JP2984193B2 - Multicolor image forming device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を用いた
複写機、多色複写機、多色プリンタ等の多色画像形成装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-color image forming apparatus such as a copying machine, a multi-color copying machine, a multi-color printer and the like using an electrophotographic system.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、静電潜像担持体が１回転する間
に、像担持体上に複数色分の静電潜像を順次形成し、そ
の潜像を対応する色の複数の現像器により順々に現像し
て、像担持体上に複数色のトナー像を重ね合わせて形成
し、得られた複数色のトナー像を転写材上に一括して転
写する多色画像形成装置が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, electrostatic latent images of a plurality of colors are sequentially formed on an image carrier while the electrostatic latent image carrier rotates once, and a plurality of developing devices of the colors corresponding to the latent images are formed. A multi-color image forming apparatus is known in which a plurality of color toner images are superimposedly formed on an image carrier, and the obtained multi-color toner images are collectively transferred onto a transfer material. Have been.

【０００３】多色画像形成装置として、図１２に示す２
色画像形成装置を例にとって、その画像形成工程を説明
する。図１３に画像形成の各工程における感光ドラムの
表面電位を示す。As a multicolor image forming apparatus, FIG.
The image forming process will be described by taking a color image forming apparatus as an example. FIG. 13 shows the surface potential of the photosensitive drum in each step of image formation.

【０００４】図１２において、２色画像形成装置は、静
電潜像担持体として例えば感光ドラム１を有し、感光ド
ラム１は、表面にＯＰＣ、ａ−Ｓｉ等の光導電層を備
え、矢印Ａ方向に回転される。この感光ドラム１の表面
を、第１一次帯電器２によりたとえば−７００Ｖに一様
帯電する（図１３（Ａ））。ついで、第１の画像信号情
報による第１画像露光１２を行なって、感光ドラム１上
の露光部の表面電位を例えば−２００Ｖに減衰し、感光
ドラム１上に第１の画像信号情報に応じた第１潜像を形
成する（図１３（Ｂ））。画像露光１２を行なうには、
たとえば半導体レーザあるいはＬＥＤアレーが使用され
る。In FIG. 12, a two-color image forming apparatus has, for example, a photosensitive drum 1 as an electrostatic latent image carrier. The photosensitive drum 1 has a photoconductive layer such as OPC or a-Si on its surface, It is rotated in the A direction. The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to, for example, -700 V by the first primary charger 2 (FIG. 13A). Next, a first image exposure 12 based on the first image signal information is performed to attenuate the surface potential of the exposed portion on the photosensitive drum 1 to, for example, -200 V, and the first image exposure is performed on the photosensitive drum 1 according to the first image signal information. A first latent image is formed (FIG. 13B). To perform image exposure 12,
For example, a semiconductor laser or an LED array is used.

【０００５】つぎに、第１潜像を、黒の２成分現像器で
ある第１現像器４により現像して、黒トナー像として可
視化する。第１現像器４は現像に、負に帯電した黒トナ
ーと、硬磁性を有するキャリアとを混合した２成分現像
剤を用いる。Next, the first latent image is developed by a first developing device 4 which is a black two-component developing device, and is visualized as a black toner image. The first developing device 4 uses a two-component developer obtained by mixing a negatively charged black toner and a carrier having hard magnetism for development.

【０００６】現像方法は、特開昭５６−２７１７８号に
示すような方式を採る。すなわち、現像剤担持体として
の非磁性シェルと、その内部に回転可能に配設した、Ｎ
極、Ｓ極を交互に多数並べた磁極配置を有するローラ状
マグネット、つまり磁気コアとを使用し、非磁性シェル
の回転と、これと逆方向の磁気コアの回転とにより、非
磁性シェル上に担持した現像剤を感光ドラムと対向した
現像領域に搬送し、現像に供する現像方式である。As a developing method, a system as shown in JP-A-56-27178 is employed. That is, a non-magnetic shell as a developer carrier and a rotatable N
Using a roller-shaped magnet having a magnetic pole arrangement in which a large number of poles and S poles are alternately arranged, that is, a magnetic core, the rotation of the non-magnetic shell and the rotation of the magnetic core in the opposite direction to the non-magnetic shell cause the This is a development method in which the carried developer is transported to a development area facing the photosensitive drum and used for development.

【０００７】本現像方式によれば、非磁性シェル上で現
像剤の入れ替えが絶えず行なわれるため、昇温等による
トナーの融着が起こりずらく、高速の画像形成装置に使
用する現像方法として適している。According to this developing method, the developer is constantly replaced on the non-magnetic shell, so that the toner is less likely to be fused by a rise in temperature or the like, and is suitable as a developing method used in a high-speed image forming apparatus. ing.

【０００８】現像時、現像剤担持体には、現像バイアス
として−５００Ｖ程度の直流バイアスを印加して、第１
潜像を反転現像する（図１３（Ｃ））。得られた第１ト
ナー像の表面での電位（第１トナー像電位）は、トナー
電荷により第１画像部の感光ドラム表面電位（−２００
Ｖ）に対し−１００Ｖ程度上り、−３００Ｖ前後とな
る。At the time of development, a DC bias of about -500 V is applied as a developing bias to the developer carrier to
The latent image is reversely developed (FIG. 13C). The potential on the surface of the obtained first toner image (first toner image potential) is changed by the toner charge to the surface potential of the photosensitive drum of the first image portion (−200).
V), the voltage rises by about -100 V and becomes about -300 V.

【０００９】ついで、感光ドラム１を第２一次帯電器
（再帯電器）５により再度一様帯電し、第１トナー像電
位を上昇する。このとき非画像部電位も若干上昇する。
再帯電後の非画像部電位は−７４０Ｖ、第１画像部の電
位は−６７０Ｖ程度となる（図１３（Ｄ））。この感光
ドラム１に対し第２の画像露光１３を行なって、第２の
画像信号情報に応じた第２潜像を形成する（図１３
（Ｅ））。Next, the photosensitive drum 1 is uniformly charged again by the second primary charger (recharger) 5 to increase the first toner image potential. At this time, the non-image portion potential also slightly increases.
The potential of the non-image portion after recharging is -740 V, and the potential of the first image portion is about -670 V (FIG. 13D). The second image exposure 13 is performed on the photosensitive drum 1 to form a second latent image corresponding to the second image signal information (FIG. 13).
(E)).

【００１０】この後、第２現像器７により、負に帯電し
た例えば赤トナーを混合した２成分現像剤を用いて、上
述したのと同様な現像方法で第２潜像を反転現像する
（図１３（Ｆ））。これにより、感光ドラム１上に黒ト
ナー像および赤トナー像の２色画像が形成される。Thereafter, the second latent image is reversely developed by the second developing device 7 using a two-component developer mixed with, for example, a negatively charged red toner by the same developing method as described above (FIG. 13 (F)). Thus, a two-color image of a black toner image and a red toner image is formed on the photosensitive drum 1.

【００１１】以上はネガポジ再帯電といわれる画像形成
プロセスである。他に感光ドラム上に２色画像を形成す
る方法として、特開昭５５−１３７５３８号公報に記載
されるネガポジプロセスや、特開昭５２−８１８５５号
公報に記載される３値プロセスなどがある。The above is the image forming process called negative-positive recharging. Other methods for forming a two-color image on a photosensitive drum include a negative-positive process described in JP-A-55-137538 and a ternary process described in JP-A-52-81855.

【００１２】上記の感光ドラム１上に形成された２色画
像は、必要に応じて、チャージャー１８を用いて転写前
処理を施し（通常はＤＣもしくはＡＣによるコロナの付
与、またはこれと光除電の併用）、２色のトナー像の帯
電量を転写しやすいように揃えた後、感光ドラム１に供
給された転写材９上に転写帯電器８により転写する。そ
の後、転写材９を定着器１０に送ってトナー像を定着
し、赤および黒の２色画像が得られる。一方、感光ドラ
ム１は、その上の転写残りのトナーをクリーニング装置
１１により除去し、次の画像形成に備えられる。The two-color image formed on the photosensitive drum 1 is subjected to a pre-transfer treatment by using a charger 18 as necessary (usually, a corona is applied by DC or AC, or a corona is applied to the corona by photo-charging). The charge amounts of the two color toner images are adjusted so as to be easily transferred, and then transferred onto the transfer material 9 supplied to the photosensitive drum 1 by the transfer charger 8. Thereafter, the transfer material 9 is sent to the fixing device 10 to fix the toner image, and a two-color image of red and black is obtained. On the other hand, the photosensitive drum 1 removes the transfer residual toner on the photosensitive drum 1 by the cleaning device 11 and prepares for the next image formation.

