JPH0926699A

JPH0926699A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0926699A
Application number: JP19710895A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Watanabe; 正信渡辺
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-07-11
Filing date: 1995-07-11
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤担持体の損傷や現像剤の劣化を有効に
回避しながら、現像剤の高帯電化による高画質化とゴー
スト抑止とを両立させる。【構成】現像ハウジング内に現像剤担持体２を有し、
潜像担持体１の移動方向に対して前記現像剤担持体２の
下流側に補助現像剤担持体４を配設した現像装置であっ
て、通常の画像形成工程以外のダミー画像形成工程に
て、少なくとも現像剤担持体２の一周分の現像剤を潜像
担持体１側へ転移させ、この転移した現像剤を補助現像
剤担持体４側へ非接触状態で転移させ、現像剤担持体２
側へ非接触状態で回収させる。又は、少なくとも現像剤
担持体２の一周分の現像剤を補助現像剤担持体４に非接
触状態で転移させ、現像剤担持体２側へ非接触状態で回
収させる。更に、必要に応じて、湿度検出手段１１の湿
度情報によって高湿度環境下のときだけダミー画像形成
工程を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真技術を用
いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられる現
像装置に関するもので、特に、磁性一成分現像剤を用い
るタイプにおいて現像ゴーストの発生を抑止する磁性一
成分現像装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における磁性一成分現像装置は、例
えば図１４に示すように、潜像担持体１０１側に現像用
開口が開設されて磁性一成分現像剤１１０が収容される
現像ハウジング１０３と、この現像ハウジング１０３の
現像用開口に面して配設される現像剤担持体１０２と、
この現像剤担持体１０２の潜像担持体１０１と反対側に
接するように、現像剤担持体１０２上の現像剤付着量を
規制する現像剤規制部材１０４とを備えている。現像剤
担持体１０２は、複数の磁極が固定的に配列される磁石
ロール１０２ａと、この磁石ロール１０２ａの周囲に回
転自在に支持された円筒状のスリーブ１０２ｂとを備
え、更に、前記スリーブ１０２ｂには、高圧交流電源１
０５及び直流電源１０６によって直流重畳交流電圧から
なるバイアス電圧がスイッチ１０７を介して選択的に印
加されるようになっている。

【０００３】このような現像装置においては、現像ハウ
ジング１０３内に収納された磁性一成分現像剤１１０
は、磁石ロール１０２ａの磁力で現像剤担持体１０２表
面に保持され、現像剤規制部材１０４との間を通過する
際に現像剤担持体１０２表面に摺擦されるとともに現像
剤の薄層が形成される。この現像剤１１０と現像剤担持
体１０２表面との摺擦によって現像剤は摩擦帯電し、電
荷が付与される。かかる現像剤規制部材１０４によって
薄層化された現像剤１１０は、現像剤担持体１０２のス
リーブ１０２ｂの回転により現像領域Ａまで搬送される
と、現像バイアスが印加された現像剤担持体１０２と潜
像担持体１０１の静電潜像との間に形成される電界によ
って、電荷を有する現像剤が潜像担持体１０１の静電潜
像に飛翔して現像する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一成分
現像方式特有の問題として、現像ゴーストが挙げられ
る。これは、現像剤の摩擦帯電量が現像剤担持体１０２
のスリーブ１０２ｂ表面との繰り返し摩擦によって大き
くなること、かつ、現像剤担持体１０２表面上での現像
剤の交換がされにくく、現像剤規制部材１０４と現像剤
担持体１０２との間を通過するたびにスリーブ１０２ｂ
表面上を搬送される現像剤の粒径分布が小径側へシフト
することから、スリーブ１０２ｂ表面上の現像剤消費部
と非消費部とで現像性能に差が生じるために発生する。

【０００５】このような技術的課題を解決する手段とし
て、従来にあっては、現像剤担持体上の残留現像剤を直
接機械的にスクレーパでかき取るという方法がとられて
きた。しかしながら、そもそも現像剤担持体上に現像
剤を保持して搬送する上で、現像剤担持体の表面粗さを
粗くする必要があり、粗くした表面上の残留現像剤をス
クレーパで直接かき取ったとしても、残留現像剤を完全
に除去することは極めて困難であるばかりか、現像剤担
持体の表面にスクレーパをある程度強く摺接させなけれ
ばならないため、現像剤担持体やスクレーパの損傷を早
めるという不具合がある。

【０００６】そこで、スクレーパでかき取るという方法
以外の手段として、導電性微粒子を含んだ１０²〜１０
^-6Ωｃｍ以下の樹脂層をスリーブ表面上に設け、その最
表層部が現像剤サイズレベルで１．０μｍ以下の２次粒
子を混在分布させることにより、現像剤表面電荷の漏電
を促進し、現像剤の帯電量の増加を防ぐことで現像ゴー
ストを無くすようにしたものがある（例えば特開平１−
２７６１７４号公報）。ところが、このタイプにあって
は、現像剤の帯電量が低下し、特に高湿環境下で適正な
現像を行うのに充分な帯電量が得られず、現像ゴースト
は改善されるが、ブラーやハーフトーンのがさつき及び
階調再現性不良が発生し、総合的な画質は低くなってし
まうという技術的課題がある。

【０００７】また、他の方法として、現像剤担持体の中
の反発磁極間の対応した箇所に電界発生ロールを設ける
と共に、その電界発生ロールにスクレーパを接触させ、
現像剤担持体表面の残留現像剤を電界発生ロール側へ転
移させ、電界発生ロール表面に保持された現像剤をスク
レーパにてかき取るようにしたものがある（例えば特開
平２−２７５９７７号公報）。しかしながら、このタイ
プにあっては、電界発生ローラに付着した現像剤をスク
レーパにて機械的にかき取るようにしたため、現像剤に
ストレスがかかり、現像剤の劣化を早めるという技術的
課題が生じてしまう。

