JPH0667527A

JPH0667527A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0667527A
Application number: JP4242583A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sugano; 誠菅野; Tetsuya Fujita; 徹也藤田; Shigeru Inaba; 繁稲葉
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-08-20
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 1994-03-11

Abstract

(57)【要約】【目的】混色のない鮮明な多色画像の現像像を得るこ
とができるのは勿論のこと、環境等に影響されずに安定
した現像像を得ることのできる現像装置を提供すること
を目的とする。【構成】トナー担持体上に担持されたトナーの濃度を
検知するトナー濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手
段の検知信号に基づいて、前記現像剤担持体上の磁気ブ
ラシを構成する現像剤中のトナーをトナー担持体上に付
着させるための条件を制御する制御手段とを備えるよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般に画像形成装置
に使用される現像装置に関し、特に例えばコンピュータ
ー、ファクシミリ、ＣＡＤ等のプリンターとして用いら
れ、帯電・露光・現像の各工程を複数回繰り返して静電
潜像担持体上に複数色の顕画像の形成が行われる多色画
像形成装置に使用される現像装置に関し、更に詳細に
は、磁気ロールを用いてトナーをトナー担持体に付着さ
せ、トナー担持体の近傍に離れて配置された制御電極を
有し、これにより、現像領域においてトナークラウドを
形成して静電潜像を現像する現像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィス等で処理される画像情報
には、異なる色の現像像や、異なる情報を一紙面上に合
成して形成したものが多く見られ、複数の現像装置を収
納した画像形成装置が市場に出ている。

【０００３】ところで、電子写真技術を使用した多色画
像形成装置としては、種々の方式のものがある。その一
つとしては、感光体ドラム上に各色のトナー像を順次形
成し、この感光体上に形成された各色のトナーを、転写
ドラムの周囲に保持された記録用紙上に順次重ねて転写
して多色画像を形成する方式のものがある。この場合に
は、感光体ドラムの周囲に、帯電器、露光部、各色に対
応した複数の現像器、転写部及びクリーニング装置を配
置し、感光体ドラムの１回転毎に帯電、露光、現像、転
写、清掃という工程を繰り返す。これにより感光体ドラ
ムの１回転毎に、各色のトナー像を記録用紙上に順次重
ねて転写し、多色画像を形成するものである。

【０００４】また、上記多色画像形成装置の他の方式と
しては、感光体ドラム上にその１回転毎に各色のトナー
像を順次重ねて形成し、この感光体ドラム上に形成され
た各色のトナー像を１回の転写工程で記録用紙上に転写
することにより、多色画像を形成するものも知られてい
る。

【０００５】しかしながら、上記いずれの方式の多色画
像形成装置においても、感光体ドラム上にその１回転毎
に１色のトナー像を形成するものであるため、多色の画
像形成を行なうには、必要色の数だけ感光体ドラムを回
転させなければならない。そのため、最終的な多色画像
が得られるまでの時間が長くなり、画像形成の高速化が
行えないという問題点がある。また、前者の方式では、
感光体ドラム上に形成されたトナー像を順次転写するた
めの転写ドラムが必要となり、装置が大型化するという
問題点がある。さらに、前者の方式では、感光体ドラム
上に形成されたトナー像を順次転写ドラム上に保持され
た記録用紙上に転写するものであるため、繰り返し反復
動作を行い順次重ねることにより各トナー像の色ずれや
位置ずれを生じるおそれがあり、精度の確保が必要とな
るという問題点がある。

【０００６】そこで、これらの問題点を解決するものと
して、特開昭６３−２７３８８３号公報に示すように、
感光体ドラムの周囲に、帯電器、露光光学系及び現像器
からなる記録部を複数個配置し、感光体ドラムが１回転
する間に各色のトナー像を感光体ドラム上に形成して、
この各色のトナー像を１回の転写工程で記録用紙上に転
写する多色画像形成装置も提案されている。

【０００７】しかし、この提案に係る多色画像形成装置
の場合には、感光体ドラム上に複数のトナー像を当該感
光体ドラムが１回転する間に形成し、転写工程が一度で
済むものであるが、感光体ドラムが一回転する間に現像
を複数回繰り返すと、後段の現像時に既に感光体ドラム
上に形成されたトナー像を乱したり、トナーが後段の現
像装置の現像ロールに付着混入し、混色が発生するとい
う問題点がある。

【０００８】この問題点を解決するため、トナーのみを
トナー担持体上に形成し、このトナー担持体上に形成さ
れたトナー層により、感光体ドラム上の静電潜像を現像
する装置が、既に多種公開されている。この現像方法
は、非磁性一成分トナーの現像において従来より使用さ
れてきている。このトナー担持体上に形成したトナー層
により感光体ドラム上の静電潜像を現像する方法におい
ては、トナー担持体上のトナーと感光体ドラムとが非接
触状態であるため、感光体ドラム上に既に現像されたト
ナー像に乱れが生じ難く、高画質の多色画像が得られ、
感光体ドラム上に複数色のトナーを重ねて現像できる可
能性を有するなどの利点をもっている。

【０００９】このような非接触一成分現像方法において
は、トナー担持体に塗布されたトナーを、トナー担持体
と感光体ドラムとの間に形成される現像電界によるクー
ロン力によって、トナーをトナー担持体の表面から引き
剥がし、感光体ドラム側に移動させる必要がある。

