JP4365542B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは異なった色の現像剤が収容される複数の現像器を有する現像装置を具備した画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現像剤および現像剤を搬送する現像スリーブを収容した現像手段を感光体からなる画像担持体のまわりに複数配置した現像装置を用いて複数色画像を得る複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置としては、以下のような従来技術が存在する。
【0003】
▲1▼複数の現像手段により画像担持体上に可視像を多重に形成することで複数色画像を得る方式が特開平5−142918号公報、特開平6−324571号公報、特開2000−172043号公報に提示されている。
【0004】
これら画像形成装置においては、中間転写体を設ける必要がないため装置小型化、低コスト化が可能となるとともに、複数の現像装置それぞれに対応する複数の潜像形成手段を設けることで、画像担持体を複数回回転させることなく複数色画像を形成することが可能となり、装置高速化が実現できる。
【0005】
しかし、感光体上に2色目以降の可視像を形成する場合、すでに感光体上に形成されている可視像に影響を与えることを回避するため、現像スリーブ上現像剤が感光体と非接触の状態で現像を行う。さらに、非接触現像に必須である現像バイアスのAC電圧の波形や、現像ローラ内磁石の磁極配置を工夫することにより、感光体上可視像に影響を与えにくい現像方法が開示されている。
【0006】
しかし、感光体上に形成された可視像の上からさらに帯電・露光・現像を繰り返すため、感光体上に先に形成した可視像の劣化を完全に回避することはできず、高画質画像を得ることは困難である。
【0007】
▲2▼これに対し、複数の現像手段により画像担持体上に形成した可視像を、順次、中間転写体に重ね転写し、中間転写体上に複数色画像を形成する方式が特開平5−216337号公報、特開平5−333701号公報、特開平11−338257号公報に提示されている。
【0008】
これらの画像形成装置においては、画像担持体上には、単色の可視像しか形成しないため、上記方式のような画像劣化要因はなく、高画質化が可能であるが、前記▲1▼の方式と比較し、中間転写体を設ける必要があるため、装置が大型化、高コスト化するとともに、複数色画像を形成するためには、中間転写体を複数回回転させる必要があるため、装置高速化が困難である。
【0009】
また、画像担持体上の潜像を現在現像している現像手段以外の現像手段は画像担持体に対して非接触状態にすることが必要となる。これは、現在画像担持体上の潜像を現像している現像装置以外の現像装置が画像担持体上の潜像及び可視像に影響を与えないようにするためであり、これを実施する具体的方法としては、最も確実な方法として挙げられる、現在、画像担持体上の潜像を現像している現像装置以外の現像装置を現像位置から待避させる方法以外に、現像装置における現像ローラからなる現像剤担持体上の磁気ブラシの穂を切るような方法が開示されている。
【0010】
先ず、特開平5−216337号公報には、上記方式の複写装置の概略構成図が図1に、また、感光体中間転写ベルトまわりの拡大図が図2に示されているとともに、段落番号[0036]および図4には、現像ローラの回転方向を現像時と逆回転とすることにより、現像ローラ表面から現像剤を除く方法、段落番号[0039]および図5には、磁気遮蔽板を現像ローラ内で移動可能に設け、現像時以外は磁気遮蔽板の位置を移動することにより現像ローラ上の現像剤を減らす方法、段落番号[0048]および図6には、現像ローラ内の磁石を中心軸回りに回動可能に構成し、現像時以外は現像ローラ上現像剤の穂形成位置を感光体に接触しない位置に移動する方法等が開示されている。
【0011】
特開平11−338257号公報においては、現像ローラの現像位置より回転方向上流側に、スリーブおよびスリーブの中心軸を中心に回動可能な磁石を配設し、磁石の回動により現像位置への現像剤の導入/遮断を切り替える方法が開示されている。
【0012】
また、特開平5−333701号公報では、現像ローラ上の現像剤量を除去することにより感光体と現像剤を非接触とする方法において、除去し切れなかった極少量の現像剤による不具合を、現像ローラ上現像剤を除去した後に現像ローラ内磁石を回転することにより解消する方法が開示されている。
【0013】
▲3▼複数の現像手段により画像担持体上に形成した可視像を、順次、中間転写体に重ね転写し、中間転写体上に複数色画像を形成する画像形成装置としては、前記した以外に、画像担持体のまわりに潜像形成手段と複数の現像手段を配置した、画像形成ユニットを複数設け、それぞれの画像形成ユニットで形成した可視像を、順次、単一の中間転写体上に重ね転写することにより複数色画像を得る装置が特開平10−177286号公報、特開平11−44982号公報、特開2000−242058号公報に開示されている。
【0014】
これらの画像形成装置においては、前記した方式と同様に、画像担持体上には、単色の可視像しか形成しないため、前記した方式におけるような画像劣化要因はなく、高画質化が可能である。また、4色のフルカラー画像を形成する場合、上述▲2▼の、単一の画像担持体、中間転写体を用いる方式においては、画像担持体の周りに4つの現像手段を配置する必要があり、かつ、中間転写体を4回転する必要があるのに対し、この▲3▼の画像形成装置においては、画像担持体のまわりに配置する現像手段が2つであり、中間転写体2回転でのフルカラー画像形成が可能であるため、画像担持体の小型化/小径化および装置高速化が可能である。
【0015】
また、上述▲1▼、▲2▼の、単一の画像担持体上に複数色画像を形成する方式においては、画像担持体の周りに4つの現像手段を配置する必要があり、かつ、画像担持体周長は最大出力用紙長さより大きい必要があるのに対し、この▲3▼の画像形成装置においては、画像担持体の周りに配置する現像手段が2つであり、画像担持体周長は出力用紙長さによる制限がないため、画像担持体の大幅な小型化/小径化が可能である。
【0016】
この三番目にかかる技術の基本動作については、特開平10−177286号公報の段落番号[0016]〜[0031]に詳細が述べられている。また、特開平11−44982号公報に、現像ローラの回転方向を現像時と逆回転とすることにより、現像時以外は現像ローラ表面から現像剤を除く方法・構成が、特開2000−242058号公報に、非接触現像の採用により、現像ローラ上現像剤と感光体を常時非接触状態とするとともに、現像バイアスのオン/オフにより現像手段を切り替える方法・構成が提示されている。
【0017】
上述のように、複数の現像手段により画像担持体上に形成した可視像を、順次、中間転写体に重ね転写し、中間転写体上に複数色画像を形成する方式において、画像担持体上の潜像を現在現像している現像手段以外の現像手段を画像担持体に対して非接触状態にする様々な方法が開示されているが、それらには以下のような問題がある。
【0018】
最も確実な方法として挙げられる、現像装置を画像担持体に対し接離する方法に関しては、接離可能に支持する手段、接離駆動手段、接離にスペースが必要であり、装置の複雑化、大型化、高コスト化が避けられないと同時に、現像手段の現像ローラや現像剤攪拌・搬送部材等に対する駆動力の伝達機構が複雑・大型化する問題がある。
【0019】
また、特開平5−216337号公報、特開平5−333701号公報に開示されているように、現像ローラの回転方向を現像時と逆回転とする方法では、現像ローラ上の現像剤を除去するために、ある程度の時間、現像ローラを回転させる必要があり、この間は画像担持体への可視像の形成を行うことができない。
【0020】
また、装置小型化のために複数の現像ローラを単一のモータで駆動する場合、現像ローラ回転停止後に駆動力伝達切換動作を行う必要があり、現像剤除去が終了した後、駆動力伝達切換動作を行うことになるため、画像担持体への可視像の形成を行うことができない時間が増大し、高速化の障害となる。
【0021】
特開平5−216337号公報、特開平11−338257号公報の現像剤の導入/遮断切換機構を設ける方法においては、同様に現像ローラ上の現像剤を除去するために、ある程度の時間、現像ローラを回転させる必要がるため高速化の障害となるばかりでなく、導入/遮断切換機構を設ける必要があるため、装置複雑化、大型化、高コスト化が避けられない。
【0022】
また、特開平5−216337号公報の現像ローラ内磁石の回動により現像ローラ上現像剤の穂形成位置を感光体に接触しない位置に移動する方法に関しては、現像ローラ上の現像剤を除去するわけではなく、現像ローラ上の感光体対抗位置には、感光体に接触しないまでもかなりの量の現像剤が存在し、現像剤と感光体の間の離間距離を十分に確保することができない。
【0023】
このため、感光体上に可視像を形成するために必要なトナー以外のいわゆる地汚れトナーが付着している場合、現像している現像手段以外の現像ローラ上に、この感光体上の地汚れトナーが混入する。また、感光体上潜像における露光部と非露光部の境界部付近は電界が強調されるため、いわゆるエッジ効果により、現像している現像手段以外の現像ローラ上からこの境界部にトナーが付着する。このため、現像装置内や画像担持体上画像において混色が発生し、画像品質の低下要因となる。
【0024】
これらのことは、特開2000−242058号公報のように、非接触現像方式を採用することにより現像ローラ上の現像剤を除く手段を設けることなく、現像している現像手段以外の現像手段を画像担持体に対して非接触状態にする技術でも、同様に発生する。非接触現像方式においては、現像剤と感光体が非接触状態で現像を行うが、高画質化を実現するためには、感光体と現像ローラの間隔、いわゆる現像ギャップは狭いほど有利となる。このため、現像剤と感光体の間の離間距離を十分に確保することができず、同様の問題が発生する。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの問題を踏まえたなされたものであり、複数の現像手段により画像担持体上に形成した可視像を、順次、中間転写体に重ね転写し、中間転写体上に複数色画像を形成する画像形成装置において、現像している現像手段以外の現像手段と画像担持体の非接触状態における離間距離が微小であっても、確実に混色を防止でき、画像品質の確保が可能であるとともに、装置複雑化、大型化、高コスト化を招くことなく、現像している現像手段以外の現像手段を短時間で画像担持体に対して非接触状態にすることが可能な画像形成装置を実現することを課題とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
転可能に構成された画像担持体上の潜像を現像するための現像装置を画像担持体の回転方向に沿って画像担持体の周囲に複数配置し、前記複数の現像装置中の1つの現像装置が現像状態である時には他の現像装置は非現像状態となるように制御されており、現像状態にある現像装置を他の現像装置に順次変えていくことで多色現像を行う画像形成装置において、現像状態にある現像装置で現像された可視像が前記現像状態にある現像装置よりも前記画像担持体の回転方向下流側に配置された非現像状態の現像装置を通過する間、前記回転方向下流側に配置された現像装置の電位V1が、以下の(1)の条件を満たすようにし、さらに、現像状態にある前記現像装置よりも下流側に複数の非現像状態の現像装置が配置されている場合、前記現像状態にある現像装置において現像された可視像が通過する間、該複数の下流側現像装置のうち任意の現像装置の電位V1'、該任意の現像装置の下流側に配置された現像装置の電位V1''が以下の(2)の条件を満たすようにした。
(1)VB<VDの場合には、V1<VDとし、VB>VDの場合には、V1>VDとする。(2)VB<VDの場合には、V1'>V1''とし、VB>VDの場合には、V1'<V1''とする。但し、VBは、現像状態にある現像装置の電位とし、交番電界が印加されている場合にはDC成分のみとする。VDは、潜像の画像部(トナーが付着する部分)の電位とする。
【0039】
【発明の実施の形態】
本発明を適用することのできる画像形成装置の構成について説明する。
図1は本発明を適用した画像形成装置の構成を示す。後述する図3、5、6、7の各例において第1の現像ユニットIにおける現像ローラ101、201について説明するが、第2の現像ユニットIIにおいても図3、5、6、7の各例に準ずるものとする。
【0040】
図1において、中間転写ベルト10は駆動ローラ13と従動ローラ12との間に掛け渡されており、駆動ローラ13によって矢印aの向きに走行するように駆動される。中間転写ベルト10は、テンションローラ60により最適の張力が与えられている。中間転写ベルト10の下側走行面には、中間転写ベルト10の走行方向に沿って、第1の画像形成ユニットIと第2の画像形成ユニットIIとが一定の間隔を置いて配置されている。中間転写ベルト10は、この実施形態の画像形成装置に使用される最大サイズの転写紙の移動方向の長さより非画像領域分だけ長い。
【0041】