【０００８】そこで、本発明は、現像剤担持体の損傷や
現像剤の劣化を有効に回避しながら、現像剤の高帯電化
による高画質化とゴースト抑止とを両立した画質欠陥の
無い磁性一成分現像装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】現像ゴーストは、非画像
部（現像剤が消費されていない部分）位置が同一のプリ
ントが数枚続いた後において著しく悪く、ベタ画像やハ
ーフトーン画像のようなソリッド画像プリント後での発
生は軽微である。本発明はこの点に着目しており、意図
的に常にソリッド画像プリント後の状態をつくっていこ
うとするものである。すなわち、この発明に係る現像装
置は、図１（ａ）に示すように、静電潜像が担持される
潜像担持体１に対向する現像剤担持体２を現像ハウジン
グ３内に配設し、この現像剤担持体２上に担持された現
像剤にて潜像担持体１上の静電潜像を可視像化する現像
装置において、前記潜像担持体１の移動方向に対し現像
ハウジング３内の現像剤担持体２の下流側に近接して配
設される補助現像剤担持体４と、通常の画像形成工程以
外のダミー画像形成工程にて、少なくとも現像剤担持体
２の一周分に対応した領域に亘って現像剤担持体２上の
現像剤を前記潜像担持体１側へ転移させ、ダミー現像像
Ｔdを形成するダミー現像実行手段５と、前記補助現像
剤担持体４に対し、潜像担持体１上に形成されたダミー
現像像Ｔdを静電的若しくは磁気的に非接触状態で転移
させる現像剤転移手段６と、前記補助現像剤担持体４上
に転移した現像剤を現像剤担持体２側へ磁気的若しくは
静電的に非接触状態で戻す現像剤回収手段７とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００１０】また、この発明に係る他の現像装置は、図
１（ｂ）に示すように、静電潜像が担持される潜像担持
体１に対向する現像剤担持体２を現像ハウジング３内に
配設し、この現像剤担持体２上に担持された現像剤にて
潜像担持体１上の静電潜像を可視像化する現像装置にお
いて、前記潜像担持体１の移動方向に対し現像ハウジン
グ３内の現像剤担持体２の下流側に近接して配設される
補助現像剤担持体４と、通常の画像形成工程以外のダミ
ー画像形成工程にて、少なくとも現像剤担持体２の一周
分に対応した領域に亘って現像剤担持体２上の現像剤を
前記補助現像剤担持体４側へ静電的若しくは磁気的に非
接触状態で転移させる現像剤転移手段８と、この現像剤
転移手段８にて転移した現像剤を現像剤担持体２側へ磁
気的若しくは静電的に非接触状態で戻す現像剤回収手段
９とを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】このような技術的手段において、潜像担持
体１は、光により静電潜像を形成する際には感光体、イ
オンにより静電潜像を形成する際には誘電体を用いる
等、潜像形成手段の種類に応じて適宜設計変更して差し
支えなく、その構成についても、ドラム状、ベルト状な
どの形態や帯電手段の正負、露光方法等の形式を問わな
い。また、現像剤担持体２としては、現像剤を担持搬送
し得るものであれば、回転可能な現像スリーブ内に複数
の磁極が配列された磁石部材を固定設置してもよいし、
逆に、固定現像スリーブ内に磁石部材を回転可能に設け
たものでもよい。また、現像方式についても、接触、非
接触を問わない。尚、現像スリーブの材料としては、フ
ェノール等の樹脂スリーブやアルミニウムやステンレス
などの金属スリーブ、あるいは表面に酸化アルミニウム
層や金属メッキまたはアクリル、エポキシ、ポリエステ
ルなど樹脂系被覆膜を持つ金属スリーブなどが使用され
ている。

【００１２】また、補助現像剤担持体４としては、現像
剤担持体２と同様な構成のものを採用して差し支えない
が、現像剤転移手段６、８及び現像剤回収手段７、９に
おいて非接触状態で現像剤を転移することが可能であれ
ば、スリーブを用いる用いない、磁石部材を用いる用い
ない等問わない。

【００１３】更に、ダミー現像実行手段５としては、潜
像担持体１上にダミー現像像Ｔｄを形成し得るものであ
れば適宜選定しても差し支えなく、例えば、潜像担持体
１上に少なくとも現像剤担持体２の一周分に対応した領
域全面にベタ若しくはハーフトーンのダミー潜像を形成
し、このダミー潜像を現像剤担持体２の現像剤にて現像
する方法が採用される。このとき、現像剤の消費量を抑
えるという観点からすれば、ベタのダミー潜像よりもハ
ーフトーンのダミー潜像を形成する方が好ましい。ま
た、ダミー潜像を潜像担持体１上に作るための帯電手段
や露光手段（図示外）は、独自のデバイスを設けるよう
にしてもよいが、コストの低廉化という観点からすれ
ば、既存のものを用いるようにすることが好ましい。

【００１４】また、潜像担持体１に現像された現像剤を
補助現像剤担持体４に１００％転移させることは困難で
ある。そのため、画像形成に寄与しない現像剤が潜像担
持体１に微少量残存し、本来画像形成に必要とする以上
の現像剤が消費される。そこで、ダミー現像像Ｔｄの形
成範囲としては、現像剤担持体２の履歴を解消するのに
必要な最小限の範囲（現像剤担持体２一周分）であるこ
とが好ましい。尚、図１（ｂ）の装置発明については、
潜像担持体１を介することなく、補助現像剤担持体４に
直接現像剤を転移させるため、潜像担持体１上に残存す
る現像剤を考慮する必要はなくなるが、ダミー画像形成
工程の処理時間の短縮化という観点からすれば、現像剤
転移手段８の転移現像像の形成範囲としては、現像剤担
持体２の履歴を解消するのに必要な最小限の範囲（現像
剤担持体２一周分）であることが好ましい。

