JP2000338743A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で、トナー濃度の変動を抑制し、
白地かぶりや画像濃度低下を引き起こすことのない、長
期にわたって安定した品質の画像を得ることのできる回
転体方式の現像装置を備えた画像形成装置を提供する。 【解決手段】 回転体１にイエロー、マゼンタ、シアン
の２成分現像剤を収容した現像装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃが
搭載され、また、各現像装置に２成分現像剤のトナー濃
度を検知するための光センサ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃが付設さ
れている。各光センサ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは信号線と電源
供給線によってそれぞれ本体と結線されている。そし
て、例えば、ある画像形成動作において、イエロー、マ
ゼンタ、シアンの順に現像が行なわれると、つぎの画像
形成時には現像順が逆となり、シアン、マゼンタ、イエ
ローの順になる。すなわち、回転体１の回転方向が逆に
なる。この動作によって信号線および電源供給線のねじ
れを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フルカラー画像を
形成するための複写機やプリンタなどとされる電子写真
方式の画像形成装置にする。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式のフルカラープリンタ、フ
ルカラー複写機としてさまざまな構成のものが提案され
ているが、装置の小型化や、各色の現像装置（現像手
段）の共通化という観点では、潜像担持体である感光ド
ラムを共通とし、各現像装置を機械的に移動させて感光
ドラムに順次対向させる方式が有利である。

【０００３】また、現像装置の移動方式に関しては、大
きく分けてスライド方式と回転方式があるが、現像装置
を回転体に支持し、その回転体の回転によって現像装置
を移動させる方式を用いたものは、たとえば直線方向に
現像装置をスライドさせる方式と比べ、移動スペースを
確保する必要がなくなり、装置の小型化により有利であ
る。

【０００４】このような、回転体方式の現像装置を用い
たフルカラー画像形成装置の例を図３に示す。

【０００５】図３において、３個の現像装置１０２Ｙ、
１０２Ｍ、１０２Ｃは、非磁性トナーと磁性キャリアか
らなる二成分現像剤を用いる形式のものであり、回転体
１０１に支持され、回転体１０１の回転によって順次像
担持体である感光ドラム１２８と対向する。

【０００６】各現像装置１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ
は同一構成を有し、それぞれ、現像スリーブ１０５Ｙ、
１０５Ｍ、１０５Ｃ、トナーカートリッジ１０３Ｙ、１
０３Ｍ、１０３Ｃ、トナー補給スクリュー１０４Ｙ、１
０４Ｍ、１０４Ｃなどを備えている。

【０００７】非磁性材料で構成された現像スリーブ１０
５は回転可能であり、内部には磁石を有する。現像スリ
ーブ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃは二成分現像剤を回
転力と磁石の磁力によって感光ドラム１２８と対向する
現像領域に担持搬送し、トナーを感光ドラム１２８に供
給することによって、帯電装置１２１によって均一に帯
電され、更にレーザー１２２により画像データに応じて
露光が施されて、感光ドラム１２８上に形成された静電
潜像を現像する。

【０００８】フルカラーの画像形成はつぎのように行な
われる。まず、感光ドラム１２８に対向した現像装置１
０２Ｙがイエローの潜像を現像してトナー像を形成した
後、イエローのトナー像を転写帯電器１２３によって転
写紙１２４に転写する。つぎに回転体１０１が図３にお
いて反時計回りに回転し、現像装置１０２Ｍが感光ドラ
ム１２８に対向する。同様に、マゼンタのトナー像を転
写紙１２４に転写した後、同様にしてシアンのトナー像
の現像、転写が行なわれる。この転写紙１２４を定着装
置１２５で加圧・加熱することで、フルカラーの出力画
像を得る。

【０００９】転写後、感光ドラム１２８の表面に残留し
たトナーはクリーニング装置１２６によって清掃され、
つぎの画像形成に供される。

【００１０】連続コピー時にはシアンのトナー像形成
後、回転体１０１はさらに反時計回りに回転し、現像装
置１０２Ｙを感光ドラム１２８に対向させ、連続する画
像形成に備える。

