JPH067282B2 - カラ−画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用範囲〕 本発明は複数色の現像装置を適用した画像形成装置に関
し、複写装置や記録装置に適用できる。

〔従来技術〕

原稿を色分解して得られた各色信号により、感光体上に
形成された各色静電潜像を現像する従来のこの種の装置
は、感光体の円周に近接して各色の現像剤を有する複数
の現像装置を並設する構成としていた。

この構成に於いては 装置内部での現像装置の占める割合が大きくなり装
置が大型化するとともに高価格となる。

換言すれば小型化した感光体を使用することが出来
ない。

各色により静電潜像が形成される位置と、現像位置
との距離が異なるため静電潜像の時間的減衰の変化が発
生し、それを何らかの手段で補正する必要が有る。

等の欠点を有していた。

そこで、複数の現像装置を回転軸を中心とする円周上を
分割して位置せしめ必要な色にて現像する時は回転現像
装置の公転により現像装置を選体する構成のものが提案
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この構成に於いては前記並設現像装置と比較して (I) 装置内部での現像装置の占める割合が小さくなる
ため装置の小型化及び低価格化がはかれる。

(II) 小型化した感光体が使用出来るとともに感光体と
回転現像装置とを一ユニット化することも可能となる。

(III) 各色により静電潜像が形成される位置と現像位
置との距離が常に一定であるため静電潜像の時間的減衰
変化の補正を必要としない。

等の有利な点があるが、例えば二成分現像剤を使用して
静電潜像支持体表面と対向する現像位置で、現像剤支持
部材終端に固定電極にてその現像剤特性に見合つた現像
バイアス電圧を印加していた。これは若し、固定電極と
せずに現像剤支持部材の円運動の軌跡に合わせたスリツ
プリング形状としたときには 常に現像剤支持部材の終端に現像バイアス電圧を印
加させるための機構が複雑化するとともに高価格化とな
る。

現像に寄与しない他の現像装置にも常に現像バイア
スが印加されながら公転するため機械本体の電気系統へ
のノイズ発生源となり、誤動作を誘起しかねらい。

現像剤層が露出している現像装置にも現像バイアス
電圧が印加されるため危険である 等の理由によるものである。

しかし、上述した様な固定電極に現像バイアス電圧を印
加しながら静電潜像を接触現像すると以下の様な問題点
が発生する。

一般に、静電潜像の現像は、画像部の極性とは逆極性に
帯電されたトナーを、前記静電潜像に付着させることで
行なわれる。この場合、非画像部にも若干のトナーが付
着する所謂カブリ現像がなされる傾向があるため、画像
品質上これを防止する必要がある。磁気ブラシ現像での
所謂カブリ現像防止対策としては磁気ブラシにトナーと
は逆極性の適当な現像バイアス電圧を印加する。

回転現像装置に於いても上記同様に、現像時には適当な
現像バイアス電圧を印加すれば所謂カブリ現像は何ら問
題となるものではないが、現像時前後に回転現像装置が
公転するということにより以下の様な問題点が発生す
る。

(a) 静電潜像支持体表面に当接現像する以前の所謂カ
ブリ現像の発生。

即ち、現像剤支持部材上に現像剤層の穂立ちが形成され
た状態で回転現像装置の公転により、静置潜像支持体表
面と対向する現像位置に来るまでのわずかな時間に、現
像剤層の穂立とが静電潜像支持体表面と接触し、尚かつ
現像位置にある現像バイアス電圧供給用固定電極に現像
剤支持部材の終端が達しておらず、現像剤層に現像バイ
アス電圧が伝達されていないときに生じる。

(b) 当接現像終了后、現像位置より離脱開始時の所謂
カブリ現像の発生。

即ち、静電潜像支持体表面と対向する現像位置で現像終
了後、現像剤支持部材上に現像剤層の穂立ちが形成され
た状態で回転現像装置の公転により現像位置から離脱開
始するわずかな時間に、依然として現像剤層の穂立ちが
静電潜像支持体表面と接触していて、現像バイアス電圧
供給用固定電極と現像剤支持部材の終端とが隔離してい
て、現像剤層に現像バイアス電圧が伝達されないとき生
じる。

(c) 現像に寄与しない現像装置が静電潜像支持体に対
向する現像位置を単純に当接通過するときの所謂カブリ
現像の発生。

即ち、通過する現像装置内の現像剤に見合つた現像バイ
アス電圧が現像バイアス供給用固定電極に印加されてい
るときは、上述(a)(b)同様、カブリ現像される。

また、通過する現像装置内の現像剤に見合つた現像バイ
アス電圧が現像バイアス供給用固定電極に印加されてい
ないときは、上述(a)(b)に加えて、現像位置でのカブリ
現像が付加される。そのカブリ現像の程度は、感光体の
表面電位、トナーとの電位差及び現像剤支持部材が接地
されているか否か、と密接な関係に有る。一番カブリ現
像が少ないとみられる。このカブリ現像の弊害として以
下の様な項目が挙げられる。

