JPH09185247A

JPH09185247A - 電子写真現像装置

Info

Publication number: JPH09185247A
Application number: JP30395596A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kikuchi; 進菊地
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は予備現像工程では二成分磁気ブラシ現
像法を採用して現像ローラ３３上に高密度トナー薄層を
形成し、現像位置側では、該トナーを現像バイアスで像
担持体９側にトナーを飛翔させて現像を行うものであ
る。【解決手段】本発明は二成分現像剤を用いた電子写真現
像装置において、像担持体９に選択的にトナーを付着さ
せる現像ローラ３３と、キャリアとトナーとを摩擦帯電
させる攪拌手段３１との間に、磁石集成ロール３２ｂを
内包した非磁性スリーブ３２ａからなる中間ローラ３２
を介在させ、前記中間ローラ３２上にキャリアとトナー
からなる磁気ブラシを担持させた後、前記中間ローラ３
２と現像ローラ３３間に形成した予備現像バイアスを利
用してトナーのみを現像ローラ３３側に転移させ、次に
前記現像ローラ３３と像担持体９間に本現像バイアスを
印加させ、該バイアスによりトナーを飛翔させて現像を
行うものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャリアとトナー
からなる二成分現像剤を用いた電子写真現像装置に係
り、特に前記キャリアとトナーとの摩擦帯電若しくは現
像バイアスを利用して帯電されたトナーを現像ローラに
担持させた後、感光体ドラムその他の像担持体の潜像部
（正転現像の場合）若しくは非潜像部（反転現像の場
合）に選択的にトナーを付着させる電子写真現像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、感光体ドラムその他の像担持
体の潜像部（正転現像の場合）若しくは非潜像部（反転
現像の場合）に選択的にトナーを付着させる電子写真現
像装置、より具体的には乾式電子写真現像装置は周知で
ある。この種の現像装置には、現像剤としてトナーのみ
を用いる一成分現像法とトナーとキャリアを用いる二成
分現像法に分類され、更にトナーの磁性の有無に応じて
磁性一成分（二成分）現像法と非磁性一成分（二成分）
現像法にも分類される。

【０００３】磁性一成分現像法には例えば現像スリーブ
上に薄層のトナー層を形成し、これを感光体面（像担持
体）面に近接させ、この間に交流バイアスを印加し、ト
ナーを静電像に印加させる、いわゆるジャンピング現像
方式（ＵＳＰ４２８１３２９、ＵＳＰ４２９２３８７、
ＵＳＰ４３９５４７６他）が提案されている。

【０００４】しかしながら前記ジャンピング現像方式は
現像スリーブ内に内包されたマグネットロールの磁力に
より現像スリーブ上に磁気ブラシが形成されて、高密度
なトナー層が形成できず、特にフルカラー電子写真のよ
うに転写紙全面にトナーを付着させるような場合に十分
且つ均一な画像濃度を確保できないという問題が有る。

【０００５】一方非磁性一成分現像法は、磁性トナーに
比較して透明性のよいトナーが使えるために、フルカラ
ー電子写真装置に適用する場合に有利であるが、トナー
が非磁性であるために、現像スリーブのトナー供給にト
ナー磁力が使えないために、トナー供給ローラを追加し
た技術が提案されている。（Ricoh Tecnical Report,N
o.16,18(1987)）かかる技術は図７に示されるように、
マグネットローラ１１１を内包した現像スリーブ１１２
の上流側にトナー供給ローラ１１３を配置したもので、
この場合マグネットローラ１１１の磁力は、トナー吸引
力としては働かないが、弾性を有する磁性のトナー薄層
化ブレード１１４に対して現像スリーブ１１２への吸引
力として作用させている。図中１１５は除電ブラシ、１
１７はトナーアジテータ、１１６はトナーホッパであ
る。

【０００６】しかしながらかかる非磁性一成分現像法に
おいては前記したように磁性トナー薄層化ブレード１１
４に対して現像スリーブ１１２への吸引力として作用さ
せているが、トナーが非磁性であり、又、トナーアジテ
ータ１１７等を利用して摩擦帯電によるトナー攪拌を行
っているがトナー同士の攪拌では十分なる電荷を注入で
きず、結果として現像スリーブ１１２上に高密度なトナ
ー層が形成できず、前記と同様にフルカラー電子写真の
ように転写紙全面にトナーを付着させるような場合に十
分且つ均一な画像濃度を確保できないという問題が有
る。

【０００７】一方二成分現像法は一般に二成分磁気ブラ
シ現像法が用いられており、該現像方式を簡単に説明す
るに、この方式は、鉄、フェライト等の磁性粉をそのま
まか、若しくはその表面にポリマーコート層を被覆する
か、あるいはバインダポリマ中に磁性微粒子を分散した
キャリアをトナーとともに用い、その直径５０〜２００
μｍ程度に設定したキャリアと、該キャリアより小さい
粒径、例えば５〜２０μｍ前後に設定したトナーとを一
定の割合で混合して現像剤を構成し、該現像剤同士を攪
拌手段により攪拌して、キャリアとトナーとを摩擦帯電
させて、静電力によってキャリア表面にトナーを付着さ
せた後、マグネットローラを内包した非磁性現像スリー
ブ上に前記トナーとともに、キャリアを担持させるとと
もに、前記マグネットローラの磁極（主極）を利用して
現像位置における現像スリーブ上に磁気ブラシを形成す
る。そして前記現像位置で磁気ブラシを感光体上に摺擦
させながら、該現像位置に現像バイアスを印加すること
により、感光体上の潜像部（正転現像の場合）若しくは
非潜像部（反転現像の場合）に選択的にトナーを付着さ
せるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの種の
磁気ブラシ現像方式においては、現像スリーブに形成さ
れるキャリアを中心とする磁気ブラシが感光体表面を摺
擦するために、現像工程で付着したトナー画像を乱した
り、若しくは感光体ドラム側にキャリアが転移し白筋等
を発生しやすい。即ち前記従来技術の問題を整理する
に、磁性トナーを用いる磁性現像法においては、透明性
のよいトナーが使えないために、フルカラー電子写真装
置に適用する場合に不利である。特に前記ジャンピング
現像方式においては、現像スリーブ上に担持されるトナ
ー層が低密度であり、特にべた黒現像や写真現像若しく
はフルカラー現像のように転写紙全面にトナーを付着さ
せるような場合に十分且つ均一な画像濃度を確保できな
いという問題が有る。

