JP2008281867A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】静電潜像担持体に付着した磁性体キャリアの回収と、静電潜像担持体表面の静電潜像のカブリの防止を行うことが可能な現像装置を提供する。
【解決手段】第2現像ローラ53と感光代ドラム21間の第2DSDを、第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の第1DSDよりも長くして、第2現像ローラ53と感光体ドラム21間の電界強度を第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の電界強度度よりも弱くしている。このため、第1現像ローラ52表面の正帯電キャリアが感光体ドラム21表面に移行して付着しても、第2現像ローラ53と感光体ドラム21間では電界強度が弱くなることから、この電界による力に第2現像ローラ53の磁力がうち勝って、第2現像ローラ53の磁力により感光体ドラム21表面のキャリアが第2現像ローラ53表面へと引き付けられて回収される。
【選択図】図1
【解決手段】第2現像ローラ53と感光代ドラム21間の第2DSDを、第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の第1DSDよりも長くして、第2現像ローラ53と感光体ドラム21間の電界強度を第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の電界強度度よりも弱くしている。このため、第1現像ローラ52表面の正帯電キャリアが感光体ドラム21表面に移行して付着しても、第2現像ローラ53と感光体ドラム21間では電界強度が弱くなることから、この電界による力に第2現像ローラ53の磁力がうち勝って、第2現像ローラ53の磁力により感光体ドラム21表面のキャリアが第2現像ローラ53表面へと引き付けられて回収される。
【選択図】図1
Description
本発明は、静電潜像担持体表面の静電潜像を現像する現像装置及び画像形成装置に関する。
一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、静電潜像を感光体(静電潜像担持体)上に形成し、トナーにより感光体上の静電潜像を現像して、感光体上にトナー像を形成し、トナー像を感光体から記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、トナー像を記録用紙上に定着させている。
静電潜像を現像する現像装置としては、トナーと磁性体キャリアを混合してなる二成分現像剤を使用する磁気ブラシ現像装置がある。
この磁気ブラシ現像装置では、例えば、現像ローラを感光体ドラムに対向配置して、現像ローラ及び感光体ドラムを共に回転駆動し、現像ローラの磁力により現像剤を該現像ローラ表面に担持し、現像剤を現像剤ローラ表面から感光体ドラム表面に供給して、感光体ドラム表面の静電潜像を現像する。現像ローラは、例えば非磁性体のスリーブと、スリーブ内側に配置されたマグネットローラとを備え、マグネットローラの磁力によりスリーブ表面に現像剤を吸着し、スリーブを回転駆動して、スリーブ表面の現像剤を感光体ドラム表面に供給して行く。
一方、高画質及び高精細画像の要求が高まっていることから、トナー及び磁性体キャリアの双方が小粒径化される傾向にある。トナーの小粒径化に伴い、トナーの重量当りの電荷量が大きくなるため(トナーが帯電し難くなるため)、静電潜像に付着するトナー量が減少し、現像効率の低下を招く。また、磁性体キャリアの小粒径化に伴い、キャリア1個当たりの磁化の大きさが小さくなり、現像ローラの磁力によるキャリアの吸着力が減少するため、現像ローラと感光体ドラム間の現像領域では、キャリアが現像ローラから感光体ドラムへと移り易くなり、感光体ドラム表面でのトナー像の欠陥が生じやすく、これが画像品質劣化の直接的な原因となる。
このため、特許文献1では、感光体ドラム表面の移動方向における上流側及び下流側に第1及び第2現像ローラをそれぞれ配置し、移動方向下流側にある第2現像ローラの磁力を移動方向上流側にある第1現像ローラよりも強くして、移動方向上流側にある第1現像ローラによる現像のときに感光体ドラムに付着した磁性体キャリアを、移動方向下流側にある第2現像ローラの強い磁力により該第2現像ローラ表面に引き戻して回収している。
また、特許文献2では、100mTの磁界で3.0e4〜2.0e5の磁化量を有し、e9〜e14の体積抵抗値を有す磁性キャリアを用いた2成分現像装置において、感光体ドラム表面の移動方向における上流側及び下流側にそれぞれの現像ローラを配置し、移動方向上流側にある現像ローラ表面を感光体ドラム表面に対して反対方向に回転移動させると共に、移動方向下流側にある現像ローラ表面を感光体ドラム表面に対して同一方向に回転移動させ、これにより感光体ドラム表面へのキャリア付着、エッジ強調といった問題が発生しないようにしている。
特開2004−61969号公報
特開2004−151358号公報
しかしながら、特許文献1では、移動方向下流側にある第2現像ローラの磁力を強くしているので、第2現像ローラ表面に形成される磁気ブラシが硬くなってしまい、移動方向上流側にある第1現像ローラにより感光体ドラム表面に形成されたトナー像が、第2現像ローラ表面の硬い磁気ブラシによりかき乱されてしまい、画像品質の劣化を招くという問題があった。
また、特許文献1、2のいずれにおいても、感光体ドラム表面の磁性体キャリアの回収が可能であっても、磁性体ドラム表面の静電潜像のカブリが考慮されていない。特に、小粒径化されたトナーを用いる場合は、カブリが発生し易くなるが、移動方向下流側にある第2現像ローラの磁力を強くしたり、感光体ドラム表面に対する各現像ローラ表面の回転移動方向を設定するだけでは、カブリを防止することができない。
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、静電潜像担持体に付着した磁性体キャリアの回収と、静電潜像担持体表面の静電潜像のカブリの防止を行うことが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の現像装置は、静電潜像担持体と、静電潜像担持体に対向配置された複数の現像剤担持体とを備え、各現像剤担持体の磁力によりトナー及び磁性体キャリアからなる現像剤を該各現像剤担持体表面に担持し、各現像剤担持体表面に対して静電潜像担持体表面を移動させつつ、移動方向上流側にある現像剤担持体表面のトナー及び移動方向下流側にある現像剤担持体表面のトナーにより静電潜像担持体表面の静電潜像を順次現像して、静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像装置において、前記移動方向上流側にある現像剤担持体による現像のときに静電潜像担持体表面に付着した磁性体キャリアが静電潜像担持体表面のトナー像を乱すことなく前記移動方向下流側にある現像剤担持体表面に回収されるように、移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件と移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件を相互に異ならせている。
また、前記移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の電界強度であり、前記移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の電界強度である。
更に、前記移動方向下流側にある現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の距離を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の距離よりも長くしている。
また、前記移動方向下流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値よりも大きくしている。
更に、現像剤は、前記移動方向上流側にある現像剤担持体から前記移動方向下流側にある現像剤担持体へと移行している。
