JP3026644B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に関し、
さらに詳しくは、２色画像形成時の可視像処理構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、複写機等の画像形成装置
にあっては、２種の異なる色を用いて異なる画像を形成
する２色画像形成装置があり、その構造の一例として特
開平２−４８６８３号に記載のものがある。これによる
と、それぞれ異なる極性のトナ−により第１、第２の可
視像を形成した後、転写前チャ−ジャにより極性を揃え
た状態で一括転写し、転写行程後に残留トナ−を除去す
る構造において、上記除去手段の構成として、転写前チ
ャ−ジャによる極性と同極性の電荷が転写前チャ−ジャ
の極性と異なる極性の残留トナ−側に片寄って供給され
る除電手段を設けたものとされ、異なる極性のトナ−に
よる２色画像を形成した後の転写効率およびクリ−ニン
グ効率を上げるようになっている。

【０００３】一方、上述した２色画像を形成する場合の
トナ−の混色の発生を防止する装置に関しては、特開昭
６１−７２５２号公報や特開昭６３−２９４５７９号公
報あるいは特開昭６３−２９４５８０号公報に記載され
たものがある。これによると、磁気ブラシ現像による第
２現像手段に用いられるトナ−を第１現像手段のそれよ
りも質量の小さなものを使用することにより第２現像行
程時での交番電界下でのトナ−往復運動により発生する
混色を防止したり、あるいは第１現像行程に用いられる
トナ−と第２現像行程に用いられるトナ−との嵩比重若
しくは平均粒径を異ならせ、異種トナ−の混入により生
じる混色のカブリ現象を防止するようになっている。

【０００４】また、前者の２色画像形成装置に用いられ
た異極性トナ−の代わりに同極性トナ−を用いた装置に
関しては、特公平１−４５９１６号公報があり、これに
よれば、異色のトナ−を可視像処理する現像装置を感光
体が通過するとき、最後段の現像装置に至る前に感光体
上の非画像部の帯電電位と同じ電位となるように再帯電
して前の現像時での電位レベルに未飽和部分が存在する
のを解消して次の現像時でのトナ−による混色を防止す
るようになっており、また、このような現像時での電位
レベルを制御する方法としては特開昭６３−１２３０６
９号公報に記載されているように、色数が増えるに従っ
てトナ−への現像バイアスによるチャ−ジアップが生じ
た状態での画像転写後におけるトナ−の除去のために転
写行程とクリ−ニング行程において、単色の場合と複数
色の場合とで転写およびクリ−ニングのための条件が異
なることを理由として色モ−ドに応じて除電ランプおよ
び除電装置の動作を制御するようにしたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各
公報に記載されている２色画像形成方法にあっては、次
のような問題が含まれていた。

【０００６】すなわち、第１番目に挙げた公報記載の画
像形成方法にあっては、２色画像形成時での転写および
クリ−ニング効率を上げることができるものの、このた
めに用いられるトナ−は異極性のものが用いられてい
る。従って、感光体上に形成された２色画像を一括転写
する場合、転写前にトナ−の極性を揃えるための帯電が
必要になり、異極性のトナ−間で帯電極性と同じ極性の
トナ−は帯電電位が高くなり、そして異極性のトナ−の
同極性のものよりも低くなってしまい、結果的に一括転
写の際の帯電量が異なることになる。このことは、一方
の極性のトナ−は効率良く転写されるものの、他方の極
性のトナ−の転写は転写不良やエッジ効果の強い画像が
転写されるという現象を招く。 このため、かような構
造の装置にあっては、２色の画像を同時に転写する際の
転写電位の条件設定が難しくなってしまい一定した濃度
の画像を得ることができなくなる虞れがあった。

【０００７】また、このような構造にあっては、クリ−
ニングに際しても、転写前帯電により低い電位となるも
のの、同極性のトナ−は高い電荷量を以って帯電してい
るためにクリ−ニングにとって負荷となり、クリ−ニン
グ用ブレ−ドやブラシ等によるトナ−の除去性能が悪化
する虞れもある。このことは、上述した装置において現
像段階で再帯電する場合のものにあっても起こる虞れが
ある。

【０００８】さらに、このような転写前あるいは後段の
現像装置に至る前に再帯電する構造にあっては、装置の
大型化や複雑化を招き装置のコストアップとなる虞れも
あった。