【０００９】一方二成分磁気ブラシ現像法においては磁
性若しくは非磁性トナーのいずれも用いる事が出来るが
キャリアがトナー表面を摺擦するために、感光体ドラム
側に転移したトナー画像に乱れが生じやすい。

【００１０】本発明の目的は、前記した二成分現像法と
一成分現像法を効果的に組合せて、前記した従来技術の
欠点を容易に解消し得る電子写真現像装置を提供するこ
とにある。

【００１１】本発明の他の目的はフルカラー電子写真の
為に、透明性のよい非磁性トナーを用いた場合において
も、現像スリーブ上に担持されるトナー層を高密度化
し、且つべた黒現像や写真現像若しくはフルカラー現像
のように転写紙全面にトナーを付着させるような場合に
おいても十分な濃度を確保できるようにした電子写真現
像装置を提供することにある。又本発明の他の目的は二
成分磁気ブラシ現像法と一成分飛翔現像法とを効果的に
組合せて、一の感光体ドラムに複数の現像ユニットを装
着するカラー電子写真装置への適用を可能にした電子写
真現像装置を提供することにある。

【００１２】また、本発明の他の目的は、簡単なバイア
ス制御により濃度調整その他の現像特性を調整させるこ
とができる電子写真現像装置を提供することである。ま
た、本発明の他の目的は、現像間隔を離間させる等の機
械的制御を行う事なく、簡単なバイアス制御により像担
持体へのトナー供給／停止を制御できる電子写真現像装
置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は図１に示すよう
に、キャリアとトナーを現像容器３０内に収納してなる
いわゆる二成分現像剤を用いた電子写真現像装置におい
て、像担持体９に選択的にトナーを付着させる現像ロー
ラ３３と、キャリアとトナーとを摩擦帯電させる攪拌手
段３１との間に、磁石集成ロール３２ｂを内包した非磁
性スリーブ３２ａからなる中間ローラ３２を介在させ、
前記中間ローラ３２上にキャリアとトナーからなる磁気
ブラシを担持させた後、前記中間ローラ３２と現像ロー
ラ３３間に形成した第一のバイアス（予備現像バイア
ス）を利用してトナーのみを現像ローラ３３側に転移さ
せることを特徴とする。

【００１４】即ち本発明は前記現像ローラ３３に至る予
備現像工程まではいわゆる二成分磁気ブラシ現像により
高密度なトナー層のみを現像ローラ３３上に担持させる
ものである。そして前記現像ローラ３３より像担持体９
に選択的にトナーを付着させる本現像工程では、前記現
像ローラ３３と像担持体９間に第二のバイアス（本現像
バイアス）を印加させ、該本現像バイアスによりトナー
を飛翔させて現像を行うことを特徴とするものである。

【００１５】従って本発明は予備現像工程では二成分磁
気ブラシ現像法を採用して現像ローラ３３上に高密度ト
ナー薄層を形成し、現像位置側では、該トナーを現像バ
イアスで像担持体９側にトナーを飛翔させて現像を行う
事により濃度の高い画像形成、具体的にはべた黒現像や
写真現像若しくはフルカラー現像のように転写紙全面に
トナーを付着させるような場合においても十分な濃度を
確保できる。

【００１６】又現像ローラ３３にはキャリアの磁気ブラ
シにより十分摩擦帯電されたトナーが現像ローラ３３側
に薄層担持される為に、透明性のよい非磁成トナーを用
いた場合においても現像ローラ３３上に担持されるトナ
ー層を高密度化出来、フルカラー電子写真に有効であ
る。又本発明は二成分現像剤を用いるも現像位置では、
トナーを飛翔させて現像を行うものであるために、一層
の鮮明画像の形成が可能であるとともに、一の感光体ド
ラムに複数の現像ユニットを装着するカラー電子写真装
置への適用も容易で有る。

【００１７】従って本発明においてはトナーの帯電につ
いて着目して検討してみるに、キャリアとトナーを現像
容器３０内に収納してなる電子写真現像装置において、
像担持体９に選択的にトナーを付着させる現像ローラ３
３と、キャリアとトナーとを摩擦帯電させる攪拌手段３
１との間に、磁石集成ロール３２ｂを内包した非磁性ス
リーブ３２ａからなる中間ローラ３２を介在させ、前記
攪拌手段３１によりトナーの第一の帯電を行った後、中
間ローラ３２上にキャリアとトナーからなる磁気ブラシ
を担持させた後、該磁気ブラシを利用して第二の帯電を
行いながら前記中間ローラ３２と現像ローラ３３間で逆
帯電トナーを分離し正の帯電トナーを現像ローラ３３側
に転移させることを特徴とする電子写真現像装置である
といえる。