【００１５】また、ダミー画像形成工程の各機能手段
（５〜７又は８、９）の実行タイミングについては、通
常の画像形成工程以外の任意のタイミングにて実行すれ
ばよく、通常の画像形成工程数が１回毎であっても２回
以上毎であっても、現像ゴーストの発生を抑止できるタ
イミングであればよい。更に、ダミー現像実行手段５、
現像剤転移手段６、８、現像剤回収手段７、９の制御方
法は、通常、マイクロコンピュータ等を用いて自動的に
実行するようにすればよいが、手動操作にて任意のタイ
ミングで実行するようにしても差し支えない。

【００１６】更にまた、回収した現像剤を有効に利用す
るという観点からすれば、ダミー画像形成工程におい
て、補助現像剤担持体４に転移した現像剤に対して速や
かに現像剤回収手段７、９による回収動作を行うことが
好ましいが、例えば、補助現像剤担持体４の近傍に仮の
ストック部を設け、一旦ストック部の方へ仮回収してお
き、後の所定のタイミングで仮回収した現像剤をまとめ
て現像剤担持体２側へ回収するようにしてもよい。

【００１７】また、現像剤転移手段６、８としては、非
接触状態にて静電的若しくは磁気的に現像剤を転移させ
るものであれば適宜選定して差し支えないが、現像剤を
容易に転移させるという観点からすれば、転移電界形成
用のバイアスを印加する等して静電的に転移させること
が好ましい。

【００１８】更に、現像剤回収手段７、９は、静電的若
しくは磁気的に非接触状態で現像剤を戻せればよく、特
に、コストの低廉化という観点からすれば、補助現像剤
担持体４と現像剤担持体２との対向部位に固定的に配設
され、補助現像剤担持体４から現像剤担持体２側へ向か
って現像剤が磁気的に誘引される磁極パターンを利用す
ることが好ましい。

【００１９】また、現像剤の無駄な消費を回避するとい
う観点からすれば、この発明に係る現像装置において、
周囲環境湿度が検出される湿度検出手段１１と、この湿
度検出手段１１にて周囲環境が高湿であると判断された
条件下にてダミー画像形成工程を禁止するダミー画像形
成禁止手段１２とを付加することが好ましい。このよう
なダミー画像形成禁止手段１２によれば、湿度センサ等
の湿度情報を用いて現像剤の帯電量分布が大きくなる低
湿度環境下でのみダミー画像形成工程が実行され、現像
ゴーストが効率的に防止される。

【００２０】

【作用】上述したような技術的手段において、図１
（ａ）の装置発明の作用を説明する。通常の画像形成工
程以外であって所定のタイミングに、以下のようなダミ
ー画像形成工程が実行される。先ず、ダミー現像実行手
段５は、例えば帯電手段及び露光手段（図示外）を用い
て潜像担持体１上にダミーの静電潜像を形成し、それと
略同時に、潜像担持体１と現像剤担持体２との近接位置
である現像領域に現像剤を搬送する。搬送された現像剤
は、前記現像領域で、少なくとも現像剤担持体２の一周
分に対応した領域に亘って、潜像担持体１上のダミーの
静電潜像に転移し、ダミー現像像Ｔｄを作成する。この
後、ダミー現像像Ｔｄは、潜像担持体１と補助現像剤担
持体４との近接位置まで搬送され、現像剤転移手段６に
よって、補助現像剤担持体４側へ静電的若しくは磁気的
に非接触状態で転移する。更に、補助現像剤担持体４上
に転移した現像剤は、補助現像剤担持体４と現像剤担持
体２との近接位置まで搬送され、現像剤回収手段７によ
って、現像剤担持体２側へ静電的若しくは磁気的に非接
触状態で回収され、現像ハウジング３内の現像剤収納部
側へと戻り、ダミー画像形成工程を終了する。

【００２１】次に、図１（ｂ）の装置発明の作用につい
て説明する。同図において、ダミー画像形成工程として
は、先ず、現像剤転移手段６が働き、少なくとも現像剤
担持体２の一周分に対応した領域に亘って現像剤担持体
２上の現像剤を補助現像剤担持体４側へ静電的若しくは
磁気的に非接触状態で転移する。この後、現像剤回収手
段９が働き、補助現像剤担持体４に転移された現像剤を
現像剤担持体２側へ磁気的若しくは静電的に非接触状態
で回収され、現像ハウジング３内の現像剤収納部側へと
戻り、ダミー画像形成工程を終了する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳細に説明する。 ◎実施の形態１図２は本発明に係る現像装置が組込まれた画像形成装置
の実施の形態１であって、概略断面図を示している。同
図において、符号２１は表面に負帯電系の有機感光体か
らなる表面層を有する光導電性の感光ドラム、２２は感
光ドラム２１を帯電する帯電器、２３は帯電された感光
ドラム２１上に所定の静電潜像（通常の画像形成工程の
ものの他後述するダミー画像形成工程におけるものも含
む）を書き込むレーザ等の露光器、２４は感光ドラム２
１上の静電潜像を磁性一成分現像剤３０にて現像する現
像装置、２５は感光ドラム２１上の現像剤による可視像
（現像像）を図示外の記録用紙に転写させる転写器、２
６は感光ドラム２１上の残留電荷を除去する除電器、２
７は感光ドラム２１上の残留現像剤を除去するクリーナ
である。このような画像形成装置の通常の画像形成プロ
セスは、帯電器２２により感光ドラム２１の表面を一様
に帯電した後、露光器２３にて画像信号に基づく光を照
射することにより、例えば画像部−１００Ｖ、背景部−
３６０Ｖの静電潜像を形成し、現像装置２４にて可視像
化すると共に、図示外の記録用紙に転写させるようにす
るものである。

