JPH083675B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像記録装置に関するものであり、特に像
担持体表面に相異なる二色の画像部分にそれぞれ対応す
る第１潜像及び第２潜像を形成し、該第１潜像及び第２
潜像を相異なる色のトナーを有した第１現像装置及び第
２現像装置により順次現像して２色画像を得る画像記録
装置に関するものである。

従来技術とその問題点 近年、複写機、更にはコンピユータ、フアクシミリ等
の普及につれて複写又はプリントアウトされた文書が単
に１色のみならず、その他に例えば赤色をも加えた２色
で複写又はプリントアウトすることが要望されている。

従来、このような２色リンターのための装置が種々提
案されており、最も有効と思われる装置の一つは、像担
持体表面に相異なる二色の画像部分にそれぞれ対応する
第１潜像及び第２潜像を形成し、該第１潜像及び第２潜
像を相異なる色のトナーを有した第１現像装置及び第２
現像装置により順次現像して２色画像を得る画像記録装
置である。即ち、該装置は、所謂、２色重ね合せ現像方
法を利用したものであるが、２色のトナーが混色しやす
いという欠点を有していた。

その原因は、斯る従来の画像記録装置に用いられる現
像装置が、鉄粉をキヤリアとし、これにトナーを約10重
量％混合した２成分現像剤を使用するいわゆる２成分現
像装置であり、特に２色目を現像する第２現像装置が２
成分現像装置であるときには、それが感光体を摺擦する
際に第１現像装置で形成した１色目のトナー像をこすり
落してしまうこと、又、キヤリアが劣化した場合や現像
剤中のトナーの割合が低下してきた場合には第１及び第
２現像装置のいずれにおいても感光体にトナーが付着し
にくくなると共に、第２現像装置で感光体を摺擦する時
に１色目のトナー像が損なわれやすくなることにある。

発明の目的 従つて、本発明の目的は、異なる２色のトナー使用す
る重ね合せ現像による混色防止を達成し、良好な画質の
２色画像を得ることのできる画像記録装置を提供するこ
とである。

問題点を解決するための手段 上記の目的は、本発明に係る画像記録装置によつて完
全に達成される。本発明を要約すると、本発明は、像担
持体に形成された第１潜像を第１現像装置で現像して第
１トナー像を形成し、次にこの第１トナー像を担持した
像担持体上の第２潜像を第２現像装置で現像して第１ト
ナー像とは色の異なる第２トナー像を形成した後、第１
及び第２トナー像を一括して転写材に転写する画像形成
装置において、 上記第２現像装置は像担持体に対し所定間隔で設けら
れた現像ローラと、現像時この現像ローラと像担持体間
に交番電界を形成するために現像ローラにバイアス電圧
を印加する手段と、を有し、このバイアス電圧はトナー
を像担持体側に飛翔させる現像促進部と、トナーを現像
ローラ側に引き戻す現像抑制部と、現像促進と現像抑制
の間の所定時間の電圧休止部と、を有することを特徴と
する画像形成装置である。

本発明の画像記録装置は、電子写真複写装置のような
画像記録装置、コンピユーター、フアクシミリ等のプリ
ンターのような画像記録装置に好適に使用し得るもので
あるが、以下では、本発明の実施態様として、いわゆる
カールソンプロセスを応用した画像記録装置に適用した
場合と関連させて説明する。

第１図は、本発明を適用し得る画像記録装置の一例を
示す断面模式図である。第２図（Ｉ）〜（VI）は第１図
の該画像記録装置で行なわれる下記の工程（Ｉ）〜（V
I）における像担持体の表面電位をそれぞれ示してお
り、横軸は感光体表面部位、縦軸は感光体表面電位を示
している。本実施例において、像担持体は電子写真感光
体とされ、該感光体１は例えば導電性基層上に光導電層
を設けてなる所謂カールソン型感光体をドラム状にした
ものであり、矢印方向に回転する。光導電層としてはS
e、ZnOz、OPC等の任意の適当な光導電性物質が使用可能
であるが、本実施例ではSeを使用する。

工程（Ｉ）では、コロナ放電器２により感光体１の表
面を一様に帯電する。帯電は、Seの帯電許容レベルまで
なされる。一様帯電による感光体表面電位Vpは図示例で
は約1000Vである。

工程（II）では、この一様帯電した感光体表面に、第
１光情報照射として、被記録画像のうち黒色でプリント
さるべき部分以外の部分について光３を照射する。この
光照射の強度は該光照射を受けた感光体表面の部分の電
位が次の工程（III）での中間電位Vs以下の電位（第２
図（II）では略零）まで下るに充分なものとする。上記
光照射は原稿の透過光もしくは反射光、又は画像情報信
号で変調されたレーザー光走査、CRTスポツト走査もし
くはLEDアレー等の発光素子の光などを用いて行なうこ
とができる。

