JPH0277769A - 二色画像形成装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像形成技術の分野で利用され、特に異なる画
像信号に基づいて二色の画像形成を行なう装置に関する
。

［従来の技術］ 二色画像を形成する装置としては、従来第４図に示され
るものか知られている。この装置はＡ方向に回転する静
電潜像担持体としての感光トラム１に対向させて所定間
隔をもって二つの帯電器２．５を配設している。そして
回転方向Ａ上記帯電器２．５の下流位置て異なるそれぞ
れ画像信号３．６に基づいて上記感光トラムｌに露光を
行ない、さらにその下流位置て各々第一現像装置４と第
二現像装置７により現像を行なう形式のものである。

上述のごとく二色画像形成装置の第−及び第二現像装置
については、従来知られる磁性若しくは非磁性のトナー
のみを用いる一成分現像装置とトナー及び磁性を有する
キャリアを用いる二成分現像装置を組合せ、さらに第二
現像装置は第一現像装置により形成されたトナー画像を
乱さないように非接触現像とするのか一般的である。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、第一現像装置に従来の二成分現像装置を
使用した場合、接触・非接触現像に拘わらずキャリアか
第一現像装置から漏出して感光ドラムに封着し、このキ
ャリアか以後の第二現像装置により形成されるトナー像
を乱してしまう。その際、第二現像装置か一磁性トナー
を使用するものである場合には、感光ドラムに付着した
キャリアか第二現像装置の現像剤ホッパ内に侵入し、第
二現像装置のトナーと共に現像領域へ搬送され形成され
るトナー像を乱す場合もある。かかる第一現像装置のキ
ャリアの障害を防止するためには感光ドラム上のキャリ
アを完全に補集する手段を配設しなけれはならず、装置
が複雑かつ高価なものとなってしまう。

次に、第一現像装置を磁性トナーを用いる二成分現像装
置とした場合について説明する。この場合、第二現像装
置を二成分現像装置若しくは磁性トナー用いる二成分現
像装置とするに拘らず、第一現像装置によりトナー像と
して感光ドラム上！付着した磁性トナーの一部か第１現
像装置の現像剤担持体としての現像スリーフ内のマグネ
ットローラの磁力に引かれ、現像スリーブ表面上に付着
してホッパ内に侵入し混色を引き起してしまう。

また、第二現像装置に非磁性トナーを用いる−・成分現
像装置を使用する場合には−Ｌ述のごとき混色という問
題は生しない。しかし、いわゆるフレートによるトナー
の規制時において、電気極性か反転してしまう反転トナ
ーの発生防止のため現像スリーブ上へのトナーの塗布量
を０．３−ｇ／ｃ■２以丁の薄層としなければならず、
この薄層形成されたトナーは２５〜３０ｇＣｏｕｌ／ｇ
という高いトリボを有しており、このトナーを非接触て
感光ドラム側へ移行するためには１０００〜１２００Ｖ
ｐ−ｐの高いバイアス電源を印加する必要があり、その
結果第一現像装置て形成されたトナー像を乱すという別
の問題を生ずる。

さらに第一現像装置に非磁性トナーを用いる現像装置を
使用した場合には、上述した第二現像装置へのトナーの
侵入という問題を生しない点てはすぐれている。しかし
、現像装置スリーブ上に薄層形成された非磁性トナーに
より感光ドラム上の潜像を十分に顕像化するには感光ド
ラムの周速の１．５〜３倍以上の速度て現像スリーブを
速く回転させてトナーを補給しねばならない。そ′のた
め周辺部へのトナーの飛散というさらに別の問題を生し
る。通常の一色のみの画像形成装置てあれば帯電器等′
との距離を保つことにより対処可能であるか、二色画像
形成装置では上述第４図で示されるように第二の現像の
ための再帯電器５を第一現像装置の近傍に配設されねば
ならずトナーの飛散は致命的な問題点となる。

以上詳細に説明したごと〈従来の二色画像形成装置ては
、第−及び第二現像装置をどのように組合せても画像に
乱れを生じてしまうという問題点を有している。

本発明は、−ト述め従来二色画像形成装置が解決てきな
かった問題点を解決し、良好な二色画像形成か可能な装
置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的達成のため、 一様に帯電された静電潜像担持体上に、異なった画像信
号に基づいて二種の潜像を形成し、各々の潜像に対応し
現像を行なう順に第一現像装置と第二現像装置を配設し
て画像装置を行なう装置において、 少なくとも第一現像装置は、非磁性トナーと該トナーの
粒径より大なる径を有する磁性キャリアを混合して成る
現像剤を使用する二成分現像装置であり、 上記二成分現像装置は、現像剤担持体内に配設される磁
界発生手段の磁力範囲を回避した、上記現像剤担持体の
周面に現像剤規制部材が配設されている、 ことにより構成される。