【０００９】一方、第２現像行程に用いられるトナ−の
質量、嵩比重若しくは平均粒径を異ならせるようにした
装置にあっては、磁気ブラシ現像の穂による摺擦によっ
て第１現像により得られた画像が損傷を受ける虞れがあ
り、また、このような磁気ブラシ現像を用いない第２現
像行程を実行する構成の装置(特開昭６３−１２３０６
９号公報)においては、単色と複数色の場合でクリ−ニ
ング行程前の除電プロセスを異ならせる必要があり、そ
の作業が面倒になる虞れがあった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
２色画像形成装置における問題に鑑み、経時にわたって
安定した２色画像を提供できる構造を備えた２色画像形
成装置を得ることにある。

【００１１】また本発明の目的は、同極性のトナ−を用
いて２色画像を形成する場合の残留トナ−の除去を簡単
な構造により行うことのできる２色画像形成装置を得る
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、感光体を均一に帯電する第
１の帯電手段と、この第１の帯電手段により均一に帯電
された感光体に第１の画像情報に基づきネガ露光を行っ
て潜像を形成する第１の露光手段と、この第１の露光手
段により形成された潜像を現像して第１現像像とする第
１の現像手段と、この第１の現像手段による現像処理後
の前記感光体を第１現像像上より再び帯電させる第２の
帯電手段と、この第２の帯電手段により帯電された前記
感光体に第２の画像情報に基づき第１現像像以外の場所
にネガ露光して潜像を形成する第２の露光手段と、この
第２の露光手段により形成された潜像を第１の現像像と
は異なる色の第２現像像に現像する第２の現像手段とを
有し、前記感光体上に形成された第１現像像、第２の現
像像を転写紙に一括して転写することで２色画像を得る
ようにした画像形成装置において、前記第１の現像手段
は２成分磁気ブラシ現像方式であり、前記第２の現像手
段は非接触現像方式てあり、前記第１の現像手段に用い
られるトナ−の平均粒径は前記第２の現像手段に用いら
れるトナ−の平均粒径よりも小さく、かつ、前記第１の
現像手段に用いられるトナ−の粒径分布が 体積平均粒径／個数平均粒径≦1.2 となる関係を満たし、前記第２の現像手段に用いられる
トナ−はその形状が球状であることを特徴とするもので
ある。

【００１３】請求項２に係る発明は、感光体を均一に帯
電する第１の帯電手段と、この第１の帯電手段により均
一に帯電された感光体に第１の画像情報に基づきネガ露
光を行って潜像を形成する第１の露光手段と、この第１
の露光手段により形成された潜像を現像して第１現像像
とする第１の現像手段と、この第１の現像手段による現
像処理後の前記感光体を第１現像像上より再び帯電させ
る第２の帯電手段と、この第２の帯電手段により帯電さ
れた前記感光体に第２の画像情報に基づき第１現像像以
外の場所にネガ露光して潜像を形成する第２の露光手段
と、この第２の露光手段により形成された潜像を第１の
現像像とは異なる色の第２現像像に現像する第２の現像
手段とを有し、前記感光体上に形成された第１現像像、
第２の現像像を転写紙に一括して転写することで２色画
像を得る動作と、前記第２の露光手段及び前記第２の現
像手段を作動させずに単一色画像を得る動作とを行うよ
うにした画像形成装置において、前記第２の帯電手段
は、前記２色画像を得る動作時と、前記単一色画像を得
る動作時に、前記感光体を帯電させることを特徴とする
ものである。

【００１４】

【００１５】

【作用】請求項１に係る発明によれば、第１の現像手段
に用いられるトナ−は、第２の現像手段に用いられるト
ナーよりも平均粒径が小さく、かつ粒径分布が均一であ
ることにより、単位重量当たりの表面積(比表面積)が増
加し、キャリアに対するトナ−の接触面積が増加して帯
電量が多くなり、第２の現像手段による現像時における
感光体から第２の現像手段へのトナ−の飛翔が抑えられ
て混色が防止される。また、第２の現像手段に用いられ
るトナ−は、球形とし、均一粒径分布とすることで、ト
ナ−同士の均一な帯電状態を設定でき、仮りに第２の現
像手段による現像時での現像電界が小さい場合でも良好
な現像像を得ることができる。