【００１０】ところが、トナーのトナー担持体への付着
力は、トナー担持体と感光体ドラム間に形成される現像
電界によるクーロン力を比べかなり大きく、トナーをト
ナー担持体から分離し、感光体ドラム側に移動させるこ
とが困難であるという難点を有している。

【００１１】このため、現実的には、例えば特公昭６３
−３１７７６号公報に記載されているように、トナー担
持体と感光体ドラムとの間に交流電界を印加して、トナ
ーがトナー担持体表面から分離し易くし、現像を容易に
する方法が提案されている。また、特開昭５６−１１６
０６０号公報に開示された方法では、トナー担持体と感
光体ドラムとの間に多孔質電極を配置し、この多孔質電
極に交流電圧を印加することにより、トナー担持体上か
らトナーを分離させてトナークラウドを発生し、これに
より感光体ドラムへトナーを現像させる方法も提案され
ている。

【００１２】これらの方法では、トナーの帯電量が比較
的高くても、トナーをトナー担持体上から分離させるこ
とができるものの、前者の方法では、間隔に比較的大き
なトナー担持体と感光体ドラムとの間に交流電界を印加
するものであるため、交流電界を大きくする必要があ
り、この交流電界で感光体ドラム上に既に現像されたト
ナー像を乱すおそれがあるという問題点を有している。

【００１３】一方、後者の方法では、トナーの帯電量が
比較的高くても、トナーをトナー担持体上から分離させ
ることができ、しかも比較的低い交流電界が使えるの
で、交流電界で感光体ドラム上に既に現像されたトナー
像を乱す危険が少なく、感光体ドラム上に複数色のトナ
ーを重ねて現像できる可能性を有している。

【００１４】しかしながら、上記トナー担持体を用いた
一成分現像方法の場合には、トナーのみの摩擦帯電によ
るものであるため、トナーの帯電電荷量が低く、画質の
長期維持性に問題があったり、トナーの特性の僅かな変
化でトナー担持体への搬送性が変化したり、トナー担持
体上のトナー層を制御すると共にトナーを摩擦帯電する
ためのブレード部材によって、トナー担持体上のトナー
が部分的に詰まり画像欠陥を引き起こし易いという問題
点があり、必ずしも信頼性が高いとは言えなかった。

【００１５】そこで、これらの問題点を解決し得るもの
として、トナー担持体を使用する一成分現像方式の利点
と、従来からある二成分現像方式の利点をうまく組み合
わせて、両者の望ましい特徴を得る現像装置が提案され
ている。

【００１６】すなわち、特開昭５９−１２１０７７号公
報には、現像剤担持体を用いて二成分現像剤をトナー担
持体に進ませ、このトナー担持体上にトナーを転移させ
てトナー層を形成する現像装置が示されている。

【００１７】この提案に係る現像方法では、トナー担持
体上に安定的にトナー層を形成し搬送することが可能で
あるが、二成分現像剤を使用しているため、キャリアと
トナーの摩擦帯電によりトナーの電荷量が比較的高くな
り、現像工程においてトナー担持体からのトナーの分離
が困難となり、強い交流電界をトナー担持体と感光体ド
ラムとの間に印加せざるを得ない。そのため、それ以前
に感光体ドラム上に現像されたトナー像を交流電界が乱
すので、複数色のトナーを均一に重ね現像できるもので
はなかった。

【００１８】このため、トナー担持体と感光体ドラムと
の間にワイヤーからなる補助電極を設けて、この補助電
極に弱い交流電界を印加して現像されたトナーを乱さな
い方法が提案されている（特開平３−１１３４７４号公
報）。

【００１９】図１１は特開平３−１１３４７４号公報に
開示された現像装置を実際に適用したものを示す概略構
成図である。

【００２０】この現像装置１２０は、２成分現像剤を収
納するハウジング１１５内に、静電潜像担持体１０５と
対向し、表面に非磁性トナーを付着して搬送するトナー
担持体１０１と、このトナー担持体１０１と近接して配
置され、表面に２成分現像剤を吸着しながら搬送する現
像剤担持体１０２と、この現像剤担持体１０２とほぼ平
行に配置され、２成分現像剤を攪拌しながら搬送する現
像剤攪拌部材１０６、１０７とを有している。また、前
記静電潜像担持体１０５とトナー担持体１０１との間隙
には、非磁性トナーの飛翔を制御する制御電極１０４が
トナー担持体１０１の近傍に離れて配置されている。

【００２１】静電潜像担持体１０５は、一様に帯電後、
レーザー光等の照射により表面の帯電電位の差による静
電潜像を形成できる感光体である。

【００２２】現像剤担持体１０２は内部に位置を固定し
て配置された複数の磁極を有し、非磁性トナーを伴う磁
性キャリアが穂状に形成された磁気ブラシを表面に形成
するものである。

【００２３】現像剤攪拌部材１０６及び１０７は、互い
に現像剤を逆方向に搬送するものであり、隔壁１０８で
仕切られ両端部で連通する２つの現像剤収容室１０９、
１１０内で現像剤を攪拌しながら搬送し、一定の方向に
循環する様になっている。

【００２４】制御電極１０９は、図１２に示すように、
ハウジング１１５が静電潜像担持体１０５に対向して開
口する部分に取付られる枠体１１６に支持され、トナー
担持体１０１の軸線とほぼ平行になるように張架された
複数の細いワイヤーからなるものである。このワイヤー
１０９は、枠体１１６がハウジング１１５に取付られた
ときに、トナー担持体１０１の軸方向の全長にわたり、
トナー担持体１０１の表面と所定の間隔を維持するよう
になっている。

