JPH0470874A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感光体の１回転で多色画像を形成する多色画
像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

電子写真技術を使用した多色画像形成装置としては種々
の方式があるが、その一つとして、各色毎に感光体上に
トナー像を形成し、この各色のトナー像を記録紙上に順
次重ねて転写して多色画像を形成するものがある。この
場合、ドラム状の感光体の周囲に、帯電器、露光部、各
色に対応した複数の現像機、転写部、及びクリーニング
装置を配置し、感光体の１回転毎に、帯電、露光、現像
。

転写、清掃という工程を繰り返す。これにより感光体の
１回転毎に、各色のトナー像が記録紙上に順次重ねて転
写され多色画像が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の従来の多色画像形成装置において
は、必要色の数だけ感光体を回転させなければならない
ため、最終的な多色画像が得られるまでの時間が長くな
るという問題がある。また、ドラム状の感光体の周囲に
各色の現像機を配置しなればならないため、現像機の数
が増加した場合、感光体の径を大きくしなければならず
、装置が大型化してしまう。

また、各色のトナー像をドラム状の感光体上に重ねて形
成し、１回の転写で記録紙上に多色画像を形成する１回
転写法の多色画像形成装置も知られている。この場合、
転写ドラム及び付随する帯電器を省略でき、装置を簡略
化できるという特徴がある。しかしながら、最終色を形
成する迄、記録紙に転写を行えず、高速動作に対して不
利になる。また、感光体に接触するクリーニング部材を
機械的に退避させなければならず、装置が複雑になると
いう問題もある。

また、２番目以降の現像機における現像の際には、先行
する現像機により感光体上に形成された未定着のトナー
像に対しても現像処理が行われるので、この先に形成さ
れたトナー像に対して乱れを生じさせないような現像方
式を採用する必要がある。このような現像方法としては
、電子写真技術編「電子写真技術の基礎と応用」、コロ
ナ社昭和６３年６月１５日、　ｐ５６４に開示されてい
るようにソフトタッチ現像法或いは直流電界飛翔型の非
接触現像法等が検討されているが、未だ十分な技術的水
準に達していない。たとえば、薄層形成の安定性に問題
がある。−例として、薄層形成の技術として弾性ブレー
ドの使用が提案されているが、耐久性の点からは未だ十
分な水準とはいえない。

また、交流バイアスを印加する方式は、トナーの付着力
に影響を与え像乱れを発生させるため好ましくない。

本発明は、前記問題点を解決するために案出されたもの
であって、各色の現像を安定に行うことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の多色画像形成装置は、感光体の表面に沿って、
それぞれ帯電器、露光装置、現像機を備え前記感光体上
に互いに異なった色の画像を形成する複数の画像記録部
を順次配置するとともに、少なくとも２番目以降の画像
記録部における現像ローラの周速と前記感光体の周速と
の比を略ｌとしたことを特徴とする。

前記現像機としては、トナーとキャリアとからなる二成
分現像剤を使用したものを使用することができ、この場
合、少なくとも２番目以降の画像記録部における現像領
域の直前に前記二成分現像剤中の前記トナーを表面方向
に引き付ける励起電極を設けることが望ましい。

また、前記励起電極は、弾性部材に取り付けることが電
極効果を高めるとともにシール性を確保する上から好ま
しい。

〔作用〕

本発明においては、２番目以降の画像記録部において現
像が行われるとき、現像ローラの現像剤が、感光体の周
速と同じ速度で、先に形成された感光体上のトナー像に
対して接触する。したがって、トナー像と現像剤との間
でずれが生じることがなく、トナー像の乱れが防止され
る。

また、現像剤が励起電極位置を通過して現像領域に至る
とき、現像剤中のトナーが励起電極により表面方向に集
められ見掛は上のトナー濃度が高くなる。

更に、励起電極は、弾性部材により現像剤に押し付けら
れるため現像剤に密着し電極効果が向上する。また、現
像剤に対して弾性部材が／一部材として機能するためシ
ール性が確保される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の特
徴を具体的に説明する。

