JP2000172044A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２本の現像剤担持体における現像剤搬送量の
安定化を図り、現像剤搬送量の変動に伴う、画像濃度む
らの発生を防止し、良好な画像を供給するカラー画像形
成装置を提供すること。 【解決手段】 ２本の現像剤担持体間の隣接部が潜像担
持体との隣接部よりも上流側になるように２本の現像剤
担持体を回転すると共に、２本の現像剤担持体を同一外
径、かつ等速度で回転することを特徴とするカラー画像
形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の画像形成装置で、潜像担持体の周辺に帯
電手段、像露光手段及び現像手段を配置して潜像担持体
上にトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する電子
写真方式のカラー画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、潜像担持体上にトナー像を重ね合
わせて多色のカラー画像を形成する方法としては、潜像
担持体の周囲に帯電手段、像露光手段及び複数組の現像
手段を配設し、潜像担持体を複数回回転して、潜像担持
体に対する帯電手段による帯電と像露光手段よりの像露
光光による潜像の形成と現像手段による潜像の現像によ
るトナー像形成とを各色毎に繰り返して行い、潜像担持
体の周面に複数のトナー像を重ね合わせてカラートナー
像を形成するカラー画像形成装置、或いは、潜像担持体
の周囲に複数組の帯電手段、像露光手段及び現像手段を
配設し、潜像担持体の一回転以内に、潜像担持体に対す
る帯電手段による帯電と像露光手段よりの像露光光によ
る潜像の形成と現像手段による潜像の現像によるトナー
像形成とを各色毎に繰り返して行い、潜像担持体の周面
に複数のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を形成
するカラー画像形成装置等が知られている。

【０００３】また、現像手段に複数の現像剤担持体を用
いるものが、特許第２７３６１９号等により開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き潜像担持体
上にトナー像を重ね合わせて多色のカラー画像を形成す
るカラー画像形成装置では、２色目以降の現像におい
て、前色のトナー像を乱さないように、その現像剤担持
体上の現像剤による磁気ブラシは潜像担持体と接触しな
いように極めて薄く、いわゆる薄層状態にする必要があ
る。

【０００５】この潜像担持体と現像剤担持体上の磁気ブ
ラシが非接触の薄層現像では、現像電界に交流電界を重
畳させた直流電界を使用したり、潜像担持体の周速（Ｖ
ｐと呼ぶ）に比べて現像剤担持体の周速（Ｖｓと呼ぶ）
を速く設定して（Ｖｓ／Ｖｐ＝１以上）、現像性（現像
濃度）を確保してきた。

【０００６】しかしながら、高速化になるに従って現像
性の確保は難しくなる。現像性を確保する手段の１つに
現像に２本の現像剤担持体を用いた方式があるが、薄層
現像だと現像剤搬送性の確保が難しくなる。また、２本
の現像剤担持体上への現像剤量の制御を行うためコスト
アップにつながりやすい。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決し、２本の現
像剤担持体における現像剤搬送量の安定化を図り、現像
剤搬送量の変動に伴う、画像濃度むらの発生を防止し、
良好な画像を供給するカラー画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】また、現像剤担持体を潜像担持体と従動方
向に回転させた場合（順転現像と呼ぶ）、Ｖｓ／Ｖｐ＝
１以上だと画像パターンの後端が濃度が高くなる問題、
いわゆる現像片寄りが発生する。また現像片寄りは、現
像剤担持体を潜像担持体と逆転方向に回転させた場合
（逆転現像と呼ぶ）、Ｖｓ／Ｖｐ比に関わらず、画像パ
ターンの先端に現像片寄りが発生する。

【０００９】本発明は上記の問題点を解決し、画像パタ
ーンの現像片寄りを緩和し、現像片寄りのない高画質な
画像を供給するカラー画像形成装置を提供することを他
の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、潜像を担持
する潜像担持体と、トナーとキャリアからなる現像剤を
担持・搬送する、２本の現像剤担持体を有する複数の現
像手段によって、前記潜像担持体上に複数色のトナー像
を形成後、転写材に一括転写するカラー画像形成装置に
おいて、前記２本の現像剤担持体間の隣接部が潜像担持
体との隣接部よりも上流側になるように前記２本の現像
剤担持体を回転すると共に、前記２本の現像剤担持体を
同一外径、かつ等速度で回転することを特徴とするカラ
ー画像形成装置。によって達成される（第１の発明）。

【００１１】また、上記目的は、潜像を担持する潜像担
持体と、前記潜像を反転現像により顕像化する複数の現
像手段とを有し、前記複数の現像手段により前記潜像担
持体に複数色のトナー像を形成後、転写材に一括転写を
行うカラー画像形成装置において、前記複数の現像手段
はトナーとキャリアからなる現像剤を担持・搬送する複
数本の現像剤担持体を有すると共に、前記複数の現像剤
担持体は、少なくとも時計方向・反時計方向の回転方向
を有していることを特徴とするカラー画像形成装置によ
って達成される（第２の発明）。

【００１２】また、上記目的は、潜像を担持する潜像担
持体と、前記潜像を反転現像により顕像化する複数の現
像手段とを有し、前記複数の現像手段により前記潜像担
持体に複数色のトナー像を形成後、転写材に一括転写を
行うカラー画像形成装置において、前記潜像担持体の回
転方向に対して最上流部側に位置する現像剤担持体を、
前記潜像担持体の回転方向と従動する方向に回転すると
共に、前記潜像担持体の周速と同速度で回転することを
特徴とするカラー画像形成装置によって達成される（第
３の発明）。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。