第１光情報照射を受けた感光体は、工程（III）にお
いて、制御用コロナ放電器11により前記コロナ放電器２
と同極性の正のコロナ放電を施され、これにより、工程
（II）で光照射を受けた感光体表面の部分は約500Vの正
の中間電位Vsとなる。この制御用コロナ放電器は制御グ
リツドを有し、制御グリツドには中間電位Vsに相当する
電圧が印加されているものであつて、感光体１の感度の
変動や光情報照射強度の変動などの不所望な変動要因を
補償し安定した良好な画像形成を可能とするものであ
る。このとき、第１光情報照射工程、すなわち工程（I
I）において光照射を受けなかつた感光体表面の部分の
電位は約1000Vであり、これは該感光体表面の部分と制
御用コロナ放電器11の制御グリツド間に正のコロナ放電
を抑制する電界が形成されるのでそのまま維持される。

次に工程（IV）において、感光体表面に、第２光情報
照射として、被記録画像のうち赤色でプリントされるべ
き部分につき光４を照射する。この光照射の強さは、該
光照射を受けた感光体表面の部分の電位が十分に低い値
（本実施例では約＋100V）まで下るに足るものとする。

以上のようにして、上記中間電位Vsに対して相対的に
正の電位を有し黒色でプリントされるべき画像部分に対
応する第１潜像、及び該中間電位に対して相対的に負の
電位を有し赤色でプリントされるべき画像部分に対応す
る第２潜像が感光体１の表面に形成される。

感光体に形成された前記第１及び第２潜像は、次に工
程（Ｖ）として第１潜像は第１現像装置５により、次い
で工程（VI）として第２潜像は第２現像装置６により現
像、すなわち顕像化される。つまり、各現像装置はいず
れも前記中間電位Vsに相当する現像バイアス電圧が印加
されており、そして第１現像装置５は負に帯電した黒色
トナーを、又第２現像装置６は正に帯電した赤色トナー
を用いる。よつて感光体１の表面には、第１現像装置５
による工程（Ｖ）では前記第１潜像に対して黒色トナー
が、また第２現像装置６による工程（VI）では前記第２
潜像に対して赤色トナーが付着し、中間電位Vs部にはい
ずれのトナーも付着しない。

このように現像された感光体は次いでコロナ放電器７
でトナーの極性を揃えられた後、そのトナー像が転写用
コロナ放電器８により転写紙９に転写される。これによ
り転写紙９は白い地色の紙上に黒と赤の２色でプリント
された記録画像を与える。

一方、転写後の感光体は、クリーニングブレード10で
表面残留トナーが除去された後、反復使用される。

尚、上記画像記録装置は、第１潜像を赤色画像部分
に、又第２潜像を黒色画像部分に対応させるように形成
し、第１現像装置に赤色トナーを、第２現像装置に黒色
トナーを用いてこれら潜像をそれぞれ現像するようにし
ても、同様に２色プリント画像を記録し得る。

又、本発明は、上述した黒色と赤色の２色に限らず、
他の２色の潜像形成プロセスの場合にも実施できること
はもちろんである。

次に、上述の画像記録装置において、更に本発明に従
えば、第３図を参照すると理解されるように、第２現像
装置にはジヤンピング現像方法が利用される。

該ジヤンピング現像方法は、特公昭58-32375号等に詳
しくは開示されるように、現像装置は現像スリーブ22を
有し。該現像スリーブ22は感光ドラム21との間に約300
μの狭間隙を伴なつて対向配置せしめ、該スリーブ上に
磁性トナー又は非磁性トナーの薄層を形成し、感光ドラ
ムと同方向にほぼ等速で移動させ、現像スリーブに交番
バイアス電圧を印加することによつて狭隙間を現像スリ
ーブ22から感光ドラム21の表面へとトナーを飛翔させ感
光ドラム上の潜像を可視化する方法である。

このとき、トナー層とスリーブ表面に働く鏡映力を打
ち消し、トナーがドラム方向に飛翔するきつかけと十分
な飛翔速度とを与えるため、現像装置にバイアス電圧が
印加されるが、交流分バイアス源23によつてバイアス電
圧交流分として、 周波数ｆ＝400〜2000Hz ピーク間電圧Vpp＝1000〜2000V の交番電圧が印加される。

しかして、約10μ径のトナーを使用するときは、約40
0Hzの交番電界を印加すると、Vpp＝1000〜1200Vで適正
画像となり、1200Vよりも高いと白地部分にトナーカブ
リが発生し、1000Vよりも低いと細線が十分に再現され
ない画像となる。又、約2000Hzの交番電界を使用すると
きには、Vpp＝1300-2000Vが適正画像を得る電圧範囲で
あり、これよりも高い電圧ではカブリが発生し、これよ
りも低いと細線再現の不十分な画像となる。

