JPH0667547A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定して１パスで良好な画質の多色現像を行
うため、低電界でトナークラウドを形成することがで
き、かつ長時間の使用においても画像ムラの生じること
のない現像装置を提供することを目的とする。 【構成】 制御電極を振動させる振動印加手段を配設す
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
電子写真装置に使用される現像装置に関し、更に詳細に
は、現像剤担持体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、複数の現像装置を備
え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、次に示すような方式のものがあ
る。

【０００４】（１）感光体ドラム上に各色のトナー像を
順次形成し、この感光体ドラム上に形成された各色のト
ナー像を記録用紙上に順次重ねて転写することにより、
多色画像を形成するもの。

【０００５】（２）感光体ドラム上に各色のトナー像を
順次形成し、この感光体ドラム上に形成された各色のト
ナー像を、中間転写体上に順次重ねて転写し、その後中
間転写体上に重ねて転写された複数のトナー像を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。

【０００６】（３）感光体ドラムとその周囲に配置した
帯電器、露光部、現像器、転写部、クリーニング装置な
どからなる画像形成ユニットを各色に対応して複数組配
置して、記録用紙上にそれぞれの感光体ドラム上のトナ
ー像を順次重ねて転写することにより、多色画像を形成
するもの。

【０００７】しかしながら、上記（１）の方式の多色画
像形成装置では、必要色の数だけ感光体ドラムを回転さ
せなければならず、最終的な多色画像が得られるための
時間が長くかかる。加えて各色のトナー像を記録用紙上
に順次重ねて転写するので、色ずれを防ぐため記録用紙
を転写部に各色で同じ位置に搬送する高精度な用紙搬送
技術が必要とされる。

【０００８】また、（２）の方式の多色画像形成装置で
は、中間転写体の使用により色ずれの問題は解決される
が、必要色のトナー像を中間転写体に転写後、さらに記
録用紙に転写する必要があるため、（１）の方式よりも
幾分最終的な多色画像を得るための時間が長くなる。

【０００９】さらに、（３）の方式の多色画像形成装置
では、各色に対応した画像形成ユニットが必要となるた
め、装置が大型化してコストも高くなる。

【００１０】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、
一つの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が提案されている。

【００１１】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、混色が発生し易いと
いう問題点がある。

【００１２】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
する現像装置が、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。

【００１３】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。

【００１４】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に比べかなり大きく、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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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１−３０４４７７号公
報及び特開平３−１１３４７４号公報）。

【００２３】この提案に係る現像装置は、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、現像剤担持体上の現像剤量を規制する
手段と、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
直流重畳交流電界を現像剤担持体及びトナー担持体間に
形成する手段と、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粒子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
と直流電圧とによって、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
るように構成したものである。

【００２４】すなわち、２成分現像法によりトナー担持
体上に均一で安定したトナー薄層を形成し、感光体とト
ナー担持体との間に配設された数本のワイヤーからなる
電極構造とトナー担持体間に交番電界を印加して、電極
構造のまわりにトナー担持体から遊離したトナーを感光
体に接触しないようなトナークラウドに形成し、感光体
とトナー担持体との間にある直流電界により感光体上に
現像している。

【００２５】このトナークラウドの量と高さは、搬送さ
れるトナー量と前記交番電界の強さに大きく左右され、
これを一定に保つことが画質を安定させる上で非常に重
量な点となっている。

【００２６】上述の電極ワイヤーは、交流電圧に伴う平
均静電気力によってトナー担持体に順応して、トナー担
持体との間で一定の間隙を保つようになっている。

【００２７】十分なトナークラウドの量と高さを得るた
めの前記交番電界の強さはピークで、通常５０μｍの間
隙で２００Ｖ〜１０００Ｖ（４０００Ｖ／ｍｍ〜２００
００Ｖ／ｍｍ）と非常に高く、トナー担持体と電極ワイ
ヤーの間での放電を防ぐため、トナー担持体の表面は通
常アルマイトや樹脂などの高抵抗層により被覆されてい
る。

【００２８】

【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、長期間の使用
によりトナー担持体の表面を被覆する高抵抗層がトナー
との摺擦により磨耗したり、高抵抗層に欠陥やムラがあ
ると、電極ワイヤーとトナー担持体間での電界のムラが
生じて画像ムラを引き起こしたり、高抵抗層の絶縁破壊
が生じて画像欠陥を引き起こしたりするという問題点が
生じる。従って、より低い電界でトナークラウドを形成
することが望まれていた。

