JP2000194181A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】現像ローラ４に現像剤供給遮断手段を採用した
カラー画像形成装置において装置の高速化，感光体２が
小径化となってイメージ間が短くなっても簡単に現像バ
イアスの制御できるカラー画像形成装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】感光体２の一回転毎に一つの現像器３によ
り静電潜像に現像するカラー画像形成装置１において、
現像ローラ４に直流電圧を印加する第一の現像バイアス
印加手段と、非現像時に現像ローラ対向面に現像剤が搬
送されるのを遮断する現像剤供給遮断手段と、現像して
いる現像器３Ｃの感光体回転方向下流側の現像器３Ｂ
に、現像バイアスを印加する第二の現像バイアス印加手
段と、その現像されたトナー像が現像器３Ｂを通過する
まで現像バイアスを継続する現像バイアス継続手段とを
具備した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリンタ、複写
機、ファックス等の電子写真方式のカラー画像形成装置
に関し、特にトナーとキャリアによる磁気ブラシを用い
て二成分現像を行う現像器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いたカラー画像形成装
置に利用される現像器としては種々の方式が提案されて
おり、大きくはトナーだけで現像する一成分現像方式と
トナーとキャリアを用いる二成分現像方式とに大別され
る。このような方式での問題として一成分現像器ではト
ナーの発色を良くする等のためトナーを柔らかくするこ
とがあり、トナーが徐々に現像スリーブに付着して現像
器の長寿命化が困難である。一方、二成分現像方式で
は、上述のようなことはなく一成分現像方式より長寿命
化には有利であるが、キャリアとトナーで形成される磁
気ブラシが接触して現像するため、各色の現像器に感光
体を介して他の色が混色する問題がある。

【０００３】従って、各現像器間の混色を防ぐ為に現像
器待避方式と現像剤供給遮断方式等の各種方式が提案さ
れている。現像器待避方式は像担持体である感光体に対
して、現像器を現像時には近接または当接させ、非現像
時には現像器を感光体に対して離間させることを特徴と
し、現像剤供給遮断方式は先願の特願平１０−１１８２
０３に開示されたように現像時には現像ローラの感光体
と対面する対向面に現像剤を供給させ、非現像時には対
向面に現像剤を供給するのを阻止するようにしたもので
ある。このような方式の内、近年装置の小型化，高速化
に伴い感光体が小径化してきたことから、制御の追従性
が高い現像剤供給遮断方式が注目されている。

【０００４】一方、電子写真現像方式では現像バイアス
を用いてトナーを感光体の静電潜像に付着させ、且つ、
背景部のトナーを現像器に回収させるようにして現像が
行われており、一色の現像器の現像が終了後、現像剤供
給阻止手段が作動して現像剤を感光体から待避させ、同
時に現像バイアスを停止して終了し、次の色の現像を開
始させるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようにカラー画像
形成装置の高速化に伴い、感光体の回転速度の高速化，
感光体の小径化が行われており、これに伴って用紙の長
さに対応する潜像形成領域終端より次の色の潜像形成領
域始端までの感光体における潜像間（以下、イメージ間
という）が短くなり、現像器の色の切り替えを即座にし
なければならなくなった。従って、上述の現像器待避方
式では感光体の高速化，小径化が進むと、現像バイアス
の停止と共に感光体の表面電位を切る制御がさらに複雑
になり制御が困難となる。

【０００６】また、現像剤供給遮断手段を採用したとし
てもイメージ間が短くなった装置に関しても現像剤が遮
断しきれずに次のイメージを現像させることが生じ、こ
のような状態で各色毎に現像バイアスを制御したとして
も現像バイアスの制御が複雑になる。