第1の画像形成ユニットIは、画像担持体としての感光体ドラム16と、この感光体ドラム16のまわりに配置された該感光体ドラム16の表面を一様に帯電するローラからなる帯電器17と、感光体ドラム16の帯電表面に画像信号によって変調されたビームで書き込みを行う書き込み手段18と、A色現像器100、C色現像器200、クリーニング手段20から主に構成されている。
【0042】
A色現像器100は、現像ローラ101、パドルローラ102、スクリューコンベア103、現像剤補給口104を備えている。パドルローラ102は、スクリュー状のフィン102aを有し、一方向に回転してA色現像器100内の現像剤を軸方向に搬送しながら撹拌し、その現像剤を現像ローラ101に供給する。
【0043】
スクリューコンベア103は、A色現像器100内の現像剤をパドルローラ102による搬送方向とは逆の方向に搬送する。A色現像器100内の現像剤はパドルローラ102とスクリューコンベア103とによって十分に撹拌された状態で現像ローラ101に供給される。
【0044】
現像剤補給口104には、トナー補給容器(図示せず)が着脱自在に装着されていて、スクリューコンベア103の一端部にA色トナーを適時補給し、A色現像器100内の現像剤の濃度を所定の値に保持する。C色現像器200もA色現像器100の現像ローラ101、パドルローラ102、スクリューコンベア103、現像剤補給口104と同様の構成、機能を有する現像ローラ201、パドルローラ202、スクリューコンベア203、現像剤補給口204を備えている。
【0045】
A色現像器100におけるパドルローラ102とスクリューコンベア103とは、A色現像器100の一方の端板の外側において、図2に示すように、それらの各軸102S、103Sに固定された歯車102G、103Gで中間遊び歯車10Gを介して互に連結されている。同様にパドルローラ102と現像ローラ101ともそれらの各軸102S、101Sに固定された歯車102G、101Gで中間遊び歯車を介して互に連結されている。
【0046】
C色現像器200におけるパドルローラ202とスクリューコンベア203とも、図2に示すように、それらの各軸202S、203Sに固定された歯車202G、203Gで中間遊び歯車20Gを介して互に連結されている。
【0047】
同様にパドルローラ202と現像ローラ201ともそれらの各軸202S、201Sに固定された歯車202G、201Gで中間遊び歯車を介して互に連結されている。
【0048】
各現像ローラ101、201は、各スクリューコンベアの歯車103G、203Gが駆動源によって駆動されることにより、それぞれ矢印の向きに回転する。
【0049】
図2において、装置本体側に設けられた駆動源としてのモータ(図示せず)に結合された駆動軸500Sには、駆動歯車500Gが固定されており、この駆動歯車500Gには、一対の切替え歯車501G、502Gが常時かみ合っている。
【0050】
切替え歯車501G、502Gは、駆動軸500Sに揺動自在に設けられた切替え板600に軸支されていて、切替え板600が駆動軸500Sを中心に揺動することにより、切替え歯車501G、502Gの何れか一方が歯車103Gまたは歯車203Gにかみ合うことにより、現像ローラ101または201が回転する。図2では、切替え歯車501Gが歯車103Gにかみ合っており、したがって、現像ローラ101が矢印の向きに回転する。
【0051】
切替え板600の一部には、モータ900の軸に設けられたウオーム700にかみ合うウオーム歯車800が形成されており、ウオーム700がモータ900で正逆回転されることにより切替え板600を揺動させる。
【0052】
図1において、第2の画像形成ユニットIIは、第1の画像形成ユニットIと同じ構成からなり、感光体ドラム26と、帯電器27と、書き込み手段28と、B色現像器300、D色現像器400、クリーニング手段31を具備しており、第1の画像形成ユニットIと同じ姿勢で装置本体に装着される。
【0053】
B色現像器300もA色現像器100の現像ローラ101、パドルローラ102、スクリューコンベア103、現像剤補給口104と同様の構成、機能を有する現像ローラ301、パドルローラ302、スクリューコンベア303、現像剤補給口304を備えている。同様に、D色現像器400も現像ローラ401、パドルローラ402、スクリューコンベア403、現像剤補給口404を備えている。第2の画像形成ユニットIIも、第1の画像形成ユニットIに適用されている、図2に示す回転伝達機構と同じ機構を有する。
【0054】
各画像形成ユニットI、IIは、装置本体に対し着脱自在に設けられる。各感光体ドラム16、26の回転は中間転写ベルト10の走行と同期しており、その周速は、中間転写ベルト10の走行速度と厳密に一致するように定められている。
【0055】
帯電器17、27に代えて、コロナ放電器またはブラシからなる帯電手段を採用することができる。第1の画像形成ユニットIのA色現像器100はマゼンタトナーを、C色現像器200はシアントナーをそれぞれ収容している。第2の画像形成ユニットII、すなわち転写部45 に近い方の画像形成ユニットに設けられたB色現像器300にはイエロートナーが、そしてD色現像器400には黒色トナーがそれぞれ収容される。
【0056】
黒色トナーはカラーコピーだけでなく黒白コピーに使用されるので、黒白コピーをとるときの複写速度を上げるために、D色現像器400 は転写部45に近い方の第2の画像形成ユニットIIに設けるのが有利である。
【0057】
帯電器17、27と書き込み手段18、28とによる周知の方法(一様な帯電及び書き込み)で形成された各感光体ドラム16、26上の静電潜像は、それぞれ現像ローラー101、201、301、401により現像される。4個の現像器100、200、300、400は互に同様の構成を有し、周知のカラー現像器を採用することができる。
【0058】
各感光体ドラム16、26には、転写用のバイアス電圧が印加される第1の転写ローラ41および第2の転写ローラ42が、中間転写ベルト10を挾んでそれぞれ接離自在に設けられ、また、駆動ローラ13には、転写用のバイアス電圧が印加される転写ローラ11が、中間転写ベルト10を介して接離自在に設けられている。
【0059】
各感光体ドラム16、26は、平生、中間転写ベルト10 から下方に僅かに離れており、また第1の転写ローラ41および第2の転写ローラ42は、中間転写ベルト10から上方に離れており、各感光体ドラム16、26上のトナー画像を中間転写ベルト10に転写する工程で、第1の転写ローラ41および/または第2の転写ローラ42により中間転写ベルト10を感光体ドラム16および/または26に接触させる。
【0060】
駆動ローラ13と転写ローラ11とによりカラー画像の転写部45が構成されている。転写手段として第1の転写ローラ41および第2の転写ローラ42 に代えて、コロナ放電器またはブラシ帯電器を採用することができる。従動ローラ12には中間転写ベルト10の表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置61が中間転写ベルト10を介して接離自在に設けられている。
【0061】
第1、第2画像形成ユニットI、IIの下方には、積載された転写紙を図1において右方に一枚ずつ送り出す給紙装置(図示せず)が配置される。この給紙装置から送り出された一枚の転写紙P、送りローラ対43、レジストローラ44によって転写部45に給送される。
【0062】
転写部45の斜め上方には、矢印bの向きに回転駆動される加熱ローラ47とこれに圧接して回転する加圧ローラ48とからなる定着装置50が配置されている。加熱ローラ47 には、加熱ローラ47の表面にオフセット防止液を塗布するローラ51が必要に応じて当接している。
【0063】
定着装置50の下流側には、定着装置50から送り出される転写紙を排紙トレイ53上に送り出す排紙ローラ対54が配置されている。図1の左上部には、排熱用の排気ファン55が設けられており、排紙トレイ53の下位に納められる電装部品が定着装置50の熱の影響で加熱されるのを防止している。
【0064】
以上述べた構成による動作を説明する。
(1)第1画像形成ユニットIの感光体ドラム16に、帯電器17と書き込み手段18とによりA色現像器100に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像がA色現像器100で可視像化されてマゼンタトナー像(以下、M像という)が得られる。このM像が第1の転写ローラ41により中間転写ベルト10に転写される。
【0065】
(2)一方、中間転写ベルト10の矢印a方向への走行に従い、M像が第2の画像形成ユニットIIに近づく間に、感光体ドラム26に帯電器27と書き込み手段28とによりB色現像器300に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像がB色現像器300で可視像化されてイエロートナー像(以下、Y像という)が得られる。このY像が第2の転写ローラ42で中間転写ベルト10上に、第1の画像形成ユニット14で得られたM像と重ねて転写される。
【0066】
(3)M、Y像の重ね像が、中間転写ベルト10の走行に従い、第1の画像形成ユニットIに近づく間に、感光体ドラム16に帯電器17と書き込み手段18とによりC色現像器200に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像がC現像器200で可視像化されてシアントナー像(以下、C像という)が得られる。このC像が第1の転写ローラ41で中間転写ベルト10上に、M、Y像と重ねて転写される。
【0067】
(4)M、Y、C像の重ね像が、中間転写ベルト10の走行に従い、第2の画像形成ユニットIIに近づく間に、感光体ドラム26に帯電器27と書き込み手段28とによりD色現像器400に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像がD色現像器400で可視像化されてブラックトナー像(以下、BK 像という) が得られる。このBK像が第2の転写ローラ42で中間転写ベルト10上に、M、Y、C像と重ねて転写される。
【0068】
最終的にカラー画像が中間転写ベルト10上に形成される頃、給紙装置から送り出された転写紙がレジストローラー対44で転写部45に送り込まれて、ここで転写紙にカラー画像が転写される。転写紙に転写されたカラー画像は定着装置50で転写紙に定着され、この転写紙は排紙ローラ54で排紙トレイ53に送り出される。カラー画像の転写を終えた中間転写ベルト10はクリーニング装置61で残存トナーを除去される。
【0069】
複数枚のプリントを得る場合は、M、Y像の重ね像が第2の画像形成ユニットIIで中間転写ベルト10に転写されるときに、第1の画像形成ユニットIで引き続いてM像を中間転写ベルト10に転写し、上記(1)〜(4)の工程を繰り返す。
【0070】
以上の構成・動作において画像形成ユニット内の2つの現像ローラ101、201(あるいは301、401)のうちの1つが感光体ドラム上の静電潜像を現像するために回転して働いているときは、他の1つの現像ローラは停止している。現像ローラには、現像動作時に回転する非磁性スリーブと、この非磁性スリーブ内に配置された磁石からなる周知の現像ローラを採用している。
【0071】
また、1つの現像ローラが感光体ドラム上の静電潜像を現像するために回転して働いているとき、他の1つの現像ローラ上の現像剤が感光体ドラムに移ること、および感光体上の現像剤が他の1つの現像ローラ上に移ることによる混色を防止するために、少なくとも、回転を停止している非動作現像ローラ上の現像剤は感光体ドラムに対し非接触状態とする必要がある。
【0072】
[1]第1の実施例
ここでは、非動作現像ローラ上の現像剤を感光体ドラムに対し非接触状態とする手段として、現像ローラ内の磁石を回転させて感光体ドラムに対する磁極の位置をずらし、現像ローラ上に形成される現像剤の穂を感光体ドラム非接触位置に移動する方法を採用している。
【0073】
図3において、感光体ドラム16の回転方向上流側に配置された現像ローラ101は、内部に配置された磁石101aの磁極P1、磁極P2、磁極P3、磁極P4、磁極P5のうち、磁極P1が感光体ドラム16に対向する角度で非磁性スリーブ101bを回転し、現像剤1000を感光体ドラム上の潜像に対し接触させるとともに、非磁性スリーブ101bに対し、現像バイアス電圧を印加することにより、現像を行う。
【0074】
このとき、感光体ドラム下流側に配置された現像ローラ201において、内部に配置された磁石201aの磁極P1、磁極P2、磁極P3、磁極P4、磁極P5のうち磁極P1と該磁極P1に隣接する磁極P5との極間が感光体ドラム16に対向する角度にあり、非磁性スリーブ201bは回転を停止しており、現像剤1000は感光体ドラム16に対し非接触状態となっている。
【0075】
ここで、接触現像方式において、高画質化のためには、現像剤1000と感光体ドラム16との十分な接触状態を確保する必要性から、感光体ドラム16と非磁性スリーブ201bの間隔(現像ギャップGp)は狭間隔とするほど有利となる。
【0076】