また、前記移動方向下流側にある現像剤担持体の周速と前記静電潜像担持体の周速との周速比を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の周速と前記静電潜像担持体の周速との周速比よりも小さくしている。
更に、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の磁力を、前記移動方向下流側にある現像剤担持体の磁力よりも大きくしている。
また、前記現像剤のトナーの体積平均粒径が4〜8μmであり、該現像剤の磁性体キャリアの平均粒径が20〜45μmである。
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置を備えている。
また、複数の現像装置を備え、各現像装置をカラー画像の現像に用いている。
このような本発明の現像装置によれば、移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件と移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件を相互に異ならせ、これにより移動方向上流側にある現像剤担持体による現像のときに静電潜像担持体表面に付着した磁性体キャリアが静電潜像担持体表面のトナー像を乱すことなく前記移動方向下流側にある現像剤担持体表面に回収されるようにしている。
例えば、移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と静電潜像担持体間の電界強度であり、移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と静電潜像担持体間の電界強度である。
具体的には、移動方向下流側にある現像剤担持体と静電潜像担持体間の距離(第2DSDと称す)を、移動方向上流側にある現像剤担持体と静電潜像担持体間の距離(第1DSDと称す)よりも長くしている。この場合は、移動方向下流側の現像剤担持体と静電潜像担持体間の電界強度が移動方向上流側よりも弱くなることから、移動方向上流側の現像剤担持体表面から静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが移って付着しても、移動方向下流側の現像剤担持体の磁力により静電潜像担持体表面の磁性体キャリアを移動方向下流側の現像剤担持体へと引き付けて回収することができる。更に、現像剤担持体の磁力を格別に強くする必要がないので、現像担持体表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、現像担持体表面の磁気ブラシにより静電潜像担持体表面の像がかき乱されることもない。
あるいは、移動方向下流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値を、移動方向上流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値よりも大きくしている。この場合も、移動方向下流側の現像剤担持体と静電潜像担持体間の電界強度が弱くなることから、移動方向上流側の現像剤担持体表面から静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが移って付着しても、移動方向下流側の現像剤担持体の磁力により静電潜像担持体表面の磁性体キャリアを移動方向下流側の現像剤担持体へと引き付けて回収することができる。更に、現像剤担持体の磁力を強くする必要がないので、現像担持体表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、現像担持体表面の磁気ブラシにより静電潜像担持体表面の像がかき乱されることもない。しかも、移動方向上流側では、現像剤担持体の現像バイアス直流成分が小さいことから、クリーニングフィールドが大きくなり、現像剤担持体による現像のときには静電潜像担持体の静電潜像のカブリが生じ難くなる。
クリーニングフィールドとは、現像剤担持体表面と静電潜像担持体表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差であり、この電位差が大きいほど、白ベタ部分へのトナーの付着量が少なく、カブリが抑えられる。
また、現像剤は、移動方向上流側にある現像剤担持体から移動方向下流側にある現像剤担持体へと移行している。この場合は、移動方向上流側で現像剤中のトナーが消費されてから、この現像剤が移動方向下流側に移行するので、移動方向下流側での現像剤中のトナー濃度が低下している。このため、移動方向下流側の現像剤担持体による現像のときには静電潜像担持体の静電潜像のカブリが生じ難くなる。
また、移動方向下流側にある現像剤担持体の周速と静電潜像担持体の周速との周速比を、移動方向上流側にある現像剤担持体の周速と静電潜像担持体の周速との周速比よりも小さくしている。この場合は、移動方向上流側の現像剤担持体による現像のときに生じた静電潜像担持体上の刷毛筋などの画像欠陥を移動方向下流側の現像剤担持体による現像のときに改善することができる。
移動方向下流側の現像剤担持体と静電潜像担持体の周速比が1のときに現像剤担持体のストレスが最も少なく好ましい。この場合は、移動方向上流側の現像剤担持体と静電潜像担持体の周速比を1よりも大きく設定することになる。逆に、移動方向上流側の周速比を大きくすると、画像品質の低下を招くことになる。
また、移動方向上流側にある現像剤担持体の磁力を、移動方向下流側にある現像剤担持体の磁力よりも大きくしている。この場合は、移動方向下流側の現像担持体表面の磁気ブラシの穂立ちがより柔らかくなり、刷毛筋などの画像欠陥を少なくすることができる。
また、現像剤のトナーの体積平均粒径が4〜8μmであり、該現像剤の磁性体キャリアの平均粒径が20〜45μmである。
ここで、トナー粒径が4μm未満の場合は、先に述べたようにトナーが帯電し難くなって、現像効率が低下する。また、現像効率の低下を補うためにトナー濃度を高く設定すると、トナー粒子の小粒径化とトナー濃度の上昇との相乗効果により磁性体キャリアの被覆率が大きく上昇し、これがかぶりやトナー飛散の原因となる。
また、トナー粒径が8μmを超える場合は、記録用紙上のラインやドットの周りに飛散ったトナーが視認されやすくなったり、解像度が低下して密な細線が分離されず繋がったりするため画像品質の低下を招く。
磁性体キャリア粒径が30μm未満の場合は、磁性体キャリア1粒子の持つ磁化量が小さくなり、現像剤担持体の磁気力により磁性体キャリアを補足することが困難になって、現像剤担持体から静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが移行して付着しやすくなり、移動方向下流側の現像剤担持体により静電潜像担持体表面の磁性体キャリアを回収し切れなくなってしまう。
また、磁性体キャリア粒径が45μmを超える場合は、トナーの粒径が5μm未満のときと同様に、磁性体キャリアの被覆率が上昇してしまい、かぶりやトナー飛散の原因となる。
一方、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置を備えることから、この装置と同様の作用効果を奏する。
特に、複数の現像装置をカラー画像の現像に用いる画像形成装置では、各現像装置によりそれぞれの静電潜像担持体表面の静電潜像を現像して、各静電潜像担持体表面のそれぞれの色のトナー像を順次重ねることから、いずれの静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが付着しても、この磁性体キャリアが各色のトナー像に混入して、カラー画像の発色を悪化させる。このため、本発明の適用により静電潜像担持体表面への磁性体キャリアの付着を防止することが有効である。
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の現像装置の第1実施形態を適用した画像形成装置を示す断面図である。画像形成装置100は、原稿から読み取られた画像データを取得したり、或いは、外部から受信した画像データを取得し、この画像データによって示されるモノクロ画像を記録用紙に形成する。この画像形成装置100の構成を大別すると、原稿搬送部(ADF)101、画像読取り部102、印字処理部103、記録用紙搬送部104、及び給紙部105からなる。
