JPS61166558A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、画像形成装置に関し、更に詳述すれば、像形
成体に静電像の形成と現像とを繰返して像形成体上で複
数のトナー像を形成する画像形成装置に関する。

口、従来技術 上述のようなカラー画像形成方法として、特開昭５６−
１４４４５２号公報や特開昭５８−１１６５５３号公報
及び同５８−１１台５５４号公報に記載された方法が知
られている。

特開昭５６−１４４４５２号公報に記載された像を形成
して、それを第１の現像装置で現像し、次いで同じ帯電
面に第２の露光手段によって静電像を形成して、それを
第２の現像装置で現像し、更に同じ帯電面に第３の露光
手段によって静電像を形成して、それを第３の現像装置
で現像して像形成体上にカラー画像を形成する方法であ
り、繰返しの静電像形成毎に別個の露光手段を要して画
像形成装置が大型化し、コスト高となるばかりでなく、
各露光手段の像形成体に対する露光の同期に各露光手段
の設置位置も関係して、同期制御が面倒であり、色ずれ
を起し易いという問題がある。

また、この方法に於ける各現像は、背景部電位に対して
露光部にあたる電位が低い静電像に同極性に帯電したト
ナーを付着せしめる強制現像法によって行われる。この
強制現像法においては、トナーが背景部に付着しないよ
うに、像形成体の帯電と同極性に帯電するトナーが現像
剤に用いられる。

そのため、反転現像法は、トナーが背景部電位に反撥さ
れてかぶりが生じにくいが、同時に静電像にもトナーが
付着しに＜＜、充分な現像濃度が得られにくいと云う問
題がある。そして、特開昭５６−１４４４５２号公報に
記載された方法は、第２回以降の反転現像法による現像
を現像装置で形成した現像剤層を像形成体の表面に接触
させずに行う非接触ジャンピング現像条件で行うように
した方法であり、これによると、現像装置に強いバイア
ス電圧を印加してトナーを強力に静電像に付着させるよ
うにしないことには充分な現像濃度が得られにくく、ま
た、トナーの飛散による汚れが生じ易いし、現像装置に
強いバイアス電圧を印イ 加すると、バイアス電圧が像形成体等にリークしたり、
先に現像されたトナー像の上に別の色トナーが付着した
り、背景部にトナーが付着したりし易いと云う問題があ
る。

特開昭５８−１１６５５３号公報及び同５８−１１６５
５４号公報に記載された方法は、静電像の形成及び現像
を夫々繰返し毎に異なる装置によって行っていることは
特開昭５６−１４４４５２号公報におけると略同じであ
り、したがって、画像形成装置が、大型化して、コスト
高となり、各露光手段の露光の同期制御が難しくて、色
ずれを起こし易いと云う問題を同様に有する。但し、特
開昭５８−１１６５５４号公報に記載された方法にあっ
ては、反転現像法による各現像を現像装置で形成した現
像剤層が像形成体の表面を摺擦する接触現像条件で行っ
て、それらにより反転現像法に於ける充分な現像濃度が
得られに＜＜トナーが飛散し易いと云う問題を軽減する
ようにしている点、及び、特開昭５８−１１６５５３号
公報に記載された方法にあっては更に、第２回以降の静
電像の形成においても夫々の露光手段の前に設けた帯電
器により露光前に像形成体の表面を再帯電して、それに
より先の現像でトナーが付着した部分に後の現像で色違
いのトナーが付着することのないようにしている点が特
開昭５６−１４４４５２号公報に記載された方法と異な
る。しかし、これらの方法は、第２回以降の現像も接触
現像条件で行うようにしているので、後の現像において
先の現像で付着したトナーがずらされたり、後の現像装
置の現像剤中に混入したりし易いと云う大きな問題があ
る。

出願人は、先に、上記の従来法の問題点を解消し、装置
の小型、低コスト化を可能にし、像露光の同期制御が容
易で、非接触ジャンピング現像によって充分な現像濃度
が得られ、がぶりゃ色違いトナーの混合付着が防止でき
る画像形成方法として、静電像の形成を同一の装置によ
って繰返すカラー画像記録方法を提示している（特願昭
５８−１８４３８１号）。

ところで、従来の画像形成装置では、現像装置に交流バ
イアスを印加するバイアス電源は、各現像装置毎に付属
して設けられていて、これらを個別に０Ｎ−ＯＦＦする
ことが考えられるが、現像装置の数に応じてバイアス用
の高圧電源を必要とし、（ｉ）電磁シールドの問題が生
ずる、（ｉｉ）電源の占有容積が大きくなるｌ（特に、
交流電力のロスを防ぐためにリード線を短くしようとす
ると、配置上の制約を受ける。）、（ｉｉｉ）交流の高
圧電源は高価であって、コスト高になる。という問題が
残されている。