【００１８】即ち図１においてトナーの攪拌手段３１と
中間ローラ３２との間では、攪拌手段３１（混合攪拌
器）の摩擦帯電で帯電させ、次に磁気ブラシを利用して
第二の帯電を行うために、十分な帯電が可能となる。前
記中間ローラ３２と現像ローラ３３間では例えばバイア
スを介しての転移であるために、逆帯電トナー（像担持
体の背景部に付着する側に帯電しているトナー）が現像
ローラ３３側に転移されずに中間ローラ３２側への付着
が維持される。

【００１９】言換えれば逆帯電トナーは分離し正の帯電
トナーのみが現像ローラ３３側に転移させる事が出来、
帯電フィルタ効果を得る事が出来る。従って現像ローラ
３３側には像形成に寄与する正の帯電トナーのみが現像
ローラ３３に担持されて現像が行われているために、か
ぶりのない鮮明画像の現像が可能となる。

【００２０】又本発明は前記第一のバイアスの印加電圧
を現像時と非現像時で切り換え可能に構成し、現像時は
中間ローラ３２より現像ローラ３３へのトナー転移が、
一方非現像時は現像ローラ３３から中間ローラ３２への
トナー回収が行われるようにしたことを特徴とする。

【００２１】この結果、非現像時は現像ローラ３３から
中間ローラ３２へのトナー回収が行われる為に、像担持
体９側への像履歴が発生する余地がなく、特に現像間隔
を離間させる等の機械的制御を行う事なく、簡単なバイ
アス制御により像担持体９へのトナー供給／停止を制御
出来、特にトナー色の異なる複数の現像ユニットを一の
感光体ドラムに装着する構成の装置において有効であ
る。この場合前記第二のバイアスを、ＤＣ成分が重畳さ
れた交番バイアスで構成し、一方第一のバイアスをＤＣ
バイアスで構成する事により、前記現像時と非現像時で
の切り換えを容易に行う事が出来る。

【００２２】より具体的には、第一のバイアスのＤＣ電
圧レベルを現像時と非現像時で切り換え可能に構成し、
該第一のバイアスのＤＣ電圧レベルが、現像時には前記
第二のバイアスの重畳ＤＣ成分レベルより高く、一方非
現像時には前記第二のバイアスの重畳ＤＣ成分レベルよ
り低く設定するのがよい。

【００２３】即ちより明瞭に説明するに、使用するトナ
ーと同極性の電圧を正バイアス、逆極性を逆バイアスと
した場合において、前記第一のバイアスが現像時正バイ
アスに、非現像時逆バイアスに切り換え可能に設定する
のがよい。この場合前記第二のバイアスのＤＣ成分が正
バイアスである方が現像ローラ３３よりのトナー回収が
容易に行われる。又前記第一のバイアスの現像時の正バ
イアス、及び非現像時の逆バイアスの夫々の絶対値を１
５０〜５００Ｖの範囲とする事によりトナー疲労が軽減
し、好ましい。

【００２４】更に前記第二のバイアスをＤＣ成分を重畳
した交番バイアスで構成するとともに、該交番バイアス
が正弦波または矩形波であり、そのピークツーピーク電
圧ＡＣｐｐを２．４〜１．２Ｋｖ、周波数ＡＣＨｚを
２．５〜１．５ＫＨｚに夫々設定したトナーの電界振動
が円滑に出来、一層の高速現像が可能となる。又前記第
二のバイアスのＤＣ成分は、像担持体９の潜像部にトナ
ーを付着させる正転現像方式においては像担持体９のＶ
ｏ（帯電電位レベル）±１００ｖとし、像担持体９の非
潜像部にトナーを付着させる反転現象方式においては、
前記第二のバイアスのＤＣ成分を像担持体９のＶｌ（表
面電位）±１００ｖとするのがよい。

【００２５】更に現像時において前記第１バイアスと予
備現像バイアスとの電位差を可変可能に構成することに
より現像ローラ３３に担持されるトナー層厚の調整も可
能であり、結果として濃度調整等も容易である。又本発
明は前記キャリアの体積固有抵抗を１０⁷〜１０¹²Ω・
ｃｍとし、より具体的には体積固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ以下のキャリアと１０¹²Ω・ｃｍ以上のキャリアを混
合使用するのがよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。

【００２７】先ず本発明を図１に基づいて具体的に説明
するに１０は現像ユニット、９は感光体ドラム等の像担
持体、２６は中間転写体（シート状のベルト）で、現像
ユニット１０を構成する現像容器３０内には感光体ドラ
ム９に選択的にトナーを付着させる現像ローラ３３と、
キャリアとトナーとを摩擦帯電させる混合攪拌器３１と
の間に、磁石集成ロール３２ｂを内包した非磁性スリー
ブ３２ａからなる中間ローラ３２が介在させている。そ
して前記中間ローラ３２には予備現像バイアスとしてＤ
Ｃバイアスが、又現像ローラ３３には、ＤＣ成分が重畳
された交番バイアスが印加されている。

【００２８】そして例えば図３に示すように反転現像に
おいて感光体ドラム９の帯電（背景）電位レベルが正の
場合において、混合攪拌器３１Ａの攪拌回転によりキャ
リア４３は負、トナー４４は正に摩擦帯電され、そして
キャリアは磁性粉で形成されているために、トナーが静
電的に付着したキャリアが矢印方向に回転する中間ロー
ラ３２の表面上に磁気ブラシ状に担持される。