【００２５】このような現像装置において、現像剤は現
像剤攪拌部材１０６、１０７により攪拌され、非磁性ト
ナーと磁性キャリアとの摩擦帯電により非磁性トナーに
所定の電荷が付与されて現像剤担持体１０２に供給され
る。この現像剤は、現像剤担持体１０２上で磁気ブラシ
を形成し、現像剤担持体１０２表面の回転により搬送さ
れ、トナー担持体１０１の表面に摺擦される。現像剤担
持体１０２とトナー担持体１０１との間には、バイアス
電源１１２、１１３により振動電界が形成されており、
磁性キャリアに付着しているトナーは、トナー担持体１
０１の表面に転移し、トナーを薄層形成する。

【００２６】トナー担持体１０１上に形成したトナーの
薄層は、トナー担持体１０１の回転により、静電潜像担
持体１０５と近接した現像領域に搬送される。トナー担
持体１０１に近接して設けられた制御電極１０４には、
バイアス電源１１１から直流重畳交流電圧が印加されて
おり、現像域に生じる振動電界によりトナーはクラウド
化し、静電潜像に付着して現像が行われる。

【００２７】このような現像装置は、例えば、異なる色
のトナーを収容した複数の現像装置を用いる多色画像形
成装置に使用することができる。

【００２８】特に、静電潜像担持体が１回転する間に帯
電、露光、現像の各工程を複数回繰り返して静電潜像担
持体上に複数色のトナー像を乱すことなく現像できると
いう利点がある。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記提案に係る現像装置の場合には、現像剤は現像
剤攪拌部材１０６、１０７により攪拌され、非磁性トナ
ーと磁性キャリアとの摩擦帯電により非磁性トナーに所
定の電荷が付与されるようになっており、この現像剤の
帯電量によって現像剤担持体１０２からトナー担持体１
０１へのトナー転移量がほぼ決定される。そのため、環
境変動や経時変化による磁性キャリアや非磁性トナーの
劣化等により、非磁性トナーの帯電量が変化し、現像剤
担持体１０２からトナー担持体１０１へ転移するトナー
量に差が生じる。このように、トナー担持体１０１上の
トナー量に差が生じると、制御電極１０４によりクラウ
ド化されるトナー量に差が発生し、現像領域でのトナー
量が変動することにより、静電潜像担持体１０５上の画
像濃度が変化してしまうという問題点があった。

【００３０】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、混色のない鮮明な多色画像の現像像を得ること
ができるのは勿論のこと、環境等に影響されずに安定し
た現像像を得ることのできる現像装置を提供することに
ある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
この発明に係る現像装置では、非磁性トナーと磁性キャ
リアを有する２成分現像剤を担持して円周方向に磁気ブ
ラシとして搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体
と静電潜像を形成した静電潜像担持体とにそれぞれ違っ
た部位で近接対向するようにして配置されるトナー担持
体と、前記現像剤担持体上の現像剤量を規制する手段
と、前記現像剤担持体上の磁気ブラシを構成する現像剤
中のトナーをトナー担持体に静電的に付着させるような
電界を現像剤担持体及びトナー担持体間に形成させる手
段と、前記静電潜像担持体と前記トナー担持体との間隙
に配置されトナーの飛翔を制御する制御電極とを備え、
前記制御電極は前記トナー担持体の近傍に離れて配置さ
れ、前記制御電極に印加される交番電圧によって、トナ
ークラウドを形成し該トナークラウドによって静電潜像
担持体上に現像像を形成する現像装置において、前記ト
ナー担持体上に担持されたトナーの濃度を検知するトナ
ー濃度検知手段と、前記トナー濃度検知手段の検知信号
に基づいて、前記現像剤担持体上の磁気ブラシを構成す
る現像剤中のトナーをトナー担持体上に付着させるため
の条件を制御する制御手段とを備えるように構成するこ
とによって達成される。

【００３２】前記制御手段は、例えば、現像剤担持体の
回転数、現像剤担持体の印加電圧、トナー担持体の回転
数、トナー担持体の印加電圧のうちの少なくとも１つ以
上を制御するように構成される。

【００３３】

【作用】この発明においては、トナー担持体上に担持さ
れたトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段と、前
記トナー濃度検知手段の検知信号に基づいて、前記現像
剤担持体上の磁気ブラシを構成する現像剤中のトナーを
トナー担持体上に付着させるための条件を制御する制御
手段とを備えるように構成されている。そのため、前記
トナー濃度検知手段によってトナー担持体上に担持され
たトナーの濃度を検知し、前記トナー濃度検知手段の検
知信号に基づいて、制御手段によって前記現像剤担持体
上の磁気ブラシを構成する現像剤中のトナーをトナー担
持体上に付着させるための条件を制御することによっ
て、トナー担持体上に担持されるトナー量を常に一定に
維持することができ、環境等に影響されずに安定した現
像像を得ることのできる現像装置を提供することができ
る。

