JPH0540393A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 黒色トナーと複数のカラ−トナーとを用
い、静電潜像を現像して、転写・定着を行うカラー画像
形成装置において、黒色画像のゆれによる画質の劣化を
防止し、良好なカラー画像を得る。 【構成】 黒色用現像器は磁性一成分トナーを使用す
るものとし、他のカラートナー用現像器よりも静電潜像
保持体の表面の移動方向における上流側に配設する。ま
た黒色用現像器は位置を固定し、現像を行わないときに
も、現像を行い得る位置に支持する。この黒色用現像器
が現像を行わないときには、現像剤担持体に静電潜像と
同電位の電圧を印加するのが望ましい。これにより、黒
色用の静電潜像形成時に現像器が移動して静電潜像保持
体に衝撃を与えるようなことがなくなるとともに、混色
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、黒色トナーと複数のカ
ラートナーとを用い、静電潜像保持体上に形成された静
電潜像にトナーを付着させて現像し、これを用紙上に転
写・定着するカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像にトナーを付着させて可視像を
形成する現像器であって、黒色用を含む複数の現像器を
具備し、各々の現像器に収容されているトナーの色に対
応する静電潜像を現像することによりカラー画像を形成
することのできるカラー画像形成装置が各種提案されて
いる。このようなカラー画像形成装置において黒色トナ
ーは黒版用として他のカラートナーとともに用いられ
る。

【０００３】図６は、従来から知られているカラー画像
形成装置の一例を示す概略構成図である。この図におい
て静電潜像保持体１０１は、帯電装置１０２により一様
に帯電した後、光照射装置１０３から各色に対応する像
光を照射することにより、帯電電位の差による静電潜像
を形成することができるものである。この静電潜像保持
体１０１の周囲には、黄色（イエロー）トナーを供給す
る黄色用現像器１０４と、赤色（マゼンタ）トナーを供
給する赤色用現像器１０５と、青色（シアン）トナーを
供給する青色用現像器１０６と、黒色用現像器１０７と
が、静電潜像保持体１０１の回転方向に沿って上記の順
序で、対向して設けられている。上記現像器に用いられ
るカラートナーは、鮮やかな色を維持するために磁性粉
を混入することができず、非磁性一成分トナー又は磁性
粒子と混合して二成分現像剤として用いられる。また、
黒色トナーも、他のカラートナーと光沢や定着温度を合
わせるため、非磁性一成分トナー又は二成分現像剤とし
て用いられる。したがってそれぞれの現像器も上記現像
剤に対応したものとなっている。

【０００４】このような現像器は、表面に現像剤の薄層
を形成し現像領域に現像剤を搬送することができる現像
剤担持体１１１、１１２、１１３、１１４を有してお
り、静電潜像保持体１０１と対向する現像領域で現像剤
担持体上の現像剤を静電潜像保持体表面に付着させて静
電潜像を現像するものである。上記複数の現像器は、現
像剤担持体と静電潜像保持体との間隔が可変となるよう
に設けられており、それぞれの現像器は、現像を行わな
い際には現像剤担持体が静電潜像保持体１０１から離れ
た位置にあるように支持され、現像を行うときにのみ、
静電潜像保持体１０１と適切な間隔を保持する位置に移
動する機構を有している。

【０００５】上記現像器が設けられた位置よりも静電潜
像保持体１０１の回転方向下流側には、転写装置、クリ
ーニング装置１１０が設けられている。転写装置は、用
紙を表面に巻きつけて静電潜像保持体１０１と近接して
回転する転写ドラム１０８と静電潜像保持体上に形成さ
れたトナー像を用紙上に転写するための転写コロトロン
１０９とを有している。クリーニング装置１１０は静電
潜像保持体１０１上に残ったトナーを除去するものであ
り、機械的または電気的にトナーを剥離するようになっ
ている。