原稿搬送部101では、少なくとも1枚の原稿が原稿セットトレイ11にセットされると、原稿を1枚ずつ原稿セットトレイ11から引き出して搬送し、この原稿を画像読取り部102の原稿読取り窓102aに導いて通過させ、この原稿を排紙トレイ12に排出する。
原稿読取り窓102aの上方には、CIS(Contact Image Sensor)13を配設している。このCIS13は、原稿読取り窓102aを原稿が通過する際に、原稿裏面の画像を主走査方向に繰り返し読み取り、原稿裏面の画像を示す画像データを出力する。
また、画像読取り部102は、原稿が原稿読取り窓102aを通過する際に、第1走査ユニット15のランプによって原稿表面を露光し、第1及び第2走査ユニット15、16のミラーによって原稿表面からの反射光を結像レンズ17へと導き、結像レンズ17によって原稿表面の画像をCCD(Charge Coupled Device)18上に結像する。CCD18は、原稿表面の画像を主走査方向に繰り返し読み取り、原稿表面の画像を示す画像データを出力する。
更に、原稿が画像読取り部102上面のプラテンガラス上に置かれた場合は、第1及び第2走査ユニット15、16を相互に所定の速度関係を維持しつつ移動させ、第1走査ユニット15によってプラテンガラス上の原稿表面を露光し、第1及び第2走査ユニット15、16によって原稿表面からの反射光を結像レンズ17へと導き、結像レンズ17によって原稿表面の画像をCCD18上に結像する。
CIS13もしくはCCD18から出力された画像データは、マイクロコンピュータ等の制御回路により各種の画像処理を施されてから、印字処理部103に出力される。
印字処理部103は、画像データによって示される原稿を記録用紙に記録するものであって、感光体ドラム21、帯電器22、光書込みユニット23、現像装置24、転写ユニット25、クリーニングユニット26、及び定着装置27等を備えている。
感光体ドラム21は、表層が有機光導電性材料からなる有機感光体であり、一方向に回転して、その表面をクリーニングユニット26によりクリーニングされてから、その表面を帯電器22により均一に帯電される。帯電器22は、チャージャー型のものであっても、感光体ドラム21に接触するローラ型やブラシ型のものであっても良い。
光書込みユニット23は、2つのレーザ照射部28a、28b、及び2つのミラー群29a、29bを備えるレーザスキャニングユニット(LSU)である。この光書込みユニット23では、画像データを入力して、この画像データに応じたレーザ光を各レーザ照射部28a、28bからそれぞれ出射し、これらのレーザ光を各ミラー群29a、29b介して感光体ドラム21に照射して、均一に帯電された感光体ドラム21表面を露光し、感光体ドラム21表面に静電潜像を形成する。
この光書込みユニット23は、高速印字処理に対応するために2つのレーザ照射部28a、28bを備えた2ビーム方式を採用して、照射タイミングの高速化に伴う負担を軽減している。
尚、光書込ユニット23として、レーザスキャニングユニットの代わりに、発光素子をアレイ状に並べたEL書き込みヘッドやLED書き込みヘッドを用いることもできる。
現像装置24は、トナーを感光体ドラム21表面に供給して、静電潜像を現像し、トナー像を感光体ドラム21表面に形成する。転写ユニット25は、感光体ドラム21表面のトナー像を記録用紙搬送部104により搬送されてきた記録用紙に転写する。定着装置27は、記録用紙を加熱及び加圧して、記録用紙上のトナー像を定着させる。この後、記録用紙は、記録用紙搬送部104により排紙トレイ47へと更に搬送されて排出される。また、クリーニングユニット26は、現像、転写後に感光体ドラム21の表面に残留したトナーを除去して回収する。
ここで、転写ユニット25は、転写ベルト31、駆動ローラ32、従動ローラ33、及び弾性導電性ローラ34等を備えており、転写ベルト31を該各ローラ32〜34と他のローラに張架して回転させている。転写ベルト31は、所定の抵抗値(例えば、1×109〜1×1013Ω/cm)を有しており、その表面に載せられた記録用紙を搬送する。弾性導電性ローラ34は、転写ベルト31を介して感光体ドラム21表面に押し付けられており、転写ベルト31上の記録用紙を感光体ドラム21表面に押し付ける。この弾性導電性ローラ34には、感光体ドラム21表面のトナー像の電荷とは逆極性の転写電界が印加されており、この逆極性の転写電界により感光体ドラム21表面のトナー像が転写ベルト31上の記録用紙に転写される。例えば、トナー像が負極性の電荷を有している場合は、弾性導電性ローラ34に印加されている転写電界の極性が正極性にされる。
定着装置27は、加熱ローラ35及び加圧ローラ36を備えている。加熱ローラ35と加圧ローラ36間の圧接域(ニップ域と称される)に記録用紙が搬送されて来ると、各ローラ35、36により記録用紙が搬送されつつ、記録用紙上の未定着トナー像が加熱溶融され加圧されて、トナー像が記録用紙上に定着される。
記録用紙搬送部104は、記録用紙を搬送するための複数対の搬送ローラ41、一対のレジストローラ42、記録用紙搬送路43、反転搬送路44a、44b、複数の分岐爪45、及び一対の排紙ローラ46等を備えている。
記録用紙搬送路43では、記録用紙を給紙部105から受け取り、記録用紙の先端がレジストローラ42に達するまで記録用紙を搬送する。このときレジストローラ42を一時的に停止させるので、記録用紙の先端がレジストローラ42に達して当接し、記録用紙が撓む。この撓んだ記録用紙の弾性力により該記録用紙の先端をレジストローラ42と平行に揃える。この後、レジストローラ42の回転を開始して、レジストローラ42により記録用紙を印字処理部103の転写ユニット25へと搬送し、更に排紙ローラ46により記録用紙を排紙トレイ47へと搬送する。
レジストローラ42の停止及び回転は、レジストローラ42と駆動軸間のクラッチをオンオフに切り替えたり、レジストローラ42の駆動源であるモータをオンオフに切り替えてなされる。
また、記録用紙の裏面にも画像を記録する場合は、各分岐爪45を選択的に切り替え、記録用紙を記録用紙搬送路43から反転搬送路44bへと導き入れて、記録用紙の搬送を一旦停止させ、更に各分岐爪45を選択的に再度切り替え、記録用紙を反転搬送路44bから反転搬送路44aへと導き入れて、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙を反転搬送路44aを通じて記録用紙搬送路43のレジストローラ42へと戻す。
この様な記録用紙の搬送をスイッチバック搬送と称し、このスイッチバック搬送により記録用紙の表裏が反転され、同時に記録用紙の先端及び後端も入れ替わる。従って、記録用紙が反転されて戻されると、記録用紙の後端がレジストローラ42に当接して、記録用紙の後端がレジストローラ42と平行に揃えられ、レジストローラ42により記録用紙がその後端から印字処理部103の転写ユニット25へと搬送されて、記録用紙の裏面に印字がなされ、更に定着装置27により記録用紙裏面のトナー像が定着され、この後に記録用紙が排紙トレイ47へと搬送される。
記録用紙搬送路43及び反転搬送路44a、44bにおいては、記録用紙の位置等を検出するセンサーを各所に配置し、各センサーにより記録用紙の位置を検出して、搬送エラー等を検出するようにしている。
給紙部105は、複数の給紙カセット48を備えている。各給紙カセット48は、各種サイズの記録用紙を蓄積しておくためのトレイであり、画像形成装置100の下方に設けられている。また、各給紙カセット48は、記録用紙を一枚ずつ引き出すためのピックアップローラ等を有しており、引き出した記録用紙を記録用紙搬送部104の記録用紙搬送路43へと送り出す。
画像形成装置100は、高速印字処理を目的としているため、各給紙カセット48には、定型サイズの記録用紙を500〜1500枚収納可能な容積を確保している。
排紙トレイ47は、図面上左側にある側面に配置されている。この排紙トレイ47に代えて、排紙記録用紙の後処理装置(ステープル、パンチ処理等々)や、複数段の排紙トレイをオプションとして配置することも可能な構成となっている。
この様な画像形成装置100においては、印字処理速度を高速化して、使い勝手を向上させている。例えば、A4サイズの記録用紙を用いる場合は、記録用紙の搬送速度を100枚/分(プロセス速度450〜600mm/sec)に設定している。
