JP2986892B2 - Image forming device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、露光により静電潜像担持体上に形成した静
電潜像を、複数の現像手段により複数の異なった色のト
ナーで順次現像した後、転写材に一回で転写して多色画
像を形成する画像形成装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier by exposure, which is sequentially developed with a plurality of different color toners by a plurality of developing means. Thereafter, the present invention relates to an image forming apparatus that forms a multicolor image by transferring the image to a transfer material at one time.

従来の技術 多色画像の得られる画像形成装置としては、例えば、
第１の従来例として、複数個の現像手段を潜像担持体の
周囲に設けて多色画像を得るものであって、下流側の現
像手段のトナー極性が上流のものとは逆極性であり、そ
のトナー層は潜像担持体と接触せず、現像時にはこのト
ナーが現像される交流電界を印加するが、非現像時には
上流側のトナーが現像される電界を印加し、トナー層厚
を30〜500μｍとし、且つ上流側の現像手段には有彩色
トナーを有する２成分現像剤を使用し、下流側の現像手
段には黒トナーの１成分現像剤を用いるものが提案され
ている（特開昭63−60471号公報参照）。2. Description of the Related Art As an image forming apparatus capable of obtaining a multicolor image, for example,
As a first conventional example, a plurality of developing means are provided around a latent image carrier to obtain a multicolor image, and the toner polarity of the downstream developing means is opposite to that of the upstream. However, the toner layer does not come into contact with the latent image carrier, and during development, an AC electric field for developing the toner is applied. A developing device using a two-component developer having a chromatic color toner as the upstream developing means and using a one-component developer of black toner as the downstream developing means has been proposed. See JP-A-63-60471).

又、第２の従来例として、感光層の厚みが35〜90μｍ
で且つ静電容量が20〜170pF/cm²のセレンもしくはセレ
ン化砒素の感光体周辺に、複数の現像手段を配して、帯
電・露光・現像を複数回繰り返して同一感光体上にカラ
ー像を得るようにした画像形成装置であって、現像手段
を、250μｍ以下の薄層化トナーによる感光体との非接
触直流バイアス現像としたものが提案されている（特開
昭63−63061号公報参照）。As a second conventional example, the thickness of the photosensitive layer is 35 to 90 μm.
And capacitance on the photosensitive member periphery of selenium or selenium arsenic 20~170pF / cm ² in, by arranging a plurality of developing means, a color image on the same photoconductor is repeated a plurality of times charging, exposure, development (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-63061) has been proposed in which an image forming apparatus in which non-contact DC bias development with a photoreceptor using a thinned toner of 250 μm or less is used as a developing means. reference).

この装置では、現像に寄与しないローラは停止してそ
の表面トナーを画像領域外で付着させて混色を防ぐよう
にし、感光体を15〜50μｍのOPCとし、現像を反転現像
とし、電位コントラストを400V以上にし、感光体上のト
ナー層厚を５〜30μｍとし、そして帯電をスコントロン
としている。In this device, the rollers that do not contribute to development are stopped and the surface toner adheres outside the image area to prevent color mixing, the photoconductor is 15 to 50 μm OPC, the development is reverse development, and the potential contrast is 400 V As described above, the thickness of the toner layer on the photoreceptor is set to 5 to 30 μm, and charging is performed by Scontron.

第３の従来例としては、複数の現像手段を非接触状態
で記録媒体に配して多色画像を得るようにした画像形成
装置であって、上流側の第１現像手段の周速を同方向回
転で記録媒体より速くすると共に、黒現像を適用し且つ
直流偏奇された交流バイアスを印加するようにし、下流
の第２現像手段以降を、等速現像にすると共にカラー現
像で且つ直流バイアスのみを印加するようにした、画像
形成装置が提案されている（特開昭63−85578号公報参
照）。A third conventional example is an image forming apparatus in which a plurality of developing units are arranged on a recording medium in a non-contact state to obtain a multicolor image, and the peripheral speed of the upstream first developing unit is the same. In the direction rotation, the speed is faster than that of the recording medium, black development is applied, and a DC biased AC bias is applied. There has been proposed an image forming apparatus in which an image is applied (see JP-A-63-85578).

