JPS617860A - 多色記録装置 - 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】 （ａｌ　　産業上の利用分野 本発明は電子写真記録方式、又は静電記録方式による多
色記録装置に係り、特に長期にわたり混色がなく鮮明な
多色記録を安定して得られる多色記録装置に関するもの
である。

近年情報の多様化に伴って記録情報のカラー化が要求さ
れつつあり、電子写真記録及び静電記録なども例外では
なく、多色記録のための種々の装置及び方式が提案され
ている。

電子写真記録は感光体層を有する潜像形成媒体に電荷を
一様帯電し、この感光体層を所望とする像に応じて露光
することにより静電潜像を形成するものであり、いま一
つの静電記録は誘電体層を有する潜像形成媒体に電荷を
一様帯電した後、ピン電極による放電により電荷を除去
、或いは単に誘電体層上にピン電極による放電によって
電荷を付加して静電潜像を形成するものである。

これらの何れの方式も静電潜像を形成した後は、その潜
像を現像器により現像してトナー像となし、該トナー像
を記録用紙に転写する。従って潜像形成媒体面に対して
潜像形成手段と現像手段を多段に設け、各現像において
色別のトナー像を形成することにより、多色記録を得る
ことができる。

しかし上記多色記録においては、丸角、先の現像工程に
用いられた現像剤中のトナーが次の現像工程の現像剤中
に混じり込み、該次の現像工程で形成されたトナー像が
混色となる問題や他のトナーが混合されることによる現
像剤の劣化が生じ易く、このような問題を確実に排除す
ることが要望されている。

ｆｂ）　　従来の技術 第２図（ａ）は電子写真記録方式による従来の多色記録
装置を、簡単に説明するために適用した２色記録装置の
概略構成図を示す。又、第２図（ｂｌ〜ｆｇｌは第２図
（ａ）の２色記録装置により２色記録を行う各記録プロ
セスにおける潜像形成媒体上の電位状態を示す図である
。

、　これら構成図及び電位状態図で示されるように、従
来の記録装置においては、先ずセレン（Ｓｅ）等の感光
体層が形成された潜像形成媒体、即ち感光ドラム１面上
に、初期帯電器２により第２図ｆｂｌに示す如く初期帯
電電位レヘルＶｓに均一に全面帯電（正極性帯電）させ
る。

次にかかる感光ドラム１面上に、例えばＨｅ−Ｎｅなど
のガスレーザ、或いは半導体レーザ等を用いノコレーザ
走査光学系からなる第１露光部３により、第１の色画像
に対応するネガ露光を行って第２図（ｃｌに示す如く前
記感光ドラム１面上の露光部分の帯電電位を略ＯＶにま
で減衰させた第１の潜像２１を形成する。

次に該第１の潜像２１を例えば正極性の赤色トナーとキ
ャリアとを混合した２成分磁気ブラシ現像剤を用いた第
１現像器４により磁気ブラシ反転現像を行って、第２図
（ｄ）に示すように第１の赤色トナー像２２を形成する
。

しかる後、再帯電器５により前記第１の赤色トナー像２
２部の電位Ｖｔを、第２図（１）４１に示すように感光
ドラム１面の背景電位Ｖｓと略同電位となるように再帯
電を行う。このプロセスは次の現像工程において既に形
成された第１の赤色トナー像２２部に次の異なった色の
トナーが付着することを防止するためである。

次に再帯電を施した感光ドラム１面上に１ｉｅ−Ｎｅガ
スレーザ、或いは半導体レーザ等を用いたレーザ走査光
学系からなる第２露光部６により、第２の色画像に対応
するネガ露光を行って、第２図（ｆ）に示す如く前記感
光ドラム１面上の露光部分の帯電電位を、略Ｏｖにまで
減衰させた第２の潜像２３を形成する。

その後、該第２の潜像２３を例えば正極性の黒色トナー
とキャリアとを混合した２成分磁気ブラン現像剤を用い
た第２現像器７により磁気ブラシ反転現像を行って、第
２図（ｇ）に示すように第２の黒色トナー像２４を形成
する。