【００２９】また、上記電極ワイヤーは、現像中、高周
波の交番電界中を飛翔するトナーのクラウドの中にある
ため、電極ワイヤーには、長時間の現像過程においてト
ナーの微粉が固着したり、又電極ワイヤーとトナー担持
体との間の間隙より大きなトナーの粗大粉やキャリアや
異物が進入して堆積すると、この部分のトナーの供給が
減少するとともに、電界も弱まりトナークラウドの発生
が著しく阻害されて、画像濃度の低下が生じるという問
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あり、その目的とす
るところは、安定して１パスで良好な画質の多色現像を
行うため、低電界でトナークラウドを形成することがで
き、かつ長時間の使用においても画像ムラの生じること
のない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】この発明は、上記のよう
な問題点を解決するため、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、前記制
御電極を振動させる振動印加手段を配設するように構成
されている。

【００３２】また、前記振動印加手段の振動周波数は、
例えば、１ＫＨｚ以上、５０ＫＨｚ以下でありかつ、制
御電極の固有振動数の整数倍でない値に設定される。

【００３３】さらに、前記振動印加手段は、例えば、現
像動作中にのみ駆動される。

【００３４】

【作用】この発明においては、制御電極を振動させる振
動印加手段を配設するように構成されているので、振動
印加手段によって制御電極を振動させることにより、ト
ナー担持体の周囲に担持されたトナーをトナー担持体の
表面から分離させることができる。そのため、トナーク
ラウドを形成するために制御電極に印加する交番電圧が
低電圧で良く、トナー担持体の表面を被覆する高抵抗層
等に絶縁破壊等を生じて画像欠陥を引き起こすことがな
い。

【００３５】また、この発明においては、制御電極を振
動させる振動印加手段を配設するように構成されている
ので、振動印加手段によって制御電極を振動させること
により、制御電極にトナーの微粉が固着したり、又制御
電極とトナー担持体との間の間隙より大きなトナーの粗
大粉やキャリアや異物が進入して堆積するのを防止する
ことができ、画像濃度の低下が発生するのを防止するこ
とができる。

【００３６】

【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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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 が約−４００Ｖ（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 が約−１００Ｖ（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 が約−５０
０Ｖ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 が約
−１００Ｖ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。

【００５０】ベルト状感光体３は更に進み、第３、第４
画像記録部７、８を通過し、上記と同様に、第３帯電器
２９によって感光体３の表面は、約−５５０Ｖに帯電さ
れ、第３露光装置３０によって画像部は約−１４０Ｖに
露光され、第３現像部３２によって反転現像される。引
き続いて、第４帯電器３３によって感光体３の表面は、
約−６００Ｖに帯電され、第４露光装置３４によって画
像部は約−１８０Ｖに露光され、第４現像部３６によっ
て反転現像される。

【００５１】なお、帯電器の性能によっては前段の露光
部の電位が低いため再帯電によって感光体の電位を均一
にするには前段の帯電電位よりも高くする必要があり、
帯電・露光・現像の各工程を繰り返して行うに従い感光
体の再帯電電位が上昇している。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】次に本発明の一実施例に係る現像装置につ
いて説明する。

【００６０】図５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。

【００６１】この第２現像機２８は、図５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。

【００６２】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。

【００６３】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（交流ピークツーピーク電圧で５０〜５００
Ｖ、周波数２〜１２ＫＨｚが好ましく、直流電圧で−１
００〜−６００Ｖが好ましい。）を印加されている。ト
ナーは、上述したように、トナーとキャリアの摩擦相互
作用により−５〜−２５μｑ／ｇの摩擦帯電を得、現像
剤担持体６６及びトナー担持体６８間に印加された直流
重畳交流電界により、トナー担持体６８の表面に−１０
〜２０μｃ／ｇの帯電電荷を有するトナーが静電的に薄
層を形成するように付着している。

【００６４】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。

【００６５】トナー担持体６８とベルト状感光体３と
は、２００μｍ〜４００μｍ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。

【００６６】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（交流ピークツーピーク電圧で５０〜２
５０Ｖ、周波数２〜１２ＫＨｚが好ましく、直流電圧で
−１００〜−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。上記トナー担持体６８
の表面には、上述したように、−１０〜−２０μｃ／ｇ
の帯電電荷を有するトナーが静電的に付着している。こ
のトナーは、制御電極６９に印加された直流重畳交流電
圧が形成する交番電界によって、トナー担持体６８の表
面から分離し、制御電極６９のまわりにトナークラウド
を形成する。このクラウド化されたトナーは交番電界内
で飛翔し、ベルト状感光体３上の静電潜像に付着し、現
像される。

【００６７】ところで、この実施例では、制御電極を振
動させるための振動印加手段を設けるように構成されて
いる。

【００６８】すなわち、上記制御電極６９は、例えば、
直径３０〜２００μｍのタングステンワイヤーからな
り、これらの制御電極６９は、ベルト状感光体３とトナ
ー担持体６８の間に、トナー担持体６８とほぼ平行にト
ナー担持体６８近傍に離れて配置されている。また、上
記制御電極６９は、図１に示すように、その両端部に配
置されたワイヤー支持体８０の位置決め用溝８１によ
り、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍの間隔で位置決めされ、ワ
イヤー両端部に係合したコイルスプリング８３によりト
ナー担持体６８と平行になるように調整され、張られて
いる。