［実施例］ 以下、脇付図面に基づいて本発明の一実施例について説
明する。第１図に本発明の一実施例装置の概要構成を示
しており、先に現像を行なう第一現像装置４０に二成分
現像装置を配設し、第二現像装置７０には従来の磁性ト
ナーの一成分現像装置を配設している。たたし、第一現
像装置として配設される現像装置４０以外の帯電器、露
光機構等については上述した第４図と同様従来公知の手
段を使用するものであるため同一の符号を付して説明を
省略し、１−記第１図の現像装置４０周辺の概要を示す
第２図をもとに説明する。

図において、矢印へ方向に回転する潜像担持体としての
感光ドラムｌに対峙して第一・現像装置４０か配設され
ている。かかる現像装Ｍ４Ｄは、上述した従来装置例を
示す第４図の第一現像装置４と同様第一帯電器２そして
第一露光３の位置より回転方向Ａにおいて下流位置に配
設されている（第１図参照）。現像装置４（）の現像剤
担持体としての現像スリーブ４１は、二成分現像剤を収
容するホッパ４７の前部開口に一部突出ずつように配設
され、該突出部側の周面ば上記感光トラムｌの周面に対
向している。−１−記ホツバ４７内に収容される二成分
現像剤はトナー４９と磁性を有するキャリア４８から成
り、キャリアの粒径はトナー径より大なるものとされて
いる。

上記現像スリープ４１の内部には磁界発生手段として固
定形式のマクネット４５か配設され、該マクネットはＮ
極とＳ極の二磁性を有している。この磁性は第２図に示
されるごとく、Ｓ極は現像スリープ４１の底部寄りに、
Ｎ極は中間位置のホッパ４７の内部寄りに配設されてい
る。

また、上記現像スリーブ４１か回転して現像領域１０へ
搬送する二成分現像剤を、回転方向Ｂにおいて現像領域
１０より回転方向Ｂの上流位置で規制すべく該現像スリ
ープ４１の周表面に当接して非磁性の弾性フレート４２
が配設されている。

なお、上記感光ドラムｌと現像スリーブ４１には、現像
時に使用するバイアス電源４６か接続されている。

以上ては第一現像装置４０の基本的構成を示したか、本
装置は第２図において矢印Ｃて示されるキャリア４８の
大きな循環路を形成して循環時の摩擦力によってトナー
４９のトンボを十分確保し、かつフレー１〜４２ではキ
ャリア４８を確実に規制するため、以下のことき特徴的
てきな構成をなしている。

まず、上記非磁性で弾性を有するフレート４２の現像ス
リー７４月−の当接位置りとマクネット４５のフレー１
〜４２側に位置する磁極Ｎとの関係について述べる。　
−に記キャリア４８の循環Ｃは、その前半はマクネット
４５の磁力及び現像スリープ４１の回転力によって、そ
の後半はプレート４２近傍て磁力より解放することで重
力によって形成されている。

この循環はトナー４９のトリボ伺与及びトナー４９を現
像スリーブへ塗布するために重要である。よってプレー
ト４２の当接位置りにおいてキャリア４８かフレート４
２により規制されたとき現像スリープ４８の周表面から
容易に解放されるためにはマクネッ１へ４５による磁力
の影響がキャリア４８に及ばないことか必要である。

そこてマクネット４５の現像スリーブ４Ｉの回転方向Ｂ
において」二流側となりプレート４２に最も接近して配
置しである極Ｎとフレート当接位置りとの関係を実験的
に確かめた。現像スリーブ４１の回転中心を０、磁極Ｎ
の位置をＥとすると角ＤＯＥであるδは３０°以上必要
であることか確認された。

δが３０６以下てはプレート４２の当接位置りてキャリ
ア４８の滞留か生じキャリアの循環を悪くしたり、フレ
ード当接位置りてのキャリア４８の漏れを防止すること
は困難となる。

