JPH02186368A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −電 本発明は、一般には電子写真方式或いは静電記録方式の
画像形成装置に関し、特には磁性キャリア粒子とトナー
粒子を用いて現像を行なう２成分現像方式を採用した上
記画像形成装置に関するものであり、七ノクロ又は２色
、３色以上のマルチカラー用或いはフルカラー用電子写
真複写機、コンピュータ出力部のカラー記録装置などの
画像形ｒ＆装ごに好適に具現化し得るものである。

【Ｘ二且遣 この種の画像形成装置において、感光体の如さ像担持体
に形成された潜像な顕像化するために用いる現像剤には
磁性キャリヤ粒子と非磁性トナー粒子との２成分を混合
した。所謂２成分現像剤がある。この２成分現像剤を用
いて現像する場合には、内部に磁石を配置した現像スリ
ーブの如き現像剤支持体上に該２成分現像剤を供給する
と共に、上記感光体と現像剤スリーブとの間に磁界と交
番電界を作用させて、現像剤から成る磁気ブラシを形成
させ、感光体表面に上記ｍ気ブラシを１ｘ接ないし近接
させて、感光体上にトナー像を形成している（特開昭５
５−３２０６０号公報、特開昭５９−１６５０８２号公
報）、これによって。

画像濃度を効率良く上げ、また、地力ブリを取除き、は
き寄せなどの画像欠陥を取り除こうとしている。

又、ｍ易カラー現像や多重現像を目的とした非接触２成
分交番電界現像方式も、特開昭５６−１４２６５号、特
開昭５８−６８０５１号、特開昭５６−１４４４５２号
、特開昭５８−１８１３６２号、特開昭８０−１７６０
８９号公報などに記載されるように２多数提案されてい
る。

更に、最近においては、上記槽々の画像形成装ごにおい
ては、グラフィック出力用として、多色化、フルカラー
化が要求されており、その画像も４濃度、中間調の再現
性、カラーバランスなど、高品位を保つための技術が必
要となってきており、そのため、トナーの小粒化や、各
色の潜像コントラスト制御、カブリ防止電位制御などが
行なわれてきた。

しかしながら、従来の制御方式では、潜像電位制御にお
いて環境変動による影響を補正することはなされている
が、複数色のトナーを用いるフルカラーの画像形成など
において、微妙な色再現。

ハイライト部の再現などの点で限界があり２高品位画像
が要求されるほどには実現されていない。

特に、環境変化の１つとしての湿度の変動はトナーに大
きく影響し、現像の状態に悪影響を与える０例えば、低
湿下では十分な濃度が得られず、高湿下では地力ブリや
飛散が起こり、画像の品位を低下せしめる。

従って１本発明の目的は、特に湿度に関する環境変化を
検出して、現像剤支持体の速度（線速度）を可変制御す
ることで、トナーの過不足を解消し、環境変動に依存し
ない適正な、高品位の画像を得るようにした画像形成装
置を提供することである。

た 」−記目的は本発明に係る画像形成装置にて完全に達成
される。要約すれば本発明は、現像剤を担持し、像担持
体と対向した現像領域へと搬送する現像剤支持体を有し
た現像手段を設け、該現像剤支持体には２成分現像剤を
塗布し、像担持体と現像剤支持体との間に磁界と、交番
電界を有する現像バイアス電界とを作用させて像担持体
上の潜像を現像して顕画像となし、更に該顕画像を転写
材上へ転写し１画像を得る画像形成装置において。

前記現像手段近傍の環境における湿度を検知する環境検
知手段と、該環境検知手段の信号に基づいて、前記現像
剤支持体の速度を制御する制御手段とを有することを特
徴とする画像形成装置である。好ましくは、現像支持体
の速度の可変制御は１画像ＷｊＩＩｔ時以外において行
なわれる。

