JPS63225255A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、特に複色刷り印刷に関する。特に１回のプリ
ントサイクルにて複色刷り印刷を行う画像形成装置に関
する。

〔従来技術〕

現在、コンピュータ、ファクシミリ、ＣＡＤ等の情報機
器の端末装置としてのプリンターでは、電子写真による
静電記録方式が多く適用されている。

これらのプリンターでは、情報信号をレーザビーム、Ｌ
ＥＤ、ＬＣＤ等により感光ドラム上に書き込み、それを
現像装置によって可視像化し、転写紙に転写し、更に定
着する工程をたどるが、従来のプリンターでは最終的に
得られる記録像は例えば黒だけの一色である。

然るに、例えばフォーマットの色と計算値やデータの値
の色とが異なる色で印刷されるとか、ＣＡＤにより出力
された図面の一部の色が他の色で表現されると印刷物が
明瞭になり理解し易くなる等、複数色で区別されること
は情報をより良く正確に把握する上で有力な手段である
。

従来は、第４図に示したように導電基板上に光導電層を
塗布した感光ドラム１を帯電器２で一様に例えば負に帯
電し、次にレーザによって第１の情報信号３を感光ドラ
ム１上に走査することによって第１の静電潜像を形成し
ていた。

この静電潜像を第１の現像装置４によって光をあてた所
を負帯電したトナーによって反転現像させる。次に再び
帯電器１１により帯電した後、第２の情報信号５を走査
し、第２の静電潜像を形成し、やはり負帯電したトナー
によって反転現像して可視像化する。以上の工程により
感光ドラム１上に形成された２色の可視像は、転写帯電
器７により転写紙８に転写され、定着装置１０によって
定着される。更に感光ドラム１は、クリーニング装置９
によって表面に残ったトナーを除去した後、再びコピー
サイクルが繰り返されることとなる。

しかしながら上記従来の画像形成装置においては、感光
ドラム１の周囲に複数の帯電器及び現像装置を配置する
ために、各帯電器、現像装置は近接して置かれることと
なり、現像装置より飛散し機内を浮遊しているトナーに
よって帯電器や光学系等は容易に汚れ、そのために画像
上に黒い帯状のスジや白い帯状の画像抜けが生じる原因
となっている。

特に従来例では、第１の現像装置４の感光ドラム１の回
転方向下流側に配された帯電器１１が汚れ易いが、これ
は第１の現像装置４の下部にトナーが溜まり易く、その
溜まったトナーがこぼれ落ちたりドラム回転による気流
によって帯電器１１に運ばれることによる。

本構成の画像形成装置では、第２の現像装置６として黒
色の磁性トナーを現像剤担持体表面に薄層に塗布して、
像担持体とは非接触に現像するジャンピング現像装置（
特開昭５５−１８６５９等）を用いることが混色を防ぐ
上で非常に効果の有ることから、第２の現像では黒色現
像が行われる。そのために第１の現像装置４は赤等の有
彩色トナーを磁性粒子と混合させた２成分現像装置が一
般に用いられるが、２成分現像装置では非磁性のトナー
を用いるため磁気拘束力の有る磁性トナーとは異なり、
飛散が起こり易いという欠点を有している。

このために周囲のユニットとりわけ帯電器や光学系を汚
し、画質を低下させる原因となっていた。

〔目　的〕

本発明は、上述従来例の欠点を除去し帯電器の汚れを防
止して、長期に亘って安定して良質の画像を得ることが
可能となった。

〔発明の概要〕

本発明は、第１．２現像装置を備える画像形成装置にお
いて、一方を像担持体の移動方向とは逆方向に現像剤担
持体を移動させ、且つ現像部において磁性粒子が現像剤
担持体を解放するような微量供給を行う現像装置とした
ことを特徴をする。この装置は１成分現像剤の現像方式
よりも飛散を防止でき、従来２成分現像よりも画像乱れ
の少ない現像を達成できる。

〔実施例〕

以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る電子写真装置の一実施例を示すも
のである。図において、１は伝導性基体上にｏｐｃなと
の光伝導性を塗布した感光ドラムで、矢印Ａ方向に回転
している２は高圧電源２１より印加される高電圧によっ
て感光ドラム１を負に一様に帯電する１次帯電器、３は
一様に帯電した感光ドラム１を変調器（図示せず）によ
り変調され、ポリゴンミラー（図示せず）とレンズ（図
示せず）を介して走査露光するレーザービームである。