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、第２現像器
７による第２現像時、感光ドラム１上の第１トナー像に
第２現像の現像剤が形成する穂が接触すると、第１トナ
ー像が乱され、また混色される。特に上記したように、
Ｎ、Ｓの磁極が交互に多数並んだ磁気コアを現像剤担持
体の磁気シェル内で、これと逆方向に回転させる現像方
式では、シェルの表面での磁場向きが正逆に変化して、
シェル表面上の現像剤の磁性キャリアが回転して、現像
剤の穂が大きく乱される。このため第２現像時、現像剤
の穂により、特に第１トナー像が乱され、混色を招きや
すい。By the way, at the time of the second development by the second developing device 7, when the ear formed by the developer of the second development comes into contact with the first toner image on the photosensitive drum 1, the first toner image is formed. Are disturbed and mixed. Especially as mentioned above,
In a developing method in which a magnetic core in which a large number of N and S magnetic poles are alternately arranged in a magnetic shell of a developer carrier and rotates in the opposite direction, the direction of the magnetic field on the surface of the shell changes in the opposite direction,
The magnetic carrier of the developer on the shell surface rotates, and the ears of the developer are greatly disturbed. Therefore, at the time of the second development, the first toner image is particularly disturbed by the ears of the developer, and color mixing is likely to occur.

【００１４】これを防止するためには、第２現像時、現
像剤の穂と感光ドラムとを接触しないように離して、現
像を行なえばよい。しかし、非接触現像になるため、直
流成分のみの現像バイアスの印加では、現像性が悪くな
って、その結果、画像濃度が著しく低下し、かつハーフ
トーンのがさつきや文字の鮮鋭度が悪いという現象が生
じた。また画像後端がぼける現象もあった。In order to prevent this, at the time of the second development, the development may be performed by separating the ears of the developer from the photosensitive drum so as not to contact with each other. However, since non-contact development is performed, application of a development bias of only a DC component deteriorates developability, and as a result, image density is significantly reduced, and halftone roughness and character sharpness are poor. A phenomenon has occurred. There was also a phenomenon that the trailing edge of the image was blurred.

【００１５】そこで、現像性を高めるために、直流成分
に交流成分を重畳した現像バイアスを印加する方法があ
る。しかし、Ｎ、Ｓの磁極を交互に多数並べた磁気コア
を回転させる現像方式では、磁気コアの回転による非磁
性シェル表面上の現像剤に回転、乱れがあるので、現像
バイアスの交流成分よるシェルと感光ドラムとの間のト
ナーの往復運動は、１成分現像剤の磁性トナーを用いる
ジャンピング現像法などと比べると、はるかに激しい。Therefore, there is a method of applying a developing bias in which an AC component is superimposed on a DC component in order to enhance developability. However, in the developing method in which a magnetic core in which a large number of N and S magnetic poles are alternately arranged is rotated, the developer on the surface of the non-magnetic shell is rotated and disturbed by the rotation of the magnetic core. The reciprocating movement of the toner between the toner and the photosensitive drum is much more intense than a jumping development method using a magnetic toner of a one-component developer.

【００１６】その結果、第２現像時に、第２現像の現像
剤からの第２トナーの飛散や、感光ドラム上の第１トナ
ー像の混色が生じていた。また第１トナー像からの第１
トナーの第２現像器への混入、蓄積により、第２現像の
現像剤の帯電特性が劣化し、現像性の低下による第２現
像器の使用寿命の低下を招来する問題もあった。As a result, at the time of the second development, scattering of the second toner from the developer of the second development and color mixing of the first toner image on the photosensitive drum occurred. Also, the first toner image from the first toner image
There is also a problem that the charging characteristics of the developer in the second development deteriorate due to the mixing and accumulation of the toner in the second developing device, and the service life of the second developing device is shortened due to the deterioration of the developing property.

【００１７】以上のような不具合は、現像器が３個以上
ある多色画像形成装置において、第２現像器についてだ
けでなく、第３現像器以降の現像器にも生じる。In the multicolor image forming apparatus having three or more developing units, the above-mentioned problems occur not only in the second developing unit but also in the third and subsequent developing units.

【００１８】本発明の目的は、少なくとも第２現像器以
降の現像器が、硬磁性の磁性キャリアと絶縁性トナーと
からなる２成分現像剤を使用し、現像剤担持体としての
非磁性シェルと、その内側のＮ極、Ｓ極が交互に多数配
置された磁気コアとを相互に回転して、シェル上に担持
した現像剤を現像領域に搬送し、現像領域においてシェ
ルに現像バイアスを印加した下で潜像の現像を実行する
現像方式である多色画像形成装置において、（１）第２
現像以降の現像時の現像剤の穂の接触による多色画像の
乱れ、混色を防止すること、（２）第２現像以降の現像
時の現像剤のトナー飛散、およびそれによる多色画像の
混色を防止すること、（３）第２現像器以降の現像器へ
の第１トナーの混入を防止すること、（４）ハイライト
画像のがさつきを低減すること、（５）画像後端のぼけ
を防止すること、（６）高画質、高安定性の高速多色画
像形成装置に適した現像器システムを提供することであ
る。It is an object of the present invention that at least the second and subsequent developing units use a two-component developer comprising a hard magnetic carrier and an insulating toner, and a non-magnetic shell as a developer carrier. A magnetic core having a large number of N-poles and S-poles disposed alternately with each other was rotated with each other to transfer the developer carried on the shell to the development area, and a development bias was applied to the shell in the development area. In a multi-color image forming apparatus which is a developing method for developing a latent image below,
Preventing disturbance and color mixing of a multicolor image due to contact of the developer ears at the time of development after development, (2) toner scattering of the developer at the time of development after the second development, and color mixing of the multicolor image due to it (3) preventing the first toner from being mixed into the developing devices after the second developing device, (4) reducing the roughness of the highlight image, and (5) blurring the trailing edge of the image. And (6) to provide a developing device system suitable for a high-speed multicolor image forming apparatus having high image quality and high stability.

【００１９】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば本発明は、静
電潜像が形成される無端回動する像担持体と、この像担
持体上に順次形成された少なくとも２つ以上の潜像を、
その各潜像が形成されるたびに対応した色の現像剤によ
り現像する、像担持体の周囲に配置された少なくとも２
個以上の現像器とを備え、この現像器のうちの２番目以
降の潜像を現像する第２現像器以降の現像器の各々は、
現像剤として、硬磁性の磁性キャリアと絶縁性トナーと
からなる２成分現像剤を使用し、この現像剤を担持する
現像剤担持体は非磁性シェルからなり、その内側に、Ｎ
極とＳ極が交互に多数配置されたローラ状の磁気コアを
内包し、そして現像剤担持体の回転と磁気コアの回転と
により、現像剤担持体上に担持した現像剤を像担持体と
対向した現像領域に搬送し、現像領域において現像剤担
持体に現像バイアスを印加した下で、非接触現像法によ
り像担持体上の潜像の現像を実行する多色画像形成装置
において、前記現像バイアスは、パルス幅が２００μｓ
ｅｃ以下のパルスがプラス方向、マイナス方向に交互に
１回以上繰り返されるパルス領域を含む電圧波形からな
り、前記現像領域において、磁気コアの磁極変化１回あ
たり印加されるパルス数は、プラス方向、マイナス方向
の１方向にそれぞれ１０個以内であることを特徴とする
多少画像形成装置である。The above object is achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an endlessly rotating image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and at least two or more latent images sequentially formed on the image carrier.
Each of the latent images is developed with a developer of a corresponding color each time the latent image is formed.
Each of the second and subsequent developing units for developing the second and subsequent latent images among the developing units includes:
As a developer, a two-component developer composed of a hard magnetic carrier and an insulating toner is used, and a developer carrying member for carrying the developer is composed of a non-magnetic shell.
A roller-shaped magnetic core in which a large number of poles and S-poles are alternately arranged is included, and the developer carried on the developer carrier and the image carrier are rotated by rotation of the developer carrier and rotation of the magnetic core. A multi-color image forming apparatus that carries out development of a latent image on an image carrier by a non-contact development method while applying a developing bias to a developer carrier in the development region while conveying the developer to the opposed development region; Bias is 200μs pulse width
ec is a voltage waveform including a pulse region in which a pulse less than ec is alternately repeated at least once in a plus direction and a minus direction. In the developing region, the number of pulses applied per magnetic pole change of the magnetic core is plus, A somewhat image forming apparatus characterized in that there are no more than 10 in each of one negative direction.

【００２０】本発明によれば、前記現像バイアスのパル
ス領域になっていない時間が、パルス領域の時間の１．
５倍以上存在するようにできる。前記プラス方向、マイ
ナス方向のパルスは、振幅、パルス幅が同一である対称
パルスであることも、振幅、パルス幅が異なる非対称パ
ルスであることも可能である。また前記現像器各々の上
流側に、像担持体の帯電手段および露光手段をこの順に
有する。前記２番目以降の潜像を形成する第２露光手段
以降の露光手段の各々は、像担持体の背面側から画像の
露光を行なう。前記現像器の各々は、現像剤担持体上の
現像剤層厚を規制する規制部材の近傍に磁性部材を備え
る。According to the present invention, the time during which the pulse is not in the pulse area of the developing bias is equal to 1.times. Of the pulse area.
It can be more than 5 times. The positive and negative pulses may be symmetrical pulses having the same amplitude and pulse width, or may be asymmetrical pulses having different amplitudes and pulse widths. Further, on the upstream side of each of the developing devices, a charging unit and an exposure unit for the image carrier are provided in this order. Each of the second and subsequent exposing means for forming the second and subsequent latent images exposes the image from the back side of the image carrier. Each of the developing devices includes a magnetic member near a regulating member that regulates the thickness of the developer layer on the developer carrier.

