JP3071672B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式により
感光層を有する像担持体上に形成された静電潜像を現像
せしめる現像装置及びこれを備える画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような画像形成装置は、図７
に示す構成となっている。同図において１００は像担持
体たる感光体であり、この感光体１００の表面を１次帯
電器１０１によって一様に帯電させ、まず１色目の画像
（例えば黒色）を第１露光１０２によって形成し、現像
装置の一つである第１現像器１０３により顕像化する。
次に再帯電器１０４により感光体１００を再び帯電さ
せ、２色目の画像（例えば赤色）が同様に第２露光１０
５により形成する。そして、もう一方の現像装置である
第２現像器１０６により２色目の画像を顕像化する。顕
像化された２色トナー画像は転写装置たる転写帯電器１
０７によって記録材たる記録紙１０８に転写され、記録
紙１０８は分離帯電器１０９により感光体１００より分
離され、定着器（図示せず）へ搬送される。

【０００３】一方、感光体１００上の残留トナーはクリ
ーナ１１０により除去され、感光体１００上の残留電荷
は前露光器１１１により除電される。

【０００４】ところで、このような１パス２色現像にお
いては、第２色目の現像剤は、１色目のトナー画像を乱
さないために、感光体１００と非接触な状態に保持され
ている。このために第２現像器１０６の現像剤の穂立ち
を短くし、第２現像器１０６の現像スリーブ２０１と感
光体１００の間は、通常、数１００μｍから１ｍｍ程度
に設定される。このような広いギャップで良好な現像を
行うためには、第２現像剤が２成分、即ちトナーとキャ
リアから構成される場合は、現像剤の動きを活発にし、
トナーの補給を十分に行うために図８に示すように現像
スリーブ２０１内にマグネットローラ２０２を設け、矢
印の方向に高速に回転させる方法がとられる。

【０００５】また、現像部への供給を効率よく行わせる
ために図８に示すように現像スリーブ２０１の回転中心
軸と、マグネットローラ２０２の回転中心軸を偏心させ
ている。即ち、現像部では磁力によりキャリアの拘束を
強め現像剤の密度高め、現像スリーブ２０２表面の磁力
の弱い下部では、自重により磁性キャリアを下に落とす
ようにし、現像剤の入れ換えを効率よく行っている。な
お、下に落とされた磁性キャリアは撹拌ローラ２０３に
よりトナーと均一に混合され、汲み上げローラ２０４に
より現像スリーブ２０１表面に供給される。また、この
際、現像スリーブ２０２の表面の現像剤コート量は、ブ
レード２０５により所定量に規制される。

【０００６】２色目の現像器の構成をこのようにするこ
とにより、２色目の画像も１色目に劣らず高品位のもの
にすることが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな１パス２色（多色）画像形成装置において２色目の
画質を劣化させずにコピースピードを上げていくには、
画像領域に供給する現像剤の量をスピードアップに応じ
た分、増加する必要がある。そのために、

【０００８】 現像スリーブの回転速度を上げ、現像
剤を現像領域に十分供給する マグネットローラの磁極数をアップし磁極の変化を
多くし現像剤の動きを活発にさせ、トナーが飛翔し易く
する。 マグネットローラの回転数を上げ、，と同様の
効果を得る。

【０００９】等が考えられる。ここでに関しては、マ
グネットローラの製法上困難な点があり、ある程度以上
の極数では、極間が狭まり磁界が弱まってしまうことが
ある。よって、主にとの方策がとられる。

【００１０】ところでこのようにコピースピードを上
げ、かつ高画質画像を得るために、現像スリーブの回転
スピード及びマグネットローラの回転スピードを上げて
いくと以下に述べる現象が発生する。

【００１１】即ち、現像スリーブ、マグネットローラの
回転数が上昇すると、現像スリーブ上への現像剤の供給
が増えると共にキャリアの動きも活発になるため、トナ
ー飛散量が増加する。

【００１２】特に現像スリーブ或はマグネットローラが
回転し始めた時は慣性力によりキャリア及びトナーが現
像スリーブから離脱し易くなり、回転のＯＮ／ＯＦＦが
多いほど飛散量が多くなることがあった。また、画像の
エッジ部のダレを補正するために現像スリーブとマグネ
ットローラの回転方向を同一にすると、回転開始時の現
像剤の衝突は激しくなり、より飛散量は多くなることが
あった。