発明が解決しようとする課題 静電潜像担持体上に多色画像を形成する場合には、２
色目以後の現像方式は非接触現像になる。そして現像方
式としては、カラー化が容易である非磁性トナーによる
現像方式であって、特に小型化、低コスト化に有利な１
成分現像方式がよい。この方式では、トナー層と潜像担
持体とを非接触に対向させて現像を行う。しかし２色目
の現像時には、静電潜像担持体上にトナー像が形成され
ているため、例えば第１の従来例のように、現像バイア
スとしてACバイアスを印加すると、潜像面とトナー担持
体面との間でトナーが往復運動して１色目のトナー像が
乱れるのみならず、２色目の現像手段に１色目のトナー
が混入して次第に２色目の画像が濁ってくるという問題
がある。Problems to be Solved by the Invention When forming a multicolor image on an electrostatic latent image carrier, two
Non-contact development is performed for the development method after the color tone. The developing method is a developing method using a non-magnetic toner that can be easily made into a color, and is particularly advantageous for miniaturization and cost reduction.
Component development is preferred. In this method, development is performed with the toner layer and the latent image carrier facing each other in a non-contact manner. However, during the development of the second color, since a toner image is formed on the electrostatic latent image carrier, when an AC bias is applied as a developing bias as in the first conventional example, the latent image surface and the toner carrier surface In addition to the above, there is a problem that not only the toner reciprocates and the first color toner image is disturbed, but also the second color image becomes turbid due to the mixing of the first color toner into the second color developing means.

この問題を防止するためには、第２及び第３の従来例
のように、２色目以後の現像を、直流電界によって非磁
性トナーを飛翔させる形式のものにすればよい。しかし
ながら、直流電界による飛翔現像では、現像域において
トナーが飛翔を開始する電界、即ちスレッシュホールド
電界以上にならないとトナーは飛翔しない。ところがこ
のスレッシュホールド電界の値は、トナー個々の帯電
量、ファンデルワールス力等に依存する値であり、ばら
つきが大きいため、露光方式がレーザ光による多値書き
込みである場合には、画像は低コントラスト部において
粒状性の強いものとなってしまい、滑らかな画像が得ら
れない。In order to prevent this problem, the development of the second and subsequent colors may be of a type in which the non-magnetic toner is caused to fly by a DC electric field, as in the second and third conventional examples. However, in the flying development by the DC electric field, the toner does not fly unless the electric field becomes higher than the electric field at which the toner starts to fly in the development area, that is, the threshold electric field. However, the value of the threshold electric field depends on the charge amount of each toner, van der Waals force, and the like, and has a large variation. Therefore, when the exposure method is multi-level writing using laser light, the image is low. In the contrast part, the graininess becomes strong, and a smooth image cannot be obtained.

そこで本発明は、従来技術に於ける上記問題を解決
し、第２色目以後の現像においてトナーの逆飛翔による
混色が防止されると共に、モノカラーモードにおいて階
調性のある高品質の画像の得られる画像形成装置を提供
することを課題とする。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problem in the prior art, prevents color mixture due to reverse flight of toner in the development of the second and subsequent colors, and obtains a high quality image with gradation in a mono color mode. It is an object to provide an image forming apparatus that can be used.

課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、請求項１の発明
は、露光により静電潜像担持体上に形成した静電潜像を
複数の現像手段により複数の異なった色のトナーで順次
現像した後転写材に一回で転写して多色画像を形成する
画像形成装置において、多色モードとモノカラーモード
とを備え、前記複数の現像手段のうち第２色目以後の現
像手段により、前記多色モードのときには直流バイアス
だけを印加して現像し、前記モノカラーモードのときに
は周期的に変化するバイアスを印加して現像する、こと
を特徴とし、請求項２の発明は、上記に加えて、前記露
光を画像信号に応じて発射されるレーザ光で行い、前記
第２色目以後の現像のために形成される前記静電潜像
は、前記多色モードのときには２値書き込みにより面積
階調を形成し、前記モノカラーモードのときには多値書
き込みにより階調を形成する、ことを特徴とし、請求項
３の発明は、請求項１の発明の特徴に加えて、前記第２
色目以後の現像手段は、非磁性１成分のトナー層を形成
するトナー担持体を備え、該トナー層を前記静電潜像に
飛翔させる方式のものであり、前記トナー担持体の現像
域における前記トナー層は、単位面積当たりの質量にお
いて0.5乃至1.5mg/cm²の範囲であり、単位質量当たりの
電荷量の絶対値において５乃至30μC/gの範囲である、
ことを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is directed to an image forming apparatus, comprising: an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier by exposure; An image forming apparatus for forming a multi-color image by transferring the toner to the transfer material at one time after successively developing with the toners of different colors is provided with a multi-color mode and a mono-color mode. 3. The method according to claim 2, wherein, in the multi-color mode, development is performed by applying only a DC bias, and in the mono-color mode, development is performed by applying a periodically changing bias. In the invention, in addition to the above, the exposure is performed by laser light emitted according to an image signal, and the electrostatic latent image formed for development of the second and subsequent colors is in the multicolor mode. By binary writing An area gray scale is formed, and a gray scale is formed by multi-value writing in the mono color mode.
The developing means after the color is provided with a toner carrier for forming a non-magnetic one-component toner layer, and is a system of flying the toner layer to the electrostatic latent image. The toner layer has a mass per unit area of 0.5 to 1.5 mg / cm ² and an absolute value of the charge per unit mass of 5 to 30 μC / g.
It is characterized by the following.