【００１４】本発明の各請求項に共通する画像形成装置
の一実施形態であるカラープリンタの画像形成プロセス
及び各機構について、図１を用いて説明する。図１は、
本発明の各請求項に共通する画像形成装置の一実施形態
であるカラープリンタの断面構成図である。

【００１５】図１によれば、１０は潜像担持体である感
光体ドラムで、ＯＰＣ感光体（有機感光体）をドラム基
体上に塗布形成したもので、接地されて図示の時計方向
に駆動回転される。１１は帯電手段であるスコロトロン
帯電器で、制御グリッドと放電電極とを有し、感光体ド
ラム１０の感光層と対峙して取付けられ、トナーと同極
性（本実施形態においてはマイナス極性）のコロナ放電
によって感光体ドラム１０の周面に対し一様な帯電電位
（白部電位）Ｖ_H、例えば−７５０Ｖを与える。このス
コロトロン帯電器１１による帯電に先だって、前プリン
トまでの感光体ドラム１０の履歴をなくすために発光ダ
イオード等を用いた帯電前除電器であるＰＣＬ１１ａに
よる露光を行って感光体ドラム１０周面の除電をしてお
く。上記の感光体ドラム１０の履歴とは、先行した画像
形成時の帯電、画像露光で作像した感光体に残留した画
像パターンをいい、感光体メモリーとも称す。

【００１６】感光体ドラム１０への一様帯電ののち、像
露光手段である露光光学系１２により画像信号に基づい
た像露光が行われる。露光光学系１２は図示しないレー
ザーダイオードを発光光源とし回転するポリゴンミラー
１２ａ、ｆθレンズ１２ｂ、シリンドリカルレンズ１２
ｃを経て反射ミラー１２ｄにより光路を曲げられ主走査
がなされるもので、感光体ドラム１０の回転（副走査）
によって潜像が形成される。本実施の形態では文字部に
対して露光を行って、露光部電位（黒部電位）Ｖ_L、例
えば−５０Ｖを形成し、絶対値で黒部電位Ｖ_Lの方が白
部電位Ｖ_Hよりも低電位となるような反転潜像を形成す
る。

【００１７】感光体ドラム１０の周縁には、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）等
のトナーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤をそれ
ぞれ内蔵したＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの現像手段である現像器
１３が設けられている。各色毎の現像器１３には、後段
において詳述する感光体ドラム１０の回転方向に対して
上流側と下流側とに、それぞれ現像剤を担持して回転す
る現像剤担持体である現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ
が設けられる。

【００１８】先ず１色目のＹの現像器１４によるイエロ
ーの現像が、Ｙの現像剤を保持して回転する現像スリー
ブ１３１ａ，１３１ｂによって行われる。現像剤はマグ
ネタイトをコアとしてそのまわりに絶縁性樹脂をコーテ
ィングした磁性キャリア（キャリア）と、ポリエステル
を主材料として色に応じた顔料と荷電制御剤、シリカ、
酸化チタン等を加えたトナーとからなるもので、現像ス
リーブ１３１ａ，１３１ｂ上に１００〜４００μｍの現
像剤層厚に規制されて現像領域へと搬送される。

【００１９】現像領域における現像スリーブ１３１ａ，
１３１ｂと感光体ドラム１０とのそれぞれの間隙は現像
剤層厚よりも大きい０．４〜１．０ｍｍとして、この間
に、交流バイアスを、トナーと同極性（本実施形態にお
いてはマイナス極性）の直流バイアスに重畳した現像バ
イアスがそれぞれの現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂに
印加され、非接触の反転現像による感光体ドラム１０上
の潜像の顕像化（現像）が行われ、Ｙのトナー像が感光
体ドラム１０上に形成される。

【００２０】１色目の顕像化が終った後、２色目のマゼ
ンタの画像形成行程に入り、再びスコロトロン帯電器１
１による一様帯電が行われ、２色目の画像データによる
潜像が露光光学系１２によって形成される。このとき１
色目の画像形成行程で行われたＰＣＬ１１ａによる除電
は、１色目の画像部に付着したＹのトナー像がまわりの
電位の急激な低下により飛び散る場合は行わない。

【００２１】再び感光体ドラム１０周面の全面に亘って
白部電位Ｖ_H（本実施形態においては−７５０Ｖ）に帯
電された感光体のうち、１色目の画像のない部分に対し
ては１色目と同様の潜像がつくられ、Ｍの現像器１３で
の現像によるＭのトナー像の形成が行われるが、１色目
の画像がある部分に対し再び現像を行う部分では、１色
目の付着したトナーによる遮光とトナー自身のもつ電荷
の影響によって、１色目の黒部電位Ｖ_L（本実施形態に
おいては−５０Ｖ）よりも若干高い電位の潜像が形成さ
れ、直流バイアス（例えば本実施形態においては−６０
０Ｖ）との電位差に応じた現像が行われる。

【００２２】３色目のシアン、４色目の黒色についても
２色目のマゼンタと同様の画像形成行程が行われ、感光
体ドラム１０周面上にはＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの各トナー像
による４色の重ね合わせカラートナー像が形成される。