【００１３】本発明は、現像スリーブとマグネットロー
ラの回転数を上昇させた場合でも、現像剤を飛散させる
ことのない現像装置及び画像形成装置を提供することを
目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記目
的は、現像剤を担持する回転可能な現像スリーブと、前
記現像スリーブ内に設けられた回転可能なマグネットロ
ーラとを有し、前記マグネットローラが、前記現像スリ
ーブの表面に現像剤を担持させて像担持体に形成された
潜像を現像可能とする第一位置と、前記第一位置よりも
前記像担持体から遠い位置であって前記第一位置に位置
するときよりも前記現像スリーブの表面に担持される現
像剤の少ない第二位置とを移動可能である現像装置にお
いて、前記マグネットローラが前記第二位置に位置する
ときに前記現像スリーブ及び前記マグネットローラが回
転を開始し、前記現像スリーブ及び前記マグネットロー
ラが所定の回転速度になった後に、前記マグネットロー
ラが前記第二位置から前記第一位置に移動して前記像担
持体に担持された潜像を現像可能とし、前記マグネット
ローラが前記第一位置から前記第二位置に移動した後
に、前記現像スリーブ及び前記マグネットローラが回転
を停止することにより達成される。

【００１５】

【００１６】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、像担持体と
現像スリーブが対向する現像領域において、マグネット
ローラを現像スリーブから接離自在とし、現像スリーブ
及びマグネットローラ回転開始時にはマグネットローラ
を現像スリーブから離し、現像剤をできるだけ現像スリ
ーブ表面に拘束させない状態で回転駆動を行い、現像ス
リーブ及びマグネットローラの回転速度が一定になった
時点でマグネットローラを現像領域で現像スリーブに近
づけるようにし、現像剤の飛散を低減する。

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００１９】（第１の実施形態）図１は本発明の一実施
形態であるベルト感光体を用いたプロセススピードの１
パス２色の高速複写機の画像形成プロセスの構成ブロッ
ク図である。

【００２０】図１において、１は透明基板と有機半導体
感光層から構成される像担持体たるベルト感光体、２は
ベルト感光体１を矢印の方向に駆動する駆動ローラ、３
はテンションローラ、４は１次帯電器、５は６００ｄｐ
ｉの解像度をもつ第１の潜像画像を形成する第１露光
器、６は黒色２成分現像剤により第１の潜像画像を現像
するための現像装置である第１現像器、７は第１現像後
のベルト感光体１を再び帯電させる再帯電器、８は６０
０ｄｐｉの第２潜像画像を形成する第２露光器、９は磁
性キャリア及び非磁性赤色トナーが入っており第２の潜
像画像を現像するため現像装置である第２現像器、９−
１は外径２０インチの非磁性金属製の現像スリーブ、９
−２は外径１７インチの１４極マグネットローラであ
る。１０は除電器、１１は転写帯電器、１２は分離帯電
器、１３はぺーパー搬送ベルト、１４は定着器、１５は
クリーナ前除電器、１６はクリーナ装置、１７はペーパ
ー供給ガイド、１８は現像スリーブ回転駆動機構、１９
はマグネットローラ回転駆動機構、２０は後で詳細を述
べるマグネットローラ上下駆動機構、２１は現像スリー
ブ回転駆動機構１８及びマグネットローラ回転駆動機構
１９の各機構の制御並びにその他システム全体を制御す
るコントロール回路、２２は操作入力パネルである。

【００２１】以下、本実施形態の装置における２色カラ
ープリント動作について説明する。まず、スキャナー装
置（図示せず）にカラー原稿を載せ、操作パネル２２の
スタートボタンを押すと、スキャナー装置は画像データ
を読み取り、画像処理回路（図示せず）により第１の画
像である黒色画像と第２の画像である赤色画像の２色画
像に分解する。また、スタートボタンが押されるとベル
ト感光体１は駆動ローラ２により図に示す方向に移動を
開始する。次に１次帯電器５に高圧電源（図示せず）よ
り所定の電圧が印加され、ベルト感光体１が一様なマイ
ナス電位に帯電する。そして、第１の画像情報に応じて
変調された光が第１露光器５より照射され、ベルト感光
体１上に第１の画像の静電潜像が形成される。

【００２２】この第１の静電潜像は、第１現像器６によ
り粒径９．５μｍのネガトナーにより反転現像される。

【００２３】次に顕像化された現像領域は再帯電器７に
より再びマイナス電位に均一帯電され、第２の画像情報
に応じて変調された光が第２露光器８より照射され、ベ
ルト感光体１の表面に第２の画像の静電潜像を形成す
る。

【００２４】なお、第２露光器８をベルト感光体１の背
面に配置し、かつ、ベルト感光体１に透明基板を用いた
ことにより、第１の画像情報と重なる感光層部分にも潜
像を形成することが可能となる。

