JP2834749B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、潜像担持体上に形成されている静電潜像に
対して現像剤担持体上に保持されている現像剤を現像領
域にて供給し現像動作を行なわせるようにした画像形成
装置に関する。

［従来の技術］ 複写機、プリンターおよびファクシミリなどの各種画
像形成装置においては、従来から接触現像方式および非
接触現像方式が知られている。接触現像方式は、現像ス
リーブなどの現像剤担持体上に保持されている現像剤を
感光体などの潜像担持体表面上に形成されている静電潜
像に対して接触状態に維持させながら現像動作を行なわ
せるものであり、一方非接触現像方式は、現像スリーブ
などの現像剤担持体上に保持されている現像剤を感光体
などの潜像担持体表面上に形成されている静電潜像に対
して非接触状態に維持させながら現像動作を行なわせる
ものである。

しかして接触現像方式によれば、静電潜像のうちの比
較的高い空間周波数成分（高空間周波数成分）を効率良
く現像可視化することができるという利点があり、他方
静電潜像の形成されていない地肌部分にトナーが付着し
地肌汚れを生じ易いという不都合がある。逆に非接触現
像方式によれば、静電潜像のうちの比較的低い空間周波
数成分（低周波数成分）を効率的に現像することがで
き、静電潜像の形成されていない地肌部分に対するトナ
ー付着が少なく地肌汚れを生じにくいという利点があ
り、他方静電潜像のうちの比較的高い空間周波数成分
（高空間周波数成分）の再現性は不十分であるという不
都合がある。

このような接触現像動作および非接触現像動作の双方
を一つの静電潜像に対して行ない、画像の状態にかかわ
らず良質の画像を得るようにした現像装置が従来から提
案されている。例えば、特開昭58−65458号公報あるい
は特開昭58−9169号公報に記載されている現像装置にお
いては、接触現像用の現像剤担持体と非接触現像用の現
像剤担持体とが同一現像装置内に並設される構成が採用
されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記従来の現像装置においては、一つの現像
ユニット内に２体に異なる現像剤担持体が設けられてい
るため、現像ユニットなどの装置が大型化されてしまう
ととともに、高コスト化を招来するという問題がある。

そこで本発明は、同一の潜像担持体に対して簡易な構
成で接触現像および非接触現像の双方を良好に実行させ
ることができるようにした画像形成装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明は、現像剤担持体上に
現像剤を担持させ、該現像剤担持体が現像剤規制手段と
対向する位置で現像剤の量を規制したのち、前記現像剤
担持体が潜像担持体と対向する現像領域で前記現像剤中
のトナーを前記潜像担持体に供給して現像動作を行う画
像形成装置において、前記現像剤担持体に担持される現
像剤を前記潜像担持体に接触状態として現像を行う接触
現像と、前記現像剤担持体に担持される現像剤を前記現
像剤担持体に非接触現像状態として現像を行う非接触現
像の切り替えを、前記現像剤担持体内部の磁極の移動に
より行われる、前記磁極の前記現像領域に対する変位に
伴う前記現像領域における現像剤穂の高さの切り替え
と、前記磁極の前記現像剤規制手段に対する変位に伴う
前記現像剤規制手段通過後の前記現像剤担持体上の現像
剤量の切り替えにより行うこととした。

〔作用〕 このような構成を有する手段においては、潜像担持体
上に形成されている静電潜像に高空間周波数成分および
低空間周波数成分のいずれを多く含むかによって接触現
像或いは非接触現像に切り替えられ、これによって各画
像条件に合致した現像が常時行なわれるようになってい
る。すなわち非接触現像を選択することとすれば、細線
がやや太めに形成された細線をより明確に再現させるこ
とが可能となり、また接触現像を選択することとすれ
ば、画像忠実性が維持されて例えば明朝体文字などを良
好に再現性することができる。