【００２３】上記Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫの現像器１３に新規
の各色トナーを制御して補給するトナー供給装置１６
は、着脱可能なＹ、Ｍ、Ｃ及びＫのトナーカートリッジ
１６ａ、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのトナー貯蔵手段１６ｂ、
Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫのトナー搬送手段１６ｃから構成され
ており、各色毎にトナーカートリッジ１６ａからトナー
貯蔵手段１６ｂ、トナー搬送手段１６ｃを経て、不図示
のトナー補給路を通して未使用のトナーが各色毎の現像
器１３内に投入、補給される。

【００２４】一方、給紙カセット１５より半月ローラ１
５ａを介して搬出された一枚の転写材である記録紙Ｐ
は、中間給紙ローラ対１５ｂ，１５ｃを経て、レジスト
センサ（不図示）が近傍に設けられるタイミングローラ
１５ｄで一旦停止し、転写のタイミングの整った時点
で、感光体ドラム１０上のカラートナー像と同期してレ
ジストローラ１５ｄの回転作動により転写域へと給送さ
れる。

【００２５】転写域においては転写のタイミングに同期
して感光体ドラム１０の周面上のカラートナー像を記録
紙Ｐに転写するための電圧を印加する転写手段である転
写ローラ１４ａが圧接され、給送された記録紙Ｐを挟着
して感光体ドラム１０の周面上のカラートナー像が記録
紙Ｐに一括して転写される。

【００２６】次いで、記録紙Ｐは分離手段である鋸歯電
極１４ｂによって除電され、感光体ドラム１０の周面よ
り分離して定着手段である定着装置１７に搬送され、熱
ローラ（上ローラ）１７ａと圧着ローラ（下ローラ）１
７ｂの加熱、加圧によって記録紙Ｐ上のトナー像を溶着
された後、排紙ローラ１８ａ，１８ｂ，１８ｃを経て装
置外部の排紙トレイ２０上に排出される。なお、転写ロ
ーラ１４ａは記録紙Ｐの通過後、感光体ドラム１０の周
面より退避離間して、次なるトナー像の形成に備える。

【００２７】一方、記録紙Ｐを分離した感光体ドラム１
０は、クリーニング装置１９のブレード１９ａの圧接に
より残留トナーを除去・清掃され、再びＰＣＬ１１ａに
よる除電とスコロトロン帯電器１１による帯電を受けて
次なる画像形成のプロセスに入る。なお、ブレード１９
ａは感光体ドラム面のクリーニング後、直ちに移動して
感光体ドラム１０の周面より退避する。ブレード１９ａ
によってクリーニング装置１９内に掻き落された廃トナ
ーは、スクリュー１９ｂにより排出されたのち、図示し
ない廃トナー回収容器内へ貯留される。

【００２８】請求項１または２にかかわる現像手段と現
像剤搬送とについて、図２ないし図４を用いて説明す
る。図２は、請求項１または２にかかわる現像手段の拡
大断面構成図であり、図３は、図２の２本の現像剤担持
体間での現像剤の流れの説明図であり、図４は、請求項
１または２にかかわる現像手段の配置の他の例を示す図
である。

【００２９】図２ないし図４によれば、図１にて説明し
たカラー画像形成装置における、感光体ドラム１０と磁
気ブラシが非接触の薄層現像では、現像バイアスでの現
像電界に交流電界を重畳させた直流電界を使用したり、
潜像担持体である感光体ドラム１０の周速（Ｖｐと呼
ぶ）に比べて現像剤担持体としての現像スリーブ１３１
ａ，１３１ｂの周速（共にＶｓと呼ぶ）を速く設定して
（Ｖｓ／Ｖｐ＝１以上）、現像性を確保してきた。しか
し、高速化になるに従って現像性の確保は難しくなる。
現像性を確保する手段の１つに現像に２本の現像剤担持
体を用いた方式があるが、薄層現像だと安定した現像剤
搬送性の確保が難しくなる。

【００３０】このため、図２に示すように、２本の現像
スリーブ１３１ａ，１３１ｂ間の隣接部が感光体ドラム
１０との隣接部よりも上流側になるように現像スリーブ
１３１ａ，１３１ｂをそれぞれ回転すると共に、現像ス
リーブ１３１ａ，１３１ｂの外形を同一とし、かつそれ
ぞれを等速度で回転する。

【００３１】請求項１または２にかかわる各色毎の現像
手段である現像器１３は、以下の如く構成される。な
お、現像器１３内部での現像剤の流れを図２の点線にて
示す。

【００３２】現像器１３において、１３０はトナーとキ
ャリアとから成る二成分現像剤を収容する現像剤収容部
である現像器ケーシング、１３１ａは感光体ドラム１０
の回転方向に対して上流側に配置される現像剤担持体で
ある現像スリーブ、１３１ｂは感光体ドラム１０の回転
方向に対して下流側に配置される現像剤担持体である現
像スリーブ、１３２ａ及び１３２ｂは回転されるそれぞ
れの現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂの内部に固定して
配置される磁界発生手段である固定磁石、１３８は現像
スリーブ１３１ａ，１３１ｂへの現像剤供給を所定量に
制御する現像剤搬送量制御手段である現像剤搬送量制御
板、１３９は上流側の現像スリーブ１３１ａからの現像
剤の掻取りと搬送とを行う掻取板、１３４は下流側の現
像スリーブ１３１ｂ上からの現像剤の剥取りと搬送とを
行うローラ状の磁石体より成る搬送ローラ、１３５は現
像剤搬送量制御板１３８への現像剤の供給ローラ、１４
６及び１４７は一対の攪拌スクリューである。