作用 請求項１の発明によれば、２色目以後の現像手段で
は、多色モードのときには直流バイアスだけを印加する
ので、静電潜像担持体上の１色目のトナーの逆飛翔が発
生せず逆飛翔による混色が防止される。一方、モノカラ
ーモードのときには、周期的に変化するバイアス、例え
ば直流重畳ACバイアス又はパルスバイアスを印加するこ
とにより、階調性のある高品質の画像が得られる。According to the first aspect of the present invention, in the developing means for the second and subsequent colors, only the DC bias is applied in the multi-color mode, so that the toner of the first color on the electrostatic latent image carrier does not fly backward. Color mixing due to reverse flight is prevented. On the other hand, in the mono-color mode, a high-quality image with gradation can be obtained by applying a periodically changing bias, for example, a DC bias AC bias or a pulse bias.

請求項２の発明によれば、上記に加えて、露光をレー
ザ光行う場合に、多色モードのときには２値書き込みに
より面積階調を持つ潜像を形成するように露光し、一方
モノカラーモードのときには多値書き込みにより多値階
調を持つ潜像を形成するように露光することにより、高
品質の画像を得ることができる。According to the second aspect of the present invention, in addition to the above, when performing the laser beam exposure, in the multi-color mode, the exposure is performed so as to form a latent image having an area gradation by binary writing. In this case, a high-quality image can be obtained by performing exposure so as to form a latent image having a multi-level gradation by multi-level writing.

請求項３の発明によれば、請求項１の発明の作用に加
えて、トナー層の質量及び電荷量を前記の如く所定範囲
の数値にするので、静電潜像担持体とトナー担持体とを
ほぼ等速度で移動しても、直流電界によって２値画像を
現像して十分な画像濃度が得られる。又、周期的な電界
によって多値階調を持つ潜像を現像しても滑らかな階調
性が得られる。According to the third aspect of the present invention, in addition to the operation of the first aspect of the present invention, since the mass and the charge amount of the toner layer are set to the numerical values in the predetermined ranges as described above, the electrostatic latent image carrier and the toner carrier , The binary image is developed by the DC electric field to obtain a sufficient image density. Further, even when a latent image having a multi-level gradation is developed by a periodic electric field, smooth gradation can be obtained.

実 施 例 第１図は、本発明を適用した画像形成装置の一例であ
るレーザプリンタの作像部の概略構造を示す。FIG. 1 shows a schematic structure of an image forming unit of a laser printer which is an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied.

静電潜像担持体としてのドラム状の感光体１の周辺に
は、順次、第１帯電器２、複数の現像手段としての第１
現像器４、第２帯電器５、２色目以後の現像手段として
の第２現像器７、転写帯電器９及びクリーニング装置11
が配設され、第１帯電器２と第１現像器４との間及び第
２帯電器５と第２現像器７との間で、レーザ光としての
第１露光３及び第２露光６が感光体１上を照射するよう
になっている。Around the drum-shaped photoreceptor 1 as an electrostatic latent image carrier, a first charger 2 and a plurality of first
Developing device 4, second charging device 5, second developing device 7 as a developing means for the second and subsequent colors, transfer charging device 9, and cleaning device 11
Is provided, and between the first charger 2 and the first developing device 4 and between the second charger 5 and the second developing device 7, the first exposure 3 and the second exposure 6 as laser light are performed. Irradiation is performed on the photoreceptor 1.

まず多色画像を形成する多色モードについて説明す
る。First, a multicolor mode for forming a multicolor image will be described.

第１帯電器２によって感光体１の表面を帯電させ、第
１露光３によってその上に静電潜像を形成させる。この
第１露光は、画像信号に応じて図示しない光書込み光学
系により発射されるレーザ光であって、多値階調を持つ
潜像を形成させることができる。続いて第１現像器４に
より潜像を現像し第１のトナー像を形成させる。この第
１現像器４では、黒トナーによって文字画像を現像する
場合が多いので、画像の解像度の高い方式のものが良
い。従って、第１現像器４は、トナーの帯電がキャリア
との摩擦によって行われる２成分現像剤の磁気ブラシを
用いた接触現像方式のものが好ましい 次に第２帯電器５によって１色目のトナー像の上から
再び感光体１の表面を帯電させ、第１の露光が行われた
部分の電位状態を周囲と同等もしくはそれ以上にする。
そして第２露光６によって感光体１上に第２の静電潜像
を形成する。第２露光６は、同様に光書込み光学系によ
り発射されるレーザ光であるが、メモリー小さくてもよ
い２値の潜像を形成する。この露光では、１色目のトナ
ーが付着している部分を露光しないことにより、２色目
のトナーと１色目のトナーとが感光体１上で重なり合っ
て色が濁ることを防止できる。The surface of the photoconductor 1 is charged by the first charger 2, and an electrostatic latent image is formed thereon by the first exposure 3. The first exposure is a laser beam emitted by an optical writing optical system (not shown) according to an image signal, and can form a latent image having a multi-value gradation. Subsequently, the latent image is developed by the first developing device 4 to form a first toner image. Since the first developing device 4 often develops a character image using black toner, a system having a high image resolution is preferable. Therefore, the first developing device 4 is preferably of a contact developing type using a magnetic brush of a two-component developer in which the toner is charged by friction with the carrier. The surface of the photoreceptor 1 is charged again from above, and the potential state of the portion where the first exposure has been performed is made equal to or higher than the surroundings.
Then, a second electrostatic latent image is formed on the photoconductor 1 by the second exposure 6. The second exposure 6 is a laser beam similarly emitted by the optical writing optical system, but forms a binary latent image which may be small in memory. In this exposure, the portion where the first color toner is adhered is not exposed, so that the second color toner and the first color toner can be prevented from overlapping on the photoreceptor 1 to make the color turbid.