これに対し、内部の磁石を回転させることにより現像剤1000と感光体ドラム16とを非接触状態とするためには、現像ギャップGpを、少なくとも、磁石極間における非磁性スリーブ201b上での現像剤厚さt1より大きくする必要がある。以上のことから考えると、現像ギャップGpはGp=t1+0.2mm程度と設定することが望ましい。
【0077】
ところで、以上に述べてきたような感光体上に形成した潜像を現像剤により可視像化する、いわゆる電子写真方式の画像形成装置においては、感光体上に、可視像を形成するために必要なトナー以外のいわゆる地汚れトナーが付着してしまう問題が知られている。地汚れトナーの中には、感光体に対する付着力が小さいものがある程度存在し、このような地汚れトナーは、現像ギャップGpを上記のように設定した場合、非現像状態にある現像ローラ上の現像剤に再付着しやすく、現像装置内に混入し、混色が発生する。また、これを防ぐために、現像ギャップGpをより大きく設定した場合、感光体ドラムに対する現像剤の十分な接触状態を確保できず、高画質化が困難になる。
【0078】
そこで、非現像状態にある現像ローラ201の非磁性スリーブ201bに電圧を印加し、非磁性スリーブ201b上の現像剤に付着しようとするトナーに対し、感光体ドラム16に押し付ける静電気力を発生させることで、混色の発生を防止する方法を考案し、以下のような実験を行い、効果を確認した。
【0079】
現像剤:2成分現像剤(磁性キャリヤ+非磁性負帯電トナー)
現像ギャップGp:0.6mm
磁石極間における現像剤厚さt1:0.4mm
感光体帯電電位V0(潜像の非画像部電位):−650V
感光体露光部電位VD(潜像の画像部):−100V
現像DCバイアスVB:−500V
現像ACバイアス:1kVpp(2kHz)
非現像状態現像ローラ印加電圧V1:+250V、0V、−250V、−500V、−600V
実験の結果、V1=−250V、−500V、−600Vにおいて、非現像状態現像ローラへの感光体ドラムからのトナー付着低減効果が確認され、負帯電トナー使用(VB<VD)の場合は、V1<VDを満たす条件で混色低減を実現できる。
ここで、正帯電トナー使用(VB>VD)の場合は、V1>VDを満たす条件で混色低減を実現できることは容易に推測される。
【0080】
記実験の結果、V1をより低い電位とするほど非現像状態現像ローラへの感光体ドラムからのトナー付着低減効果は大きく、V1=−600Vにおいては、トナー付着が全く確認されなかった。よって、負帯電トナー使用(VB<VD)の場合は、V1<VBを満たす条件で確実な混色防止を実現できる。ここで、正帯電トナー使用(VB>VD)の場合は、V1>VBを満たす条件で混色低減を実現できることは容易に推測される。
【0081】
帯電トナーを使用(VB<VD)の電子写真方式の画像形成装置においては、VB>V0とする必要がある。これは、現像ローラ上現像剤の負帯電トナーが、潜像の現像動作時に、非画像部(感光体帯電電位部)に付着するのを防止するためであり、同様の条件が、上記実験における非現像状態現像ローラ印加電圧V1にも当てはまる。つまり、非現像状態現像ローラ上現像剤の負帯電トナーが非画像部(感光体帯電電位部)に付着し、画像品質が低下するのを防止するため、V1>V0とすることが望ましい。ここで、正帯電トナー使用(VB>VD)の場合は、V1<V0を満たす条件で画像品質低下を防止できることは容易に推測される
【0082】
上の実施例においては、感光体ドラムである画像担時体に対し、2つの現像装置を配置した画像形成装置について説明してきたが、従来技術として上げた特開平5−216337号公報、特開平5−333701号公報に記載されているように画像担持体の周囲に4つの現像装置を配置した画像形成装置のような、3つ以上の現像装置を配置した画像形成装置に対しても、本発明は有効である。
【0083】
[2]第2の実施例
図4により説明する。ここで、図3と同様に、非動作現像ローラ上の現像剤1000を画像担持体としての感光体ドラム6に対し非接触状態とする手段として、現像ローラ内の磁石を回転させて感光体ドラムに対する磁極の位置をずらし、現像ローラ上に形成される現像剤の穂を感光体ドラム非接触位置に移動する方法を採用している。
【0084】
図4において、感光体ドラム6の周囲には、A色現像器100'、C色現像器200'、B色現像器300'、D色現像器400'が配置されている。感光体ドラム6の回転方向上流側に配置されたA色現像器100'の現像ローラ101'は、内部に配置された磁石101a'の磁極P1'、磁極P2'、磁極P3'、磁極P4'、磁極P5'のうち、磁極P1'が感光体ドラム6に対向する角度で非磁性スリーブ101b'を回転し、現像剤1000を感光体ドラム6上の潜像に対し接触させるとともに、非磁性スリーブ101b'に対し、現像バイアス電圧を印加することにより、現像を行う。
【0085】
このとき、感光体ドラム6の回転方向上、A色現像器100'よりも下流側に配置されたC色現像器200'の現像ローラ201'、同C色現像器200'よりも下流側に配置されたB色現像器300'の現像ローラ301'、同B色現像装置300'よりも下流側に配置されたD色現像器400'の現像ローラ401'は、内部に配置された磁石201a'、301a'、401a'はそれぞれ磁極P1'、磁極P2'、磁極P3'、磁極P4'、磁極P5'を有していて、磁極P1'と隣接する磁極P5'の極間が感光体ドラム6に対向する角度で、非磁性スリーブ201b'、301b'、401b'は回転を停止しており、現像剤1000は感光体ドラム6に対し非接触状態となっている。
【0086】
第1の実施例と同様に、高画質化のために、現像剤と感光体ドラムの十分な接触状態を確保するとともに、内部の磁石を回転させることにより現像剤と感光体ドラムを確実に非接触状態とするために、現像剤1000の厚さをt1とするときに、現像ギャップGpはGp=t1+0.2mm程度と設定した場合、非現像状態にある現像ローラ上の現像剤1000に感光体上の地汚れトナーが再付着することを防止するため、非現像状態にある現像ローラ201'、301'、401'の非磁性スリーブ201b'、301b'、401b'に電圧を印加し、非磁性スリーブ201b'、301b'、401b'上の現像剤1000に付着しようとするトナーに対し、感光体ドラム6に押し付ける静電気力を発生させることで、混食の発生を防止することが可能となる。
【0087】
負帯電トナー使用(VB<VD)の場合は、V1<VDを満たす条件で混色低減を実現できるが、A色現像器100'の現像により発生した感光体ドラム上地汚れトナーは、感光体ドラムの回転により順次、C色現像器200'、B色現像器300'、D色現像器400'の非磁性スリーブ201b'、301b'、401b'の印加電圧V1の影響を受け、電位が変化することにより、C色現像器200'、B色現像器300'、D色現像器400'の非磁性スリーブ201b'、301b'、401b'の印加電圧V1を同一とした場合、非磁性スリーブ201b'におけるトナー付着低減効果と比べ、非磁性スリーブ301b'、401b'におけるトナー付着低減効果は順次低下してしまうおそれがある。
【0088】
この場合、非磁性スリーブ201b'、301b'、401b'の印加電圧V1'、V1''、V1'''をV1'>V1''>V1'''とすることにより、トナー付着低減効果の低下を防止できる。ここで、正帯電トナー使用(VB>VD)の場合は、V1'<V1''<V1'''とすることにより、トナー付着低減効果の低下を防止できる。
【0089】
[3]第3の実施例
図5において、図3と同様に、非動作現像ローラ上の現像剤1000を感光体ドラム16に対し非接触状態とする手段として、現像ローラ101、201内の磁石101a、201aを回転させて感光体ドラム16に対する磁極の位置をずらし、現像ローラ101、201上に形成される現像剤の穂が感光体ドラムに対して非接触となる位置に移動する方法を採用している。
【0090】
図5において、矢印で示す感光体ドラム16の回転方向下流側に配置された現像ローラ201は、内部に配置された磁石201aの磁極P1、磁極P2、磁極P3、磁極P4、磁極P5のうち磁極P1が感光体ドラム16に対抗する角度で非磁性スリーブ201bを回転し、現像剤1000を感光体ドラム16上の潜像に対し接触させるとともに、非磁性スリーブ201bに対し、現像バイアス電圧を印加することにより、現像を行う。
【0091】
このとき、感光体ドラム16の回転方向、上流側に配置された現像ローラ101において、磁石101aは内部に配置された磁極P1、磁極P2、磁極P3、磁極P4、磁極P5のうち磁極P1と隣接する磁極P5の極間が感光体ドラム16に対向する角度にあり、非磁性スリーブ101bは回転を停止しており、現像剤1000は感光体ドラム16に対し非接触状態となっている。
【0092】
ここで、第1の実施例と同様に、高画質化のために、現像剤と感光体ドラムの十分な接触状態を確保するとともに、内部の磁石を回転させることにより現像剤と感光体ドラムを確実に非接触状態とするために、磁極間における現像剤厚さをtとすると、現像ギャップGpはGp=t1+0.2mm程度に設定する。
ところで、以上に述べてきたような感光体上に形成した潜像を現像剤により可視像化する、いわゆる電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成した潜像においては、露光部と非露光部の境界部において電界が強調されるいわゆるエッジ効果が知られている。非動作状態の現像ローラ上の帯電されたトナーは、現像ギャップGpを上記のように設定した場合、感光体ドラム上潜像のエッジ部に付着しやすく、感光体ドラム16上の画像で混色が発生する。
【0093】
これを防ぐために、現像ギャップGpをより大きく設定した場合、感光体ドラムに対する現像剤の十分な接触状態を確保できず、高画質化が困難になる。そこで、非現像状態にある現像ローラ101の非磁性スリーブ101bに電圧を印加し、非磁性スリーブ101b上のトナーに対し、非磁性スリーブ101bに引き寄せる静電気力を発生させることで、混色の発生を防止する方法を考案し、以下のような実験を行い、効果を確認した。
【0094】
現像剤:2成分現像剤(磁性キャリヤ+非磁性負帯電トナー)
現像ギャップGp:0.6mm
磁石極間における現像剤厚さt1:0.4mm
感光体帯電電位V0(潜像の非画像部電位):-650V
感光体露光部電位VD(潜像の画像部):-100V
現像DCバイアスVB:-500V
現像ACバイアス:1kVpp(2kHz)
非現像状態現像ローラ印加電圧V2:+250V、0V
実験の結果、V2=+250Vにおいて、感光体ドラムへの非現像状態現像ローラからのトナー付着防止効果が確認され、負帯電トナー使用(VB<VD)の場合は、V2>VDを満たす条件で混色防止を実現できる。ここで、正帯電トナー使用(VB>VD)の場合は、V2<VDを満たす条件で混色防止を実現できることは容易に推測される。
【0095】
他の例について説明する。
上記実験の結果、V2をより高い電圧とするほど感光体ドラムへの非現像状態現像ローラからのトナー付着防止効果は大きいが、V2をある程度以上高くすると、感光体ドラム上潜像の電位に影響を及ぼし、画像品質の低下が懸念される。V2=+250Vにおいて十分なトナー付着防止効果が確認されたことから、感光体露光部電位VDと現像DCバイアスVBの電位差VD−VB(今回の実験においては+400V)に対し、非現像状態現像ローラ印加電圧V2と感光体露光部電位VDの電位差V2−VD(今回の実験においては+350V)が小さければ(V2−VD<VD−VB)、感光体ドラム上潜像の電位への影響をによる画像品質の低下を招くことなく十分なトナー付着防止効果が得られる。
ここで、正帯電トナー使用(VB>VD)の場合は、V2−VD>VD−VBを満たす条件で混色低減を実現できることは容易に推測される。
【0096】
第3の実施例においては、感光体ドラムである画像担時体に対し、2つの現像装置を配置した画像形成装置について説明したが、請求項6、7、8記載の発明は、従来技術として上げた特開平5−216337号公報、特開平5−333701号公報の画像担持体の周囲に4つの現像装置を配置した画像形成装置のような、3つ以上の現像装置を配置した画像形成装置に対しても有効であることはいうまでもない。
【0097】
他の例について説明する。
以上の実施例において非動作現像ローラ上の現像剤を感光体ドラムに対し非接触状態とする手段として、現像ローラ内の磁石を回転させて感光体ドラムに対する磁極の位置をずらし、現像ローラ上に形成される現像剤の穂を感光体ドラム非接触位置に移動する方法を採用しているが、他の方式を採用しても本発明は有効である。
【0098】
非動作現像ローラ上の現像剤を感光体ドラムに対し非接触状態とする手段として、非動作現像ローラを、ローラ上の現像剤が感光体ドラムに接触しない程度に感光体ドラムの周面から遠ざける現像装置接離方式を採用した場合、本発明を適用することにより、現像装置の接離移動距離を従来の現像装置接離方式と比較し、大幅な短縮が可能となり、接離可能に支持する手段、接離駆動手段、接離スペースの、大幅な簡略化、小型化、低コスト化が可能となる。
【0099】