【０００６】このようなカラー画像形成装置では、光照
射装置１０３が作動して一つの色に対応する静電潜像が
形成される際に、この色のトナーを収容した現像器が移
動し、現像剤担持体が静電潜像保持体１０１と近接して
現像を行える位置に固定される。表面に静電潜像が形成
された静電潜像保持体１０１が回転し、現像器と対向す
る位置で静電潜像にトナーが付着して可視化される。こ
のとき現像を行わない現像器の現像剤担持体は、静電潜
像保持体と離れた位置にあって停止しており、トナーの
混色が生じることなく、鮮明な像が形成される。このよ
うにして形成されたトナー像は、静電潜像保持体１０１
の回転によって転写領域Ａへ移動し、転写ドラム１０８
に巻きつけられた紙面上に転写コロトロン１０９の作用
により転写される。以上の静電潜像の形成から、トナー
像の紙面上への転写までの工程がトナーの各色に対応し
て４回行われ、紙面上にフルカラーのトナー像が形成さ
れる。このトナー像は定着装置（図示せず）を通ること
によって紙面上に定着される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のカラー画像形成装置は、以下のような問題点を有
している。前記４つの現像器は、現像を行なうときにの
み、該現像器の有する現像剤担持体と静電潜像保持体と
が適切な間隔を保って対向する位置に移動する。この現
像剤担持体と静電潜像保持体との間隔は、静電潜像保持
体上の静電潜像に適切な量のトナーを付着して良好な現
像を行なうことができる間隔であり、正確に設定されな
ければならない。このため、現像器にはトラッキングロ
ールが設けられており、これが静電潜像保持体表面の非
画像部と当接して回転することにより現像剤担持体と静
電潜像保持体との間隔を正確に設定するようになってい
る。

【０００８】このため、現像器が移動してトラッキング
ロールが静電潜像保持体に当接する際にその衝撃で静電
潜像保持体が振動し、光照射装置によって形成されつつ
ある静電潜像にゆれを生じ、これが線画像の劣化の原因
となる場合がある。特に黒色の像に劣化が生じると、わ
ずかであってもカラー画像全体に与える影響が大きく、
全体として画質の低下が著しくなる。本発明は、上記の
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、黒色画像のゆれによる画質の劣化を防止し、良好な
カラー画像を得ることのできるカラー画像形成装置を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、静電潜像を表面に形成することができ
る静電潜像保持体と、黒色用を含む複数の現像器とを備
え、前記複数の現像器の各々に収容されているトナーの
色に対応し、前記静電潜像保持体に順次形成される静電
潜像を各現像器で現像することによりカラー画像を得る
カラー画像形成装置において、 前記黒色用現像器が磁
性一成分トナーを使用するものであり、他の現像器より
も静電潜像保持体表面の移動方向の上流側に配設され、
前記黒色用現像器の現像剤担持体と静電潜像保持体と
が、前記磁性一成分トナーの付着による現像を行う間隔
を、常に維持するように支持されているものとする。

【００１０】また、上記カラー画像形成装置において、
前記黒色用現像器が静電潜像の現像を行わず、他の現像
器が動作しているときは、黒色用現像器の前記現像剤担
持体が、静電潜像保持体上の潜像部分の電位と同電位と
なるように電圧が印加されるか、若しくは高抵抗接地ま
たは接地されているものとするのが望ましい。

【００１１】上記黒色用現像器は、現像剤担持体に供給
された現像剤を規制して薄層化する現像剤規制部材とし
て、現像剤担持体に圧接するように設けられたブレード
を有するものとするのが望ましい。上記黒色用現像器以
外のカラートナーを用いる複数の現像器は、黒色用現像
器よりも静電潜像保持体の回転方向の下流側にあれば、
その配列順序は任意に変更することができる。また、上
記カラートナーを用いる現像器は、非磁性一成分現像剤
を用いるものであってもよいし、二成分現像剤を用いる
ものであってもよい。さらに本発明のカラー画像形成装
置において用いる静電潜像保持体、帯電装置、光照射装
置、給紙装置、転写装置、定着装置等はカラー画像形成
装置に用いることができるさまざまなものとすることが
できる。