【０００７】本発明は上述の問題点に鑑みて成されたも
のであり、現像剤供給遮断手段を採用したカラー画像形
成装置において装置の高速化，感光体が小径化となって
イメージ間が小さくなっても簡単に現像バイアスの制御
ができるカラー画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体と、
該感光体の周囲に沿って配置された現像器と、該現像器
内に、トナーとキャリアから成る現像剤を保持し前記感
光体表面と対向する対向面に前記現像剤を搬送する現像
ローラと、該現像ローラに直流電圧を印加する第一の現
像バイアス印加手段とを具備し、前記感光体の一回転毎
に一つの現像器で現像され、前記現像ローラの対向面に
搬送されたトナーは印加された現像バイアスによって前
記静電潜像に現像されると共に、少なくとも前記静電潜
像形成領域の終端から次の静電潜像形成領域の始端まで
の長さが感光体回転方向最下流側に位置する現像器から
最上流側に位置する現像器の現像位置までの長さより短
くなるように構成したカラー画像形成装置において、前
記各現像器に備えられ、現像時に前記現像ローラ対向面
に現像剤を搬送させ、非現像時に前記現像ローラ対向面
に現像剤が搬送されるのを遮断する現像剤供給遮断手段
と、少なくとも現像している現像器の感光体回転方向下
流側に位置する他の現像器に、前記現像剤を遮断させた
状態で前記現像バイアスを印加する第二の現像バイアス
印加手段と、前記現像されたトナー像が前記他の現像器
を通過するまで前記第二の現像バイアスの印加を継続す
る現像バイアス継続手段とを具備した構成とする。

【０００９】本発明によれば、現像剤供給遮断手段を採
用したカラー画像形成装置において、感光体を小径化し
てイメージ間が短くなっても現像バイアスの制御は不要
であり、また、第二の現像バイアス印加手段と現像バイ
アス継続手段とを用いて現像されたトナー像が感光体回
転方向下流側の一又は複数の他の現像器を通過するとき
は常にその他の現像器に直流の現像バイアスを印加する
ように構成されているため、現像されない通過するだけ
の現像器は現像剤が遮断されているので、現像剤が現像
ローラの表面に存在しておらず、現像剤が感光体に移行
するいわゆるキャリア引きはなく、単に現像バイアスの
一括印加で制御が可能となり、高速化に追従した画像が
形成できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図を
用いて説明する。図１は本発明の複数の現像器を有する
カラープリンタの概略図を示す。以下、図の番号に従っ
て説明する。 １はカラープリンタの概略構成であり、カラープリンタ
１は、回動自在に支持された感光体２を有しており、感
光体２の周囲には、感光体２の表面を一様に帯電させる
帯電ローラ１０、帯電ローラ１０に対して感光体２の回
転方向上流側から順に、レーザスキャナ等の露光手段１
１、現像器３（３Ｂ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｙ）、転写ドラム
ラ１２が配設されている。この転写ドラム１２に接して
給紙部よりのシートＳに画像を転写する転写ローラ１４
が配されている。

【００１１】現像器３はイエロー色のトナーの現像剤を
含むイエロー現像器３Ｙと、マゼンタ色のトナーの現像
剤を含むマゼンタ色現像器３Ｍ、シアン色のトナーの現
像剤を含むシアン現像器３Ｃと、ブラック色のトナーの
現像剤を含むブラック現像器３Ｂ、が配設されている。
この周囲に配置された現像器３はイメージ間が少なくと
も感光体回転方向最上流に配置されたイエロー現像器３
Y の現像位置から最下流に配置したブラック現像器３B
の現像位置までの距離よりも周長が短くなって配置され
ている。また、それぞれの現像器３には、感光体２と所
定間隙を有して現像ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂが配
置されており、二成分接触現像方式が用いられる。ま
た、図３に示すように各現像ローラ（４B ，４Ｃ，４
Ｍ，４Ｙ）には現像時の現像バイアス，その他の制御を
行う制御回路Ａが直接接続されている。制御回路Ａは現
像時に現像ローラの感光体２と対向する面（対向面）に
現像剤を搬送させ、非現像時にその現像ローラ対向面に
現像剤を存在させないようにする現像剤供給遮断回路ａ
を具備している。この回路より後述する機構が作動し、
現像している時は現像ローラ対向面に現像剤が供給さ
れ、非現像時には現像ローラ対向面から現像剤の供給を
遮断する。

