
好ましくは、８−／１０ｍｍとすることがよい。

磁気ブラシ１１へのトナー供給量は、磁気ブラシ１１と
供給ローラ１７との相対速度によっても決定されるので
、トナーの供給量を、供給ローラ１７の回転数を可変す
ることによって制御してもよい。すなわち、既知のセン
サー下段で１〜ナ一濃度を検出して、供給ローラ１７の
回転数を検出し、供給Ｌ１−ラ１７の回転数を制御する
ことができる。１〜ナ一濃度検出の一例としては、１−
ナー回収ローラ１４−１−の１−ナーの反射濃度を検出
して算出する手段がある。

なお、トナ一層規昭ブレード１８を１〜ナー供給口一う
１７に対して本実施例と反対側の面に圧接するように設
ける場合には、トナー供給ローラ１７は、矢印Ｅと反対
方向に回転させることになる。

上述のように構成された各現像ユニツ１〜６Ａ。

６Ｂ、６Ｃ，６Ｄは、各仕切り室５　ａ　＋　５　ｂ　
ｙ　５　ｃ　＋５ｄ内に収容された、シアン、マゼンタ
、イエロー、および他の１色（通常は黒）の各色の現像
剤（トナー＋キャリア）を、感光体ドラム１に対して供
給および回収して、静電潜像１２の現像を行なう。

すなわち、上記ハイブリッド型の現像装置は、感光体ド
ラム１に対応した現像ユニット内のトナーが、トナー供
給ローラ１７および帯電補助部材１９の回転によってト
ナー供給ローラ１７に保持される。

このトナーは、トナ一層規制ブレード１８により均一薄
層化されながら摩擦帯電される。

この１〜ナーが供給された磁気ブラシ１１は、感光体ド
ラム１側に移送され、感光体ドラム１上に形成さ九た静
電潜像１２に付着して所定の色の可視像を形成する。

ここで５現像完了後、磁気ブラシｌ】には、画像に対応
した１ヘナ一濃度差（むら）がイ１゛シることになるが
、この磁気ブラシｌ　１、−１−：の残留１〜ナーは、
１〜十−回収用のバイアス電圧力によ−）でトナー回収
ローラ１４側に移ｆｉ、回収される３、これによって磁
気ブラシ１１の１ヘナ一濃度差ｌｅｔ解消され均一濃度
となる。つまり、１・十−回＋１Ｖ　後の磁気ブラシ１
１ば、ギヤリアのみの状ｊル、１１りるいは１−ナー濃
度分布が均一な状態で＋−ナー回収ローラ１４から離れ
ていき、再び１ヘナー供給側に進んでいく１．一方、電
源回路２２により与えられるトナー供給用のバイアス電
圧値は、電源回路２０ににすｌｊ、えらＡしる現像バイ
アス電圧値に基づいて制御されているので、磁気ブラシ
１１には、現像による１〜ナーｉ１’ｆ費鼠に応じた分
だけの新たな景のトナーが供給される。し、たがって、
これにより、ｌ・ナーの消費鼠と供給量とは、常時バラ
ンスがとられ、１〜ナーの供給過多や供給不足をなくす
ことができる。

」−述のような現像工程を、各現像ユニット毎に、感光
体ドラム１との対応位ｒを変えながら行なうことによっ
て、カラー現像を行なうことができる。

ところで、」−述のように構成された回転型多色現像装
置を用いて、各現像ユニットとも同一条件で感光体ドラ
ム１上の静電潜像１２を現像した結果、各色とも、１〜
ナ一付着星が０．８〜１．０ｍｇ、７ｃｍ２　となった
。この場合の顕像１３は、マゼンタ、シアン。

黒の各色（イエローは色が薄くモノカラーには不向きで
あった）のみの単色現像によるモノカラーコピー（事務
用コピー）としては十分に満足し得るものであったが、
イエロー、マゼンタ、シアンの各色ト・ナーを重ね合せ
たフルカラーコピーにおいては、コピー上の付着トナー
が多すぎて極めて硬調な画像となった。

そこで、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを収容し
た各現像ユニツ１〜のトナー供給ローラ１７の回転数を
、他の１色のトナーを収容した現像ユニットのトナー供
給ローラ１７の回転数の１／２に下げて同様の現像を行
なったところ、イエロー、マゼンタ、シアンの各トナー
の付着量は、０．４〜０．５ｍｇ／ｃｍ２に半減され、
この条件下で得られたフルカラーコピーは写真再現性に
優れた軟調な画像となり、かつ−［−記モノカラーコピ
ーにおいても、十分満足できるものであった。これは、
モノカラーコピーの場合に画像の多くを占める一１二記
フルカラーコピー用のトナー以外のトナー（黒色）の付
着量が、従来通り０．８〜１．Ｏｍｇ／ｃｍ２に保たれ
ることによる。

したがって、上述のように各１〜ナー供給ローラの回転
数をフルカラーコピー用とモノカラーコピー用とで異な
った回転数に設定、すなわち、上記フルカラー現像を行
なう現像ユニットに才ｊける現像剤（シアン、マゼンタ
、イエローの各色１−ナー）の供給速度を、」起磁モノ
カラー現像を行なう現像ユニットにおける現像剤（上記
各トナー以外の他の色のトナー）の供給速度よりも遅く
することにり、フルカラーコピーおよびモノカラーコピ
ーとも均質なコピーを得ることができる。

ここで、上述のような現像条（’Ｉを設定する方法とし
ては、たとえば、シアン、マゼンタ、イエローの各トナ
ーが収容される各現像ユニッ１〜の１ヘナ−供給ローラ
の駆動系を他の現像ユニットのトナー供給ローラの駆動
系に対して異なった諸元とする方法、もしくは、円筒状
スリーブ上での磁気ブラシの移動速度をフルカラーコピ
ー用の磁気ブラシとモノカラーコピー用の磁気ブラシと
で変化させる方法などがある。

（効　　果） 上述のように１本発明によるカラー電子写真装置は、複
雑な操作および機構の変更をすることなく、フルカラー
現像時およびモノカラー現像時における最適な現像条件
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すカラー電子写真装置の
概略図、第２図は上記カラー電子写真装置における現像
装置の断面図、第３図は上記現像装置の説明図である。 ２・・・・現像装置、７・・・・円筒状スリーブ、９・
・・・磁石、１１・・・・磁気ブラシ、１４・・・・１
〜ナー回収口く 区 げ） 派 手続ネ市正書 昭和６２年７月２１０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シアン、マゼンタ、イエローの３原色の現像剤により静
   電潜像のフルカラー現像を行なう現像ユニットに加えて
   、少なくとも他の色の現像剤によりモノカラー現像を行
   なう現像ユニットを有するカラー電子写真装置において
   、上記フルカー現像を行なう現像ユニットにおける現像
   剤の供給速度を、上記モノカー現像を行なう現像ユニッ
   トにおける現像剤の供給速度よりも遅くしたことを特徴
   とするカラー電子写真装置。