ハ、発明の目的 本発明は、上記の残された問題点を解消し、設計を容易
にして画像形成装置の一層の小型化、低コスト化を可能
とする画像形成装置を提供することを目的としている。

二、発明の構成 即ち、本発明は、現像バイアス電源を用いる複数の現像
装置を有する画像形成装置に於いて、前記バイアス電源
の内の少なくとも一＾源が、前記複数の現像装置に共用
されていることを特徴とする画像形成装置に係る。

なお、バイアス電源としては、直流電源及び交流電源と
があり、上記「共用」には、直流電源のすることが含ま
れるが、交流電源を共用することは、前述の（ｉ）、（
１１）、（ｉｉｉ　）の問題点を解消するのに特に効果
が大きい。

ホ、実施例 以下、本発明を図示例を参照して詳細に説明する。

例を示す構成概要図、第２図は像露光のためのし第１図
の記録装置に於いて、１はＳｅ等の光導電性感光体表層
を有し矢印方向に回転するドラム状の像形成体、２は像
形成体１の表面を一様帯電する帯電器、４はカラー画像
の色別の像露光、５〜８はイエロー、マゼンタ、シアン
、黒と云った夫々異なる色のトナーが現像剤として用い
られている現像装置〃、９及び１０は像形成体１上に複
数の色トナー像が重合されて形成されたカラー画像を記
録体Ｐに転写し易くするために夫々必要に応じて設けら
れる転写前帯電器及び転写前露光ランプ、１１は転写器
、１２は記録体Ｐに転写されたトナー像を定着させる定
着器、１３は除電ランプと除電用コロナ放電器の一方又
は両者の組合せから成る除電器、１４は像形成体１のカ
ラー画像す を転写した後の表面に接着して表面の残留トナーを除去
し、第１回の現像が行われた表面が到達するときまでに
は像形成体１の表面から離れるクリーニングブレードや
ファーブラシを有するクリーニング装置である。

ここで、帯電器２には、既に帯電している像形成体１の
表面に重ねて帯電するものにあっては特に、先の帯電の
影響が少なく安定した帯電を与えることができる図示の
ようなスコロトロンコロナ放置器を用いることが好まし
い。また、この記録装置のように、ドラム状の像形成体
１を用いるものにあっては、像露光４は、通常のモノカ
ラーの旗・ 電子写真複写μに於けるようなスリットｎ光をフィルタ
で色別に濾波したようなものでもよいが、鮮明なカラー
画像を記録するためには、第２図に示したようなレーザ
ービームスキャナによるものが好ましい。

第２図のレーザービームスキャナは、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
ー等のレーザー２１から出たレーザービームを音響光学
変調器２２により０Ｎ１０ＦＦして、八面体の回転多面
鏡から成るミラースキャナ２３により偏向させ、結像用
ｆ−θレンズ２４を通して像形成体１の表面を定速度で
走査する像露光４に形成する。なお、２５．２６はミラ
ー、２７は像形成体１上でのビームの直径を小さくする
ために結像用ｒ−θレンズ２４に入射するビームの直径
を拡大するためのレンズである。像露光４の形成に第２
図のようなレーザービームスキャナを用いれば、後に述
べるように色別についての静電像をずらせて形成するこ
とが容易にでき、したかっる で鮮明なカラー画像を記録すＩことができる。しかし、
像露光４は、前述のようなスリットに光やレーザービー
ムによるドツト露光に限られるものではなく、例えばＬ
ＥＤＪＰｃＲＴや液晶或いは光フアイバ伝送体を用いて
得られるものでもよい。

そして、像形成体がベルト状のように平面状態をとり得
る記録装置にあっては、像露光をフラッシュ露光とする
こともできる。

また、現像装置５〜８には第３図に示したような構造の
ものが好ましく用いられる。

第３図に於いて、３１はアルミニウムやオーステナイト
系ステンレス鋼等の非磁性材料から成る現像スリーブ、
３２は現像スリーブ３１の内部に設けられた周方向に複
数の磁極を有する磁石体、３３は現像スリーブ３１上に
形成される現像剤層の厚さを規制する層厚規制プレート
、３４は現像スリーブ３１上から現像後の現像剤層を除
去するスクレーバブレード、３５は現像剤溜り３６の現
像剤を攪拌する攪拌回転体、３７はトナーホッパー、３
８は表面にトナーの入り込む凹みををしトナーホッパー
３７から現像剤溜り３６にトナーを補給するトナー補給
ローラ、３９は保護抵抗４０を介して現像スリーブ３１
に場合によっては振動電圧成分を含むバイアス電圧を印
加し、現像スリーブ３１と像形成体１の間に於けるトナ
ーの運動を制御する電界を形成するための電源であり、
直流バイアス電源３９ａと交流バイアス電源３９ｂとが
直列に接続されて構成されていて、第１図に示すように
、バイアス電源３９は各現像装置５．６．７．８の共用
としである。保護抵抗４０は、抵抗値を変えることによ
り、スリーブ３１に印加される電圧を調整することにも
用いられる。