【００３４】

【実施例】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて説
明する。

【００３５】図２はこの発明に係る現像装置の一実施例
を適用し得る多色画像形成装置を示すものである。

【００３６】この多色画像形成装置は、大きく分けて上
部に位置する画像形成部１と下部に位置する給紙部２と
から構成されている。

【００３７】画像形成部１において、３は透光性のベル
ト状感光体であり、この透光性のベルト状感光体３は、
駆動ローラ４ａ及び複数のアイドラーローラ４ｂ〜４ｅ
に掛け回されて縦長に配置されている。このベルト状感
光体３は、駆動ローラ４ａにより矢印Ａ方向に回転駆動
される。このベルト状感光体３の周囲には、第１画像記
録部５、第２画像記録部６、第３画像記録部７、第４画
像記録部８、レジストレーション調整用の光センサ１０
ａ、プリトランスファーコロトロン９、現像濃度センサ
１０ｂ、後述する除電ランプ１６の光を案内する光案内
部１１、転写部１２、プリクリーニングコロトロン１
３、クリーニング装置１４及び接地ストリップ１５がそ
れぞれ配置されている。これらの各画像記録部等を構成
する部品は、ベルト状感光体３の略垂直に保持された面
に沿って配置される。更に、ベルト状感光体３の下端部
内側には、転写部１２の前後においてベルト状感光体３
を内側から照射する除電ランプ１６が配置されている。

【００３８】前記転写部１２は、転写コロトロン１２ａ
及び剥離コロトロン１２ｂを備えており、縦長に配置さ
れたベルト状感光体３の最下端部に、用紙搬送方向が略
水平になるように配置されている。また、転写部１２に
隣接して、用紙導入側に用紙搬送装置１７及び搬送ロー
ラ１８が設けられ、用紙排出側に、転写後の記録紙を定
着装置１９に搬送する搬送ベルト２０が設けられてい
る。

【００３９】また、上記第１画像記録部５は、第１帯電
器２１、レーザ光源（図示せず）、レーザ光が照射され
る回転多面鏡２２ａ、この回転多面鏡２２ａを回転駆動
するモータ２２ｂ、レンズ２２ｃ、２２ｄ、鏡２２ｅ、
２２ｆ等から構成される第１露光装置２２、第１電位セ
ンサ２３、第１現像機２４等を備えている。また、第２
画像記録部６は、第２帯電器２５、発光ダイオードアレ
イからなる第２露光装置２６、第２電位センサ２７、第
２現像機２８等を備えている。第３及び第４の画像記録
部７，８も同様に、第３、第４帯電器２９、３３、第
３、第４露光装置３０、３４、第３、第４電位センサ３
１、３５、第３、第４現像機３２、３６等を備えてい
る。

【００４０】これらの第１、第２、第３及び第４の画像
記録部５、６、７、８は、たとえば、黒、赤、緑、青の
各色トナーにより、ベルト状感光体３上に各色画像をそ
れぞれ形成するものである。また、各電位センサ２３、
２７、３１、３５は、各画像記録部５、６、７、８にお
けるベルト状感光体３の表面電位を検出し、設定された
所定電位となるように、制御回路（図示せず）により各
帯電器２１、２５、２９、３３を制御する。また、現像
濃度センサ１０ｂにより最終的な現像濃度が検出され、
適正な濃度が得られるように各画像記録部５、６、７、
８における現像条件が調整される。なお、この現像濃度
センサ１０ｂは、各色に対応した色センサ素子が、感光
体３の移動方向と直角方向に配列されて構成されてい
る。前記各現像機２４、２８、３２、３６は、それぞれ
現像ロール２４ａ、２８ａ、３２ａ、３６ａとバックア
ップロール２４ｂ、２８ｂ、３２ｂ、３６ｂとを備えて
いる。第２、第３、第４現像機２８、３２、３６は、先
行する現像機により感光体３上に形成されたトナー像に
対して乱れを生じさせてはならないので、非接触型の現
像装置が採用される。

【００４１】さらに、前記給紙部２には、それぞれ給紙
装置３７、３８、３９、４０を備えた中間トレイ４１、
給紙トレイ４２、４３、大容量トレイ４４、用紙反転部
４５等が配設されている。中間トレイ４１には、複数の
切換爪４６ａ、４６ｂ、４６ｃを備えた切換爪装置４６
が設けられている。なお、４７、４８は搬送ロール、４
９は反転ロールである。

【００４２】次に、上述の多色画像形成装置において画
像を形成するための回路構成について、図３を参照して
説明する。

【００４３】多色画像形成装置５０に対しては、画像入
力装置５１、コンピュータ５２、通信回線５３を介して
通信を行なう通信装置５４等からの画像信号が、画像処
理装置５５を介して供給される。画像処理装置５５に供
給された画像信号は、色分離回路５６により、第１〜第
４色成分信号、たとえば、黒、赤、緑及び青の４色成分
信号に分離され、第１色成分信号は、実質的に遅延され
ることなく第１記録部５の第１露光装置２２に供給さ
れ、第２〜第４色成分は、それぞれ第１〜第３遅延回路
５７〜５９を介して第２〜第４記録部６、７、８の第２
〜第４露光装置２６、３０、３４に供給される。なお、
第１〜第３遅延回路５７〜５９における遅延時間Ｔ１、
Ｔ２、Ｔ３は、ベルト状感光体３における第２〜第４露
光装置２６、３０、３４による露光位置の、第１露光装
置２２による露光位置からの距離に対応している。

【００４４】また、各記録部５〜８の第１〜第４帯電器
２１、２５、２９、３３、第１〜第４露光装置２２、２
６、３０、３４、第１〜第４現像機２４、２８、３２、
３６の動作は、制御パネル６０からの指示に基づいて動
作する制御装置６１により制御される。