このレーザービーム３はネガ露光であり、第１の潜像（
ネガ潜像）が形成される。４はフェライト等の磁性粒子
と赤などの有彩色のトナーを混合した２成分現像剤によ
り第１の潜像を可視化する第１現像器であり、トナーは
負に帯電して第１の潜像を反転現像し第１のトナー像を
作る。上記２成分現像剤は、矢印Ｂ方向に回転するスリ
ーブ４１上にマグネットローラ４３の磁力によってブレ
ード４２で厚さを規制されつつ磁気ブラシを形成し、第
１の潜像を負に帯電したトナーによって反転現像するも
のである。スリーブ４１には、交流電源４４及び直流電
源４５によって直流を重畳した交流バイアス電圧が印加
されている。該現像装置４については後述する。

５は高圧電圧５１により第１の現像後感光ドラム１を再
び一様に帯電する帯電器である。

６は第１露光と同様な構成のＮ　２１ｇ光であり、第１
のトナー像の上から再びネガ露光を行い、第２の潜像（
ネガ潜像）を形成する。７は第２の潜像を正規現像する
第２現像器である。第２現像器フはスリーブ７１には内
包したマグネットロール７２とブレード７３との磁界に
より、スリーブ７１上に負に帯電した一成分磁性トナー
を３０〜５００μ好ましくは３０〜１００μに薄層に塗
布し、直流電源７５及び交流電源７４により印加される
直流を重畳した交流電界によって第２のトナー像を形成
する。上記スリーブ７１上に塗布されたトナ一層は、感
光ドラム１表面と非接触状態となっている。

以後は、第４図に示した従来例と同様な工程によりプリ
ント画像が得られる。

本実施例では、第１の現像装置４のスリーブ４１を感光
ドラム１の回転方向（矢印Ａ）とは逆方向（矢印Ｂ）に
回転させることで、現像装置４の開口部下部４６でトナ
ー飛散が発生することを防止している。つまり現像装置
におけるトナーの飛散は、現像に供しない現像残の現像
剤が現像剤層４７に回収される際に、その取り込み部４
９での衝撃によって生じることが多いが、本発明では飛
散の生じやすい現像剖取り込み部４９を現像部８０より
感光ドラム１回転方向上流側に配した構成により、該取
り込み部４９よりトナー飛散が生じても、現像部８０で
の磁気ブラシによるカーテンで下流側の帯電器５及び第
２の光学系６の方向に漏れ出ることは無い。

また上流側への飛散に対しては、感光ドラム１に接する
ように設けた公知のマイラー等可とう性のシール部材９
０によって防止でき、帯電器２及び第１の光学系３を汚
すことは無い。

ところで上述した理由により、現像装置４の開口部下部
４６でのトナー飛散は改善されることとなるが、該開口
部下部４６では、磁極を配さない構成を取ることや該開
口部下部４６をビデオテープ等の抵抗値の低い（表面抵
抗１０７Ω以下）の可とう性シールで覆うことも効果を
上げる上で有効である。磁極に関しては磁極部での穂ブ
ラシの転倒起立を起こさないと、又可とう性シールに関
しては開口部を極力少なくすることにより効果が有る。

第２図は可とう性シールを配した開口部下部４６を表し
たもので、可とう性シールはシールに付着したトナーを
クリーニングするために現像剤に接触するように構成し
、シール先端部は磁極よりｆｌｚ３ｍｍ以上離れた位置
に配することがシール上に磁性粒子が乗り上げることを
防止する上で必要となる。

ところが、上述した構成はトナー飛散を防止する上で極
めて有効であるが、現像部８０において感光ドラム１の
回転方向（矢印Ａ）とは、現像剤は反対方向に摺擦する
ために磁性粒子による摺擦力が強くなって、ベタ画像部
に掃目むらを生じ易くなる。

本発明においては、現像部８０における磁性粒子が占め
る体積を現像剤担持体であるスリーブ上の表面を開放す
る量であるように微小とすること、これを１．５〜４０
％（好ましくは３０％）とすることにより掃目むらを防
止可能としている。

これは現像部における磁性粒子の量を減らして、磁性粒
子が潜像面を摺擦する力を弱くすると同時に、磁性粒子
を減らしたために低下する現像能力を補うために現像剤
担持体表面上のトナーを飛翔させ、現像効率を高い状態
に保ち、更には少しではあるが生じた掃目むらを該現像
剤担持体表面上のトナーで現像してベタ画像の均一化を
行うことによって、掃目むらの防止及び現像能力の保持
を行っている。

ここで現像部における磁性粒子の体積比率について説明
する。「現像部」とは、スリーブ４１から感光ドラム１
へのトナーが転移あるいは供給される部分である。「体
積比率」とは、この現像部の容積に対するその中に存在
する磁性粒子の占める体積の百分率である。上記現像装
置においては、この体積比率が重要な影響を有すること
、およびこれを１．５〜３０％とすることが極めて好ま
しい。