【００２３】この実施の形態における現像装置２４は、
感光ドラム２１側に現像用開口が開設されて磁性一成分
現像剤３０が貯留される現像ハウジング３１を有し、こ
の現像ハウジング３１の現像用開口に面した箇所には現
像ロール３２が感光ドラム２１と近接するように例えば
２００〜３５０μｍの間隙を介して配設され、現像ロー
ル３２と感光ドラム２１との間の所定領域が現像領域Ａ
として機能するようになっている。この実施の形態にお
いて、現像ロール３２は、その内部に複数の磁極が周面
に沿って配列され且つ回転しないように固定設置された
磁石ロール３３と、その外側に回動自在に配設される円
筒状のスリーブ３４とで構成されており、磁石ロール３
３の磁極構成としては、Ｎ極とＳ極とが交互に配列され
た４極構成（具体的にはＮ1，Ｓ1，Ｎ2，Ｓ2の４極構
成）が用いられ、一方、スリーブ３４としては、アルミ
ニウムやステンレスなどの非磁性金属製円筒またはこの
表面に漏電防止のための化学処理（メッキ等）や樹脂コ
ートを施したものが用いられる。

【００２４】更に、上記スリーブ３４には高圧交流電源
３５及び直流電源３６によって直流電圧重畳交流電圧か
らなるバイアス電圧がスイッチ３７を介して選択的に印
加され、現像ロール３２と感光ドラム２１とが近接する
現像領域Ａで、感光ドラム２１表面の感光体層下にあっ
て接地された電極との間に交番電界が生じるようになっ
ている。本実施の形態では、バイアス電圧は、例えば交
流成分の周波数が２．４ｋＨｚ、ピークツーピーク電圧
が２０００Ｖ、直流成分が−２５０Ｖである。

【００２５】また、この実施の形態において、符号４０
は現像ロール３２上に担持される現像剤の層厚を規制す
る現像剤層厚規制部材であり、現像ロール３２の表面に
圧接される軟弾性体４１と、一端が固定支持されてその
自由端付近に前記軟弾性体４１が固定されるバネ板４２
とで構成されている。そして、前記軟弾性体４１の現像
ロール３２に対する当接位置は、現像ロール３２が感光
ドラム２１と最も近接する位置と磁石ロール３３の中心
とを結ぶ基準線に対して、現像ロール３２の回転方向上
流側に１７０゜の位置であり、バネ板４２の自由端が現
像ロール３２の回転方向の上流側に向くように設置され
ている。本実施の形態では、軟弾性体４１は幅１５ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍ、ゴム硬度５０゜のシリコーンゴムであ
り、バネ板４２は厚さ０．１ｍｍのステンレススチール
板（ＳＵＳ３０４ＣＳＰ３／４材、引張強さ９５ｋｇｆ
／ｍｍ²、耐力６８ｋｇｆ／ｍｍ²）を用いている。

【００２６】更に、上記現像ハウジング３１の現像ロー
ル３２の収容スペースの下方側には下方に膨出した拡張
ハウジング部３１ａが形成され、この拡張ハウジング部
３１ａの感光ドラム２１側は現像用開口と連接して開口
すると共に、この拡張ハウジング部３１ａ内には補助ロ
ール５０が配設されている。この補助ロール５０は感光
ドラム２１及び現像ロール３２に対向して設けられ、補
助ロール５０と感光ドラム２１との間隙が１００μｍ〜
３５０μｍ程度に設定されると共に、補助ロール５０と
現像ロール３２との間隙が１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定さ
れている。

【００２７】そして、前記補助ロール５０は、その内部
に複数の磁極が周面に沿って配列され、回転しないよう
に固定設置される磁石ロール５１と、この磁石ロール５
１の外側に回転自在に配設される円筒状のスリーブ５２
とで構成されており、磁石ロール５１の磁極構成として
は、Ｎ極とＳ極とが交互に配列された３極構成（具体的
にはＮ3，Ｓ3，Ｎ4の３極構成）が用いられ、二個のＮ
極、すなわち、Ｎ3極、Ｎ4極の間の位置が現像ロール３
２のＳ2極と対向配置されている。一方、スリーブ５２
としては、アルミニウムやステンレスなどの非磁性金属
製円筒またはこの表面に漏電防止のための化学処理（メ
ッキ等）や樹脂コートを施したものが用いられる。

【００２８】更に、補助ロール５０には、高圧交流電源
５３及び直流電源５４によって直流電圧重畳交流電圧で
あるバイアス電圧がスイッチ５５を介して選択的に印加
され、補助ロール５０と感光ドラム２１とが近接する領
域で、感光ドラム２１表面の感光体層下にあって接地さ
れた電極との間に交番電界が生じるようになっている。
本実施の形態では、バイアス電圧は、例えば交流成分の
周波数が２．４ｋＨｚ、ピークツーピーク電圧が２００
０Ｖ、直流成分が５０乃至３００Ｖである。

【００２９】また、この実施の形態では、通常の画像形
成工程及び後述するダミー画像形成工程を制御する制御
系として、図３に示すマイクロコンピュータが用いられ
る。同図において、コピースイッチ６１等の各出力が入
力インターフェース７１を介して、制御部７０にデータ
として入力されるようになっている。そして、この制御
部７０は、中央演算処理装置（以下ＣＰＵという）７
２、ランダムアクセスメモリ（以下ＲＡＭという）７３
及びリードオンリーメモリ（以下ＲＯＭという）７４か
らなり、前記ＲＯＭ７４には、通常の画像形成工程及び
ダミー画像形成工程を実行するためのプログラム（図４
参照）が格納されており、前記ＣＰＵ７２は、入力イン
ターフェース７１を介して、与えられたデータに基づい
て前記プログラムを実行し、出力インターフェース７５
を介して、帯電器２２、露光器２３、現像装置２４、転
写器２５等の各デバイスを制御するようになっている。

