JPH09305014A - 現像装置及び該装置を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非磁性１成分現像剤を用いて現像を行う現像
装置及び該装置を用いた画像形成装置において、画像濃
度の変動、トナー飛散、及び、像保持体の地汚れを防止
する。 【解決手段】 画像処理部から出力された２色目の色の
画像信号に基づき、画像の面積率に応じた供給バイアス
電圧を上記現像剤供給ローラ３６に与えるように、第２
現像制御部５により上記供給ローラバイアス電源４１を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置の現像装置及び該装
置を用いた画像形成装置に係り、詳しくは現像剤を担持
する現像剤担持体と、該現像剤担持体上に該現像剤を供
給する現像剤供給部材とを備え、画像信号に基づいて形
成された像担持体上の潜像を現像する現像装置及び該装
置を用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真や静電記録などに採用さ
れる乾式現像装置には、トナーとキャリヤとを含む二成
分系現像剤を用いるものと、キャリヤを含まない一成分
系現像剤を用いるものとがある。前者の装置は、比較的
安定して良好な画像が得られるが、その反面、キャリヤ
の劣化及びトナーとキャリヤとの混合比の変動などが発
生しやすく、装置の維持管理性やコンパクト化に難点が
ある。一方、後者の装置はトナー中にキャリヤに相当す
る物質を含有させてあり、磁力を利用してトナーを移動
させる場合には、トナーに磁性体を含有させる。しかし
ながら磁性体は不透明であるので、カラー現像において
は非磁性現像剤を用いる装置が適しており、この場合、
磁力を用いずに現像剤担持体としての例えば現像ローラ
に現像剤を安定に供給する必要がある。そこで、特開昭
６１−４２６７２号公報には非磁性の一成分現像剤を用
いる現像装置において、上記現像ローラに接触しながら
回転することにより、該現像ローラに現像剤を供給する
現像剤供給ローラを設けた現像装置が開示されている。
この技術によれば、トナーに必要な電荷が十分に付与さ
れると共に均一に薄層化された現像に好適なトナー薄層
を上記現像ローラ上に安定に形成することができる。

【０００３】ここで、画像比率が比較的小さい場合に、
上記現像装置が現像を行わずに空駆動する状態が生じる
と、現像剤の劣化や飛散、画像の乱れが発生する恐れが
ある。そこで、例えば、特開平５−１３４５３０号公
報、特開平６−２０８２７７号公報には、画像信号の有
無により現像装置の駆動タイミングを制御することで該
現像装置の空転時間を少なくする装置が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、現像ローラ
上に供給された現像剤の消費量は形成する画像中のトナ
ーを付着させるべき部分の量（以下、トナー付着部の量
という）によって変化するので、上記特開平５−１３４
５３０号公報、特開平６−２０８２７７号公報の装置に
おいて、画像信号有を検出して現像装置を駆動させると
きに現像ローラ上に供給されるトナー量が上記トナー付
着部の量の割に少ないと、画像濃度の低下をもたらすこ
ととなってしまう。しかしながら、現像ローラ上に供給
されるトナー量が上記トナー付着部の量の割に多いと現
像器下流へのトナー飛散、像保持体上の地汚れなどが発
生してしまうという問題点があった。

【０００５】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、画像濃度の変動がな
く、トナー飛散、及び、像保持体の地汚れを防止するこ
とができる現像装置及び該装置を用いた画像形成装置を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、現像剤を担持する現像剤担持体
と、該現像剤担持体上に該現像剤を供給する現像剤供給
部材とを備え、画像信号に基づいて形成された像担持体
上の潜像を現像する現像装置であって、上記現像剤供給
部材に供給バイアス電圧を印加する供給バイアス電圧印
加手段と、上記画像信号に応じて上記供給バイアス電圧
印加手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とす
るものである。

【０００７】この現像装置においては、上記制御手段に
より、上記画像信号に応じて上記供給バイアス電圧印加
手段で上記現像剤供給部材に印加する供給バイアス電圧
を適宜変化させ、上記現像剤供給部材により、画像の量
に応じた現像剤を上記現像剤担持体に供給する。

【０００８】請求項２の発明は、現像剤を担持する現像
剤担持体と、表面を移動させながら該現像剤担持体上に
該現像剤を供給する現像剤供給部材とを備え、画像信号
に基づいて形成された像担持体上の潜像を現像する現像
装置であって、上記画像信号に応じて上記現像剤供給部
材の移動速度を制御する制御手段を設けたことを特徴と
するものである。

【０００９】この現像装置においては、上記制御手段に
より、上記画像信号に応じて上記現像剤供給部材の移動
速度を変化させ、上記現像剤供給部材により、画像の量
に応じた現像剤を上記現像剤担持体に供給する。