【００２１】[0021]

【実施例】【Example】

実施例１ 図１は、本発明の多色画像形成装置の一実施例を示す構
成図である。本実施例では、２色画像形成装置について
示す。Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a multicolor image forming apparatus of the present invention. In this embodiment, a two-color image forming apparatus will be described.

【００２２】本実施例の２色画像形成装置は、図１に示
すように、静電潜像担持体としてＯＰＣ感光体を使用し
た感光ベルト２１を備え、その感光ベルト２１の周囲に
は、矢印で示す回動方向に、第１一次帯電器２２、ＬＥ
Ｄアレイからなる第１露光装置（図示せず）、第１現像
器２４、第２一次帯電器（再帯電器）帯電器２５、ＬＥ
Ｄアレイからなる第２露光装置（図示せず）および第２
現像器２７が配置されており、この第２露光装置は、感
光ベルト２１の背面側に設けられる。さらにその下流に
は転写帯電器２８、分離帯電器３３およびクリーナ３０
が配置され、分離帯電器３３から少し離れた位置には定
着装置２９が配置される。また第１帯電器２２の上流側
でクリーナ３０の下流側には、図示しない前露光装置が
配置される。As shown in FIG. 1, the two-color image forming apparatus of this embodiment includes a photosensitive belt 21 using an OPC photosensitive member as an electrostatic latent image carrier. , The first primary charger 22, LE
A first exposure device (not shown) comprising a D array, a first developing device 24, a second primary charger (recharger) charger 25, LE
A second exposure apparatus (not shown) comprising a D array and a second
A developing device 27 is provided, and the second exposure device is provided on the back side of the photosensitive belt 21. Further downstream, the transfer charger 28, the separation charger 33, and the cleaner 30
And a fixing device 29 is disposed at a position slightly away from the separation charger 33. Further, a pre-exposure device (not shown) is arranged on the upstream side of the first charger 22 and on the downstream side of the cleaner 30.

【００２３】上記の２色画像形成装置において、図示し
ない前露光装置により感光ベルト２１に前露光３１を施
して、感光ベルト２１の電位を全体的に０Ｖ近くまで下
げた後、第１帯電器２２により感光ベルト２１を−７０
０Ｖ程度に一様帯電し、図示しない第１露光装置により
第１の画像露光２３を行なって、感光ベルト２１上に第
１の画像信号に応じた第１静電潜像を形成する。第１画
像がベタ黒の場合、感光ベルト２１の第１潜像部の電位
は−２００Ｖまで落とされる。In the above-described two-color image forming apparatus, the photosensitive belt 21 is subjected to pre-exposure 31 by a pre-exposure device (not shown), and the potential of the photosensitive belt 21 is reduced to almost 0V as a whole. The photosensitive belt 21 by -70
It is uniformly charged to about 0 V, and the first image exposure 23 is performed by a first exposure device (not shown) to form a first electrostatic latent image on the photosensitive belt 21 according to a first image signal. When the first image is solid black, the potential of the first latent image portion of the photosensitive belt 21 is reduced to -200V.

【００２４】上記の第１画像信号等は、原稿画像をスキ
ャナで読み取った際に、その色データをもとに２色以上
の異なる現像剤により画像形成を行なうように色分解し
て、得られる。本実施例では、第１現像器２４による第
１現像は黒の現像、第２現像器２７による第２現像は赤
の現像を実施するために、全空間を黒と赤の２色で表現
できるように、第１画像信号、第２画像信号を形成し
た。The above-mentioned first image signal and the like are obtained by reading a document image by a scanner and performing color separation based on the color data so as to form an image with two or more different developers. . In the present embodiment, since the first development by the first developing device 24 performs black development and the second development by the second developing device 27 performs red development, the entire space can be expressed by two colors of black and red. Thus, the first image signal and the second image signal were formed.

【００２５】第１潜像を黒の第１現像器２４により現像
して、感光ベルト２１上に黒トナー像として可視化し、
黒トナー像の第１トナー像が得られる。その後、第２帯
電器の再帯電器２５により再び感光ベルト２１を帯電す
ると、感光ベルト２１の電位は第１トナー像の領域で−
６５０Ｖ程度、非画像部で−７４０Ｖ程度になる。つぎ
に図示しない第２露光装置により、第２の画像信号にも
とづき第２の画像露光２６を感光ベルト２１の背面から
行なう。The first latent image is developed by the first black developing device 24 and visualized as a black toner image on the photosensitive belt 21.
A first toner image of a black toner image is obtained. Thereafter, when the photosensitive belt 21 is charged again by the recharger 25 of the second charger, the potential of the photosensitive belt 21 becomes-in the area of the first toner image.
It is about 650 V and about -740 V in the non-image part. Next, a second image exposure 26 is performed from the back of the photosensitive belt 21 based on a second image signal by a second exposure device (not shown).

【００２６】このように、背面にＬＥＤアレー等の第２
露光装置を配置すれば、多色画像形成装置を省スペース
化して小型にでき、また第１トナー像の上から行なう第
２の画像形成時に、第１トナーの飛散による第２露光装
置の汚れを防止でき、感光ベルト２１の電位を下げるの
にも有利であり、さらに省スペース化によりもう１色分
の現像器を配置するスペースを採れるなどのメリットが
ある。特に飛散した第１トナーによる第２露光装置の汚
染の防止に対しては、非常に有効であり、これにより第
２露光装置のメンテナンス間隔を延ばせ、そのＬＥＤ自
体の耐久性も向上する。As described above, the second surface such as the LED array
By arranging the exposure device, the multicolor image forming device can be reduced in space and size, and when the second image is formed on the first toner image, contamination of the second exposure device due to scattering of the first toner can be prevented. This is advantageous for lowering the potential of the photosensitive belt 21 and has the advantage that a space for arranging a developing device for another color can be obtained by saving space. In particular, it is very effective in preventing contamination of the second exposure device due to the scattered first toner, thereby extending the maintenance interval of the second exposure device and improving the durability of the LED itself.

【００２７】その後、第２潜像を赤の第２現像器２７に
よって現像して、感光ベルト２１上に赤トナー像を形成
し、ついで、前記の黒トナー像とこの赤トナー像とを、
感光ベルト２１に搬送された転写材３２上に転写帯電器
２８により一括転写する。つづいて、分離帯電器３３に
より転写材３２を感光ベルト２１から分離して、定着器
２９に送り、そこでトナー像の定着を行なって２色画像
を得る。感光ベルト２１上に残留したトナーは、クリー
ニング装置３０により清掃する。Thereafter, the second latent image is developed by a red second developing device 27 to form a red toner image on the photosensitive belt 21. Then, the black toner image and the red toner image are combined with each other.
The transfer charger 28 collectively transfers the transfer material 32 onto the transfer material 32 conveyed to the photosensitive belt 21. Subsequently, the transfer material 32 is separated from the photosensitive belt 21 by the separation charger 33 and sent to the fixing device 29, where the toner image is fixed to obtain a two-color image. The toner remaining on the photosensitive belt 21 is cleaned by the cleaning device 30.

【００２８】本発明によれば、第１現像器２４、第２現
像器２７は２成分現像器に構成され、これらの現像器で
使用する２成分現像剤は、硬磁性の磁性キャリアと電気
絶縁性のトナーとを混合してなっている。この硬磁性キ
ャリアは、硬性の磁性材料、つまり、磁気的に飽和する
際に、高いレベルの最小保磁力を有するような磁気材料
からなっており、キャリアはトナーが有する電荷と反対
の電荷を有する。この最小保磁力は少なくとも１００ガ
ウス以上である。またこの硬磁性キャリアは、結合剤の
ないキャリアでも複合キャリアでもよく、さらに、これ
らにＳｉなどのコーティングを施したものでもよい。According to the present invention, the first developing device 24 and the second developing device 27 are configured as two-component developing devices, and the two-component developer used in these developing devices is provided with a hard magnetic carrier and an electrically insulating material. Mixed with a non-conductive toner. The hard magnetic carrier is made of a hard magnetic material, that is, a magnetic material that has a high level of minimum coercivity when magnetically saturated, and the carrier has a charge opposite to that of the toner. . This minimum coercivity is at least 100 gauss or more. The hard magnetic carrier may be a carrier without a binder or a composite carrier, and may be a carrier obtained by coating these with Si or the like.

【００２９】本発明で好適に使用しうる硬磁性キャリア
は、保磁力が少なくとも５００ガウス以上、有利には１
０００ガウス以上であることが好ましい。図４に、本発
明で用いた磁性キャリアのＢ−Ｈ曲線を示す。キャリア
の残留磁気Ｂｒは４０ＥＭＵ／ｇｍで、保磁力は１２５
０ガウス（Ｇ）、そして平均粒径は約３０μｍである。The hard magnetic carrier which can be suitably used in the present invention has a coercive force of at least 500 gauss or more, preferably 1 or more.
It is preferably at least 000 Gauss. FIG. 4 shows a BH curve of the magnetic carrier used in the present invention. The residual magnetic Br of the carrier is 40 EMU / gm, and the coercive force is 125
0 Gauss (G), and the average particle size is about 30 μm.