【００１６】請求項２に係る発明によれば、２色画像を
得る動作と、単一色画像を得る動作に関係なく、第２の
帯電手段を動作させることで、２色画像を得る動作時
と、単一色画像を得る動作時における転写条件、クリ−
ニング条件を同じにすることができる。

【００１７】

【００１８】

【実施例】以下、図１乃至図６において本発明実施例の
詳細を説明する。

【００１９】図１は本発明実施例による画像形成装置の
全体構成を示す配置図であり、本実施例による画像形成
装置１は、ドラム状の感光体２を備えている。そして、
感光体２の周囲には、図示矢印で示す感光体２の回転方
向に沿って、第１の帯電装置３、第１の露光装置４、第
１の現像装置５、第２の帯電装置６、第２の露光装置
７、第２の現像装置８、給紙装置９、転写装置１０、ク
リ−ニング装置１１および除電ランプ１２がそれぞれ配
置されている。また、上述した感光体２の回転方向にお
ける転写位置の下流側には転写後に搬送ベルト１３を介
して搬送された転写紙上の転写像を定着するための定着
装置１４および排紙装置１５が設けてある。

【００２０】上述した第１および第２の帯電装置３およ
び６は、共に同じ構造とされたものであり、第１の帯電
装置４は第１の色画像を形成する前に、そして第２の帯
電装置６は第１の色画像が現像された後に感光体２の表
面を一様帯電するようになっている。

【００２１】そして、上述した第２の帯電装置６は、単
一の色画像形成時および２色の画像形成時の何れの場合
においても一様帯電するように設定されている。

【００２２】また、第１、第２の露光装置４および７
は、本実施例の場合、レ−ザ−光書き込み装置を用いて
ネガ露光する構造のものであり、図示しない制御部から
の画像情報を感光体２上に書き込むようになっている。
本実施例の場合、第１の露光装置４が黒色の原稿像に関
する画像情報に応じた露光を、そして第２の露光装置７
が赤色の原稿像に関する画像情報に応じた露光を行うよ
うにされている。

【００２３】一方、第１の現像装置５および第２の現像
装置８は、共にネガ・ポジ現像、所謂、反転現像を行う
ようになっており、本実施例の場合、第１の現像装置５
は、キャリアにトナ−を付着させた２成分系現像剤を用
いた磁気ブラシ現像装置で構成され、また、第２の現像
装置８は、１成分系現像剤を用いた非接触現像装置で構
成されており、これら各現像装置に用いられるトナ−に
関しては後述する。

【００２４】すなわち、上述した第１の現像装置５およ
び第２の現像装置８に用いられるトナ−は、例えば、懸
濁重合法により製造されたものであって、帯電極性を同
じとされており、第１の現像装置５に用いられるトナ−
は、第２の現像装置８に用いられるトナ−よりも平均粒
径において小さいものとされ、本実施例の場合、平均粒
径として５乃至7.5μmのものが選択され、そして粒径分
布が、体積平均粒径／個数平均粒径≦1.2の関係を満足
する状態に設定されたものである。

【００２５】上述した第１の現像装置５に用いられるト
ナ−の条件設定は次の理由による。すなわち、第２の現
像装置に比べて平均粒径を小さくすることで単位質量当
たりの表面積(比表面積)が増加し、同一のトナ−濃度の
場合にキャリアに対するトナ−の接触面積が増加するこ
とで高帯電量になり、結果として、感光体側への付着力
を強め、第２の現像装置による可視像処理、つまり、現
像バイアスを用いた非接触現像を行う際の現像バイアス
により感光体上に付着している第１の現像像中のトナ−
が第２の現像装置側に吸引されて混色してしまうのを防
止するためである。

【００２６】一方、第２の現像装置８は、図２に示すよ
うに、現像ロ−ラ８Ａに近接してロ−ラ表面上のトナ−
を薄層化する手段であるブレ−ド８Ｂを介した電荷注入
によりトナ−の帯電を行わせるようになっているもので
あり、これに用いられるトナ−は、球形でしかも粒径分
布が、体積平均粒径／個数平均粒径≦1.2を満足する状
態のものとされている。