続いて第２の静電潜像を第２現像器７によって現像す
る。第２現像器７としては、カラー化が容易な非磁性の
トナーを用いるものが適しており、特に小型化、低コス
ト化に有利な１成分の非接触方式のものがよい。そして
現像バイアスとしては、１色目のトナーが２色目の第２
現像器７へ逆飛翔するのを防止できる直流電界を用い、
飛翔現像を行う。Subsequently, the second electrostatic latent image is developed by the second developing device 7. As the second developing device 7, a device using a non-magnetic toner which is easy to color is suitable, and a one-component non-contact type device which is particularly advantageous for miniaturization and cost reduction is preferable. As the developing bias, the toner of the first color is
By using a DC electric field that can prevent reverse flight to the developing device 7,
Perform flight development.

以上の過程によって感光体１上に多色画像を順次形成
し、搬送路８上の転写材に転写帯電器９によって多色画
像を一回で転写する。A multicolor image is sequentially formed on the photoreceptor 1 by the above process, and the multicolor image is transferred onto the transfer material on the transport path 8 by the transfer charger 9 at one time.

転写材上のトナー像は、定着器10により定着されて画
像が完成される。一方、感光体１上の未転写トナーは、
クリーニング装置11で掻き落とされ、感光体１は再び画
像形成の可能な状態にされる。The toner image on the transfer material is fixed by the fixing device 10 to complete the image. On the other hand, the untransferred toner on the photoconductor 1 is
The photoreceptor 1 is scraped off by the cleaning device 11, and is again in a state where image formation is possible.

次にモノカラーモードの場合の画像形成順序について
説明する。Next, the image forming order in the case of the mono-color mode will be described.

第１帯電器２によって感光体１を帯電させ第１露光３
によって多値階調を持つ潜像を形成する。このときに
は、第１現像器４が潜像面に対して非接触状態になるよ
うに退避していることが好ましい。そして第２現像器７
によってカラー現像を行う。この現像では、潜像の電位
に応じてトナーの付着量を制御できるパルスバイアスを
印加して現像を行い、滑らかな階調性を持つ鮮明度の高
いモノカラー画像を得るようにする。The photosensitive member 1 is charged by the first charger 2 and the first exposure 3
To form a latent image having a multi-value gradation. At this time, it is preferable that the first developing device 4 is retracted so as not to be in contact with the latent image surface. And the second developing device 7
Color development. In this development, the development is performed by applying a pulse bias capable of controlling the amount of toner attached according to the potential of the latent image, so that a monochromatic image with smooth gradation and high definition is obtained.

第２図は第１図の第２現像器７を拡大した図である。
本図により、２色目以後の非接触の現像方式について更
に詳説する。FIG. 2 is an enlarged view of the second developing device 7 of FIG.
The non-contact developing method for the second and subsequent colors will be described in further detail with reference to FIG.

第２現像器７は、非磁性の１成分トナーを用いる現像
装置である。トナーホッパ25には１色目とは異なった色
のトナー26が補給され、アジテータ24で攪拌される。そ
してトナー供給部材22に送られたトナーは、トナー担持
体である現像ローラ21と摩擦されて帯電し、現像ローラ
21に付着する。The second developing device 7 is a developing device using a non-magnetic one-component toner. Toner hopper 25 is supplied with toner 26 of a color different from the first color, and is agitated by agitator 24. The toner sent to the toner supply member 22 is charged by being rubbed with the developing roller 21 as a toner carrier, and
Attaches to 21.

現像ローラ21に付着したトナーは、トナー層形成部材
23によって均一なトナー層とされて現像領域に搬送され
る。この場合の現像ローラ21上のトナー付着量は、現像
ローラ21と感光体１とが非接触で相対向してほぼ等速度
で移動しても、十分な画像濃度が得られる程度がよい。The toner attached to the developing roller 21 is a toner layer forming member.
23 forms a uniform toner layer and is transported to the development area. In this case, the toner adhesion amount on the developing roller 21 is preferably such that a sufficient image density can be obtained even when the developing roller 21 and the photoconductor 1 are opposed to each other in a non-contact manner and move at substantially the same speed.