【００３０】次に、図４に示すフローチャートに基づい
て、この実施の形態に係る現像装置の作動について説明
する。今、複数枚のコピーを取るコピージョブを例に挙
げれば、先ず、コピーの枚数設定後、コピースイッチ６
１をオン操作する（ステップＡ）と、前記制御部７０
は、図４のステップＢ，Ｃに示すように、通常の１回分
のコピーサイクル（通常の画像形成工程）を実行すべく
作動を開始する。このとき、スイッチ３７が閉じて現像
ロール３２には所定のバイアス電圧（現像バイアス）が
印加され、一方、スイッチ５５が開いて補助ロール５０
はフローティング状態にある。このような状態におい
て、通常のコピーサイクルが行なわれる。すなわち、感
光ドラム２１を帯電器２２にて一様に帯電し、帯電され
た感光ドラム２１表面に露光器２３にて静電潜像を形成
し、現像装置２４にて現像する。

【００３１】このときの現像工程としては、現像ハウジ
ング３１内の現像剤３０が感光ドラム２１と同一接線方
向に回転する現像ロール３２の表面に吸着され、現像剤
層厚規制部材４０の軟弾性体４１によって現像ロール３
２表面に摺擦される。これによって、現像剤３０が薄層
化されるとともに、現像剤３０に適度な電荷が付与され
る。薄層化された現像剤３０は、現像ロール３２の回転
により現像領域Ａに搬送され、現像ロール３２と感光ド
ラム２１との間隙に生じている交番電界内で、適度な電
荷を有する多くの現像剤３０粒子が飛翔し往復運動をす
る。また、この往復運動によって、現像剤３０の粒子同
士が衝突し、現像剤３０全体がクラウド状となる。この
現像剤３０のクラウドは、バイアス電圧の直流成分によ
って、感光ドラム２１上の潜像部分に引き寄せられて、
現像が終了する。

【００３２】この後、感光ドラム２１上の現像剤による
可視像（現像像）は感光ドラム２１の移動に伴って転写
器２５の転写部位へ到達する。このとき、感光ドラム２
１上の現像像は補助ロール５０部分を通過するが、補助
ロール５０はフローティング状態にあるため、感光ドラ
ム２１上の現像像の一部が補助ロール５０側へ転移する
という懸念は全くなく、感光ドラム２１上の現像像が破
壊されることはない。そして、現像像は転写器２５によ
って図示外の記録用紙に転写されると、除電器２６及び
クリーナ２７によって、感光ドラム２１が再び初期状態
に戻り、通常の１回分のコピーサイクルが終了する。

【００３３】通常の１回分のコピーサイクルが終了した
のを確認後、図４のステップＤ、Ｅに示すように、コピ
ージョブを一旦停止し、ダミーサイクル（ダミー画像形
成工程）を実行すべく再び作動を開始する。この実施の
形態に係るダミーサイクルについての考え方は以下の通
りである。すなわち、現像により現像剤が消費された現
像ロール３２表面の現像剤層は、再び現像剤層厚規制部
材４０の軟弾性体４１によって現像ロール３２表面に摺
擦されることにより再形成されるが、この時現像剤が消
費された部分（画像部）と、現像剤が消費されていない
部分（非画像部）とで再形成された現像剤層の特性が異
なる。具体的特性としては、粒径分布、搬送量、帯電量
分布が挙げられ、粒径分布は非画像部で小粒径側にシフ
トし、搬送量は非画像部で多くなり、帯電量分布は非画
像部でブロードになる。この傾向は、非画像部のプリン
ト１枚分位迄は軽微であるが、非画像部位置が同じプリ
ント２枚分以上で顕著に現れ、この現像剤の特性が異な
ることが現像ゴーストを引き起こす原因と考えられる。
そこで、本実施の形態においては、非画像部がプリント
１枚分を超えて続かないように、プリントの前または後
に感光ドラム２１上にベタ黒またはハーフトーンの潜像
を現像ロール３２の少なくとも一周分形成して、通常の
現像と同様に現像させることにより、現像ロール３２の
全周に亘って現像剤を消費した状態にするものである。

【００３４】より具体的に述べると、この実施の形態に
係るダミーサイクルは、図５及び図６に示す通り、
（ａ）ダミー現像工程、（ｂ）現像剤転移工程、（ｃ）
現像剤回収工程からなっている。

【００３５】（ａ）ダミー現像工程通常のコピーサイクルと同様に、スイッチ３７が閉じて
現像ロール３２には直流電圧重畳交流電圧からなるバイ
アス電圧（−ＶB1）が印加される。この状態において、
制御部７０は、帯電器２２により感光ドラム２１を均一
に（−Ｖ0）帯電し、露光器２３を制御することによっ
て帯電電位が（−Ｖ0）から（−Ｖ1）まで低下するよう
に露光し、感光ドラム２１上にハーフトーンの静電潜像
を現像ロール３２の一周分の長さ（Ｌ）だけ形成する。
すると、現像ロール３２一周分の現像剤３０がバイアス
電圧（−ＶB1）と画像部電位（−Ｖ1）との電位差（Δ
Ｖ）によって現像され、ダミー現像像３０ａが感光ドラ
ム２１上に形成される。このとき、電位差（ΔＶ）の値
の大きさを最適に設定することで、ダミーサイクルでの
消費現像剤量が最低限に抑えられる。

【００３６】（ｂ）トナー転移工程また、通常のコピーサイクルと異なり、スイッチ５５は
閉じて補助ロール５０には直流電圧重畳交流電圧である
バイアス電圧（＋ＶB2）が印加される。一方、感光ドラ
ム２１上のダミー現像像３０ａは略（−Ｖ1）の電位を
有している。このため、感光ドラム２１上に付着したダ
ミー現像像３０ａは、補助ロール５０と感光ドラム２１
との間の直流重畳交番電界により、感光ドラム２１から
剥離、飛翔した後、補助ロール５０の磁気吸引力により
感光ドラム２１から補助ロール５０へと転移する。