【００１１】画像形成によりトナーが消費されると、２
成分現像剤のトナー濃度が低下し、画像濃度が低下す
る。このため、本例のような２成分現像剤を用いた現像
装置１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃにおいては、２成分
現像剤のトナー濃度を検知する手段、およびその検知結
果に応じて適量のトナーを補給する機構、すなわちトナ
ーカートリッジ１０３Ｙ、１０３Ｍ、１０３Ｃおよびト
ナー補給スクリュー１０４Ｙ、１０４Ｍ、１０４Ｃなど
が設けられている。

【００１２】トナー濃度の検知方法としては、一般に２
成分現像剤自体の物理特性変化、たとえば光学センサに
よって反射濃度変化を検知する方法や、透磁率センサに
よって透磁率の変化を検知する方法、更に、図３に示す
ように、感光ドラム１２８上の基準潜像を現像してトナ
ーパッチを形成し、そのトナーパッチの反射濃度をパッ
チ濃度センサ１０８によって検知する方法などが一般的
である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光ド
ラム１２８上のトナーパッチの反射濃度を検知する方式
は、感光ドラム１２８の光学特性や帯電特性の影響を受
けてトナー濃度制御が不安定になってしまい、トナー濃
度過剰による白地かぶりや、トナー濃度過小による画像
濃度の低下などの不具合を起こすことがあった。また、
反射濃度検知後のトナーパッチが転写紙搬送シート１２
７上に付着して画像汚れを引き起こすことがあった。

【００１４】これらの不具合を解決するために、従来さ
まざまな対策が取られているが、いずれも機構が複雑で
画像形成装置のコストアップにつながったり、制御が複
雑で装置の生産性を落としたりするものあった。

【００１５】これに比して現像剤の物理特性変化を検知
する方式は、トナー濃度をより正確に制御でき、複雑な
制御の必要がない。この場合、各現像装置それぞれに配
設された検出手段と画像形成装置本体間において信号や
電源をやりとりするための結線をすることになる。

【００１６】しかし本例のような回転体方式の現像装置
において、このような結線をすると、回転体１０１の回
転により結線がねじれてしまう。これを防止するため
に、接触子などを用いて信号や電源の授受を行なう方法
もあるが、耐久つまり長期間使用による接触子間の放電
生成物や汚れの蓄積によりトナー濃度制御が不安定にな
り、白地かぶりや画像濃度低下を引き起こすことがあ
る。

【００１７】従って、本発明の目的は、簡易な構成で、
トナー濃度の変動を抑制し、白地かぶりや画像濃度低下
を引き起こすことのない、長期にわたって安定した品質
の画像を得ることのできる回転体式の現像装置を備えた
画像形成装置を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
静電潜像を担持する潜像担持体と、静電潜像をトナー像
として可視像化するための、非磁性トナーと磁性キャリ
アを含む２成分現像剤を収容した少なくとも３個の現像
手段と、前記３個の現像手段を支持し、前記現像手段を
順次前記潜像担持体に対向させるための回動自在な回転
体と、前記回転体内に配置され、画像形成装置本体と結
線されることで信号および／または電源の授受を行な
う、前記現像手段に収容された前記２成分現像剤のトナ
ー濃度を検知するためのトナー濃度検知手段と、を備え
た画像形成装置において、複数色の画像形成動作を行な
う際の前記回転体の回転方向が、その直前に画像形成動
作を行なった際の前記回転体の回転方向と逆であること
を特徴とする画像形成装置である。

【００１９】本発明による一実施態様によれば、前記ト
ナー濃度検知手段は、前記２成分現像剤の光学的反射特
性を利用した光反射式トナー濃度検知手段であり、ある
いは、前記２成分現像剤の透磁率変化を利用した透磁率
検知式トナー濃度検知手段である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２１】実施例１ 本発明による画像形成装置に第１実施例について図１に
より説明する。