【００２９】一方、前記現像ローラ３３に印加される本
現像バイアス電圧Ｖｔ、前記中間ローラ３２に印加され
る予備バイアス電圧Ｖｍとすると、中間ローラ３２Ａの
磁気ブラシ状キャリアに吸着されてトナーは、Ｖｔ＜Ｖ
ｍのとき前記現像ローラ３３に転移し、Ｖｔ＞Ｖｍのと
き前記現像ローラ３３から中間ローラ３２に回収され
る。

【００３０】したがって、図２及び図４に示すように、
前記現像ローラ３３に印加されるバイアスＶｔを、直流
電圧２０〜８０Ｖが重畳されピークツーピーク値２００
０Ｖに設定し周波数を２ｋＨｚとした交番バイアスと
し、一方中間ローラ３２に印加されるバイアス電圧Ｖｍ
を、現像時に直流電圧２００Ｖに設定すると、前記バイ
アス電圧Ｖｔ＜Ｖｍである期間Ｔｌ₂のときにトナー４
４は中間ローラ３２から現像ローラ３３に転移する。そ
して、Ｖｔ＞Ｖｍである期間Ｔｌ₁のときにトナー４４
は現像ローラ３３から中間ローラ３２に回収される。

【００３１】すなわち、現像時には現像ローラ３３のバ
イアス電圧Ｖｔが２００Ｖ以下に変化する期間Ｔｌ₂の
ときにトナーは中間ローラ３２から現像ローラ３３に転
移し、Ｖｔが２００Ｖ以上に変化する期間Ｔｌ₁ときに
トナー４４が現像ローラ３３から中間ローラ３２に回収
される。前記期間Ｔｌ₂がＴｌ₁より長いために現像ロー
ラ３３にトナー層が転移する。

【００３２】一方中間ローラ３２に印加されるバイアス
電圧Ｖｍを、非現像時に直流電圧−２００Ｖに切り換え
ると、現像ローラ３３のバイアス電圧Ｖｔが−２００Ｖ
以下に変化する期間Ｔｌ’₂のときにトナー４４は中間
ローラ３２から現像ローラ３３に転移し、Ｖｔが−２０
０Ｖ以上に変化する期間Ｔｌ’₁ときにトナー４４が現
像ローラ３３から中間ローラ３２に回収されるが、前記
期間Ｔｌ₂がＴｌ₁より短いために現像ローラ３３のトナ
ーが回収される。

【００３３】又、前記交番バイアス電圧と前記直流バイ
アス電圧Ｖｍ１との電圧差（Ｖｔｍａｘ−Ｖｍ１）を可
変設定することによりトナーの転移もしくは回収期間Ｔ
ｌ₁、Ｔｌ₂が変化して、現像ローラ３３へのトナー層の
厚さが変化し、トナー濃度や現像特性を制御することが
できる。

【００３４】次に感光体ドラム９と現像ローラ３３の関
係では、現像ローラ３３に印加される中心バイアス電圧
Ｖbias（重畳ＤＣ成分）を感光体ドラム９の表面電位Ｖ
ｌ（２０ｖ）以上で且つ帯電（背景）電位レベルＶｏ
（３００〜３５０Ｖ）以下に設定する事により現像ロー
ラ３３より感光体ドラム９側にトナーを飛翔させて現像
を行うことが出来る。

【００３５】この場合、現像ローラには正に帯電したト
ナーのみが高密度で担持されている為に、前記中心バイ
アス電圧Ｖbiasを表面電位Ｖｌ側に低く（例えば８０ｖ
前後）設定した場合においても円滑に現像が可能であ
り、いわゆる低電界現像が可能になるとともに、更にこ
れによりＶbias〜Ｖｏとの位相差（かぶり除去電界）を
大きく取る事が出来、背景部のトナーかぶりを完全阻止
できる。

【００３６】次にかかる現像装置を組込んだフルカラー
電子写真プリンタについて説明する。図５は、本発明が
適用されるフルカラー電子写真プリンタの外観図で、６
０は夫々異なる色のトナー画像に対応する光信号を走査
する２ビーム光走査タイプの光走査系で、図示しない光
源からの２ビーム光変調光をポリゴンミラー６１、レン
ズ系６３等で構成される光走査系６０により、夫々像担
持体９である感光ドラム９Ａ及び９Ｂに静電潜像が結像
される。

【００３７】また、感光ドラム９Ａ，９Ｂには、それぞ
れ該ドラムを帯電するチャージャ２７及び残留トナーを
除去するクリーニングブレード２８が設けられている。
感光ドラム９Ａ，９Ｂの転写位置には、背面側に設けた
転写ローラ５０により押圧された中間転写シートベルト
２６が接触回転し、該中間転写シートベルト２６は体積
抵抗率が１０¹⁰〜１０¹⁴Ωｃｍの中抵抗領域にある無端
状のベルト体であり、厚さ１５０μｍ程度のポリカーボ
ネイト、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン等で
成形されている。図中１２は転写シートベルト２６より
残留トナーを除去するクリーナ、１３は残留トナー回収
器である。

【００３８】又中間転写シートベルト２６の外周はほぼ
転写紙の最大長とほぼ同一の周長若しくはそれより長く
形成されており、そして中間転写シートベルト２６の１
の回転時に感光ドラム９Ａよりマゼンタ色のトナーが、
又感光ドラム９Ｂよりイエロー色のトナーが夫々転写ロ
ーラ５０を介して重畳転写され、次の中間転写シートベ
ルト２６の第２の回転時に感光ドラム９Ａよりブラック
色のトナーが、又感光ドラム９Ｂよりシアン色のトナー
が夫々重畳されて中間転写シートベルト２６上に４色の
トナーが重畳担持されるように構成している。