１．５％未満では現像像濃度の低下が認められること、
スリーブゴーストが発生すること、穂５１が存在する部
分としない部分との間で顕著な濃度差が発生すること。

スリーブ４１表面上に形成される現像剤像の厚さが全体
的に不均一となることなどの点で好ましくない。

４０％まではスリーブ面を部分的にわずかにに解放でき
るが、３０％を越えるとスリーブ面を覆う磁性粒子が多
くなるために潜像担持体面を強く摺擦し、掃目むらを生
じやすくなる。更に磁性粒子がスリーブ面を閉鎖する度
合が増大するためにスリーブ上に塗布されたトナーが飛
翔することが妨げられるため、磁性粒子が作った掃目む
らをならす効果が小さくなってしまう。

特に本発明にとって好ましい現像装置として挙げた上記
条件は、体積比率の増加あるいは減少にしたがって画質
が単調に劣化または増加するのではなく、１．５〜３０
％の範囲で十分な画像濃度が得られ、１．５％未満でも
３０％を越えても画質低下が発生し、しかもこの画質が
十分な上記数値の範囲ではスリーブゴーストも掃目むら
もかぶりも発生しないという事実に基づくものである。

又、１．５％未満では線画像の再現性に劣り、画質濃度
の低下が顕著である。逆に３０％を越えた場合は磁性粒
子が現像像ばかりでなく感光ドラム面を傷つける問題、
画像の一部として付着して行くために生じる転写、定着
の問題がある。

そして磁性粒子の存在が１．５％に近い場合は、大面積
の一様高濃度画像（ベタ黒）の再現時に「あらび」と称
せられる部分的現像ムラが発生する場合（特別環境下等
）があるので、これらが発生しにくい体積比率とするこ
とが好ましい。

この数値は現像部に対して磁性粒子の体積比率が２．６
％以上であることで、この範囲はより好ましい範囲とな
る。又、磁性粒子の存在が３０％に近い場合は、磁性粒
子の穂が接する部分の周辺にスリーブ面からのトナー補
給が遅れる場合（現像速度大の時等）があり、ベタ黒再
現時にうろこ状の濃度ムラを生じる可能性がある。これ
を防止する確実な範囲としては、磁性粒子の上記体積比
率が２６％以下がより好ましいものとなる。

体積比率が１．５〜３０％の範囲であれば（実施例では
４％に設定した）、第３図に示すようにスリーブ４１表
面上に穂１０１が好ましい程度に疎らな状態で形成され
るので、潜像担持体を強く摺擦すること無くスリーブ２
２および穂上の両方のトナーが感光ドラム１に対しても
十分に開放され、スリーブ上のトナー１０２も交互電界
で飛翔転移するので、はとんどすべてのトナーが現像に
消費可能な状態となることがら掃目むらを生ぜず高い現
像効率（現像部に存在するトナーのうち現像に消費され
得るトナーの割合）および高画像濃度が得られる。好ま
しくは微小なしかし激しい穂の振動を生じさせ、これに
よって磁性粒子およびスリーブ４１に付着しているトナ
ー１０２がほぐされる。いずれにせよ磁気ブラシの場合
などのような掃目むらやゴースト像の発生を防止できる
。さらに穂の振動によって、磁性粒子１０３とトナー１
０４との摩擦接触が活発になるのでトナー１０４への摩
擦帯電を向上させ、かぶり発生を防止できる。なお現像
効率が高いことが現像装置の小型化に適する。

上記現像部に存在する磁性粒子１０３の体積比率は（Ｍ
／ｈ）ｘ　Ｎ／ｐ）ｘ　［（Ｃ／　（Ｔ十Ｃ）］で求め
ることができる。ここでＭはスリーブの単位面積当りの
現像剤（混合物・・・非穂立時）の塗布量（ｇ／ｃｒｎ
’）　、ｈは現像部空間の高さくｃｍ）、ｐは磁性粒子
の真密度ｇ／　ｃ　ｒｒ？、Ｃ／（Ｔ＋Ｃ）はスリーブ
上の現像剤中の磁性粒子の重量割合である。

なお上記定義の現像部において磁性粒子に対するトナー
の割合は、４〜４０重量％が好ましい。

上記実施例のように交番電界が強い（変化率が大きいか
またはＶＰＰが大きい）場合、穂がスリーブ４１からあ
るいはその基部から離脱し、離脱した磁性粒子はスリー
ブ４１と感光ドラム１との間の空間で往復運動する。こ
の往復運動のエネルギーは大きいので、上述の振動によ
る効果がさらに促進される。

第１図において、スリーブ４１として直径２０ｍｍのア
ルミスリーブの表面を、アランダム砥粒により不定型サ
ンドブラスト処理したものを用い、磁石４３として４極
着磁でＮ極、Ｓ極が交互に配置されたものを用いた。磁
石２３による表面磁束密度の最大値は約９００ガウスで
あった。

