JPH07281531A

JPH07281531A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07281531A
Application number: JP6143354A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Yoshida; 真由美吉田; Hiroharu Suzuki; 弘治鈴木; Akira Sawada; 彰沢田; Hiroshi Yoshinaga; 洋吉永; Hisashi Fujisaki; 久史藤崎
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-02-16
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、異常画像を発生しなくてクリーニ
ング条件と現像条件とを満足するように設定でき且つ画
像形成速度を速くできるようにすることを目的とする。【構成】この発明は、感光体１１上に残留するトナー
を除去すると共に感光体１１上の静電潜像を露光の光に
対して透光性を有するトナーで現像する第１の現像スリ
ーブ１６と、この第１の現像スリーブ１６により現像さ
れた画像の濃度を補うように更に静電潜像を露光の光に
対して透光性を有するトナーで現像する第２の現像スリ
ーブ１７とを含む複数の現像スリーブを備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機，プリンタ，ファ
クシミリ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機，プリンタ，ファクシミリ等の電
子写真方式画像形成装置においては、一般に、ドラム
状，ベルト状等の感光体（感光体ドラム，感光体ベルト
等）をモータにより回転させてこの感光体を帯電装置に
より均一に帯電した後に露光手段により感光体に画像露
光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置
で現像してトナー像とし、このトナー像を転写紙，中間
転写ベルト等の転写材に転写し、感光体上の残留トナー
をクリーニング装置でクリーニングブレードなどにより
除去するという作像プロセスを行っている。クリーニン
グ装置でクリーニングブレードなどにより感光体から除
去したトナーは廃トナーボトルに収容している。

【０００３】また、電子写真方式画像形成装置には、感
光体上に残留したトナーをトナー像転写後に除去するク
リーニング装置を設けずに、現像装置で感光体上の残留
トナーを回収するようにしたものが特開昭５９ー１３
３５７３号公報等によって知られている。このクリーニ
ング装置を持たない画像形成装置では、クリーニング
装置や廃トナーボトルが不要となるので、装置の小型
化，簡易化が可能となり、製造コストを低くすることが
できる。しかも、現像装置で感光体から回収したトナー
を再利用できるので、経済的であり、ランニングコスト
を低くすることができる。更に、感光体にクリーニング
装置のクリーニングブレードを当接させないので、感光
体の長寿命化が可能となる等、多くのメリットが得られ
る。

【０００４】また、現像装置は、感光体上に残留してい
るトナーを除去するクリーニング条件と，感光体上の静
電潜像を現像する現像条件とは最適値が互いに異なるの
で、クリーニング条件と現像条件とを満足するように設
定することが難しくてクリーニング条件と現像条件との
両立が難しい。そこで、電子写真方式画像形成装置にお
いて、１回の作像プロセス中に感光体を２回転させ、感
光体の１回転目に現像装置をクリーニング手段として働
かせて感光体上に残留しているトナーを除去するという
清掃工程を行った後に感光体の２回転目に清掃工程以外
の作像プロセスを行わせるものがある。

【０００５】また、特開平４ー２９６７６６号公報に
は、現像装置で現像と同時に感光体上の転写残トナーの
クリーニングを行う画像形成装置において、現像装置で
トナーとして露光光を透過する，均一な粒径分布を有す
るトナーを用いることにより異常画像の発生を防止する
ようにしたものが記載されている。さらに、特開平５
ー１４２９３２号公報には、多段磁気ブラシ現像装置の
各現像スリーブの作像条件を変更することにより、現像
と同時に感光体上の転写残トナーのクリーニングを行う
と共に画像濃度を良好に保つようにしたものが記載さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記クリーニング装置
を持たない画像形成装置では、感光体上に残留トナー
が付着している状態で画像露光を行うので、トナーのフ
ィルタ効果により露光の光がトナー内に吸収されて感光
体表面電位の露光による減衰が不十分となり、感光体上
のトナー像に白抜け等の異常画像が発生するという不具
合がある。また、上記画像形成装置では、クリーニン
グ条件と現像条件との両立が難しいことから感光体の２
回転のうち１回転は必ず現像装置による清掃工程として
使用しなければならないので、感光体の使用効率が５０
％と極めて悪く、画像形成速度が遅くなるという不具合
がある。

【０００７】また、上記画像形成装置では、露光光を
透過する，均一な粒径分布を有するトナーを用いるの
で、異常画像が発生するという不具合を解決することが
できるが、クリーニング条件と現像条件との両立が難し
い。また、上記画像形成装置では、多段磁気ブラシ現
像装置の各現像スリーブの作像条件を変更することによ
り、現像と同時に感光体上の転写残トナーのクリーニン
グを行うと共に画像濃度を良好に保つようにしたので、
クリーニング条件と現像条件との両立が可能となるが、
感光体上のトナー像に白抜け等の異常画像が発生すると
いう不具合がある。クリーニング条件と現像条件との両
立が難しいという不具合と，感光体上のトナー像に白抜
け等の異常画像が発生するという不具合との両方を解消
できるものは無い。