第１図は本発明の多色画像形成装置の実施例を示す原理
的な構成図である。

ベルト状感光体１が駆動ローラ２ａ、　　アイドラロー
ラ２ｂ２Ｃを巡って横長に配置されている。感光体１は
、駆動ローラ２ａにより矢印Ｐ方向に回転駆動される。

この感光体１の周囲には、第１〜第４画像記録部３〜６
、転写部７、クリーニング装置８等が配置されている。

上記第１〜第４画像記録部３〜６は、それぞれ、第１〜
第４帯電器３３〜５ａ、第１〜第４露光装置３ｂ〜６ｂ
、第１〜第４現像機３Ｃ〜６０等を備えている。

そして、各第１〜第４現像機３Ｃ〜６Ｃに設けられた現
像ローラ３ｄ〜６ｄにより、黒、赤、縁、青の各色トナ
ーで感光体１上に各色画像を形成する。

前記各現像機３Ｃ〜６Ｃは、いずれもトナーと磁性キャ
リアからなる絶縁性の二成分現像剤を使用した磁気ブラ
シ現像法を採用しているが、第１現像機３Ｃと第２〜４
現像機４Ｃ〜６Ｃとでは動作が異なっている。すなわち
、第１現像機３Ｃにおいては、従来と同様に、十分な量
のトナーが供給されるように、感光体１の移動速度に対
して２〜３倍の周面速度となるように現像ローラ３ｄの
回転が制御されるが、第２〜４現像機４Ｃ〜６Ｃでは、
感光体１の移動速度に対して同じ周面速度となるように
、すなわち、周速比が１となるように現像ローラ４ｄ〜
６ｄの回転が制御される。また、第２〜４現像機４Ｃ〜
６Ｃには、以下に述べるように、現像効率を向上させる
ための励起電極が設けられている。なお、本実施例にお
いて、二成分現像剤を使用した磁気ブラシ現像法を採用
しているのは、色の再現性が優れているからである。

上記第２〜４現像機４Ｃ〜６Ｃは、同一構成を有してい
るので、第２現像機４Ｃを例に挙げて第２図を参照して
共通に説明する。

第２現像機４Ｃの現像ローラ４ｄは、固定のマグネット
ローラ１１と、このマグネットローラ１１の周囲を回転
する非磁性のスリーブ１２とから構成されており、スリ
ーブ１２と感光体１とが０，５〜ｌ＋ｒ＋＋＋＋程度離
れた状態程度光体１に対して近接配置される。

スリーブ１２には現像バイアス電源１３からたとえば３
００ｖのバイアス電圧が印加されている。また、スリー
ブ１２の表面に近接してトリマ１４が設けられている。

さらに、現像ローラ４ｄと感光体１とが近接している領
域、すなわち、現像領域Ｑの上流側に励起電極１５を設
けている。この励起電極１５は、基端がたとえば、トリ
マ１４に対して固定されているウレタン等の弾性部材か
らなる絶縁性のフィルム状体１６の先端に取り付けられ
ており、フィルム状体１６０弾性により現像ローラ４ｄ
方向に僅かに付勢されている。また、励起電極１５には
、バイアス電源１７からたとえば０〜＋５００ｖ程度の
バイアス電圧が印加されている。

次に、上述の多色画像形成装置の動作について説明する
。

駆動ローラ２ａにより矢印Ｐ方向に回転駆動される感光
体１は、まず、第１画像記録部３において、第１帯電器
３ａにより第３図（ａ）に示すように一様に帯電される
。これにより、感光体１の表面電位は、たとえば、Ｖｐ
（但し、ｖ、は負の値）となる。

次に、第１Ｍ光装置３ｂにおいて、画像の黒に対応した
信号により変調された光りう　により、感光体１の表面
が露光され、露光部分の電位が、たとえば、■、（但し
、■、は負の値）まで低下する（同図（ｂ）参照）。次
に、この露光部分は、第１現像機３Ｃまで進み、ここで
現像剤中の黒トナーＴ１により反転現像される（同図（
Ｃ）参照）　。第１現像機３ｃにおける現像は、通常の
磁気ブラシ現像であり、感光体１の移動速度に対して２
〜３倍の周面速度となるように現像ローラ３ｄの回転が
制御されている。この現像後も照像部分の表面電位は低
下したままである。