かくして前記感光ドラム１面上に形成された赤。

黒、２色のトナー像２２．２４は、転写器８により記録
用紙１３上に一括して転写され、更に定着部９において
熱圧着等により定着されて２色画像を記録している。一
方、前記感光ドラム１面上に残留した各トナーはへＣ除
電器１０により除電され、クリーナ１）によってクリー
ニング除去され、更にその感光ドラム１表面の全電荷を
光除電器１２より除電消去して次の記録サイクルに入る
。

上記記録装置においては、先の第１現像工程にて既に形
成された第１の赤色トナー像２２が、次の第２現像工程
にて破壊されないように、第１．第２現像には、粒径が
５〜１００μｍ、電気抵抗が１０１２〜１０１６Ω・Ｃ
の磁性のキャリアと、１０〜２０ｐｍの粒径のトナーと
を混合した２成分磁気ブラシ現像剤を用い、第２現像時
に、上記現像剤の磁気ブラシの穂先が感光ドラム１表面
に微かに接触する程度のソフトタッチな現像を行ってい
る。

従って第２現像工程において既に形成された第１の赤色
トナー像２２が破壊されて第２現像器７内の現像剤に混
入する問題も著しく改善され、混色０）　すい良好な２
色画像記録を可能にしている。

（Ｃ）　　発明が解決しようとする問題点しかしながら
、上記の如き記録装置にあっても長期間にわたって記録
操作を繰り返して行くうちに、第１現像器４で用いる赤
色トナーが第２現像器７内に非常に僅かすってはあるが
徐々に混入し、蓄積されることは阻めない。その結果、
混入した赤色トナー量が増加すると、共に正極性を有し
ている黒色トナーと、混入した赤色トナーは、−緒にな
って現像されることになり、第２現像工程により形成さ
れた第２の黒色トナー像２４か混色化され、良好な２色
画像記録が得られなくなる不都合があった。

そこで上記の如き混色記録の発生を防止するため、本発
明者等は第２現像器内に混入したトナーを、摩擦帯電系
列の違いを利用して分離する方法を既に特開昭５８−１
０５１７３号公報により提案している。

即ち、上記方法は第１現像と第２現像に第２図（ｈｌに
示す摩擦帯電系列を有す第１キヤリア３１及び第１トナ
ー３２と、第２キヤリア３３及び第２トナー３４を用い
ている。上記第１トナー３２及び第２トナー３４は、そ
れぞれの現像器４．７内において第１キヤリア３１及び
第２キヤリア３３と摩擦して正極性に帯電し、例えば第
２現像器７内に混入してきた正極性の第１トナー３２は
、現像ローラ上を搬送している間に第２キヤリア３３と
接触摩擦して負極性に反転する。

その結果、混入した該第１トナー３２は、正極性の第２
トナー３４と静電的に結合し、該現像器７内の第２キヤ
リア３３との付着力が低下することから静電的に結合し
た第２トナー３４と共に現像ローラ表面より飛散させて
、混入した該第１トナー３２の分離を容易化している。

かかる分離法によると混入トナーが第２現像器内に蓄積
されないため、長期にわたり記録操作を繰り返しても混
色のない良好な２色画像記録を安定に行うことを可能に
している。

しかしながら、上記した混入トナーの分離法においては
、各現像器に用いるキャリアの摩擦帯電特性が異なるた
め、現像器の配置数に比例して摩擦帯電特性の異なる複
数種類のキャリアを用意しなければ成らず、又これらの
作製が本来のキャリアとしての特性と、混入トナーの極
性を摩擦帯電により反転させる静電特性とを兼備させる
関係から容易でないといった欠点があった。

本発明は」二記従来の実情に鑑み、複数のｙＡ像器の内
の第２現像器以後の各現像器内に、混入トナーと接触摩
擦することにより該混入トナーの極性を負極性に反転、
又はその帯電電荷量を減衰させ、混入トナーを容易に、
且つ効率良く分離するトナー分離ローラを設Ｌ−また構
成とし、長期間にわたり混色のない良好な多色画像記録
を安定して行うことができる新規な多色記録装置を提供
することを目的とするものである。