【００３０】有効な硬性の磁性材料は、主金属成分とし
て鉄を含む磁性を持つ酸化物であるフェライトからなっ
ている。本実施例では、ＳｒＦｅ₁₂Ｏ₁₉を用いた。An effective hard magnetic material is made of ferrite which is a magnetic oxide containing iron as a main metal component. In this embodiment, SrFe ₁₂ O ₁₉ was used.

【００３１】本実施例において、画像形成装置のプロセ
ススピードは５００ｍｍ／秒とし、１分間にＡ４サイズ
の画像を１００枚出力するように、画像形成条件を設定
した。In the present embodiment, the process speed of the image forming apparatus was set to 500 mm / sec, and the image forming conditions were set so that 100 A4-size images were output per minute.

【００３２】本実施例では、第１現像器２４は、前述の
通り、黒の現像器とした。この第１現像器２４は、磁性
キャリアに黒トナーを混合した２成分現像剤を使用し
て、２成分接触現像方式により現像を実行させた。現像
剤担持体である非磁性シェルに印加する現像バイアス
は、Ｖｄｃ＝−６００Ｖの直流成分のみとした。また非
磁性シェルは、線速度で感光ベルトの速度の１２０％の
回転速度により、図１の矢印方向に回転した。非磁性シ
ェルの内側に配置された磁石（マグネットローラ）は、
シェルの回転方向と逆向きに１０００ｒｐｍで回転し
た。In this embodiment, the first developing device 24 is a black developing device as described above. The first developing device 24 uses a two-component developer in which a black toner is mixed with a magnetic carrier to perform development by a two-component contact developing method. The developing bias applied to the non-magnetic shell as the developer carrier was only a DC component of Vdc = -600V. The non-magnetic shell rotated in the direction of the arrow in FIG. 1 at a rotation speed of 120% of the speed of the photosensitive belt at a linear speed. The magnet (magnet roller) located inside the non-magnetic shell
The shell was rotated at 1000 rpm in a direction opposite to the rotation direction of the shell.

【００３３】本実施例によれば、第２現像器２７は、図
２に示すように構成されている。本現像器２７は、その
感光ベルト２１と対面した開口部に、現像剤担持体とし
て非磁性シェル４０１を備え、そのシェル４０１の内側
に、周方向にＮ極、Ｓ極の磁極を交互に多数並べた磁気
コア４０２が配設され、この磁気コア４０２は、シェル
４０１の回転方向に対して逆向きに回転するようになっ
ている。According to the present embodiment, the second developing device 27 is configured as shown in FIG. The developing device 27 includes a non-magnetic shell 401 as a developer carrier at an opening facing the photosensitive belt 21, and a large number of N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction inside the shell 401. Arranged magnetic cores 402 are arranged, and the magnetic cores 402 rotate in a direction opposite to the rotation direction of the shell 401.

【００３４】第２現像器２７は赤の現像器とされ、磁性
キャリアに赤トナーを混合した２成分現像剤を使用し
た。赤トナーの平均粒径は１０μｍである。磁性キャリ
アは上述した通りである。非磁性シェル４０１の回転速
度は、線速度で感光ベルト２１の速度の１５０％とし、
図の矢印方向に回転させた。これに対し内側の磁気コア
４０２は、逆向きに１５００ｒｐｍで回転させた。The second developing device 27 is a red developing device, and uses a two-component developer obtained by mixing a magnetic carrier with a red toner. The average particle size of the red toner is 10 μm. The magnetic carrier is as described above. The rotation speed of the non-magnetic shell 401 is 150% of the speed of the photosensitive belt 21 in linear speed,
It was rotated in the direction of the arrow in the figure. In contrast, the inner magnetic core 402 was rotated in the opposite direction at 1500 rpm.

【００３５】第２現像器２７の非磁性シェル４０１と感
光ベルト２１とが対向した現像領域の間隙、すなわちＳ
−Ｄギャップは１ｍｍで、非磁性シェル４０１と規制ブ
レード４０４との間隙、すなわちＳ−Ｂギャップは３０
０μｍである。規制ブレード４０４は、現像器２７の開
口部の上流側位置に設置され、本実施例では、非磁性シ
ェル４０１上の現像剤の層厚を小さくかつ安定するため
に、磁性板４０５を規制ブレード４０４の内側に先端か
ら少し後退させて取り付けた。The gap between the developing regions where the non-magnetic shell 401 of the second developing device 27 and the photosensitive belt 21 face each other, ie, S
The gap between the non-magnetic shell 401 and the regulating blade 404, that is, the SB gap is 30 mm.
0 μm. The regulating blade 404 is installed at an upstream position of the opening of the developing device 27. In the present embodiment, the regulating plate 404 is attached to the magnetic plate 405 in order to reduce and stabilize the layer thickness of the developer on the non-magnetic shell 401. It was attached to the inside of the device with a slight retreat from the tip.

【００３６】多色画像形成装置においては、第２現像お
よびそれ以降の現像を非接触現像方式で行なうことが好
ましい。しかし、非接触にすると現像効率が極端に低下
するので、非接触ではあるが、現像領域のＳ−Ｄギャッ
プはできるだけを小さくする必要があり、これにともな
い、現像剤の穂も長さを小さくし、またその長さを安定
させることが必要になる。そこで、上記のように、規制
ブレード４０４の内側に磁性板４０５を取り付けた構成
とした。これにより、非磁性シェル４０１上の現像剤の
平均穂長を、安定して８００μｍ程度にすることができ
た。In the multicolor image forming apparatus, the second development and the subsequent development are preferably performed by a non-contact development system. However, since the development efficiency is extremely reduced when the contact is made non-contact, the SD gap in the development region needs to be made as small as possible although the contact is not made. And it is necessary to stabilize its length. Therefore, as described above, the configuration is such that the magnetic plate 405 is attached inside the regulating blade 404. As a result, the average spike length of the developer on the non-magnetic shell 401 could be stably set to about 800 μm.

【００３７】非磁性シェル４０１上に担持された現像剤
４００は、シェル４０１の矢印方向の回転および磁気コ
ア４０２の逆方向の回転により、現像領域Ｂに供給され
て、そこで感光ドラム１上の第２潜像の現像に使用され
た後、現像器２７内で剥ぎ取り部材４０３により剥ぎ取
られ、現像器２７内に回収される。The developer 400 carried on the non-magnetic shell 401 is supplied to the developing area B by the rotation of the shell 401 in the direction of the arrow and the rotation of the magnetic core 402 in the opposite direction, where the developer 400 on the photosensitive drum 1 is removed. After being used for developing the two latent images, it is peeled off by the peeling member 403 in the developing device 27 and collected in the developing device 27.

【００３８】本実施例では、磁気コア４０２の磁極数
は、図２に示すように８極とした。磁極の磁力は、各極
とも非磁性シェル４０１上において９００ガウスで、そ
の半値幅は３５°である。磁気コア４０２を矢印の方向
に回転させると、現像剤は逆向き（反時計回り）に移動
する。このとき磁気コア４０２の回転により磁極の極性
が交互に変化し、それによる磁場の正逆の向きの交互変
化により、非磁性シェル４０１上の現像剤は、交互に向
きが変わる磁場により磁性キャリアが回転しながら、感
光ドラム１と対向した現像領域へ向けて搬送されてい
く。つまり、磁性キャリアが硬磁性で自身が自発磁化を
持つので、向きが交互に変化する磁場によりキャリアが
永久磁石のようにふるまい、キャリアが回転するのであ
る。このキャリアの回転は、現像領域においても同様
で、現像領域では、この動きにより、主に鏡映力によっ
てくっついているキャリアとトナーとが離され、その結
果、現像効率が向上する。In this embodiment, the number of magnetic poles of the magnetic core 402 is eight as shown in FIG. The magnetic force of the magnetic poles is 900 gauss on the non-magnetic shell 401 for each pole, and its half width is 35 °. When the magnetic core 402 is rotated in the direction of the arrow, the developer moves in the opposite direction (counterclockwise). At this time, the polarity of the magnetic poles alternately changes due to the rotation of the magnetic core 402, and the alternate change of the magnetic field in the opposite direction causes the developer on the non-magnetic shell 401 to change its magnetic carrier due to the alternately changing magnetic field. While rotating, it is conveyed toward the developing area facing the photosensitive drum 1. In other words, since the magnetic carrier is hard magnetic and has spontaneous magnetization, the carrier behaves like a permanent magnet by a magnetic field whose direction changes alternately, and the carrier rotates. This rotation of the carrier is the same in the developing area. In the developing area, the movement separates the toner and the carrier that are mainly adhered by the reflection force, and as a result, the developing efficiency is improved.