次に、黒現像部分は、第２画像記録部４まで進み、第２
帯電器４ａにより再度帯電され、感光体１の表面電位は
、ｖＰ近傍まで上昇する（同図（ハ）参照）。次に、第
２Ｎ光装置４ｂにおいて、画像の赤に対応した信号によ
り変調された光Ｌｍ　により、感光体１の表面が露光さ
れ、露光部分の電位がｖＩｌまで低下する（同図（ｅ）
参照）。次に、この露光部分は、第２現像機４Ｃまで進
み、ここで現像剤中の赤トナーＴａにより反転現像され
る（同図（ｆ）参照）。

この赤現像後も赤像部分の表面電位は低下したままであ
る。

この第２現像機４Ｃにおける現像工程について、第２図
を参照して詳細に説明する。

第２現像機４Ｃにおいて、トナーと磁性キャリアからな
る二成分現像剤りは、固定のマグネットローラ１１によ
りスリーブ１２の表面に磁気的に引き付けられる。スリ
ーブ１２は矢印Ｒ方向に回転しているので、二成分現像
剤りは、スリーブ１２０回転に伴って矢印Ｒ方向に移動
し、トリマ１４により所定の厚さに調整される。厚み調
整後の二成分現像剤りは、スリーブ１２の表面と励起電
極１５との間を通過する。励起電極１５はスリーブ１２
方向に弱い力で付勢されているが、二成分現像剤りの層
の存在により、励起電極１５は、スリーブ１２から二成
分現像剤りの層の厚みだけ浮き上がった状態となる。

励起電極１５位置通過前の二成分現像剤りにおいては、
第４図（ａ）に示すように、キャリアＣと赤トナーＴ８
とは、略均−に混合されている。この二成分現像剤りが
、励起電極１５位置を通過するとき、励起電極１５には
、スリーブ１２の電圧（−３００Ｖ）より高い電圧（０
〜＋５００　Ｖ）　　が印加されているので、負電荷を
有する赤トナーＴ豫　は、励起電極１５方向に静電力で
引かれ、第４図ら）に示すように、二成分現像剤りの表
面方向に集まる。すなわち、見掛は上のトナー濃度が上
昇する。スリーブ１２が更に回転すると、二成分現像剤
りが現像領域Ｑに至り、感光体１の表面に二成分現像剤
りが接触する。感光体１は、たとえばバックグラウンド
部で８００ｖ程度、画像部で〜１００Ｖ程度の表面電位
を有しており、現像バイアスはその間の電位（３００Ｖ
＞に設定されているので、負電荷を有する赤トナーＴ１
１　は感光体１に静電力で引き付けられ、感光体１上の
静電潜像が、赤トナーＴｍ　により現像される。

このとき、二成分現像剤りは、先に第１現像機３Ｃによ
り形成された黒トナーＴ９に接触することになるが、感
光体１の移動速度に対して同じ周面速度となるように、
すなわち、周速比が１となるように現像ローラ４ｄの回
転速度が制御されているので、感光体１上の黒トナーＴ
にによる像と、現像ローラ４ｄ上の二成分現像剤りが感
光体１の移動方向に関してずれることはない。したがっ
て、黒トナーＴ、が二成分現像剤りにより削り取られる
ことがなく、黒トナーＴ、による像が乱れることはない
。

この第２現像機４Ｃにおける現像の際には、現像ローラ
４ｄの回転数が、通常の現像機の１７２〜１／３となる
ために、二成分現像剤り自体の供給量は減少するが、先
に述べたように、赤トナーＴ、は二成分現像剤りの表面
側に集められているので、十分なトナー濃度で現像が行
われる。

また、励起電極１５は、弾性部材であるフィルム状体１
６により現像剤に押付けられるため、励起電極１５と現
像剤が密着し、電極効果が向上する。また、トナーに対
してフィルム状体１６がシール材として機能するためシ
ール性が確保され、トナークラウドの発生が防止される
。

第２現像機４Ｃでの現像の後、感光体ｌは更に進み、第
３．第４画像記録部５，６を通過するが、これらの画像
記録部５．６は不動作とされているので、各色のトナー
像は影響は受けない。