図2は、図1の画像形成装置100における現像装置24を示す断面図である。この現像装置24は、トナー及び磁性体キャリアを混合してなる二成分現像剤Deを収容する現像剤収容容器51と、感光体ドラム21と対向配置された第1及び第2現像ローラ52、53と、第1現像ローラ52表面に付着した現像剤層の厚みを規制するドクターブレード54と、現像剤収容容器51内の現像剤を攪拌しつつ第1及び第2現像ローラ52、53に供給する第1及び第2攪拌供給ローラ55、56とを備えている。
現像剤収容容器51は、例えば硬質の合成樹脂などからなる成形品であり、二成分現像剤Deを収容する容器である。現像剤収容容器51は、感光体ドラム21を臨む開口部51aを有しており、この開口部51aに第1及び第2現像ローラ52、53を配置し、第1及び第2現像ローラ52、53を感光体ドラム21に対向配置している。第1現像ローラ52は、第1及び第2現像ローラ52、53と対向する感光体ドラム21表面部分の回転移動方向の上流側に配置され、また第2現像ローラ53は、下流側に配置されている。
第1及び第2現像ローラ52、53は、例えば外径30mmの円柱状のものであり、棒状の多極着磁マグネット52a、53aの両端を固定支持し、多極着磁マグネット52a、53a外周に非磁性体の現像スリーブ52b、53bを回転自在に嵌め入れたものであり、現像スリーブ52b、53bを回転しつつ、多極着磁マグネット52a、53aの磁力により現像スリーブ52b、53b外周に現像剤を吸着して担持する。
第1及び第2現像ローラ52、53の現像スリーブ52b、53bは、それぞれの矢印で示すように共に同一方向に回転駆動され、それらの周面が感光体ドラム21の周面と同一方向に回転移動する。
また、第1現像ローラ52と感光体ドラム21は、相互に離間されて、相互間に現像領域Daを形成している。同様に、第2現像ローラ53と感光体ドラム21も、相互に離間されて、相互間に現像領域Dbを形成している。第1現像ローラ52と感光体ドラム21の離間距離は0.4mm前後で調節可能であり、同様に第2現像ローラ53と感光体ドラム21の離間距離も0.4mm前後で調節可能である。前者の離間距離を第1DSDと称し、また後者の離間距離を第2DSDと称する。
また、各現像スリーブ52b、53bには、直流バイアス電圧Va、Vbが印加されている。直流バイアス電圧Va、Vbは、感光体ドラム21表面電位との間でそれぞれの適宜の電位差を生じるように設定され、これらの電位差により各現像領域Da、Dbにそれぞれの電界を生じさせる。
ドクターブレード54は、例えばSUS304などのステンレス鋼からなる略長方形の板状部材であって、その長手方向を第1現像ローラ52の軸と平行にされて設けられ、その長手方向の長さを第1現像ローラ52と同等または若干長めに定められる。ドクターブレード54の上端側を現像剤収容容器51内部でネジ止めもしくは接着剤により固定し、ドクターブレード54の下端を第1現像ローラ42外周面に近接配置している。
第1及び第2撹拌供給ローラ56、57は、現像剤収容容器51内部に配置されて、それらの軸を回転自在に支持されており、両者共に回転駆動されて、現像剤収容容器51内の二成分現像剤Deを攪拌混合しつつ、現像剤Deを第1及び第2現像ローラ52、53へと搬送供給する。
このような現像装置24において、第1及び第2撹拌供給ローラ56、57により現像剤Deが攪拌されて、例えばトナーが負極性に摩擦帯電され、磁性体キャリアが正極性に摩擦帯電される。また、現像剤Deは、第1及び第2撹拌供給ローラ56、57により略一定の経路で循環されて、まず第1現像ローラ52へと搬送供給され、引き続き第1現像ローラ52から第2現像ローラ53へと引き渡されるようにして第2現像ローラ53へと搬送供給される。
第1現像ローラ52は、多極着磁マグネット52aの磁力により二成分現像剤を現像スリーブ52b外周表面に吸着して磁気ブラシを形成し、二成分現像剤を層状に担持する。現像スリーブ52bの回転に伴い、ドクターブレード54の下端により現像スリーブ52b外周の現像剤層の層厚が規制されてから、現像スリーブ52b外周の現像剤層が該現像スリーブ52bと感光体ドラム21間の現像領域Daへと搬送され、現像スリーブ52bと感光体ドラム21表面の静電潜像との間の電界により現像スリーブ52b表面から感光体ドラム21表面の静電潜像へと負帯電トナーが供給されて付着し、感光体ドラム21表面の静電潜像が現像される。
同様に、第2現像ローラ53は、多極着磁マグネット53aの磁力により二成分現像剤を現像スリーブ53b外周表面に吸着して磁気ブラシを形成し、二成分現像剤を層状に担持する。現像スリーブ53bの回転に伴い、現像スリーブ53b外周の現像剤層が該現像スリーブ53bと感光体ドラム21間の現像領域Dbへと搬送され、現像スリーブ53bと感光体ドラム21表面の静電潜像との間の電界により現像スリーブ53b表面から感光体ドラム21表面の静電潜像へと負帯電トナーが供給されて付着し、感光体ドラム21表面の静電潜像が現像される。
従って、感光体ドラム21表面の静電潜像は、まず第1現像ローラ52との間の現像領域Daで現像され、引き続いて第2現像ローラ53との間の現像領域Dbでも現像されることになる。
このように第1及び第2現像ローラ52、53により感光体ドラム21表面の静電潜像を現像しているので、小粒径のトナーを用いても、感光体ドラム21表面の静電潜像を確実に現像することができる。
近年、高画質及び高精細画像の要求が高まっていることから、トナー及び磁性体キャリアの双方が小粒径化される傾向にある。トナーの小粒径化に伴い、トナーの重量当りの電荷量が大きくなるため(トナーが帯電し難くなるため)、静電潜像に付着するトナー量が減少し、現像効率の低下を招く。現像装置24では、2つの現像ローラ52、53により感光体ドラム21表面の静電潜像を確実に現像することから、帯電し難くて現像効率の低い小粒径のトナーを用いても、画像品位を高く維持することができる。
ところで、磁性体キャリアの小粒径化に伴い、磁性体キャリア1個当たりの磁化の大きさが小さくなり、現像ローラの磁力による磁性体キャリアの吸着力が減少するため、現像ローラと感光体ドラム間の現像領域では、現像ローラ表面の正帯電磁性体キャリアが感光体ドラムへと移り易くなり、感光体ドラム表面でのトナー像の欠陥が生じやすく、これが画像品質劣化の直接的な原因となる。
そこで、本実施形態では、第2現像ローラ53と感光代ドラム21間の第2DSDを、第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の第1DSDよりも長くして、第2現像ローラ53と感光体ドラム21間の電界強度を第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の電界強度度よりも弱くしている。このため、第1現像ローラ52表面の正帯電キャリアが感光体ドラム21表面に移行して付着しても、第2現像ローラ53と感光体ドラム21間では電界強度が弱くなることから、この電界により正帯電キャリアを感光体ドラム21表面に留めようとする力も弱くなり、この力に第2現像ローラ53の磁力がうち勝って、第2現像ローラ53の磁力により感光体ドラム21表面のキャリアが第2現像ローラ53表面へと引き付けられて回収される。
また、第2現像ローラ53の磁力を格別に強くしなくても、感光体ドラム21表面の磁性体キャリアを引き付けて回収することができるので、第2現像ローラ53表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、この磁気ブラシにより感光体ドラム21表面のトナー像がかき乱されることもない。
次に、図3(a)〜(c)を参照しつつ、第1及び第2現像ローラ52、53と感光体ドラム21間でのトナー及び磁性体キャリアの移動を具体的に説明する。
まず、第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の第1DSDを0.38mmに設定し、第2現像ローラ53と感光体ドラム21間の第2DSDを0.5mmに設定する。
また、第1及び第2現像ローラ52、53の現像スリーブ52b、53bの直流バイアス電圧を同一の−450Vに設定する。
更に、感光体ドラム21表面の静電潜像の白ベタ部分の電位V0、つまり帯電器22により均一に帯電された直後の感光体ドラム21表面の電位V0を−600Vとし、また感光体ドラム21表面の静電潜像の黒部分の電位V1、つまりレーザ光の照射を受けた感光体ドラム21表面の電位V1を−100Vとしている。