【００３７】（ｃ）現像剤回収工程そして、感光ドラム２１上のダミー現像像３０ａが補助
ロール５０側へ全て転移すると、転移した現像剤３０は
感光ドラム２１と同一接線方向に回転する補助ロール５
０の磁気力で現像ロール３２と対向する位置まで搬送さ
れる。この位置では、補助ロール５０のＮ3極とＮ4極の
同極間の反発力の働きで、補助ロール５０から離れると
同時に、前記磁極Ｎ3極、Ｎ4極と現像ロール３２側の磁
極Ｓ2との間の磁気力で現像ロール３２側へ転移され、
再利用される。このとき、補助ロール５０にバイアス電
圧が印加されているときは現像剤３０の転移が妨げられ
る方向に静電界が作用するが、この実施の形態では、補
助ロール５０と現像ロール３２との間隙が１乃至３ｍｍ
と広く設定されているので、その分、補助ロール５０と
現像ロール３２との間の電界強度が下がり、磁気吸引力
での現像剤３０の転移が可能である。

【００３８】尚、補助ロール５０から現像ロール２２へ
の現像剤３０の転移動作をより確実にするために、例え
ば感光ドラム２１上のダミー現像剤３０ａが補助ロール
５０へ転移した時点で、スイッチ５５を開くことによ
り、補助ロール５０を電気的フローティング状態として
補助ロール５０と現像ロール３２との間に静電界を作用
させないようにしてもよい。

【００３９】このようなダミーサイクルが終了すると、
図４のステップＦに示すように、設定枚数分のコピージ
ョブが完了するまでＣ〜Ｅの動作を繰り返し、設定枚数
に達したらコピーを終了する。

【００４０】以上によって、現像ゴーストをなくす上で
発生する、現像剤の劣化という問題を非接触による現像
剤回収方法で解決し、現像剤の過剰消費という問題を現
像剤のリサイクルにより解決することが可能になる。

【００４１】尚、上記実施の形態では、現像ロール３２
及び補助ロール５０のいずれにも直流電圧重畳交流電圧
を印加するようにしたが、これに限られるものではな
く、例えば現像ロール３２に直流電圧成分−２５０Ｖだ
けを印加するようにしてもよいし、又は、補助ロール５
０に直流電圧成分のみを印加するようにしてもよいが、
この場合直流電圧は３００乃至１０００Ｖとする。

【００４２】また、上記実施の形態１及び比較例（図１
４に示す現像装置を実機に装着した態様）について、現
像剤層形成状態及び画像上性能を調べたところ、以下の
表１に示す結果が得られた。尚、表１において、１は比
較例、２〜５は実施の形態１のダミーサイクルにおける
潜像の種類を変えたもので、夫々ベタ黒、印字面積率７
０％のハーフトーン、印字面積率５０％のハーフトー
ン、印字面積率３０％のハーフトーンである。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１によれば、画像部／非画像部での濃度
差（ゴースト）の値は低い方が良く、比較例に比べて、
ベタ黒、７０％ハーフトーン、５０％ハーフトーンが改
善されていることを確認したが、３０％ハーフトーンは
印字面積率が低すぎて改善効果が不足していることを確
認した。

【００４５】また、上記実施の形態１の２〜５の態様に
ついて、感光ドラム２１に付着した現像剤の補助ロール
５０への回収効率を調べたところ、以下の表２に示す結
果が得られた。

【００４６】

【表２】

【００４７】表２によれば、感光ドラム２１から補助ロ
ール５０上への現像剤の転移は１００％完全には行われ
ないことが把握される。このとき、ベタ黒は補助ロール
５０に回収しきれずに感光ドラム２１に残る現像剤が多
いので、現像剤の過剰消費を抑えるためには、ダミーサ
イクル実行における潜像は印字面積率５０％乃至７０％
のハーフトーンが良いと判断される。

【００４８】◎実施の形態２図７はこの発明が適用された現像装置の実施の形態２が
組み込まれた画像形成装置を示す。尚、実施の形態１と
同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号を
付してここではその詳細な説明を省略する。この実施の
形態に係る現像装置は、実施の形態１と略同様である
が、実施の形態１の構成に加え、画像形成装置が設置さ
れる環境湿度検知用の湿度センサ６２を装置機体内に有
している。この湿度センサ６２からの湿度情報は、図３
に示す制御部７０への入力信号として取り込まれ、本実
施の形態の制御部７０は、図８に示すフローチャートに
示すように、湿度５５％未満の時に限って通常のコピー
サイクルの後にダミーサイクルを実行し、湿度５５％以
上ではダミーサイクルの実行を禁止、例えばスイッチ３
７を開き、現像ロール３２へのバイアス電圧の印加をオ
フするようにしたものである。

【００４９】ここで、湿度の基準値を５５％とした理由
は、以下の表３に示すように、現像ゴーストは、３０％
ＲＨ以下の低湿度環境下で顕著に発生するのに対して５
５％ＲＨ以上の高湿度環境下では軽微であるという実験
データに基づくものである。尚、表３は、比較例（図１
４に示す現像装置）について異なる湿度環境１０％Ｒ
Ｈ、３０％ＲＨ、５５％ＲＨ、８５％ＲＨの下で現像剤
層形成状態及び画像上性能を調べたものである。

【００５０】

【表３】

【００５１】従って、この実施の形態によれば、現像ゴ
ーストが顕著に発生する低湿度環境下でのみダミーサイ
クルが実行され、現像ゴーストが軽微である高湿度環境
下ではダミーサイクルが実行されないので、実施の形態
１に比べて、現像剤の消費を極力抑えることが可能であ
る。

【００５２】尚、この実施の形態では、湿度センサ６２
を設けて湿度情報を検知するようにしているが、これに
限られるものではなく、例えば、湿度変化に応じて転写
器の転写電流値を制御しているようなタイプにあって
は、この湿度情報に応じて変化する転写器の転写電流値
を湿度センサの代わりに用いれば、より安価な制御が可
能となる。