【００３９】即ち、感光ドラム９Ａ、９Ｂには、ブラッ
ク色とイエロー色トナーの現像器１０Ａ、１０Ｂ及びマ
ゼンタ色とシアンイエロー色トナーの現像器１０Ｃ、１
０Ｄの複数の現像器が付設され、該複数の現像器１０Ａ
〜１０Ｄは中間転写シートベルト２６の１回転毎に前記
した現像ローラ３３及び中間ローラ３２のバイアス制御
により交互に現像及び非現像を繰り返すように構成して
いる。尚それぞれの現像器の現像ローラ３３は、前記感
光ドラム９Ａ、９Ｂと非接触で微小間隔を存して対峙さ
せている。尚、本実施例に用いるトナーは非磁性高抵抗
トナーを用い、５〜２０μｍ程度の平均粒径のものを用
いている。又現像ローラ３３に担持するトナー層は感光
体ドラムに移行するトナー量の１．５〜２．５倍になる
ように前記バイアスを制御するとともに、そのトナーの
平均帯電量の絶対値を５〜２０μＱ／ｍｇとした。

【００４０】又キャリアはフェライトにシリコーンコー
トされた磁性粒子の表面にポリエチレンを重合被覆した
キャリアを用い体積固有抵抗を１０⁷〜１０¹²Ωｃｍと
し、より好ましくはその体積固有抵抗が１０¹⁰Ωｃｍ以
下のキャリアと１０¹²Ωｃｍ以上のキャリアを混合使用
し、より具体的には１０¹²Ωｃｍ以上のキャリアを１０
ｗｔ％以上、具体的には１０〜４０ｗｔ％含むのがよ
い。

【００４１】又中間ローラ３２に内包する磁石集成ロー
ルは図１に示すように、現像位置側に位置する主極（Ｎ
極）を１極としているが、主極（Ｎ極）を２極とし、そ
の主極（Ｎ極）の間に現像ローラ３３と中間ローラ３２
の最近接点を位置するようにしてもよく、又主極（Ｎ
極）が一極でも二極でも現像ローラ３３に対する中間ロ
ーラ３２の主極（Ｎ極）の極位置を最近接点より上流側
６度以下、下流側を１２度以内とする。そして前記キャ
リアに平均粒径７０μｍ以上の前記磁性粉分散重合キャ
リアを用いて主極の最大磁力を６５０Ｇａｕｓｓ以上と
するのがよい。

【００４２】又前記現像ローラ３３の径はφ１０〜６ｍ
ｍ、中間ローラ３２に印加するバイアスを正弦波、また
は矩形波とし、ＡＣｐｐ＝２．４〜１．２Ｋｖ、ＡＣＨ
ｚ＝２．５〜１．５ＫＨｚ、又感光体ドラム９と現像ロ
ーラ３３との現像ギャップは０．３〜０．２ｍｍとする
のがよい。

【００４３】また、現像ローラ３３と中間ローラ３２間
のギャップは０．８５ｍｍ、中間ローラ３２と規制部材
２９とのギャップは０．９０ｍｍに設定した。そして、
前記重合コートキャリアに平均粒径約７ミクロンのポリ
エステル樹脂をメインバインダーとした粉砕トナーを重
量混合比９５：５±２の割合で混合し、現像ローラ３３
の周速より中間ローラ３２の周速を２〜５倍、好ましく
は２．５〜３倍速くするのがよい。

【００４４】元に戻り、４色のトナーが中間転写シート
ベルト２６に転写されると、用紙カセット１４に収納さ
れている転写紙が給紙ローラ１５等によって給紙通路１
６、１７を通って、レジストローラ１８の入口部に待機
させた後、前記４色の重畳トナーを転写後、その画像始
端のタイミングと合致させてレジストローラ１８を回転
させて中間転写シートベルト２６と第２転写ローラ１９
間の転写位置に導き、該転写紙に４色トナー像が転写さ
れ、該未定着トナー像が転写された転写紙は搬送装置２
０の搬送ベルト２１により、定着部２２に搬送される。
定着部２２においては、定着ローラ２３及び加圧ローラ
２４間にニップにより加熱定着され、排紙ローラ２５に
よって外部に排出されるように構成されている。

【００４５】次に、上記の電子写真プリンタに組込まれ
た現像器１０の構成を説明する。図３に示すように、現
像器１０は、感光体ドラム９側を開口した長方形状の容
器の奥側にトナータンク４６が設けられ、該トナータン
ク４６には対応する色のトナー４４が供給され、このト
ナー４４は混合攪拌器３１の下方に設けたトナーセンサ
４９によりキャリア／トナー混合比を検知し、所定混合
比以下になった際にトナー補給ローラ３９が回転し、混
合攪拌器３１側にトナーが補給され、キャリア／トナー
混合比を一定に維持する。

【００４６】キャリア／トナーは混合攪拌器３１により
均一に混合攪拌され、トナー４４は正にキャリア４３は
負に帯電される。混合攪拌器３１に隣接して、磁石集成
ロール３２Ｂを内包した中間ローラ３２が設けられ、こ
の中間ローラ３２の外周面上にトナー４４を静電吸着し
たキャリア４３の厚さを規制する規制部材２９が設けら
れている。

【００４７】よって、中間ローラ３２内には磁石集成ロ
ール３２ｂが内包され層厚規制されたキャリア４３が磁
気ブラシを形成している。また、前記中間ローラ３２に
は電圧変換回路３６Ａを介して現像用直流電源（ＤＣｍ
１）３４、及び非現像用直流電源（ＤＣｍ２）３５が切
り換え可能に印加されている。