尚、第1及び第2現像ローラ52、53の構造、寸法、及び磁力等は同一とする。
このような条件のもとに、第1現像ローラ52により感光体ドラム21表面の静電潜像が現像されるときには、図3(a)に示すように第1現像ローラ52と感光体ドラム21表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差が150Vとなり、また第1現像ローラ52と感光体ドラム21表面の静電潜像の黒部分との電位差が350Vとなる。そして、第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の第1DSDが0.38mmに設定されていることから、第1現像ローラ52と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が150V/0.38mm=395V/mmとなり、第1現像ローラ52と静電潜像の黒部分間の電界強度が350/0.38mm=921V/mmとなる。
従って、第1現像ローラ52と静電潜像の黒部分間の電界強度が921V/mmと強く、このために第1現像ローラ52表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分へと容易に移行して、静電潜像の黒部分に多くの負帯電トナーが付着し、静電潜像が概ね良好に現像される。また、第1現像ローラ52と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が後で述べる第2現像ローラ53のものと比較すると395V/mmと強めであり、この電界が静電潜像の白ベタ部分から負帯電トナーを突き放すように作用するため、静電潜像の白ベタ部分には負帯電トナーが付着し難く、カブリが生じ難い。
ただし、第1現像ローラ52と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が395V/mmと強めであることから、図3(b)に示すように第1現像ローラ52表面の正帯電磁性体キャリアの一部が静電潜像の白ベタ部分に移行して付着し易くなる。仮に、この白ベタ部分の正帯電キャリアを放置したならば、感光体ドラム21表面でのトナー像の欠陥が生じやすく、これが画像品質劣化の直接的な原因となる。
このため、第2現像ローラ53による感光体ドラム21表面の静電潜像の現像に際し、第2現像ローラ53の磁力により静電潜像の白ベタ部分に付着した正帯電キャリアを第2現像ローラ53表面に回収する。
ここで、図3(c)に示すように第2現像ローラ53と感光体ドラム21間の第2DSDが0.5mmに設定されていることから、第2現像ローラ53と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が150V/0.5mm=300V/mmとなり、第2現像ローラ53と静電潜像の黒部分間の電界強度が350/0.5mm=700V/mmとなる。
従って、第2現像ローラ53と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が300V/mmと弱くなる。このため、静電潜像の白ベタ部分に移行した正帯電キャリアの付着力が弱くなり、この正帯電キャリアが不安定な存在となる。そして、この正帯電キャリアの付着力に第2現像ローラ53の磁力がうち勝って、第2現像ローラ53の磁力により静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが第2現像ローラ53表面へと引き付けられて回収される。
更に、第2現像ローラ53の磁力を格別に強くしていないので、第2現像ローラ53表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、この磁気ブラシにより感光体ドラム21表面のトナー像がかき乱されることもない。
また、第2現像ローラ53と静電潜像の黒部分間の電界強度も700V/mmと弱くなっている。このため、第2現像ローラ53表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分の高電位箇所(トナー付着量が少ない箇所)だけにしか移行せず、カブリが生じることなく、静電潜像が完全に現像される。
しかも、第1現像ローラ52による現像のときに二成分現像剤のトナーの一部が消費された後で、この現像剤が第2現像ローラ53へと循環搬送されて来るので、第2現像ローラ53の現像スリーブ53b表面に付着した現像剤のトナー濃度が低下している。このため、第2現像ローラ53から静電潜像の黒部分に移行して付着するトナー量が抑えられ、これによってもカブリが生じ難くなる。
すなわち、第2現像ローラ53による現像のときには、第2現像ローラ53の磁力により静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが回収されて、画像品質劣化が防止される。また、第2現像ローラ53表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分の高電位箇所だけに移行し、かつトナー濃度が低下して、静電潜像の黒部分に付着するトナー量が少なくなるため、静電潜像の現像が確実に行われながらも、静電潜像のカブリが生じることはない。
尚、第2現像ローラ53の現像スリーブ53bの周速と感光体ドラム21の周速との周速比を、第1現像ローラ52の現像スリーブ52bの周速と感光体ドラム21の周速との周速比よりも小さくしても良い。この場合は、第1現像ローラ52の現像により生じた感光体ドラム21上の刷毛筋などの画像欠陥を第2現像ローラ53による現像のときに改善することができる。
第2現像ローラ53の現像スリーブ53bの周速と感光体ドラム21の周速との周速比が1のときに現像スリーブ53bのストレスが最も少なく好ましい。この場合は、第1現像ローラ52の現像スリーブ52bの周速と感光体ドラム21の周速との周速比を1よりも大きく設定することになる。逆に、第2現像ローラ53側の周速比を第1現像ローラ52側の周速比よりも大きくすると、画像品質の低下を招くことになる。
また、第1現像ローラ52の磁力を第2現像ローラ53の磁力よりも大きくしても、つまり第2現像ローラ53の磁力を弱めても構わない。これにより、第2現像ローラ53表面の磁気ブラシの穂立ちがより柔らかくなり、刷毛筋などの画像欠陥を少なくすることができる。ただし、静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが第2現像ローラ53表面へと引き付けられて回収される程度に第2現像ローラ53の磁力を維持しておく。
更に、現像剤のトナーの体積平均粒径としては4〜8μmが好ましく、かつ現像剤の磁性体キャリアの平均粒径としては20〜45μmが好ましい。
トナー粒径が4μm未満の場合は、トナーが帯電し難くなって、現像効率が低下する。また、現像効率の低下を補うためにトナー濃度を高く設定すると、トナー粒子の小粒径化とトナー濃度の上昇との相乗効果により磁性体キャリアの被覆率が大きく上昇し、これがかぶりやトナー飛散の原因となる。
また、トナー粒径が8μmを超える場合は、記録用紙上のラインやドットの周りに飛散ったトナーが視認されやすくなったり、解像度が低下して密な細線が分離されず繋がったりするため画像品質の低下を招く。
一方、磁性体キャリア粒径が30μm未満の場合は、磁性体キャリア1粒子の持つ磁化量が小さくなり、現像剤担持体の磁気力により磁性体キャリアを補足することが困難になって、現像剤担持体から静電潜像担持体表面に磁性体キャリアが移行して付着しやすくなり、移動方向下流の現像剤担持体により静電潜像担持体表面の磁性体キャリアを回収し切れなくなってしまう。
また、磁性体キャリア粒径が45μmを超える場合は、トナーの粒径が5μm未満のときと同様に、磁性体キャリアの被覆率が上昇してしまい、かぶりやトナー飛散の原因となる。
次に、本発明の現像装置の第2実施形態について説明する。
本実施形態の現像装置は、図2に示す現像装置24と略同様の構成を有しており、図1の画像形成装置100に適用されるものである。
本実施形態では、第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の第1DSD及び第2現像ローラ53と感光体ドラム21間の第2DSDを共通の0.425mmに設定しているが、第1現像ローラ52の現像スリーブ52bの直流バイアス電圧Vaを−400Vに設定し、また第2現像ローラ53の現像スリーブ53bの直流バイアス電圧Vbを−350Vに設定している。