【００３９】このような現像方法は、現像性が高まるの
で、プロセススピードの速い高速の画像形成装置に用い
る現像器に適している。しかし、非接触方式かつ直流バ
イアスを印加した現像では、上述のように磁気コア４０
２を回転させても、得られる画像濃度は０．６程度（反
射濃度）である。そこで、方形波、サイン波などの交流
バイアスを印加する方法があるが、これにより、濃度は
約１．３と高まるものの、（１）第１トナー像を乱し、
混色を起こす、（２）第１トナーが第２現像器に混入す
る、（３）第１トナーの飛散が著しい、（４）２色画像
の後端に画像ぼけが生じる、（５）画像のかぶりを生じ
るなどの問題が生じてしまう。Such a developing method is suitable for a developing device used in a high-speed image forming apparatus having a high process speed since the developing property is enhanced. However, in the non-contact type development in which a DC bias is applied, the magnetic core 40
Even if 2 is rotated, the obtained image density is about 0.6 (reflection density). Therefore, there is a method of applying an AC bias such as a square wave and a sine wave. Although this increases the density to about 1.3, (1) the first toner image is disturbed.
(2) the first toner is mixed into the second developing device; (3) the first toner is scattered significantly; (4) image blur occurs at the rear end of the two-color image; Problems such as fogging occur.

【００４０】本発明者ら究明したところによれば、その
原因は、磁気コア４０２の回転により現像領域の磁極
（磁場）が交互に変化することに加え、現像領域におけ
るトナーの往復運動を連続的にさせていることにあるこ
とが分かった。従って、交流バイアスの周波数を単に高
めても大きな変化はない。According to the findings of the present inventors, the cause is that the magnetic pole (magnetic field) in the developing area is alternately changed by the rotation of the magnetic core 402, and the reciprocating motion of the toner in the developing area is continuously changed. It turned out that there was something. Therefore, there is no significant change even if the frequency of the AC bias is simply increased.

【００４１】そこで、本発明では、上記の問題を解決す
るために、たとえば図３に示すように、パルス幅が２０
０μｓｅｃ以下のパルスが電位的にプラス方向、マイナ
ス方向に交互に１回以上繰り返されるパルス波形の電圧
を、直流電圧に重畳した型の現像バイアスを使用した。
すなわち、現像バイアスは、プラス方向、マイナス方向
のパルスが交互に繰り返されるパルス領域と、これに続
く直流電圧領域とからなる。Therefore, in the present invention, in order to solve the above problem, for example, as shown in FIG.
A developing bias of a type in which a pulse waveform voltage in which a pulse of 0 μsec or less is alternately repeated one or more times in a positive direction and a negative direction in terms of potential is superimposed on a DC voltage was used.
That is, the developing bias includes a pulse region in which positive and negative pulses are alternately repeated, and a DC voltage region following the pulse region.

【００４２】このパルス領域のプラス方向、マイナス方
向のパルスは、その振幅、幅が同一である対称パルスで
も、振幅、幅が異なる非対称パルスでもよい。またプラ
ス方向、マイナス方向のパルスの振幅は、３００Ｖ以上
が好ましい。本実施例では、現像バイアスのパルスを対
称性パルスとし、そのプラス方向（負極性トナーを使用
するので、トナーの運動方向で言えば、引き戻し方
向）、マイナス方向（飛翔方向）とも８００Ｖにした。
また現像バイアスのパルス領域になっていない時間は、
パルス領域の時間の１．５倍以上存在することが好まし
い。The pulses in the plus direction and the minus direction in this pulse region may be symmetrical pulses having the same amplitude and width or asymmetrical pulses having different amplitudes and widths. The amplitude of the plus and minus pulses is preferably 300 V or more. In this embodiment, the pulse of the developing bias is a symmetrical pulse, and the plus direction (in the direction of movement of the toner, the pullback direction) and the minus direction (flying direction) are set to 800 V in the plus direction (the negative direction toner is used).
The time during which the pulse is not in the developing bias pulse area is
It is preferable that the time is 1.5 times or more the time of the pulse region.

【００４３】本発明によれば、非磁性シェル４０１上の
現像剤（キャリア＋トナー）は、磁気コア４０２の回転
による磁極の極性の変化により、磁性キャリアを介して
ダイナミックに回転しながら搬送される。現像領域にお
いて、このような回転運動をしながら搬送される現像剤
に対し、非磁性シェル４０１にパルス領域を含む現像バ
イアスの印加を行なうと、そのマイナス方向のパルスに
より、非磁性シェル４０１の現像剤からトナーが感光ベ
ルト２１へ飛翔し、プラス方向のパルスにより、感光ベ
ルト２１上の不要なトナーがシェル４０１に戻される。
従って画像かぶりをなくすことができる。According to the present invention, the developer (carrier + toner) on the non-magnetic shell 401 is conveyed while rotating dynamically through the magnetic carrier due to the change in the polarity of the magnetic pole caused by the rotation of the magnetic core 402. . In the developing area, when a developing bias including a pulse area is applied to the non-magnetic shell 401 with respect to the developer conveyed while performing such a rotational movement, the non-magnetic shell 401 is developed by the negative pulse. The toner flies from the agent to the photosensitive belt 21, and unnecessary toner on the photosensitive belt 21 is returned to the shell 401 by a pulse in the plus direction.
Therefore, image fogging can be eliminated.

【００４４】上記の非磁性シェル４０１に印加する現像
バイアスのパルス数と磁気コア４０２の磁極の変化との
間には、本発明の効果を得る上で相関があり、磁極の変
化１回あたりのパルスの個数を、プラス方向、マイナス
方向の片側あたりｎとすると、画像形成実験の結果、表
１のような結果が得られた。なお、表１において、磁極
変化１回のパルス数の欄の数値０は、現像バイアスが直
流成分のみであることを示す。There is a correlation between the number of pulses of the developing bias applied to the non-magnetic shell 401 and the change in the magnetic pole of the magnetic core 402 in order to obtain the effect of the present invention. Assuming that the number of pulses is n per one side in the plus direction and the minus direction, the results of the image forming experiment were as shown in Table 1. In Table 1, the numerical value 0 in the column of the number of pulses per magnetic pole change indicates that the developing bias has only a DC component.

【００４５】パルス幅は２００μｓｅｃ以下としたが、
これは、２００μｓｅｃ以上では印加時間が長く、その
連続性のために本発明の効果が得られないからである。
より好ましくは、パルス幅は１００μｓｅｃ以下であ
る。現像バイアスのうちのパルスを印加しない時間、つ
まり、現像バイアスのパルス領域以外の直流電圧領域
は、上述したように、パルス領域の時間の１．５倍以上
にすることがよく、そうすることにより、本発明の効果
が著しくなる。Although the pulse width was set to 200 μsec or less,
This is because the application time is long at 200 μsec or more, and the effect of the present invention cannot be obtained due to its continuity.
More preferably, the pulse width is 100 μsec or less. The time during which the pulse of the developing bias is not applied, that is, the DC voltage region other than the pulse region of the developing bias is preferably 1.5 times or more the time of the pulse region, as described above. The effect of the present invention becomes remarkable.

【００４６】磁極の変化１回あたりのパルス個数ｎは、
次のように求められる。本実施例において、たとえば磁
気コア４０２が８極で、その回転速度が１５００ｒｐｍ
であるとすると、１秒間の磁極の変化数は８×１５００
／６０＝２００回／秒である。また図３から、現像バイ
アスの１周期（パルス領域＋直流電圧領域）の時間５０
０μ秒間に、パルスがプラス方向、マイナス方向に１個
ずつで、片側あたりパルス数１であるから、現像バイア
ス１秒間のパルス数は、１／（５００×１０^-6）＝２０
００個／秒である。従って１回の磁極の変化あたりのパ
ルス数は、ｎ＝２０００／２００＝１０個となる。The number of pulses n per one change of the magnetic pole is:
It is required as follows. In this embodiment, for example, the magnetic core 402 has eight poles, and its rotation speed is 1500 rpm.
, The number of magnetic pole changes per second is 8 × 1500
/ 60 = 200 times / second. FIG. 3 shows that the time 50 for one cycle of the developing bias (pulse area + DC voltage area) is obtained.
In 0 μsec, the number of pulses is one in the plus direction and one in the minus direction, and the number of pulses per side is one. Therefore, the number of pulses in one second of the developing bias is 1 / (500 × 10 ⁻⁶ ) = 20.
00 / sec. Therefore, the number of pulses per magnetic pole change is n = 2000/200 = 10.

【００４７】[0047]

【表１】 [Table 1]

【００４８】表１に示されるように、パルスを加えた現
像バイアスを印加することにより、得られた画像には
１．３以上の濃度が得られている（表１に濃度１．３以
上を○印で示した）。また磁極変化１回あたりのパルス
数ｎが５以下であれば、第１トナー像の画像混色、第１
トナーの第２現像器への混入、および第１トナーの飛散
の防止に対する効果は、格段によくなっており、これら
多色画像形成装置にともなう問題が解消されている。さ
らに、ハイライト部（デジタル画像で再現性が重要視さ
れている）のがさつきが減り、かぶり、キャリア付着も
すくない。As shown in Table 1, by applying a developing bias to which a pulse is applied, the obtained image has a density of 1.3 or more (Table 1 shows a density of 1.3 or more). ○). If the number n of pulses per magnetic pole change is 5 or less, image mixing of the first toner image,
The effect of preventing the toner from being mixed into the second developing device and preventing the first toner from scattering is significantly improved, and the problems associated with these multicolor image forming apparatuses have been solved. In addition, highlights (in which reproducibility is regarded as important in digital images) have less roughness, and fogging and carrier adhesion are less likely.