【００６９】また、上記ワイヤー６９とトナー担持体６
８との間隙は、ワイヤー６９とトナー担持体６８との間
に印加される交流電圧に伴う平均静電気力によってトナ
ー担持体６８に順応して現像動作中でもほぼ一定に保持
されている。

【００７０】さらに、上記ワイヤー支持体８０の一部で
位置決め用溝８１の内側には、図１に示すように、振動
印加手段としての圧電振動素子８４が制御電極６９と接
触するように配置されている。しかも、上記圧電振動素
子８４は、制御電極６９の振動方向がトナー担持体６８
とベルト状感光体３が対向する方向と直交する方向、す
なわちトナー担持体６８の接線方向に沿った方向となる
ように配置されている。

【００７１】そして、上記圧電振動素子８４には、高周
波交流電圧（周波数１ＫＨｚ〜５０ＫＨｚ）を印加する
ことにより、この圧電振動素子８４をトナー担持体６８
の接線方向に沿って高周波で微振動させて制御電極６９
に振動を伝え、トナー担持体６８表面に静電気力で付着
しているトナーを、制御電極６９の振動により機械的に
トナー担持体６８表面から分離させ、しかもトナークラ
ウドの生成を助長している。このため、トナー担持体６
８表面に静電気力で付着しているトナーを高い交番電界
で引き剥がす必要がなくなり、制御電極６９とトナー担
持体６８間には比較的低い交番電界、（１０００Ｖ／ｍ
ｍ〜４０００Ｖ／ｍｍ）を印加して、トナークラウドを
形成することができる。

【００７２】また、ワイヤー６９の振動により長期の使
用においても、トナーが制御電極６９に固着あるいは、
堆積するのを防ぐために、制御電極６９にトナーが付着
したり、制御電極６９とトナー担持体６８間でトナーや
異物が堆積することを防止している。

【００７３】なお、圧電振動素子８４に印加する高周波
交流電圧の周波数がワイヤー６９の固有振動数の整数倍
であるとワイヤー６９の振動が振動板の振動と共振して
振幅が大きくなるとともに、ワイヤー６９の振動に節が
できてしまう。ワイヤー６９の振動に節ができると節の
部分の振動が弱くなりすぎてトナー固着や堆積防止の効
果が得られなくなる。従って、圧電振動素子８４に印加
する高周波交流電圧の周波数がワイヤーの固有振動数の
整数倍でないことが望ましい。

【００７４】また、ワイヤー６９の振幅が大きくなるす
ぎると、ワイヤー６９がトナー担持体６８と接触してし
まいワイヤー６９を傷付けてしまうこと、トナークラウ
ドが大きくなりすぎてトナー飛散を引き起こすことがあ
る。そのため、ワイヤー６９の振幅は、大きくなりすぎ
ないように適宜設定されている。

【００７５】このように、上記の実施例では、ワイヤー
からなる制御電極６９を振動させる圧電振動素子８４を
配設するように構成されているので、圧電振動素子８４
によって制御電極６９を振動させることにより、トナー
担持体６８の周囲に担持されたトナーをトナー担持体６
８の表面から分離させることができる。そのため、トナ
ークラウドを形成するために制御電極６９に印加する交
番電圧が低電圧で良く、トナー担持体６８の表面を被覆
する高抵抗層等に絶縁破壊等を生じて画像欠陥を引き起
こすことがない。

【００７６】また、この発明においては、制御電極６９
を振動させる圧電振動素子８４を配設するように構成さ
れているので、圧電振動素子８４によって制御電極６９
を振動させることにより、制御電極６９にトナーの微粉
が固着したり、又制御電極６９とトナー担持体６８との
間の間隙より大きなトナーの粗大粉やキャリアや異物が
進入して堆積するのを防止することができ、画像濃度の
低下が発生するのを防止することができる。

【００７７】

【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、安定して１パスで良好な画質の多色現像を行
うため、低電界でトナークラウドを形成することがで
き、かつ長時間の使用においても画像ムラの生じること
のない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
示す要部正面図である。

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

【図３】 図３は制御回路を示すブロック図である。

【図４】 図４（ａ）〜（ｌ）は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
示す構成図である。

【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、８４
圧電振動素子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記制御電極を振動させる振動印加手段を配設したこと
   を特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記振動印加手段の振動周波数は１ＫＨ
   ｚ以上、５０ＫＨｚ以下でありかつ、制御電極の固有振
   動数の整数倍でないことを特徴とする請求項第１項に記
   載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記振動印加手段は現像動作中にのみ駆
   動されることを特徴とする請求項第１項又は第２項に記
   載の現像装置。