第３図は現像スリーブ３１と磁石体３２が夫々矢印方向
に回転するものであることを示しているが、現像スリー
ブ３１が固定であっても、磁石体３２が固定であっても
、或いは現像スリーブ３１と磁石体３２が同方向に回転
するようなものであってもよい。磁石体３２を固定とす
る場合は、通常、像形成体１に対向する磁極の磁束密度
を他の磁極の磁束密度よりも大きくするために、磁化を
強くしたり、そこに同極或いは異極の２個の磁極を近接
させて設けたりすることが行われる。

このような現像装置は、磁石体３２の磁極が通常５００
〜１５００ガウスの磁束密度に磁化されていて、その磁
力によって現像スリーブ３１の表面に現像剤溜り３６の
現像剤を吸着し、吸着された現像剤が層厚規制ブレード
３３によって厚さを規制されて現像剤層を形成し、その
現像剤層が像形成体１の回転矢印方向と同方向或いは逆
方向（図では同方向）に移動して、現像スリーブ３１の
表面が像形成体１の表面に対向した現像域において像形
成体１の静電像を現像し、残りがスクレーパブレード３
４によって現像スリーブ３１の表面から外されて現像剤
溜り３６に戻されるようになるものである。そして、現
像は、色トナー像を重ね合わせるために繰返される少な
くとも第２回以降の現像については、先の現像で像形成
体１に付着したトナーを後の現像でずらしたりすること
等がないように、非接触ジャンピング現像条件によるこ
とが好ましい。第３図は非接触ジャンピング現像条件に
よって現像する状態を示している。

上記非接触とは、現係長リーブ３１と像形成体１との間
に電位差が存在しない状態（像形成体が帯電されず現像
バイアスが印加されていない状態）で両者が所定の間隔
を隔てて対向配置され、現像剤が像形成体１に接触しな
いようにすることを意味する。

現像時には、直流と交流とが重畳されたバイアスによっ
て、上記対向位置に振動電界が発生し、現像剤がほぐれ
ながら現像スリーブ３１から像形成体１へと飛翔して移
り、像形成体１上に現像剤像が形成される。このように
することにより、２回目以降の現像時に像形成体１上に
既に形成されている現像剤像（例えばトナー像）の損傷
が避けられ、また、既に像形成体１上に付着している現
像剤が現像剤搬送担体２に逆戻りして前段の現像剤と異
なる色の現像剤を収納している後段の現像装置中に混入
することによる混色の発生が避けられる。

更に、現像装置５〜８には、トナーに黒色乃至は褐色の
磁性体を含ませる必要がなくて色の鮮明なトナーを得る
ことができ、トナーの帯電制御も容易にできる、非磁性
トナーと磁性キャリアとの混合から成る、所謂二成分現
像剤を用いることが好ましい。現像剤の詳細については
後述する。

以上が本発明の画像形成装置に好ましく用いられる現像
装置の構成であるが、本発明はこれに限られるものでは
なく、特開昭ｊＯ−３０５３７号、同５５−１．８６５
６〜１８６５９号、同５６−１４４４５２号、同５８−
１１６５５３〜１１６５５４号各公報に記載されている
ような現像装置、を用いてもよい。然し、本願出願人が
先に出願した特願昭５８−５７４４６号、同５Ｂ−９６
９００〜９６９０３号、同５８−９７９７３号各明細書
に記載されているような二成分現像剤による非接触ジャ
ンピング現像条件によるのがよい。

この例では、第１図に示す現像装置５．６．７．８はこ
れらの内のいずれの一つが現像中であっても、他の現像
装置にはバイアスが印加されるので、現像停止中の現像
装置は、像形成体１へ現像剤が飛翔しないよう、例えば
、像形成体１から離しておくとか、或いはスリーブ３１
に対して接触、離脱自在な現像剤剥離用ブレード（図示
せず）を設けて現像剤供給をストップする等の手立てが
必要である。

ス五直肌１ バイアス電源を第４図にブロック図で示す構造とし、其
他は前記実施例１と同様とした。

各現像装置のバイアスの印加を必要とするタイミングは
異なっていることから、第４図のバイアス電源は、発振
器から出る交流を増幅器、トランスにより昇圧後、スイ
ッチによって現像装置５．６．７．８に切換え、接続し
、現像中の現像装置にのみバイアスを印加するようにし
である。