換言すると、トナーの飛翔条件には、ｆ及びVppで定
まる適正な範囲があり、低周波数、高電界中でトナーが
ドラム近辺に留まる割合が高くなるとカブつた画像にな
り、また高周波数、低電界中でトナーがスリーブ近辺に
留まる割合が多くなるほど画像再現、特に細線部分の再
現が不十分になることが分かつた。

又、前記バイアス条件で感光ドラム周速に対する画像
性を調べると、約50mm/秒〜300mm/秒の間では、同じバ
イアス条件では大略同様の画像再現性を示すものであつ
た。このことは、感光ドラムとスリーブ間の狭間隙をト
ナーが十数回往復すると現像性が飽和に達していること
を示す。

本発明によると、第２現像装置にジヤンピグ現像方式
を採用し、且つ現像スリーブと感光ドラム表面間でのト
ナーの往復回数を必要最小限とすることにより混色を最
小限に押さえんとするものである。

第４図に、本発明における交流分交番電圧波形を示
す。基本的には、従来交番波形の１往復分を取り出し、
波形変換器により特定間隔で断続的に狭間隙に印加する
ものである。電圧波形の位置t₁は現像促進部分であつ
て、トナーをドラムに飛翔させてこれを現像する。ま
た、t₂は現像抑制部分であり、ドラム近辺のトナーをス
リーブ側に引き戻す効果を持ち、特にドラムの白地部分
に付着したトナーを引き戻してカブリの発生を防止する
作用を持つ。これに続く電圧の休止部分t₃ではトナーは
スリーブ上に吸着されたまま搬送される。

上記説明にて理解されるように、本発明によると感光
ドラム潜像担持面が現像スリーブと対向した現像領域部
を通過し終えるまで上記の如きバイアス印加が行なわれ
るが、バイアス印加の休止時間を良好な画像性を得るの
に必要最小限の回数となるように選択することにより、
第１現像に与える第２現像の影響を最小に押えることが
できるため、相異なるトナーを用いる現像において混色
の少ない２色画像を得ることが可能となる。

以下、本発明を例示するために実施例を示すが、これ
らは本発明を何ら限定するものではない。

実施例１ 周速が200mm/秒の感光ドラム上に形成された第２潜像
を現像するにあたり、ドラムと同方向にほぼ等速でスリ
ーブを回転し、ドラムとスリーブとの狭間隙に周波数80
0Hz、Vpp1300Vの交番電圧を１周波数毎に印加した。得
られた２色コピー上の混色は非常に少ないものであつ
た。

実施例２ 実施例１と同様の感光ドラム上の第２潜像を現像する
にあたり、ドラムとスリーブとの間に周波数1800Hz、Vp
p1800Vの交番電圧を１周期印加し、続く２周期を休止す
るように波形制御して印加した。得られた２色コピーは
実施例１と同様に混色の非常に少ない画像であつた。

実施例３ ドラムとスリーブとの狭間隙に周波数1800Hz、Vpp180
0Vの交番電圧を３周期印加し、続く６周期を休止する態
様でバイアス印加し、実施例２と同様に混色の少ない画
像を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像記録装置の一例の模式断面
図である。 第２図（Ｉ）〜（VI）は第１図の画像記録装置で行なわ
れる工程における感光体表面電位を示す図である。 第３図は本発明の画像記録装置に利用される現像装置の
一例の模式断面図である。 第４図は本発明における交流分交番電圧の波形を示す図
である。 1:感光体 2:コロナ放電器 3:第１色画像部分に対応する光照射 4:第２色画像部分に対応する光照射 5:第１現像装置 6:第２現像装置 ７、8:コロナ放電器 9:転写材 10:クリーニングブレード 11:制御用コロナ放電器 21:感光ドラム 22:現像スリーブ 23:交流分バイアス源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に形成された第１潜像を第１現像
   装置で現像して第１トナー像を形成し、次にこの第１ト
   ナー像を担持した像担持体上の第２潜像を第２現像装置
   で現像して第１トナー像とは色の異なる第２トナー像を
   形成した後、第１及び第２トナー像を一括して転写材に
   転写する画像形成装置において、 上記第２現像装置は像担持体に対し所定間隔で設けられ
   た現像ローラと、現像時この現像ローラと像担持体間に
   交番電界を形成するために現像ローラにバイアス電圧を
   印加する手段と、を有し、このバイアス電圧はトナーを
   像担持体側に飛翔させる現像促進部と、トナーを現像ロ
   ーラ側に引き戻す現像抑制部と、現像促進と現像抑制の
   間の所定時間の電圧休止部と、を有することを特徴とす
   る画像形成装置。