【００４５】先ず、画像形成モードについて、赤黒の２
色画像を形成する場合を例に挙げて説明する。

【００４６】この場合、操作パネル６０からの指示に基
づき制御装置６１により第１及び第２の画像記録部５、
６のみが動作可能とされ、第３及び第４の画像記録部
７、８は動作不能とされる。この動作・不動作の切り換
えは、例えば、第１及び第２帯電器２１、２５、第１及
び第２露光装置２２、２６、第１及び第２現像機２４、
２８のみに所定の動作電圧あるいはバイアス電圧を印加
することによって行われる。

【００４７】駆動ローラ４ａにより矢印Ａ方向に回転駆
動されるベルト状感光体３は、まず、第１画像記録部５
において第１帯電器２１により図４（ａ）に示すように
一様に帯電される。これにより、感光体３の表面電位は
たとえばＶp （但し、Ｖp は負の値）となる。次に、第
１露光装置２２において、画像の黒に対応した信号によ
り変調されたレーザからの光Ｌk により、感光体３の表
面が露光され、露光部分の電位が、たとえば、ＶR （但
し、ＶR は負の値）まで低下する（同図（ｂ）参照）。
次に、この露光部分は、第１現像部２４まで進み、ここ
で黒トナーＴkにより現像される（同図（ｃ）参照）。
この現像後も黒像部分の表面電位は低下したままであ
る。次に、黒現像部分は、第２画像記録部６まで進み、
第２帯電器２５により再度帯電され、感光体３の表面電
位は、ＶP 近傍まで上昇する（同図（ｄ）参照）。次
に、第２露光装置２６において、画像の赤に対応した信
号により変調された発光ダイオードアレイからの光ＬR
により、感光体３の表面が露光され、露光部分の電位が
ＶR まで低下する（同図（ｅ）参照）。次に、この露光
部分は、第２現像部２８まで進み、ここで赤トナーＴR
により現像される（同図（ｆ）参照）。この赤現像後も
赤像部分の表面電位は低下したままである。

【００４８】ベルト状感光体３は更に進み、第３、第４
画像記録部７、８を通過するが、これらの画像記録部
７、８は不動作とされているので、各色のトナー像は影
響は受けない。

【００４９】次に、トナー像は、プリトランスファーコ
ロトロン９及び除電ランプ１６により電荷が調整されて
転写に適した状態とされる。

【００５０】各色のトナー像が転写部１２まで進んで来
ると、これに同期して給紙部２のトレイ４１〜４４のい
ずれかから給紙装置３７〜４０のいずれかによって記録
紙が搬送経路Ｂに沿って画像形成部１側に給紙され、更
に、用紙搬送装置１７及び搬送ローラ１８により搬送さ
れ、ベルト状感光体３の表面に接触する。

【００５１】転写部１２では、転写コロトロン１２ａか
らの電界により、各色のトナー像はベルト状感光体３の
表面から記録紙に転写される。転写後の記録紙は、剥離
コロトロン１２ｂによりベルト状感光体３から剥離さ
れ、搬送ベルト２０で定着装置１９まで搬送され、トナ
ー像が記録紙に定着される。

【００５２】定着後の記録紙は、たとえば、矢印Ｃ方向
に進み、搬送ローラ４７により直接装置外に画像面を上
側にして排出される。なお、画像面を下にして排出する
場合には、一旦搬送ローラ４８、４９により矢印Ｄ、Ｅ
方向に搬送し、次に、搬送ローラ４８、４９の回転を反
転させ、搬送ローラ４７により機外に排出する。

【００５３】また、転写後にベルト状感光体３に残った
トナーは、除電ランプ１６及びプリクリーニングコロト
ロン１３で帯電状態が調整された後、クリーニング装置
１４で除去される。更に、感光体３に残った電荷は、接
地ストリップ１５を介して放電され、次の画像形成サイ
クルに備える。

【００５４】なお、両面コピーの場合には、定着後の記
録紙は、矢印Ｄ方向に進み、搬送ローラ４８により給紙
部２の用紙反転部４５へ送られ、反転ローラ４９で一旦
矢印Ｅ方向に搬送された後、反転ローラ４９の回転が反
転され、記録紙の搬送方向が矢印Ｆ方向に反転されて中
間トレイ４１内に画像面を上向きにして収納される。こ
のとき、記録紙のサイズに応じて切換爪装置４６の各切
換爪４６ａ、４６ｂ、４６ｃの姿勢を変えることによ
り、記録紙が適正な位置から中間トレイ内に収納され
る。この記録紙は、給紙装置３７により再度画像形成部
１の転写部１２に送られ、今度は、記録紙の裏面の画像
が形成される。なお、両面印刷の場合、各面ごとに画像
形成部１でトナー像が形成されることは当然である。

【００５５】また、片面に重ねて２回コピーする場合に
は、記録紙を搬送ローラ４８から直接中間トレイ４１に
搬送すればよい。

【００５６】次にこの発明の一実施例に係る現像装置に
ついて説明する。

【００５７】図１は非接触型の現像装置の構成例を示し
ている。この現像装置は、上記第１〜第４現像機２４、
２８、３２、３６のいずれにも適用できるものである
が、特に、既にトナー像が形成されたベルト状感光体３
に重ねてトナー像を現像する第２現像機２８以降の現像
機に適したものである。ここでは、第２現像機２８に適
用した場合を例に挙げて説明する。