各色のトナー像が転写部７まで進んで来ると、これに同
期して記録紙９が給紙され、各色のトナー像は感光体１
０表面から配録紙９に転写される。

転写後の記録紙９は、感光体Ｉから剥離され、定着装置
（図示せず）まで搬送され、トナー像が記録紙９に定着
される。

上述したように、感光体１０１回転で１枚の多色画像記
録紙が出力されるので、多色画像を短時間で手に入れる
ことができる。

なお、上述の実施例においては、赤、黒の２色について
のみ説明したが、黒、赤、緑、青の４色の中の任意の組
み合わせで或いは単色で画像を形成することもできる。

更に色は上記４色に限らず黒、イエロー、マゼンタ、シ
ステムとすることができ、この場合はフルカラーの再現
が可能となる。

また、画像記録部の数は四つに限らず、二つ以上であれ
ば、本発明を適用することができる。

また、本実施例においては、第１現像Ｆ８３ｃの形式と
、第２〜第４現像機４０〜６Ｃの形式とを異ならせたが
、第１現像機３Ｃの構造を第２図に示す構造として第２
〜第４現像機４０〜６Ｃの構造に一致させることもでき
る。

なお、感光体と現像ローラとの周速比は正確に１である
ことが望ましいが、実際的には０．８〜１，２の周速比
が許容できる。なお、周速比を１とする手段は特に限定
されるものではないが、たとえば、感光体及び各現像ロ
ーラがそれぞれ独立のモータで駆動されているような場
合には、各モータの回転数を周速比が１となるようにモ
ータ駆動回路を設定すればよい。また、各現像ローラが
共通のモータで駆動されている場合には、この共通のモ
ータのみを制御すればよい。更に、感光体及び各現像ロ
ーラが共通のモータで駆動されている場合には、動力伝
達系の歯車比、ブーり比等を設定すればよい。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、画像記録部にお
いて、現像ローラの周速を感光体の移動速度と一致させ
たので、先に現像されたトナー像が後段の画像記録部に
おいて現像剤と摺接することがなくなる。これにより、
先に現像されたトナー像が乱れることがなくなり質の高
い多色画像が得られる。

また、現像に先立って現像剤中のトナーが表面に集めら
れるので現像能率が向上し、現像剤自体の供給量が少な
い場合でも十分なトナー濃度で現像することが可能とな
る。

更に、励起電極は、弾性部材により現像剤に押し付けら
れて密着するため、電極効果が向上する。

また、現像剤に対して弾性部材がシール材として機能す
るためシール性が確保され、トナークラウドの発生が防
止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多色画像形成装置の実施例を示す原理
的な構成図、第２図は現像機の要部拡大図、第３図は多
色画像形成の工程を示す説明図、第４図（ａ）、　　（
ｂ）は励起電極前後の二成分現像剤の状態を示す説明図
である。 １：ベルト状感光体 ２ｂ、２Ｃ：アイドラローラ ３ａ〜６ａ：帯電器 ３０〜６Ｃ：現像機 ７：転写部 ９：記録紙 １２ニスリーブ １４：トリマ １６：フィルム状体 ２ａ：駆動ローラ ３〜６：画像記録部 ３ｂ〜６ｂ＝露光装置 ３ｄ〜６ｄ：現像ローラ ８：クリーニング装置 １１：マグネットローラ １３：バイアス電源 １５：励起電極 １７：バイアス電源 Ｃ：キャリア Ｔ＊＋ＴＩｌ：）ナー Ｄ二成分現像剤 Ｑ：現像領域 第 図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、感光体の表面に沿って、それぞれ帯電器、露光装置
   、現像機を備え前記感光体上に互いに異なった色の画像
   を形成する複数の画像記録部を順次配置するとともに、
   少なくとも２番目以降の画像記録部における現像ローラ
   の周速と前記感光体の周速との比を略１としたことを特
   徴とする多色画像形成装置。 ２、前記現像機は、トナーとキャリアとからなる二成分
   現像剤を使用したものであり、少なくとも２番目以降の
   画像記録部における現像領域の直前に前記二成分現像剤
   中の前記トナーを表面方向に引き付ける励起電極を設け
   たことを特徴とする請求項１記載の多色画像形成装置。 ３、前記励起電極は、弾性部材に取り付けられているこ
   とを特徴とする請求項２記載の多色画像形成装置。