また同一の静電潜像に対してまず非接触状態にて現像
動作を行なわせ、つぎに接触状態にて現像動作を行なわ
せることとすれば、細線画像のより高画質化を図ること
ができる。すなわちまず非接触現像動作で細線が良好に
現像されるとともに、上記非接触現像で生じた地汚れや
細線近傍のチリなどのかぶりが、つぎの接触現像により
除かれ非接触現像動作のみでは得られないより細かな細
線画像が再現されることとなる。その結果特に文字画像
などが明瞭に再現されるようになっている。なおこの場
合には、接触現像動作におけるかぶり除去作用によって
プア部（低濃度部）が多少劣化されることとなる。

さらに同一の静電潜像に対してまず接触状態にて現像
動作を行なわせ、つぎに非接触状態にて現像動作を行な
わせることとすれば、写真、印刷などの絵柄画像のより
高画質化を図ることができる。すなわちまず接触現像動
作で低画像濃度部が良好に再現されるとともに、つぎの
非接触現像により高画像濃度部が良好に再現され、これ
らの両再現画像を重ね合わせた最終画像における階調再
現特性は、接触現像のみによる画像での最大階調再現特
性をより広くなすことが可能となる。なおこの場合非接
触現像動作を高い画像濃度から立ち上げることとするこ
とによってかぶり現像を極力抑えることができる。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第７図に示される画像形成装置において、潜像担持体
としての感光体ドラム１の周りには、該感光体ドラム１
の表面上を一様に帯電させるようにコロナ放電を行なう
帯電チャージャー２、所定の光像を感光体ドラム１の表
面上に結像させ静電潜像を形成される露光光学系３、非
画像領域外における不要な電荷を消去するイレーサー
４、上記静電潜像にトナー粉末を供給し顕像化する現像
装置５、感光体ドラム１上のトナー像を記録用紙に写し
取るようにコロナ放電を行なう転写チャージャー６、記
録用紙に転写されずに感光体ドラム１上に残留されてい
るトナー像を清掃するクリーニング装置７、転写後感光
体ドラム１の表面上に残留している不要電荷を除去する
除電チャージャー８などが配設されている。

一方記録用紙の給紙部に設けられている給紙カセット
９から給紙呼び出しローラー10により引き出された記録
用紙は、一対のガイド板11,11に案内されてレジストロ
ーラー対12で一旦停止させられた後、感光体ドラム１上
の画像先端と同期をとられながら転写部に給送される。
転写チャージャー６によって転写が行なわれトナー像が
付着された記録用紙は、ガイド板13および無端状ベルト
14に保持されて定着装置15に送り込まれ、ここでトナー
像を加熱融着させられる。定着後の記録済み用紙は定着
排紙ローラー対16を通過し、本体排紙トレイ17へ排出さ
れるようになっている。

第８図に示されるように前記現像装置５の現像ケーシ
ング500の内部には、現像担持体としての現像スリーブ5
01が備えられており、この現像スリーブ501が感光体ド
ラム１に近接するようにして配置され両者の対向部分に
一定の現像ギャップをなす現像領域が形成されるように
なっている。上記現像スリーブ501は、アルミニウムな
どの非磁性体を円筒状に形成してなるものであり、図示
を省略した回転駆動機構によって矢印方向すなわち反時
計回り方向に回転されるようにして備えられている。

上記現像スリーブ501内には該現像スリーブ501の表面
上に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石体
502が固定状態で備えられている。このとき現像剤を構
成するキャリアは、上記磁石体502から発せられる磁力
線に沿うようにして現像スリーブ501上にチェーン状に
穂立ちされるとともに、このチェーン状に穂立ちされた
キャリアに対して帯電トナーが付着されて磁気ブラシが
構成されるようになっている。この磁気ブラシは、現像
スリーブ501の回転移送にともなって現像スリーブ501と
同方向（反時計回り方向）に移送されることとなる。上
記磁石体502は複数の磁極を備えており、具体的には、
現像領域部分に現像剤を穂立ちさせる現像主極P₁、現像
スリーブ501上に現像剤を汲み上げるための磁極P₃、現
像スリーブ501上に汲み上げられた現像剤を現像領域ま
で搬送させる磁極P₄およびP₅、現像後の領域で現像剤を
搬送させる磁極P₂を備えている。これら各磁極P₁,P₂,
P₃,P₄およびP₅は、現像スリーブ501の半径方向に向けて
放射状に配置されている。

