JPH05257387A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 先に作成されたトナー像を後の現像装置で乱
す事態を最小限に抑えるようにする。 【構成】 感光体ドラム１１と第１のマグネットロール
４２の距離をＤＲＳとし、トリマ・バー５６の先端と第
１のマグネットロール４２の距離をＴ／Ｇとするとき、
ＤＲＳ−Ｔ／Ｇを−０．１〜０．３ｍｍに設定し、感光
体ドラム１１と回転スリーブ６３の周速比を２．５以上
に設定し、感光体ドラム１１に弱く吸着されているトナ
ー像を事前にとり去って強く吸着しているもののみにし
て、第２の現像装置１３内における現像を行う。これに
より、第２の現像装置１３における先のトナー像の乱れ
を有効に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子複写機やプリンタ等
の画像形成装置に係わり、特に精細な画像の形成を行う
場合や、２色レーザプリンタのように複数の現像装置で
異なった記録色のトナーを使用して複数色からなる画像
の形成を行う際に有効な画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機やレーザプリンタのよう
な画像形成装置の多くは、感光体に静電潜像を形成し
て、これをトナーで現像し画像の記録を行うようになっ
ている。このような装置は画像を１色で記録するように
なっているものが多いが、コンピュータのカラー画像処
理や印刷物の多色化の影響等によって画像形成装置でも
２色あるいは多色で記録を行うものが普及している。例
えばレーザプリンタでは、従来青色等で罫線やロゴをプ
レプリントした用紙に黒色でプリントしていた帳票等の
文書を、それぞれの色で色分けして印刷することが広く
行われるようになっており、用紙の管理の簡素化と印刷
経費の低減が図られている。

【０００３】図４は、２色で画像の記録を行うことので
きる画像形成装置として従来から用いられているレーザ
プリンタの要部を表わしたものである。このレーザプリ
ンタの感光体ドラム１１の周囲には、第１の記録色で現
像を行う第１の現像装置１２と、第２の記録色で現像を
行う第２の現像装置１３の２つの現像装置が配置されて
いる。この図で感光体ドラム１１は矢印１４方向（反時
計方向）に回転するものとする。第１の現像装置１２の
上流側には感光体ドラム１１の表面を初期的に一様に帯
電させるためのチャージコロトロン１５が配置されてい
る。また、このチャージコロトロン１５と第１の現像装
置１２の間には、第１のレーザビーム走査機構１６によ
って第１のレーザビーム１７が走査されるようになって
いる。また、第１の現像装置１２と第２の現像装置１３
の間には、第２のレーザビーム走査機構１８によって第
２のレーザビーム１９が走査されるようになっている。

【０００４】第１の現像装置１２は第１のレーザビーム
１７の走査によって形成された第１の静電潜像を例えば
黒色のトナーで現像し、感光体ドラム１１の表面に黒色
のトナー像を作成する。第２の現像装置１３は第１の現
像装置１２と全く同一構造の現像装置であり、第２のレ
ーザビーム１９の走査によって形成された第２の静電潜
像を第１の現像装置１２で使用したトナーとは逆極性の
トナーで現像し、感光体ドラム１１の表面に例えば赤色
のトナー像を追加する。このようにして２色のトナー像
がドラム表面に作成されることになる。

【０００５】第２の現像装置１３の下流側には、プリト
ランスファコロトロン２１とトランスファコロトロン２
２がこの順に配置されている。プリトランスファコロト
ロン２１は転写に際してトナーの極性を揃える役割を行
う。この後、トランスファコロトロン２２が矢印２４方
向に搬送される用紙２５にトナー像を転写する。転写後
の感光体ドラム１１はクリーニングブレード２６によっ
て不要なトナーを除去された後、除電ランプ２７で照射
され、不要電荷の除去が行われる。

【０００６】図５は、このような画像形成装置における
画像の形成されるプロセスの一例を表わしたものであ
る。図４と共にこのプロセスを説明する。

【０００７】まず図５（ａ）に示したようにチャージコ
ロトロン１５によって感光体ドラム１１の表面を−７５
０Ｖに一様に帯電する。図５（ｂ）は、この状態で第１
のレーザビーム走査機構１６によって第１のレーザビー
ム１７が走査された状態を表わしたものである。この第
１露光によって露光された部分の電荷が放電し、その部
分の電位は−１００Ｖまで上昇する。この状態で第１の
現像装置１２による第１現像が行われる。