ｌｄｌ　　問題点を解決するための手段上記した本発明
の目的は、潜像形成媒体の周囲に、それぞれ色別のトナ
ーを含む現像剤を有する複数の現像器と、該複数の現像
器により潜像形成媒体上に順に形成された多色トナー像
を記録用紙に転写する転写手段と、該潜像形成媒体上の
残留ｌ・ブーを除去するクリーニング手段とを備えた多
色記録装置において、上記複数の現像器における第２現
像器以後の各現像器内の現像ローラに隣接して、それぞ
れ前の現像器側より混入したトナーの極性反転、又は帯
電電荷量の減衰を摩擦帯電系列の違いにより行う摩擦帯
電層を被覆して成る混入トナー分離ローラを設けた構成
、又、上記混入トナー分ｍローラに被覆された摩擦帯電
層の表面が微小な凹凸を有している構成の本発明による
多色記録装置によって達成される。

ｆｅ）　　作用 即ち、本発明においては、第２現像器以後の各現像器の
現像ローラに隣接して前の現像器側より混入したトナー
量と効果的に接触し、摩擦することにより該混入トナー
の極性を摩擦帯電系列の違いにより反転、又は帯電電荷
量を減衰させる微小な凹凸表面を有する摩擦帯電層を外
周面に施した混入ｌ−ナブー離ローラを設けた構成とす
ることにより、該混入トナー分離ローラと前の現像器側
より混入したトナー１−が混じった現像剤との摩擦帯電
によって混入トナーのみを極性反転して現像剤中の本来
のトナーと静電的に結合し、キャリアとの付着力を低下
させるか、又はその帯電電荷量を減衰せしめる。

更に、該混入トナーを該］・チー分離ローラ上での搬送
に伴う回転遠心力により飛散分別することが可能となり
、長期間にわたり記録操作を繰り返しても、混色のない
良好な多色画像記録を安定に、かつ効率良く行うことが
できる。

Ｔｆ）　　実施例 以下図面を用いて本発明に係る多色記録装置の一実施例
を説明を簡単にするために、前記第２図（ａ）に示す２
色記録装置に適用した場合の例により詳細に説明する。

先ず、本発病に係る記録装置の第１現像器の構成は従来
と同様であり、本発明の特徴とする第２現像器４１の一
実施例を第１図ｆａｔの要部断面図により示す。即ち、
同図において４２は現像ローラ、４３は現像剤供給ロー
ラ、４４は混入トナー分離ローラ、４５、４６は掻き取
り板、４７．４８．４９は仕切板である。

現像ローラ４２及び現像剤供給ローラ４３は共に、例え
ばアルミニウム（Ａｆ）等からなる非磁性スリーブ４２
ａ、　４３ａの内部に磁気ローラ４２ｂ、　４３ｂが設
けられたものであり、本実施例では磁気ローラ４２ｂを
回転させることにより現像剤を非磁性スリーブ４２ａ上
を介して感光ドラム１側へ搬送させるものである。

又、これら現像ローラ４２及び現像剤供給ローラ４３に
近接して、外周面に微小な凹凸表面を有する混入トナー
（本実施例では第１赤色トナー３２）よりも高い摩擦帯
電準位の摩擦帯電層４４ｃが被覆されたアルミニウム（
ＡＩ）等からなる非磁性スリーブ４３ａと内部に磁気ロ
ーラ４４ｂが設けられた混入トナー分離ローラ４４が配
設されている。

上記混入トナー分離ローラ４４の摩擦帯電層４４ｃと第
１現像、第２現像に用いる第１キヤリア３１及び第１赤
色トナー３２と第２キヤリア３３及び第２黒色トーナー
３４との摩擦帯電準位の関係を第１図（ｂ）の摩擦帯電
系列図に示すように定める。