【００１２】また、制御回路Ａは、現像時に現像ローラ
に現像バイアスを印加する第一の現像バイアス印加手段
ｃと第二の現像バイアス印加回路ｄを具備する。この回
路は現像している以外の現像器であって、そこから感光
体回転方向下流側に位置する複数の現像器に一括して直
流電圧の現像バイアスを印加する。このように現像して
いない現像器は現像ローラの感光体対向面に現像剤が搬
送されるのを遮断されているので現像バイアスを制御し
てもキャリア引きがないため、この条件を利用して現像
バイアスを制御させている。この第二の現像バイアス印
加は第一の現像バイアスと同時に印加するのが好ましい
が同時に印加する場合だけでなく少なくとも現像されて
いない他の現像器を時間的にずらして印加しても良い。
その場合、順番は問わないが、少なくともそのためには
現像されていない現像器を通るトナー象が通過する前に
印加する必要がある。

【００１３】さらに制御回路Ａは、現像バイアス継続回
路ｂを具備している。この回路は一括印加されて現像し
ている以外の現像器３であって、現像剤供給遮断回路ａ
が作動して現像ローラ対向面に現像剤が供給されない現
像器３について、現像されたトナー像が他の現像器を通
過するまで第二の現像バイアスの印加を継続する。

【００１４】次に、本発明に係わる現像器について図２
を用いて説明する。図２はこの発明に係わる現像器の断
面図である。

【００１５】現像器は、一方のみが解放されたケース２
４とトナー補給槽を兼ねたカバー２５とからなる装置本
体を有しており、装置本体の開放側には回転方向に現像
剤を搬送する現像スリーブとその内部に磁石を有する現
像ローラ４が回転自在に支持されている。

【００１６】現像ローラ４と一定間隔離間した位置に現
像ローラ４上の現像剤の厚さを規制するドクターブレー
ド２１と本発明の現像剤供給遮断手段であるスリーブ３
１が現像ローラ４と対面して配置されている。また、ス
リーブ３１内部には不図示のカムによって一定角度回動
して対面可能な磁石３２が回転自在に支持されている。
図中、Ｈの位置にいる場合は現像剤が対向面（この位置
で現像される）４Ａに供給されるが、上述の現像剤供給
遮断回路ａにより遮断する信号が伝わると磁石３２が現
像ローラ４と対面するＧの位置に回転し、ここに形成さ
れる磁気シールドにより搬送ローラ２７Ａ，２７Ｂから
供給される現像剤を現像ローラ４の対向面４Ａに供給す
るのを遮断するように構成されている。

【００１７】なお、本実施の形態ではスリーブ３１内に
配置するのを磁石３２で構成したがこれに限定されず、
磁性体で構成しても良い。また、この磁石体３２は図示
しない現像ローラ内の磁石の搬送極と同じ極性を有する
構成にすると磁気のシールド効果が高まるためさらに良
い。

【００１８】一方、図１の制御回路Ａにより、現像ロー
ラ４に現像電圧が印可されている。その構成は、直流電
圧はプリンタ動作時（感光体回転時）は特別な制御タイ
ミングを持たずにすべての現像器に電圧が印加される。
現像を行う現像器に関してのみ交流電圧を重畳させて現
像を行うように構成しても良い。

【００１９】また、ケース２４は、一体に形成され、か
つ、ケース２４の約半分の高さに仕切板２６が形成され
ており、現像ローラ２４の軸方向へ現像剤を循環搬送す
る２本の搬送ローラ２７Ａ、２７Ｂが配置されている。

【００２０】ケース２４の底部中央にある搬送ローラ２
７Ｂの直下にトナー濃度センサ２８が、またケース２５
には、現像ローラ４の軸方向にトナー補給ローラ２９が
配設されている。このトナー濃度センサ２８は二成分現
像剤のキャリアとトナーの混合剤における透磁率を計測
するよう構成されており、このトナー濃度センサ２８に
よってトナー補給ローラ２９が間欠回転して補給・非補
給を繰り返す。

【００２１】次に動作について説明する。感光体２は帯
電ローラ１０により表面を一様に帯電される。そして、
帯電された感光体２は露光手段１１で図示しないコンピ
ュータ等からの信号に応じたシアン色に対する露光によ
り光書き込みが行われて静電潜像が形成される。この露
光に同期して制御回路Ａにより現像バイアスが印加さ
れ、現像が開始する。これにより感光体２の静電潜像は
シアン色で現像されてトナー像となる。