【０００８】本発明は、異常画像が発生しなくてクリー
ニング条件と現像条件とを満足するように設定でき且つ
画像形成速度を速くすることができる画像形成装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、感光体を回転させてこの感
光体に対して帯電及び露光を行って静電潜像を形成し、
この静電潜像を現像して転写材に転写する画像形成装置
において、前記感光体上に残留するトナーを除去すると
共に前記感光体上の静電潜像を前記露光の光に対して透
光性を有するトナーで現像する第１の現像スリーブと、
この第１の現像スリーブにより現像された画像の濃度を
補うように更に静電潜像を前記露光の光に対して透光性
を有するトナーで現像する第２の現像スリーブとを含む
複数の現像スリーブを備えたものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、前記トナーの着色剤としてイエロ
ー，マゼンタ，シアンの顔料を用い、かつ、前記露光の
光として近赤外光を用いるようにしたものである。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、前記トナーの着色剤としてイエロ
ー，マゼンタ，シアンの染料を用い、かつ、前記露光の
光として近赤外光を用いるようにしたものである。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、前記トナーとして重合トナーを用
い、かつ、前記露光の光として近赤外光を用いるように
したものである。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項１，２，３
または４記載の画像形成装置において、前記複数の現像
スリーブに互いに異なる現像バイアス電圧を印加する現
像バイアス印加手段を備えたものである。

【００１４】請求項６記載の発明は、請求項１，２，３
または４記載の画像形成装置において、前記複数の現像
スリーブ上の現像剤をそれぞれ規制する複数の規制部材
を有し、前記複数の現像スリーブにおける前記感光体と
の間の距離と前記規制部材との間の距離との比を個々に
設定したものである。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１，２，３
または４記載の画像形成装置において、前記複数の現像
スリーブの主極角度を個別に設定したものである。

【００１６】請求項８記載の発明は、請求項１，２，３
または４記載の画像形成装置において、前記複数の現像
スリーブの前記感光体に対する回転速度比を個別に設定
したものである。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明では、第１の現像スリーブ
は感光体上に残留するトナーを除去すると共に感光体上
の静電潜像を露光の光に対して透光性を有するトナーで
現像し、第２の現像スリーブは第１の現像スリーブによ
り現像された画像の濃度を補うように更に静電潜像を露
光の光に対して透光性を有するトナーで現像する。

【００１８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
画像形成装置において、トナーの着色剤としてイエロ
ー，マゼンタ，シアンの顔料が用いられ、かつ、露光の
光として近赤外光が用いられる。

【００１９】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
画像形成装置において、トナーの着色剤としてイエロ
ー，マゼンタ，シアンの染料が用いられ、かつ、露光の
光として近赤外光が用いられる。

【００２０】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
画像形成装置において、トナーとして重合トナーが用い
られ、かつ、露光の光として近赤外光が用いられる。

【００２１】請求項５記載の発明では、請求項１，２，
３または４記載の画像形成装置において、現像バイアス
印加手段が複数の現像スリーブに互いに異なる現像バイ
アス電圧を印加し、クリーニング条件と現像条件の設定
が両立する。

【００２２】請求項６記載の発明では、請求項１，２，
３または４記載の画像形成装置において、複数の現像ス
リーブ上の現像剤がそれぞれ複数の規制部材により規制
され、複数の現像スリーブにおける感光体との間の距離
と規制部材との間の距離との比は個々に設定されてクリ
ーニング条件と現像条件の設定が両立する。

【００２３】請求項７記載の発明では、請求項１，２，
３または４記載の画像形成装置において、複数の現像ス
リーブの主極角度が個別に設定されてクリーニング条件
と現像条件の設定が両立する。

【００２４】請求項８記載の発明では、請求項１，２，
３または４記載の画像形成装置において、複数の現像ス
リーブの感光体に対する回転速度比が個別に設定されて
クリーニング条件と現像条件の設定が両立する。

【００２５】

【実施例】本発明の実施例は、クリーニング装置を持た
ず、反転現像方式で現像及び感光体上の残留トナーのク
リーニングを行う電子写真方式画像形成装置において、
露光の光に対して透光性を有するトナーを用いることに
より、感光体上にトナーが残留している場合でもトナー
像に白抜け等の異常画像が発生しなくて良好な画像が得
られるものである。また、本発明の実施例は、複数本の
現像スリーブを有する多段磁気ブラシ現像装置を有し、
感光体回転方向上流側の第１の現像スリーブで前回の画
像形成時に感光体上に残留した不要なトナーを現像装置
内に回収し、感光体回転方向下流側の第２の現像スリー
ブで第１の現像スリーブにより現像された画像の濃度を
補うように更に静電潜像を現像することにより、現像と
同時に感光体上の残留トナーのクリーニングを良好に行
うものである。

【００２６】以下、図面を参照しながら本発明の各実施
例を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例の主要
部を示す。この第１実施例は、請求項１，２，５記載の
発明の実施例であり、デジタル複写機からなる電子写真
方式画像形成装置の例である。この第１実施例はスキャ
ナ部，画像処理部，書き込み部，感光体部，現像部，給
紙部等により構成される。まず、スキャナ部において
は、反射鏡，光源，ミラーからなる光学系を装備してい
てその一部の可動光学系（もしくは原稿台）の移動によ
り原稿台上の原稿を走査しながら、原稿台上の原稿を光
源により照明してその反射光像をレンズ等を介して固体
撮像素子上に結像させる。この固体撮像素子は例えばＣ
ＣＤ（電荷結合素子）が用いられ、原稿からの反射光像
を光電変換して原稿を読み取る。