【００２７】このようなトナ−に対する条件は、次の理
由による。すなわち、第２の現像装置８は、トナ−の帯
電方式として上述したように、薄層化手段であるブレ−
ド８Ｂを用いて行うため、ブレ−ド８Ｂに対するトナ−
の均一な対応を行わせることが均一帯電を得るために好
ましい。従って、均一の粒径分布とすることで、トナ−
に対しては、図３に示すような帯電分布が得られ、この
結果からも明らかなように、均一帯電が促進されること
になる。なお、図４は上述した第２の現像装置８に用い
られるトナ−の帯電特性に対する従来の粉砕型トナ−の
帯電特性を示したものである。そして、この均一帯電を
行わせることは、例えば、第２の現像を直流の現像バイ
アスを用いた方法とした場合に、感光体へのトナ−の転
移がムラなく行われることになる。しかも、球形である
と、現像ロ−ラ８Ａとの接触面積が小さくなり、現像バ
イアスを印加した場合に、帯電量の増加が少なく、感光
体に向けて転移しやすくなり、結果として転写効率がよ
くなり、図５に示すように、従来の粉砕型トナ−に比べ
ても転写電界に対する余裕をもたすことができる。

【００２８】本実施例は以上のような構成であるから、
図６における複写行程を表したフロ−チャ−トに示すよ
うに、画像読み取りが行われたかを判別し、読み取りが
行われたと判断した場合には、単一色の画像形成である
かを判別し、単一色である場合には、第１の帯電装置
３、第１の現像装置５をそれぞれ動作させる。すなわ
ち、第１の帯電装置３による一様帯電後に単一色の原稿
像に応じたネガ露光が第１の露光装置４によって行われ
て感光体２上に潜像が形成され、この潜像が第１の現像
装置５の磁気ブラシ中のトナ−の付着を介して可視像処
理される。 そして、感光体２が回転してその表面に担
持されている第１の現像像が第２の帯電装置６の位置に
達すると、第２の帯電装置６が作動して、第１の現像像
上から一様帯電する。そして、感光体２上の第１の現像
像は転写される。従って、転写行程およびクリ−ニング
行程における転写電位および除電条件は２色画像形成時
と同じ条件下で行われることになる。

【００２９】一方、単一色の画像形成でない場合には、
上述した場合と同様に、第１の帯電装置３によって感光
体２が一様帯電され、第１の露光装置４により、第１の
色、例えば、第１の現像装置５内に収容されている黒色
のトナ−と同じ色の原稿画像に関する画像情報をもとに
してネガ露光が行われる。そして、感光体２上に形成さ
れた潜像は、第１の現像装置５によってネガ・ポジ現像
されて第１現像像とされる。この第１の現像装置５に用
いられるトナ−は上述した条件のものであるので高帯電
量のものとされ、感光体２に対する付着力が大きくされ
ている。

【００３０】上述した第１の現像像が形成された後、感
光体２が回転する過程において、第２の帯電装置６が作
動して第１の現像像上から再度均一帯電され、第２の露
光装置７によって、今度は第２の現像装置８に収容され
ている赤色のトナ−と同じ色の原稿画像に関する画像情
報をもとにネガ露光される。そして、第２の現像装置８
は、現像ロ−ラ表面において薄層化されたトナ−に対す
る直流バイアスを印加することで感光体２上に形成され
た潜像にトナ−を転移させる。このとき、第１の現像装
置５により可視像化された第１現像像中のトナ−は上述
した条件によって感光体への付着力を大きくされている
ので、第２の現像装置８での現像バイアスの影響下にお
いても第２の現像装置８側に飛翔することがなく、第２
の現像装置８内での混色を防止されている。

【００３１】上述した第２の現像装置８による第２の現
像像が形成されると、給紙装置９におけるレジストロ−
ラ９Ａによって給紙タイミングを設定されて給送された
転写紙に対して転写装置１０を介して第１の現像像とと
もに一括転写され、転写紙上の第１、第２現像像が定着
される。

【００３２】一方、転写後の感光体２は、クリ−ニング
装置１１により残留トナ−を除去され、そして除電ラン
プ１２により残留電荷を除電される。

【００３３】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、２色の画像形成を行う場合に、第１の現像装置に用
いられるトナ−は第２の現像装置に用いられるトナ−よ
りも平均粒径が小さいものとし、第１の現像装置に用い
られるトナ−の粒径分布を均一化することで第２の現像
装置による現像バイアスの影響下にあっても感光体への
トナー付着力を強めた状態を維持できるようにしたの
で、感光体上の第１現像像、第２の現像像を転写紙へ一
括転写する際の感光体上のトナーの帯電制御を不要にす
ることができ、さらには、感光体上の第１現像像のトナ
ーと第２の現像装置内のトナ−との混色を防止すること
ができる。また、非接触現像方式とした第２の現像装置
に用いられるトナ−を球形とし、その粒径分布を均一化
することでトナーの帯電量を均一なものとすることがで
き、転写効率を一様なものとして画像特性を良好にで
き、しかも、感光体への転写電界の設定も余裕のあるも
のとすることができるので、感光体の帯電疲労を軽減す
ることができる。