１息遺 以下、本発明に係る画像形成装置を図示の実施例に基づ
いて具体的に説明する。

第２図に示す実施例にて、本発明に係る画像形成装置は
回転式の現像装置１を備えた電子写真カラープリンタに
具現化されている。

本実施例にて、像担持体である感光体ドラム３が矢印方
向に回転自在に設けられ、感光体ドラム３に隣接して回
転現像装置ｌが配置される。

回転現像装置ｌは１回転体の外周面にそれぞれ、イエロ
ー現像器ＩＹ、マゼンタ現像器ＬＭ。

シアン現像器ｌＣ及びブラック現像器ＩＢＫを搭載して
いる。上記現像装置１に対しては、図示されていないが
、現像剤（トナー）補給装とが用意されていて、各現像
器に対応して、イエローホッパ、マゼンタホッパ、シア
ンホッパ、ブラックホッパを具備している。

更に説明すると、本実施例において、感光体ドラム３は
ｎＨ１ｔ器４によって均等に帯電され、そして原稿（図
示せず）のイエロー画像信号により変調されたレーザ光
Ｅにより画像露光が行なわれ、感光体ドラム３上に静電
潜像が形成される。該潜像は、感光体ドラム３と対向配
置された回転現像装置１の現像器、この場合には感光体
ドラム３に対向した現像位置に定位されたイエロー現像
器ｌＹによって現像が行われる。

一方、給紙ガイド５ａ、給紙ローラ６、給紙ガイド５ｂ
を経由して進行した転写材は、所定タイミングに同期し
てグリツパ７により保持され、当接用ローラ８とその対
向極とによって静電的に転写ドラム９に巻付けられる。

転写ドラム９は、感光体ドラム３と同期して矢印方向に
回転しており、イエロー現像器ｌＹで現像された顕像は
転写部において転写帯電器１０の働きで転写材上に転写
される。転写ドラム９はそのまま１回転を継続し２次の
色の転写（例えば、この実施例ではマゼンタの転写）に
備える。

感光体ドラム３はイエロー顕像を転写部で転写材へ転写
した後は、帯電器１１により除電され。

クリーニング部材１２によってクリーニングされ５再び
帯電器４によって帯電され、次のマゼンタ画像信号によ
り前述と同様に露光を受ける。この間に現像器Ｗ１１は
回動して、イエロー現像器ｌＹに代って、マゼンタ現像
器ＩＭが所定の現像位置に定位されており、感光体ドラ
ム３上に形成された潜像をマゼンタにて現像する。

引き続いて、同様の工程をシアン及びブラックに対して
も行ない、４色分の転写を完了する。

このようにして、転写ドラム９上の転写材には４色のト
ナー像が玉ね転写され５次いで帯電器１３．１４により
除電される。そして、前記グリッパ７を解除すると共に
分離爪１５によって転写材は転写ドラム９から分離され
、転写材は、Ｗｉ送ベベル１６で定着器１７に送られて
、足前される。

これによって、一連のカラープリント動作が終了し、転
写材にフルカラープリント画像が形成される。

本発明に従えば２本実施例では、第１図及び第２図に図
示されるように、現像装置或いはトナー補給装置の近傍
において、トナーの吸湿状態をよく反映する環境の位置
に湿度センサーと温度センサーで構成された環境検知手
段１９が装備され、この環境検知手段１９からの情報信
号は第１図に示すように制御手段１８に供給される。

上記制御手段１８は、環境検知手段１９からの情報信号
に応じて、現像器に設けられた現像支持体を駆動する駆
動モータ（図示せず）の現像モータ駆動回路１′を制御
する。

尚、現像剤支持体は、第１図では現像スリーブ２として
表示され、第２図では各現像器ｉｙ、ｔＭ、ＩＣおよび
ＩＢＫに設けられた現像スリーブ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ
及び２ＢＫ）として表示されている。

各現像器におけるトナーの性質は、第３図の左側グラフ
から理解されるように、環境（本実施例では特に湿度に
着目しているので、以後、湿度と呼ぶ）による摩擦帯電
特性（トリポ）の変化が大きく、低湿はどトリボが大き
くなる。このため。

同一の現像条件では、第３図右側のグラフから理解され
るように１例えば、湿度がＡＯであったとすると、マゼ
ンタであればＤＭ、ブラックであればＤＩＩＫという濃
度を示し、１０閂−り、８１の濃度差が出てしまい、正
確な色再現性を失ってしまう。