【００４８】即ち、前記電圧変換回路３６Ａは非現像時
と現像時で直流電源（ＤＣｍ１：２００Ｖ）３４、及び
直流電源（ＤＣｍ２：−２００Ｖ）３５が切り換え可能
に構成されている。中間ローラ３２と所定間隔存して対
峙している現像ローラ３３には、バイアス電圧として、
直流電圧（ＤＣｔ）３７が重畳された交流電源８９（本
現像バイアス）が印加されている。

【００４９】よって直流電源（ＤＣｍ１）３４が印加さ
れた現像時、前記バイアス電圧の位相差を利用して中間
ローラ３２からトナー４４のみが現像ローラ３３側に転
移しトナー薄層を形成させる。

【００５０】又直流電源（ＤＣｍ２）３５が印加された
非現像時は、前記バイアス電圧の位相差を利用して現像
ローラ３３より中間ローラ３２側にトナー４４が転移し
トナー４４の回収を行う。現像ローラ３３は、感光ドラ
ム９と微小間隔存して感光ドラムと対峙して配設されて
いるとともに、前記感光ドラム９Ａの周速度より前記現
像ローラ３３周速度が速くなるように回転可能に構成し
ているとともに、前記本現像バイアスの印加により、感
光ドラム９Ａ上の非潜像部（Ｖｌ）にトナーが付着し所
定の現像を行う。

【００５１】前記現像ローラ３３に印加される本現像バ
イアス電圧Ｖｔは、前記した通り直流電圧２０〜８０
Ｖ、交流電圧をＡＣｐｐ＝２．４〜１．２Ｋｖ、ＡＣＨ
ｚ＝２．５〜１．５ＫＨｚ、現像ギャップ＝０．３〜
０．２ｍｍするのがよい。尚、現像ローラに印加するバ
イアス電圧Ｖｔは、かならずしも正弦波でなくても、振
幅可変のパルス波形であってもよい。

【００５２】また、トナー濃度を含む現像特性の調整
は、中間ローラ３２へのバイアス電圧３４（ＤＣｍ１）
の調整設定により行っても又、現像ローラ３３へのバイ
アス電圧Ｖｔを調整により行ってもよい。

【００５３】即ち図４に示すように、前記本現像バイア
ス電圧の最大値Ｖｔｍａｘと前記予備現像バイアス電圧
Ｖｍ１との電圧差（Ｖｔｍａｘ−Ｖｍ１）を可変設定可
能にするためには、Ｖｔｍａｘの値を変更することであ
り、それは、Ｖｔを形成する交流電源のピークツーピー
ク値を変更するか、該交流電源に重畳する直流電源ＤＣ
ｔを変更することによって達成される。

【００５４】また、前記本現像バイアス電圧の最小値Ｖ
ｔｍｉｎと前記予備現像バイアス電圧Ｖｍ１との電圧差
（Ｖｔｍｉｎ−Ｖｍ１）を可変設定可能にするために
は、Ｖｔｍｉｎの値を変更することであり、それは、Ｖ
ｔを形成する交流電源のピークツーピーク値を変更する
か、該交流電源に重畳する直流電源ＤＣｔを変更するこ
とによって達成される。

【００５５】これらの電圧差（Ｖｔｍａｘ−Ｖｍ１）、
（Ｖｔｍｉｎ−Ｖｍ１）を変更設定すると、図４のトナ
ーの転移もしくは回収期間Ｔｌ₁、Ｔｌ₂が変化して、現
像ローラ３３へのトナー層の厚さが変化し、現像器の現
像特性を制御することができる。

【００５６】従って、本実施例は、中間ローラ３２から
現像ローラ３３側にトナー薄層のみを転移させているの
で、現像ローラ３３にはキャリアが混入する事なく、又
感光ドラム９Ａに現像後のトナーの欠落部分周囲のトナ
ーは磁気ブラシにより摺擦されて掃き落とされ、常にフ
レッシュなトナーが中間ローラ３２側より転移するとと
もに、帯電メモリトナーは中間ローラ３２側に回収さ
れ、そこで、前記欠落部分の周囲のメモリトナー画像は
消滅され、再度画像を形成することはなく、ゴーストの
発生することがない、鮮明でコントラストのよい画像が
提供される。

【００５７】本発明に係る実施例の機構部分は上述のよ
うに構成されるが、その回路構成は図６に示されるよう
になる。ＣＵ（コントロールユニット）４０には、本フ
ルカラー電子写真プリンタによる印刷をスタートさせる
スタートスイッチ８０、印刷動作を中断させる中断スイ
ッチ８１、電源スイッチ４５よりの信号が入力可能に構
成されている。そして、ＣＵ４０よりの出力信号は、現
像器の現像ローラ３３、マグネットローラ３２、混合攪
拌器３１およびトナーセンサ４９の検知信号に基づいて
トナー補給ローラ３９を適宜駆動するモータ（Ｍ１）８
３Ａ、（Ｍ２）８３Ｂ、（Ｍ３）８３Ｃ、（Ｍ４）８３
Ｄを制御可能に構成しこれらのモータから前記各ロー
ラ３３、３２、３９、及び混合攪拌器３１を回転制御し
ている。