【００３３】現像剤担持体である現像スリーブ１３１
ａ，１３１ｂは、それぞれ例えばアルミ材或いはステン
レス材を用いた同外形、例えば外径が８ｍｍ〜３０ｍｍ
程度の非磁性の円筒状の部材からなり、感光体ドラム１
０の周面に対し、所定の間隙を保って感光体ドラム１０
の回転（図２の時計方向回転）に対し、上流側の現像ス
リーブ１３１ａは逆方向（図２の時計方向）に、また下
流側の現像スリーブ１３１ｂは順方向（図２の反時計方
向）に、即ち２本の現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ間
の隣接部が感光体ドラム１０との隣接部よりも上流側に
なるようにして、それぞれ等速度、例えば８０ｍｍ／ｓ
ｅｃで回転される。

【００３４】現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂの内部に
配設される磁界発生手段である固定磁石１３２ａ，１３
２ｂは、それぞれ複数個の磁極Ｎ，Ｓの磁石を配し、現
像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ内に固定されていて、非
磁性のスリーブ周面に磁界を形成している。

【００３５】現像剤搬送量制御手段である現像剤搬送量
制御板１３８は、例えばアルミ材或いはステンレス材を
用いた非磁性の板状の部材からなり、現像スリーブ１３
１ａ，１３１ｂの隣接部の感光体ドラム１０面と反対側
近傍に配設され、一体（一つ）で現像スリーブ１３１
ａ，１３１ｂ双方への現像剤供給量を均等として供給
し、２本の現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ上の現像剤
量を制御する。

【００３６】掻取板１３９は、例えばアルミ材或いはス
テンレス材を用いた非磁性の板状の部材からなり、上流
側の現像スリーブ１３１ａの磁極Ｎ，Ｎ部に一端を当接
して、上流側の現像スリーブ１３１ａ上からの現像剤の
掻取りを行い、掻取られた現像剤を攪拌スクリュー１３
６へ流動させる。

【００３７】搬送ローラ１３４は、複数個の磁極Ｎ，Ｓ
を交互に配したローラ状の磁石体より成り、現像スリー
ブ１３１ｂの磁極Ｎ，Ｎ部の反撥磁界と搬送ローラ１３
４の磁界作用とにより、下流側の現像スリーブ１３１ｂ
上からの現像剤の剥取りと、剥取られた現像剤の攪拌ス
クリュー１３６への搬送とを行う。

【００３８】攪拌スクリュー１３６及び攪拌スクリュー
１３７は、互いに相反する方向に等速で回転し、現像器
１３内のトナーと磁性キャリアとを攪拌、混合し、所定
のトナー成分を均等に含有する二成分現像剤とする。

【００３９】供給ローラ１３５は、攪拌スクリュー１３
６，１３７により攪拌された現像剤を現像剤搬送量制御
板１３８へと供給する。

【００４０】攪拌スクリュー１３７の上部で現像器ケー
シング１３０の上部の不図示のトナー補給口から現像器
ケーシング１３０内に補給されたトナーは、互いに相反
する方向に等速で回転する攪拌スクリュー１３６，１３
７により現像器ケーシング１３０内に収容された現像剤
と攪拌、混合されて均一なトナー濃度の現像剤となり、
該現像剤が回転する供給ローラ１３５により現像剤搬送
量制御板１３８に搬送される。一体（一つ）の現像剤搬
送量制御板１３８により供給ローラ１３５から供給され
た現像剤が、現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ双方への
現像剤供給量を均等として供給されて、２本の現像スリ
ーブ１３１ａ，１３１ｂ上の現像剤量を略均等として搬
送される。図３の円（ａ）内に示す隣接部では、現像剤
は２本の現像剤担持体、即ち現像スリーブ１３１ａ，１
３１ｂにより搬送され、現像スリーブ１３１ａ，１３１
ｂは、双方共に外形（曲率）及び周速が等しいため、図
３の円（ｂ）内に示すように、隣接部よりの現像剤は略
均一に分割されて、現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ上
にそれぞれ搬送される。感光体ドラム１０上の潜像を現
像した現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ上の現像剤は、
掻取板１３９及び搬送ローラ１３４により掻取られ、再
度攪拌スクリュー１３６へと搬送される。

【００４１】上記の如くにして、２本の現像剤担持体間
の隣接部が潜像担持体との隣接部よりも上流側になるよ
うに２本の現像剤担持体を回転すると共に、２本の現像
剤担持体を同一外径、かつ等速度で回転することによ
り、２本の現像剤担持体における現像剤搬送量の安定化
が図られ、現像剤搬送量の変動に伴う、画像濃度むらが
発生することなく、良好な画像が供給される。また、現
像剤搬送量制御手段として、一体で前記２本の現像剤担
持体双方の現像剤量を制御することにより、２本の現像
剤担持体上の現像剤量の制御を、一体の現像剤搬送量制
御手段で行うことができるため、コストアップを防ぐこ
とが可能となる。