【００４９】これに対し、従来は、磁極間において、キ
ャリアとトナーとからなる現像剤が磁力による拘束を受
けないために、トナーが飛散しやすく、画像混色、画像
かぶり、キャリア付着を起こしやすく、またトナーの受
ける力のバランスがくずれるため、第１トナーの第２現
像器への混入、画像の後端部での画像境界がぼけるとい
った現象が生じていた。On the other hand, conventionally, since the developer consisting of the carrier and the toner is not restrained by the magnetic force between the magnetic poles, the toner is liable to be scattered, and the color mixture, the image fogging, and the carrier adhesion are easily caused. Further, since the balance of the force received by the toner is lost, the phenomenon that the first toner is mixed into the second developing device and the image boundary at the rear end of the image is blurred has occurred.

【００５０】図３のような現像バイアスにおいて、その
パルス領域中のパルスが、磁気コアの磁極変化１回あた
り１０個以内の割合で存在すると、潜像に対して余分な
トナーの付着がなくなり、潜像に対する現像性がよくな
り、画像の再現性の向上、特にハイライト部の再現性の
向上となって現れる。これにより、ハイライト部のがさ
つきが少ない画像が得られる。１回の磁極の変化あたり
のパルス数は、好ましくは８個以下である。In the developing bias as shown in FIG. 3, if the number of pulses in the pulse area is less than 10 per change of the magnetic pole of the magnetic core, no extra toner adheres to the latent image. The developability with respect to the latent image is improved, and the reproducibility of the image is improved, particularly, the reproducibility of the highlight portion is improved. As a result, an image in which the highlight portion has little roughness can be obtained. The number of pulses per magnetic pole change is preferably eight or less.

【００５１】上記の磁極変化１回あたり所定数のパルス
が存在するという関係を、磁気コア４０２と現像バイア
スとの間に得るには、磁気コアの回転数を変化させた
り、現像バイアスのパルス領域のパルス数を変化させた
りすればよく、あるいは磁気コアの磁極数を、たとえば
８極から１６極や２４極のように変えることによっても
実現できる。いずれの方法でも、同様な結果を得ること
ができた。また現像バイアスのパルスの印下方向につい
ては、電位的にプラス方向ならプラス方向、マイナス方
向ならマイナス方向というように、一方向に同数のパル
スを印加しても効果がなく、本発明のように、プラス方
向、マイナス方向に交互に同数繰り返すパルスを印加す
る必要がある。In order to obtain the above-described relationship that a predetermined number of pulses exist for each magnetic pole change, between the magnetic core 402 and the developing bias, the rotational speed of the magnetic core is changed, or the pulse area of the developing bias is changed. May be changed, or by changing the number of magnetic poles of the magnetic core from, for example, 8 to 16 or 24. Similar results could be obtained by either method. Regarding the direction of application of the pulse of the developing bias, even if the same number of pulses are applied in one direction, there is no effect, as in the present invention. It is necessary to apply the same number of pulses alternately in the positive and negative directions.

【００５２】本実施例では、上述したように、磁極変化
１回あたり（１磁極間内）のパルス数は、プラス方向、
マイナス方向の片側で１０個とした。In this embodiment, as described above, the number of pulses per magnetic pole change (within one magnetic pole) is positive,
The number was 10 on one side in the minus direction.

【００５３】本発明の多色画像形成装置は、以上のよう
に構成される。これによれば、（１）画像混色を防止す
ること、（２）第１トナーが第２現像器以降の現像器に
混入するのを防止すること、（３）トナーの飛散を防止
すること、（４）画像のハイライト部のがさつきを低減
すること、（５）画像後端のぼけを防止すること、
（６）画像のかぶり、キャリア付着を防止すること、以
上の課題が達成された。The multicolor image forming apparatus of the present invention is configured as described above. According to this, (1) preventing image color mixture, (2) preventing the first toner from being mixed into the developing devices after the second developing device, (3) preventing scattering of the toner, (4) reducing the roughness of the highlight portion of the image, (5) preventing blur at the rear end of the image,
(6) To prevent fogging of an image and adhesion of a carrier, the above object has been achieved.

【００５４】従って、高画質かつ安定性が高く、一次帯
電器等の長寿命化を可能とした多色画像形成装置を提供
することが実現できた。また第２露光以降の露光装置を
感光ベルトの裏側に配置することにより、画像形成装置
の小型化が可能となり、さらに第２現像以降の現像器か
らのトナーの飛散による汚れにともなう、第２露光以降
の露光装置での画像露光の乱れに起因した画像劣化を防
止し、高耐久性も実現できた。Accordingly, it has been possible to provide a multicolor image forming apparatus which has high image quality and high stability, and which can extend the life of a primary charger and the like. Further, by arranging the exposure device after the second exposure on the back side of the photosensitive belt, it is possible to reduce the size of the image forming apparatus, and further, the second exposure after the second development is caused by the contamination of the toner from the developing device. Image deterioration due to disturbance of image exposure in the subsequent exposure device was prevented, and high durability was realized.

【００５５】実施例２ 本実施例では、図１の多色画像形成装置において、第２
現像器２７として、図５に示すような現像器を用い、ま
た現像バイアスとして図６に示すような波形のものを用
いた。Embodiment 2 In this embodiment, in the multicolor image forming apparatus shown in FIG.
As the developing device 27, a developing device as shown in FIG. 5 was used, and a developing bias having a waveform as shown in FIG. 6 was used.

【００５６】本第２現像器は、外径５０ｍｍの非磁性シ
ェル４０１を有し、その内部に磁気コア４０２を、その
回転中心を感光ベルト２１側にずらして配設し、これに
より剥ぎ取り部材４０３の付近でのシェル４０１上の磁
力を弱め、シェル４０１上の現像剤を剥ぎ取りやすくし
た。The second developing device has a non-magnetic shell 401 having an outer diameter of 50 mm, in which a magnetic core 402 is disposed with its rotation center shifted to the photosensitive belt 21 side. The magnetic force on the shell 401 near 403 was weakened, and the developer on the shell 401 was easily peeled off.

【００５７】現像バイアスは、図６に示すように、直流
電圧領域と非対称パルスのパルス領域とからなってお
り、直流電圧領域の電圧、つまり直流成分の電圧は−５
８０Ｖで、パルス領域のマイナス方向（トナーの飛翔方
向）のパルスの振幅は９１０Ｖ、プラス方向（引き戻し
方向）のパルスの振幅は４９０Ｖとで異なっている。ま
たパルス幅も、マイナス方向、プラス方向がそれぞれ５
０．１μｓｅｃ、１１７μｓｅｃで異なっている。非磁
性シェル４０１の回転速度は、線速度で１１００ｍｍ／
秒で、感光ベルト２１の速度の１８０％となっている。As shown in FIG. 6, the developing bias includes a DC voltage region and a pulse region of an asymmetric pulse, and the voltage in the DC voltage region, that is, the voltage of the DC component is -5.
At 80 V, the pulse amplitude in the minus direction (toner flying direction) of the pulse area is 910 V, and the pulse amplitude in the plus direction (retraction direction) is 490 V. Also, the pulse width was 5 in each of the minus and plus directions.
The difference is 0.1 μsec and 117 μsec. The rotation speed of the non-magnetic shell 401 is 1100 mm / linear speed.
In seconds, the speed of the photosensitive belt 21 is 180%.

【００５８】本実施例では、８極の磁気コア４０２を２
５００ｒｐｍでシェル４０１と同方向に回転させている
ので、前述した磁極変化１回あたり（すなわち１磁極間
中）のパルス数は、トナー飛翔方向（マイナス方向）で
６個、トナー引き戻し方向（プラス方向）で６個とな
る。In this embodiment, the eight-pole magnetic core 402 is
Since the shell 401 is rotated at 500 rpm in the same direction as the shell 401, the number of pulses per magnetic pole change (that is, during one magnetic pole) is six in the toner flying direction (minus direction) and the number of pulses in the toner retraction direction (plus direction). ) Is six.

【００５９】図８に、本実施例の現像バイアスを用いた
ときのＶ−Ｄカーブを示す。本Ｖ−Ｄカーブは、コント
ラスト電位Ｖ_CONTに対する赤色の反射濃度を示す。比較
のために、現像バイアスとして、図７の波形のものを使
用した場合を、図８に破線により併せて示す。図７の現
像バイアスは、対称パルスのパルス領域を有しており、
実施例１で使用した図３の現像バイアスと基本的に同じ
である。FIG. 8 shows a VD curve when the developing bias of this embodiment is used. This _VD curve shows the red reflection density with respect to the contrast potential V _CONT . For comparison, a case where the developing bias having the waveform shown in FIG. 7 is used is also shown by a broken line in FIG. The developing bias in FIG. 7 has a pulse region of a symmetric pulse,
This is basically the same as the developing bias of FIG. 3 used in the first embodiment.