また、感光体ドラム21表面の静電潜像の白ベタ部分の電位V0を−600Vとし、また感光体ドラム21表面の静電潜像の黒部分の電位V1を−100Vとしている。
尚、第1及び第2現像ローラ52、53の構造、寸法、及び磁力等は同一とする。
このような条件のもとに、第1現像ローラ52により感光体ドラム21表面の静電潜像が現像されるときには、図4(a)に示すように第1現像ローラ52と感光体ドラム21表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差(クリーニングフィールド)が200Vとなり、また第1現像ローラ52と感光体ドラム21表面の静電潜像の黒部分との電位差が300Vとなる。そして、第1現像ローラ52と感光体ドラム21間の第1DSDが0.425mmに設定されていることから、第1現像ローラ52と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が200V/0.425mm=470V/mmとなり、第1現像ローラ52と静電潜像の黒部分間の電界強度が300/0.425mm=705V/mmとなる。
この状態では、第1現像ローラ52と静電潜像の黒部分間の705V/mmの電界により、第1現像ローラ52表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分へと移行して付着し、静電潜像が現像される。また、第1現像ローラ52と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が後で述べる第2現像ローラ53のものと比較すると470V/mmと強く、静電潜像の白ベタ部分には負帯電トナーが付着し難く、カブリが生じない。
ただし、第1現像ローラ52と静電潜像の白ベタ部分間の470V/mmの電界強度が強いことから、図4(b)、(c)に示すように第1現像ローラ52表面の正帯電磁性体キャリアの一部が静電潜像の白ベタ部分に移行して付着し易い。
しかしながら、引き続く第2現像ローラ53による現像のときには、第2現像ローラ53の磁力により感光体ドラム21表面の静電潜像の白ベタ部分に付着した正帯電キャリアが第2現像ローラ53表面に回収される。
第2現像ローラ53により感光体ドラム21表面の静電潜像が現像されるときには、図5(a)に示すように第2現像ローラ53と感光体ドラム21表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差(クリーニングフィールド)が150Vとなり、また第2現像ローラ53と感光体ドラム21表面の静電潜像の黒部分との電位差が350Vとなる。そして、第2現像ローラ53と感光体ドラム21間の第2DSDが0.425mmであることから、第2現像ローラ53と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が150V/0.425mm=352V/mmとなり、第2現像ローラ53と静電潜像の黒部分間の電界強度が350/0.425mm=824V/mmとなる。
従って、第2現像ローラ53と静電潜像の白ベタ部分間の電界強度が352V/mmと弱くなる。このため、静電潜像の白ベタ部分に移行した正帯電キャリアの付着力が弱くなる。そして、この正帯電キャリアの付着力に第2現像ローラ53の磁力がうち勝って、第2現像ローラ53の磁力により静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが第2現像ローラ53表面へと引き付けられて回収される。
更に、第2現像ローラ53の磁力を格別に強くしていないので、第2現像ローラ53表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、この磁気ブラシにより感光体ドラム21表面のトナー像がかき乱されることもない。
また、第2現像ローラ53と静電潜像の黒部分間の電界強度が824V/mmと強くなることから、第2現像ローラ53表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分の高電位箇所(トナー付着量が少ない箇所)に確実に移行して、静電潜像が完全に現像される。
しかも、第1現像ローラ52による現像のときに二成分現像剤のトナーの一部が消費された後であるから、第2現像ローラ53の現像スリーブ53b表面に付着した現像剤のトナー濃度が低下しており、このために第2現像ローラ53から静電潜像の黒部分に移行して付着するトナー付着量が少なく、カブリが生じ難い。
すなわち、第2現像ローラ53による現像のときには、第2現像ローラ53の磁力により静電潜像の白ベタ部分の磁性体キャリアが回収されて、画像品質劣化が防止される。また、静電潜像の現像が確実に行われながらも、静電潜像のカブリが生じることはない。
図6(a)〜(c)は、比較例として、1つの現像ローラを用いたときの負帯電トナー及び正帯電キャリアの挙動を示している。
この比較例では、図6(a)に示すように現像ローラと感光体ドラム表面の静電潜像の白ベタ部分との電位差が150Vであって、現像ローラと感光体ドラム表面の静電潜像の黒部分との電位差が350Vである。
この場合は、現像ローラ表面の負帯電トナーが静電潜像の黒部分へと容易に移行して、静電潜像が概ね良好に現像されるが、同時に現像ローラ表面のトナーが静電潜像の白ベタ部分にも移行して付着するので、カブリが生じる。
また、現像ローラ表面の正帯電キャリアが静電潜像の白ベタ部分に一旦付着したら、この正帯電キャリアを回収することができず、画像品質劣化を招く。
尚、第2実施形態でも、第2現像ローラ53の現像スリーブ53bの周速と感光体ドラム21の周速との周速比を、第1現像ローラ52の現像スリーブ52bの周速と感光体ドラム21の周速との周速比よりも小さくし、第1現像ローラ52の現像により生じた感光体ドラム21上の刷毛筋などの画像欠陥を第2現像ローラ53による現像のときに改善するようにしても良い。
また、第2現像ローラ53の磁力を若干弱くして、第2現像ローラ53表面の磁気ブラシの穂立ちをより柔らかくし、刷毛筋などの画像欠陥を少なくしても構わない。
更に、現像剤のトナーの体積平均粒径としては4〜8μmが好ましく、かつ現像剤の磁性体キャリアの平均粒径としては20〜45μmが好ましい。
次に、本発明の現像装置を適用したカラー画像形成装置について説明する。
図7は、第3実施形態のカラー画像形成装置を示す断面図である。本実施形態のカラー画像形成装置は、カラー画像を記録用紙に記録するカラーレーザープリンタであり、露光ユニット201、各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pd、中間転写ベルトユニット202、定着ユニット203、用紙搬送装置204、給紙トレイ205、及び排紙トレイ206等を備えている。
このカラー画像形成装置において、記録用紙は、給紙トレイ205に積載収容されており、ピックアップローラ207-1により1枚ずつ給紙トレイ205から引き出されて、搬送ローラ204-1によりレジストローラ208へと搬送される。あるいは、記録用紙は、手差しトレイ209に載置され、ピックアップローラ207-2により引き出されて、各搬送ローラ204-4〜204-6によりレジストローラ208へと搬送される。レジストローラ208は、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、記録用紙の先端が中間転写ベルトユニット202の中間転写ベルト211上に形成されるトナー像の先端に重なるタイミングで、記録用紙を2次転写ローラ212へと搬送する。
各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdは、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のトナー像をそれぞれ形成して、各色のトナー像を中間転写ベルトユニット202の中間転写ベルト211に転写する。これらの画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdは、各現像装置221a〜221d、各トナー容器222a〜222d、各感光体ドラム223a〜223d、各帯電器224a〜224d、及び各クリーナユニット225a〜225d等を備えている。