【００２７】固体撮像素子からの画像信号は、Ａ／Ｄ変
換器によりデジタル信号に変換され、画像処理部で種々
の画像処理（２値化、多値化、階調処理、変倍処理、編
集処理など）が施されて書き込み部へ送られる。感光体
部は、例えばドラムの周面に感光層が形成された感光体
ドラムからなる感光体１１が用いられ、その感光層は例
えば半導体レーザからのレーザ光に対して感度が有る有
機感光体が使用される。感光体ドラム１１は、非画像形
成時（非複写時）には停止しており、画像形成時（複写
時）にはメインモータにより図示矢印方向に回転駆動さ
れて帯電チャージャからなる帯電手段１２により均一に
帯電される。帯電チャージャ１２は感光体ドラム１１側
にグリッドを有するスコロトロン方式のものであり、感
光体ドラム１１の表面を均一に負電位に帯電させる。

【００２８】感光体ドラム１１は、帯電チャージャ１２
により帯電された後に書き込み部からなる露光手段によ
り画像露光が行われて静電潜像が形成される。書き込み
部は、画像処理部からの画像信号により半導体レーザか
らなる書き込み用光源を変調駆動し、この半導体レーザ
からのレーザ光をコリメートレンズで平行な光束に変換
してアパーチャレンズにより一定形状の光束に整形し、
さらにポリゴンミラーで角速度一定の走査光に偏向して
ｆθレンズ及びミラー１３を経て感光体ドラム１１上に
等速走査するように照射することによって、画像露光を
行って静電潜像を形成する。

【００２９】この場合、感光体ドラム１１の回転により
副走査が行われ、レーザ光のポリゴンミラーによる偏向
で主走査が行われる。感光体ドラム１１の表面は、書き
込み部からレーザ光１４が照射された画像部（明部）の
電位ＶLが約−１００Ｖ程度の電位に落ち、書き込み部
からレーザ光１４が照射されない地肌部（暗部）の電位
が約−７５０〜８００Ｖ程度となることにより、静電潜
像が形成される。上記半導体レーザは近赤外光を出射す
る。

【００３０】現像部は反転現像方式多段磁気ブラシ現像
装置１５が用いられ、この多段磁気ブラシ現像装置１５
は画像形成時（現像動作時）に複数本の現像スリーブ１
６，１７と撹拌器１８等が駆動手段により駆動されて回
転することにより現像容器１９内のトナーとキャリアと
からなる２成分系現像剤が循環する。ここに、現像スリ
ーブ１６，１７はそれぞれ回転速度制御部２８，２９に
より回転速度が制御される。複数本の現像スリーブ１
６，１７は感光体ドラム１１の回転方向へ所定の間隔を
おいて設置されて感光体ドラム１１と所定の間隔をおい
て対向して配置され、感光体ドラム１１の回転方向上流
側の現像スリーブ１６は現像バイアス電圧制御部２０か
ら例えば−５００Ｖの現像バイアス電圧が印加される。
感光体ドラム１１の回転方向下流側の現像スリーブ１７
は現像バイアス電圧制御部２１から例えば−６００Ｖ前
後の現像バイアス電圧が印加される。

【００３１】この多段磁気ブラシ現像装置１５は、回転
方向上流側の現像スリーブ１６で感光体ドラム１１上の
前回の画像形成時に残留した不要なトナーをクリーニン
グして現像装置１５内に回収すると共に感光体ドラム１
１上の静電潜像を現像スリーブ１６で反転現像してトナ
ー像とし、かつ、回転方向下流側の現像スリーブ１７に
よる反転現像で感光体ドラム１１上のトナー像の濃度不
足等を補うように現像条件を設定することにより、感光
体ドラム１１上の静電潜像を現像すると同時に感光体ド
ラム１１上の残留トナーのクリーニングを良好に行うも
のであり、感光体ドラム１１上の残留トナーをクリーニ
ングするクリーニング装置が無くて多段磁気ブラシ現像
装置１５がクリーニング機能を持っている。

【００３２】現像スリーブ１６，１７は、それぞれ内部
に設けられた主極１６ａ，１７ａ（主極の一部は図示さ
れていない）を含む永久磁石により現像剤を磁気的に吸
引してその現像剤（磁気ブラシ）を回転に伴って搬送
し、感光体ドラム１１は現像スリーブ１６，１７と感光
体ドラム１１との間を搬送される現像剤により残留トナ
ーのクリーニング及び静電潜像の反転現像が行われる。
また、規制板からなる規制部材２６，２７は、それぞれ
現像スリーブ１６，１７と所定の間隔をおいて設置さ
れ、現像スリーブ１６，１７上の現像剤の一部を掻き落
すことにより現像スリーブ１６，１７上の現像剤を一定
量（一定厚）に規制する。

【００３３】また、給紙部は、転写紙からなる転写材Ｐ
が多数枚収納された給紙カセットを有し、複写開始のた
めにスタートボタンが押された場合に給紙カセットから
給紙コロにより転写紙Ｐを１枚づつレジストローラ２２
まで給紙する。レジストローラ２２は、給紙カセットか
ら給紙された転写紙Ｐを感光体ドラム１１上の現像スリ
ーブ１６，１７で現像された画像（トナー像）に同期し
て送出する。レジストローラ２２から送出された転写紙
Ｐは、転写チャージャからなる転写手段２３にて正電位
のチャージがかけられることにより帯電されて感光体ド
ラム１１上のトナー像が転写され、分離チャージャから
なる分離手段２４による交流除電で感光体ドラム１１か
ら分離される。