このような装置を使用し、第５図に示すタイミングチャ
ートに従って画像を記録、形成した。スイッチングは第
５図のＡＣバイアスが印加されていない時に行うのがよ
い。

なお、印加するバイアス電圧（″ｉ］！流成分、波形、
周波数）を各静電像に対して独立にプログラミングする
こともできる。また、各静電像の電位や現像器を検知し
て、この検知結果をフィードハックさせることにより、
最適条件で画像形成を遂行することができる。

上記実施例１．２に於ける画像形成のプロセスの一例を
フローチャートで示せば、第６図の通りである。同図で
は、第２回像露光図示し、それ以降は図示省略しである
。

第６図は、像露光部分が静電像となり、非露光部が背景
部となる静電像形成法によって静電像が形成され、現像
が背景部に逆極性に帯電するトナーを用いることによっ
て行われる本発明の実施例を示している。これは、第１
図の記録装置によれば、除電器１３で除電され、クリー
ニング装置１４でクリーニングされて、電位がＯとなっ
ている初期状態の像形成体１の表面に、１回転目に帯電
器２によって一様に第１回帯電を施し、その帯電面に色
別の像露光４によって静電像部の電位が略Ｏとなる第１
回像露光を行い、それによって得られう た静電像を現像器５〜８のｌちの像露光４に対応した色
トナーの現像剤を用いている現像装置によって第１回現
像し、トナーＴが付着して低下した静電像の電位がなお
背景部電位よりも低いので、２回転目に再び帯電器２に
よって一様に第２回帯電を施し、（ここで、除電器１３
（除電ランプのみを用いてもよい）によって一様に除電
して像形成体１の表面電位をＯにした後に帯電を行って
もよい。）その帯電面に前とは異なる色についての像露
光４によって同じく静電像部の電位が略Ｏとなる第２回
像露光を行い、得られた静電像をそれに対応した色トナ
ーの現像剤を用いている別の現像装置によってトナーＴ
′による第２回現像し、以下同様に、第３回、第４回の
静電像形成と現像とを繰返して、第４回現像が行われ色
トナー像の重ね合わせられたカラー画像が形成されるよ
うになったらそれが通過するまで転写前帯電器９及び転
写前露光ランプ１０を作動し、次いで転写器１１Ｌこよ
ってカラー画像を像形成体１の回転に同期して送られる
記録体Ｐ転写し、転写されたカラー画像は定着器１２に
よって記録体Ｐに定着され、カラー画像を転写した像形
成体１の表面は除電器１３によって除電されて、クリー
ニング装置１４によりクリーニングされることによって
初期状態に戻ることによりカラー画像記録の１サイクル
が完了する本発明の実施例である。即ち、毎回の静電像
形成のための帯電は帯電器２によって行われ、像露光も
例えばフィルタ切換え手段を備えた同一のスリット露光
装置や第２図のレーザービームスキャナによって作られ
る同一の露光装置によって行われるから、毎回の静電像
形成用に別個の像露光装置を必要とせず、記録装置を小
型に安価に構成することができて、毎回の静電像形成の
同期制御が簡単に行われる。なお、先の回の現像と次の
回の帯電との間の除電器１３による除電は省略可能であ
る。なお、色の混色を避けるためには、現像に於ける直
流バイアスを後の回程順次高めに、設定するようにする
とよい。また、これに対応して、帯電電位も順次高めに
設定するとよい。

上記実施例１．２に於ける画像形成の条件の詳細は以下
の通りである。

像形成体１はＣｄＳ感光体表層を有するものであり、そ
の１周速は１８０１ｍ／ｓｅｃとした。この像形成体１
の表面をスコロトロンコロナ放電器を用いた帯電器２に
より一５００Ｖに帯電し、その帯電面に画像の青成分に
対応してレーザー露光を行った。その結果、像形成体１
には露光部の静電像電位−５０Ｖに対して非露光部の電
位が−５００Ｖの背景部が形成された。この静電像を第
３図に示したような現像器５により第１回現像した。

現像装置５には、マグネタイトを樹脂中に５０ｗ　ｔ％
分散含有した平均粒径が２０μｍ、磁化が３０ｅｍμ／
ｇ、抵抗率が１０１４Ωｃｍｎ上のキャリアと、スチレ
ン−アクリル樹脂にイエロー顔料としてベンジン誘導体
１０重量部とその他荷電制御剤とを加えた平均粒径が１
０μｍの負帯電の非磁性トナーとから成る現像剤をトナ
ーのキャリアに対する比率が２５ｗｔ％になる条件で用
いた。また、現像スリーブ３１の外径は３０鰭、その回
転数はｌｏｏｒｐｍ、磁石体３２のＮ、Ｓ磁極の磁束密
度は１ｏｏｏガウス、回転数は１１０００ｒｐ　、現像
域での現像剤層の厚さＱ、７ｍｍ、現像スリーブ３１と
像形成体１との間隙０．８額、現１象スリーブ３１には
一４００Ｖノ直流電圧と３　ＫＨｚ、１０００　Ｖの交
流電圧の重畳電圧を印加する非接触ジャンピング現像条
件によった。