【００２５】次に、本実施形態の装置における第２現像
器９の動作について図２及び図３を用いて説明する。

【００２６】図２のタイムチャート（１）に示すように
コピースタートボタンが押されると前述したように駆動
ローラ２によりベルト感光体１が駆動を開始する。そし
て画像の読み取り、２色変換処理が終了すると、もしく
は途中の段階で第２現像器９が駆動を開始し、第１露光
器５により第１画像の潜像形成が開始される。一方、第
１現像器６の駆動開始と同時に第２現像器９のマグネッ
トローラ回転駆動機構１９及び現像スリーブ回転機構１
８が駆動を開始し、タイムチャート（３）、（４）に示
すように、マグネットローラ９−２及び現像スリーブ９
−１を所定の回転スピードで図に示す方向（現像スリー
ブと同方向）に回転駆動する。例えば、現像スリーブ９
−１の回転数は略５３５ｒｐｍ、マグネットローラの回
転数は略３０００ｒｐｍとする。

【００２７】そして、タイムチャート（５）に示すよう
に、一定時間Ｔ１後にマグネットローラ上下駆動機構２
０により、マグネットローラ９−２が所定の位置まで持
ち上げられる。なお、Ｔ１は現像スリーブ９−１及びマ
グネットローラ９−２の定状回転までに要する時間以上
に設定される。

【００２８】このマグネットローラ上下駆動機構２０
は、図３に示す構成となっている。図３において、２０
−１はマグネットローラ回転軸の上部を規制する動作位
置決め部材であり、動作時にマグネットローラ９−２の
表面と現像スリーブ９−１の表面の間隔が図３に示すよ
うにｓ２となるように設定されている。ここでｓ２の値
は、現像スリーブ９−１の表面の現像剤を捕捉するに十
分の磁束密度（例えば９００ガウス以上）が得られる距
離に設定される。２０−２はマグネットローラ回転軸の
下部を規制する停止時位置決め部材であり、図３（ａ）
に示すように非動作時にマグネットローラ９−２を支持
するための支持部材である。２０−３は、左右の位置を
固定するための左右固定部材である。なお、静止時は、
現像スリーブ９−１の回転中心とマグネットローラ９−
２の回転中心は同軸となるように調整されている。２０
−４は、プランジャー２０−５の動作に連動して上下す
る駆動伝達部材である。ここで、プランジャー２０−５
にコントロール回路２１より信号が入力されると図３
（ｂ）に示すように回転部材２０−６は回転軸２０−７
を中心にプランジャー側に引かれ、反対側の端部が駆動
伝達部材を押し上げる。

【００２９】この状態で、第２現像器９は現像可能な状
態となり、少なくともベルト感光体１上の画像領域が現
像領域を通過する期間（図２にＤで示す期間）、図３の
（ｂ）の状態を保持する。図２のタイムチャート（５）
に示すプランジャー２０−５のＯＮの期間Ｄは、画像領
域が現像領域を通過する時間にマグネットローラ９−２
の上下移動時間を加味した時間以上あればよく、連続コ
ピーの場合は画像フレーム間でもマグネットローラ９−
２は図３（ｂ）に示す状態を保持する。

【００３０】そして、最後の画像領域が第２現像領域を
通過すると、プランジャー２０−５はＯＦＦ状態にな
り、図３（ａ）に示すようにマグネットローラ９−２と
現像スリーブ９−１の表面との間隔はｓ１となる。その
後、一定時間Ｔ２後に第１現像器６の現像スリーブ回転
駆動、第２現像器９の現像スリーブ９−１及びマグネッ
トローラ９−２の回転駆動が停止する。なお、Ｔ２はマ
グネットローラ９−２が図３の（ｂ）に示す状態から図
３の（ａ）に示す位置に静止するまでの移動時間以上に
設定される。

【００３１】第２現像器９の駆動制御をこのようにする
ことにより、以下のような効果がある。すなわち、図
（３）の（ａ）に示す状態で現像スリーブ９−１及びマ
グネットローラ９−２を回転駆動させる場合、現像スリ
ーブ９−１の表面の磁束密度は低いため、現像スリーブ
９−１上の現像剤コート量は少なく、現像スリーブ９−
１の回転時の慣性力を受ける現像剤の量は少なく、現像
スリーブ９−１から飛散するトナーの量も少なくするこ
とが可能となる。また、現像スリーブ９−１の回転停止
前に、マグネットローラ９−２の回転軸を現像スリーブ
９−１の回転軸と同軸の位置に移動させ、現像スリーブ
９−１の表面の磁束密度を下げ、現像剤コート量を少な
くするようにしたため、現像スリーブ９−１の回転停止
時に受ける慣性力で飛散するトナーの量も少なくするこ
とが可能となる。

【００３２】以上のようにしてベルト感光体１上に形成
された２色トナー像は、除電器１０によりベルト感光体
１の電荷が除電された後、転写帯電器１１によりペーパ
ー供給ガイド１７から供給される記録紙に転写される。
記録紙は分離帯電器１２によりベルト感光体１から分離
されペーパー搬送ベルト１３により定着器１４に搬送さ
れ、トナー像の定着が行われる。