(I) 転写ドラムの汚れ。

(II) 転写コロナの汚れ。

(III) 転写材の表面の先後端汚れ。

(IV) 転写材の裏面の汚れ。

又、上述した様なカブリ現像以外の弊害として、現像主
極の磁界通りに形成された、現像剤支持部材上の現像剤
が、回転する感光体と対向する現像位置に移動するとき
に、感光体上に形成された静電潜像を接触現像するため
に必要な現像巾を形成する様に現像剤の穂立ち部分が機
械的に圧縮させられるため、必然的に穂立ちが乱され、
剤及びトナーの飛散が発生し易くなる。加えて、現像剤
と感光体表面との機械的衝突により、感光体表面を傷付
ける恐れも有る。

〔発明の目的〕

これらの点より鑑みた本発明は、上述の欠点転写ドラム
・転写コロナの汚れ、転写材の汚れを除去するととも
に、回転現像装置の公転及び停止時に発生する現像スリ
ーブに保持された、トナー・現像剤飛散による機内汚染
をも除去することを可能とする。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第３
図は本発明に係る回転現像装置を適用したカラー画像形
成装置の断面図にて、１は複写機本体、２は原稿台、３
は原稿、４は光源ランプ5,6,7は移動ミラー、８はレン
ズ、９は固定ミラー、１０は色分解フイルター、１１は
防塵ガラス、１２は露光部１３は感光体固定軸、１４は
感光層を有する、静電潜像支持体としての感光体、１５
は一次帯電器、１６は表面電位測定センター１７は回転
現像装置171はイエロー現像剤を有するイエロー現像装
置、172はマゼンタ現像剤を有するマゼンタ現像装置173
はシアン現像剤を有するシアン現像装置、174はブラツ
ク現像剤を有するブラツク現像装置、18はスクリーンメ
ツシユを用いた転写ドラム、19はクリーナー前帯電器、
２０はクリーニング装置２１はグリッパー２２はグリツ
パーカム２３は吸着帯電器、２４は押えコロ、２５は転
写コロナ、２６はグリツパーカム、２７は分離爪２８は
除電帯電器、２９は除電帯電器、３０はカセツト３１は
転写材、３２はピツクアツプローラー、33,34,35は搬送
ガイド36,37は転写材搬送コロ、３８はグリツプ位置、
３９は搬送ベルト、４０は搬送ガイド、41,42は定着ロ
ーラー対４３はトレーである。

次に上記構成に於いて、コピー命令により軸１３に支持
された感光体１４は矢印の方向に回転を開始し、一次帯
電器１５により表面を均一に帯電させられる。次に、複
写機本体１の上面に載置した原稿台２上にある原稿３を
光源ランプ４で照射することにより得られる反射光像は
原稿３とレンズ８までの光路長が一定となる様に、移動
速度Ｖで移動する移動ミラー５、移動速度1/2Ｖで移動
する移動ミラー6,7及びレンズ８、固定ミラー９、より
なる移動型露光光学系を通過して色分解フイルター１０
により色分解され、防塵ガラス１１を介して露光部１２
で感光体１４上へ露光される。

ここで色分解フイルター１０に、ブルーフイルターを選
択すると感光体１４上にはイエロー像の静電潜像が形成
されこれをイエロー現像装置171で現像することにより
イエロー像として顕像化される。イエロー像現像後、回
転現像装置１７は矢印の方向に回転し、マゼンタ現像装
置172を現像位置に移動させ、次のグリーンフイルター
により感光体１４上にはマゼンタ像の静電潜像が形成さ
れ、マゼンタ現像装置172で現像することによりマゼン
タ像として顕像化される。シアン像も同様にレツドフイ
ルターにより顕像化される。

又、カセツト３０に収納されている転写材31はピツクア
ツプローラー３２の矢印の回転でくり出され、搬送ベル
ト33,34,35、搬送コロ36,３７を通過して転写ドラム１
８のグリツプ位置３８に搬送される。矢印の様に回転す
る転写ドラム１８のグリツパー２１はグリツプ位置３８
でグリツパーカム２２により開口し、転写材31の先端を
把持する。転写材３１は吸着帯電器23、押えコロ２４に
より転写ドラム１８に密着する。