【０００８】図５（ｃ）はこの第１現像の様子を表わし
たものである。現像時に第１の現像装置１２の現像バイ
アスは−４３０Ｖに設定される。これにより、第１のレ
ーザビーム１７が走査された第１画像電位（−１００
Ｖ）の部分は相対的に＋３３０Ｖとなる。したがって、
−に帯電された黒色のトナー３１がこの第１画像電位の
部分に静電的に吸着される。

【０００９】図５（ｄ）は、この後に第２のレーザビー
ム１９が走査された状態を表わしたものである。この第
２のレーザビーム１９は画像の背景部分に照射され、そ
の部分の電位が例えば−３５０Ｖまで上昇する。画像部
分は経時的変化により例えば−７４０Ｖとなっている。

【００１０】図５（ｅ）は、第２の現像装置１３による
現像の様子を表わしたものである。このとき現像バイア
スは−４５０Ｖに設定され、プラス（＋）に帯電された
赤色のトナー３２による第２画像の現像が行われる。赤
色のトナー３２は画像部分に静電的に吸着する。このよ
うにして、２色のトナー３１、３２がそれぞれ黒色ある
いは赤色の画像部分に吸着し、２色のトナー像が作成さ
れることになる。

【００１１】ところで、図６は感光体ドラム上のパイル
ハイトと、感光体とマグネットロールの周速比との関係
を表わしたものである。ここでパイルハイトとは、感光
体ドラム１１（図４）の表面に最初のトナー像が作成さ
れる場合のそのソリッド部分のトナー像の高さをいう。
感光体ドラム１１に対して第１の現像装置１２のマグネ
ットロールの回転スレーブの周速比が極端に低い場合に
は現像剤が静電潜像の形成された部分にあまり供給され
ないので、パイルハイトは低い。周速比が増加していく
と現像剤の供給量が増すので、パイルハイトは次第に増
加していく。

【００１２】ただし周速比が増加するほどマグネットロ
ール上に形成される磁気ブラシが感光体ドラム１１を擦
る速度も増加することになり、せっかく付着したトナー
が掻き取られる量も増加することになる。そこで、図６
に示したように通常では周速比が“１”から“１．５”
の間で静電潜像に対するトナーの付着量が最大になる。
そこで、従来から感光体とマグネットロールの周速比は
１〜１．５の間で設定されるようになっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような画像形成装
置では、第１の現像装置１２の現像によって得られた第
１のトナー像（この例では黒色のトナー像）が第２の現
像装置１３内でマグネットロールの外周部に配置された
スリーブの回転による磁気ブラシで乱されてしまうとい
う問題があった。本明細書ではこれを“像乱れ”と呼ぶ
ことにする。像乱れが発生すると、画像を精細に表現す
ることができない。

【００１４】以上２つの現像装置を使用した画像形成装
置について説明したが、同様の問題は３つ以上の現像装
置を配置した画像形成装置でトナー像の作成された状態
の感光体表面の静電潜像を他の現像装置で現像する場合
についても存在するものである。

【００１５】そこで本発明の目的は、先に作成されたト
ナー像を後の現像装置で乱す事態を最小限に抑えること
のできる画像形成装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）感光体ドラムあるいは感光体ベルト等の感光
体と、（ロ）この感光体上に静電潜像を形成する静電潜
像形成手段と、（ハ）静電潜像に２成分の現像剤を供給
するための磁気ブラシを形成する磁石を筒状部材の内部
に有し、この筒状部材の外周に現像剤を搬送するための
回転自在の回転スリーブを配設したマグネットロール
と、（ニ）このマグネットロールによる静電潜像の現像
時に磁気ブラシによる感光体に対する現像剤の接触圧
を、トナー像を構成するトナー粒子が最密充填構造をと
る程度の値に設定する接触圧設定手段とを画像形成装置
に具備させる。

【００１７】すなわち請求項１記載の発明では、従来、
パイルハイトのほぼ最大となるように感光体とマグネッ
トロールの周速比を設定していたのを、静電潜像に付着
したトナー粒子が最密充填構造をとるような圧力を及ぼ
されるように周速比を設定することにして、このように
して得られたトナー像が次段以降の現像において掻き取
られる量を抑え、前記した目的を達成する。