現像装置５で静電像を現像している間は、他の同じく第
３図に示したような現像装置６〜８を現像を第４図のよ
うに行わない状態に保った。それは、現像スリーブ３１
を電源３９から切離してフローティング状態とすること
、或いは接地すること、又は、積極的に現像スリーブ３
１に、トナーの帯電とは逆極性の直流バイアス電圧を印
加することによって達成され、中でも直流バイアス電圧
を印加することが好ましい。現像器６〜８も現（架装置
５と同じく非接触ジャンピング現像条件で現像するもの
としているが、現像スリーブ３１上の現像剤層を除去し
たり、現像スリーブを像形成体から離したりすることが
、更によい。この現像装置６には現像装置５の現像剤の
トナーがイエロー顔料の代わりにマゼンタ顔料としてポ
リタングストリン酸を含むトナーに変えられた構成の現
像剤を用い、現像装置７には同じくトナーがシアン顔料
として鋼フタロシアニンを含むトナーに変えられた構成
の現像剤を用い、現像装置８には同じくトナーが黒色顔
料としてカーボンブランクを含むトナーに変えられた構
成の現像剤をもちいた。勿論、カラートナーとして他の
顔料や染料によるものを用いることもできるし、また、
現像する色のでは除電器１３及び帯電器２を作動させて
一６００■に再帯電した（除電器は動作させなくてもよ
い）。

命 その帯電器に画像のグリーン成分に対応してレーザー露
先により第２回像露光を行い、次いで、現像スリーブ３
１には一５００■の直流電圧と３　ＫＨｚ、１０００　
Ｖの交流電圧の重量電圧を印加する非接触ジャンピンク
現像条件で現像装置６によりマゼンタトナーの第２回現
像を行った。同様に、帯電と画像の赤成分に対応してレ
ーザー露光と現像装置７によるシアントナーの第３回現
像、及び、帯電と画像の黒成分に対応してレーザー露光
と現像装置８による黒色トナーの第４回現像を繰返した
。なお、第２回現像以降の現像においては、像形成体１
の表面電位の変化や現像特性、色再現性に合ねせて、適
当に現像スリーブ３１に印加する電圧の直流バイアス成
分や交流成分の振幅、周波数、時間選択変換の選択時間
等を変えるようにした。特に、帯電電位を順次大きくし
ていく一方、直流バイアスを順次大きくしていくことは
、トナーの混色を防ぐ効果がある。

第４回現像が行われて像形成体１上に４色のカラー画像
が形成されたら、それを転写前帯電器９と転写前露光ラ
ンプ１０で転写され易くして、転写器１１で記録体Ｐに
転写し、定着器１２によって定着した。カラー画像を転
写した像形成体１は、除電器１３によって除電され、ク
リーニング装置１４のクリーニングブレードやファーブ
ラシの当接によって表面から残留トナーを除かれて、カ
ラー画像形成の行われた面がクリーニング装置１３を通
過した時点で完全にカラー画像形成の一サイクル工程を
終了した。

以上によって記録されたカラー画像は、各カラーが充分
な濃度を示して鮮明なものであった。

皇土皿主 この例では、前記実施例１．２に使用した画像形成装置
とは画像形成プロセスの異なる画像形成装置を使用して
おり、第７図はその概要図である。

この本式の特徴は、感光層上にモザイクフィルター　（
Ｂ、Ｇ、Ｒ）を有する感光体を用い、色分解を行うこと
にある。（特質５９−８３０９６号公報）。

図中４１は感光体層上にモザイクフィルタ（Ｂ。

Ｇ、Ｒ）を有する感光ドラムで複写動作中は矢印ａ方向
に回転する。

感光ドラム４１は回転しながら必要に応じて光を照射し
つつ帯電電極１０４で全面に電荷を与えられ、次の露光
スリットを備えた電極１０５から交流又は電極１０４と
反対符号のコロナ放電を受けつつ原稿の露光が与えられ
、第一次静電像形成過程が終了する。次いで光源６Ｂと
光源用青色フィルタＦ８との組合せによって得られる青
色光に全面露光されイエロートナーを装填した現像器７
Ｙで現像される。更に帯電器１５Ｙにより帯電される。

続いて光源６Ｇ、緑色光源フィルタＦＧ、からの線色光
による全面露光、マゼンタトナーを装置した現像器７Ｍ
による現像、帯電器１５Ｍによる帯電、光源６Ｒ１赤色
光源フィルタ６Ｒからの赤色光による全面露光、シアン
トナーを装填した現像器７Ｃによる現像を経て感光ドラ
ム上に多色像が形成される。得られた多色トナー像は図
に画かれていない用紙給送手段によって供給されて来る
用紙１０８上に、転写電極１０９によって転写される。