【００１２】

【作用】上記のような構成のカラー画像形成装置では、
黒色用現像器が、その現像剤担持体と静電潜像保持体の
表面とが常に所定の間隙を維持するように設けられてい
るので、像光の照射によって黒色用の潜像の形成が開始
された後に、現像器が移動して静電潜像保持体に当接す
る際の衝撃で静電潜像保持体が振動するようなことがな
くなり、形成される潜像にゆれが生じるといった不都合
がなくなる。

【００１３】また、黒色用現像器が磁性一成分トナーを
使用するものであるから、トナーの現像剤担持体への付
着を、磁石ロールの磁界によってコントロールすること
ができ、トナークラウドの発生を少なくすることができ
る。これにより、黒色用現像器の現像剤担持体が常に静
電潜像保持体と近接した位置にあっても混色を少なくす
ることができる。さらに、黒色用現像器が他の現像器よ
りも静電潜像保持体表面の移動方向の上流側に配設され
ているので、黒色以外の像を現像する際に、静電潜像は
黒色用現像器の設置位置を通過するが、このときには未
だ現像されておらず、この位置を通過した後にトナーの
付着による可視化、転写が行なわれるので、像が劣化し
たり黒色用現像器に混色が生じたりするようなことがな
い。

【００１４】黒色以外の現像器が作動しているときに
は、黒色用現像器の現像剤担持体が潜像の電位と同電位
に維持されるか、もしくは接地または高抵抗接地される
カラー画像形成装置では、黒色以外の潜像が、黒色用現
像器の設置位置を通過するときに、現像剤担持体と静電
潜像保持体上の潜像とに間に電界が生じず、黒色のトナ
ーが他の色用の潜像に付着することが防止され、混色が
少なくなる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は、本発明の第一の実施例であるカラー画像形
成装置を示す概略構成図である。静電潜像保持体１は、
負帯電の光導電性ドラムであり、帯電装置２によって全
面が一様に帯電されるものである。光照射装置３は半導
体レーザーを用い、静電潜像保持体１上の表面を画像信
号に基づいて露光がすることができるようになってお
り、静電潜像保持体１上に帯電電位の差による静電潜像
を形成できるものである。前記静電潜像保持体１の周囲
には、カラー画像を形成するために、４色のトナーにつ
いてそれぞれの色のトナーを収容した４つの現像器が設
けられており、静電潜像保持体１の回転方向上流側から
黒色用現像器７、青色（シアン）用現像器６、赤色（マ
ゼンタ）用現像器５、黄色（イエロー）用現像器４の順
に、各現像器の現像剤担持体が静電潜像保持体１に対向
するように配置されている。

【００１６】上記現像器が設けられた位置よりも静電潜
像保持体１の回転方向下流側に、転写装置が設けられて
おり、静電潜像保持体１上に形成されたトナー像を転写
コロトロン９の作用により、転写ドラム８に巻きつけた
用紙上に転写するようになっている。クリーニング装置
１０は、転写装置よりさらに回転方向下流側に設けら
れ、トナー像が転写された後の静電潜像保持体表面に残
る現像剤を除去し、新たな潜像を形成できる状態とする
ものである。

【００１７】静電潜像保持体１の周囲に配設された上記
４つの現像器のうち、青色（シアン）用現像器６、赤色
（マゼンタ）用現像器５、黄色（イエロー）用現像器４
は、非磁性トナーと磁性粒子であるキャリアとからなる
二成分現像剤を用いるものであり、これらの現像器は、
通常は静電潜像保持体１から離れた位置に支持され、上
記各現像器に用いるトナーの色に対応した静電潜像を現
像するときにのみ、現像剤担持体と静電潜像保持体１と
が近接する位置に移動する機構（図示せず）を有してい
る。