また、特開平5−216337号公報、特開平5−333701号公報の現像ローラ逆回転方式や、特開平5−216337号公報、特開平11−338257号公報の現像剤の導入/遮断切換方式を採用した場合、本発明を適用することにより、現像ローラ上の現像剤が完全に除去されるまで現像ローラを回転させる必要はなく、現像剤が画像担持体に対し非接触となるまででよい。このため、画像担持体への可視像の形成を行うことができない時間を大幅に短縮でき、高速化が可能となる。
【0100】
[4]第4の実施例
以上の実施例において非動作現像ローラについて、現像剤を感光体ドラムに対し非接触状態とし、動作状態の現像ローラにおいては現像剤と画像担持体を接触させる接触現像方式を採用しているが、現像剤と画像担持体が非接触の状態で現像を行う非接触現像方式を採用しても本発明は有効である。
【0101】
図6、図7により説明する。
ここで、現像ローラ上の現像剤を感光体ドラムに対し非接触状態で現像を行う非接触現像方式を採用している。
【0102】
例1.
図6において、感光体ドラム16について矢印で示す回転方向上流側に配置された現像ローラ101は、内部に配置された磁石101aの磁極P1、磁極P2、磁極P3、磁極P4、磁極P5のうち磁極P1と磁極P5の極間が感光体ドラム16に対向する角度で非磁性スリーブ101bを回転し、現像剤1000を感光体ドラム16上の潜像に対し非接触状態とするとともに、非磁性スリーブ101bに対し、現像バイアス電圧を印加することにより、現像を行う。
【0103】
このとき、感光体ドラム16の回転方向上、現像ローラ101よりも下流側に配置された現像ローラ201において、内部に配置された磁石201aは、磁極P1、磁極P2、磁極P3、磁極P4、磁極P5のうち、磁極P1と隣接する磁極P5の極間が感光体ドラム16に対向する角度で、非磁性スリーブ201bは回転を停止しており、現像剤は感光体ドラムに対し非接触状態となっている。
【0104】
図7において、感光体ドラム16について矢印で示す回転方向下流側に配置された現像ローラ201は、内部に配置された磁石201aの磁極P1と磁極P5の極間が感光体ドラム16に対向する角度で非磁性スリーブ201bを回転し、現像剤1000を感光体ドラム16上の潜像に対し非接触状態とするとともに、非磁性スリーブ201bに対し、現像バイアス電圧を印加することにより、現像を行う。
【0105】
このとき、感光体ドラム16の回転方向上、現像ローラ101よりも、上流側に配置された現像ローラ101において、内部に配置された磁石101aは磁極P1と隣接する磁極P5の極間が感光体ドラム16に対向する角度で、非磁性スリーブ101bは回転を停止しており、現像剤は感光体ドラムに対し非接触状態となっている。
【0106】
ここで、非接触現像方式において、高画質化のためには、感光体ドラムと非磁性スリーブの間隔(現像ギャップGp)を狭間隔とするほど有利となる。これに対し、現像剤と感光体ドラムを非接触状態とするためには、現像ギャップを、少なくとも、磁石極間における非磁性スリーブ上現像剤厚さt1より大きくする必要がある。以上のことから考えると、現像ギャップGpはGp=t1+0.2mm程度と設定することが望ましい。
【0107】
ここで、図6においては、以上に述べてきたように、感光体ドラム16上の地汚れトナーが非現像状態にある例えば現像ローラ201上の現像剤に再付着し、現像装置内に混入し、混色が発生問題が懸念される。
【0108】
そこで、非現像状態にある現像ローラ201の非磁性スリーブ201bに電圧を印加し、非磁性スリーブ201b上の現像剤に付着しようとするトナーに対し、感光体ドラム16に押し付ける静電気力を発生させることで、混色の発生を防止できる。
【0109】
また、図7においては、非動作状態の現像ローラ101上の帯電されたトナーが、感光体ドラム上潜像のエッジ部に付着し、感光体ドラム上画像での混色発生が懸念される。そこで、非現像状態にある現像ローラ101の非磁性スリーブ101bに電圧を印加し、非磁性スリーブ101b上のトナーに対し、非磁性スリーブ101bに引き寄せる静電気力を発生させることで、混色の発生を防止できる。
【0110】
ここで、本実施例においては、第1、第2、第3の実施例と比較し、非動作現像ローラ上の現像剤を感光体ドラムに対し非接触状態とする手段を設ける必要がないため、装置簡略化、小型化、低コスト化を実現できるとともに、非動作現像ローラ上の現像剤を感光体ドラムに対し非接触状態とする動作を行う必要がないため装置高速化が実現できる。
【0111】
例2.
以上の実施例1、3、4においては、図1、2に示した、画像担持体の回りに潜像形成手段と複数の現像手段を配置した画像形成ユニットを複数設け、それぞれの画像形成ユニットで形成した可視像を、順次、単一の中間転写体上に重ね転写することにより複数色画像を得る画像形成装置に、本発明を適用した実施例に関し説明した。
【0112】
この方式の画像形成装置においては、特開平5−142918号公報、特開平6−324571号公報、特開2000−172043号公報に提示されている複数の現像手段により画像担持体上に可視像を多重に形成することで複数色画像を得る方式よりも、高画質画像を得ることが可能である。また、特開平5−216337号公報、特開平5−333701号公報、特開平11−338257号公報に提示されている複数の現像手段により単一の画像担持体上に形成した可視像を、順次、中間転写体に重ね転写し、中間転写体上に複数色画像を形成する方式よりも、装置小型化、低コスト化、装置高速化が可能である。
【0113】
このため、この方式の画像形成装置に本発明を適用することにより、本発明の効果である高画質化、小型化、低コスト化、高速化に関し、相乗的に、より大きな効果を得ることが可能となる。
【0114】
【発明の効果】
本発明では、複数の現像装置それぞれについて、現像ギャップの狭間隔化が可能となり高画質化が実現できる。現像装置内の混色を確実に低減できるため、出力画像品質低下を確実に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】中間転写ベルトを使用した画像形成装置の全体構成図である。
【図2】図1の画像形成装置について現像装置の現像状態、非現像状態を切り換える手段です。
【図3】感光体ドラム及び現像ローラの配置を説明した部分正面図である。
【図4】感光体ドラム及び現像ローラの配置を説明した部分正面図である。
【図5】感光体ドラム及び現像ローラの配置を説明した部分正面図である。
【図6】感光体ドラム及び現像ローラの配置を説明した部分正面図である。
【図7】感光体ドラム及び現像ローラの配置を説明した部分正面図である。
【符号の説明】
6、16 感光体ドラム
101、201、301,401、101'、201'、301'、401' 現像ローラ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and more particularly to an image forming apparatus provided with a developing device having a plurality of developing units that store developers of different colors.
[0002]
[Prior art]
Image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, etc., which obtains a multi-color image by using a developing device in which a developing device containing a developer and a developing sleeve for conveying the developer is arranged around an image carrier made of a photosensitive member For example, the following conventional techniques exist.
[0003]
(1) A method of obtaining a multi-color image by forming a plurality of visible images on an image carrier by a plurality of developing means is disclosed in JP-A-5-142918, JP-A-6-324571, and JP-A-2000-. No. 172043.
[0004]
In these image forming apparatuses, since it is not necessary to provide an intermediate transfer member, the apparatus can be reduced in size and cost, and a plurality of latent image forming means corresponding to each of a plurality of developing apparatuses can be provided. It is possible to form a multi-color image without rotating the body a plurality of times, and the apparatus speed can be increased.
[0005]
However, when a visible image of the second color or later is formed on the photosensitive member, the developer on the developing sleeve is not in contact with the photosensitive member in order to avoid affecting the visible image already formed on the photosensitive member. Develop in contact. Further, a developing method that hardly affects the visible image on the photosensitive member by devising the waveform of the AC voltage of the developing bias that is essential for non-contact development and the magnetic pole arrangement of the magnet in the developing roller is disclosed.
[0006]
However, since charging, exposure, and development are repeated on the visible image formed on the photoconductor, deterioration of the visible image formed on the photoconductor cannot be completely avoided. It is difficult to obtain an image.
[0007]
(2) On the other hand, there is a system in which a visible image formed on an image carrier by a plurality of developing means is sequentially transferred onto an intermediate transfer member and a multi-color image is formed on the intermediate transfer member. -216337, JP-A-5-333701, and JP-A-11-338257.
[0008]
In these image forming apparatuses, since only a single color visible image is formed on the image carrier, there is no image deterioration factor as in the above-described method, and high image quality is possible. Since it is necessary to provide an intermediate transfer member as compared with the method, the apparatus becomes large and expensive, and in order to form a multi-color image, the intermediate transfer member needs to be rotated a plurality of times. Speeding up is difficult.