転写される多色トナー像を担持した用紙は分離電極によ
って感光ドラムから分離され図に画かれていない定着装
置によって定着され完成された多色複写物となり、機外
に排出される。転写を終わった感光ドラム４１は必要に
応じて除電光を照射しつつ除電電極１１１で除電されク
リーニングブレード１１２で表面に残留したトナーを除
去されて再び使用される。

現像装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃには、第３図に示した現像装
置が前記実施例１．２に於けると同様に使用されており
、前記実施例と同様に、直流バイアス電源１３９ａと交
流バイアス電源１３９ｂとからなるバイアス電源１３９
によって、非接触ジャンピング方式で現像がなされる。

第８図は現像装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃにバイアスを印加す
るバイアス電源１３９のブロック図である。

バイアス電源１３９は、トランスの２次側の互いに異な
る位置から各現像装置に接続し、第７図に示した現像装
置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃへと出力を順次低くする（即ち、現
像バイアスの交流成分の電界強度の振幅を順次小さくす
る）ようにして、前段の現像によって像形成体上に形成
しているトナー像が後段の現像に際して破壊されること
を防止するようにしている。また、これらの内の一つの
現像装置が現像中であっても他の現像装置には、バイア
スが印加されるので、特に特定の現像装置のみを作動さ
せたい時は、使用しない現像装置を実施例１の様にする
。

次に、本発明に使用するに好適な現像剤について説明す
る。

先ず、キャリアについて述べると、磁性キャリア粒子が
球形化されていることは、トナーとキャリアの攪拌性及
び現像剤の搬送性を向上させ、さりにくくする。然し、
本発明に於いて磁性キャリア粒子の平均粒径が大きいと
、■現像剤搬送担体上に形成される磁気ブラシの穂の状
態が荒いために、電界により振動を与えながら静電像を
現像しても、トナー像にムラが現れ易く、Ｏ穂における
トナー濃度が低（なるので高濃度の現像が行われない、
等の問題が起こり得る。この■の問題を解消するには、
キャリア粒子の平均粒子を小さくすればよく、実験の結
果、平均粒径５０μｍ以下でその効果が現れ初め、特に
３０μｍ以下になると、実質的に■の問題が生じなくな
ることが判明した。

また、＠の問題も、■の問題に対する磁性キャリアの微
粒子化によって、穂のトナー濃度が高くなり、高濃度の
現像が行われるようになって解消する。然し、キャリア
粒子が細か過ぎると、○トナー粒子と共に像担持体面に
付着するようになったリ、＠飛散し易（なったりする。

これらの現象は、キャリア粒子に作用する磁界の強さ、
それによるキャリア粒子の磁化の強さにも関係するが、
実験によれば９、キャリア粒子の平均粒径が１５μｍ以
下になると次第に傾向が出始め、５μｍ以下で顕著に現
れるようになる。そして、本発明の像担持体面に付着し
たキャリア粒子は、通常黒づんだ有色であり、一部はト
ナーと共に記録紙上に移行し、力゛ラー画像に重大な悪
影響を及ぼす。

以上から、磁性キャリアの粒径は、平均粒径が５０μｍ
以下、特に好ましくは３０μｍ以下５μｍ以上特に好ま
しくは１５μｍ以上が適正条件であり、球形化されてい
ることが好ましい。尚、粒径は、コールタカウンタ（コ
ールタ社！Ｕ）オムニコンアルファ（ボシュロム社製）
で求めた重量平均粒径である。

このような磁性キャリア粒子は、磁性体として従来の磁
性キャリア粒子に於けると同様の、鉄、クロム、ニッケ
ル、コバルト等の金属、或いはそれらの化合物や合金、
例えば、四三酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、
酸化マンガン、フェライト、マンガン−銅系合金、と云
った強磁性体乃至は常磁性体の粒子を微細化好ましくは
球形化したり、又は好ましくはそれら磁性体粒子の表面
をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジ
ン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂やパルミチン酸、ス
テアリン酸等の脂肪酸ワックスで球状に被覆するか、或
いは、更に好ましくは磁性体微粒子を分散して含有した
樹脂や脂肪酸ワックスの粒子を粉砕或いは造粒重合する
かして好ましくは球状粒子を作るかして得られた粒子を
従来公知の平均粒径別手段で粒径選別することによって
得られる。

なお、キャリア粒子を上述のように樹脂等によって球状
に形成することは、先に述べた効果の他に、現像剤搬送
担体に形成される現像剤層が均一となり、また現像剤搬
送担体に高いバイアス電圧を印加することが可能となる
と云う効果も与える。