現像ローラ21と感光体１とが速度差を持つと、「トナ
ー後端寄り」という現像が起きて、べた部の濃度が不均
一となりカラー画像においては問題となる。このため、
現像ローラ21上に単位面積当たりの質量（M/A）で0.5乃
至1.5mg/cm²の範囲のトナー層を形成させ、感光体１と
トナー層とを非接触に保持して現像を行う。If the developing roller 21 and the photosensitive member 1 have a speed difference, the development of "toner trailing end" occurs, and the density of the solid portion becomes uneven, which is a problem in a color image. For this reason,
A toner layer having a mass per unit area (M / A) of 0.5 to 1.5 mg / cm ² is formed on the developing roller 21, and development is performed while the photoconductor 1 and the toner layer are kept in non-contact.

多色モードが指定されたときには、既に黒のトナー像
が形成されている感光体１上から現像を行うため、トナ
ーの逆飛翔による混色をほぼ完全に防止できる直流電界
による飛翔現像を用いる。一方、直流電界による現像に
おいては、潜像の低コントラスト部で粒状性の強い画像
となり、再現性が劣化することになる。このため、潜像
を２値の書込み方式による面積階調によって形成するこ
とにより、画像の低濃度部から高濃度部まで均一濃度の
良好な画像が得られるようにしている。When the multicolor mode is designated, since the development is performed from the photoreceptor 1 on which the black toner image has already been formed, the flying development by the DC electric field which can almost completely prevent the color mixture due to the backward flying of the toner is used. On the other hand, in the development by the DC electric field, an image having a high granularity is formed in a low contrast portion of the latent image, and the reproducibility is deteriorated. For this reason, by forming a latent image by area gradation using a binary writing method, it is possible to obtain an image with good uniform density from a low density portion to a high density portion of the image.

モノカラーモードが指定されたときには、トナーの混
色の恐れが無いため、多値階調を持った潜像を再現する
のに最適な現像バイアスを印加する。このバイアスは周
期的な変化を持ったものが良く、直流重畳ACバイアス又
はパルスバイアスとなる。そして、非磁性のトナー層を
電界の強度に応じて飛翔させるためには、次ぎのような
バイアスが好ましい。即ち、トナーが潜像と同極性であ
りマイナスの電荷を持つ場合に、電圧としては−600V以
上の高電圧部分と、−600V以下の低電圧部分とからな
り、周波数が500乃至5000Hzの範囲であり、１周期に占
める高電圧の時間比が50％以下、好ましくはほぼ30％に
なっているようなバイアスである。このようにすること
により、帯電電位−800V、書込み部分電位−700V乃至−
100Vの範囲である多値階調を持った潜像を滑らかに再現
することができる。When the mono-color mode is designated, there is no possibility of toner color mixture, so that an optimal developing bias for reproducing a latent image having multi-valued gradation is applied. The bias preferably has a periodic change, and is a DC bias AC bias or a pulse bias. In order to cause the non-magnetic toner layer to fly according to the strength of the electric field, the following bias is preferable. That is, when the toner has the same polarity as the latent image and has a negative charge, the voltage is composed of a high voltage portion of -600 V or more and a low voltage portion of -600 V or less, and the frequency is in the range of 500 to 5000 Hz. The bias is such that the time ratio of the high voltage in one cycle is 50% or less, and preferably about 30%. By doing so, the charging potential is -800 V, the writing partial potential is -700 V to-
A latent image having a multi-value gradation within a range of 100 V can be smoothly reproduced.

現像ローラ21上のトナー層は、直流電界による飛翔現
像及びパルスバイアスによる飛翔現像の何れにおいて
も、文字画像の明瞭性とべた部の均一性とを持つもので
なければならない。このためトナー層は、現像ローラ21
上の単位質量当たりの電荷量（Q/M）の絶対値で、５乃
至30μC/gの範囲の多層トナー層にする必要がある。こ
れは、Q/Mが５μC/g以下では、パルスバイアスのような
周期的なバイアスを印加して飛翔現像を行うと文字画像
が太ってしまうという問題があること、及びQ/Mが30μC
/g以上では、直流電界下でトナーの飛翔が難しくなり画
像濃度が低下すると言う問題があることによる。この場
合、Q/Mの測定は吸引法によるものであり、約30gのファ
ラデーケージに10mg程度のトナーを吸引して電荷量を測
ったものである。The toner layer on the developing roller 21 must have clarity of a character image and uniformity of a solid portion in both the flying development by a DC electric field and the flying development by a pulse bias. For this reason, the toner layer is
It is necessary to form a multilayer toner layer having an absolute value of the charge amount per unit mass (Q / M) of 5 to 30 μC / g. This is because when Q / M is 5 μC / g or less, the character image becomes fat when flying and developing by applying a periodic bias such as a pulse bias, and Q / M is 30 μC / g.
Above / g, there is a problem that the toner is difficult to fly under a DC electric field and the image density is reduced. In this case, the Q / M is measured by a suction method, in which a charge amount is measured by sucking about 10 mg of toner into a Faraday cage of about 30 g.