[0009]
Further, developing means other than the developing means currently developing the latent image on the image carrier need to be in a non-contact state with respect to the image carrier. This is to prevent a developing device other than the developing device currently developing the latent image on the image carrier from affecting the latent image and the visible image on the image carrier. As a specific method, other than the method of retracting the developing device other than the developing device currently developing the latent image on the image carrier from the developing position, which is cited as the most reliable method, from the developing roller in the developing device. A method of cutting the ears of a magnetic brush on a developer carrier is disclosed.
[0010]
First, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-216337, a schematic configuration diagram of a copying apparatus of the above-described type is shown in FIG. 1, an enlarged view around a photosensitive intermediate transfer belt is shown in FIG. FIG. 4 and FIG. 4 show a method of removing the developer from the surface of the developing roller by rotating the developing roller in the direction opposite to that during development. Paragraph No. [0039] and FIG. A method for reducing the developer on the developing roller by moving the position of the magnetic shielding plate so as to be movable in the roller except during development. Paragraph No. [0048] and FIG. A method is disclosed that is configured to be rotatable about an axis and moves the position of the developer on the developing roller to a position where it does not contact the photoreceptor except during development.
[0011]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-338257, a sleeve and a magnet that can rotate around the central axis of the sleeve are disposed upstream of the developing position of the developing roller, and the magnet is rotated to the developing position. A method of switching between introduction / blocking of developer is disclosed.
[0012]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-333701 discloses a problem caused by a very small amount of developer that cannot be completely removed in a method in which the photosensitive member and the developer are brought into non-contact by removing the developer amount on the developing roller. A method is disclosed in which the developer on the developing roller is removed by rotating the developing roller magnet after the developer is removed.
[0013]
(3) An image forming apparatus that sequentially transfers a visible image formed on an image carrier by a plurality of developing means onto an intermediate transfer member to form a multi-color image on the intermediate transfer member, other than those described above. In addition, a plurality of image forming units each having a latent image forming unit and a plurality of developing units arranged around the image carrier are provided, and visible images formed by the respective image forming units are sequentially transferred onto a single intermediate transfer member. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-177286, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-44982, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-242058 disclose an apparatus for obtaining a multi-color image by superimposing and transferring images to each other.
[0014]
Since these image forming apparatuses form only a single-color visible image on the image carrier in the same manner as the above-described method, there is no image deterioration factor as in the above-described method, and high image quality is possible. is there. In the case of forming a full-color image of four colors, in the method using the single image carrier and intermediate transfer member described in (2) above, it is necessary to arrange four developing means around the image carrier. In the image forming apparatus (3), there are two developing means arranged around the image carrier, and the intermediate transfer member is rotated twice. Therefore, it is possible to reduce the size / diameter of the image carrier and speed up the apparatus.
[0015]
In the above-described methods (1) and (2) for forming a multi-color image on a single image carrier, it is necessary to dispose four developing means around the image carrier, and While the circumference of the carrier needs to be larger than the maximum output sheet length, in the image forming apparatus of (3), there are two developing means arranged around the image carrier, and the circumference of the image carrier is Since there is no restriction due to the length of the output paper, the image carrier can be significantly reduced in size / diameter.
[0016]
  thisThe thirdTechnologyBase ofDetails of this operation are described in paragraphs [0016] to [0031] of Japanese Patent Laid-Open No. 10-177286. Japanese Patent Laid-Open No. 11-44982 discloses a method and configuration for removing the developer from the surface of the developing roller except during development by changing the rotation direction of the developing roller to reverse to that during development. The publication discloses a method and configuration in which the developer on the developing roller and the photosensitive member are always in a non-contact state by employing non-contact development, and the developing means is switched by turning on / off the developing bias.
[0017]
As described above, in a method in which a visible image formed on an image carrier by a plurality of developing means is sequentially transferred onto an intermediate transfer member to form a multi-color image on the intermediate transfer member, Various methods for making developing means other than the developing means currently developing the latent image in a non-contact state with respect to the image carrier have been disclosed, but they have the following problems.
[0018]
Regarding the method for bringing the developing device into and out of contact with the image carrier, which is cited as the most reliable method, it requires a means for supporting the contact and separation, a contact and separation drive means, and a space for contact and separation, which complicates the apparatus. The increase in size and cost is unavoidable, and at the same time, there is a problem that the driving force transmission mechanism for the developing roller of the developing means and the developer stirring / conveying member is complicated and large.
[0019]
Further, as disclosed in JP-A-5-216337 and JP-A-5-333701, the developer on the developing roller is removed in a method in which the rotation direction of the developing roller is reverse to that during development. For this reason, it is necessary to rotate the developing roller for a certain period of time, and during this time, a visible image cannot be formed on the image carrier.
[0020]
In addition, when driving a plurality of developing rollers with a single motor to reduce the size of the apparatus, it is necessary to perform a driving force transmission switching operation after stopping the rotation of the developing roller. Since the operation is performed, the time during which a visible image cannot be formed on the image carrier is increased, which hinders speeding up.
[0021]
In the method of providing the developer introduction / interruption switching mechanism disclosed in JP-A-5-216337 and JP-A-11-338257, the developing roller is removed for a certain period of time in order to remove the developer on the developing roller. Therefore, the introduction / shutoff switching mechanism must be provided, so that the apparatus is complicated, large, and expensive.
[0022]
Further, regarding the method of moving the developing roller on the developing roller to the position where it does not come into contact with the photosensitive member by the rotation of the magnet in the developing roller in JP-A-5-216337, the developer on the developing roller is removed. However, a considerable amount of developer exists at the position facing the photosensitive member on the developing roller even if it does not contact the photosensitive member, and a sufficient separation distance between the developer and the photosensitive member cannot be secured. .
[0023]
For this reason, when a so-called scumming toner other than the toner necessary for forming a visible image is adhered on the photoconductor, the ground on the photoconductor is placed on the developing roller other than the developing means that is developing. Dirty toner is mixed. In addition, since the electric field is emphasized near the boundary between the exposed area and the non-exposed area in the latent image on the photoreceptor, the toner adheres to the boundary from the developing roller other than the developing unit that is developing due to the so-called edge effect. To do. For this reason, color mixing occurs in the image in the developing device or on the image carrier, which causes a reduction in image quality.
[0024]
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-242058, by adopting a non-contact development method, there is no need to provide a means for removing the developer on the developing roller, and development means other than the developing means being developed can be provided. The same occurs in the technique for bringing the image carrier into a non-contact state. In the non-contact development method, development is performed in a non-contact state between the developer and the photoconductor, but in order to achieve high image quality, the smaller the distance between the photoconductor and the developing roller, the so-called development gap, is more advantageous. For this reason, a sufficient separation distance between the developer and the photosensitive member cannot be secured, and the same problem occurs.
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of these problems. A visible image formed on an image carrier by a plurality of developing means is sequentially transferred onto an intermediate transfer member, and a plurality of colors are formed on the intermediate transfer member. In an image forming apparatus that forms an image, even if the separation distance between the developing means other than the developing means that is developing and the image carrier is in a non-contact state, color mixing can be reliably prevented and image quality can be ensured. In addition, image formation that allows development means other than the development means being developed to be in a non-contact state with respect to the image carrier in a short time without incurring apparatus complexity, size increase, and cost increase. An object is to realize an apparatus.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the object, the present invention has the following configuration.
  TimesA plurality of developing devices for developing a latent image on the image carrier configured to be rollable are arranged around the image carrier along the rotation direction of the image carrier, and one development in the plurality of developing devices When the apparatus is in the developing state, the other developing apparatuses are controlled to be in the non-developing state, and the image forming apparatus that performs multicolor development by sequentially changing the developing apparatus in the developing state to another developing apparatus The visible image developed by the developing device in the developing state passes through the developing device in the non-developing state disposed downstream of the developing device in the developing state in the rotation direction of the image carrier. Developing device arranged on the downstream side in the rotation directionThe potential V1 satisfies the following condition (1), and when a plurality of non-development developing devices are arranged downstream of the developing device in the developing state, the developing state is set. While a visible image developed in a certain developing device passes, the potential V1 ′ of an arbitrary developing device among the plurality of downstream developing devices, the potential V1 of a developing device arranged on the downstream side of the arbitrary developing device. '' Satisfies the following condition (2)did.
(1) When VB <VD, V1 <VD, and when VB> VD, V1> VD. (2) When VB <VD, V1 ′> V1 ″, and when VB> VD, V1 ′ <V1 ″. However, VB is the potential of the developing device in the developing state, and is only the DC component when an alternating electric field is applied. VD is the potential of the image portion of the latent image (the portion where the toner adheres).
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A configuration of an image forming apparatus to which the present invention can be applied will be described.
FIG. 1 shows the configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The developing rollers 101 and 201 in the first developing unit I will be described in the examples of FIGS. 3, 5, 6, and 7 to be described later. The examples of FIGS. 3, 5, 6, and 7 are also described in the second developing unit II. It shall be based on.
[0040]
In FIG. 1, the intermediate transfer belt 10 is stretched between a driving roller 13 and a driven roller 12, and is driven by the driving roller 13 to travel in the direction of arrow a. The intermediate transfer belt 10 is given an optimum tension by a tension roller 60. On the lower running surface of the intermediate transfer belt 10, the first image forming unit I and the second image forming unit II are arranged at a constant interval along the running direction of the intermediate transfer belt 10. . The intermediate transfer belt 10 is longer by the non-image area than the length in the moving direction of the maximum size transfer paper used in the image forming apparatus of this embodiment.
[0041]
The first image forming unit I includes a photosensitive drum 16 as an image carrier and a charger 17 including a roller for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 16 disposed around the photosensitive drum 16. And a writing unit 18 for writing on the charged surface of the photosensitive drum 16 with a beam modulated by an image signal, an A color developing unit 100, a C color developing unit 200, and a cleaning unit 20.
[0042]
The A color developing device 100 includes a developing roller 101, a paddle roller 102, a screw conveyor 103, and a developer supply port 104. The paddle roller 102 has screw-like fins 102 a, rotates in one direction, agitates the developer in the A color developing device 100 while conveying it in the axial direction, and supplies the developer to the developing roller 101.
[0043]
The screw conveyor 103 conveys the developer in the A color developing device 100 in a direction opposite to the conveyance direction by the paddle roller 102. The developer in the A color developing device 100 is supplied to the developing roller 101 in a state of being sufficiently stirred by the paddle roller 102 and the screw conveyor 103.
[0044]
A toner replenishing container (not shown) is detachably attached to the developer replenishing port 104, and the A color toner is replenished to one end of the screw conveyor 103 as needed, and the developer in the A color developing device 100 is replenished. The density is held at a predetermined value. The C color developing device 200 has the same configuration and function as the developing roller 101, paddle roller 102, screw conveyor 103, and developer supply port 104 of the A color developing device 100. The developing roller 201, the paddle roller 202, the screw conveyor 203, and the developing An agent supply port 204 is provided.
[0045]
As shown in FIG. 2, the paddle roller 102 and the screw conveyor 103 in the A color developing device 100 are gears 102G fixed to their respective shafts 102S and 103S on the outside of one end plate of the A color developing device 100. , 103G are connected to each other via an intermediate idler gear 10G. Similarly, the paddle roller 102 and the developing roller 101 are connected to each other via intermediate play gears by gears 102G and 101G fixed to their respective shafts 102S and 101S.
[0046]
As shown in FIG. 2, the paddle roller 202 and the screw conveyor 203 in the C-color developing device 200 are connected to each other through intermediate play gears 20G by gears 202G and 203G fixed to their respective shafts 202S and 203S. Yes.