即ち、キャリア粒子が樹脂等によって球形化されている
ことは、ｆｌ）一般に、キャリア粒子は長軸方向に磁化
吸着され易いが、球形化によってその方向性が無くなり
、従って現像剤層が均一に形成され、局所的に抵抗の低
い領域や層厚のムラの発生を防止する、（２）キャリア
粒子の高抵抗化と共に、従来のキャリア粒子に見られる
ようなエツジ部が無＜すって、エツジ部への電界の集中
が起こらなくなり、その結果、現像剤搬送担体に高いバ
イアス電圧を印加しても、像担持体面に放電して静電＋
１１像を乱したり、バイアス電圧がブレークダウンした
りすることが起こらない、と云う効果を与える。この高
いバイアス電圧を印加できると云うことは、本発明の好
ましい態様に於ける振動電界下での現像が振動するバイ
アス電圧の印加によって行われるものである場合は、そ
れによる後述する効果を充分に発揮させることができる
と云うことである。以上のような効果を奏するキャリア
粒子には前述のようにワックスも用いられるが、然し、
キャリアの耐久性等からすると、前述のような樹脂を用
いたものが好ましく、更に、キャリア粒子の抵抗率が１
０９Ωｃｍ以上、特に１０“３品上であるように絶縁性
の磁性粒子を形成したものが好ましい。この抵抗率は、
粒子を０．５０ＣＩ１１の断面積を有する容器に入れて
タッピングした後、詰められた粒子上にｌ　ｋｇ　／　
ｃｔｌの荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０００
　Ｖ　／　ｃｍの電界が生ずる電圧を印加したときの電
流値を読み取ることｌで得られる値であり、この抵抗率
が低いと、現像剤搬送担体にバイアス電圧を印加した場
合に、キャリア粒子に電荷が注入されて、像担持体面に
キャリア粒子が付着し易くなったり、或いはバイアス電
圧のブレークダウンが起こり易くなったりする。

以上を総合して、磁性キャリア粒子は、少なくとも長軸
と短軸の比が３倍以下であるように球形化されており、
針状部やエツジ部等の突起が無く、抵抗率が１０８Ωｃ
ｍ以上好ましくは１０１３Ωｃｍ以上であることが適正
条件である。そして、このような磁性キャリア粒子は、
高抵抗化された球状の磁性粒子や樹脂被覆キャリアでは
、磁性体粒子にできるだけ球形のものを選んでそれに樹
脂の被覆処理を施すこと、磁性体微粒子分散系のキャリ
アでは、できるだけ磁性体の微粒子を用いて、分散樹脂
粒子形成後に球形化処理を施すこと、或いはスプレード
ライの方法によって分散樹脂粒子を得ること等によって
製造される。

次にトナーについて述べると、一般に２成分現像剤のト
ナー粒子の平均粒径が小さくなると、定性的に粒径の二
乗に比例して帯電量が減少し、相対的にファンデルワー
ルス力のような付着力が大きくなって、トナー粒子がキ
ャリア粒子から離れにくくなったり、またトナー粒子が
一旦像担特体生ぜしめるようになる。従来の磁気ブラシ
現像方法では、トナー粒子の平均粒径が１０μｍ以下に
なると、このような問題が顕著になった。この点を本発
明の現像方法は、現像剤層、所謂磁気ブラシによる現像
を振動電界下で行うようにしたことで解消するようにし
ている。即ち、現像剤層に付着しているトナー粒子は、
電気的に与えられる振動によって現像剤層から離れて像
担持体面の画像部及び非画像部に移行し易く、かつ、離
れ易くなる。

そして、帯電量の低いトナー粒子が画像部や非画像部に
移行することが殆ど無くなり、また、像担持体面と擦ら
れることがないために摩擦帯電により像担持体に付着す
ることもなくなって、１μｍ程度のトナー粒径のものま
で用いられるようになる。従って、静電潜像を忠実に現
像した再現性のよい鮮明なトナー像を得ることができる
。更に、振動電界はトナー粒子とキャリア粒子の結合を
弱めるので、トナー粒子に伴うキャリア粒子の像担持体
面への付着も減少する。画像部及び非画像部領域におい
て、大きな帯電量を持つトナー粒子が振動電界下で振動
し、電界の強さによってはキャリア粒子も振動すること
りにより、トナー粒子が選択的に像担持体面の画像部に
移行するようになるから、キャリア粒子の像担持体面へ
の付着は大幅に軽減される。