【００４２】なお図４に示すように、図２の正面より見
て感光体ドラム１０の左側に現像手段を配置し（図２の
裏面から見た場合も同様）、２本の現像スリーブ１３１
ａ，１３１ｂ間の隣接部が感光体ドラム１０との隣接部
よりも上流側になるように現像スリーブ１３１ａ，１３
１ｂをそれぞれ回転すると共に、現像スリーブ１３１
ａ，１３１ｂの外形を同一とし、かつそれぞれを等速度
で回転するようにしてもよい。これにより、上記と同様
の効果が得られる。

【００４３】請求項３または４にかかわる現像手段と現
像方法とについて、図５ないし図８を用いて説明する。
図５は、請求項３または４にかかわる問題点としての現
像片寄りの発生メカニズムの説明図であり、図６は、現
像片寄りによる潜像パターン領域での現像性と複数の現
像剤担持体を用いた場合の現像片寄りを補正した現像性
とを示す図であり、図７は、請求項３にかかわる現像手
段の拡大断面構成図であり、図８は、請求項４にかかわ
る現像手段の拡大断面構成図である。

【００４４】先ず、請求項３または４にかかわる問題点
について、図５及び図６にて説明するが、図１にて説明
したカラー画像形成装置における、感光体ドラム１０と
磁気ブラシが非接触の薄層現像では、現像バイアスでの
現像電界に交流電界を重畳させた直流電界を使用した
り、潜像担持体である感光体ドラム１０の周速（Ｖｐと
呼ぶ）に比べて現像剤担持体としての現像スリーブ１３
１ａ，１３１ｂの周速（共にＶｓと呼ぶ）を速く設定し
て（Ｖｓ／Ｖｐ＝１以上）、現像性を確保してきた。し
かし、現像剤担持体を潜像担持体と従動方向に回転させ
た場合（順転現像と呼ぶ）、Ｖｓ／Ｖｐ＝１以上だと画
像パターンの後端が濃度が高くなる問題、いわゆる現像
片寄りが発生する。また現像片寄りは、現像剤担持体を
潜像担持体と逆転方向に回転させた場合（逆転現像と呼
ぶ）、Ｖｓ／Ｖｐ比に関わらず、画像パターンの先端に
現像片寄りが発生する。即ち、現像片寄りの発生メカニ
ズムは図５に示すように、トナーが交流電界によって、
斜め方向から潜像担持体に飛翔して来ることに基づいて
いる。順転現像では、図５（Ａ）に示すように、潜像担
持体（感光体ドラム）の進行方向に対し、トナーは潜像
パターンの後端側から潜像担持体を追いかけるように飛
翔してくる。このため、潜像パターン領域の現像濃度
は、図６の曲線（ａ）に示すように、潜像パターン領域
の後端の現像濃度が高くなるという問題が生じる。また
逆転現像では、図５（Ｂ）に示すように、潜像担持体
（感光体ドラム）の進行方向に対し、トナーは潜像パタ
ーンの先端側から潜像担持体移動方向と逆方向に飛翔し
ていく。このため、潜像パターン領域の現像濃度は、図
６の曲線（ｂ）に示すように、潜像パターン領域の先端
の現像濃度が高くなるという問題が生じる。

【００４５】請求項３について、図７及び図６により以
下に説明する。

【００４６】そこで、本発明においては上記の問題点を
ふまえ、前述した複数の現像手段はトナーとキャリアか
らなる現像剤を担持・搬送する複数本の現像剤担持体を
有すると共に、複数の現像剤担持体が、少なくとも時計
方向・反時計方向の回転方向を有する構成とする。

【００４７】請求項３にかかわる各色毎の現像手段であ
る現像器１３は、以下の如く構成される。なお、現像器
１３内部での現像剤の流れを図７の点線にて示す。

【００４８】現像器１３において、１３０はトナーとキ
ャリアとから成る二成分現像剤を収容する現像剤収容部
である現像器ケーシング、１３１ａは感光体ドラム１０
の回転方向に対して上流側に配置される現像剤担持体で
ある現像スリーブ、１３１ｂは感光体ドラム１０の回転
方向に対して下流側に配置される現像剤担持体である現
像スリーブ、１３２ａ及び１３２ｂは回転されるそれぞ
れの現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂの内部に固定して
配置される磁界発生手段である固定磁石、１３８は現像
スリーブ１３１ａ，１３１ｂへの現像剤供給を所定量に
制御する現像剤搬送量制御手段である現像剤搬送量制御
板、１３９は上流側の現像スリーブ１３１ａからの現像
剤の掻取りと搬送とを行う掻取板、１３４は下流側の現
像スリーブ１３１ｂ上からの現像剤の剥取りと搬送とを
行うローラ状の磁石体より成る搬送ローラ、１３５は現
像剤搬送量制御板１３８への現像剤の供給ローラ、１４
６及び１４７は一対の攪拌スクリューである。