尚、上記２色記録装置の第１現像器４及び第２現像器７
に用いられ各現像剤中の第１キヤリア３１と第２キヤリ
ア３３は、共に粒径が５〜１００μｍ、電気抵抗が１０
１２〜１０１６Ω・ｃｍの磁性粉体から成る同一のもの
全周いる。また第１赤色トナー３２と第２黒色トナー３
４は、共に粒径が１０〜２０μｍで非磁性および絶縁性
の粉体から成っており、更にこれら第１．第２キヤリア
３Ｌ３３と第１赤色トナー３２及び第２黒色トナー３４
、更に混入トナー分離ローラ４４に施した摩擦帯電層４
４ｃの摩擦帯電準位は帯電量制御材等の添加量を制御す
ることによって前記第１図中）の摩擦帯電系列図に示す
順序に容易に配列することができる。

次に上記した摩擦帯電系列を有する第１．第２磁性キヤ
リア３Ｌ３３と第１赤色トナ１−３２及び第２黒色トナ
ー３４、更に混入トナー分離ローラ４４を備えた第２現
像器４１を前記第２図（ａ＋に示す２色記録装置に適用
した場合の例により説明する。

先ず、セレン（Ｓｅ）系の感光層が形成された潜像系媒
体、即ち感光ドラム１面に初期帯電器２より＋６００Ｖ
程度の初期帯電電位レベルに均一・に帯電させる。次に
かかる感光ドラム１面上に例えば半導体レーザを用いた
レーザ走査光学系による第１露光部３により第１の色画
像に対応するネガ露光を行い、露光部分の電位を約ＯＶ
に減衰させた第１の潜像を形成する。

次に該第１の潜像を、例えば正極性の第１赤色トナー３
２を含む第１現像剤を用い、かつ＋４００ｖの直流電圧
、又は周波数：ＩＫＨｚ、電圧：　１．５　ＫＶｐｐ＋
オフセント電圧：　＋４００Ｖの交流電圧を印加した第
１現像器４により磁気ブラシ反転現像を行って第１の赤
色トナー像を形成する。

しかる後、再帯電器５により前記第１の赤色トナー像部
の電位を、感光ドラム１面の背景電位レベルと略同電位
レベルになるように再帯電を行う。

次にかかる感光ドラム１面上に同じく半導体レーザを用
いたレーザ走査光学系ｄよる第２ＷＩ光部６により第２
の色画像に対応するネガ露光を行い、露光部分の電位を
約Ｏｖに減衰させた第２の潜像を形成する。

その後、該第２の潜像を、例えば正極性の第２黒色トナ
ー３４を含む第２現像剤を用い、かつ＋４００Ｖの直流
電圧、又は周波数：ＩＫＨｚ、電圧：　１．５　ＫＶＰ
Ｐ＋オフセット電圧：　＋４００Ｖの交流電圧を印加し
た本発明の特徴とする第２ＩＪ像器４１により磁気ブラ
シ反転現像を行って第２の黒色トナー像を形成する。

しかる後、前記感光ドラム１面上に形成された赤、黒、
２色のトナー像を、転写器８により記録用紙１３上に一
括して転写し、更に定着部９において熱圧着等により定
着することにより２色画像を記録することができる。

この２色記録装置においては、第２現像器４１内に第１
現像器４で用いる第１赤色トナー３２が混入することが
あっても、この混入した正極性の第１赤色トナー３２は
、掻き取り板４５によって現像ローラ４２上を搬送する
現像剤と共に、隣の混入トナー分離ローラ４４の摩擦帯
電層４４ｃ上に移送される。

この移送中において微小な凹凸表面を有する摩擦帯電層
４４ｃとの摩擦帯電により効率良くその極性が負極性に
反転するか、又はその帯電電荷量が略零レベルに減衰さ
れる。

その結果、負極性に反転し−た混入第１赤色トナー３２
は、第２黒色トナー３４と静電的に結合した状態となり
、第２キヤリア３３との付着力が低下する。

このため第２黒色トナー３４と静電的に結合した状態の
第１赤色トナー３２、或いは帯電電荷量が大きく減衰し
た第１赤色トナー３２は現像剤中から飛散し易くなる。

従って上記第１赤色トナー３２は磁気ローラ４４ｂの回
転によって生じる穂先の回転運動によって混入トナー分
離ローラ４４表面から遠心力により飛散され、仕切板４
８により仕切られた混入トナー分離ローラ４４直下の領
域内に容易に分離収容することができる。

