JPH0634127B2 - カ ラ ー 記 録 装 置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 この発明は電子写真記録方式や静電記録方式などによる
カラー記録装置に係り、特に連続して記録を行なっても
混色が発生しないカラー記録装置に関する。

(b) 技術の背景 情報の多様化にともなって出力情報のカラー化が要求さ
れつつある。電子写真記録方式や静電記録方式による記
録装置の分野においても例外ではなくカラー記録や多色
記録が要望されている。

このような静電潜像を用いる記録装置では潜像形成と現
像の工程を順次繰り返して記録を行なう際に各現像工程
において互いに異なる色のトナーにより潜像を可視化す
ることによりカラー記録が行なわれる。このような記録
装置では異なる色のトナーが互いに混入し合って本来の
色による記録ができなくなるという所謂混色に対する考
慮が要求される。

(c) 従来技術と問題点 この混色という現象について電子写真記録方式を採用し
た２色カラー記録装置を例にとって説明する。

電子写真記録では感光ドラムの表面を一様に帯電し、レ
ーザ光により第１の色の像に対応する潜像を形成し、現
像部より第１の色のトナーを供給して第１の色のトナー
像を形成する。このような工程を順次複数回行なうこと
により多色のトナーよりなる合成トナー像を得、この合
成トナー像を記録用紙に転写することによりカラー記録
を行なう。

このようなカラー記録装置において第２の現像部に注目
すると、第２の現像部では既に第１の色のトナーによる
トナー像が形成されている感光層に第２の色のトナーを
供給することとなる。この時に第１の色のトナ像を構成
するトナーの一部が剥離されて第２の現像部に混入す
る。この結果記録を長い時間行うと第２の現像部の現像
剤中に第１の色のトナーが蓄積し第２の現像部での現像
が混色するという問題が生じる。第１の色のトナーと第
２の色のトナーとが互いに異なる極性の電荷の場合はそ
の極性の違いを利用して両者を分離することは比較的容
易であるが、同じ極性の場合には分離することは困難で
あるために従来は混色が生じると総ての現像剤を交換し
ている。このように混色の発生が現像剤の寿命を短くし
ているのが現状である。

(d) 発明の目的 この発明はかかる点に鑑みて、現像剤に混入した異色の
トナーをトナーの付着閾値電界の違いを利用して現像剤
中より分離し、もって長い時間記録を行なっても混色の
ないカラー記録装置を提供するものである。

(e) 発明の構成 このために本発明は潜像形成媒体と、この媒体に電荷を
供給する帯電手段と、潜像形成媒体上に記録すべき画像
に対応した静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電
潜像を可視化する複数個の現像手段と、可視化されたト
ナー像を記録用紙に転写する転写手段とを備え、前記帯
電と潜像形成および現像を順次複数回繰り返して潜像形
成媒体上に多色のトナー像を形成した後にこの多色のト
ナー像を一括して前記記録用紙に転写するカラー記録装
置において、前記各現像手段における現像剤は同一極性
のトナーで、かつ付着閾値電界がそれぞれ異なるととも
に、各現像剤担持体に近接して設けられた分離用ローラ
を有し、この分離用ローラと現像剤担持体との間に、前
記それぞれ異ならせたトナーの付着閾値電界のうち、分
離するトナーの付着閾値電界と分離しないトナーの付着
閾値電界との中間値の電界を形成する電源手段を有する
ことにより現像剤に混入した他の現像手段におけるトナ
ーのみを現像剤担持体から分離用ローラに付着させて現
像剤中から分離するよう構成する。

(f) 発明の実施例 以下に本発明によるカラー記録装置の実施例を詳細に説
明する。

第１図は電子写真記録方式を採用した２色のカラー記録
装置の概要図である。第１図における記録装置は感光ド
ラム11、帯電器12ａ、第１の露光部13ａ、第１の現像部
14ａ、再帯電器12ｂ、第２の露光部13ｂ、第２の現像部
14ｂ、転写器15、除電器16、クリーナ17、そして除電ラ
ンプ18よりなる。

潜像形成媒体としての感光ドラム11はその表面に感光層
11ａを有し、矢印方向に定速回転する。帯電器12ａおよ
び再帯電器12ｂは感光層11ａに電荷を供給することによ
り帯電する。第１の露光部13ａおよび第２の露光部13ｂ
はレーザ光などにより感光層を照射することにより第１
の色あるいは第２の色の画像に対応する潜像を感光ドラ
ム11上に形成する。第１の現像部14ａおよび第２の現像
部14ｂはそれぞれ対応する潜像に互いに異なる第１の色
のトナーおよび第２の色のトナーを供給することにより
トナー像を形成しもって潜像を可視化する。転写器15は
転写コロトロン15ａを有し、感光ドラム11上に形成され
たトナー像を記録用紙19に転写する。除電器16は感光ド
ラム11上の電荷およびトナーの持つ電荷を中和するもの
であり、これによってクリーナ17における残留トナーの
除去を容易にする。除電ランプ18は感光層の表面電位を
一定にするものであり、感光層を全面露光する。