【００４９】現像剤担持体である現像スリーブ１３１
ａ，１３１ｂは、それぞれ例えばアルミ材或いはステン
レス材を用いた同外形、例えば外径が８ｍｍ〜３０ｍｍ
程度の非磁性の円筒状の部材からなり、感光体ドラム１
０の周面に対し、所定の間隙を保って感光体ドラム１０
の回転（図７の時計方向回転）に対し、上流側の現像ス
リーブ１３１ａは逆方向（図７の時計方向）に、また下
流側の現像スリーブ１３１ｂは順方向（図７の反時計方
向）に回転される。このため、図６に示すように、潜像
パターン領域の現像濃度は、上流側の現像スリーブ１３
１ａによる、図６の曲線（ａ）に示す後端の現像濃度が
高い潜像パターン領域の現像濃度と、下流側の現像スリ
ーブ１３１ｂによる、図６の曲線（ｂ）に示す先端の現
像濃度が高い潜像パターン領域の現像濃度との和として
形成され、図６の曲線（ｃ）に示すように、それぞれの
現像片寄りが補正された、潜像パターン領域での現像濃
度が略平坦なものとして形成される。

【００５０】現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂの内部に
配設される磁界発生手段である固定磁石１３２ａ，１３
２ｂは、それぞれ複数個の磁極Ｎ，Ｓの磁石を配し、現
像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ内に固定されていて、非
磁性のスリーブ周面に磁界を形成している。

【００５１】現像剤搬送量制御手段である現像剤搬送量
制御板１３８は、例えばアルミ材或いはステンレス材を
用いた非磁性の板状の部材からなり、現像スリーブ１３
１ａ，１３１ｂの隣接部の感光体ドラム１０面と反対側
近傍に配設され、一体（一つ）で現像スリーブ１３１
ａ，１３１ｂ双方への現像剤供給量を均等として供給
し、２本の現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ上の現像剤
量を制御する。

【００５２】掻取板１３９は、例えばアルミ材或いはス
テンレス材を用いた非磁性の板状の部材からなり、上流
側の現像スリーブ１３１ａの磁極Ｎ，Ｎ部に一端を当接
して、現像スリーブ１３１ａ上からの現像剤の掻取りを
行い、掻取られた現像剤を攪拌スクリュー１３６へ流動
させる。

【００５３】搬送ローラ１３４は、複数個の磁極Ｎ，Ｓ
を交互に配したローラ状の磁石体より成り、現像スリー
ブ１３１ｂの磁極Ｎ，Ｎ部の反撥磁界と搬送ローラ１３
４の磁界作用とにより、下流側の現像スリーブ１３１ｂ
上からの現像剤の剥取りと、剥取られた現像剤の攪拌ス
クリュー１３６への搬送とを行う。

【００５４】攪拌スクリュー１３６及び攪拌スクリュー
１３７は、互いに相反する方向に等速で回転し、現像器
１３内のトナーと磁性キャリアとを攪拌、混合し、所定
のトナー成分を均等に含有する二成分現像剤とする。

【００５５】供給ローラ１３５は、攪拌スクリュー１３
６，１３７により攪拌された現像剤を現像剤搬送量制御
板１３８へと供給する。

【００５６】攪拌スクリュー１３７の上部で現像器ケー
シング１３０の上部の不図示のトナー補給口から現像器
ケーシング１３０内に補給されたトナーは、互いに相反
する方向に等速で回転する攪拌スクリュー１３６，１３
７により現像器ケーシング１３０内に収容された現像剤
と攪拌、混合されて均一なトナー濃度の現像剤となり、
該現像剤が回転する供給ローラ１３５により現像剤搬送
量制御板１３８に搬送される。一体（一つ）の現像剤搬
送量制御板１３８により供給ローラ１３５から供給され
た現像剤が、現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ双方への
現像剤供給量を均等として供給されて、２本の現像スリ
ーブ１３１ａ，１３１ｂ上の現像剤量を略均等として搬
送される。感光体ドラム１０上の潜像を現像した現像ス
リーブ１３１ａ，１３１ｂ上の現像剤は、掻取板１３９
及び搬送ローラ１３４により掻取られ、再度攪拌スクリ
ュー１３６へと搬送される。

【００５７】上記の如くにして、トナーとキャリアから
なる現像剤を担持・搬送する複数本の現像剤担持体を有
する各色毎の現像手段には、潜像担持体の回転方向に対
して、現像剤担持体の回転方向が時計方向・反時計方向
の双方が存在しているため、順転現像逆転現像の両方が
行われ、現像片寄りが先端もしくは後端に特化して発生
することがなくなり、画像パターンの現像片寄りが緩和
され、現像片寄りのない高画質な画像が供給される。

【００５８】請求項４について、図８により以下に説明
する。

【００５９】また、本発明においては前記図５での問題
点をふまえ、潜像担持体の回転方向に対して最上流部側
に位置する現像剤担持体を、潜像担持体の回転方向と従
動する方向に回転すると共に、前記潜像担持体の周速と
同速度で回転する構成とする。