このような現像ローラ21としては、アルミ素面にサン
ドブラスト処理を施したローラが知られている。しかし
機械的な凹凸によって多層のトナーを搬送すると、表層
のトナーが飛散して装置内を汚染してしまったり、凹部
にトナーが詰まっててまうなどにより耐久性に問題があ
る。そこで本実施例では、現像ローラ21を、表面の異な
る特性を有する複数の部分のうち少なくとも１つが電荷
保持機能を有し、その部分に電荷が付与されるとこによ
り異なる特性を有する部分相互間において形成される電
界により、トナーを保持するようにしたローラとしてい
る。As such a developing roller 21, a roller obtained by subjecting an aluminum elemental surface to sandblasting is known. However, when a multi-layer toner is transported due to mechanical unevenness, the toner on the surface layer scatters and contaminates the inside of the apparatus, and there is a problem in durability because the toner is clogged in the concave portion. Therefore, in the present embodiment, at least one of a plurality of portions having different characteristics on the surface has a charge holding function, and when a charge is applied to the portion, the developing roller 21 is moved between portions having different characteristics. The roller is configured to hold the toner by the formed electric field.

第３図（ａ）、（ｂ）はこのようなローラの一例を示
す。FIGS. 3A and 3B show an example of such a roller.

現像ローラ21は、同図（ｂ）にその表面Ａ部の詳細を
示す如く、アルミ素面に格子状もしくはアヤメ状のロー
レット加工溝を設けることにより誘電部21aと導電部21b
とを形成し、誘電物質としてフッ素系もしくはシリコン
系の樹脂を埋め込んだものとすることができる。このよ
うなローラを用いることにより、流動性が高く飛翔効率
のよいトナーの多層薄層を形成して現像に供することが
できる。The developing roller 21 has a dielectric portion 21a and a conductive portion 21b by providing a lattice-shaped or iris-shaped knurled groove on an aluminum surface, as shown in detail in FIG.
Is formed, and a fluorine-based or silicon-based resin is embedded as a dielectric material. By using such a roller, a multi-layer thin layer of toner having high fluidity and high flying efficiency can be formed and used for development.

実用例： 第１図において、感光体１としてドラム状有機感光体
を用いる。多色モードが指定された時には、帯電後の感
光体１に、第１露光３によって多値階調を持った潜像を
形成し、これを黒トナーによって現像する。この黒現像
は、２成分の磁気ブラシによる接触の現像方式を用いて
行い、文字の鮮明な画像を得る。そしてこの黒トナー像
が形成されている感光体１を再び帯電させ、第２露光６
によって第２の静電潜像を形成する。この第２露光６
は、メモリーが小さくてもよい２値の書き込み方式によ
り面積階調を持った潜像を形成する。この場合の感光体
１上の電位は、黒トナー部分が−900V、帯電部分は−80
0V、書き込み部分は−100Vである。２色目のカラー現像
は、非磁性１成分のトナー層によって、感光体１と現像
ローラ21との線速度を等しく120mm/secにして行う。Practical example: In FIG. 1, a drum-shaped organic photoconductor is used as the photoconductor 1. When the multicolor mode is designated, a latent image having a multi-value gradation is formed on the charged photoconductor 1 by the first exposure 3, and this is developed with black toner. This black development is performed using a contact development method using a two-component magnetic brush to obtain a clear image of characters. Then, the photoconductor 1 on which the black toner image is formed is charged again, and the second exposure 6 is performed.
Forms a second electrostatic latent image. This second exposure 6
Forms a latent image having an area gradation by a binary writing method which may be small in memory. In this case, the potential on the photoconductor 1 is -900 V for the black toner portion and -80 V for the charged portion.
0V, the write portion is -100V. The color development of the second color is performed by using the non-magnetic one-component toner layer to make the linear velocity between the photosensitive member 1 and the developing roller 21 equal to 120 mm / sec.