そこで１本発明では、この濃度差を補正するために、現
像剤支持体である現像スリーブ２の速度、ＵＪＪち線速
度に着目した。第４図に示されるように、現像スリーブ
の速度を増大するにしたがって、画像濃度は上昇する。

これは、感光体ドラム３上にある潜像に対してより多く
のトナーが供給されるためである。

つまり、低湿になるほど、トナーとキャリヤとの結合力
が強まり、現像に寄与するトナー数が減少するが、上述
のように、その分、スリーブ周速を上げれば、これを補
償することができる０例えば、湿度Ａｏの時、ブラック
とマゼンタとではＩＤＭ−Ｄ、区１の濃度差が生じるが
、ＩＤＭ　　ＤＢｋｌの濃度差に見合うスリーブ周速差
１　ｓ　ｔ３Ｋ　−ＢＭｌを、ブラックの現像器ＩＢＫ
及びマゼンタの現像器ＩＭの各現像スリーブ２にて実現
するように現像スリーブ２の駆動を制御すれば、この濃
度差を打ち消すことができる。

つまり１本発明に従ったこのような構成によると、トナ
ーが湿度の影響を受けても、これに対応して、現像材支
持体の線速度を可変制御することにより、像担持体へ供
給するトナー量を調整でき、低湿下でも充分な濃度を確
保できると共に。

高湿下では地力ブリや飛散を抑えることができ。

環境変動の影響を受けない良好な画像を得ることができ
る。

又、上記制御手段１８における制御タイミングについて
考えると、環境検知手段１９は常に作動していて環境（
湿度、温度など）を検知しているが、検知手段１９の出
力値に対して、リアルタイムにて、現像剤支持体の線速
度を制御してしまうと１画像形成中に上記制御がはいる
ことで、同一画像中にて濃度変化が起ったり、３１続コ
ピー中にて、に記制御がなされる前後で濃度変化が起っ
てしまう、従って、この点を考慮すると、上記制御は、
環境検知手段１９の出力値の時間変化が成る一定以上の
大きさで成る一定期間以上変化した場合に１例えば電源
をオンした後のウオームアツプ中或いは画像形成終了後
の後回転中などの画像形成終了後に行なうのがよい。

第５図を参照して、一実施例に係る現像器と感光体ドラ
ムとの関係について更に詳しく説明する。

本実施例にて、現像器の現像スリーブ２は、例えばアル
ミニウム、５ＵＳ３１８などの非磁性材料で構成される
。

現像スリーブ２は、現像器の容器３６の左下方壁で容器
の長芋方向に形成した横長の開口に臨んで、はぼ右半周
部を容器３６内に向け、左半周部を容器外に露出するよ
うに配置されており１両端で軸支され、矢印す方向に回
転部−される。

又、上記現像スリーブ２内には２固定磁界発生手段とし
ての永久磁石（マグネット）２３が挿入して固定されて
おり、現像スリーブ２が回転しても永久磁石２３は動か
ない、この磁石２３はＮ極２３ａ、Ｓ極２３ｂ、Ｎ極２
３ｃ、Ｓ極２３ｄ（７）４Ｆ１１極を図のような配置で
設置した構成とされる。なお、上記磁界発生手段として
、永久磁石の代りに電磁石を用いてもよい。

又、現像スリーブ２を配設した上記容！Ｉ３６の側壁に
基部を固定して、現像剤規制部材としての非磁性ブレー
ド２４が上記開口部の上縁に配設されており、現像スリ
ーブ２表面のトナー厚さを規制している。また、上記非
磁性ブレード２４の内側において、容器３６内には磁性
粒子限定部材２６が配設してあり、その下面に現像剤ガ
イド面２６１を形成している。

ここで使用される２成分現像剤のキャリアとしては２粒
径が３０〜１００＃Ｌｍ、好ましくは４０〜８０７１ｍ
の磁性粒子（キャリア）が用いられる。この磁性粒子２
７は、抵抗値が１０１０ｃｍ以上、好ましくは１０’Ω
ｃｍ以上になるようにフェライト粒子（最大磁化８０　
ｅ　ｍ　ｕ　／　ｊｒ　）へ樹脂コーティングを施した
ものを用いる。