【００３４】請求項２に係る発明によれば、単一色の画
像形成、複数色の画像形成に拘らず、第２の帯電手段に
よる帯電を実行することで、２色画像を得る動作時と、
単一色画像を得る動作時における転写条件およびクリ−
ニング条件を同じにすることができ、これによって、何
等構造の変更を要することなくクリ−ニング部の負荷を
軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例による画像形成装置の全体構成を
説明するための配置図である。

【図２】図１に示した現像装置の構造を説明するための
模型図である。

【図３】図２に示した現像装置に用いられるトナ−の特
性を説明するための線図である。

【図４】従来の現像装置に用いられるトナ−の特性を説
明するための図３相当の線図である。

【図５】図２に示した現像装置に用いられるトナ−と従
来のトナ−との特性上の比較を説明するための線図であ
る。

【図６】図１に示した画像形成装置の画像形成行程を説
明するためのフロ−チャ−トである。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ２ 感光体 ３ 第１の帯電装置 ４ 第１の露光装置 ５ 第１の現像装置 ６ 第２の帯電装置 ７ 第２の露光装置 ８ 第２の現像装置 １０ 転写装置 １１ クリ−ニング装置 １２ 除電ランプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−56461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−294579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−149662（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−132459（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−208674（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−301066（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−181952（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−302772（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/08 - 15/095

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体を均一に帯電する第１の帯電手段
   と、この第１の帯電手段により均一に帯電された感光体
   に第１の画像情報に基づきネガ露光を行って潜像を形成
   する第１の露光手段と、この第１の露光手段により形成
   された潜像を現像して第１現像像とする第１の現像手段
   と、この第１の現像手段による現像処理後の前記感光体
   を第１現像像上より再び帯電させる第２の帯電手段と、
   この第２の帯電手段により帯電された前記感光体に第２
   の画像情報に基づき第１現像像以外の場所にネガ露光し
   て潜像を形成する第２の露光手段と、この第２の露光手
   段により形成された潜像を第１の現像像とは異なる色の
   第２現像像に現像する第２の現像手段とを有し、前記感
   光体上に形成された第１現像像、第２の現像像を転写紙
   に一括して転写することで２色画像を得るようにした画
   像形成装置において、前記第１の現像手段は２成分磁気
   ブラシ現像方式であり、前記第２の現像手段は非接触現
   像方式てあり、前記第１の現像手段に用いられるトナ−
   の平均粒径は前記第２の現像手段に用いられるトナ−の
   平均粒径よりも小さく、かつ、前記第１の現像手段に用
   いられるトナ−の粒径分布が 体積平均粒径／個数平均粒径≦1.2 となる関係を満たし、前記第２の現像手段に用いられる
   トナ−はその形状が球状であることを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】感光体を均一に帯電する第１の帯電手段
   と、この第１の帯電手段により均一に帯電された感光体
   に第１の画像情報に基づきネガ露光を行って潜像を形成
   する第１の露光手段と、この第１の露光手段により形成
   された潜像を現像して第１現像像とする第１の現像手段
   と、この第１の現像手段による現像処理後の前記感光体
   を第１現像像上より再び帯電させる第２の帯電手段と、
   この第２の帯電手段により帯電された前記感光体に第２
   の画像情報に基づき第１現像像以外の場所にネガ露光し
   て潜像を形成する第２の露光手段と、この第２の露光手
   段により形成された潜像を第１の現像像とは異なる色の
   第２現像像に現像する第２の現像手段とを有し、前記感
   光体上に形成された第１現像像、第２の現像像を転写紙
   に一括して転写することで２色画像を得る動作と、前記
   第２の露光手段及び前記第２の現像手段を作動させずに
   単一色画像を得る動作とを行うようにした画像形成装置
   において、前記第２の帯電手段は、前記２色画像を得る
   動作時と、前記単一色画像を得る動作時に、前記感光体
   を帯電させることを特徴とする画像形成装置。