このトナー層を担持する現像ローラ21は次のものにす
る。即ち、アルミ芯金の上に幅0.15mm×深さ0.2mmの角
溝ローレットを、0.3mmピッチで45度の角度に切ったも
のに、シリコン系の樹脂を塗布した後、表面を切削加工
してアルミ面を露出させたものである。この現像ローラ
21によれば、樹脂部分には、第２図に示すトナー供給部
材22との間の摩擦によってプラスの電荷が蓄積され、こ
の電荷によりアルミ面との間にフリンジ電界が形成さ
れ、マイナスに帯電したトナーを多層に形成して搬送す
ることができる。このトナー層は、Q/Mが−15μC/gでM/
Aが1.0mg/cm²のものとなった。そして現像ローラ21と感
光体１との間隙を0.12mmとした。このようにして現像バ
イアスとして直流−750Vを印加して２色目の現像を行っ
たところ、黒トナーの逆飛翔が防止され、べた部の濃度
が均一なカラー画像が得られた。そして、感光体１上の
２色のトナー像を１回で記録紙に転写して良好な多色画
像が得られた。The developing roller 21 carrying this toner layer is as follows. That is, after cutting a square groove knurl of 0.15 mm width x 0.2 mm depth at an angle of 45 degrees at a pitch of 0.3 mm on an aluminum cored bar, apply a silicone resin, and then cut the surface. The aluminum surface is exposed. This developing roller
According to 21, a positive charge is accumulated in the resin portion due to friction between the toner supply member 22 and the toner supply member 22 shown in FIG. The formed toner can be formed in multiple layers and transported. This toner layer has a Q / M of -15 μC / g and
A was 1.0 mg / cm ² . The gap between the developing roller 21 and the photosensitive member 1 was set to 0.12 mm. When the second color was developed by applying a DC of -750 V as a developing bias in this way, the reverse flight of the black toner was prevented, and a color image having a uniform density in a solid portion was obtained. Then, the two-color toner image on the photoreceptor 1 was transferred onto the recording paper at one time, and a good multicolor image was obtained.

モノカラーモードが指定された時には、第１帯電器２
によって感光体１を帯電させ、第１露光３によって書き
込みを行う。この潜像は多値階調を持っており、帯電電
位は−800V、露光部分の電位は−600乃至−100Vの範囲
となっている。これを前記の非磁性１成分トナー層によ
って現像するために、印加バイアスを、直流重畳パルス
バイアスであって、−100Vの0.5m sec間と部分と−900V
の0.25m sec間の部分とからなるものにする。この周波
数はほぼ1330Hzである。このような条件にすることで、
滑らかな階調再現性を持ち、ライン部の良好なモノカラ
ー画像が得られた。When the mono color mode is designated, the first charger 2
Then, the photosensitive member 1 is charged, and writing is performed by the first exposure 3. This latent image has a multi-level gradation, the charging potential is -800 V, and the potential of the exposed portion is in the range of -600 to -100 V. In order to develop this with the non-magnetic one-component toner layer, the applied bias is a direct current superimposed pulse bias for 0.5 msec of -100 V, and a portion of -900 V.
Of 0.25 msec. This frequency is approximately 1330 Hz. Under these conditions,
A monochromatic image having smooth gradation reproducibility and good line portions was obtained.

効果 以上の如く本発明によれば、請求項１の発明において
は、複数の現像手段により、多色モード時には異なった
色のトナー像を静電潜像担持体上に形成して転写材に１
回で転写する場合に、２色目以後の現像バイアスとして
直流バイアスを印加するので、静電潜像担持体上の１色
目のトナーの逆飛翔が起こらず混色が防止される。そし
てモノカラーモード時には、周期的な変化を持ったバイ
アスとして直流重畳ACバイアス又はパルスバイアス等が
印加されるので、滑らかな階調性を持った品質の高い画
像が得られる。即ち、多色モードと単色モードとを設
け、１色目と２色目以後の潜像と現像バイアスの最適な
組み合わせによって従来技術の問題を解決することがで
きる。Effects As described above, according to the present invention, in the first aspect of the present invention, in the multicolor mode, toner images of different colors are formed on the electrostatic latent image carrier by the plurality of developing means, and the toner image is formed on the transfer material.
In the case where the transfer is performed in a single cycle, a DC bias is applied as a developing bias for the second and subsequent colors, so that the first color toner on the electrostatic latent image carrier does not fly backward and color mixing is prevented. In the mono-color mode, a DC bias AC bias or a pulse bias is applied as a bias having a periodic change, so that a high-quality image with smooth gradation can be obtained. That is, the multi-color mode and the single-color mode are provided, and the problem of the related art can be solved by the optimal combination of the latent images of the first and second colors and the developing bias.

請求項２の発明においては、上記に加えて、露光方式
が画像信号に応じて発射されるレーザ光によって行う場
合に、多色モードのときには２値書き込みにより面積階
調を持つ潜像を形成するように露光し、一方、モノカラ
ーモードのときには多値書き込みにより多値階調を持つ
潜像を形成するように露光することにより、高品質の画
像を得ることができる。又、多色モードのときに２値書
き込みにより面積階調を持つ静電潜像を形成させるの
で、メモリー容量を小さいものとすることができる。According to the second aspect of the present invention, in addition to the above, when the exposure method is performed by a laser beam emitted according to an image signal, a latent image having an area gradation is formed by binary writing in a multicolor mode. Exposure as described above, while in the mono-color mode, exposure is performed by multi-level writing to form a latent image having multi-level gradation, whereby a high-quality image can be obtained. Further, in the multi-color mode, since an electrostatic latent image having an area gradation is formed by binary writing, the memory capacity can be reduced.