感光体１４と、転写ドラム１８は同期回転することによ
り感光体１４上のイエロー像の先端と転写ドラム１８上
の転写材３１の先端とが一致して当接し、転写コロナ２
５によりイエロー像を転写材３１に転写せしめる。次に
感光体１４上に形成されたマゼンタ像は先のイエロー像
を保持した転写材と先端同期してイエロー像上に転写さ
れる。

以下、この様に必要回数、所望の色画像が転写される。

必要回数の転写終了後、転写材３１はグリツパーカム２
６の作動でグリツパー２１の開口により分離爪２７で転
写ドラム１８より分離される。その時除電帯電器２８に
よりトナー像の乱れ防止が施される。搬送ベルト３９、
搬送ガイド４０を通過して、矢印の様に回転する定着ロ
ーラー対41,42に搬送される転写材３１上のトナー像は
加圧、加熱を施されて転写材３１に定着され、永久保存
画像となりトレー４３に排出される。

一色毎に転写終了後の感光体１４は、転写後の残留電位
をクリーナー前帯電器１９により除電され、弾性ブレー
ドで構成されるクリーニング装置２０で残留トナーが清
掃される。転写ドラム１８上に残留している電荷は除電
帯電器29により除電される。

第２図は回転現像装置の詳細断面図である。図におい
て、１７は回転現像装置４４はイエロー現像剤、４５は
現像剤支持部材、４６は磁石、４７はドクターブレー
ド、48,49は攪拌搬送スクリユー５０補給用イエロート
ナーホツパー51は補給用イエロートナー、５２はトナー
補給口である。第１図(a)，(b)は本発明に係る磁石の位
置の原理図。第４図は、第３図の機構を具体化した斜視
図である。図において、５３は磁石固定シヤフト、54,5
5は磁石固定シヤフト駆動ギヤ５６は磁石固定シヤフト
駆動モーター、５７は現像剤支持部材固定シヤフト、5
8,59は、現像剤支持部材固定シヤフト駆動ギヤ、６０
は、現像剤支持部材固定シヤフト駆動モーターである。

上記構成において、第２図の如くイエローに対応した静
電潜像を有する感光体１４を現像する際、 第３図の表面電位測定センサー１６により読み取られた
感光体１４上の表面電位により、イエロー現像バイアス
電圧値が決定され、不図示の現像位置にある現像バイア
ス供給用固定電極に伝達される。

回転現像装置１７の公転によりイエロー現像装置171が
矢印方向に移動し、現像剤支持部材４５にイエロー現像
バイアス電圧が印加されるまでは、磁石４６は第１図
(a)の状態を維持し、公転が進んでイエロー現像バイア
ス電圧が印加される現像位置に達して始めて第４図の磁
石固定シヤフト駆動モーター５６を駆動し、磁石固定シ
ヤフト駆動ギヤ55,54を介して、磁石固定シヤフト５３
を回転させ、磁石中のＮ₁なる主極を感光体１４に対向
させる。

その後、現像剤支持部材固定シヤフト駆動モーター６０
を駆動し、現像剤支持部材固定シヤフト駆動ギヤ59,58
を介して、現像剤支持部材固定シヤフト５７を第２図の
矢印の様に回転させて一定時間現像する。

現像終了後、イエロー現像バイアス電圧を印加したまま
現像位置に於いて、磁石固定シヤフト駆動モーター５６
を駆動し、磁石固定シヤフト駆動ギヤ55,54を介して、
磁石固定シヤフト５３を回転させ再び第１図(a)の状態
として感光体１４と現像剤層４４を非接触とした後にイ
エロー現像バイアス電圧を停止させ回転現像装置１７を
不図示の駆動系により公転せしめて、イエロー現像装置
171を現像位置より離脱する。ここでイエロー現像剤４
４は第２図に於いて奥から手前に攪拌搬送スクリユー４
８、手前から奥に攪拌搬送スクリユー４９にて攪拌及び
搬送され、現像により消費されたトナーはそれに見合つ
た量だけトナーホツパー５０に収納されている補給トナ
ー５１がトナー補給口５２より補給される。

又、現像に寄与しない現像装置が単純に感光体１４に対
向する現像位置を通過するときは、現像剤支持部材固定
シヤフト駆動モーター６０はもちろんのこと、磁石固定
シヤフト駆動モーター５６も駆動させずに第１図(a)の
状態にて回転現像装置１７の公転により通過させる。