【００２２】そして、その現像バイアスの印加に同期し
て感光体回転方向下流側の現像器３Ｂは現像剤供給遮断
回路ａにより遮断されており、この現像器に第二の現像
バイアスが一括して印加され（第二の現像バイアス印加
手段ｄ）、シアンのトナー像はこの下流側にある現像器
３Ｂの直流電圧が印加された位置を通過した後、転写ド
ラム１２によって転写される。

【００２３】同様に他の位置にある現像器の現像を上述
と同様に各色毎に行い、転写ドラム１２上で各色のトナ
ー像を重ね合わせてカラー画像を得、図示しない給紙部
より給紙されたシートＳに転写ローラ１４により転写さ
れ、加熱等の定着工程を経て装置外に搬送する。最後に
現像する現像器が終了すると制御回路Ａは第二の現像バ
イアス印加回路ｄを終了させＯＦＦさせる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の構成によれば、感光体一回転毎
に一つの現像器で現像され、少なくともイメージ間が感
光体回転方向最下流の現像器から最上流の現像器の現像
位置までの周長よりも短くなるように制御する現像剤供
給遮断手段を用いたカラー画像形成装置を採用したた
め、現像されない通過するだけの現像器は現像剤が遮断
されているので、現像剤が現像ローラの表面に存在して
おらず、現像剤が感光体に移行するいわゆるキャリア引
きはなく、単に現像バイアスの一括印加で制御が可能と
なり、高速化に追従した画像が形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像器を有するカラープリンタの概略
図

【図２】本発明の現像器の断面図

【図３】本発明のバイアス制御ブロック図

【符号の説明】

１： カラープリンタ ２： 感光体 ３： 現像器 ３Ｙ：イエロー現像器 ３Ｍ：マゼンタ現像器 ３Ｃ：シアン現像器 ３Ｂ：ブラック現像器 ４Ｙ：現像ローラ ４Ｍ：現像ローラ ４Ｃ：現像ローラ ４Ｂ：現像ローラ １０：帯電ローラ １１：露光手段 １２：転写ドラム Ａ：制御回路 ａ：現像剤供給遮断回路 ｂ：現像バイアス継続回路 ｃ：第一の現像バイアス印加回路 ｄ：第二の現像バイアス印加回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に静電潜像が形成される感光体と、 該感光体の周囲に沿って配置された現像器と、 該現像器内に、トナーとキャリアから成る現像剤を保持
   し前記感光体表面と対向する対向面に前記現像剤を搬送
   する現像ローラと、 該現像ローラに直流電圧を印加する第一の現像バイアス
   印加手段とを具備し、 前記感光体の一回転毎に一つの現像器で現像され、前記
   現像ローラの対向面に搬送されたトナーは印加された現
   像バイアスによって前記静電潜像に現像されると共に、
   少なくとも前記静電潜像形成領域の終端から次の静電潜
   像形成領域の始端までの長さが感光体回転方向最下流側
   に位置する現像器から最上流側に位置する現像器の現像
   位置までの長さより短くなるように構成したカラー画像
   形成装置において、 前記各現像器に備えられ、現像時に前記現像ローラ対向
   面に現像剤を搬送させ、非現像時に前記現像ローラ対向
   面に現像剤が搬送されるのを遮断する現像剤供給遮断手
   段と、 少なくとも現像している現像器の感光体回転方向下流側
   に位置する他の現像器に、前記現像剤を遮断させた状態
   で前記現像バイアスを印加する第二の現像バイアス印加
   手段と、 前記現像されたトナー像が前記他の現像器を通過するま
   で前記第二の現像バイアスの印加を継続する現像バイア
   ス継続手段とを具備したことを特徴とするカラー画像形
   成装置。
2. 【請求項２】前記第一の現像バイアス印加と同時に第二
   の現像バイアスを印加するよう構成したことを特徴とす
   る請求項１記載のカラー画像形成装置。