１、′ 一方、トナーの平均粒径が大きくなると、先にも述べた
ように画像の荒れが目立つようになる。

通寓、１０本／　ｍ＊程度のピンチで並んだ細線の解像
力ある現像には、平均粒径２０μｍ程度のトナーでも実
用上は問題ないが、然し、平均粒径１０μｍ以下の微粒
子化したトナー〆を用いると、解像力は格段に向上して
、濃淡差等も忠実に再現した鮮明な高画質画像を与える
ようになる。以上の理由からトナーの粒径は平均粒径が
２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下が適正条件であ
る。また、トナー粒子が電界に追随するために、トナー
粒子の帯電量が１〜３μＣ／ｇより大きいこと（好まし
くは３〜１００μＣ／ｇ）が望ましい。特に粒径の小さ
い場合は高い帯電量が必要である。また、抵抗率は１０
ｇΩｃｍ以上好ましくは１０′３Ωａｍ以上であるとよ
い。そして、このようなトナーは、従来のトナーと同様
の方法で得られる。即ち、従来のトナーにおける球形や
不定形の非磁性又は磁性のトナー粒子を平均粒径選別手
段によって選別したようなトナーを用いることができる
。中でも、トナー粒子が磁性体粒子を含有した磁性粒子
であることは好ましく、特に磁性体微粒子の量が６０ｗ
　ｔ％を越えないものが好ましいが色の鮮明度も得るた
めには３０−ｔ％以下の少量がよい。トナー粒子が磁性
粒子を含有したものである場合は、トナー粒子が現像剤
搬送担体に含まれる磁石の影響を受けるようになるから
、磁気ブラシの均一形成性が一層向上して、しかも、か
ぶりの発生が防止され、更にトナー粒子の飛散も起こり
にくくなる。然し、含有する磁性体の量を多くし過ぎる
と、キャリア粒子との間の磁気力が太き（なり過ぎて、
充分な現像濃度を得ることができなくなるし、また、磁
性体微粒子がトナー粒子の表面に現れるようにもなって
、摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー粒子が破損し
易くなったり、キャリア粒子との間で凝集し易（なった
りする。

以上を纏めると、本発明の画像形成方法において好まし
いトナーは、キャリアについて述べたような樹脂及び更
には磁性体の微粒子を用い、それにカーボン等の着色成
分や必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知のト
ナー粒子製造方法と同様の方法によって作ることができ
る平均粒子が２０μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以
下の粒子から成るものである。

本発明の画像形成方法においては、以上述べたような球
状のキャリア粒子とトナー粒子とが従来の二成分現像剤
におけると同様の割合で混合した現像剤が好ましく用い
られるが、これにはまた、必要に応して粒子の流動滑り
をよくするための流動化剤や像担持体面の清浄化に役立
つクリーニング剤等が混合される。流動化剤としては、
コロイダルシリカ、シリコンフェス、金属石鹸或いは非
イオン表面活性剤等を用いることができ、クリーニング
剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコン或いは
弗素等表面活性剤等を用いることができる。

前記実施例１．２．３共に、鮮明なカラー画像が記録さ
れ、バイアス電源を一つにすることによって画像形成装
置を小型化でき、製造原価を低減することができた。特
に実施例２．３では、バイアス電源以外に混色防止のた
めの特別な平文てを講する必要がな（、上記の効果が大
きい。

なお、上記実施例では、バイアス電源を各現像装置に共
有としているが、交流バイアス電源のみを各現像装置に
共用とし、直流バイアス電源は各現像装置毎に設けてお
いて、現像装置に敵した電圧を印加するようにすること
もできる。

へ、発明の詳細 な説明したように、本発明は、バイアス電源の内の少な
くとも一部電源が複数の現像装置に共用されているので
、画像形成装置の設計が容易となり、その小型化、低コ
スト化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって、 第１図及び第７図は画像形成装置の概要図、第２図はレ
ーザービームスキャナの概要図、第３図は現像装置の断
面図、 第４図及び第８図は交流バイアス電源のブロック図、 第５図は画像形成プロセスのタイミングチャート、 第６図は画像形成プロセスのフローチャートである。 なお、図面に示された符号に於いて、 １．４１・・・・・・・・・像形成体 ５．６．７．８．７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ ・・・・・・・・・現像装置 ３１・・・・・・・・・現像剤搬送スリーブ３２・・・
・・・・・・磁石体 ３９．１３９・・・・・・・・・バイアス電源３９ａ、
１３９ａ・・・・・・・・・直流バイアス電源３９ｂ、
１３９ｂ・・・・・・・・・交流バイアス電源４０．１
４０・・・・・・・・・保護抵抗Ｔ・・・・・・・・・
現像剤（トナー）である。 代理人　弁理士　逢　坂　　　宏 第１図 第２図 第３図 第４図 第８図 第７図 １鮪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　現像にバイアス電源を用いる複数の現像装置を有す
   る画像形成装置に於いて、前記バイアス電源の内の少な
   くとも一部の電源が、前記複数の現像装置に共用されて
   いることを特徴とする画像形成装置。 ２　交流バイアス電源が、複数の現像装置に対して、時
   間的に各現像装置に切換えられて用いられる、特許請求
   の範囲第１項記載の画像形成装置。