【００３４】この転写紙Ｐは定着手段によりトナー像が
定着されて外部へ排出される。定着手段は、例えば定着
ローラと加圧ローラとを有する定着装置が用いられ、転
写紙Ｐが定着ローラと加圧ローラとのニップ部を通過す
る際に加熱及び加圧により転写紙Ｐ上のトナー像を定着
させる。また、感光体ドラム１１は、転写紙Ｐの分離後
に除電ランプからなる除電手段２５により残留電位が除
去されて次の画像形成動作に備える。

【００３５】また、発光素子と受光素子からなる画像濃
度検知用反射型フォトセンサが感光体ドラム１１上にお
ける現像スリーブ１６，１７による各現像位置の中間部
に対向して配置される。感光体ドラム１１は書き込み部
により一定パターン（例えば真黒または網点のパター
ン）が露光されて静電潜像が形成され、この静電潜像が
現像スリーブ１６で現像されて一定パターンのトナー像
となる。上記画像濃度検知用フォトセンサは感光体ドラ
ム１１上の一定パターンのトナー像の濃度と地肌部の濃
度とを光学的に検知する。現像バイアス電圧制御部２１
は、画像濃度検知用フォトセンサの感光体ドラム１１上
の一定パターンのトナー像と地肌部とに対する各出力値
の比を求め、この比に基づいて現像スリーブ１７への現
像バイアス電圧を制御することによって複写画像濃度を
最適な濃度に制御する。

【００３６】この第１実施例では、図２に示すように感
光体ドラム１１の表面電位は、地肌部電位（暗部電位）
Ｖ_Dが約−８００Ｖ、画像部電位（明部電位）Ｖ_Lが約−
１００Ｖになるように設定されており、感光体ドラム１
１上の静電潜像は最終的に画像部電位Ｖ_Lと，現像スリ
ーブ１７に印加される約−６００Ｖの現像バイアス電圧
Ｖ_B’との電位差（Ｖ_L−Ｖ_B’）＝５００Ｖの現像電圧
による現像電界により現像される。

【００３７】ところで、露光時に感光体ドラム１１上に
トナーが残留していると、従来は次回の画像形成動作時
に感光体ドラム１１上のトナーのフィルタ効果によって
書き込み部からのレーザ光１４が感光体ドラム１１上の
トナーに吸収されてしまい、図２に示すように感光体ド
ラム１１上の画像部電位は感光体ドラム１１上のトナー
Ｂによるレーザ光の吸収で減衰が不十分となって感光体
ドラム１１上のトナーが無い部分Ａの画像部電位Ｖ_Lと
地肌部電位Ｖ_Dとの中間の電位Ｖ_L’となってしまう。

【００３８】このような感光体ドラム１１上の画像部電
位が残留トナーにより電位Ｖ_L’となった部分において
は、最終的に画像部電位Ｖ_L’と，現像スリーブ１７に
印加される約−６００Ｖの現像バイアス電圧Ｖ_B’との
電位差（Ｖ_L−Ｖ_B’）＝５００Ｖの現像電圧による現像
電界により現像されるので、現像電圧（Ｖ_L−Ｖ_B’）が
周囲の画像部の現像電圧（Ｖ_L−Ｖ_B）よりも小さい値と
なって十分に現像されなくなり、転写紙Ｐ上の転写画像
の画像部が白抜け画像等の異常画像となるという現象が
生ずる。この現象は網点画像やライン画像の集合からな
るハーフトーン画像において特に顕著に現われる。

【００３９】このような不具合を防止するため、第１実
施例では、現像装置１５内の現像剤は書き込み部におけ
る半導体レーザからのレーザ光１４を透過するトナー
と，キャリアからなる２成分系現像剤を用いることによ
り、感光体ドラム１１の書き込み部による露光時に感光
体ドラム１１上にトナーが残留していても感光体ドラム
１１上の画像部の光減衰に支障を来さないようにしてい
てる。

【００４０】この第１実施例では、書き込み部の半導体
レーザからなる書き込み用光源は図３に示すように７０
０〜９００ｎｍの近赤外光を出射し、その発光分布曲線
は近赤外領域において７８０ｎｍをピークとして凸状を
描くものである。なお、書き込み部の書き込み用光源は
半導体レーザ以外の７００〜９００ｎｍの近赤外光を出
射するものを用いてもよく、白色光源などを赤外透過フ
ィルタで覆って７００〜９００ｎｍの近赤外光を得るよ
うにしたものでもよい。

【００４１】図４は上記トナーの分光透過率を示す。図
４において、ブラック（Ａ）の特性曲線は一般的なカー
ボンブラック顔料を着色剤として用いたトナーの分光透
過率を示す。このトナーは、すべての光に対してほとん
ど透過性を持たないので、上述した異常画像が生ずる。
第１実施例において現像装置１５で用いる現像剤のトナ
ーは着色剤としてイエロー，マゼンタ，シアンの各顔料
をブレンドしたものを用いて粉砕法により製造したトナ
ー、即ち上記着色剤や樹脂，帯電極性剤などを溶融混練
して機械的に粉砕，分級することによって得た黒トナー
であり、その分光透過率は図４のブラック（Ｂ）の特性
曲線で表わされる。

【００４２】このトナーは、書き込み部の書き込み用光
源からの７８０ｎｍ付近の近赤外光に対して約５０％の
透過率を持つので、露光時に感光体ドラム１１上の画像
部の光減衰に悪影響を与えることが少なくなる。なお、
このトナーは、可視光領域においては殆どの光を吸収す
るので、人間の目では黒トナーと判断されて画像の目視
に何ら支障を来すことはない。