【００１８】請求項２記載の発明では、（イ）感光体ド
ラムあるいは感光体ベルト等の感光体と、（ロ）この感
光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
（ハ）静電潜像に２成分の現像剤を供給するための磁気
ブラシを形成する磁石を筒状部材の内部に有し、この筒
状部材の外周に現像剤を搬送するための回転自在の回転
スリーブを配設すると共に、この回転スリーブと前記感
光体との距離を所定の値ＤＲＳに設定したマグネットロ
ールと、（ニ）このマグネットロール外周部分に形成さ
れる現像剤の穂立ちの高さを規制する部材であってその
先端とマグネットロールの距離をＴ／ＧとするときＤＲ
ＳからＴ／Ｇを差し引いた値が−０．１〜０．３ｍｍと
なるように位置決めされたトリマと、（ホ）感光体と回
転スリーブの周速比が２．５以上になる値で回転スリー
ブの回転を行わせる回転速度設定手段とを画像形成装置
に具備させる。

【００１９】すなわち請求項２記載の発明では、静電潜
像に静電的に吸着するトナー粒子のうち吸着力の弱いも
のをむしろ現像の段階で取り除いて、後の現像時にこれ
らが更に掻き取られる事態を最小限にするために、ＤＲ
ＳからＴ／Ｇを差し引いた値を−０．１〜０．３ｍに設
定すると共に、感光体と回転スリーブの周速比を２．５
以上に設定する。ここでＤＲＳからＴ／Ｇを差し引いた
値がマイナスになっている場合があるのは、トリマの先
端とマグネットロールの距離Ｔ／Ｇは穂立ちの高さと厳
密には等しくないためである。すなわち、穂がしなった
状態でその先をトリマによって揃えられるので、感光体
と対向する位置で穂の高さはこれよりも高くなるように
なっている。

【００２０】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例における画像形成
装置の要部を表わしたものである。図４と同一部分には
同一の符号を付しており、これらの説明を適宜処略す
る。本実施例の画像形成装置は、複写機としての機能を
もっている。この画像形成装置の第１の現像装置１２内
の第１のマグネットロール４２の外周部に配置された回
転スリーブは第１のモータ４３によってその回転力を与
えられるようになっている。第１の現像装置１２の下流
側に配置された第２の現像装置１３内の第２のマグネッ
トロール４５の外周部に配置された回転スリーブは第２
のモータ４６によってその回転力を与えられるようにな
っている。

【００２２】図２は第１の現像装置と感光体ドラムの関
係を表わしたものである。第１のマグネットロール４２
は、幾つかのＮ極とＳ極に分極したロール状のマグネッ
トロール本体５１と、このマグネットロール本体５１の
外周部に回動自在に配置された回転スリーブ５２から構
成されている。感光体ドラム１１が矢印５３方向に定速
で回転し、回転スリーブ５２が矢印５４で示すようにこ
れと逆方向に回転するものとする。マグネットロール本
体５１自体は固定されており回転しない。トナーとキャ
リアからなる２成分の現像剤５５は、回転スリーブ５２
の回転に伴ってこの回転方向に搬送される。そして、現
像剤５５は穂立ち規制手段としてのトリマ・バー５６に
よって回転スリーブ５２表面からの高さがＴ／Ｇに規制
されて、現像のための磁気ブラシ５５Ｂが形成される。

【００２３】回転スリーブ５２と感光体ドラム１１の表
面との間隔はＤＲＳに設定されている。トリマ・バー５
６を経た磁気ブラシ５５Ｂは、その穂立ちがある程度増
長し、主磁極（この図で感光体ドラム１１に対向したＳ
極）の部位でその先端部分が感光体ドラム１１に摺接す
る状態となる。これにより、静電潜像に対する現像が行
われる。

【００２４】図３は、感光体ドラムとマグネットロール
の周速比と像乱れの関係を表わしたものである。この図
で縦軸は第１の現像装置１２で現像によって得られた第
１のトナー像が第２の現像装置１３において生じる像乱
れの程度を表わしており、横軸は感光体ドラム１１と第
１の現像装置１２におけるマグネットロール４２の周速
比を表わしている。また、この図で複数の線図はＤＲＳ
−Ｔ／Ｇの値が０．２から０．５までの各値についての
特性を示したものである。

【００２５】図３で横軸に平行に描いた点線６１は像乱
れの許容限界値を表わしている。この許容限界値よりも
上の部分では、第１の画像が第２の現像装置で許容限度
以上の像乱れを発生させることになる。本実施例ではＤ
ＲＳ−Ｔ／Ｇの値を０．２としており、このときには周
速比がほぼ“２”あるいはこれ以上の領域で像乱れが少
なくなることがわかる。このような現像環境では、周速
比がある程度高いために第１の現像装置１２内でトナー
像は感光体ドラム１１に強力に吸着している部分のみが
残存し、弱く吸着している部分のトナー粒子は磁気ブラ
シによって掻き落とされると共に新しいトナー粒子と交
代する。