尚、この例に於いては、攪拌搬送スクリユー４８に対向
する位置に反撥磁極を持つ構成を挙げ、第１図(a)の様
に反撥磁極間を感光体と対向する構成としたが、何らこ
れに束縛されることなく、他の極間、若しくは極自体を
対向させて、現像剤層の穂立ちが感光体と接触しない範
囲となる様に選択すれば良い。

ここで、第１図に於ける具体的な実験値を示すと、 このとき、スリーブ４５と感光体１４との距離は2.2〜
2.8mmで好ましくは、2.6mmであつた。またスリーブ４５
と穂切りブレード４７との距離は1.6〜2.2mmで好ましく
は2.0mmである。このときのスリーブの回転数は160〜24
0r.p.mであり、一方の磁石の回転数は１〜２r.p.mが好
ましく、Ｎ₁−Ｎ₃極間の穂立ちの高さは１〜1.5mm程度
であつた。

第５図は現像時の現像位置での各主要部の作動タイミン
グを示すタイムチヤート図である。

なお、上記実施例の変形例として、現像剤は二成分系の
もの以外にも磁性粉による一成分系のものでも良い。ま
た、像担持体については感光体に限らず絶縁体であつて
も良く、この場合は静電的な気録方式を用いることにな
る。更に本発明を適用する画像形成装置としては、複写
機の他に電子計算機の出力や通信装置の受信側出力とし
てのカラー画像形成装置がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のカラー画像形成装置は、
各々異なった色の現像剤を支持搬送する現像剤支持部
材、及びこの現像剤支持部材内に配置された磁石を有す
る複数の現像装置を備え、像担持体上に色成分に応じた
静電潜像を形成し、この色成分に対応する現像装置を、
各現像位置に対して共通の１つの現像位置に移動配置し
て、上記静電潜像を現像するカラー画像形成装置に於い
て、選択された現像装置が上記現像位置に到達し、かつ
この現像装置の現像剤支持部材にカブリ防止用バイアス
電圧が印加された後に、この現像装置の上記磁石の位置
を、現像剤支持部材上の現像剤を像担持体に接触させる
位置に変更して上記静電潜像を現像し、この現像の終了
後、かつ上記選択された現像装置が現像位置から離脱す
る前に、この現像装置の現像剤支持部材に上記カブリ防
止用バイアス電圧が印加されている状態で、この現像装
置の上記磁石の位置を、現像剤支持部材上の現像剤が像
担持体に非接触となる位置に変更することを特徴とする
カラー画像形成装置であるので、所望の色を有する現像
装置が像担持体に当接現像する以前及び現像終了後、像
担持体から離脱する際のカブリ現像を皆無とすることが
出来た。それにより転写ドラム及び転写コロナのトナー
による汚染、転写材表面の先、後端及び裏面のトナーに
よる汚染を除去することが可能となったことに加えて、
現像装置の現像位置への到達時及び離脱時に発生し易い
現像剤の飛散による機内汚染をも除去することが可能と
なった。

これらにより、最終的には完成画像の品質の向上、及び
保守点検期間の延長をもはかることが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は(a)，(b)は、本発明に係る磁石の位置の原理
図、 第２図は本発明に係る回転現像装置の断面図、 第３図は、本発明に係る回転現像装置を適用したカラー
画像形成装置の断面図、 第４図は、第１図の機構を具体化した斜視図、 第５図は、現像位置での各主要部の作動タイミングを示
すチヤート図である。 図に於いて 14は像担持体である感光体 17は回転現像装置 44は現像剤 45は現像剤支持部材 46は磁石 56は磁石固定シヤフト駆動モーター 60は現像剤支持部材固定シヤフト駆動モーター を表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々異なった色の現像剤を支持搬送する現
   像剤支持部材、及びこの現像剤支持部材内に配置された
   磁石を有する複数の現像装置を備え、像担持体上に色成
   分に応じた静電潜像を形成し、この色成分に対応する現
   像装置を、各現像位置に対して共通の１つの現像位置に
   移動配置して、上記静電潜像を現像するカラー画像形成
   装置に於いて、選択された現像装置が上記現像位置に到
   達し、かつこの現像装置の現像剤支持部材にカブリ防止
   用バイアス電圧が印加された後に、この現像装置の上記
   磁石の位置を、現像剤支持部材上の現像剤を像担持体に
   接触させる位置に変更して上記静電潜像を現像し、この
   現像の終了後、かつ上記選択された現像装置が現像位置
   から離脱する前に、この現像装置の現像剤支持部材に上
   記カブリ防止用バイアス電圧が印加されている状態で、
   この現像装置の上記磁石の位置を、現像剤支持部材上の
   現像剤が像担持体に非接触となる位置に変更することを
   特徴とするカラー画像形成装置。