【００６０】図８のＶ−Ｄ特性から明らかなように、現
像バイアスのパルス領域のパルスの振幅およびパルス幅
を変化せることにより、現像性を一層高くすることがで
きた。本実施例では、これにより、前述の問題を解決す
ることに加えて、現像特性のＶ−Ｄ特性を調節すること
が可能になった。As is apparent from the VD characteristics in FIG. 8, the developing property was further improved by changing the pulse amplitude and pulse width in the pulse region of the developing bias. In this embodiment, this makes it possible to adjust the VD characteristic of the development characteristic in addition to solving the above-described problem.

【００６１】実施例３ 本実施例では、第２現像器２７として、図９のような１
６極の磁気コア４０２を有する現像器を用い、この磁気
コアは１８００ｒｐｍの速度で回転させた。このよう
に、磁気コアの極数を増すと、その分、回転速度を下げ
ることができる。Embodiment 3 In this embodiment, as the second developing device 27, the first developing device 27 shown in FIG.
A developing device having a six-pole magnetic core 402 was used, and the magnetic core was rotated at a speed of 1800 rpm. As described above, when the number of poles of the magnetic core is increased, the rotation speed can be reduced accordingly.

【００６２】また本実施例では、非磁性シェル４０１
に、図１０に示す現像バイアスを印加した。この現像バ
イアスは、直流電圧領域の電圧が−６００Ｖであり、パ
ルス領域は、パルス幅４１．７μｓｅｃのトナー飛翔側
（マイナス方向）のパルスと、引き戻し側（プラス方
向）方向のパルスを交互に２個ずつ有している。In this embodiment, the non-magnetic shell 401
, A developing bias shown in FIG. 10 was applied. The developing bias has a voltage of -600 V in the DC voltage region, and the pulse region has a pulse of 41.7 μsec in the toner flying side (minus direction) and a pulse in the pullback side (plus direction) alternately. Have each one.

【００６３】パルスを印加しない時間（つまり直流電圧
領域の時間）は約３３３μ秒で、全パルスの印加時間の
４１．７×４＝１６６．８秒の約２倍にしている。１秒
間の磁極の変化数は、１６×１８００／６０＝４８０回
／秒であり、１秒間のパルス数は１／５００μ秒の２倍
（片側）なので、磁極が１回変化する間のパルス数は、
プラス方向、マイナス方向の片側で４００個／秒であ
る。従って１回の磁極の変化あたりのパルス数は、片側
約８個となる。The time during which no pulse is applied (that is, the time in the DC voltage region) is about 333 μsec, which is about twice the application time of all the pulses, 41.7 × 4 = 166.8 seconds. The number of magnetic pole changes in one second is 16 × 1800/60 = 480 times / second, and the number of pulses in one second is twice (one side) 1/500 μs, so the number of pulses during one magnetic pole change Is
The rate is 400 pieces / sec on one side in the plus direction and the minus direction. Therefore, the number of pulses per magnetic pole change is about eight on one side.

【００６４】上記のようなパルスを重畳した現像バイア
スによる効果としては、これまでと同様な問題が解決で
きる他、ハイライト部のがさつきがさらに低減し、また
磁性キャリアによる画像のムラがなくなることが挙げら
れる。As the effect of the developing bias in which the pulse is superimposed as described above, the same problem as before can be solved, the roughness of the highlight portion is further reduced, and the unevenness of the image due to the magnetic carrier is eliminated. Is mentioned.

【００６５】実施例４ 本実施例は、先の図１２の感光ドラムを用いた画像形成
装置において、その感光ドラム１の光導電感光層を透明
な光導電感光層に形成し、第２画像露光１３を感光層の
背面側（感光ドラムの内側）からレーザで行なった。第
１現像器４は黒現像、第２現像器７は赤現像である。第
２現像器７には、実施例３の図９の現像器を用いた。Embodiment 4 In this embodiment, in the image forming apparatus using the photosensitive drum shown in FIG. 12, the photoconductive photosensitive layer of the photosensitive drum 1 is formed as a transparent photoconductive photosensitive layer, and the second image exposure is performed. No. 13 was performed with a laser from the back side of the photosensitive layer (the inside of the photosensitive drum). The first developing device 4 performs black development, and the second developing device 7 performs red development. As the second developing device 7, the developing device of Example 3 shown in FIG. 9 was used.

【００６６】本実施例では、その第２現像器の磁気コア
４０２の回転数を１８００ｒｐｍ、非磁性シェル４０１
の回転速度を３６０ｍｍ／秒とし、画像形成装置のプロ
セススピードを３００ｍｍ／秒とした。感光ドラム１は
マイナス帯電性であり、再帯電器５で−６８０Ｖ程度に
帯電し、第２露光１３を行なって形成した第２潜像を、
第２現像器により現像した。In this embodiment, the rotation speed of the magnetic core 402 of the second developing device is set to 1800 rpm,
Was 360 mm / sec, and the process speed of the image forming apparatus was 300 mm / sec. The photosensitive drum 1 is negatively charged, is charged to about −680 V by the recharger 5, and performs a second exposure 13 to form a second latent image.
The image was developed by a second developing device.

【００６７】現像時、非磁性シェル４０１に印加した現
像バイアスは、図１１に示すように、直流電圧が−６０
０Ｖで、パルス領域がプラス方向、マイナス方向の三角
波状のパルスからなっている。現像バイアスのパルスを
印加しない直流電圧領域の時間は４００μ秒である。１
秒間のパルス数（片側）は１／（６００×１０^-6）＝１
６６７個であり、１秒間の磁極の変化数は、１６×１８
００／６０＝４８０回／秒であるので、磁極変化１回あ
たり（１磁極間）のパルス数は、プラス方向、マイナス
方向の片側で１６６７／４８０＝３．５で、約３個とな
る。At the time of development, the developing bias applied to the non-magnetic shell 401 is, as shown in FIG.
At 0 V, the pulse area is composed of triangular pulses in the positive and negative directions. The time in the DC voltage region where the pulse of the developing bias is not applied is 400 μsec. 1
The number of pulses per second (one side) is 1 / (600 × 10 ⁻⁶ ) = 1
The number of magnetic pole changes per second is 16 × 18
Since 00/60 = 480 times / sec, the number of pulses per magnetic pole change (between one magnetic pole) is 1667/480 = 3.5 on one side in the plus direction and the minus direction, which is approximately three.

【００６８】本実施例では、以上により、感光ドラムを
用いた多色画像形成装置を、前述の問題点がなく、背面
の露光装置のメンテナンス間隔を延ばすことができる装
置に実現できた。In this embodiment, a multicolor image forming apparatus using a photosensitive drum can be realized as described above, without the above-mentioned problems, and capable of extending the maintenance interval of the exposure device on the rear surface.

【００６９】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多色画像
形成装置は、静電潜像が形成される無端回動する像担持
体と、この像担持体上に順次形成された少なくとも２つ
以上の潜像を、その各潜像が形成されるたびに対応した
色の現像剤により現像する、像担持体の周囲に配置され
た少なくとも２個以上の現像器とを備え、この現像器の
うちの２番目以降の潜像を現像する第２現像器以降の現
像器の各々は、現像剤として、硬磁性の磁性キャリアと
絶縁性トナーとからなる２成分現像剤を使用し、この現
像剤を担持する現像剤担持体は非磁性シェルからなり、
その内側に、Ｎ極とＳ極が交互に多数配置されたローラ
状の磁気コアを内包し、そして現像剤担持体の回転と磁
気コアの回転とにより、現像剤担持体上に担持した現像
剤を像担持体と対向した現像領域に搬送し、現像領域に
おいて現像剤担持体に現像バイアスを印加した下で、非
接触現像法により像担持体上の潜像の現像を実行すると
いう基本構成を有する。As described above, the multicolor image forming apparatus of the present invention comprises an endlessly rotating image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and at least two image carriers sequentially formed on the image carrier. At least two developing units arranged around the image carrier, each developing unit developing at least one latent image with a developer of a corresponding color each time the latent image is formed. Each of the second and subsequent developing units for developing the second and subsequent latent images among the above uses a two-component developer composed of a hard magnetic carrier and an insulating toner as a developer. The developer carrying member carrying the agent is made of a non-magnetic shell,
Inside, a roller-shaped magnetic core in which a large number of N poles and S poles are alternately arranged is included, and the developer carried on the developer carrier by rotation of the developer carrier and rotation of the magnetic core. Is transported to a development area facing the image carrier, and a developing bias is applied to the developer carrier in the development area, and then the latent image on the image carrier is developed by a non-contact development method. Have.

【００７０】本発明では、その現像バイアスは、パルス
幅が２００μｓｅｃ以下のパルスがプラス方向、マイナ
ス方向に交互に１回以上繰り返されるパルス領域を含む
電圧波形からなり、現像領域において、磁気コアの磁極
変化１回あたり印加されるパルス数は、プラス方向、マ
イナス方向の１方向にそれぞれ１０個以内であるように
したので、（１）第２現像以降の現像時の現像剤の穂の
接触による多色画像の乱れ、混色を防止でき、（２）第
２現像以降の現像時の現像剤のトナー飛散、およびそれ
による多色画像の混色を防止でき、（３）第２現像器以
降の現像器への第１トナーの混入を防止でき、（４）ハ
イライトが像のがさつきを低減でき、（５）画像後端の
ぼけを防止でき、さらに、（６）高画質、高安定性の高
速多色画像形成装置に適した現像器システムを提供でき
た。In the present invention, the developing bias has a voltage waveform including a pulse region in which a pulse having a pulse width of 200 μsec or less is alternately repeated at least once in a positive direction and a negative direction. Since the number of pulses applied per change is within 10 in each of the plus direction and the minus direction, (1) the number of pulses due to the contact of the developer spikes during the development after the second development. It is possible to prevent color image disturbance and color mixing, and (2) prevent toner scattering of the developer during the development after the second development, and thereby prevent color mixing of a multicolor image, and (3) a developing device after the second developing device. (4) highlights can reduce image roughness, (5) blurring of the trailing edge of the image can be prevented, and (6) high image quality and high stability can be achieved at high speed. Multicolor image forming equipment It could provide a developing device system suitable for.