【００４３】次に、感光体ドラム１１上の残留トナーの
クリーニングについて説明する。一般に、トナーの粒径
が小さくなる程、画像品質が向上する反面、感光体ドラ
ム１１上の残留トナーをクリーニング装置のクリーニン
グブレードでクリーニングした場合に経時でクリーニン
グブレードの摩耗や欠けが発生することによりトナーが
クリーニングブレードを通過し易くなって残留トナーの
クリーニングが不利になるという問題があった。

【００４４】この第１実施例では、感光体ドラム１１上
の残留トナーを現像装置１５の現像スリーブ１６で静電
的に除去するので、上記問題が無くなり、しかも、クリ
ーニング装置を設けずに現像装置１５で感光体ドラム１
１上の静電潜像の現像と同時に感光体ドラム１１上の残
留トナーのクリーニングを行うことができる。感光体ド
ラム１１上の転写残トナーのうち新たに画像が形成され
る画像部に位置するトナーは、そのまま活用しても特に
問題とならないので、除去する必要がない。感光体ドラ
ム１１上の転写残トナーのうち非画像部に位置するトナ
ーは、画質を損なうので、確実に除去しなければならな
い。

【００４５】感光体ドラム１１上の転写残トナーは、帯
電チャージャ１２によりトナーの帯電極性と同極性に帯
電されるので、転写工程で逆極性の電荷が注入されてい
ても、次回の画像形成時には必ず本来あるべき帯電極性
を強く維持している。従って、現像装置１５の現像スリ
ーブ１６による現像位置において現像スリーブ１６上の
現像剤から感光体ドラム１１へトナーが転移することを
抑制する電界、すなわち、感光体ドラム１１上の地肌部
電位Ｖ_Dと，現像スリーブ１６に印加される現像バイア
ス電圧Ｖ_Bとの電位差（Ｖ_L−Ｖ_B）の抑制電圧による電
界によって現像スリーブ１６側に転移して回収される。

【００４６】また、高湿度環境下などにおいては、転写
手段によるトナー像転写効率が低下して多量のトナーが
感光体ドラム１１上に残留する傾向があるので、単に感
光体ドラム１１上の残留トナーを現像スリーブ１６でク
リーニングするというようにクリーニング条件を設定し
ても、感光体ドラム１１上の残留トナーを完全にクリー
ニングすることができないことがある。

【００４７】通常の１本の現像スリーブを用いた磁気ブ
ラシ現像装置では、感光体ドラム上の残留トナーに対す
るクリーニング効果を高めるために現像バイアス電圧を
下げて現像装置から感光体ドラムへトナーが転移するこ
とを抑制する電界を大きくするように現像条件を設定す
ると、逆に感光体ドラム上の画像部電位と現像バイアス
電圧との差の現像電圧が小さくなり、画像濃度の低下、
感光体ドラムへのキャリア付着等の不具合が生ずる。こ
のように従来の現像装置では、クリーニング条件と現像
条件との両方を満足するように設定することは困難であ
り、どちらかが犠牲にされていた。

【００４８】第１実施例では、現像装置１５は、２本の
現像スリーブ１６，１７を有する多段磁気ブラシ現像装
置であって、現像スリーブ１６と現像スリーブ１７とが
別個の役割を担うように設定され、すなわち、現像スリ
ーブ１６がクリーニング条件を満足させるという役割を
担い、かつ、現像スリーブ１７が現像条件を満足させる
という役割を担うように作像条件が設定されている。

【００４９】すなわち、上述したように感光体ドラム１
１の表面電位は、地肌部電位（暗部電位）Ｖ_Dが約−８
００Ｖ、画像部電位（明部電位）Ｖ_Lが約−１００Ｖに
なるように設定されており、現像スリーブ１６には現像
バイアス電圧制御部２０から−５００Ｖの現像バイアス
電圧Ｖ_Bが印加されて感光体ドラム１１上の静電潜像が
（Ｖ_L−Ｖ_B）＝４００Ｖの現像電圧による現像電界によ
り現像される。また、同時に（Ｖ_D−Ｖ_B）＝３００Ｖの
抑制電圧による抑制電界によって感光体ドラム１１上の
前回の画像形成時の転写残トナーのうちの非画像部に付
着したトナー（画質を損なう不要なトナー）は、帯電極
性と同じ負の電位に帯電しているので、感光体ドラム１
１の表面から離脱して現像スリーブ１６側に移動するこ
とによってクリーニングされる。

【００５０】図７は現像電圧（Ｖ_L−Ｖ_B）と画像濃度と
の関係を示し、図８は抑制電圧（Ｖ_D−Ｖ_B）とクリーニ
ング性との関係を示す。上述した現像ローラ１６による
作像条件では、感光体ドラム１１上に残留する不要なト
ナーは略完全にクリーニングされて現像装置１５内に回
収され、感光体ドラム１１上のトナー像はトナー付着量
が少なくて十分な画像濃度にならない。