【００３３】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。なお、第１の実施形態との
共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００３４】第１の実施形態においては、第２現像器９
の現像スリーブ９−１とマグネットローラ９−２の回転
開始及び停止時間を同一時間としたが、現像スリーブ９
−１上の現像剤の動きを徐々に変化させる目的で図４に
示すように駆動開始時は現像スリーブ回転開始→マグネ
ットローラ回転開始→プランジャーＯＮの順に駆動制御
し、駆動停止時はプランジャーＯＦＦ→マグネットロー
ラ回転停止→現像スリーブ回転停止の順に駆動制御する
ようにしてもよい。

【００３５】また、現像スリーブ及びマグネットローラ
の回転駆動の開始及び停止を図５に示すように徐々に行
うようにしてもよい。

【００３６】さらに、本実施形態では、マグネットロー
ラの上下駆動は、非接触現像に伴う現像劣化を補うため
に高速回転する現像スリーブ及びマグネットローラで構
成される第２現像器としたが、接触現像を行う第１現像
器においても同様な構成とし同様な制御を行うことによ
りトナー飛散を少なくさせることが可能である。この時
のタイミングチャートを図６に示す。即ち、第１及び第
２現像器の現像スリーブ及びマグネットローラが回転を
開始し（ａ）、回転速度が安定した後、第１及び第２現
像器内のマグネットローラを上方に移動させ、第２の現
像が終了した後、マグネットローラを静止位置に戻し、
その後、第１及び第２現像器のスリーブ及びマグネット
ローラの回転を停止させる。

【００３７】なお、上述の実施形態では、２色現像を行
う画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限
られるものではなく、２色以上の多色画像形成装置に適
用可能 である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体と現像スリーブが対向現像領域において、マグ
ネットローラを現像スリーブから接離自在とし、現像ス
リーブ及びマグネットローラ回転開始時にはマグネット
ローラを現像スリーブから離し、現像剤をできるだけ現
像スリーブ表面に拘束させない状態で回転駆動を行い、
現像スリーブ及びマグネットローラの回転速度が一定に
なった時点でマグネットローラを現像領域で現像スリー
ブに近づけるようにしたので、現像スリーブ回転開始及
び停止時に現像スリーブ表面、特に外部に露出している
現像領域部に拘束される現像剤の量を低減させることが
でき、現像スリーブ回転開始時及び停止時に生じるトナ
ー飛散を低減することが可能となり、機内の汚染、トナ
ーの消費量を少なくすることが可能となった。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である１パス２色複写
機のプロセス構成ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態である現像装置の動作
を説明するためのタイムチャートである。

【図３】本発明の第１の実施形態である現像装置の構成
図である。

【図４】本発明の第２の実施形態を説明するためのタイ
ムチャートである。

【図５】本発明の第２の実施形態を説明するためのタイ
ムチャートである。

【図６】本発明の第２の実施形態を説明するためのタイ
ムチャートである。

【図７】従来の１パス２色複写プロセスを説明するため
の図である。

【図８】従来の１パス２色複写プロセスを説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ ベルト感光体（像担持体） ６ 第１現像器（現像装置） ９ 第２現像器（現像装置） ９−１ 現像スリーブ ９−２ マグネットローラ ２０ マグネットローラ上下駆動機構（駆動手段） ２１ コントロール回路（駆動手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−304472（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−219076（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−271377（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−204962（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−155569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−190974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−130775（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−153067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−3153（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−136067（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226272（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−44675（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−240676（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−199644（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−194380（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−101957（ＪＰ，Ｕ) 特許2646566（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭59−16936（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を担持する回転可能な現像スリー
   ブと、前記現像スリーブ内に設けられた回転可能なマグ
   ネットローラとを有し、前記マグネットローラが、前記
   現像スリーブの表面に現像剤を担持させて像担持体に形
   成された潜像を現像可能とする第一位置と、前記第一位
   置よりも前記像担持体から遠い位置であって前記第一位
   置に位置するときよりも前記現像スリーブの表面に担持
   される現像剤の少ない第二位置とを移動可能である現像
   装置において、前記マグネットローラが前記第二位置に
   位置するときに前記現像スリーブ及び前記マグネットロ
   ーラが回転を開始し、前記現像スリーブ及び前記マグネ
   ットローラが所定の回転速度になった後に、前記マグネ
   ットローラが前記第二位置から前記第一位置に移動して
   前記像担持体に担持された潜像を現像可能とし、前記マ
   グネットローラが前記第一位置から前記第二位置に移動
   した後に、前記現像スリーブ及び前記マグネットローラ
   が回転を停止することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の現像装置を備えた画像
   形成装置。