なお、磁性粒子２７の抵抗値の測定は２測定電極面積４
ｃｔｎ’、電極間間隙０．４ｃｍのサンドイタチタイプ
のセルを用い１片方の電極に１ｋｇ虫債を加圧して１両
電極間に印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加した結果、回路
に流れた電流によってなされた。

又、この実施例において、容器３６の下部には、この部
分に溜るトナーを側止するシール部材４０が設けられる
。該シール部材４０は、弾性を有しており、現像スリー
ブ２の表面に弾接している。また、シール部材４０は、
容器内へ現像剤が還流するのを許容するように、上記現
像スリーブ２との接触域ではスリーブ回転方向上流側に
自由端を位置している。更に容器３６の開口部下端には
、現像工程で発生した浮遊現像剤に、同極性の電圧を印
加して、これを現像スリーブ側に付着させ、飛散するの
を防止する飛散防止電極板３０が配置されている。

更に、容器３６内には、トナー濃度検出センサ（図示せ
ず）によって得られる出力に応動するトナー補給ローラ
６０が配設される。上記センサには、現像剤の体積を検
知する方式、圧電素子、インダクタンス変化検知素子、
交番バイアスを利用したアンテナ方式、光学濃度を検知
する方式などが利用できる。

又、上記トナー補給ローラ６０は、その回転を停止した
時、非磁性トナー３７の補給を行なう。

トナー３７が補給されたフレッシュ現像剤はスクリュー
６１によって搬送されながら、混合、攪拌される。従っ
て、この搬送中において補給されたトナーにはトリボが
付与される。上記スクリュー６１によって搬送されたフ
レッシュ現像剤は、し５り板６３の両端に形成した切欠
きを介してスクリュー６２へ受は渡される。

現像スリーブ２内にあるＳ極２３ｄは、現像後の回収現
像剤をスリーブ表面にとどめて、容！Ｉ３６内に回収す
るための搬送手段として役立っている。また、このＳ極
２３ｄの付近では、現像スリーブ２に近接して設けたス
クリュー６２によって搬送されてきたフレッシュ現像剤
と現像後の回収現像剤との位置的交換が行なわれる。ま
た、搬送スクリュー６４は、現像スリーブ２の軸方向に
関して現像剤の普を均分化する。現像スリーブ２の回転
に従ってスリーブ上で搬送されてきた現像剤はスクリュ
ー６４によって軸方向に搬送される。

この過程で、スリーブ上で軸方向に″凸″を生じる現像
剤の暦は１部分的に空Ｉｌｌ　Ｍを通って上記搬送方向
とは逆方向に反転して戻される。このように崗かせるた
めに、上記スクリュー６４は、スクリュー６２とは逆方
向に現像剤を搬送する構成になっている。

ここで、非磁性ブレード２４の端部と現像スリーブ２面
との距離ｄＺは５０〜９００終ｍ、好ましくは１５０〜
８００　Ｂｍである。この距離が５０μｍより小さいと
、磁性粒子２７が詰りを起し、現像剤層にムラを生じ易
くなり、良好な画像が得にくくなる。したがって、ｄｚ
は、現像剤中に混在している不用粒子による平均−！１
１．所謂ブレード詰まりを防止するために、４００ｇｍ
以北が好ましい、また、逆に９００ｇｍより大きいと、
現像スリーブ２上へ塗布される現像剤の量が増し、感光
体ドラムへの磁性粒子の付着が多くなり、現像剤の循環
が少なくなり、現像剤限定部材２６による現像剤規制が
弱まり、　トナーのトリポ不足を起し、カブリ易くなる
欠点を生じる。この点も考慮されなければならない。

なお、未実施例においては、非磁性ブレード２４の端部
と現像スリーブ２の表面との距離ｄ２を、例えば７５０
４ｍとし、現像スリーブ２の表面と感光体ドラム３との
間隔を４５０１Ｌｍとした。又、感光体ドラム３として
はＯＰＣドラムを用い、−７００Ｖの潜像電位とした。