[0047]
Similarly, the paddle roller 202 and the developing roller 201 are connected to each other via intermediate play gears by gears 202G and 201G fixed to their respective shafts 202S and 201S.
[0048]
Each of the developing rollers 101 and 201 is rotated in the direction of an arrow by driving the gears 103G and 203G of each screw conveyor by a driving source.
[0049]
In FIG. 2, a drive gear 500G is fixed to a drive shaft 500S coupled to a motor (not shown) as a drive source provided on the apparatus main body side, and a pair of switching gears is connected to the drive gear 500G. The gears 501G and 502G are always engaged.
[0050]
The switching gears 501G and 502G are pivotally supported by a switching plate 600 that is swingably provided on the drive shaft 500S. When the switching plate 600 swings about the drive shaft 500S, the switching gears 501G and 502G When either one engages with the gear 103G or the gear 203G, the developing roller 101 or 201 rotates. In FIG. 2, the switching gear 501G meshes with the gear 103G, and therefore the developing roller 101 rotates in the direction of the arrow.
[0051]
A part of the switching plate 600 is formed with a worm gear 800 that meshes with a worm 700 provided on the shaft of the motor 900, and the switching plate 600 is swung when the worm 700 is rotated forward and backward by the motor 900. .
[0052]
In FIG. 1, the second image forming unit II has the same configuration as that of the first image forming unit I, and includes a photosensitive drum 26, a charger 27, a writing unit 28, a B color developing device 300, and a D color. A developing device 400 and a cleaning unit 31 are provided, and are attached to the apparatus main body in the same posture as the first image forming unit I.
[0053]
The B color developing device 300 has the same configuration and functions as the developing roller 101, paddle roller 102, screw conveyor 103, and developer supply port 104 of the A color developing device 100. The developing roller 301, the paddle roller 302, the screw conveyor 303, the developing An agent supply port 304 is provided. Similarly, the D color developing device 400 also includes a developing roller 401, a paddle roller 402, a screw conveyor 403, and a developer supply port 404. The second image forming unit II also has the same mechanism as the rotation transmission mechanism shown in FIG. 2 that is applied to the first image forming unit I.
[0054]
Each of the image forming units I and II is detachably attached to the apparatus main body. The rotation of each of the photoconductive drums 16 and 26 is synchronized with the travel of the intermediate transfer belt 10, and the peripheral speed is determined so as to exactly match the travel speed of the intermediate transfer belt 10.
[0055]
Instead of the chargers 17 and 27, a charging means including a corona discharger or a brush can be employed. The A color developing device 100 of the first image forming unit I contains magenta toner, and the C color developing device 200 contains cyan toner. The B color developer 300 provided in the second image forming unit II, that is, the image forming unit closer to the transfer unit 45 accommodates yellow toner, and the D color developer 400 accommodates black toner.
[0056]
Since the black toner is used not only for color copying but also for black and white copying, in order to increase the copying speed when making black and white copying, the D color developing device 400 is connected to the second image forming unit II closer to the transfer unit 45. It is advantageous to provide it.
[0057]
The electrostatic latent images on the photosensitive drums 16 and 26 formed by a well-known method (uniform charging and writing) using the chargers 17 and 27 and the writing units 18 and 28 are respectively developed rollers 101, 201, Development is performed by 301 and 401. The four developing devices 100, 200, 300, and 400 have the same configuration, and a well-known color developing device can be adopted.
[0058]
Each of the photosensitive drums 16 and 26 is provided with a first transfer roller 41 and a second transfer roller 42 to which a transfer bias voltage is applied so as to be able to contact and separate from each other with the intermediate transfer belt 10 therebetween. The drive roller 13 is provided with a transfer roller 11 to which a transfer bias voltage is applied so as to be freely contacted and separated via the intermediate transfer belt 10.
[0059]
The photosensitive drums 16 and 26 are flat and slightly separated downward from the intermediate transfer belt 10, and the first transfer roller 41 and the second transfer roller 42 are separated upward from the intermediate transfer belt 10. In the step of transferring the toner images on the photosensitive drums 16 and 26 to the intermediate transfer belt 10, the intermediate transfer belt 10 is moved to the photosensitive drum 16 and / or the second transfer roller 42 by the first transfer roller 41 and / or the second transfer roller 42. Or it is made to contact 26.
[0060]
The drive roller 13 and the transfer roller 11 constitute a color image transfer unit 45. Instead of the first transfer roller 41 and the second transfer roller 42 as the transfer means, a corona discharger or a brush charger can be employed. The driven roller 12 is provided with a cleaning device 61 that removes toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 10 through the intermediate transfer belt 10.
[0061]
Below the first and second image forming units I and II, a sheet feeding device (not shown) for feeding the stacked transfer sheets one by one to the right in FIG. The sheet is fed to the transfer unit 45 by the single transfer sheet P, the feed roller pair 43, and the registration roller 44 fed from the sheet feeding device.
[0062]
Disposed above the transfer unit 45 is a fixing device 50 including a heating roller 47 that is rotationally driven in the direction of arrow b and a pressure roller 48 that rotates in pressure contact therewith. A roller 51 that applies an anti-offset liquid to the surface of the heating roller 47 is in contact with the heating roller 47 as necessary.
[0063]
On the downstream side of the fixing device 50, a pair of paper discharge rollers 54 for sending the transfer paper sent from the fixing device 50 onto the paper discharge tray 53 is disposed. An exhaust heat exhaust fan 55 is provided in the upper left part of FIG. 1, and prevents electrical components housed below the paper discharge tray 53 from being heated by the heat of the fixing device 50. .
[0064]
The operation of the configuration described above will be described.
(1) An electrostatic latent image corresponding to the A-color developing device 100 is formed on the photosensitive drum 16 of the first image forming unit I by the charger 17 and the writing means 18, and this electrostatic latent image is A-color developed. The image is visualized by the device 100 to obtain a magenta toner image (hereinafter referred to as “M image”). The M image is transferred to the intermediate transfer belt 10 by the first transfer roller 41.
[0065]
(2) On the other hand, as the intermediate transfer belt 10 travels in the direction of the arrow a, while the M image approaches the second image forming unit II, the photosensitive drum 26 is charged with the charger 27 and the writing unit 28 to develop the B color. An electrostatic latent image corresponding to the device 300 is formed, and the electrostatic latent image is visualized by the B color developing device 300 to obtain a yellow toner image (hereinafter referred to as a Y image). This Y image is transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the second transfer roller 42 so as to overlap with the M image obtained by the first image forming unit 14.
[0066]
(3) While the superimposed image of the M and Y images approaches the first image forming unit I as the intermediate transfer belt 10 travels, the C color developing device is connected to the photosensitive drum 16 by the charger 17 and the writing unit 18. An electrostatic latent image corresponding to 200 is formed, and the electrostatic latent image is visualized by the C developing device 200 to obtain a cyan toner image (hereinafter referred to as C image). The C image is transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the first transfer roller 41 so as to overlap the M and Y images.
[0067]
(4) While the superimposed image of the M, Y, and C images approaches the second image forming unit II as the intermediate transfer belt 10 travels, the D color is applied to the photosensitive drum 26 by the charger 27 and the writing unit 28. An electrostatic latent image corresponding to the developing device 400 is formed, and the electrostatic latent image is visualized by the D color developing device 400 to obtain a black toner image (hereinafter referred to as a BK image). This BK image is transferred onto the intermediate transfer belt 10 by the second transfer roller 42 so as to overlap the M, Y, and C images.
[0068]
When a color image is finally formed on the intermediate transfer belt 10, the transfer paper sent from the paper feeding device is sent to the transfer unit 45 by the registration roller pair 44, and the color image is transferred to the transfer paper here. The The color image transferred to the transfer paper is fixed to the transfer paper by the fixing device 50, and this transfer paper is sent out to the paper discharge tray 53 by the paper discharge roller 54. After the transfer of the color image, the residual toner is removed by the cleaning device 61 from the intermediate transfer belt 10.
[0069]
When obtaining a plurality of prints, when the superimposed image of the M and Y images is transferred to the intermediate transfer belt 10 by the second image forming unit II, the M image is subsequently intermediated by the first image forming unit I. The image is transferred onto the transfer belt 10 and the above steps (1) to (4) are repeated.
[0070]
When one of the two developing rollers 101 and 201 (or 301 and 401) in the image forming unit is rotating and working in order to develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum in the above configuration and operation. The other one developing roller is stopped. As the developing roller, a well-known developing roller including a nonmagnetic sleeve that rotates during a developing operation and a magnet disposed in the nonmagnetic sleeve is employed.
[0071]
Further, when one developing roller is rotating and working to develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum, the developer on the other developing roller moves to the photosensitive drum, and the photosensitive member In order to prevent color mixing due to the upper developer moving onto one of the other developing rollers, at least the developer on the non-operating developing roller whose rotation is stopped is brought into a non-contact state with respect to the photosensitive drum. There is a need.
[0072]
  [1] First embodiment:
  Here, as a means for bringing the developer on the non-operating developing roller into a non-contact state with respect to the photosensitive drum, the magnet in the developing roller is rotated to shift the position of the magnetic pole with respect to the photosensitive drum and formed on the developing roller This method employs a method of moving the developer ears to the non-contact position of the photosensitive drum.
[0073]
In FIG. 3, the developing roller 101 arranged on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 16 has a magnetic pole P1 out of the magnetic pole P1, the magnetic pole P2, the magnetic pole P3, the magnetic pole P4, and the magnetic pole P5 of the magnet 101a arranged inside. By rotating the non-magnetic sleeve 101b at an angle facing the photosensitive drum 16, the developer 1000 is brought into contact with the latent image on the photosensitive drum, and a developing bias voltage is applied to the non-magnetic sleeve 101b. Develop.
[0074]
At this time, in the developing roller 201 arranged on the downstream side of the photosensitive drum, the magnetic pole P1, the magnetic pole P2, the magnetic pole P3, the magnetic pole P4, and the magnetic pole P5 of the magnet 201a arranged inside are adjacent to the magnetic pole P1 and the magnetic pole P1. The distance between the magnetic pole P5 and the magnetic pole P5 is at an angle facing the photosensitive drum 16, the nonmagnetic sleeve 201b stops rotating, and the developer 1000 is not in contact with the photosensitive drum 16.
[0075]
Here, in the contact development method, in order to improve the image quality, it is necessary to ensure a sufficient contact state between the developer 1000 and the photosensitive drum 16, so that the interval between the photosensitive drum 16 and the nonmagnetic sleeve 201 b (development). The narrower the gap Gp), the more advantageous.
[0076]
On the other hand, in order to bring the developer 1000 and the photosensitive drum 16 into a non-contact state by rotating the internal magnet, the development gap Gp is developed at least on the nonmagnetic sleeve 201b between the magnet poles. It is necessary to make it larger than the agent thickness t1. Considering the above, it is desirable to set the development gap Gp to about Gp = t1 + 0.2 mm.
[0077]
By the way, in the so-called electrophotographic image forming apparatus in which the latent image formed on the photosensitive member as described above is visualized by a developer, a visible image is formed on the photosensitive member. There is a known problem that so-called scumming toner other than the necessary toner adheres. Some of the scumming toners have a small adhesion force to the photosensitive member, and such scumming toners on the developing roller in the non-development state when the development gap Gp is set as described above. It easily reattaches to the developer and enters the developing device, resulting in color mixing. In order to prevent this, when the development gap Gp is set larger, it is difficult to ensure a sufficient contact state of the developer with respect to the photosensitive drum, and it becomes difficult to improve the image quality.