【００２２】図１に示すように、回転体１には、非磁性
トナーと磁性キャリアを含む２成分現像剤を収容する３
個の現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃが支持されている。各現
像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃは同一の構成を有し、それぞ
れ、現像剤を潜像担持体である感光ドラム２８に対向す
る現像領域に担持搬送する現像スリーブ５Ｙ、５Ｍ、５
Ｃ、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーをそれぞれ収
容したトナーカートリッジ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、これらの
トナーを各現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃに補給するトナー
補給スクリュー４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、および、２成分現像
剤のトナー濃度を光学的に検知するための光センサ（光
反射式トナー濃度検知手段）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃが配設さ
れている。

【００２３】光センサ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは信号線（不図
示）および電源供給源（不図示）によって、それぞれ本
体と結線されている。光センサ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは各現
像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃが画像形成を行なっている間
に、内蔵するＬＥＤの光を２成分現像剤に照射し、反射
光を内蔵するフォトダイオードにて受光し電圧に変換す
る。ＬＥＤおよびフォトダイオードを駆動するための電
力は、電源供給線によって供給される。この電圧が２成
分現像剤のトナー濃度を反映するものであり、これをト
ナー濃度信号として信号線を介して画像形成装置本体へ
と伝達する。この信号を画像形成装置本体に処理し、不
足分のトナーを補給する。

【００２４】不足分のトナーは、トナーカートリッジ３
Ｙ、３Ｍ、３Ｃから、トナー補給スクリュー４Ｙ、４
Ｍ、４Ｃを介して現像装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃにそれぞれ
補給される。

【００２５】つぎに、フルカラー画像形成動作について
説明する。

【００２６】まず、一次帯電器２１によって一様に帯電
された感光ドラム２８上に、レーザー２２によって画像
データに応じた露光を施し、静電潜像を形成する。その
静電潜像を、回転体１に支持された現像装置２Ｙ、２
Ｍ、２Ｃで１色ごとに現像し、転写ブレード２３によっ
て順次転写紙２７上に転写する。３色のトナー像が転写
された転写紙２７は定着装置２５によって加圧／加熱さ
れ、トナーが融解して転写紙２７上に固着し、永久画像
を得る。

【００２７】感光ドラム２８上に残留したトナーはクリ
ーニング装置２６によって清掃される。

【００２８】つぎに、本発明の特徴部分について説明す
る。

【００２９】本実施例においては、例えばある画像形成
動作において、イエロー、マゼンタ、シアンの順に現像
が行なわれると、つぎの画像形成時には現像順が逆とな
り、シアン、マゼンタ、イエローの順になる。すなわ
ち、３色の画像形成動作を行なう際の回転体１の回転方
向が、その直前に画像形成動作を行なった際の回転体１
の回転方向と逆になる。この動作によって信号線および
電源供給線のねじれを防止することができる。

【００３０】上記にて説明したように、本実施例によれ
ば、回転体方式の現像装置を用いる際に問題となってい
たトナー濃度の変動を抑制し、白地かぶりや画像低下な
どの不具合を起こすことのない、長期にわたって安定し
た品質のフルカラー画像形成装置を、簡易な構成で提供
することができる。

【００３１】実施例２ つぎに、本発明の第２実施例について図２により説明す
る。

【００３２】本実施例における画像形成装置の基本構成
は、第１実施例に示したものとほぼ同様であるが、本実
施例では、第１実施例における光センサ６の代わりに、
透磁率センサ（透磁率検知方式トナー濃度検知手段）７
を配置したものである。

【００３３】回転体１には、イエロー、マゼンタ、シア
ンのトナーをそれぞれ収容した現像装置２Ｙ、２Ｍ、２
Ｃに加え、ブラックのトナーを収容した現像装置２Ｋが
収容されている。