請求項３の発明においては、２色目以後の現像に用い
る非磁性のトナー層のトナー担持体上でのM/Aを0.5乃至
1.5mg/cm²の範囲とし、同Q/Mを絶対値で５乃至30μC/g
の範囲にするので、静電潜像担持体とトナー担持体がほ
ぼ等速度で移動して直流電界によって２値画像を現像し
ても十分な画像濃度が得られ、文字画像の鮮明なものが
得られる。更に、周期的な電界によって多値階調を持つ
潜像を現像しても、滑らかな階調性を持った良好な画像
を得ることができる。According to the third aspect of the present invention, the M / A of the non-magnetic toner layer used for the development of the second and subsequent colors on the toner carrier is 0.5 to 0.5.
1.5 mg / cm ² range and the same Q / M in absolute value of 5 to 30 μC / g
Therefore, sufficient image density can be obtained even if the electrostatic latent image carrier and the toner carrier move at substantially the same speed and a binary image is developed by a DC electric field, and a clear character image can be obtained. can get. Further, even if a latent image having a multi-level gradation is developed by a periodic electric field, a good image having smooth gradation can be obtained.

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

第１図はレーザプリンタの作像部の説明図、第２図はそ
の第２現像器の説明図、第３図（ａ）はその現像ローラ
の斜視図、同図（ｂ）はその表面Ａ部の拡大図である。 １……感光体（静電潜像担持体） ３……第１露光（レーザ光） ４……第１現像器（複数の現像手段） ６……第２露光（レーザ光） ７……第２現像器（第２色目以後の現像手段） 21……現像ローラ（トナー担持体）FIG. 1 is an explanatory view of an image forming section of a laser printer, FIG. 2 is an explanatory view of a second developing device, FIG. 3 (a) is a perspective view of the developing roller, and FIG. It is an enlarged view of a part. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photoreceptor (electrostatic latent image carrier) 3 ... First exposure (laser light) 4 ... First developing device (plural developing means) 6 ... Second exposure (laser light) 7 ... 2 developing device (developing means for the second and subsequent colors) 21... Developing roller (toner carrier)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/06 - 15/06 102 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁶ , DB name) G03G 13/01 G03G 15/01-15/01 117 G03G 15/06-15/06 102

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】露光により静電潜像担持体上に形成した静
電潜像を、複数の現像手段により複数の異なった色のト
ナーで順次現像した後、転写材に一回で転写して多色画
像を形成する画像形成装置において、 多色モードとモノカラーモードとを備え、前記複数の現
像手段のうち第２色目以後の現像手段により、前記多色
モードのときには直流バイアスだけを印加して現像し、
前記モノカラーモードのときには周期的に変化するバイ
アスを印加して現像する、ことを特徴とする画像形成装
置。An electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier by exposure is sequentially developed with a plurality of different color toners by a plurality of developing means, and then transferred to a transfer material at one time. In an image forming apparatus for forming a multicolor image, a multicolor mode and a monocolor mode are provided, and only a DC bias is applied in the multicolor mode by a developing unit of a second color or later among the plurality of developing units. And develop
An image forming apparatus, wherein a bias that changes periodically is applied in the mono-color mode for development. 【請求項２】前記露光を画像信号に応じて発射されるレ
ーザ光で行い、前記第２色目以後の現像のために形成さ
れる前記静電潜像は、前記多色モードのときには２値書
き込みにより面積階調を形成し、前記モノカラーモード
のときには多値書き込みにより階調を形成する、ことを
特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。2. The method according to claim 1, wherein the exposure is performed by laser light emitted in accordance with an image signal, and the electrostatic latent image formed for development of the second and subsequent colors is binary-written in the multicolor mode. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an area gray scale is formed by using a multi-level write in the mono color mode. 【請求項３】前記第２色目以後の現像手段は、非磁性１
成分のトナー層を形成するトナー担持体を備え、該トナ
ー層を前記静電潜像に飛翔させる方式のものであり、前
記トナー担持体の現像域における前記トナー層は、単位
面積当たりの質量において0.5乃至1.5mg/cm²の範囲であ
り、単位質量当たりの電荷量の絶対値において５乃至30
μC/gの範囲である、ことを特徴とする請求項１に記載
の画像形成装置。3. The developing means for the second and subsequent colors comprises a non-magnetic one.
A toner carrier that forms a toner layer of the component, wherein the toner layer flies over the electrostatic latent image, and the toner layer in a development area of the toner carrier has a mass per unit area. 0.5 to 1.5 mg / cm ² , and 5 to 30 in absolute value of the amount of charge per unit mass.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the range is μC / g.