各感光体ドラム223a〜223dは、中間転写ベルト211を介してそれぞれの1次転写ローラ226a〜226dに押圧されており、矢印方向Bに回転移動する中間転写ベルト211と同一の周速度で、中間転写ベルト211と共に回転される。また、各1次転写ローラ226a〜226dも、矢印方向Bに回転移動する中間転写ベルト211と同一の周速度で、中間転写ベルト211に追従回転する。
各帯電器224a〜224dは、各感光体ドラム223a〜223dに接触するローラ型やブラシ形のもの、あるいはチャージャー型のものであり、各感光体ドラム223a〜223d表面を一様に帯電させる。
露光ユニット201は、各感光体ドラム223a〜223dへのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー光源201a、及び各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム223a〜223dに導く複数のミラー201b等を有しており、画像データに応じて各レーザー光を変調しつつ、各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム223a〜223d表面に照射して、各感光体ドラム223a〜223d表面にそれぞれの静電潜像を形成する。この露光ユニット201として、ELやLED等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いても良い。
各トナー容器222a〜222dは、黒、イエロー、マゼンタ、シアンのトナーを収容している。各現像装置221a〜221dは、各トナー容器222a〜222dからそれぞれの色のトナーを供給され、各感光体ドラム223a〜223d表面の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させて、各感光体ドラム223a〜223d表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、各感光体ドラム223a〜223dから中間転写ベルト211に転写されて重ね合わせられる。
中間転写ベルトユニット202は、中間転写ベルト211、各1次転写ローラ226a〜226d、駆動支持ローラ231と従動支持ローラ232、及び2次転写ローラ212等を備えており、中間転写ベルト211を駆動支持ローラ231と従動支持ローラ232に掛け渡して回転移動可能に支持し、各1次転写ローラ226a〜226d及び2次転写ローラ212を中間転写ベルト211に押し付けている。
中間転写ベルト211は、例えば合成樹脂フィルムにより形成される。2次転写ローラ212は、左右に移動可能に支持されて、右方向に付勢されており、駆動支持ローラ231との間に中間転写ベルト211を挟み込んで、ニップ域を形成する。駆動支持ローラ231は、2次転写ローラ212のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各1次転写ローラ226a〜226dと各感光体ドラム223a〜223d間のそれぞれのニップ域を下流側にして回転駆動され、中間転写ベルト211を引っ張って矢印方向Bに回転移動させる。これにより、各ニップ域が安定的に維持される。
各1次転写ローラ226a〜226dと各感光体ドラム223a〜223d間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各1次転写ローラ226a〜226d及び各感光体ドラム223a〜223dのうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成するのが好ましい。
各1次転写ローラ226a〜226dは、例えば金属製の軸の外周を導電性の弾性材(EPDM、発泡ウレタン等)により被覆したものである。各1次転写ローラ226a〜226dは、該各1次転写ローラ226a〜226dと各感光体ドラム223a〜223d間のニップ域に中間転写ベルト211を挟み込んだ状態で、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加され、それぞれの電界を中間転写ベルト211を介して各感光体ドラム223a〜223d表面のトナーに作用させ、各感光体ドラム223a〜223d表面のトナーを中間転写ベルト211へと引き付けて転写させる。これにより、各色のトナー像が中間転写ベルト211に転写されて重ね合わせられる。各1次転写ローラ226a〜226dとして、ローラの代わりに、ブラシ等を用いることも可能である。
クリーニングユニット234は、例えば中間転写ベルト211表面に摺接するクリーニングブレードであり、中間転写ベルト211表面に残留したトナーを除去して、次回に印字される画像のカブリ等を防止する。
こうして中間転写ベルト211に転写され重ね合わせられた各色のトナー像は、該中間転写ベルト211の回転移動に伴い、駆動支持ローラ231と2次転写ローラ212間のニップ域へと搬送される。そして、中間転写ベルト211上の各色のトナー像の先端とレジストローラ208により搬送されて来た記録用紙の先端が重ねられ、各色のトナー像と記録用紙が重ね合わせられて、各色のトナー像が記録用紙に転写される。
引き続いて、記録用紙は、定着ユニット203へと搬送され、ここで加圧ローラ203aと加熱ローラ203b間に挟み込まれる。これにより、記録用紙上の各色のトナーが加熱溶融されて混合され、各色のトナー像が記録用紙上にカラー画像として定着される。
更に、記録用紙は、用紙搬送装置204により排紙トレイ206へと搬送されて、ここにフェイスダウンで排出される。
尚、画像形成ステーションPaだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルトユニット202の中間転写ベルト211に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト211から記録用紙に転写され、記録用紙上定着される。
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行なう場合は、記録用紙の表面の画像を定着ユニット203により定着した後に、記録用紙を用紙搬送装置204の搬送ローラ204-3により搬送する途中で、搬送ローラ204-3を停止させてから逆回転させ、記録用紙を用紙搬送装置204の反転経路204rに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ208へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ206に排出する。
ところで、このようなカラー画像形成装置においても、各現像装置221a〜221dは、図2の現像装置24と同様に、感光体ドラムと対向配置された第1及び第2現像ローラ52、53を少なくとも備えており、第2現像ローラ53と感光代ドラム間の第2DSDを第1現像ローラ52と感光体ドラム間の第1DSDよりも長くして、第2現像ローラ53と感光体ドラム間の電界強度を第1現像ローラ52と感光体ドラム間の電界強度度よりも弱くしている。あるいは、第1DSDと第2DSDを相互に等しく設定した上で、第1現像ローラ52の現像スリーブ52bの直流バイアス電圧Vaを−400Vに設定し、また第2現像ローラ53の現像スリーブ53bの直流バイアス電圧Vbを−350Vに設定して、第2現像ローラ53と感光体ドラム間の電界強度を第1現像ローラ52と感光体ドラム間の電界強度度よりも弱くしている。このため、第1及び第2現像ローラ52、53により感光体ドラム表面の静電潜像が確実に現像されながらも、カブリが生じ難い。また、第1現像ローラ52による感光体ドラム表面の静電潜像の現像のときに静電潜像の白ベタ部分に正帯電キャリアが付着しても、第2現像ローラ53による現像に際しては、第2現像ローラ53の磁力により白ベタ部分の正帯電キャリアを第2現像ローラ53表面に回収することができ、画像品質劣化が防止される。しかも、第2現像ローラ53の磁力を格別に強くする必要がないので、第2現像ローラ53表面の磁気ブラシが硬くなることがなく、この磁気ブラシにより感光体ドラム表面のトナー像がかき乱されることもない。