【００７１】また像担持体に第２露光以降の露光を行な
う第２露光装置以降の露光装置を像担持体の内側に配置
することによって、多色画像形成装置を小型化できると
ともに、さらに第２現像以降の現像器からのトナーの飛
散にともなう、第２露光装置以降の露光装置での画像露
光の乱れによる画像劣化を防止し、また第２露光装置以
降の露光装置の高耐久化を実現することが可能となっ
た。Further, by arranging the exposure device after the second exposure device for exposing the image carrier after the second exposure inside the image carrier, it is possible to reduce the size of the multi-color image forming apparatus and further to reduce the size of the second exposure device. To prevent image deterioration due to disturbance of image exposure in the exposure device after the second exposure device due to scattering of toner from the developing device after the development, and to realize high durability of the exposure device after the second exposure device. It became possible.

【００７２】さらにまた、現像バイアスのパルス領域の
パルスを、プラス方向、マイナス方向のパルスの振幅、
幅が異なる非対称パルスとすることによって、現像特性
のＶ−Ｄカーブを調整することが可能となった。Further, the pulses in the pulse area of the developing bias are adjusted to the amplitudes of the pulses in the plus and minus directions,
By using asymmetric pulses having different widths, it became possible to adjust the V-D curve of the development characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の多色画像形成装置の一実施例を示す構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a multicolor image forming apparatus of the present invention.

【図２】図１の多色画像形成装置の第２現像器を示す断
面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a second developing device of the multicolor image forming apparatus of FIG.

【図３】図２の現像器で使用した現像バイアスを示す波
形図である。FIG. 3 is a waveform chart showing a developing bias used in the developing device of FIG. 2;

【図４】本発明で用いた磁性キャリアのＢ−Ｈ曲線を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing a BH curve of a magnetic carrier used in the present invention.

【図５】本発明の他の実施例における第２現像器を示す
断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a second developing device according to another embodiment of the present invention.

【図６】図５の現像器で使用した現像バイアスを示す波
形図である。FIG. 6 is a waveform chart showing a developing bias used in the developing device of FIG. 5;

【図７】図５の現像器に比較のために用いた現像バイア
スの波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram of a developing bias used for comparison in the developing device of FIG. 5;

【図８】図６の現像バイアスを用いたときのＶ−Ｄカー
ブを図７の現像バイアスを用い場合と比較して示す図で
ある。8 is a diagram showing a VD curve when the developing bias of FIG. 6 is used, in comparison with a case where the developing bias of FIG. 7 is used.

【図９】本発明のさらにの他の実施例における第２現像
器を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a second developing device according to still another embodiment of the present invention.

【図１０】図９の現像器で使用した現像バイアスを示す
波形図である。FIG. 10 is a waveform chart showing a developing bias used in the developing device of FIG. 9;

【図１１】本発明のさらに他の実施例で用いた現像バイ
アスを示す波形図である。FIG. 11 is a waveform chart showing a developing bias used in still another embodiment of the present invention.

【図１２】従来の２色画像形成装置を示す構成図であ
る。FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a conventional two-color image forming apparatus.

【図１３】図１２の装置における画像形成の各工程の感
光ドラムの表面電位を示す図である。13 is a diagram showing the surface potential of a photosensitive drum in each step of image formation in the apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２１ 感光ベルト ２２ 第１帯電器 ２３ 第１露光 ２４ 第１現像器 ２５ 第２帯電器（再帯電器） ２６ 第２露光 ２７ 第２現像器 ４０１ 非磁性シェル ４０２ 磁気コア ４０３ 剥ぎ取り部材 ４０４ 規制ブレード ４０５ 磁性板 Reference Signs List 21 photosensitive belt 22 first charger 23 first exposure 24 first developer 25 second charger (recharger) 26 second exposure 27 second developer 401 non-magnetic shell 402 magnetic core 403 stripping member 404 regulating blade 405 magnetic plate

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 静電潜像が形成される無端回動する像担
持体と、この像担持体上に順次形成された少なくとも２
つ以上の潜像を、その各潜像が形成されるたびに対応し
た色の現像剤により現像する、像担持体の周囲に配置さ
れた少なくとも２個以上の現像器とを備え、この現像器
のうちの２番目以降の潜像を現像する第２現像器以降の
現像器の各々は、現像剤として、硬磁性の磁性キャリア
と絶縁性トナーとからなる２成分現像剤を使用し、この
現像剤を担持する現像剤担持体は非磁性シェルからな
り、その内側に、Ｎ極とＳ極が交互に多数配置されたロ
ーラ状の磁気コアを内包し、そして現像剤担持体の回転
と磁気コアの回転とにより、現像剤担持体上に担持した
現像剤を像担持体と対向した現像領域に搬送し、現像領
域において現像剤担持体に現像バイアスを印加した下
で、非接触現像法により像担持体上の潜像の現像を実行
する多色画像形成装置において、前記現像バイアスは、
パルス幅が２００μｓｅｃ以下のパルスがプラス方向、
マイナス方向に交互に１回以上繰り返されるパルス領域
を含む電圧波形からなり、前記現像領域において、磁気
コアの磁極変化１回あたり印加されるパルス数は、プラ
ス方向、マイナス方向の１方向にそれぞれ１０個以内で
あることを特徴とする多色画像形成装置。An endlessly rotating image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and at least two image carriers sequentially formed on the image carrier.
At least two developing units arranged around the image carrier, each developing unit developing at least one latent image with a developer of a corresponding color each time the latent image is formed. Each of the second and subsequent developing units for developing the second and subsequent latent images among the above uses a two-component developer composed of a hard magnetic carrier and an insulating toner as a developer. The developer carrying member for carrying the developer is composed of a non-magnetic shell, inside which a roller-shaped magnetic core in which a large number of N poles and S poles are alternately arranged is included, and the rotation of the developer carrying member and the magnetic core The developer carried on the developer carrier is conveyed to the developing area facing the image carrier by the rotation of the developer carrier, and a developing bias is applied to the developer carrier in the developing area. Multicolor image forming apparatus for developing a latent image on a carrier Oite, the developing bias,
A pulse having a pulse width of 200 μsec or less has a plus direction,
It consists of a voltage waveform including a pulse region alternately repeated one or more times in the minus direction. In the developing region, the number of pulses applied per magnetic pole change of the magnetic core is 10 in each of the plus direction and the minus direction. A multi-color image forming apparatus, wherein the number is within the number. 【請求項２】 前記現像バイアスのパルス領域になって
いない時間が、パルス領域の時間の１．５倍以上存在す
る請求項１の多色画像形成装置。2. The multicolor image forming apparatus according to claim 1, wherein the time during which the pulse of the developing bias is not in the pulse area is 1.5 times or more the time of the pulse area. 【請求項３】前記プラス方向、マイナス方向のパルス
は、振幅、パルス幅が同一である対称パルスである請求
項１または２の多色画像形成装置。3. The multicolor image forming apparatus according to claim 1, wherein said plus direction pulse and said minus direction pulse are symmetrical pulses having the same amplitude and pulse width. 【請求項４】 前記プラス方向、マイナス方向のパルス
は、振幅、パルス幅が異なる非対称パルスである請求項
１または２の多色画像形成装置。4. The multicolor image forming apparatus according to claim 1, wherein the plus direction pulse and the minus direction pulse are asymmetric pulses having different amplitudes and pulse widths. 【請求項５】 前記現像器各々の上流側に、像担持体の
帯電手段および露光手段をこの順に有する請求項１、
２、３または４の多色画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising an image carrier charging means and an exposure means in this order upstream of each of said developing devices.
2, 3 or 4 multicolor image forming apparatuses. 【請求項６】 前記２番目以降の潜像を形成する第２露
光手段以降の露光手段の各々は、像担持体の背面側から
画像の露光を行なう請求項１、２、３、４または５の多
色画像形成装置。6. An image forming apparatus according to claim 1, wherein each of the second and subsequent exposing means for forming the second and subsequent latent images exposes the image from the back side of the image carrier. Multicolor image forming apparatus. 【請求項７】 前記現像器の各々は、現像剤担持体上の
現像剤層厚を規制する規制部材の近傍に磁性部材を備え
る請求項１、２、３、４、５または６の多色画像形成装
置。7. The multicolor printing apparatus according to claim 1, wherein each of the developing devices includes a magnetic member near a regulating member that regulates a thickness of the developer layer on the developer carrying member. Image forming device.