【００５８】また、電圧変換回路３６Ａ、３６Ｂ、３６
Ｃ、３６Ｄは中間転写ドラムの１回転毎にＣＵ４０の指
令によりそれぞれバイアス直流電源３４、及び３５を切
り換え可能に構成されている。尚、バイアス直流電源３
４はトナー濃度調整を図るためにＣＵ４０の指令によ
り、その電圧可変に構成されている。そして、これらの
電圧変換回路３６Ａ〜３６Ｄの検出電圧は電圧変換検出
回路５０に導かれＣＵの制御下で電圧変換回路３６の出
力電圧を監視している。

【００５９】ＣＵ４０の出力信号は、中間転写シートベ
ルト２６及び感光ドラム９Ａ、９Ｂを駆動するモータ
（Ｍ５）１２を駆動制御するモータ駆動回路の制御を行
い、該モータ１２にはスタート信号、中断信号によりリ
セットされモータ回転数を検出する回転数検出手段４１
が接続されている。また、ＣＵ４０は、ポリゴンミラー
を回転駆動するポリゴンモータ（Ｍ６）３８が接続さ
れ、該モータ３８の出力端には、スタート信号、中断信
号でリセットされるモータ３８の回転数を検出する回転
検出手段４２が接続されている。

【００６０】このように構成された本発明の実施例の動
作を簡単に説明する。スタートスイッチ８０が閉成され
ると、ＣＵ４０は出力信号を送出して、モータＭ１〜Ｍ
５が回転し、現像器の各機構が回転を始めるとともに、
感光ドラム９Ａ及び中間転写シートベルト２６の回転数
を検出する回転数検出手段４１をリセットし、感光ドラ
ム９Ａ及び中間転写シートベルト２６が回転を始める。

【００６１】現像器１０の中間ローラ３２に、電圧変換
回路３６Ａによって現像器１０Ａ及び１０Ｃに直流電源
３４（２００Ｖ、現像時レベル）が又現像器１０Ｂ及び
１０Ｄに直流電源３５（−２００Ｖ、非現像時レベル）
印加されているかどうかが判断され、現像時レベルのバ
イアス電圧が印加されている現像器１０Ａ及び１０Ｃは
中間ローラ３２より現像ローラ３３側にトナーが転移さ
れ現像可能状態となる。又非現像時レベルのバイアス電
圧が印加されている現像器１０Ｂ及び１０Ｄは中間ロー
ラ３２側に現像ローラ３３側よりトナーが回収され非現
像状態となる。

【００６２】ＣＵ４０は、ポリゴンモータ３８（Ｍ４）
を回転するとともに、マゼンタ及びイエローの夫々の画
像に対応する光像を対応する感光体ドラム９に結像させ
る。感光ドラム９Ａはクリーニングブレード２８Ａによ
り残留トナーを除去した後、チャージャ２７Ａにより帯
電した感光ドラム９Ａに光学系６０よりマゼンダ及びイ
エローに対応する夫々の静電潜像を形成し、現像器１０
Ａ、１０Ｃは夫々対応するマゼンダ及びイエローの現像
を行う。感光ドラム９Ａ上に形成されたマゼンダトナー
像は転写ローラにより中間転写シートベルト２６に転写
され、続いて感光ドラム９Ｂ上に形成されたイエローの
トナー像が中間転写シートベルト２６に重畳して転写さ
れる。マゼンダ及びイエローの夫々の転写紙１枚分の画
像が中間転写シートベルト２６に転写されると、ＣＵ４
０は、電圧変換回路３６Ａに出力信号を送出して、現像
器１０Ａ、１０Ｃの中間ローラ３２に印加するバイアス
電圧を非現像レベル（−２００Ｖ）に切り換え、又現像
器１０Ｂ、１０Ｄの中間ローラ３２に印加するバイアス
電圧を現像レベル（２００Ｖ）に切り換えて感光ドラム
９Ｂにより、夫々シアン及びブラックのトナーの現像を
行い、これらの各色のトナー像をシアン及びイエローの
夫々トナー像が転写された中間転写シートベルト２６に
重畳して転写する。

【００６３】４色のトナーが中間転写シートベルト２６
に転写されると、用紙カセット１４に収納されている転
写紙が給紙ローラ１５等によって給紙通路１６、１７を
通って、レジストローラ１８の入口部に待機させた後、
前記４色の重畳トナーを転写後、その画像始端のタイミ
ングと合致させてレジストローラ１８を回転させて中間
転写シートベルト２６と第２転写ローラ１９間の転写位
置に導き、該転写紙に４色トナー像が転写され、該未定
着トナー像が転写された転写紙は搬送装置２０の搬送ベ
ルト２１により、定着部２２に搬送される。定着部２２
においては、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４間にニ
ップにより加熱定着され、排紙ローラ２５によって外部
に排出される。

【００６４】

【発明の効果】従って本発明によれば、二成分現像法と
一成分現像法を効果的に組合せて、透明性のよい非磁成
トナーを用いた場合においても、現像ローラ上に担持さ
れるトナー層を高密度化し、且つべた黒現像や写真現像
若しくはフルカラー現像のように転写紙全面にトナーを
付着させるような場合においても十分な濃度を確保でき
る。又本発明は二成分磁気ブラシ現像法と一成分飛翔現
像法とを効果的に組合せて、前工程で他色のトナーを付
着させる、一の感光体ドラムに複数の現像ユニットを装
着するカラー電子写真装置にも容易に適用可能である。

【００６５】また、本発明は、簡単なバイアス制御によ
り濃度調整その他の現像特性を調整させることができ
る。また、本発明は、現像間隔を離間させる等の機械的
制御を行う事なく、簡単なバイアス制御により像担持体
へのトナー供給／停止を制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成にかかる電子写真現像装置の
基本動作説明図である。