【００５１】現像ローラ１７は、感光体ドラム１１上の
トナー像の濃度不足を補うように現像バイアス電圧制御
部２１から−６００Ｖの現像バイアス電圧Ｖ_B’が印加
され、感光体ドラム１１上の静電潜像が現像ローラ１６
による現像後にさらに現像ローラ１７により（Ｖ_L−
Ｖ_B’）＝５００Ｖの現像電圧による現像電界で現像さ
れて十分に高い画像濃度のトナー像が得られる。このよ
うに、第１実施例では、クリーニング条件と現像条件と
の両方を満足するように作像条件が設定されて感光体ド
ラム１１上の静電潜像の現像と同時に感光体ドラム１１
上の残留トナーのクリーニングが良好に行われる。従っ
て、クリーニング装置を設けなくても、感光体ドラム１
１上の残留トナーが転写紙Ｐに転写して画像の地汚れ等
が発生するという不具合を防止できる。また、現像装置
１５で感光体ドラム１１上の残留トナーを回収した後に
再使用するので、経済的にも有利である。

【００５２】本発明の第２実施例は、請求項１，３記載
の発明の実施例であり、上記第１実施例において、現像
装置１５内の現像剤のトナーを着色剤としてイエロー，
マゼンタ，シアンの各染料をブレンドしたものを用いて
粉砕法により製造したトナー、即ち上記着色剤や樹脂，
帯電極性剤などを溶融混練して機械的に粉砕，分級する
ことによって得た黒トナーとしたものである。このトナ
ーの分光透過率は図４に示すブラック（Ｃ）の特性曲線
で表わされる。このトナーは、書き込み部の書き込み用
光源からの７８０ｎｍ付近の近赤外光に対して約９０％
の透過率を持つので、露光時に感光体ドラム１１上にト
ナーが残留していても静電潜像を安定して形成すること
が可能である。なお、このトナーは、可視光領域におい
ては殆どの光を吸収するので、人間の目では黒トナーと
判断されて画像の目視に何ら支障を来すことはない。

【００５３】本発明の第３実施例は、請求項１，２，４
記載の発明の実施例であり、上記第１実施例において、
現像装置１５内の現像剤のトナーを着色剤としてイエロ
ー，マゼンタ，シアンの各染料をブレンドしたものを用
いて分散重合法によって製造した黒トナーとしたもので
ある。このトナーは、重合性単量体を重合して得られる
樹脂粒子を母体としてこの樹脂粒子の体積平均粒径Ｄv
と個数平均粒径Ｄpとの比が１．００≦（Ｄv／Ｄp）≦
１．２０の範囲にあり、Ｄvが０〜２０μｍである。こ
の分散重合トナー（分散重合法によって製造したトナ
ー）は、分散重合法で粒径を比較的均一に作ることがで
きるので、現像装置１５で回収したトナーを再利用する
場合にも経時変動が少なくなり、安定した画像品質が得
られる。また、このトナーは、イエロー，マゼンタ，シ
アンの各染料を用いているので、分光透過率特性曲線が
図４に示すブラック（Ｃ）と略同じである。なお、この
トナーは、可視光領域においては殆どの光を吸収するの
で、人間の目では黒トナーと判断されて画像の目視に何
ら支障を来すことはない。図５は粉砕法により製造した
トナーの粒径分布を示し、図６は分散重合法により製造
したトナーの粒径分布を示す。重合トナーとして乳化、
懸濁、分散重合法により製造したものが実用化されてお
り、この実施例では分散法により製造した分散重合トナ
ーを用いたが、他の方式により製造した重合トナーでも
同様の結果が得られる。

【００５４】本発明の第４実施例は、請求項１，６記載
の発明の実施例であり、上記第１実施例において、現像
装置１５のクリーニング条件と現像条件との両方を満足
するように現像スリーブ１６，１７における感光体ドラ
ム１１とのギャップ（対感光体ドラム１１間距離）と規
制板２６，２７とのギャップ（対規制板２６，２７間距
離）との比を互いに異なる値に個々に設定したものであ
り、現像スリーブ１６，１７に現像バイアス電圧制御部
２０，２１から印加する現像バイアス電圧は適宜に設定
される。

【００５５】この第４実施例では、現像スリーブ１６に
現像バイアス電圧制御部２０から印加する現像バイアス
電圧を下げる代りに、現像スリーブ１６がクリーニング
条件を満足させるという役割を担うように現像スリーブ
１６と感光体ドラム１１とのギャップＰＧ₁と，現像ス
リーブ１６と規制板２６とのギャップＤＧ₁との比ＰＧ₁
／ＳＧ₁が現像スリーブ１７と感光体ドラム１１とのギ
ャップＰＧ₂と，現像スリーブ１７と規制板２７とのギ
ャップＤＧ₂との比に比べて大きめに設定してある。

【００５６】これは、現像スリーブ１６，１７と感光体
ドラム１１との間では、感光体ドラム１１側に引き寄せ
られた負帯電トナーを現像スリーブ１６，１７上の正帯
電キャリアに引き戻す、一般的にスキャベンジング力と
言われる力が働くためである。ＰＧ₁／ＳＧ₁が大きけれ
ば現像スリーブ１６と感光体ドラム１１との間のスキャ
ベンジング力が大きくなって感光体ドラム１１上の残留
トナーのクリーニングが良好に行われる。しかし、ＰＧ
₁／ＳＧ₁が大き過ぎれば画像部の後端が白く抜けるベタ
クロス抜けやハーフトーン後端白抜け等の異常画像が生
ずることがあるので、ＰＧ₁／ＳＧ₁は最適値に設定する
必要があり、この第４実施例ではＰＧ₁／ＳＧ₁＝０．９
６（ｍｍ）／０．７６（ｍｍ）に設定してある。現像ス
リーブ１７と感光体ドラム１１とのギャップＰＧ₂と，
現像スリーブ１７と規制板２７とのギャップＤＧ₂との
比ＰＧ₂／ＤＧ₂はＰＧ₂／ＤＧ₂＝０．７６（ｍｍ）／
０．６０（ｍｍ）に設定されており、スキャベンジング
力が小さくて白抜け，画像濃度ムラ等が無く画像濃度を
満たした良好な画像が得られる。