次に上記フレート４２の設定方法と材質について説明す
る。上記ツレート４２は、その先端部の縁端角にて現像
スリープ４１に圧接させる形式、腹面て圧接させる形式
がある。しかし腹面て圧接させる場合には、縁端角か現
像スリープ４１の表面から浮き上かった状態となると、
キャリア４８が当接位置りを通過して漏れ出てしまい画
質に悪影響を及ぼすので同時に縁端角も接触したニップ
部を広くした状態に設定することか好ましい。

また、フレート４２の設定形態には、第２図に示したよ
うに現像スリープ４１の回転方向Ｂに対してフレート４
２と現像スリーブ４１の周面との間隙量か漸増するよう
に傾けた逆方向圧接と、反対に、漸減するように傾けた
順方向圧接があり、どちらても可能であるか順方向圧接
とする場合、ブレード４２と現像スリーブ４１との間隙
部にキャリア４８やトナー４９の滞留が生じ、キャリア
４８が漏れやすくなるために逆方向圧接とすることが好
ましい。

上記フレート４２の材質についてはキャリア４８の規制
部材として用いていると共にトナー４９と接触した際摩
擦により期待する電荷極性をトナー４９に与えるような
材質のものを選んで用いるのが好ましい。例えばポリス
チレンを主成分とするトナーを正に帯電させるためには
エチレンプロピレン、弗素ゴム、天然ゴム、ポリクロロ
ブタジェン、Ｎ、Ｂ、Ｒ等が有効であり、−力負に帯電
させるためにはシリコーンゴム、ポリウレタン、スチレ
ンツタジエンゴム等が有効である。

なお、上記て説明したゴムの硬度としてＪｒＳＡの硬度
で５０〜７０６であることか好ましい。

７０°以上になるとゴムの腰が強く当接部の圧か高くな
りすぎてトナー層が過度に薄くなり、十分な画像濃度が
得られないこととなる。逆に５０°以下ではゴム自身の
腰が弱く当接部における圧力を充分に得ることが難しく
なる。

以下では本装置に使用される二成分現像剤について説明
する。

第３図に示されるごとく、上述のブレード４２によりキ
ャリア４８を確実に規制するため、トナー４９の粒径は
１〜２０終■であり、キャリア４８の粒径は４０〜１０
０ＩＬ１１の範囲である。４０ＪＬ■以下てはブレード
４２によるキャリアの規制が困難となり、逆に２００μ
墓以上となるとトナー４９の保持能力の低下か著しい。

キャリア４８はトナー４９の搬送及びトナーへのトリボ
の付与を行うのでその存在量とトナー４９との混合比が
現像スリーブ４１上のトナーの搬送量に大きく影響する
。この点について本願発明者か測定したところキャリア
４８により上述の大きな循環Ｃを形成させるために充分
な量は現像スリーブ２の周表面の単位長さ当たり１．０
〜５．０ｇ／ｃｍの範囲内にすればよいことが確認され
た。１．０ｇ７ｃｍ以下では十分なキャリアの循環が形
成されず、５．０ｇ／ｃ＋ｓ以−Ｅては循環速度が遅く
なりトナーの取込みが不十分となるからである。

なお本現像装置４０の感光体ドラムｌと現像スリーブ４
１の間隙は５０〜５００Ｋｍ好ましくは２００〜４００
μｍとされる。上記範囲にてかぶりのない高解度のトナ
ー像が形成されていることか実験的に確認された。

また、現像に際して感光ドラム１と現像スリーブ４１に
接続された上述のバイアス電源４６は、直流若しくは直
流に交流を重畳したものか好ましい。

以−Ｌ詳細に説明をした構成を有する本実施例の第一現
像装置４０によるならば、現像スリーブ４１の回転に伴
ない該スリーブ４１の周面に担持されているキャリア４
８は付着している１〜ナー４９を現像スリーブ４２の周
面に塗布すると同時にＢ方向へ搬送されるがツタネット
４５の磁力か徐々に弱められる。そして、現像領域ｌ口
より上流て現像スリーブ４１の上部周面にあるプレート
４２の出接位置てはマグネット４５の磁力の影響がなく
なり該プレート４２が現像スリーブ４１の周面から離反
しやすくなっているキャリア４８を確実に規制するので
現像領域１０ヘキヤリア４８が漏出することはない。