【００５８】この第２現像機２８は、図１に示すよう
に、静電潜像担持体としてのベルト状感光体３と対向す
るように配置されている。この第２現像機２８は、非磁
性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を収容
するハウジング６５内に、２成分現像剤を磁気的に吸引
して磁気ブラシを表面に形成する現像剤担持体６６と、
この現像剤担持体６６上に吸着された現像剤量を規制す
る現像剤規制部材６７と、前記現像剤担持体６６と前記
ベルト状感光体３とにそれぞれ違った部位で近接するよ
うに配置され、非磁性トナーを付着して回転する円筒状
のトナー担持体６８とを有している。このトナー担持体
６８とベルト状感光体３との対向位置には、非磁性トナ
ーの飛翔を制御する制御電極６９が設けられている。

【００５９】また、上記第２現像機２８のハウジング６
５内には、現像剤担持体６６と隣接する位置に第１の現
像剤攪拌室７０が設けられ、更にこの第１の現像剤攪拌
室７０と隔壁７１によって仕切られた第２の現像剤攪拌
室７２が設けられている。これらの第１の現像剤攪拌室
７０と第２の現像剤攪拌室７２は、現像剤担持体６６の
軸線方向における両端部で互いに連通しており、それぞ
れ現像剤の攪拌と搬送を行なう第１のスクリューオーガ
ー７３と第２のスクリューオーガー７４とが設けられて
いる。これらの２つのスクリューオーガー７３、７４
は、互いに逆方向に現像剤を搬送するように回転方向が
設定されており、現像剤が第１の現像剤攪拌室７０と第
２の現像剤攪拌室７２とを循環するようになっている。
これにより現像剤中の非磁性トナーの分布が一定に維持
されると共に、磁性キャリアとの摩擦帯電により−５〜
−２５μｃ／ｇの電荷が付与される。攪拌された現像剤
は、第１スクリューオーガー７３によって現像剤担持体
６６に供給される。

【００６０】上記現像剤担持体６６は、位置が固定され
た磁石の外周に、回転可能な円筒状のスリーブを配置し
たものであり、スリーブの表面に２成分現像剤を磁気的
に吸着して磁気ブラシを形成すると共に、スリーブが回
転して現像剤を搬送することができるものである。この
現像剤担持体６６には、バイアス電源７５から直流重畳
交流電圧（周波数２〜１２ＫＨｚ、Ｖ_P-P２Ｋｖ以下、
Ｖｄｃ−１００Ｖ〜−６００Ｖが好ましい。）を印加さ
れている。電荷を有するトナーは、クーロン力によりト
ナー担持体６８に転移され、トナー担持体６８表面に−
１０〜−３０μｃ／ｇの帯電電荷を有するトナーの薄層
が形成される。

【００６１】上記トナー担持体６８は、表面が陽極酸化
されたアルミニウムの円筒体やフェノール樹脂からなる
円筒体、または金属表面に合成樹脂層を形成したものな
どが用いられ、直流電源７６から−１００Ｖ〜−４００
Ｖの直流電圧が印加されている。また、トナー担持体６
８には、直流重畳交流電圧を印加するようにしても良
い。

【００６２】トナー担持体６８とベルト状感光体３と
は、２００μｍ〜５００μｍの間隔を保持して対向する
ように配置されており、トナー担持体６８とベルト状感
光体３との対向位置で双方の表面の移動が同方向となる
ように回転方向が設定されている。尚、双方の表面の移
動が逆方向となるように設定してもよい。

【００６３】制御電極６９は、導電性のワイヤーで構成
され、トナー担持体６８の軸方向に直線的に複数列配置
され、トナー担持体６８の周面の一部が露出するように
設けられたハウジング６５の開口部両端において支持さ
れ、トナー担持体６８と近接するように配置されてい
る。制御電極６９には、現像用バイアス電源７７から直
流重畳交流電圧（周波数２〜１２ＫＨｚ、Ｖ_P-P２００
〜１０００Ｖ以下、Ｖ_DC−１００Ｖ〜−４００Ｖが好ま
しい。）が印加され、電界内でトナークラウドが発生す
る。クラウド化されたトナーは電界内で飛翔し、ベルト
状感光体３の静電潜像に付着し、現像される。なお、制
御電極６９は、ワイヤーからなるものではなく、金属薄
板に複数のトナー粒子の平均粒径よりも大きい開孔を有
するものでもよい。

【００６４】ところで、この実施例では、トナー担持体
上のトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段が、トナ
ー担持体と現像剤担持体との対向部よりもトナー担持体
の回転方向の下流側で、かつ制御電極よりも上流側にト
ナー担持体に近接して設けられている。

【００６５】このトナー濃度検知手段のセンサーとして
は、正反射光を読み取る反射型センサーと、拡散光を読
み取る拡散型センサーの両者があるが、反射型センサー
での感度は黒＞青＞緑＞茶＞赤の順であり、拡散型セン
サーでは赤＞茶＞緑＞青＞黒の順であって、拡散型セン
サーでは青と黒にはほとんど感度を有さないという特徴
がある。そのため、この実施例では、全色の検知を可能
とするために、反射型のセンサーを採用している。ま
た、反射光で一番検知し難いのは赤であり、そのため補
色である青色の光を発光源として使用し、赤の感度を上
げることが考えられるが、一般に青色のＬＥＤは出力が
小さくセンサーに使用することが出来ない。そこで、こ
の実施例では、出力としては長波長光がとりやすいの
で、９００ｎｍの赤外光をセンサー用の光源として用い
ている。