ブレード４２としては１．２ｍｍ厚の非磁性ステンレス
を用い、上記角度θは１５°としたが、鉄等の磁性ブレ
ードを併用しても良い。

磁性粒子としては、表面にシリコン樹脂コートした粒径
７０〜５０μ（２５０／３００メツシユ）のフェライト
（最大磁化６０　ａ　ｍ　ｕ　／　ｇ　）を用いた。

非磁性トナーとしては、スチレン／ブタジェン共重合体
系樹脂１００部にアゾ系顔料５部から成る平均粒径１０
μのトナー粉体にコロイダルシリカ０．８％を外添した
レッドトナーを用いたところ、スリーブ２２表面上にコ
ーティング５約２０〜３０μｍのトナー塗布層を得、ざ
らにその上層として１００〜２００μの磁性粒子層を得
た。各磁性粒子の表面上には上記トナーが付着している
。

このときのスリーブ２２上の磁性粒子と全トナーとの合
計重量は約２．４３Ｘ１０弓ｇ／　ｃ　ｒｎ’であった
。

このときの磁性粒子付着トナーとスリーブ付着トナーの
重量比は約２：１であった。

スリーブ４１の材料としては、アルミニウムのほか真ち
ゅうやステンレス鋼などの導電体、紙筒や合成樹脂の円
筒を使用可能である。また、これら円筒の表面を導電処
理するか導電体で構成すると現像電極として機能させる
こともできる。

さらに芯ロールを用いてその周面に導電性の弾性体、例
えば導電性スポンジを巻装して構成してもよい。

現像部の磁極４３については、実施例では現像部の中央
に磁極を配置したが、中央からずらした位置としてもよ
く、また磁極間に現像部を配置するようにしてもよい。

トナーには、流動性を高めるためにシリカ粒子や、例え
ば転写方式画像形成方法に於て潜像保持部材たる感光ド
ラム１の表面の研磨のために研磨剤粒子等を外添しても
よい。トナー中に少量の磁性粒子を加えたものを用いて
もよい。すなわち磁性粒子に比べ著しく弱い磁性であり
、トリボｆ電可能であれば磁性トナーも用いることがで
きる。

ゴースト像現象を防止するために、容器１１０内へ戻り
回動じたスリーブ４１面から現像に供されずにスリーブ
４１上に残った現像剤層を、一旦スクレーバ手段（不図
示）でかき落し、そのかき落しされたスリーブ面を磁性
粒子層に接触させて現像剤の再コーテイングを行わせる
ようにしてもよい。

磁性粒子とトナーとの濃度を検出して、この出力に応じ
て自動釣にトナーを補給する機構を設けてもよい。

本発明の現像装置は、容器１１０．スリーブ４１および
ブレード４２などを一体化した使いすてタイプの現像器
としても、画像形゛成装置に固定された通常現像器とし
ても使用可能である。

（発明の効果） 以上、説明したように本発明の構成によれば、トナー飛
散を防止し、現像装置の周囲に配したユニット特に帯電
器や光学系を汚し画質低下するのを防止すると共に、現
像部での磁性粒子が占める体積を現像剤担持体の表面を
開放する量とすることで磁性粒子による潜像面への摺擦
力を弱め掃目ムラを生じることを防ぎ、尚且つ現像剤担
持体表面上のトナーによって現像効率を補い、画像性の
向上更にはベタ画像の均一性の実現をも可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の説明図、第２図は第１図の要部
説明図、第３図は第１図の現像装置４の現像部説明図、
第４図は従来例の説明図である。 ４．７は現像装置、４９．７１は現像剤担持体、１は像
担持体。 １１１：ホッパ一部１１３のトナーを現像剤層４７へ送
るトナー搬送部材。 １１２ニブレ一ド部の現像剤の流れを整える現像剤整流
部材 ８３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体の移動方向に関して、第１現像装置、第
   ２現像装置を順に配置し、像担持体上に形成した第１の
   静電潜像を第１の現像装置で現像し、像担持体上に形成
   した第２の静電潜像を第２の現像装置で現像する画像形
   成装置において、前記第１の現像装置が磁性粒子と第２
   の現像装置の第２のトナーとは色の異なった第１トナー
   粒子とを有している２成分磁気ブラシ現像であって、現
   像剤担持体の移動方向は現像部において像担持体の移動
   方向とは反対方向であり、且つ現像部における磁性粒子
   が占める体積は、前記現像剤担持体の表面を開放する量
   であるように微小であることを特徴とする画像形成装置
   。
2. （２）前記第１の現像装置の現像部における磁性粒子が
   占める体積が１．５〜３０％であること、を特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置。
3. （３）前記第１の現像装置は、現像剤担持体の現像部よ
   り移動方向上流側開口部が現像剤に接触させて配置され
   た可とう性のシール部材によって覆われたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置。