【００１８】一方、黒色用現像器７は、磁性トナーを用
いたものであり、現像剤担持体２１が静電潜像保持体表
面と近接する位置、すなわち現像を行ない得る位置を常
に維持するように設けられている。この黒色現像器７に
用いる磁性トナーは反転現像を行なうため静電潜像保持
体１と同じ極性に帯電されたものが用いられる。

【００１９】図２は、上記のようなカラー画像形成装置
の黒色用現像器として用いられる現像器の一例を示す概
略構成図である。この黒色用現像器７では、静電潜像保
持体１に対向するように配置された現像剤担持体２１
と、上記現像剤担持体２１に圧接するように配設された
現像剤規制部材２２とを有し、これらが磁性トナー２６
を収容するホッパー２３内に配設されている。上記現像
剤担持体２１の軸線方向両端部には、上記静電潜像保持
体１の両端部であって静電潜像が形成されない部分と当
接するトラッキングロール（図示せず）が設けられてお
り、このトラッキングロールが常に静電潜像保持体表面
と当接していることにより、現像剤担持体２１と静電潜
像保持体１の表面とが常に所定の間隙を保持するように
なっている。この所定の間隙は、現像剤担持体表面に形
成された磁性トナーの薄層から、現像バイアスによる振
動電界内でトナーが飛翔し、静電潜像を現像するのに適
した間隙として定められるものであり、例えば、３００
μｍとなるように調整される。

【００２０】上記現像剤担持体２１は、極性及び磁力の
異なる複数の磁極が着磁され、回転しないようにに固定
支持された磁石ロール２１ｂと、この磁石ロール２１ｂ
の周囲を回転する円筒状スリーブ２１ａとからなり、ス
リーブ２１ａの回転に伴って磁性トナーの吸着、搬送、
及びスリーブ２１ａからの解放が磁石ロール２１ｂの磁
気パターンに応じて行なわれるようになっている。な
お、図２に示す現像器において上記スリーブ２１ａは、
非抵抗値４．２×１０⁷ Ω・ｃｍのフェノール樹脂を肉
厚１．０ｍｍの円筒状に成形し、その表面をＪＩＳの１
０点平均粗さでＲｚ＝４．３μｍとなるよう長手方向に
研磨した反導電性スリーブが用いられている。

【００２１】この現像剤担持体２１には交流高圧電源２
４及び直流電源２５によって現像バイアス電圧が印加さ
れるようになっており、その波形は図３に示すような形
状で周波数ｆ＝２．４ＫＨ_Z 、ピーク・ツー・ピーク電
圧Ｖ_PP＝２ＫＶ、直流成分−２５０Ｖ、最大電圧から最
小電圧に変化するまでの時間ｔ_A が周期Ｔに対して１／
６に設定されている。また、黒色用現像器が作動しない
ときには現像剤担持体２１の回転を停止するとともに、
現像剤担持体２１が静電潜像の電位と同電位となるよう
に電圧を印加するようになっている。この現像剤担持体
２１に電圧を印加するのに代えて高抵抗接地もしくは接
地するようにしてもよい。

【００２２】現像剤規制部材２２は、厚さ０．１ｍｍの
非磁性ステンレス（ＳＵＳ３０４３／４Ｈ材）からなる
バネ板部材２２ａの先端付近に、ゴム硬度５０°、厚さ
１ｍｍのシリコンゴムからなる軟弾性部材２２ｂを加流
接着して構成されており、自由端が上記スリーブ２１ａ
の回転方向と対向する方向で、軟弾性部材２２ｂがスリ
ーブ２１ａに１００ｇ／ｃｍの線圧で当接するようにホ
ルダー２２ｃによって支持されている。なお、本実施例
においては、磁性トナーとして、アクリル系樹脂に磁性
粉を４０重量％含んだものを使用し、又、実測してみた
ところ、この現像剤規制部材２２で薄層化された磁性ト
ナーのスリーブ２１ａに対する付着量は１．０ｇ／ｃｍ
² であった。