カラー画像形成装置では、各感光体ドラム223a〜223dのトナー像を順次重ね合わせて、カラー画像を形成することから、いずれの感光体ドラム223a〜223dに磁性体キャリアが付着しても、この磁性体キャリアが各色のトナー像に混入し、カラー画像の発色を悪化させて、画像品位の著しい低下を招く。このため、本発明の適用により感光体ドラム表面への磁性体キャリアの付着を防止することは有意義である。
尚、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、トナーの粒径や帯電特性、磁性体キャリアの磁化量等に応じて、第1及び第2現像ローラの直流バイアス電圧や第1及び第2DSD等を適宜に変更しても構わない。
21 感光体ドラム
22 帯電器
23 光書込みユニット
24 現像装置
25 転写ユニット
26 クリーニングユニット
27 定着装置
41 搬送ローラ
42 レジストローラ
43 記録用紙搬送路
44a、44b 反転搬送路
45 分岐爪
46 排紙ローラ
48 給紙カセット
51 現像剤収容容器
52 第1現像ローラ「
53 第2現像ローラ
54 ドクターブレード
55 第1攪拌供給ローラ
56 第2攪拌供給ローラ
100 画像形成装置
101 原稿搬送部(ADF)
102 画像読取り部
103 印字処理部
104 記録用紙搬送部
105 給紙部
201 露光ユニット
202 中間転写ベルトユニット
203 定着ユニット
204 用紙搬送装置
205 給紙トレイ
206 排紙トレイ
Pa、Pb、Pc、Pd 画像形成ステーション
22 帯電器
23 光書込みユニット
24 現像装置
25 転写ユニット
26 クリーニングユニット
27 定着装置
41 搬送ローラ
42 レジストローラ
43 記録用紙搬送路
44a、44b 反転搬送路
45 分岐爪
46 排紙ローラ
48 給紙カセット
51 現像剤収容容器
52 第1現像ローラ「
53 第2現像ローラ
54 ドクターブレード
55 第1攪拌供給ローラ
56 第2攪拌供給ローラ
100 画像形成装置
101 原稿搬送部(ADF)
102 画像読取り部
103 印字処理部
104 記録用紙搬送部
105 給紙部
201 露光ユニット
202 中間転写ベルトユニット
203 定着ユニット
204 用紙搬送装置
205 給紙トレイ
206 排紙トレイ
Pa、Pb、Pc、Pd 画像形成ステーション
Claims (10)
- 静電潜像担持体と、静電潜像担持体に対向配置された複数の現像剤担持体とを備え、各現像剤担持体の磁力によりトナー及び磁性体キャリアからなる現像剤を該各現像剤担持体表面に担持し、各現像剤担持体表面に対して静電潜像担持体表面を移動させつつ、移動方向上流側にある現像剤担持体表面のトナー及び移動方向下流側にある現像剤担持体表面のトナーにより静電潜像担持体表面の静電潜像を順次現像して、静電潜像担持体表面にトナー像を形成する現像装置において、
前記移動方向上流側にある現像剤担持体による現像のときに静電潜像担持体表面に付着した磁性体キャリアが静電潜像担持体表面のトナー像を乱すことなく前記移動方向下流側にある現像剤担持体表面に回収されるように、移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件と移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件を相互に異ならせたことを特徴とする現像装置。 - 前記移動方向上流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の電界強度であり、前記移動方向下流側にある現像剤担持体による現像条件は、該現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の電界強度であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記移動方向下流側にある現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の距離を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体と前記静電潜像担持体間の距離よりも長くしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
- 前記移動方向下流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の現像バイアス直流成分の絶対値よりも大きくしたことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
- 現像剤は、前記移動方向上流側にある現像剤担持体から前記移動方向下流側にある現像剤担持体へと移行することを特徴とする請求項3又は4に記載の現像装置。
- 前記移動方向下流側にある現像剤担持体の周速と前記静電潜像担持体の周速との周速比を、前記移動方向上流側にある現像剤担持体の周速と前記静電潜像担持体の周速との周速比よりも小さくしたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記移動方向上流側にある現像剤担持体の磁力を、前記移動方向下流側にある現像剤担持体の磁力よりも大きくしたことを特徴とする請求項3又は4に記載の現像装置。
- 前記現像剤のトナーの体積平均粒径が4〜8μmであり、該現像剤の磁性体キャリアの平均粒径が20〜45μmであることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
- 複数の現像装置を備え、各現像装置をカラー画像の現像に用いることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007127169A JP2008281867A (ja) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | 現像装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007127169A JP2008281867A (ja) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | 現像装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008281867A true JP2008281867A (ja) | 2008-11-20 |
Family
ID=40142713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007127169A Pending JP2008281867A (ja) | 2007-05-11 | 2007-05-11 | 現像装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008281867A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011085893A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-04-28 | Ricoh Co Ltd | 現像装置及び画像形成装置 |
JP2017111358A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | コニカミノルタ株式会社 | 現像装置及び画像形成装置 |
-
2007
- 2007-05-11 JP JP2007127169A patent/JP2008281867A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011085893A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-04-28 | Ricoh Co Ltd | 現像装置及び画像形成装置 |
JP2017111358A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | コニカミノルタ株式会社 | 現像装置及び画像形成装置 |
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