また現像剤の搬送方向（反時計回り方向）における前
記現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高
さすなわち現像剤の量を規制する現像剤規制手段として
のドクターブレード503が設置されている。このドクタ
ーブレード503と現像スリーブ501との間には現像剤規制
空間としてのドクターギャップが形成されている。さら
に上記現像スリーブ501の後方領域には、現像ケーシン
グ500内に蓄えられている現像剤を撹拌させながら現像
スリーブ501側に汲み上げるパドルローラー504が設置さ
れているとともに、該パドルローラー504のさらに後方
には、現像ケーシング500内に畜えられている現像剤の
混合・撹拌を行なうアジテーター505が設置されてい
る。また上記ドクターブレード503の後方領域には、該
ドクターブレード503により掻き落された余剰現像剤を
横撹拌させるセパレーター506、フィン507およびスクリ
ュー508が設置されている。上記現像ケーシング500の後
端部には、トナーホッパー509が連設されているととも
に、このトナーホッパー509に対して新規トナーを畜え
るトナーカートリッジ511が着脱自在に装着されてい
る。上記トナーホッパー509内には、トナーカートリッ
ジ511内のトナーを現像ケーシング500内に一定量づつ落
下状態で供給させるトナー補給ローラー512が設けられ
ている。

このような画像形成装置では、まず一様帯電された感
光体ドラム２の表面に対して露光書き込みが行なわれ画
像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像に対
して現像装置５の現像スリーブ501から現像領域におい
てトナーが選択的に供給され、これにより上記静電潜像
の現像が行なわれて可視像が得られるようになってい
る。現像スリーブ501に対しては、現像ケーシング500内
に畜えられた現像剤が撹拌・帯電された上で汲み上げら
れる。現像スリーブ501上に汲み上げられた現像剤はド
クターブレード503により一定高さに穂切りされ所定量
に規制された上で現像領域まで搬送され、そこで感光体
ドラム２上の静電潜像に対し接触状態あるいは非接触状
態で上記現像剤中のトナーが供給され現像動作が実行さ
れるようになっている。

ここで第１図および第２図に示されるように、前記磁
石体502の支軸502aには、切替駆動アーム502bの一端部
分が固定されている。そして上記切替駆動アーム502bが
支軸502aを中心にして揺動されることによって磁石体50
2が一定角度にわたって回動されるようになされてい
る。上記切替駆動アーム502bの他端部にはスプリング50
2cの一端部が掛けられているとともに、切掛駆動アーム
502bの途中部分には上記スプリング502cの付勢方向とは
反対の方向に切替駆動アーム502bを引っ張るソレノイド
502dの出力軸が接続されている。そして上記ソレノイド
502dの作動力により切替駆動アーム502bを介して磁石体
502が一定角度にわたって回動され、磁石体502の各磁極
の位置が移動されるようになっている。

すなわち磁石体502が第１図の位置に置かれた場合に
は、まず現像主極P₁の磁極部が現像領域に向かって対向
するように配置される。さらにこの場合には特に第３図
に示されるように、現像スリーブ501上に汲み上げられ
た現像剤を現像領域まで搬送される磁極P₄およびP₅の磁
極間部材がドクターブレード503の直下部分配置されド
クターブレード503の直下部分には磁極が配置されない
ようになされる。一方磁石体502が第２図の位置に置か
れた場合には、まず現像主極P₁の磁極部が現像領域から
外されて該現像主極P₁と上記搬送用磁極P₅との磁極間部
分が現像領域対向部分に配置される。さらにこの場合に
は特に第４図に示されるように、上記搬送用磁極P₄の磁
極部がドクターブレード503の直下部分に配置されるよ
うになされる。