また、離反させらたキャリア４８重力の作用によってホ
ッパ４７底部へ向は落下し、上述した第２図の矢印Ｃの
ととくの循環を形成する。このキャリア４８の循環によ
りトナー４９の供給・入替を常に行なうこととなるので
、その際の摩擦によってトナー４９の量及びトリボを適
当に確保して現像スリーブ４１上に塗布することが可能
となる。

本装置では、上記の循環によりキャリア４８がブレード
４２の近傍までトリボを有したトナー４９を十分現像ス
リーブ４２上に塗布するので、従来装置のごとく非磁性
トナーの塗布をブレードのみで行なうもののように反転
トナーを生じず、３．０〜９．０■ｇ／Ｃ１１２という
十分なトナー塗布量であった。

また塗布されたトナーのトリボをブローオフ法で測定し
たところｌＯ〜２０　ｐ、　Ｃｏｕ　ｌ／ｇという適度
なものであった。これにより印加するバイアス電源も８
００〜１０００ｖｐ−ｐという比較的低い電圧てあって
もの十分に画像濃度か確保された。

以−１−の詳細に説明した現像装置４０を第一現像装置
として配設する第１図に示される本実施例装置によれば
、第一現像装置４０からキャリアか漏出することかなく
、磁性トナーを用いる第二現像装置７０にキャリアか混
入するという事態も生じず第二色目も良好な画像形成か
なされた。

また、上述したことく第一現像装置４０ては非磁性トナ
ーか現像スリーフ４２上に十分塗布されたのて、従来装
置のごとくトナーの塗布量を確保するために現像スリー
ン４２を早回しするという必要かなく、トナー飛散によ
る周辺の汚染もなかった。

以上説明した実施例装置では第一現像装置のみに二成分
現像装置を適用した例として示したが、第一・及び第二
現像装置を共に上記二成分現像装置とする二色画像形成
装置とすることも可能である。この場合の一色画像形成
装置は前述の実施例装置を示す第１図の第二現像装置（
磁性トナーを用いる一実施例装置）７０に科えて、第一
現像装置５ 置４０と同様の二成分現像装置を配設すればよい。

第−及び第二現像装置として上述の現像装置４０を配設
することで従来実現か困難とされていた、二色とも非磁
性のトナーを用いる現像装置で画像形成か可能となり、
トリボも同等とすることかてきたので良好な画像形成が
なされた、さらに以後のシート材への転写及び定着によ
り鮮明度の高い定着画像となった。

［発明の効果コ 以上のどとくの構成を有する本発明の二色画像形成のよ
るならば、少なくとも第一現像装置として配設する二成
分現像装置ては十分な量と適度なトリボを有したトナー
か現像剤担持体上に塗布され、かつトナー径より大なる
径の磁性キャリアか規制部材により確実に規制されて漏
出することがないのて、キャリアによる障害を防止しつ
つ、以後の良好な画像の形成か可能である。また、上述
のごとく規制部材の近傍におけるトナーの量は十分であ
り、適度なトリボも有しているので、現像剤担持体上の
トナー厚を極度に薄層としなくともよいｆめ、現像剤担
持体の早回しの必要や高い現像バイアスを印加する必要
かなくなり、トナーの飛散やバイアス電源による画像の
乱れという問題も生しないという効果をもたらす。

さらに、」二記二成分現像装置を第二現像装置に配設す
ることて、トナーを非磁性に揃えかつトリボも同等とす
ることか可能となるのて、トナーの飛散や１〜ナー像の
乱れを防止して、より鮮明な二色肖像の形成か可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の全体構成を示す図、第
２図は第１図装置の第一現像装置の周辺を示す図、第３
図は第１図装置の規制部材により磁性ギヤリアが規制さ
れる様子を示す図、第４図は従来の二色画像形成装置を
示す図である。 ■・・・・・・・・・・・・静電潜像担持体（感光ドラ
ム）３．６・・・・・・画像信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一様に帯電された静電潜像担持体上に、異なった画像信
   号に基づいて二種の潜像を形成し、各々の潜像に対応し
   現像を行なう順に第一現像装置と第二現像装置を配設し
   て画像装置を行なう装置において、 少なくとも第一現像装置は、非磁性トナーと該トナーの
   粒径より大なる径を有する磁性キャリアを混合して成る
   現像剤を使用する二成分現像装置であり、 上記二成分現像装置は、現像剤担持体内に配設される磁
   界発生手段の磁力範囲を回避した、上記現像剤担持体の
   周面に現像剤規制部材が配設されている、 ことを特徴とする画像形成装置。