【００３４】本発明にて使用される現像剤は、非磁性ト
ナーと磁性キャリアからなり、これらの混合比、すなわ
ちトナー濃度によって現像剤の透磁率が変化する。

【００３５】透磁率センサ７は、電源供給線（不図示）
および信号線（不図示）によって画像形成装置本体と結
線されている。透磁率センサ７は、電源供給線を介して
交流電圧を印加して交流磁界を生成するための１次コイ
ルと、１次コイルと同軸に配置された２次コイルを有
し、センサ近傍の現像剤の透磁率による２次コイルの誘
起電圧の変化を出力する。つまり、この出力電圧によっ
て現像剤の透磁率を検知することによって、トナー濃度
信号を検知する。このトナー濃度信号を、第１実施例と
同様に信号線を介して画像形成装置本体へと伝達し、信
号を画像形成装置本体で処理し、不足分のトナーを補給
する。

【００３６】本実施例ではブラックトナーの発色剤とし
てカーボンブラックを使用している。カーボンブラック
はその廉価性などから、非磁性ブラックトナーの顔料と
して一般に使用されることが多い。ところがカーボンブ
ラックの吸光特性は、通常磁性キャリアとして使用され
るフェライト、マグネタイトなどと同様の吸光特性を示
すため、第１実施例のような光反射式のセンサーでは検
知が困難である。本実施例ではトナー濃度検知に透磁率
を利用するため、カーボンブラックを用いたブラックト
ナーに対しても第１実施例と同様のトナー濃度制御を行
なうことができる。

【００３７】また、第１実施例と同様に、ある画像形成
動作において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック
の順に現像が行なわれると、つぎの画像形成時には現像
順が逆となり、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー
の順になる。すなわち、４色の画像形成動作を行なう際
の回転体１の回転方向が、その直前に画像形成動作を行
なった際の回転体１の回転方向と逆になる。この動作に
よって信号線および電源供給線のねじれを防止すること
ができる。

【００３８】上記のように、本実施例によれば、簡易な
構成で、回転体方式の現像装置を用いる際に問題となっ
ていたトナー濃度の変動を抑制し、白地かぶりや画像低
下などの不具合を引き起こすことのない、長期にわたっ
て安定した品質のフルカラー画像形成装置を提供するこ
とができる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の回転体方式の現像手段を備えた画像形成装置によれ
ば、複数色の画像形成動作を行なう際の回転体の回転方
向が、その直前に画像形成動作を行なった際の前記回転
体の回転方向と逆であることにより、簡易な構成で、ト
ナー濃度の変動を抑制し、白地かぶりや画像濃度低下を
引き起こすことのない、長期にわたって安定した品質の
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る画像形成装置を示す
概略構成図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る画像形成装置を示す
概略構成図である。

【図３】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 回転体 ２ 現像装置（現像手段） ６ 光センサ（光反射式トナー濃度検知手段） ７ 透磁率センサ（透磁率検知式トナー濃度検
知手段） ２８ 感光ドラム（潜像担持体）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を担持する潜像担持体と、静電
   潜像をトナー像として可視像化するための、非磁性トナ
   ーと磁性キャリアを含む２成分現像剤を収容した少なく
   とも３個の現像手段と、前記３個の現像手段段を支持
   し、前記現像手段を順次前記潜像担持体に対向させるた
   めの回動自在な回転体と、前記回転体内に配置され、画
   像形成装置本体と結線されることで信号および／または
   電源の授受を行なう、前記現像手段に収容された前記２
   成分現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度検
   知手段と、を備えた画像形成装置において、 複数色の画像形成動作を行なう際の前記回転体の回転方
   向が、その直前に画像形成動作を行なった際の前記回転
   体の回転方向と逆であることを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記トナー濃度検知手段は、前記２成分
   現像剤の光学的反射特性を利用した光反射式トナー濃度
   検知手段であることを特徴とする請求項１の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記トナー濃度検知手段は、前記２成分
   現像剤の透磁率変化を利用した透磁率検知式トナー濃度
   検知手段であることを特徴とする請求項１の画像形成装
   置。