第２図に現像部14ａの詳細構成を、第３図に現像部14ｂ
の詳細構成を示す。

第２図において、現像部14ａは筺体21、現像担持体とし
ての現像ローラ22、ドクタブレード23よりなる。現像ロ
ーラ22はマグネットローラ22ａと非磁性体（例えばアル
ミニューム）のスリーブ22ｂよりなる。現像剤24はキャ
リア24ａとトナー24ｂよりなる二成分現像剤である。キ
ャリア24ａは抵抗率が10¹²〜10¹⁶Ωcmで粒子径が５〜50
μｍの磁性体よりなる所謂マイクロキャリアであり、ト
ナー24ｂは絶縁性の非磁性体よりなる。スリーブ22ｂは
固定され、マグネットローラ22ａが矢印の方向に回転す
ることにより現像剤24は矢印方向に搬送される。その現
像剤24の層の厚みはドクターブレード23によって規定さ
れる。現像ローラ22と感光ドラム11とは感光層11ａと現
像剤の層とが接触深さδを維持するように対向してい
る。そして図示しないが現像ローラ22と感光ドラム11と
の間には現像バイアス電圧が印加されている。

一方、現像部14ｂは現像部14ａと略同様な構成を有して
いるが、以下の点で両者は異なる。すなわち、第３図に
示すように現像部14ｂは現像ローラ22と間隙を介して対
向し、矢印方向に回転する導電体の分離用ローラ31を有
している。分離用ローラ31が設けられる位置は現像剤34
と感光層との接触直後であることが望ましい。この分離
用ローラ31と現像ローラ22との間には電源32が設けられ
ている。この電源32は分離用ローラ31と現像ローラ22と
の間に電界を形成するものであり、この例では直流電圧
を図示するように両者間に印加する。

第２の現像部14ｂにおける現像剤34に二成分現像剤であ
り、キャリアの抵抗率、粒子径などは現像部14ａにおけ
る現像剤24のそれと同じであるが、トナーの付着閾値電
界が異なる。すなわち、第４図はトナーの付着特性図で
あり、横軸に潜像強度△Ｖを、縦軸に印字濃度を示す
Ｏ．Ｄ値をとると、現像剤24は（Ａ）に示すように潜像
強度が100Vにおいて急激にＯ．Ｄ値が上昇し、トナー24
ｂの付着量が増加するが、現像剤34は（Ｂ）に示すよう
に潜像強度が200V以上にならないとＯ．Ｄ値が上がらず
トナー34ｂの付着量は急激に増加しない。したがって、
現像剤34中に現像剤24のトナー24ｂが混入しても分離用
ローラ31と現像ローラ22との間に電界を形成するための
電源32の電圧を100Vと200Vとの中間に設定することによ
りトナー34ｂを分離ローラ31の表面に付着させることな
く現像剤34の中からトナー24ｂのみを分離用ローラ31の
表面に付着せしめることができる。分離用ローラ31に付
着したトナー24ｂは掻き取り板33によってローラ31の表
面から除去される。

次ぎに記録の工程を第５図にそって簡単に説明する。な
お、第５図は各工程における感光ドラム上の電位を示
す。

まず、帯電器12ａによって感光層11ａの表面は電位Vsに
帯電される（第５図(a)）。第１の露光部13ａによって
第１の色の画像に対応する潜像が形成される（第５図
(b)）。この静電潜像は現像バイアス電圧VB1 に設定さ
れた第１の現像部14ａによって第１の色のトナー24ｂが
供給されてトナー像が形成され可視化される（第５図
(c)）。この時現像バイアス電圧VB1 は前記閾値電圧100
Vに対して100V＜VB1 となるように設定される。

更に再帯電器12ｂによって第１の色の画像部はその電位
が引き上げられ（第５図(d)）、第２の露光部13ｂによ
って潜像が形成され（第２図(e)）、現像バイアス電圧
がVB2 に設定された第２の現像部14ｂによる第２の色の
トナー34ｂによる像形成が行なわれる（第５図(f)）。
この時も前記と同様にして現像バイアス電圧VB2 は前記
閾値電圧200Vに対して200V≦VB2 となるように設定され
る。

したがって、感光ドラム11が第２の現像部14ｂを通過し
た時点では２色のトナー24ｂ、34ｂによる合成トナー像
が感光ドラムの表面に形成されている。この合成トナー
像は転写器15により記録用紙19に転写され、図示しない
定着部を経ることにより記録用紙に定着される。転写が
終了した感光ドラム11は除電器16、クリーナ17、除電ラ
ンプ18によりその表面の残留トナーが除去され、電位が
一定とされる。

ここで再び第２の現像部14ｂに注目すると、現像部14ｂ
に到来する感光層11ａの表面上には既にトナー24ｂによ
るトナー像が形成されているのでこの現像に際してトナ
ー24ｂの一部がトナー像より剥離されて現像ローラ22の
表面に形成された現像剤の層に混入する場合がある。し
かしながら、現像ローラ22と分離用ローラ31間には100V
と200Vの間の電圧が印加されているので混入したトナー
24ｂのみがその電界によって分離用ローラ31の表面に付
着して現像剤中から分離されるため、現像剤34に対する
異色トナー24ｂの混入は防止される。