このとき第１図に示される位置に磁石体502が切り替
えられると、まず第３図に示されるように搬送用磁極P₄
およびP₅の磁極間部分がドクターブレード503の直下部
分に配置されドクターブレード503の直下部分には磁極
が配置されない状態になされる。このためドクターブレ
ード503に対する直接的な磁界形成は行なわれず、ドク
ターブレード503と現像スリーブ501との間隔（ドクター
ギャップ）に対応する量の現像剤が通過されるようにし
て現像剤の量規制が行なわれる。さらにこのとき現像主
極P₁は現像領域に対向配置されているため、現像主極P₁
によって現像領域に現像剤がピーク状に穂立ちされるこ
ととなる。したがって現像スリーブ501上の現像剤穂の
高さは高位になされ感光体ベルト１の表面上に対して現
像剤穂が接触されて、いわゆる接触現像動作が実行され
るようになっている。

一方、第２図に示される位置に磁石体502が切り替え
られると、ます第４図に示されるように搬送用磁極P₄の
磁極部がドクターブレード503の直下部分に配置されド
クターブレード503と現像スリーブ501との間に一定の磁
界が形成されることとなる。そしてこの磁界に現像スリ
ーブ501上の現像剤が束縛されるようにして量規制が行
なわれ、ドクターブレード503と現像スリーブ501との間
隔（ドクターギャップ）の数分の一の厚さに現像剤量が
規制される。さらにこのとき現像主極P₁は現像領域から
外され現像主極P₁と上記搬送用磁極P₅との磁極間部分が
現像領域対向部分に配置されているため、現像領域に現
像剤がほとんど穂立ちされなくなる。したがって現像ス
リーブ501上の現像剤穂の高さは低位になされ、感光体
ドラム１の表面上に現像剤穂が接触されなくなって、い
わゆる非接触現像動作が実行されるようになっている。

このような実施例における装置を用いた現像手順をつ
ぎに説明する。

まず第１の現像手順においては、感光体ドラム１上に
形成されている静電潜像に高空間周波数成分および低空
間周波数成分のいずれを多く含むかによって接触現像動
作および非接触現像動作のいずれかが選択され、現像ス
リーブ501上の現像剤が静電潜像に対し接触状態あるい
は非接触状態のいずれかに置かれ、これによって画像条
件に合致した現像が常時行なわれるようになっている。
すなわち第２図に示される非接触現像を選択することと
すれば、細線がやや太めに形成されて細線をより明確に
再現させることが可能となり、低空間周波数領域が良好
に現像される。また第１図に示される接触現像を選択す
ることとすれば、高空間周波数領域が良好に現像され、
画像忠実性が維持されて例えば明朝体文字などを良好に
再現性することができる。この状態が第５図に示されて
いる。このように第１の現像手順によれば、形成画像の
状態により適合した現像動作を選択することができる。

また第２の現像手順においては、同一の静電潜像に対
してまず第２図に示される非接触現像動作が行なわれ、
つぎに第１図に示される接触現像動作が行なわれる。最
初の非接触現像が行なわれる画像形成サイクルにおいて
は転写チャージャー６などの転写機能およびクリーニン
グ装置７などの感光体初期化機構は作動されないととも
に、つぎの画像形成サイクルにおいても帯電チャージャ
ー２などの初期帯電機構および露光光学系３などの露光
機構は作動されない。そして後の接触現像動作が行なわ
れた後において転写チャージャー６などの転写機構およ
びクリーニング装置７などの感光体初期化機構が作動さ
れ、これにより記録用紙へのトナー像の転写が行なわれ
るとともに感光体ドラム１のクリーニング・除電が行な
われるようになっている。

このような現像手順では、最初の非接触現像動作で細
線が現像されるとともに、上記非接触現像動作で生じた
地汚れや細線近傍のチリなどのかぶりが、つぎの接触現
像動作により除かれ非接触現像のみでは得られないより
細かな細線画像が再現される。その結果特に文字画像な
どが明瞭に再現されることとなる。なおこの場合には接
触現像動作におけるかぶり除去作用によってプア部（低
濃度部）が多少劣化されることとなる。このように第２
の現像手順によれば、細線画像のより高画質化を図るこ
とができる。