【００６０】請求項４にかかわる各色毎の現像手段であ
る現像器１３は、以下の如く構成される。なお、現像器
１３内部での現像剤の流れを図８の点線にて示す。

【００６１】現像器１３において、１３０はトナーとキ
ャリアとから成る二成分現像剤を収容する現像剤収容部
である現像器ケーシング、１３１ａは感光体ドラム１０
の回転方向に対して最上流側に配置される現像剤担持体
である現像スリーブ、１３１ｂは感光体ドラム１０の回
転方向に対して下流側に配置される現像剤担持体である
現像スリーブ、１３２ａ及び１３２ｂは回転されるそれ
ぞれの現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂの内部に固定し
て配置される磁界発生手段である固定磁石、１３３ａは
上流側の現像スリーブ１３１ａ上への現像剤供給の層厚
を所定量に規制する磁性材から成る層厚規制手段である
層厚規制板、１３３ｂは下流側の現像スリーブ１３１ｂ
上への現像剤供給の層厚を所定量に規制する磁性材から
成る層厚規制手段である層厚規制板、１３４は下流側の
現像スリーブ１３１ｂ上からの現像剤の剥取りと搬送と
を行うローラ状の磁石体より成る搬送ローラ、１３９は
下流側の現像スリーブ１３１ｂからの現像剤の掻取りと
搬送とを行う掻取板、１３５ａは上流側の現像スリーブ
１３１ａへの現像剤の供給を行う供給ローラ、１３５ｂ
は下流側の現像スリーブ１３１ｂへの現像剤の供給を行
う供給ローラ、１３６及び１３７は一対の攪拌スクリュ
ーである。

【００６２】現像剤担持体である現像スリーブ１３１
ａ，１３１ｂは、それぞれ例えばアルミ材或いはステン
レス材を用いた同外形、例えば外径が８ｍｍ〜３０ｍｍ
程度の非磁性の円筒状の部材からなり、感光体ドラム１
０の周面に対し、所定の間隙を保って感光体ドラム１０
の回転（図８の時計方向回転）に対し、最上流側に位置
する現像スリーブ１３１ａは感光体ドラム１０の回転方
向と従動する順方向（図８の反時計方向）に、また感光
体ドラム１０の回転速度（周速度）と等速度、例えば８
０ｍｍ／ｓｅｃで回転され、また感光体ドラム１０の回
転方向に対して、最上流側の現像スリーブ１３１ａの下
流側に配置される現像スリーブ１３１ｂは逆方向（図８
の時計方向）に回転される。このように、感光体ドラム
１０の回転方向に対して最上流部に位置する現像剤担持
体である現像スリーブ１３１ａは、感光体ドラム１０の
回転方向と従動する順方向に感光体ドラム１０と等速度
で回転され、順転現像でＶｓ／Ｖｐ＝１としているた
め、現像片寄りの発生が防止される。その下流側に位置
する現像剤担持体である、例えば現像スリーブ１３１ｂ
では、上流側現像スリーブ１３１ａで行われた現像によ
って、すでに感光体ドラム１０上の潜像は顕像化されて
いるので、現像片寄りの発生は、従来の方式に比べて極
めて小さく抑えられる。

【００６３】現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂの内部に
配設される磁界発生手段である固定磁石１３２ａ，１３
２ｂは、それぞれ複数個の磁極Ｎ，Ｓの磁石を配し、現
像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ内に固定されていて、非
磁性のスリーブ周面に磁界を形成している。

【００６４】現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ上の現像
剤の層厚規制手段である層厚規制板１３３ａ，１３３ｂ
は、例えば棒状或いは板状の磁性ステンレス材よりな
り、現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂの固定磁石１３２
ａ，１３２ｂの、例えば磁極Ｓと対向し、現像スリーブ
１３１ａ，１３１ｂと所定の間隙で配置され、現像スリ
ーブ１３１ａ，１３１ｂの周面上に形成される二成分現
像剤の層厚を安定かつ均一に規制している。

【００６５】搬送ローラ１３４は、複数個の磁極Ｎ，Ｓ
を交互に配したローラ状の磁石体より成り、最上流側の
現像スリーブ１３１ａの磁極Ｎ，Ｎ部の反撥磁界と搬送
ローラ１３４の磁界作用とにより、現像スリーブ１３１
ａ上からの現像剤の剥取りを行い、剥取られた現像剤を
供給ローラ１３５ｂを通して攪拌スクリュー１３６へと
搬送する。

【００６６】掻取板１３９は、例えばアルミ材或いはス
テンレス材を用いた非磁性の板状の部材からなり、下流
側の現像スリーブ１３１ｂの磁極Ｎ，Ｎ部に一端を当接
して、現像スリーブ１３１ｂ上からの現像剤の掻取りを
行い、掻取られた現像剤を供給ローラ１３５ｂを通して
攪拌スクリュー１３６へと流動させる。

【００６７】攪拌スクリュー１３６及び攪拌スクリュー
１３７は、互いに相反する方向に等速で回転し、現像器
１３内のトナーと磁性キャリアとを攪拌、混合し、所定
のトナー成分を均等に含有する二成分現像剤とする。

【００６８】供給ローラ１３５ａ，１３５ｂは攪拌スク
リュー１３６，１３７により攪拌された現像剤を層厚規
制板１３３ａ，１３３ｂへと供給する。

【００６９】攪拌スクリュー１３７の上部で現像器ケー
シング１３０の上部の不図示のトナー補給口から現像器
ケーシング１３０内に補給されたトナーは、互いに相反
する方向に等速で回転する攪拌スクリュー１３６，１３
７により現像器ケーシング１３０内に収容された現像剤
と攪拌、混合されて均一なトナー濃度の現像剤となり、
該現像剤が回転する供給ローラ１３５ａ，１３５ｂによ
り層厚規制板１３３ａ，１３３ｂに搬送される。層厚規
制板１３３ａ，１３３ｂにより所定の層厚に規制された
現像剤が、現像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ上に安定し
て供給される。感光体ドラム１０上の潜像を現像した現
像スリーブ１３１ａ，１３１ｂ上の現像剤は、搬送ロー
ラ１３４及び掻取板１３９により掻取られ、供給ローラ
１３５ｂにより再度攪拌スクリュー１３６へと搬送され
る。