【００５７】本発明の第５実施例は、請求項１，７記載
の発明の実施例であり、上記第１実施例において、現像
装置１５のクリーニング条件と現像条件との両方を満足
するように現像スリーブ１６，１７内の主極１６ａ，１
７ａの角度を互いに異なる条件（０〜１０°）に設定し
たものであり、現像スリーブ１６，１７に現像バイアス
電圧制御部２０，２１から印加する現像バイアス電圧は
適宜に設定される。

【００５８】この第５実施例では、現像スリーブ１６に
現像バイアス電圧制御部２０から印加する現像バイアス
電圧を下げる代りに、現像スリーブ１６がクリーニング
条件を満足させるという役割を担うように主極１６ａの
角度が設定され、すなわち、現像スリーブ１６と感光体
ドラム１１との間の現像領域にて現像剤（磁気ブラシ）
を穂立ちさせるための永久磁石からなる主極１６ａの角
度は現像スリーブ１６と感光体ドラム１１とを結ぶ線に
対して０度に設定されている。このため、現像スリーブ
１６上の穂立ち状態となった磁気ブラシが感光体ドラム
１１の表面を摺擦するようになってスキャベンジング力
が大きく働き、感光体ドラム１１上の残留トナーのクリ
ーニングが良好に行われる。また、主極１７ａの角度は
現像スリーブ１７と感光体ドラム１１とを結ぶ線に対し
て１０度に設定されて現像スリーブ１７上の寝た状態の
磁気ブラシが感光体ドラム１１の表面に押し付けられな
がら移送され、スキャベンジング力が小さくて白抜け，
画像濃度ムラ等が無く画像濃度を満たした良好な画像が
得られる。

【００５９】本発明の第６実施例は、請求項１，８記載
の発明の実施例であり、上記第１実施例において、現像
装置１５のクリーニング条件と現像条件との両方を満足
するように現像スリーブ１６，１７の感光体ドラム１１
に対する回転速度比を互いに異なる値に設定したもので
あり、現像スリーブ１６，１７に現像バイアス電圧制御
部２０，２１から印加する現像バイアス電圧は適宜に設
定される。

【００６０】この第６実施例では、現像スリーブ１６に
現像バイアス電圧制御部２０から印加する現像バイアス
電圧を下げる代りに、現像スリーブ１６がクリーニング
条件を満足させるという役割を担うように現像スリーブ
１６の回転速度が３６０ｍｍ／ｓｅｃ（現像スリーブ１
６の感光体ドラム１１に対する回転速度比３．０）に設
定され、回転速度制御部２８により現像スリーブ１６の
回転速度が設定速度に制御される。このように現像スリ
ーブ１６の感光体ドラム１１に対する回転速度比が大き
いことにより、現像スリーブ１６が感光体ドラム１１か
らトナーを掻き取る力が大きくなって感光体ドラム１１
上の残留トナーに対するクリーニング能力が高くなり、
感光体ドラム１１上の残留トナーのクリーニングが良好
に行われる。

【００６１】また、現像スリーブ１７の回転速度は、高
過ぎると画像の白抜けが生じ易くなるという副作用があ
るので、画像の白抜けや地肌汚れが生じないように３０
０ｍｍ／ｓｅｃ（現像スリーブ１７の感光体ドラム１１
に対する回転速度比２．５）に設定され、スキャベンジ
ング力が小さくて白抜け，画像濃度ムラ等が無く画像濃
度を満たした良好な画像が得られる。

【００６２】以上のように上記各実施例では、多段磁気
ブラシ現像装置１５を用いて現像スリーブ１６で前回の
画像形成時に感光体ドラム１１上に残留した不要なトナ
ーをクリーニングして回収し、現像スリーブ１７で画像
濃度不足や白抜け等の異常画像を低減するように作像条
件を設定しているので、クリーニング条件と現像条件と
の両方を満足するように設定できる。このため、クリー
ニング装置が無いにも拘らず不具合が殆ど生ずることが
なく、画像濃度不足や白抜け等の異常画像を低減でき
る。また、感光体ドラム１１の２回転のうち１回転を現
像装置による清掃工程として使用する必要もなく、感光
体ドラム１１の使用効率が良くて画像形成速度を速くす
ることができる。

【００６３】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、使用条件等に応じて３本以上の現像スリ
ーブを有する多段磁気ブラシ現像装置などを用いるよう
にしてもよい。３本以上の現像スリーブを有する多段磁
気ブラシ現像装置は、感光体回転方向上流側の１本もし
くは複数本の現像スリーブがクリーニング条件を満足さ
せるという役割を担うように設定され、感光体回転方向
下流側の１本もしくは複数本の現像スリーブが現像条件
を満足させるという役割を担うように設定される。ま
た、本発明は上記実施例とは異なる複写機やプリンタ，
ファクシミリ等の電子写真方式画像形成装置に適用する
ことができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、感光体を回転させてこの感光体に対して帯電及び露
光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して
転写材に転写する画像形成装置において、前記感光体上
に残留するトナーを除去すると共に前記感光体上の静電
潜像を前記露光の光に対して透光性を有するトナーで現
像する第１の現像スリーブと、この第１の現像スリーブ
により現像された画像の濃度を補うように更に静電潜像
を前記露光の光に対して透光性を有するトナーで現像す
る第２の現像スリーブとを含む複数の現像スリーブを備
えたので、クリーニング装置無しでも感光体上の残留ト
ナーが感光体の露光による光減衰に支障を来さず、白抜
け等の異常画像が無い良好な画像を得ることが可能とな
る。しかも、感光体の２回転のうち１回転は必ず清掃工
程とする必要が無くて使用画像形成速度を速くすること
ができる。