【００６６】上記トナー濃度検知センサー８０は、図５
に示すように、発光素子８１と受光素子８２を備えてお
り、発光素子８１からの光をトナー担持体６８上のトナ
ー層に照射し、その反射光を受光素子８２で検出して電
気信号に変換して増幅するようになっている。このとき
トナーの無いクリーンな面における反射光量をＶ_CLとト
ナー層が形成されたときの反射光量Ｖ_IMとの比は、トナ
ー層の重量（濃度）に対して図６のような特性を有し、
トナー重量（濃度）の変化を知ることができる。

【００６７】また、上記トナー濃度検知センサー８０
は、図７に示すように、発光素子８１と受光素子８２の
前面に遮光板８３を設け、遮光板８３に設けたピンホー
ル８４を通して発光素子８１からの光をトナー担持体６
８に照射し、トナー担持体６８からの反射光をピンホー
ル８５を介して受光素子８２で受光する構成となってい
る。ピンホール８４、８５は、光量及び指向性から直径
１．０ｍｍ程度が望ましい。この構成により指向性が向
上し、センサー感度を向上させることができる。この場
合、発光素子８１と遮光板８３との間隔を２ｍｍ程度に
し、受光素子８２と遮光板８３との間隔を同じかそれ以
上に広くすることにより一層指向性が向上する。

【００６８】さらに、上記トナー濃度検知センサー８０
は、ピンホール８４、８５を通しての発光素子８１、受
光素子８２の視野が一致する位置よりも近くにトナー担
持体６８があるようにすることにより検出感度を向上で
き、発光素子８１と受光素子８２とのなす角度を狭くす
ることにより、拡散光を検出する度合いが減り、高感度
化が図れる。上記発光素子８１と受光素子８２とのなす
角度を小さくすることにより、拡散光や乱反射光を受光
せず、感度をアップすることができる。発光素子８１と
受光素子８２とのなす角度は３０°以下が望ましい。

【００６９】図８は多色画像形成装置の制御動作を示す
タイミングチャートである。ＰＲＩＮＴＪＯＢ終了後に
現像剤担持体６６に印加されているバイアスを反転する
ことにより、トナー担持体６８上のトナーを除去するこ
とができ、その際トナー濃度検知センサー８０でトナー
担持体６８のトナーの無いクリーンな面における反射光
量を検知することができる。また、ＰＲＩＮＴＪＯＢ中
のトナー担持体６８上を検出することにより、トナー層
が形成された時の反射光量を検知する。

【００７０】図９はトナー担持体６８上のトナー重量と
画像濃度との関係を示している。トナー重量と画像濃度
は、ほぼ比例関係にあり、又、トナー担持体６８上のト
ナー重量とトナー濃度もほぼ比例関係にあることがわか
る。この関係と図６に示すセンサー感度から、トナー濃
度検知センサー８０の出力により画像濃度を制御するこ
とができる。上記トナー濃度検知センサー８０の出力
は、図５に示すように、制御手段としてのＣＰＵ９０に
入力されており、このＣＰＵ９０は、現像剤担持体６６
の回転数、現像剤担持体６６の印加電圧、トナー担持体
６８の回転数、トナー担持体６８の印加電圧のうちの少
なくとも１つ以上を制御ようになっている。

【００７１】以上の構成において、この実施例に係る現
像装置では、次のようにして環境等に影響されずに常に
安定した現像を行うことができる。すなわち、上記現像
装置のハウジング６５内においては、図１に示すよう
に、第１及び第２のスクリューオーガ７３、７４によっ
て現像剤の攪拌と搬送が行われ、攪拌された現像剤は、
第１のスクリューオーガ７３によって現像剤担持体６６
に供給される。この現像剤は、現像剤担持体６６の表面
に磁気力によって吸着され、磁気ブラシを形成する。こ
の現像剤担持体６６の表面に付着した現像剤は、現像剤
規制部材６７によって最適な現像剤量たとえば１．５〜
３．０ｍｍの層厚に制御された後、現像剤担持体６６の
回転に伴って矢印方向に搬送される。そして、現像剤担
持体６６がトナー担持体６８と対向する位置まで回転す
ると、現像剤担持体６６の表面に付着した現像剤中のト
ナーは、現像剤担持体６６とトナー担持体６８との間に
印加されるバイアス電圧によって、現像剤担持体６６か
らトナー担持体６８側へと向かう方向に形成される静電
界により、トナー担持体６８側へと転移してトナー担持
体６８の表面に付着し、トナー担持体６８の表面には、
一定の層厚のトナー層が形成される。

【００７２】上記トナー担持体６８の表面に付着したト
ナーは、トナー担持体６８の回転に伴ってベルト状感光
体３と対向する現像位置へと搬送される。この現像位置
において、トナー担持体６８とベルト状感光体３との間
に位置する制御電極６９には、バイアス電源７７によっ
て直流重畳交流電圧（周波数２〜１２ＫＨｚ、Ｖ_P-P２
００〜１０００Ｖ以下、Ｖ_DC−１００Ｖ〜−４００Ｖが
好ましい。）が印加されている。そのため、トナー担持
体６８の表面に付着したトナーは、制御電極６９とベル
ト状感光体３との間に形成される振動電界によってベル
ト状感光体３側へと容易に移動し、ベルト状感光体３の
表面に形成された静電潜像を現像する。なお、トナー担
持体６８とベルト状感光体３との間隔は、２００μｍ〜
５００μｍに設定されている。