さらに第３の現像手順においては、同一の静電潜像に
対してまず第１図に示される接触現像動作が行なわれ、
つぎに第２図に示される非接触現像動作が行なわれる。
最初の接触現像が行なわれる画像形成サイクルにおいて
は転写チャージャー６などの転写機構およびクリーニン
グ装置７などの感光体初期化機構は作動されないととも
に、つぎの画像形成サイクルにおいても帯電チャージャ
ー２などの初期帯電機構および露光光学系３などの露光
機構は作動されない。そして後の非接触現像が行なわれ
てから転写チャージャー６などの転写機構およびクリー
ニング装置７などの感光体初期化機構が作動され、これ
により記録用紙へのトナー像の転写が行なわれるととも
に感光体ドラム１のクリーニング・除電が行なわれるよ
うになっている。

このような第３の現像手順では、第６図示に示される
ように、最初に行なわれる接触現像動作で低画像濃度部
が良好に再現されるとともに（第６図実線）、つぎに行
なわれる非接触現像動作により高画像濃度部が良好に再
現される（第６図破線）。そしてこれらの両再現画像を
重ね合わせて得られる最終画像における階調再現性（第
６図一点鎖線）は、接触現像のみにより得られる画像に
おける最大階調再現特性（第６図二点鎖線）よりさらに
広い状態になされることとなる。このような現像特性
は、例えばカラー画像形成装置において６回転現像を実
行した場合に相当するものである。なおこの場合、後の
非接触現像動作を高い画像濃度から立ち上げることによ
って、かぶり現像を極力抑えることが可能となる。この
ように第３の現像手順によれば、写真、印刷などの絵柄
画像のより高画質化を図ることができる。

なお接触現像動作と非接触現像動作を繰り返す場合、
後に行なわれる現像動作における現像能力（トナー付着
量）は、先に行なわれる現像動作における現像能力の30
％〜70％程度に設定することが好ましい。

上述した各実施例は２成分現像剤を使用する現像装置
についてのものであるが、本発明は１成分現像剤を使用
する現像装置についても適用することが可能である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明にかかる画像形成装置は、現
像剤担持体に担持される現像剤を潜像担持体に接触状態
として現像を行なう接触現像と、現像剤担持体に担持さ
れる現像剤を潜像担持体に非接触状態として現像を行な
う非接触現像との切り替えが可能となるから、簡単な構
成で画像条件に合致した現像動作を常時行なわせること
ができ、良好な画像形成を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例における装置の
接触現像規制状態および非接触現像規制状態をそれぞれ
表わした側面説明図、第３図および第４図は第１図およ
び第２図に示されている実施例における現像動作状態を
それぞれ表わした部分拡大側面説明図、第５図および第
６図は接触現像動作と非接触現像動作との特性上の相違
を説明した線図、第７図および第８図は本発明を適用す
る画像形成装置の一例および現像装置の一例をそれぞれ
表わした側面説明図である。 １……感光体、５……現像装置、501……現像スリー
ブ、502……磁石体、P₁……現像主極、P₁c,502d……ソ
レノイド、503……ドクターブレード。

フロントページの続き (72)発明者 寺井 純一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 小川 朋子 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭52−140337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−1534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−117169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−120045（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−67431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−63758（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−101329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−109846（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−120043（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−77868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−65458（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−172062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−201279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−28773（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−153975（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−59780（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−9272（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/09

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤担持体上に現像剤を担持させ、該現
   像剤担持体が現像剤規制手段と対向する位置で現像剤の
   量を規制したのち、前記現像剤担持体が潜像担持体と対
   向する現像領域で前記現像剤中のトナーを前記潜像担持
   体に供給して現像動作を行う画像形成装置において、 前記現像剤担持体に担持される現像剤を前記潜像担持体
   に接触状態として現像を行う接触現像と、前記現像剤担
   持体に担持される現像剤を前記現像剤担持体に非接触現
   像状態として現像を行う非接触現像の切り替えを、 前記現像剤担持体内部の磁極の移動により行われる、前
   記磁極の前記現像領域に対する変位に伴う前記現像領域
   における現像剤穂の高さの切り替えと、前記磁極の前記
   現像剤規制手段に対する変位に伴う前記現像剤規制手段
   通過後の前記現像剤担持体上の現像剤量の切り替えによ
   り行うことを特徴とする画像形成装置。