【００６５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の画像形成装置において、前記トナーの着色剤として
イエロー，マゼンタ，シアンの顔料を用い、かつ、前記
露光の光として近赤外光を用いるようにしたので、請求
項１記載の画像形成装置と同様な効果が得られる。

【００６６】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の画像形成装置において、前記トナーの着色剤として
イエロー，マゼンタ，シアンの染料を用い、かつ、前記
露光の光として近赤外光を用いるようにしたので、請求
項１記載の画像形成装置と同様な効果が得られる。

【００６７】請求項４記載の発明によれば、請求項１記
載の画像形成装置において、前記トナーとして重合トナ
ーを用い、かつ、前記露光の光として近赤外光を用いる
ようにしたので、請求項１記載の画像形成装置と同様な
効果が得られる。

【００６８】請求項５記載の発明によれば、請求項１，
２，３または４記載の画像形成装置において、前記複数
の現像スリーブに互いに異なる現像バイアス電圧を印加
する現像バイアス印加手段を備えたので、クリーニング
条件と現像条件との両方を満足するように設定できてク
リーニング及び現像を良好に行うことができる。

【００６９】請求項６記載の発明によれば、請求項１，
２，３または４記載の画像形成装置において、前記複数
の現像スリーブ上の現像剤をそれぞれ規制する複数の規
制部材を有し、前記複数の現像スリーブにおける前記感
光体との間の距離と前記規制部材との間の距離との比を
個々に設定したので、クリーニング条件と現像条件との
両方を満足するように設定できてクリーニング及び現像
を良好に行うことができる。

【００７０】請求項７記載の発明によれば、請求項１，
２，３または４記載の画像形成装置において、前記複数
の現像スリーブの主極角度を個別に設定したので、クリ
ーニング条件と現像条件との両方を満足するように設定
できてクリーニング及び現像を良好に行うことができ
る。

【００７１】請求項８記載の発明によれば、請求項１，
２，３または４記載の画像形成装置において、前記複数
の現像スリーブの前記感光体に対する回転速度比を個別
に設定したので、クリーニング条件と現像条件との両方
を満足するように設定できてクリーニング及び現像を良
好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。

【図２】同第１実施例を説明するための図である。

【図３】半導体レーザの発光特性を示す特性曲線図であ
る。

【図４】本発明の各実施例で使用するトナー及びその顔
料の分光透過率を示す特性曲線図である。

【図５】粉砕法により製造したトナーの粒径分布を示す
図である。

【図６】分散重合法により製造したトナーの粒径分布を
示す図である。

【図７】上記第１実施例の現像電圧と画像濃度との関係
を示す特性曲線図である。

【図８】上記第１実施例の抑制電圧とクリーニング性と
の関係を示す特性曲線図である。

【符号の説明】

１１感光体ドラム１５多段磁気ブラシ現像装置１６，１７現像スリーブ２０，２１現像バイアス電圧制御部２８，２９回転速度制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０６Ａ 9/08 9/09 15/01 １１３Ａ 15/06 １０１ 15/09 Ｚ 21/10 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１０ (72)発明者吉永洋東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内 (72)発明者藤崎久史東京都大田区中馬込１丁目３番６号・株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体を回転させてこの感光体に対して帯
電及び露光を行って静電潜像を形成し、この静電潜像を
現像して転写材に転写する画像形成装置において、前記
感光体上に残留するトナーを除去すると共に前記感光体
上の静電潜像を前記露光の光に対して透光性を有するト
ナーで現像する第１の現像スリーブと、この第１の現像
スリーブにより現像された画像の濃度を補うように更に
静電潜像を前記露光の光に対して透光性を有するトナー
で現像する第２の現像スリーブとを含む複数の現像スリ
ーブを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、前
記トナーの着色剤としてイエロー，マゼンタ，シアンの
顔料を用い、かつ、前記露光の光として近赤外光を用い
るようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、前
記トナーの着色剤としてイエロー，マゼンタ，シアンの
染料を用い、かつ、前記露光の光として近赤外光を用い
るようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１記載の画像形成装置において、前
記トナーとして重合トナーを用い、かつ、前記露光の光
として近赤外光を用いるようにしたことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項５】請求項１，２，３または４記載の画像形成
装置において、前記複数の現像スリーブに互いに異なる
現像バイアス電圧を印加する現像バイアス印加手段を備
えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１，２，３または４記載の画像形成
装置において、前記複数の現像スリーブ上の現像剤をそ
れぞれ規制する複数の規制部材を有し、前記複数の現像
スリーブにおける前記感光体との間の距離と前記規制部
材との間の距離との比を個々に設定したことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項７】請求項１，２，３または４記載の画像形成
装置において、前記複数の現像スリーブの主極角度を個
別に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】請求項１，２，３または４記載の画像形成
装置において、前記複数の現像スリーブの前記感光体に
対する回転速度比を個別に設定したことを特徴とする画
像形成装置。