[0078]
Therefore, a voltage is applied to the non-magnetic sleeve 201b of the developing roller 201 in the non-development state to generate an electrostatic force that presses the photosensitive drum 16 against the toner that is to adhere to the developer on the non-magnetic sleeve 201b. Then, a method for preventing the occurrence of color mixing was devised and the following experiment was conducted to confirm the effect.
[0079]
Developer: Two-component developer (magnetic carrier + nonmagnetic negatively charged toner)
Development gap Gp: 0.6mm
Developer thickness between magnet poles t1: 0.4 mm
Photoconductor charging potential V0 (non-image portion potential of latent image): -650V
Photoreceptor exposed portion potential VD (latent image portion): -100V
Development DC bias VB: -500V
Development AC bias: 1 kVpp (2 kHz)
Non-development state Development roller applied voltage V1: + 250V, 0V, -250V, -500V, -600V
As a result of the experiment, the effect of reducing the toner adhesion from the photosensitive drum to the non-development state developing roller at V1 = −250V, −500V, and −600V was confirmed, and in the case of using negatively charged toner (VB <VD), V1 <Mixed color reduction can be realized under conditions that satisfy VD.
Here, when positively charged toner is used (VB> VD), it is easily estimated that color mixing can be reduced under the condition of V1> VD.
[0080]
  UpAs a result of the experiment, the lower the potential of V1, the greater the effect of reducing the toner adhesion from the photosensitive drum to the non-development state developing roller, and no toner adhesion was confirmed at V1 = −600V. Therefore, when negatively charged toner is used (VB <VD), it is possible to reliably prevent color mixing under conditions that satisfy V1 <VB. Here, when positively charged toner is used (VB> VD), it is easily estimated that color mixing can be reduced under the condition of V1> VB.
[0081]
  negativeIn an electrophotographic image forming apparatus using charged toner (VB <VD), it is necessary to satisfy VB> V0. This is to prevent the negatively charged toner of the developer on the developing roller from adhering to the non-image portion (photosensitive member charged potential portion) during the developing operation of the latent image. This also applies to the non-development state developing roller applied voltage V1. That is, it is desirable to satisfy V1> V0 in order to prevent the negatively charged toner of the developer on the developing roller on the non-development state from adhering to the non-image area (photoconductor charging potential area) and degrading the image quality. Here, in the case of using positively charged toner (VB> VD), it is easily estimated that image quality deterioration can be prevented under the condition of satisfying V1 <V0.
[0082]
  Less thanIn the above embodiment, an image forming apparatus in which two developing devices are arranged with respect to an image bearing member which is a photosensitive drum has been described. The present invention is also applicable to an image forming apparatus in which three or more developing devices are arranged, such as an image forming apparatus in which four developing devices are arranged around an image carrier as described in JP-A-5-333701. The invention is effective.
[0083]
[2] Second embodiment
This will be described with reference to FIG. Here, as in FIG. 3, as a means for bringing the developer 1000 on the non-operating developing roller into a non-contact state with respect to the photosensitive drum 6 as the image carrier, the photosensitive drum is rotated by rotating a magnet in the developing roller. The method employs a method of shifting the position of the magnetic pole with respect to the position of the developer and moving the developer spike formed on the developing roller to the non-contact position of the photosensitive drum.
[0084]
In FIG. 4, an A color developing device 100 ′, a C color developing device 200 ′, a B color developing device 300 ′, and a D color developing device 400 ′ are arranged around the photosensitive drum 6. The developing roller 101 ′ of the A-color developing device 100 ′ disposed on the upstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 6 is provided with a magnetic pole P1 ′, a magnetic pole P2 ′, a magnetic pole P3 ′, and a magnetic pole P4 ′ of the magnet 101a ′ disposed therein. , Of the magnetic pole P5 ′, the nonmagnetic sleeve 101b ′ is rotated at an angle at which the magnetic pole P1 ′ faces the photosensitive drum 6 to bring the developer 1000 into contact with the latent image on the photosensitive drum 6, and the nonmagnetic sleeve. Development is performed by applying a development bias voltage to 101b ′.
[0085]
At this time, the developing roller 201 ′ of the C color developing device 200 ′ disposed on the downstream side of the A color developing device 100 ′ and the downstream side of the C color developing device 200 ′ in the rotation direction of the photosensitive drum 6. The developing roller 301 ′ of the arranged B color developing device 300 ′ and the developing roller 401 ′ of the D color developing device 400 ′ arranged downstream of the B color developing device 300 ′ are magnets 201a arranged inside. ', 301a' and 401a 'have a magnetic pole P1', a magnetic pole P2 ', a magnetic pole P3', a magnetic pole P4 'and a magnetic pole P5', respectively, and the gap between the magnetic pole P1 'and the adjacent magnetic pole P5' is the photosensitive drum. The non-magnetic sleeves 201 b ′, 301 b ′, 401 b ′ are stopped from rotating at an angle facing 6, and the developer 1000 is not in contact with the photosensitive drum 6.
[0086]
As in the first embodiment, in order to improve the image quality, a sufficient contact state between the developer and the photosensitive drum is ensured, and the developer and the photosensitive drum are securely non-rotated by rotating the internal magnet. When the thickness of the developer 1000 is t1 in order to make the contact state, when the development gap Gp is set to about Gp = t1 + 0.2 mm, the photosensitive member is placed on the developer 1000 on the developing roller in the non-development state. In order to prevent red toner from adhering again, a voltage is applied to the non-magnetic sleeves 201b ′, 301b ′, 401b ′ of the developing rollers 201 ′, 301 ′, 401 ′ in the non-developing state, thereby By generating an electrostatic force that presses against the photosensitive drum 6 against the toner that is to adhere to the developer 1000 on the sleeves 201b ′, 301b ′, and 401b ′, it is possible to prevent the occurrence of mixed corrosion. The ability.
[0087]
When negatively charged toner is used (VB <VD), color mixing can be reduced under the condition of satisfying V1 <VD, but the photosensitive drum ground stain toner generated by the development of the A color developing device 100 ' , The potential changes sequentially under the influence of the applied voltage V1 of the non-magnetic sleeves 201b ′, 301b ′, 401b ′ of the C color developer 200 ′, B color developer 300 ′, and D color developer 400 ′. Thus, when the applied voltages V1 of the non-magnetic sleeves 201b ′, 301b ′, 401b ′ of the C-color developing device 200 ′, the B-color developing device 300 ′, and the D-color developing device 400 ′ are the same, the non-magnetic sleeve 201b ′. There is a possibility that the toner adhesion reduction effect in the non-magnetic sleeves 301b ′ and 401b ′ may be sequentially reduced as compared with the toner adhesion reduction effect in FIG.
[0088]
In this case, the applied voltages V1 ′, V1 ″, V1 ′ ″ of the nonmagnetic sleeves 201b ′, 301b ′, 401b ′ are set to V1 ′> V1 ″> V1 ′ ″, so that the toner adhesion reduction effect can be reduced. Decline can be prevented. Here, in the case of using positively charged toner (VB> VD), it is possible to prevent the toner adhesion reduction effect from being lowered by setting V1 ′ <V1 ″ <V1 ′ ″.
[0089]
  [3] Third embodiment:
  In FIG. 5, as in FIG. 3, as a means for bringing the developer 1000 on the non-operating developing roller into a non-contact state with respect to the photosensitive drum 16, the magnets 101a and 201a in the developing rollers 101 and 201 are rotated to be photosensitive. A method is adopted in which the position of the magnetic pole with respect to the body drum 16 is shifted and the spikes of the developer formed on the developing rollers 101 and 201 are moved to a position where they are not in contact with the photosensitive drum.
[0090]
In FIG. 5, the developing roller 201 arranged on the downstream side in the rotation direction of the photosensitive drum 16 indicated by an arrow is a magnetic pole among the magnetic pole P1, magnetic pole P2, magnetic pole P3, magnetic pole P4, and magnetic pole P5 of the magnet 201a arranged inside. The nonmagnetic sleeve 201b is rotated at an angle at which P1 opposes the photosensitive drum 16, the developer 1000 is brought into contact with the latent image on the photosensitive drum 16, and a developing bias voltage is applied to the nonmagnetic sleeve 201b. Development is performed.
[0091]
At this time, in the developing roller 101 arranged upstream in the rotation direction of the photosensitive drum 16, the magnet 101a is adjacent to the magnetic pole P1 among the magnetic pole P1, the magnetic pole P2, the magnetic pole P3, the magnetic pole P4, and the magnetic pole P5 arranged inside. The gap between the magnetic poles P <b> 5 is at an angle facing the photosensitive drum 16, the nonmagnetic sleeve 101 b stops rotating, and the developer 1000 is not in contact with the photosensitive drum 16.
[0092]
Here, as in the first embodiment, in order to improve the image quality, sufficient contact between the developer and the photosensitive drum is ensured, and the developer and the photosensitive drum are rotated by rotating the internal magnet. In order to ensure a non-contact state, assuming that the developer thickness between the magnetic poles is t, the development gap Gp is set to about Gp = t1 + 0.2 mm.
By the way, in the so-called electrophotographic image forming apparatus that visualizes the latent image formed on the photosensitive member with a developer as described above, the latent image formed on the photosensitive member has an exposed portion. A so-called edge effect is known in which the electric field is emphasized at the boundary between the non-exposed portion and the non-exposed portion. When the developing gap Gp is set as described above, the charged toner on the non-operating developing roller tends to adhere to the edge portion of the latent image on the photosensitive drum, and color mixing occurs in the image on the photosensitive drum 16. appear.
[0093]
In order to prevent this, when the development gap Gp is set larger, a sufficient contact state of the developer with the photosensitive drum cannot be ensured, and it becomes difficult to improve the image quality. Therefore, a voltage is applied to the non-magnetic sleeve 101b of the developing roller 101 in the non-development state, and an electrostatic force that attracts the toner on the non-magnetic sleeve 101b to the non-magnetic sleeve 101b is generated, thereby preventing color mixing. The method was devised and the following experiment was conducted to confirm the effect.
[0094]
Developer: Two-component developer (magnetic carrier + nonmagnetic negatively charged toner)
Development gap Gp: 0.6mm
Developer thickness between magnet poles t1: 0.4 mm
Photoconductor charging potential V0 (non-image portion potential of latent image): -650V
Photoreceptor exposure part potential VD (image part of latent image): -100V
Development DC bias VB: -500V
Development AC bias: 1 kVpp (2 kHz)
Non-development state Development roller applied voltage V2: + 250V, 0V
As a result of the experiment, the effect of preventing toner adhesion from the non-development state developing roller to the photosensitive drum was confirmed at V2 = + 250 V. When negatively charged toner is used (VB <VD), V2> VD is satisfied. Prevents color mixing. Here, when positively charged toner is used (VB> VD), it is easily estimated that color mixing prevention can be realized under the condition of V2 <VD.
[0095]
Another example will be described.
As a result of the above experiment, the higher the voltage V2, the greater the effect of preventing the toner from adhering to the photosensitive drum from the non-development state developing roller. However, increasing V2 to a certain degree affects the potential of the latent image on the photosensitive drum. There is a concern that the image quality will deteriorate. Since a sufficient toner adhesion preventing effect has been confirmed at V2 = + 250 V, development in the non-development state with respect to the potential difference VD−VB (+400 V in this experiment) between the photosensitive member exposure portion potential VD and the development DC bias VB If the potential difference V2−VD (+ 350V in this experiment) between the roller applied voltage V2 and the photosensitive member exposure part potential VD is small (V2−VD <VD−VB), the influence on the potential of the latent image on the photosensitive drum is affected. Thus, a sufficient toner adhesion preventing effect can be obtained without degrading the image quality.