更に、現像バイアスとしては一５９０Ｖの直流電圧に、
周波数２ＫＨｚ、Ｖｐｐ１．８ＫＶとされる交番電圧を
重畳した現像バイアス電界を使用した。このとき、現像
スリーブの線速度、即ち周速を感光体ドラムの線速度に
対して１．５〜２倍の速度とすることにより環境変動に
よらない良好な画像が得られた。

第６図には１本発明に係る画像形成装置の他の実施例が
示される。

本実施例では１色毎に専用の感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、
３Ｃ，３８Ｋが用意され、その周囲には各々、専用のレ
ーザビームスキャナ８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ，８０８に
、現像器ＩＹ、ＩＭ、ＩＣ，ＩＢＫ、転写用帯電器１０
Ｙ、ＩＯＭ、１０Ｃ，ｌ０ＢＫ、クリーナ１２Ｙ、１２
Ｍ、１２Ｃ１１２ＢＫが配置される。

転写材は給紙ガイド５ａを通り、給紙ローラ６、給紙ガ
イド５ｂと順次に搬送され、吸着用帯電器からコロナ電
流を受け、搬送ベルト９′へ確実に吸着される。その後
、各感光体ドラムに形成された画像を２上述の転写用帯
電器により転写し、除電器８２により除電された転写材
は搬送ベルト９′から分離され、定着器１７で画像が定
着される。このようにして、フルカラー画像が得られる
。

本実施例の画像形成装置においても、第５図のような現
像器を用い、第４図にあるような環境検知子役１９から
のデータのもとで、各色毎にｉｔ／ｌ　Ｗ手段１８を働
かせて、各現像モータ駆動回路ｌＥＫ’、ＩＣ’、ＬＭ
’、ＩＹ’を制御することができ、環境変動のＴ＃青を
うけずに安定した画像が得られる。

なお、Ｊ：記実施例で示す画像形成プロセス、ａ成、数
イ４は１本発明を何等拘束するものではない。

＆」ＬＬｊＬλ 以上の如くに構成される本発明に係る画像形成装置は、
現像装置の近傍における湿度に関する環境情報を検知し
、該情報により、現像支持体の速度を制御することによ
って、環境が変動しても。

地力ブリや濃度薄といった問題を発生せず、安定した画
像を得ることができる。特に、本発明によれば、＠近の
高画質化に耐応するためにトナーの小粒径化を行なった
場合でも、安定した画像を得ることができ１又、多色画
像形成などにおいても各色のカラーバランスが均等化で
き、極めてオリジナルに忠実なコピーが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す
制御系を示す概略構成図である。 ｆｆ１２図は１本発明の一実施例に係るフルカラー電子
写Ｘ複写機の概略断面図である。 第３図は、湿度と、トナーのトリポと１画像源度との関
係を示したグラフである。 第４図は、現像スリーブの周速と画像濃度の関係を示し
たグラフである。 第５図は、現像器部分を拡大して示した断面図である。 第６図は１本発明に係る他の実施例の概略断面図である
。 ：現像装置 ：現像モータ駆動回路 ：現像スリーブ（現像剤支持体） ：感光体ドラム（像担持体） ８：制御手段 ９：環境検知手段 第１図 第６図 第２図 第４図 スリーブ周速

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）現像剤を担持し、像担持体と対向した現像領域へと
   搬送する現像剤支持体を有した現像手段を設け、該現像
   剤支持体には２成分現像剤を塗布し、像担持体と現像剤
   支持体との間に磁界と、交番電界を有する現像バイアス
   電界とを作用させて像担持体上の潜像を現像して顕画像
   となし、更に該顕画像を転写材上へ転写し、画像を得る
   画像形成装置において、前記現像手段近傍の環境におけ
   る湿度を検知する環境検知手段と、該環境検知手段の信
   号に基づいて、前記現像剤支持体の速度を制御する制御
   手段とを有することを特徴とする画像形成装置。