【００２３】次に上記のようなカラー画像形成装置の動
作を説明する。静電潜像保持体１は図１中に示す矢印Ｂ
の方向に回転し、帯電装置２によって表面が一様に帯電
される。その後光照射装置３から像光が照射されること
によって黒色用の静電潜像が形成され、黒色用現像器７
によって黒色画像が現像される。このとき黒色用現像器
７は静電潜像の現像を行なう位置に固定して設けられて
おり、静電潜像形成中の静電潜像保持体に衝撃を与える
ようなことはない。また、黄色用現像器４、赤色用現像
器５、青色用現像器６は静電潜像保持体１から離れた位
置に支持され、停止している。現像されたトナー像は静
電潜像保持体１の回転によって転写領域Ａへ移動し、転
写ドラム８に巻きつけられた用紙上に転写コロトロン９
の作用によって転写される。

【００２４】転写後の静電潜像保持体表面に残ったトナ
ーはクリーニング装置１０によって除去され、再び帯電
装置２によって一様に帯電される。続いて光照射装置３
によって青色用静電潜像が形成され、青色用現像器６が
静電潜像保持体１と対向する位置へ移動する。このとき
静電潜像は黒色用現像器７の現像剤担持体２１が静電潜
像保持体１と近接して対向している位置を通過するが、
磁性トナーが磁力によって現像剤担持体２１上に保持さ
れるとともに現像剤担持体２１が静電潜像の暗電位と同
電位となっているので黒色トナーが静電潜像にほとんど
付着しない。

【００２５】青色用現像器６は現像剤担持体が静電潜像
保持体表面と近接する位置に移動して支持されており、
現像剤担持体上の青色トナーが静電潜像に付着して現像
が行なわれる。一方、他のカラートナーを内蔵した現像
器は静電潜像保持体１から離れた位置に支持され、停止
している。可視化された像は、転写領域Ａにおいて先に
黒色画像が転写された用紙上に重ねて転写される。この
工程をさらに赤色、黄色について行なうことにより、紙
面上にフルカラーのトナー像が形成され、１６０℃の温
度に設定されている定着装置（図示せず）を通過するこ
とによってフルカラーの画像が得られる。なお、単色の
画像を得るときは、指定の現像器によって１回の現像及
び転写・定着を行なう。

【００２６】以上に述べたカラー画像形成装置では、黒
色用現像器７に磁性一成分現像方式を用い、該現像器７
の現像時のみならず他色の現像器による現像時にも、現
像剤担持体２１が、静電潜像保持体１と所定の間隙を保
持して対向するように設置されているので黒色用現像器
７の移動による画像のゆれが発生せず、又、黒色用現像
器７が静電潜像保持体１の回転方向上流側に配設されて
いるので、現像剤担持体２１が静電潜像保持体１に近接
していても他色のトナーが該現像剤担持体２１に混入す
ることがなく、画質の優れた信頼性の高いカラー画像を
得ることができる。

【００２７】図４は、本発明の第２の実施例であるカラ
ー画像形成装置を示す概略構成図である。図２に示す構
成の黒色用現像器７を静電潜像保持体１の回転方向上流
側に配設し、下流側には非磁性トナーを用いる青色（シ
アン）用現像器４６、赤色（マゼンタ）用現像器４５、
黄色（イエロー）用現像器４４がロータリー現像ユニッ
ト４７として配置されている。

【００２８】非磁性トナーを用いた３つの現像器は、例
えば、図５に示すような、現像剤担持体５１と上記現像
剤担持体５１に圧接するように配設された現像剤規制部
材５２と、上記現像剤担持体５１に隣接するトナー供給
ロール５４とを有し、これらが非磁性トナー５７を収容
するホッパー５３内に配設されているものである。な
お、この図において符合５５は交流高圧電源、符合５６
は直流電源であり、これらによって現像剤担持体５１に
現像バイアス電圧を印加するようになっている。上記ロ
ータリー現像ユニット４７は回転が可能なものであり、
それぞれの現像器の現像剤担持体が静電潜像保持体１と
近接して対向し、それぞれの色に対応する静電潜像の現
像を行なえるようになっている。