Here, in the case of using positively charged toner (VB> VD), it is easily estimated that the color mixture reduction can be realized under the condition of V2-VD> VD-VB.
[0096]
In the third embodiment, the image forming apparatus in which the two developing devices are arranged with respect to the image bearing member which is the photosensitive drum has been described. However, the inventions according to claims 6, 7 and 8 are related arts. An image forming apparatus in which three or more developing devices are arranged, such as an image forming apparatus in which four developing devices are arranged around the image carrier described in JP-A-5-216337 and JP-A-5-333701. Needless to say, it is also effective against the above.
[0097]
Another example will be described.
In the above embodiment, as a means for bringing the developer on the non-operating developing roller into a non-contact state with the photosensitive drum, the magnet in the developing roller is rotated to shift the position of the magnetic pole with respect to the photosensitive drum. Although the method of moving the formed developer ears to the photosensitive drum non-contact position is adopted, the present invention is effective even if other methods are adopted.
[0098]
As a means for bringing the developer on the non-operating developing roller into contact with the photosensitive drum, the non-operating developing roller is moved away from the peripheral surface of the photosensitive drum so that the developer on the roller does not contact the photosensitive drum. When the developing device contact / separation method is adopted, by applying the present invention, the contact / separation movement distance of the developing device can be significantly shortened compared to the conventional developing device contact / separation method, and the contact is possible. The means, the contact / separation driving means, and the contact / separation space can be greatly simplified, reduced in size, and reduced in cost.
[0099]
Further, the developing roller reverse rotation system disclosed in JP-A-5-216337 and JP-A-5-333701, and the developer introduction / shut-off switching system disclosed in JP-A-5-216337 and JP-A-11-338257 are used. In this case, by applying the present invention, it is not necessary to rotate the developing roller until the developer on the developing roller is completely removed, and it is sufficient that the developer is not in contact with the image carrier. For this reason, the time during which a visible image cannot be formed on the image carrier can be greatly shortened, and the speed can be increased.
[0100]
[4] Fourth embodiment
In the above embodiment, the non-operating developing roller adopts a contact developing method in which the developer is brought into a non-contact state with respect to the photosensitive drum, and the developing roller in the operating state is brought into contact with the developer and the image carrier. The present invention is effective even if a non-contact development method in which development is performed in a state where the developer and the image carrier are not in contact with each other is employed.
[0101]
This will be described with reference to FIGS.
Here, a non-contact development method is employed in which the developer on the developing roller is developed in a non-contact state with respect to the photosensitive drum.
[0102]
Example 1.
In FIG. 6, the developing roller 101 arranged on the upstream side in the rotational direction indicated by the arrow with respect to the photosensitive drum 16 is a magnetic pole among the magnetic pole P1, magnetic pole P2, magnetic pole P3, magnetic pole P4, and magnetic pole P5 of the magnet 101a arranged inside. The nonmagnetic sleeve 101b is rotated at an angle between the pole P1 and the magnetic pole P5 so as to face the photosensitive drum 16, thereby bringing the developer 1000 into a non-contact state with respect to the latent image on the photosensitive drum 16, and the nonmagnetic sleeve 101b. On the other hand, development is performed by applying a development bias voltage.
[0103]
At this time, in the developing roller 201 disposed downstream of the developing roller 101 in the rotation direction of the photosensitive drum 16, the magnet 201a disposed inside includes a magnetic pole P1, a magnetic pole P2, a magnetic pole P3, a magnetic pole P4, and a magnetic pole. Among P5, the nonmagnetic sleeve 201b stops rotating at an angle between the magnetic pole P1 and the adjacent magnetic pole P5 facing the photosensitive drum 16, and the developer is not in contact with the photosensitive drum. ing.
[0104]
In FIG. 7, the developing roller 201 arranged on the downstream side in the rotation direction indicated by the arrow with respect to the photosensitive drum 16 is an angle at which the pole between the magnetic pole P <b> 1 and the magnetic pole P <b> 5 of the magnet 201 a arranged inside faces the photosensitive drum 16. Then, the nonmagnetic sleeve 201b is rotated to bring the developer 1000 into a non-contact state with respect to the latent image on the photosensitive drum 16, and development is performed by applying a developing bias voltage to the nonmagnetic sleeve 201b.
[0105]
At this time, in the developing roller 101 disposed on the upstream side of the developing roller 101 in the rotation direction of the photosensitive drum 16, the magnet 101a disposed inside has a distance between the magnetic pole P1 and the adjacent magnetic pole P5 between the photosensitive rollers. The nonmagnetic sleeve 101b stops rotating at an angle facing the drum 16, and the developer is not in contact with the photosensitive drum.
[0106]
Here, in the non-contact development method, in order to improve the image quality, it is more advantageous that the distance between the photosensitive drum and the nonmagnetic sleeve (development gap Gp) is narrower. On the other hand, in order to bring the developer and the photosensitive drum into a non-contact state, it is necessary to make the development gap at least larger than the developer thickness t1 on the nonmagnetic sleeve between the magnet poles. Considering the above, it is desirable to set the development gap Gp to about Gp = t1 + 0.2 mm.
[0107]
Here, in FIG. 6, as described above, the scumming toner on the photosensitive drum 16 reattaches to, for example, the developer on the developing roller 201 in a non-development state, and enters the developing device. There is concern about the problem of color mixing.
[0108]
Therefore, a voltage is applied to the non-magnetic sleeve 201b of the developing roller 201 in the non-development state to generate an electrostatic force that presses the photosensitive drum 16 against the toner that is to adhere to the developer on the non-magnetic sleeve 201b. Thus, color mixing can be prevented.
[0109]
Further, in FIG. 7, the charged toner on the developing roller 101 in the non-operating state adheres to the edge portion of the latent image on the photosensitive drum, and there is a concern that color mixing may occur in the image on the photosensitive drum. Therefore, a voltage is applied to the non-magnetic sleeve 101b of the developing roller 101 in the non-development state, and an electrostatic force that attracts the toner on the non-magnetic sleeve 101b to the non-magnetic sleeve 101b is generated, thereby preventing color mixing. it can.
[0110]
Here, in this embodiment, as compared with the first, second, and third embodiments, it is not necessary to provide means for bringing the developer on the non-operation developing roller into a non-contact state with respect to the photosensitive drum. In addition, the apparatus can be simplified, downsized, and the cost can be reduced, and the speed of the apparatus can be increased because it is not necessary to perform the operation of bringing the developer on the non-operation developing roller into a non-contact state with respect to the photosensitive drum.
[0111]
Example 2.
In the first, third, and fourth embodiments described above, a plurality of image forming units in which a latent image forming unit and a plurality of developing units are arranged around the image carrier shown in FIGS. The embodiment in which the present invention is applied to the image forming apparatus that obtains a multi-color image by sequentially transferring the visible image formed in step 1 onto a single intermediate transfer member has been described.
[0112]
In this type of image forming apparatus, a visible image is formed on an image carrier by a plurality of developing means presented in JP-A-5-142918, JP-A-6-324571, and JP-A-2000-172043. It is possible to obtain a high-quality image as compared with a method of obtaining a multi-color image by forming multiple layers. Further, a visible image formed on a single image carrier by a plurality of developing means presented in JP-A-5-216337, JP-A-5-333701, and JP-A-11-338257, The apparatus can be reduced in size, reduced in cost, and increased in speed as compared with the method in which the images are sequentially overlaid and transferred onto the intermediate transfer member and a multi-color image is formed on the intermediate transfer member.
[0113]
For this reason, by applying the present invention to this type of image forming apparatus, the effects of the present invention can be synergistically obtained with respect to higher image quality, smaller size, lower cost, and higher speed. It becomes possible.
[0114]
【The invention's effect】
  In the present invention, the developing gap can be narrowed for each of the plurality of developing devices, and high image quality can be realized. Since the color mixing in the developing device can be reliably reduced, it is possible to reliably suppress the output image quality deterioration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image forming apparatus using an intermediate transfer belt.
2 is a means for switching the development state and non-development state of the development device for the image forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is a partial front view illustrating the arrangement of a photosensitive drum and a developing roller.
FIG. 4 is a partial front view illustrating the arrangement of a photosensitive drum and a developing roller.
FIG. 5 is a partial front view illustrating the arrangement of a photosensitive drum and a developing roller.
FIG. 6 is a partial front view illustrating the arrangement of the photosensitive drum and the developing roller.
FIG. 7 is a partial front view illustrating the arrangement of the photosensitive drum and the developing roller.
[Explanation of symbols]
6, 16 Photosensitive drum
101, 201, 301, 401, 101 ', 201', 301 ', 401' Developing roller

Claims (1)

回転可能に構成された画像担持体上の潜像を現像するための現像装置を画像担持体の回転方向に沿って画像担持体の周囲に複数配置し、前記複数の現像装置中の1つの現像装置が現像状態である時には他の現像装置は非現像状態となるように制御されており、現像状態にある現像装置を他の現像装置に順次変えていくことで多色現像を行う画像形成装置において、現像状態にある現像装置で現像された可視像が前記現像状態にある現像装置よりも前記画像担持体の回転方向下流側に配置された非現像状態の現像装置を通過する間、前記回転方向下流側に配置された現像装置の電位V1が、以下の(1)の条件を満たすようにし、さらに、現像状態にある前記現像装置よりも下流側に複数の非現像状態の現像装置が配置されている場合、前記現像状態にある現像装置において現像された可視像が通過する間、該複数の下流側現像装置のうち任意の現像装置の電位V1'、該任意の現像装置の下流側に配置された現像装置の電位V1''が以下の(2)の条件を満たすようにしたことを特徴とする画像形成装置。
(1)VB<VDの場合には、V1<VDとし、VB>VDの場合には、V1>VDとする。(2)VB<VDの場合には、V1'>V1''とし、VB>VDの場合には、V1'<V1''とする。但し、VBは、現像状態にある現像装置の電位とし、交番電界が印加されている場合にはDC成分のみとする。VDは、潜像の画像部(トナーが付着する部分)の電位とする。
A plurality of developing devices for developing the latent image on the image carrier configured to be rotatable are arranged around the image carrier along the rotation direction of the image carrier, and one development in the plurality of developing devices is provided. When the apparatus is in the developing state, the other developing apparatuses are controlled to be in the non-developing state, and the image forming apparatus that performs multicolor development by sequentially changing the developing apparatus in the developing state to another developing apparatus The visible image developed by the developing device in the developing state passes through the developing device in the non-developing state disposed downstream of the developing device in the developing state in the rotation direction of the image carrier. The potential V1 of the developing device disposed on the downstream side in the rotation direction satisfies the following condition (1), and a plurality of non-developing developing devices are further provided downstream of the developing device in the developing state. If so, the current While the visible image developed in the developing device in the state passes, the potential V1 ′ of any developing device among the plurality of downstream developing devices, the developing device disposed downstream of the developing device An image forming apparatus characterized in that the potential V1 ″ satisfies the following condition (2) .
(1) When VB <VD, V1 <VD , and when VB> VD, V1> VD . (2) When VB <VD, V1 ′> V1 ″, and when VB> VD, V1 ′ <V1 ″. However, VB is the potential of the developing device in the developing state, and is only the DC component when an alternating electric field is applied . VD is the potential of the image portion of the latent image (the portion where the toner adheres) .
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