【００２６】この結果として、静電潜像のソリッド部分
に付着するトナー粒子は次第に最密充填構造をとるよう
になる。このようにして、比較的パイルハイトが低いに
もかかわらず濃度の濃いトナー像が得られる。すなわ
ち、仮に周速比が２．５であるとすると、図６より周速
比が１〜１．５の従来のものよりもパイルハイトが約半
分になるが、トナー粒子の密度が向上するために実際の
濃度はそれほど低下しない。しかも、このようにして得
られた第１のトナー像は第２の現像装置１３でほぼその
原型を保持するので、第１の現像装置１２で従来と同様
の現像を行った場合と比較して高いトナー濃度を確保す
ることができる。

【００２７】以上説明した実施例では２つの現像装置１
２、１３を備えた画像形成装置について説明したが、３
つ以上の現像装置を備えた画像形成装置に本発明を同様
に適用することができる。この場合には、後段の現像装
置でトナー像に乱れが生じるおそれのあるトナー像に対
して本発明を適用することになる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
では、後段の現像装置で像乱れを生じさせるおそれのあ
るトナー像の作成時に感光体に対する現像剤の接触圧を
高め、トナー像を構成するトナー粒子を最密充填構造を
とらせるか、これに近づけるようにした。したがって、
感光体の背景部分にノイズとして付着したトナー粒子を
効率良く取り除くことができ、背景のきれいな画像を得
ることができる。また、ソリッド部分が最密充填構造あ
るいはこれに近い構造をとるので、パイルハイトがあま
り高くなくても画像濃度を十分得ることができ、ヒート
ロールのような圧力をかけながら定着する装置でも画像
の太りを軽減させることができるという利点がある。

【００２９】更に請求項１または請求項２記載の発明で
は、前段で作成したトナー像の掻きとりの量を後段の現
像装置で著しく減少させることができるので、混色によ
る画質の劣化を防止することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例における画像形成装置の要
部を一部断面で表わした概略構成図である。

【図２】 本実施例で第１の現像装置と感光体ドラムの
関係を表わした説明図である。

【図３】 本実施例で感光体ドラムとマグネットロール
の周速比と像乱れの関係を表わした特性図である。

【図４】 従来の画像形成装置の概要を一部断面で表わ
した概略構成図である。

【図５】 従来の画像形成装置における画像の形成され
るプロセスの一例を表わした説明図である。

【図６】 感光体ドラム上のパイルハイトと、感光体と
マグネットロールの周速比との関係を表わした特性図で
ある。

【符号の説明】

１１…感光体ドラム、１２…第１の現像装置、１３…第
２の現像装置、４２…第１のマグネットロール、５５…
現像剤、５５Ｂ…磁気ブラシ、５６…トリマ・バー、６
３…回転スリーブ、６５…現像剤、５５Ｂ…磁気ブラ
シ、Ｔ／Ｇ…トリマ・バーの先端とマグネットロールの
距離、ＤＲＳ…回転スリーブと感光体との距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 道則 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社岩槻事業所内 (72)発明者 梶浦 恒也 埼玉県岩槻市府内３丁目７番１号 富士ゼ ロックス株式会社岩槻事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、 この感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段
   と、 前記静電潜像に２成分の現像剤を供給するための磁気ブ
   ラシを形成する磁石を筒状部材の内部に有し、この筒状
   部材の外周に現像剤を搬送するための回転自在の回転ス
   リーブを配設したマグネットロールと、 このマグネットロールによる前記静電潜像の現像時に前
   記磁気ブラシによる前記感光体に対する現像剤の接触圧
   を、トナー像を構成するトナー粒子が最密充填構造をと
   る程度の値に設定する接触圧設定手段とを具備すること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 感光体と、 この感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段
   と、 前記静電潜像に２成分の現像剤を供給するための磁気ブ
   ラシを形成する磁石を筒状部材の内部に有し、この筒状
   部材の外周に現像剤を搬送するための回転自在の回転ス
   リーブを配設すると共に、この回転スリーブと前記感光
   体との距離を所定の値ＤＲＳに設定したマグネットロー
   ルと、 このマグネットロール外周部分に形成される現像剤の穂
   立ちの高さを規制する部材であってその先端と前記マグ
   ネットロールの距離をＴ／ＧとするときＤＲＳからＴ／
   Ｇを差し引いた値が−０．１〜０．３ｍｍとなるように
   位置決めされたトリマと、 前記感光体と回転スリーブの周速比が２．５以上になる
   値で回転スリーブの回転を行わせる回転速度設定手段と
   を具備することを特徴とする画像形成装置。