【００２９】このようなカラー画像形成装置では第１の
実施例と同じ機能を有するとともに図４中に示す実線Ｃ
で示す光照射の他に、破線Ｄで示す光照射を追加すれば
一様帯電、黒色用像光の露光、黒色像の現像、他の色の
像光の露光、他の色の像の現像、転写というような１回
の転写を含む工程で、黒色トナーと他の単色トナーとか
らなるカラー画像を得ることもできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のカラー画像
形成装置では、黒色用現像器が、静電潜像保持体と現像
剤担持体との間隙を不変とし、位置を固定して設置され
ているので、黒色用現像器の移動による画像のゆれ等の
画質の劣化がなく、優れた画像を得ることができる。ま
た、該黒色用現像器が、静電潜像保持体の回転方向上流
側に配設されており、他色のトナーが、黒色トナーの現
像剤担持体に混入するのを防止できるとともに、該黒色
用現像器が磁性一成分現像剤を用いるものであり、現像
を行わない際には、磁性トナーである黒色トナーが磁力
によって現像剤担持体に維持されるので、他色トナーに
対応する静電潜像に黒色トナーが付着するのを防止でき
る。したがって、混色による画質の劣化がほとんど見ら
れず、簡単な構成で良質な画像が得られるカラー画像形
成装置とすることができる。さらに黒色現像器の現像剤
担持体に印加される電圧を静電潜像保持体と同電位とす
るか若しくは高抵抗接地あるいは接地された状態とする
ことによって、黒色トナーの混色を防止する効果を向上
させることができる。また、本発明のカラー画像形成装
置では、黒色用現像器の移動装置が省略できるので、画
像形成装置が小型化でき、コストも低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例であるカラー画像形成装
置を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例であるカラー画像形成装
置に用いる黒色用現像器を示す概略構成図である。

【図３】本発明の第１の実施例で用いる黒色用現像器の
現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧の波形を示
す図である。

【図４】本発明の第２の実施例であるカラー画像形成装
置を示す概略構成図である。

【図５】本発明の第２の実施例であるカラー画像形成装
置に用いる非磁性一成分現像器を示す概略構成図であ
る。

【図６】従来のカラー画像形成装置を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 静電潜像保持体 ２ 帯電装置 ３ 光照射装置 ４ 黄色用現
像器 ５ 赤色用現像器 ６ 青色用現
像器 ７ 黒色用現像器 ８ 転写ロー
ル ９ 転写コロトロン １０ クリーニ
ング装置 ２１ 現像剤担持体 ２２ 現像剤
規制部材 ２３ ホッパー ２４ 交流高
圧電源 ２５ 直流電源 ２６ 磁性ト
ナー ４４ 黄色用現像器 ４５ 赤色用
現像器 ４６ 青色用現像器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を表面に形成することができ
   る静電潜像保持体と、黒色用を含む複数の現像器とを備
   え、前記複数の現像器の各々に収容されているトナーの
   色に対応し、前記静電潜像保持体上に順次形成される静
   電潜像を各現像器で現像することによりカラー画像を得
   るカラー画像形成装置において、 前記黒色用現像器が磁性一成分トナーを使用するもので
   あり、他の現像器よりも静電潜像保持体表面の移動方向
   の上流側に配設され、 前記黒色用現像器の現像剤担持体と静電潜像保持体と
   が、前記磁性一成分トナーの付着による現像を行う間隔
   を、常に維持するように支持されていることを特徴とす
   るカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記黒色用現像器が静電潜像の現像を
   行わず、他の現像器が動作しているときは、黒色用現像
   器の前記現像剤担持体が、静電潜像保持体上の前記静電
   潜像部分の電位と同電位となるように電圧が印加される
   か、若しくは高抵抗接地または接地されていることを特
   徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。