【００５３】◎実施の形態３図９は、この発明が適用された現像装置の実施の形態３
が組み込まれた画像形成装置を示す。尚、実施の形態１
と同様な構成要素については実施の形態１と同様な符号
を付してここではその詳細な説明を省略する。この実施
の形態に係る現像装置は、実施の形態１と異なり、感光
ドラム２１上にダミー現像像を作るこことなく、現像ロ
ール３２の一周分の現像剤を補助ロール５０に直接転移
した後に回収することによって、実施の形態１と同様の
効果を得ようとするものである。本実施の形態におい
て、補助ロール５０に印加するバイアスの電源は無く、
スイッチ５６を設けることによって、接地若しくは電気
的フローティング状態を選択的に作り出せるようになっ
ている。また、本実施の形態に係る現像装置の制御系
（図３、図４参照）は以下のダミーサイクルを実現する
ように構成されている。

【００５４】この実施の形態に係るダミーサイクルは、
図１０及び図１１に示す通り、（ａ）現像剤転移工程及
び（ｂ）現像剤回収工程からなっている。（ａ）現像剤転移工程ダミーサイクル開始時には、スイッチ５６が閉じて補助
ロール５０が接地される。このとき、現像ロール３２に
は直流電圧重畳交流電圧からなるバイアス電圧が印加さ
れているため、現像ロール３２と補助ロール５０とが近
接する領域で交番電界が生じる。すると、この交番電界
により、現像ロール３２の一周分の現像剤３０が補助ロ
ール５０側へ転移する。

【００５５】（ｂ）現像剤回収工程その後、現像ロール３２上の一周分の現像剤３０が補助
ロール５０側へ転移すると、前記スイッチ５６が開き、
補助ロール５０が電気的フローティング状態になる。す
ると、転移された現像剤３０は磁気力によってのみスリ
ーブ５２の回転運動に従って搬送され、再び現像ロール
３２との対向部に到達すると、補助ロール５０のＮ3極
とＮ4極の同極間の反発力の働きで、補助ロール５０か
ら離れると同時に、前記磁極Ｎ3極、Ｎ4極と現像ロール
３２側の磁極Ｓ2との間の磁気力で現像ロール３２側へ
転移され、再度利用される。

【００５６】このようにして、感光ドラム２１上にダミ
ー現像像を作り出すことなく、ダミーサイクルを実行す
ることが可能になる。

【００５７】◎実施の形態４図１２は本発明が適用された現像装置の実施の形態４を
示す。尚、実施の形態１と同様な構成要素については実
施の形態１と同様な符号を付してここではその詳細な説
明を省略する。この実施の形態に係る現像装置の基本的
構成は実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と
異なり、補助ロール５０に代えて補助磁石８０を用いた
ものである。すなわち、補助磁石８０は電磁石であり、
例えば所定角度範囲で回転可能な棒状磁性体８１にコイ
ル８２を巻き付け、このコイル８２とスイッチ８３を介
して直流電源８４とを接続し、スイッチ８３を開閉する
ことによりコイル８２に対して選択的に通電するように
したものである。また、この実施の形態に係る現像装置
の制御系は、図１３（ａ）（ｂ）に示すようなダミーサ
イクルを実現できるように構成されている。

【００５８】この実施の形態におけるダミーサイクル
は、（ａ）ダミー現像工程及び現像剤転移工程、（ｂ）
現像剤転移工程からなる。（ａ）ダミー現像工程及び現像剤転移工程先ず、実施の形態１と同様なダミー現像工程が行われ、
現像ロール３２の一周分の現像剤３０が感光ドラム２１
上に転移する。このとき、補助磁石８０は図１３（ａ）
に示すように感光ドラム２１の径方向に棒状磁性体８１
の長さ方向を向けて配置されており、しかも、スイッチ
８３が閉じてコイル８２に通電されているため、補助磁
石８０は棒状磁性体８１の両端を磁極Ｎ，Ｓとする電磁
石として機能している。このような状態において、感光
ドラム２１上に転移したダミー現像像３０ａが補助磁石
８０に対向した位置に到達すると、感光ドラム２１上の
ダミー現像像３０ａは補助磁石８０の磁気吸引力にて補
助磁石８０側へ転移する。

【００５９】（ｂ）現像剤回収工程そして、感光ドラム２１上のダミー現像像３０ａが全て
補助磁石８０側へ転移すると、図１３（ｂ）に示すよう
に、補助磁石８０は、所定角度回転し、棒状磁性体８１
の現像剤３０保持部が現像ロール３２の磁極Ｓ2に略対
向する位置で停止し、この段階で、前記スイッチ８３が
開く。すると、コイル８２への通電が解除されることに
なり、補助磁石８０は電磁石として機能しなくなる。こ
のため、補助磁石８０に保持されていた現像剤３０の保
持力がなくなり、補助磁石８０上の現像剤３０は現像ロ
ール３２側の磁極Ｓ2へ向かう磁気力によって現像ロー
ル３２側へ転移し、再利用される。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常の画像形成工程以外のダミー画像形成工程として、
少なくとも現像剤担持体一周分の現像剤を現像剤担持体
から潜像担持体に一旦現像させ、補助現像剤担持体を介
して回収するか、又は、現像剤担持体から補助現像剤担
持体に直接転移させて回収するようにしたので、現像剤
担持体上の現像剤層における画像部と非画像部との特性
差を極力小さくすることができ、現像ゴーストを軽微に
抑えることができるほか、ダミー画像形成工程で使用し
た現像剤をリサイクルすることによって、現像剤の過剰
消費を有効に防止することができる。また、現像ゴース
トを防止する上で、現像剤の帯電量を低下させることも
ないので、現像剤の高帯電化による高画質化を有効に実
現することができる。更に、ダミー画像形成工程で用い
た現像剤を非接触による方法で転移、回収するようにし
たので、スクレーパなどの機械的手段を用いるタイプに
比べて、現像剤のストレスをより少なく抑え、現像剤の
寿命をより延ばすことができる。