゛　　一方その他の現像剤は、その後掻き取り板４６に
よって現像剤供給ローラ４３上に移送され、再び現像ロ
ーラ４２へ供給されることになるので、長期間にわたっ
て記録操作を繰り返しても混色のない良好な２色画像記
録を安定して行うことが可能となる。

尚、以上の実施例では説明を簡単にするために２色記録
装置に適用した場合の例について説明したが、本発明の
本質はこの例に限定されるものではなく、多色記録装置
に適用可能なことは勿論である。

即ち、第３図は３色記録装置に本発明を適用した場合の
キャリア、各トナー及び第２現像器と第３現像器に適用
するトナー分離ローラの極性反転層の摩擦帯電系列の一
実施例を示す図である′。

本実施例では第１．第２．及び第３の各現像器に用いら
れる現像剤中のキャリアは、共に同一の摩擦帯電特性を
有しており、第１現像器では前記共通のキャリア５１と
第１のトナー５２からなる現像剤、第２現像器では同じ
く共通のキャリア５１と第２のトナー５３からなる現像
剤、更に第３現像器では同じく共通のキャリア５１と第
３のトナー５４からなる現像剤をそれぞれ用いる。これ
ら各トナー及びキャリアの粒径及び電気抵抗値等は前記
２色記録装置による実施例の場合に準する。

又、上記第２現＠器及び第３現像器には第１図１ａ）に
示す現像器の構成と同様に、それぞれ現像ローラ及び現
像剤供給ローラと、これらに隣接して混入トナー分離ロ
ーラが設けられた構成を有しており、該第２現像器の混
入トナー分離ローラのスリーブ表面には、前記第３図に
示す摩擦帯電準位を有するＡ摩擦帯電層５５が被覆され
、該第３現像器のトナー分離ローラのスリーブ表面には
、同じく第３図に示す摩擦帯電準位を有するＢ摩擦帯電
１５６が被覆されている。

しかして上記した第１．第２及び第３現像器を例えば感
光ドラム面に沿って前記２色記録装置の構成に準じて順
に各帯電器及び露光手段と共に対向配置した装置構成に
して３色記録を行うようにすれば、第２現像器内に混入
した第１のトナー５２、また第３現像器内に混入した第
１、第２のトナー５２、５３はそれぞれ前記トナー分離
ローラのＡ摩擦帯電層５５、或いはＢ摩擦帯電層５６と
の摩擦帯電によりその極性反転、或いは帯電電荷量が減
衰され、前記２色記録装置による実施例の説明と同様に
第２及び第３現像器にそれぞれ混入した異色トナーを容
易に分離ことか可能となり、混色のない良好な３色記録
を長期にわたって安定して行うことが可能となる。

更に本発明は上記した実施例の記録装置に限定されるこ
となく、例えば感光ドラム（潜像形成媒体）の周囲に一
つの潜像形成手段、複数個の現像器、転写手段、クリー
ニング手段等を備え、感光ドラムが一回転する間に潜像
形成手段及び選択された一つの現＠！器により一つの色
画像に対応するトナー像を形成するようにし、この感光
ドラムを必要とする色の数だけ回転することにより多色
のトナー像を感光ドラム上に形成した後、転写手段によ
りその多色トナー像を一括して記録用紙に転写する方式
の多色記録装置にも適用可能であり、同様の効果が得ら
れる 更に上記各実施例においては第１現像器より以後に配置
された各現像器内に、それぞれ前の現像器側より混入し
たトナーを分離させるトナー分離ローラを備えた構成の
例について説明したが、本発明はこの例に限定されるこ
となく、例えば前記現像器内の現像ローラの非磁性スリ
ーブ外周面に直接混入トナーの極性反転、或いは箒電電
荷量を減衰させる摩擦帯電準位を有する摩擦帯電層を被
覆して該現像ローラ自身に混入トナー分離機能を持たせ
た構成としてもよい。