【００７０】上記の如くにして、潜像担持体の回転方向
に対して最上流部側に位置する現像剤担持体の回転方向
を、潜像担持体の回転方向と従動する方向に回転すると
共に、潜像担持体の周速と同速度で回転する構成、即ち
潜像担持体最上流部に位置する現像剤担持体を、順転現
像でＶｓ／Ｖｐ＝１とする構成とすることで、現像片寄
りの発生が減少される。また、その下流側に位置する現
像剤担持体では、上流側現像剤担持体で行われた現像に
よって、すでに潜像担持体は顕像化されているので、現
像片寄りの発生は、従来の方式に比べて極めて小さく抑
えることができ、画像パターンの現像片寄りが緩和さ
れ、現像片寄りのない高画質な画像が供給される。

【００７１】なお、上記図１にて説明したカラープリン
タは、像担持体上に順次形成される各色トナー像を重ね
合わせた後、像担持体上に形成された重ね合わせカラー
トナー像を転写部にて転写材上に１回で転写してカラー
画像を形成する方式のカラー画像形成装置であるが、本
発明のカラー画像形成装置としては、これに拘るもので
なく、潜像担持体の周囲に複数組の帯電手段、像露光手
段及び現像手段を配設し、潜像担持体の一回転以内に、
潜像担持体に対する帯電手段による帯電と像露光手段よ
りの像露光光による潜像の形成と現像手段による潜像の
現像によるトナー像形成とを各色毎に繰り返して行い、
潜像担持体の周面に複数のトナー像を重ね合わせてカラ
ートナー像を形成するカラー画像形成装置にも適用され
ることは勿論である。

【００７２】また、現像手段に用いられる現像剤として
二成分磁性現像剤にて説明したが、一成分現像剤を現像
剤として適用してもよい。

【００７３】

【発明の効果】請求項１または２によれば、２本の現像
剤担持体における現像剤搬送量の安定化が図られ、現像
剤搬送量の変動に伴う、画像濃度むらが発生することな
く、良好な画像が供給される。また、２本の現像剤担持
体上の現像剤量の制御を、一体の現像剤搬送量制御手段
で行うことができるため、コストアップを防ぐことが可
能となる。

【００７４】請求項３または４によれば、画像パターン
の現像片寄りが緩和され、現像片寄りのない高画質な画
像が供給される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各請求項に共通する画像形成装置の一
実施形態であるカラープリンタの断面構成図である。

【図２】請求項１または２にかかわる現像手段の拡大断
面構成図である。

【図３】図２の２本の現像剤担持体間での現像剤の流れ
の説明図である。

【図４】請求項１または２にかかわる現像手段の配置の
他の例を示す図である。

【図５】請求項３または４にかかわる問題点としての現
像片寄りの発生メカニズムの説明図である。

【図６】現像片寄りによる潜像パターン領域での現像性
と複数の現像剤担持体を用いた場合の現像片寄りを補正
した現像性とを示す図である。

【図７】請求項３にかかわる現像手段の拡大断面構成図
である。

【図８】請求項４にかかわる現像手段の拡大断面構成図
である。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ スコロトロン帯電器 １２ 露光光学系 １３ 現像器 １７ 定着装置 １９ クリーニング装置 １３１ａ，１３１ｂ 現像スリーブ １３８ 現像剤搬送量制御板 Ｐ 記録紙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像を担持する潜像担持体と、トナーと
   キャリアからなる現像剤を担持・搬送する、２本の現像
   剤担持体を有する複数の現像手段によって、前記潜像担
   持体上に複数色のトナー像を形成後、転写材に一括転写
   するカラー画像形成装置において、 前記２本の現像剤担持体間の隣接部が潜像担持体との隣
   接部よりも上流側になるように前記２本の現像剤担持体
   を回転すると共に、前記２本の現像剤担持体を同一外
   径、かつ等速度で回転することを特徴とするカラー画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 前記現像手段は、現像剤担持体上の現像
   剤量を制御する現像剤搬送量制御手段を有すると共に、
   前記現像剤搬送量制御手段は、一体で前記２本の現像剤
   担持体双方の現像剤量を制御することを特徴とする請求
   項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像
   を反転現像により顕像化する複数の現像手段とを有し、
   前記複数の現像手段により前記潜像担持体に複数色のト
   ナー像を形成後、転写材に一括転写を行うカラー画像形
   成装置において、 前記複数の現像手段はトナーとキャリアからなる現像剤
   を担持・搬送する複数本の現像剤担持体を有すると共
   に、前記複数の現像剤担持体は、少なくとも時計方向・
   反時計方向の回転方向を有していることを特徴とするカ
   ラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像
   を反転現像により顕像化する複数の現像手段とを有し、
   前記複数の現像手段により前記潜像担持体に複数色のト
   ナー像を形成後、転写材に一括転写を行うカラー画像形
   成装置において、 前記潜像担持体の回転方向に対して最上流部側に位置す
   る現像剤担持体を、前記潜像担持体の回転方向と従動す
   る方向に回転すると共に、前記潜像担持体の周速と同速
   度で回転することを特徴とするカラー画像形成装置。