【００６１】また、潜像担持体へダミー現像像を形成す
るタイプにおいては、通常の潜像形成手段を有効に利用
することが可能になるので、装置コストが不必要に嵩む
という懸念を有効に回避することができる。また、ダミ
ー画像形成工程における現像剤の転移、回収を非接触で
行う方法として、静電的方法や磁気的方法を最適に選定
するようにすれば、現像剤の転移、回収動作を容易に実
現することができる。更に、現像ゴーストが湿度と関係
があることを利用すれば、湿度センサ等の湿度情報によ
って効率的にダミー画像形成工程を実行することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明に係る夫々別異の現像
装置の構成を示す説明図である。

【図２】本発明が適用された現像装置の実施の形態１
が組込まれた画像形成装置を示す説明図である。

【図３】実施の形態１に係る現像装置の制御系を示す
ブロック図である。

【図４】実施の形態１で用いられる制御系の処理内容
を示すフローチャートである。

【図５】（ａ）〜（ｃ）は実施の形態１に係る現像装
置のダミーサイクルを模式的に示す説明図である。

【図６】図５（ａ）〜（ｃ）の各動作原理を示す説明
図である。

【図７】本発明が適用された現像装置の実施の形態２
が組込まれた画像形成装置を示す説明図である。

【図８】実施の形態２に係る現像装置の制御系の処理
内容を示すフローチャートである。

【図９】本発明が適用された現像装置の実施の形態３
が組込まれた画像形成装置を示す説明図である。

【図１０】（ａ）〜（ｂ）は実施の形態３に係る現像
装置のダミーサイクルを模式的に示す説明図である。

【図１１】図１０（ａ）〜（ｂ）の各動作原理を示す
説明図である。

【図１２】本発明が適用された現像装置の実施の形態
４が組込まれた画像形成装置を示す説明図である。

【図１３】（ａ）〜（ｂ）は実施の形態４に係る現像
装置のダミーサイクルを模式的に示す説明図である。

【図１４】従来における現像装置の一例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１…潜像担持体、２…現像剤担持体、３…現像ハウジン
グ、４…補助現像剤担持体、５…ダミー現像実行手段、
６…現像剤転移手段、７…現像剤回収手段、８…現像剤
転移手段、９…現像剤回収手段、１１…湿度検出手段、
１２…ダミー画像形成禁止手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が担持される潜像担持体（１）
に対向する現像剤担持体（２）を現像ハウジング（３）
内に配設し、この現像剤担持体（２）上に担持された現
像剤にて潜像担持体（１）上の静電潜像を可視像化する
現像装置において、前記潜像担持体（１）の移動方向に対し現像ハウジング
（３）内の現像剤担持体（２）の下流側に近接して配設
される補助現像剤担持体（４）と、通常の画像形成工程以外のダミー画像形成工程にて、少
なくとも現像剤担持体（２）の一周分に対応した領域に
亘って現像剤担持体（２）上の現像剤を前記潜像担持体
（１）側へ転移させ、ダミー現像像（Ｔd）を形成する
ダミー現像実行手段（５）と、前記補助現像剤担持体（４）に対し、潜像担持体（１）
上に形成されたダミー現像像（Ｔd）を静電的若しくは
磁気的に非接触状態で転移させる現像剤転移手段（６）
と、前記補助現像剤担持体（４）上に転移した現像剤を現像
剤担持体（２）側へ磁気的若しくは静電的に非接触状態
で戻す現像剤回収手段（７）とを備えたことを特徴とす
る現像装置。
【請求項２】静電潜像が担持される潜像担持体（１）
に対向する現像剤担持体（２）を現像ハウジング（３）
内に配設し、この現像剤担持体（２）上に担持された現
像剤にて潜像担持体（１）上の静電潜像を可視像化する
現像装置において、前記潜像担持体（１）の移動方向に対し現像ハウジング
（３）内の現像剤担持体（２）の下流側に近接して配設
される補助現像剤担持体（４）と、通常の画像形成工程以外のダミー画像形成工程にて、少
なくとも現像剤担持体（２）の一周分に対応した領域に
亘って現像剤担持体（２）上の現像剤を前記補助現像剤
担持体（４）側へ静電的若しくは磁気的に非接触状態で
転移させる現像剤転移手段（８）と、この現像剤転移手段（８）にて転移した現像剤を現像剤
担持体（２）側へ磁気的若しくは静電的に非接触状態で
戻す現像剤回収手段（９）とを備えたことを特徴とする
現像装置。
【請求項３】請求項１記載のものにおいて、ダミー現
像実行手段（５）は、潜像担持体（１）上に少なくとも
現像剤担持体（２）の一周分に対応した領域全面にベタ
若しくハーフトーンのダミー潜像を形成し、このダミー
潜像を現像剤担持体（２）の現像剤にて現像することを
特徴とする現像装置。
【請求項４】請求項１又は２記載のものにおいて、現
像剤転移手段（６）又は（８）は、潜像担持体（１）又
は現像剤担持体（２）と補助現像剤担持体（４）との間
に現像剤が転移される転移電界形成用のバイアスを印加
するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項１又は２記載のものにおいて、現
像剤回収手段（７）又は（９）は、補助現像剤担持体
（４）と現像剤担持体（２）との対向部位に固定的に配
設され、補助現像剤担持体（４）から現像剤担持体
（２）側へ向かって現像剤が磁気的に誘引される磁極パ
ターンを有するものであることを特徴とする現像装置。
【請求項６】請求項１又は２記載のものにおいて、周
囲環境湿度が検出される湿度検出手段（１１）と、この
湿度検出手段（１１）にて周囲環境が高湿であると判断
された条件下にてダミー画像形成工程を禁止するダミー
画像形成禁止手段（１２）とを備えたことを特徴とする
現像装置。