【００７３】その際、環境変動や経時変化による磁性キ
ャリアや非磁性トナーの劣化等により、非磁性トナーの
帯電量が変化すると、現像剤担持体６６からトナー担持
体６８へ転移するトナー量に差が生じる。このように、
トナー担持体６８上のトナー量に差が生じると、制御電
極６９によりクラウド化されるトナー量に差が発生し、
現像領域でのトナー量が変動することにより、ベルト状
感光体３上の画像濃度が変化してしまう。

【００７４】ところで、この実施例では、図１及び図５
に示すように、上記トナー担持体６８上のトナー量をト
ナー濃度検知センサー８０によって検出し、このトナー
濃度検知センサー８０によって検出されたトナー濃度が
所定の範囲内か否かが、ＣＰＵ９０によって判断され
る。そして、上記トナー担持体６８上のトナー濃度が所
定値以下である場合には、現像剤担持体６６とトナー担
持体６８との回転数の比を増加させ、図１０に示すよう
に、トナー担持体６８上のトナー量を増加させる。

【００７５】なお、現像剤担持体６６とトナー担持体６
８に印加されるバイアス電圧の差を、図１０に示すよう
に増加させることによって、トナー担持体６８上のトナ
ー量を増加させるようにしても良い。また、第１及び第
２のスクリューオーガ７３、７４の回転数を増加させる
ことによってトナーの帯電量を増加させ、トナー担持体
６８上のトナー量を増加させることも可能である。

【００７６】このように、上記実施例においては、トナ
ー担持体６８上に担持されたトナーの濃度を検知するト
ナー濃度検知センサー８０と、前記トナー濃度検知セン
サー８０の検知信号に基づいて、前記現像剤担持体６６
上の磁気ブラシを構成する現像剤中のトナーをトナー担
持体６８上に付着させるための条件を制御するＣＰＵ９
０を備えるように構成されている。そのため、前記トナ
ー濃度検知センサー８０によってトナー担持体６８上に
担持されたトナーの濃度を検知し、前記トナー濃度検知
センサー８０の検知信号に基づいて、ＣＰＵ９０によっ
て前記現像剤担持体６６上の磁気ブラシを構成する現像
剤中のトナーをトナー担持体６８上に付着させるための
条件を制御することによって、トナー担持体６８上に担
持されるトナー量を常に一定に維持することができ、環
境等に影響されずに安定した現像像を得ることのできる
現像装置を提供することができる。

【００７７】すなわち、上記の如く、トナー濃度検知セ
ンサー８０の出力を予め設定した値と比較することによ
り、上記の回転数比又は、電位差を制御し、トナー担持
体６８上のトナー重量を０．５ｍｇ／ｃｍ²〜１．５ｍ
ｇ／ｃｍ²の範囲にすることで、現像剤の劣化などによ
る画像濃度の変化を防止することが可能となる。

【００７８】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、混色のない鮮明な多色画像の現像像を得るこ
とができるのは勿論のこと、環境等に影響されずに安定
した現像像を得ることのできる現像装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る現像装置の一実施例を
示す構成図である。

【図２】図２はこの発明に係る現像装置を適用した多
色画像形成装置を示す構成図である。

【図３】図３は多色画像形成装置の制御部を示すブロ
ック図である。

【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は多色画像形成装置の画
像形成工程をそれぞれ示す電位説明図である。

【図５】図５はこの発明に係る現像装置の一実施例を
示す要部構成図である。

【図６】図６はトナー濃度とＬｏｇ（Ｖ_IM／Ｖ_CL）と
の関係を示すグラフである。

【図７】図７はトナー濃度検知センサーの要部を示す
構成図である。

【図８】図８は多色画像形成装置の画像形成動作と検
知部材の動作との関係を示すタイミングチャートであ
る。

【図９】図９はトナー重量と画像濃度との関係を示す
グラフである。

【図１０】図１０は現像濃度の制御方法を示すグラフ
である。

【図１１】図１１は従来の現像装置を示す構成図であ
る。

【図１２】図１２は同現像装置の制御電極を示す斜視
図である。

【符号の説明】

３ベルト状感光体、２８第２現像機、６６現像剤
担持体、６８トナー担持体、６９制御電極、８０
トナー濃度検知センサー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性トナーと磁性キャリアを有する２
成分現像剤を担持して円周方向に磁気ブラシとして搬送
する現像剤担持体と、前記現像剤担持体と静電潜像を形
成した静電潜像担持体とにそれぞれ違った部位で近接対
向するようにして配置されるトナー担持体と、前記現像
剤担持体上の現像剤量を規制する手段と、前記現像剤担
持体上の磁気ブラシを構成する現像剤中のトナーをトナ
ー担持体に静電的に付着させるような電界を現像剤担持
体及びトナー担持体間に形成させる手段と、前記静電潜
像担持体と前記トナー担持体との間隙に配置されトナー
の飛翔を制御する制御電極とを備え、前記制御電極は前
記トナー担持体の近傍に離れて配置され、前記制御電極
に印加される交番電圧によって、トナークラウドを形成
し該トナークラウドによって静電潜像担持体上に現像像
を形成する現像装置において、前記トナー担持体上に担
持されたトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段
と、前記トナー濃度検知手段の検知信号に基づいて、前
記現像剤担持体上の磁気ブラシを構成する現像剤中のト
ナーをトナー担持体上に付着させるための条件を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記制御手段が、現像剤担持体の回転
数、現像剤担持体の印加電圧、トナー担持体の回転数、
トナー担持体の印加電圧のうちの少なくとも１つ以上を
制御することを特徴とする請求項第１項記載の現像装
置。