なお、前記実施例は電子写真記録方式について述べた
が、静電記録層を有するドラムに対してピン電極あるい
はイオン流制御法により静電潜像を形成する方式の記録
装置にも同様にして適用できる。また、２色に限定され
ることなく３色以上の多色記録でも同様である。ただし
その時は各現像部におけるトナーの付着閾値電界がこと
なるのであるから、各現像部における現像ローラと分離
用ローラ間に印加する電圧の値を異ならせる必要があ
る。更に、現像剤は二成分現像剤に限らず、トナーに磁
性粉を内包する一成分現像剤でも同様に考えることがで
きる。また、分離用ローラ31はローラ形状でなく、エン
ドレスベルト状であってもよい。

ここで、現像法について考察する。現像法には接触現像
法と非接触現像法に大別される。前者は現像剤と感光層
とが接触状態で現像を行なうものである。上記の実施例
は接触現像法として、粒子径の小さなマイクロキャリア
を使用して接触深さδを小さくし、既に形成されている
トナー像を破壊しないソフトな現像法について述べた。
一方、非接触現像法は感光層と現像剤とを空隙を介して
対向せしめ両者間に交流あるいは直流偏倚された交流電
圧を印加することによりトナーを飛翔さてて現像するも
のであり、トナー像の破壊に対してより効果がある。本
発明はいずれの現像法を採用する記録装置にも適用でき
るものであるが、非接触現像法を採用した記録装置の時
は現像ローラと分離用ローラ間に印加する電圧は現像ロ
ーラと感光層間に印加する電圧に同期した交流あるいは
直流偏倚された交流電圧でなければならない。交流電圧
を現像ローラと分離用ローラに印加することで電圧は変
化するものの、同期した交流電圧を印加することで、各
ローラ間の電位差を一定にすることができる。つまり、
この電位差が100Vと200Vの間の電圧になるように電圧が
印加されているので混入したトナー24bのみがその電界
によって分離ローラ31の表面に付着して現像剤中から分
離されるため、現像剤34に対する異色トナー24bの混入
は防止される。

また、この分離工程は、通常の現像工程の時に分離用ロ
ーラに電圧を印加するのみで常時行うことが可能であ
る。

(g) 発明の効果 以上のように本発明によれば各現像手段における現像剤
のトナーの付着閾値電界をそれぞれ異ならせるととも
に、各現像手段のうち第２回目以降の現像手段に現像剤
担持体に近接して設けられた分離用ローラを配置し、こ
の分離用ローラと現像剤担持体との間に電界を形成する
ことにより現像剤に混入した他の現像手段におけるトナ
ーのみを現像剤担持体から分離用ローラに付着させて現
像剤中から分離したものである。したがって、現像剤に
異色のトナーが混入するのを防止でき、長い時間現像剤
を交換することなく混色のない安定した記録を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係り、第１図は電子写真記録方式による
２色カラー記録装置の概要を示す構成図、第２図は第１
図における第１の現像部14ａの詳細を示す構成図、第３
図は第１図における第２の現像部14ｂの詳細を示す構成
図、第４図はトナーの電界に対する付着閾値特性図、第
５図(a)〜(f)は各記録工程における感光ドラム表面の電
位変化を示す電位図である。 図中、11は感光ドラム、12ａは帯電器、12ｂは再帯電
器、13ａ・13ｂは露光部、14ａ・14ｂは現像部、22は現
像ローラ、24・34は現像剤、24ａ・34ａはキャリア、24
ｂ・34ｂはトナー、31は分離用ローラ、32は電源を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像形成媒体(11)と、この媒体に電荷を供
   給する帯電手段(12a,12b)と、潜像形成媒体(11)上に記
   録すべき画像に対応した静電潜像を形成する潜像形成手
   段(13a,13b)と、該静電潜像へ現像剤を搬送する現像剤
   担持体(22)を有し該静電潜像を可視化する複数個の現像
   手段(14a,14b)と、可視化されたトナー像を記録用紙(1
   9)に転写する転写手段(15)とを備え、前記帯電と潜像形
   成および現像を順次複数回繰り返して潜像形成媒体(11)
   上に多色のトナー像を形成した後にこの多色のトナー像
   を一括して前記記録用紙(19)に転写するカラー記録装置
   において、前記各現像手段(14a,14b)における現像剤は
   摩擦帯電による帯電極性が同一極性のトナーで、かつ付
   着閾値電界がそれぞれ異なるとともに、前記各現像剤担
   持体(22)に近接して設けられた分離用ローラ(31)を有
   し、この分離用ローラ(31)と現像剤担持体(22)との間
   に、前記それぞれ異ならせたトナーの付着閾値電界のう
   ち、分離するトナーの付着閾値電界と分離しないトナー
   の付着閾値電界との中間値の電界を形成する電源手段(3
   2)を有することにより現像剤に混入した他の現像手段に
   おけるトナーのみを現像剤担持体(22)から分離用ローラ
   (31)に付着させて現像剤中から分離することを特徴とす
   るカラー記録装置。