また更に本発明は電子写真記録方式による多色記録装置
について説明したが、この方式に限定されるものではな
く、例えばビン電極による気体放電法、或いはイオン流
制御法等の潜像形成手段を用いた静電記録方式の多色記
録装置にも通用可能であることは言うまでもない。

（ｇｌ　　発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明に係る多色記録
装置によれば、複数個の現像器の内の第１の現像器より
以後に配置した各現像器に讐れぞれ前の現像器より混入
した異色トナーを、効率良く極性反転、或いは帯電電荷
量を略零レベルに減衰せしめて被混入側の現像剤より容
易に飛散分離することが可能となる。

従って、第１現像器以後の各現像器内にそれぞれ前の現
像器からの混入トナーが蓄積されることが無く、常に混
色のない鮮明な多色記録を安定して行うことができる優
れた利点を有する。

また混入トナーによる現像剤の交換消ｖＲ量の増大や交
換保守作業等が無くなり、当該装置の保守が容易になる
等、実用上価れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る記録装置の第２現像器以後
の現像器に用いる混入トナーの分離機能を有する現像器
の一実施例を示す要部断面図、第１図（ｂｌは本発明を
２色記録装置に適用した場合のキャリア、各トナー及び
第２現像器の５混入トナ一分離ローラの摩擦帯電層の摩
擦帯電準位の一実施例を示す摩擦帯電系列図、 第２図ｆａ）は電子写真記録方式による従来の多色記録
装置を簡単に説明するるために通用した２色記録装置を
示す模式図、 第２図（ｂ）〜（ｇ）は第２図（ａｌに示す２色記録装
置での各記録プロセスにおける感光ドラム（潜像形成媒
体）上の電位状態を示す図、 第２図（ｈ）は従来の第１現像と第２現像に用いている
各キャリア、各トナーの摩擦帯電準位を示す摩擦帯電系
列図、 第３図は本発明を３色記録装置に適用した場合の各現像
器に用いる各キャリア、各トナー及び第２現像器と第３
現像器の混入トナー分離ローラを被覆する各摩擦帯電層
の摩擦帯電準位の一実施例を示す摩擦帯電系列図を示す
。 図面において、 １は感光ドラム、　　　２は初期帯電器、３は第１露光
部、　　　４は第１現像器、５ば再帯電器、　　　　６
は第２露光部、７は第２現像器、　　　８は転写器、 ９ば定着部、　　　　　１３は記録用紙、３１は第１キ
ヤリア、　　３２は第１赤色トナー、３３は第２キヤリ
ア、　　３４は第２黒色トナー、旧は第２現像器、　　
　４２は現像ローラ、４２ａ、４３ａ、４４ａは非磁性
スリーブ、４２ｈ、　４３ｂ、　４４ｂは磁気ローラ、
４３は現像剤供給ローラ、 ４４は混入トナー分離ローラ、 ４４ｃは摩擦帯電層、　　４５．４６は掻き取り板、４
７．４８．４９は仕切板、　　５１は共通のキャリア、
５２は第１のトナー、　　５３は第２のトナー、５４は
第３のトナー、　　５５はＡ摩擦帯電層、５６はＢ摩擦
帯電層をそれぞれ示す。 第１図 （ｂ） 第２１）１ （ＣＩ） フ Ｉｂ）（Ｃ）　　　　　　　（ｄ） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）潜像形成媒体の周囲に、それぞれ色別のトナーを
   含む現像剤を有する複数の現像器と、該複数の現像器に
   より潜像形成媒体上に順に形成された多色トナー像を記
   録用紙に転写する転写手段と、該潜像形成媒体上の残留
   トナーを除去するクリーニング手段とを備えた多色記録
   装置において、上記複数の現像器における第２現像器以
   後の各現像器内の現像ローラに隣接して、混入したトナ
   ーの極性反転、又は帯電電荷量の減衰を、摩擦帯電系列
   の違いにより行う摩擦帯電層を被覆して成る混入トナー
   分離ローラを設けたことを特徴とする多色記録装置。
2. （２）上記混入トナー分離ローラに被覆された摩擦帯電
   層の表面が微小な凹凸を有して成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項に記載の多色記録装置。