【図２】図１の現像装置の中間ローラ、現像ローラ夫々
に印加するバイアス及び感光体ドラムの表面電位を示す
説明図である。

【図３】本発明の実施例に係る現像器の構成図である。

【図４】中間ローラ、現像ローラ夫々に印加するバイア
スの位相差により中間ローラから現像ローラにトナーが
転移する状態、現像ローラより中間ローラにトナーが回
収する状態を示す説明図である。

【図５】本発明が適用される画像形成装置の外観図であ
る。

【図６】本発明に用いられる回路のブロック構成図であ
る。

【図７】従来技術の現像器を示す概略図である。

【符号の説明】

９感光体ドラム３１トナーの攪拌手段３２中間ローラ３３現像ローラ３９トナー補給ローラ４３キャリア４４トナー４６トナータンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリアとトナーを現像容器内に収納し
てなる電子写真現像装置において、像担持体に選択的にトナーを付着させる現像ローラと、
キャリアとトナーとを摩擦帯電させる攪拌手段との間
に、磁石集成ロールを内包した非磁性スリーブからなる
中間ローラを介在させ、前記中間ローラ上にキャリアとトナーからなる磁気ブラ
シを担持させた後、前記中間ローラと現像ローラ間に形
成した第一のバイアスを利用してトナーのみを現像ロー
ラ側に転移させることを特徴とする電子写真現像装置。
【請求項２】前記現像ローラと像担持体間に第二のバ
イアスを印加させ、該バイアスによりトナーを飛翔させ
て現像を行うことを特徴とする請求項１記載の電子写真
現像装置。
【請求項３】前記第一のバイアスの印加電圧を現像時
と非現像時で切り換え可能に構成し、現像時は中間ロー
ラより現像ローラへのトナー転移が、一方非現像時は現
像ローラから中間ローラへのトナー回収が行われるよう
にしたことを特徴とする請求項１記載の電子写真現像装
置。
【請求項４】前記第二のバイアスを、ＤＣ成分が重畳
された交番バイアスＶｔで構成し、一方第一のバイアス
をＤＣバイアスで構成したことを特徴とする請求項１記
載の電子写真現像装置。
【請求項５】第一のバイアスのＤＣ電圧レベルを現像
時と非現像時で切り換え可能に構成し、該第一のバイア
スのＤＣ電圧レベルが、現像時には前記第二のバイアス
の重畳ＤＣ成分レベルより高く、一方非現像時には前記
第二のバイアスの重畳ＤＣ成分レベルより低く設定した
ことを特徴とする請求項１記載の電子写真現像装置。
【請求項６】前記第１バイアスと第２バイアスとの電
位差を可変可能に構成したことを特徴とする請求項１記
載の電子写真現像装置。
【請求項７】前記トナーが非磁性トナーである請求項
１記載の電子写真現像装置。
【請求項８】前記キャリアの体積固有抵抗を１０⁷〜
１０¹²Ω・ｃｍとした請求項１記載の電子写真現像装
置。
【請求項９】体積固有抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下のキ
ャリアと１０¹²Ω・ｃｍ以上のキャリアを混合使用した
請求項１記載の電子写真現像装置。
【請求項１０】使用するトナーと同極性の電圧を正バ
イアス、逆極性を逆バイアスとした場合において、前記
第一のバイアスが現像時正バイアスに、非現像時逆バイ
アスに切り換え可能に設定した請求項１記載の電子写真
現像装置。
【請求項１１】前記第二のバイアスのＤＣ成分が正バ
イアスである請求項２記載の電子写真現像装置。
【請求項１２】前記第一のバイアスの現像時の正バイ
アス、及び非現像時の逆バイアスの夫々の絶対値を１５
０〜５００Ｖの範囲としたことを特徴とする請求項１記
載の電子写真現像装置。
【請求項１３】前記第二のバイアスをＤＣ成分を重畳
した交番バイアスで構成するとともに、該交番バイアス
が正弦波または矩形波であり、そのピークツーピーク
電圧ＡＣｐｐを２．４〜１．２Ｋｖ、周波数ＡＣＨｚを
２．５〜１．５ＫＨｚに夫々設定した請求項２記載の電
子写真現像装置。
【請求項１４】像担持体の潜像部にトナーを付着させ
る正転現像方式において、前記第二のバイアスのＤＣ成
分を像担持体のＶｏ（帯電電位レベル）±１００ｖとす
ることを特徴とする請求項２記載の電子写真現像装置。
【請求項１５】像担持体の非潜像部にトナーを付着さ
せる反転現象方式において、前記第二のバイアスのＤＣ
成分を像担持体のＶｌ（表面電位）±１００ｖとするこ
とを特徴とする請求項２記載の現像システム。
【請求項１６】第一のバイアスの印加電圧をＤＣ成分
で構成したことを特徴とする請求項１記載の電子写真現
像装置。
【請求項１７】キャリアとトナーを現像容器内に収納
してなる電子写真現像装置において、像担持体に選択的にトナーを付着させる現像ローラと、
キャリアとトナーとを摩擦帯電させる攪拌手段との間
に、磁石集成体を内包した非磁性スリーブからなる中間
ローラを介在させ、前記攪拌手段によりトナーの第一の帯電を行った後、中
間ローラ上にキャリアとトナーからなる磁気ブラシを担
持させた後、該磁気ブラシを利用して第二の帯電を行い
ながら前記中間ローラと現像ローラ間で逆帯電トナーを
分離し正の帯電トナーを現像ローラ側に転移させること
を特徴とする電子写真現像装置。