【００１０】請求項３の発明は、現像剤を担持する現像
剤担持体と、該現像剤担持体上に該現像剤を供給する現
像剤供給部材とを備え、画像信号に基づいて形成された
像担持体上の潜像を現像する現像装置であって、上記現
像剤を撹拌すると共に上記現像剤供給部材に該現像剤を
搬送する現像剤撹拌手段を有し、上記画像信号に応じて
上記現像剤撹拌手段の搬送力を制御する制御手段を設け
たことを特徴とするものである。

【００１１】この現像装置においては、上記制御手段に
より、上記画像信号に応じて上記現像剤撹拌手段の搬送
力を変化させ、画像の量に応じた搬送力で現像剤供給部
材に現像剤を搬送する。

【００１２】請求項４の発明は、画像信号に基づいて像
担持体に形成された潜像を現像装置で現像して画像形成
を行う画像形成装置において、上記現像装置として請求
項１、２又は３の現像装置を用いたことを特徴とするも
のである。

【００１３】この画像形成装置においては、上記制御手
段により、上記画像信号に応じて上記供給バイアス電
圧、上記現像剤供給部材の移動速度、あるいは上記現像
剤撹拌手段の搬送力を変化させ、上記現像剤供給部材に
より、画像の量に応じた現像剤を上記現像剤担持体に供
給する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した一
実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る複
写機の概略構成図である。この複写機の例は２色デジタ
ル複写機の例であって原稿読み取り部と、画像処理部
と、プリンタ部とを有し、ＡＤＦやソータなどを使用す
ることができる。

【００１５】像担持体としての感光体ドラム１１の下方
には給紙カセット１２及び給紙ローラ１３よりなる給紙
装置から排紙受け１４に至る用紙搬送路１５が設けられ
ている。この用紙搬送路１５の途中にはレジストローラ
１６と、転写器１７と、分離器１８と、定着器１９とが
配設されている。

【００１６】感光体ドラム１１の周囲には、特定色、例
えば黒色の画像を感光体ドラム１１上に形成するための
第１画像形成ユニット２０と、有彩色、例えば赤色の画
像を感光体ドラム１１上に形成するための第２画像形成
ユニット２１と、クリーニング装置２２と、除電器２３
とが配置されている。第１画像形成ユニット２０は、感
光体ドラム１１を均一に帯電させる第１帯電器２４と、
第１露光器２５と、第１現像器２６とにより構成されて
いる。第２画像形成ユニット２１は第２帯電器２７と、
自己走査型の第２露光器２８と、第２現像器２９とを支
持体３０上に組み立てて構成されている。

【００１７】上記原稿読み取り部においては、原稿載置
台上におかれた原稿１のカラー画像情報を、光学系２を
介してＣＣＤ３により読み取り、その出力信号を画像処
理部（ＩＰＵ）４で上記有彩色（以下、２色目の色とい
う）のトナーの色部分と、その他の色の部分とに分割し
て電気的な画像信号に変換する。そして、２色目のトナ
ーの色部分の画像信号はプリンタ部の第２露光器２８と
第２現像制御部５とに送られ、その他の色（以下、１色
目の色という）部分の画像信号はプリンタ部の第１露光
器２５に送られる。

【００１８】上記プリンタ部においては、感光体ドラム
１１がメインモータにより時計方向へ回転駆動されて第
１帯電器２４により、例えば−８００Ｖに均一に帯電さ
れた後に第１露光器２５による露光で１色目の色の画像
の静電潜像が形成される。この場合、第１露光器２５は
図示しないレーザ光源を駆動回路により画像処理部から
の１色目の色の画像信号で変調駆動し、このレーザ光源
からの光をポリゴンミラー３１により偏向してミラー３
２を介して感光体ドラム１１上に主走査方向（感光体ド
ラム１１の軸方向）へ走査しながら照射する。なお、ポ
リゴンミラー３１は、ポリゴンモータ３３により回転駆
動される。感光体ドラム１１上の１色目の色の画像の静
電潜像は第１現像器２６にて、現像バイアス電源から現
像バイアス電圧が印加された現像ローラ３４により１色
目の色の現像剤が供給されて現像されて１色目の色のト
ナーで１色目の色の可視像となる。

【００１９】次に、感光体ドラム１１は第２帯電器２７
により略一様に帯電される。そして、感光体ドラム１１
は第２露光器２８のＬＥＤアレイによって画像処理部か
らの２色目の色の画像信号に応じた露光を受けて２色目
の色の画像の静電潜像が形成される。そして、第２現像
器２９にて、現像バイアス電源から現像バイアス電圧が
印加された現像ローラ３５により２色目の色の現像剤で
２色目の色の画像の静電潜像が現像されて２色目の色の
可視像となる。なお、上記現像ローラ３５に与える現像
バイアス電圧は、直流、交流電圧、又は、パルス電圧の
いずれでもよい。

【００２０】一方、転写紙が給紙カセット１２から給紙
ローラ１３によりレジストローラ１６へ給紙され、レジ
ストローラ１６は転写紙を感光体ドラム１１上の可視像
と同期して送出される。その転写紙は感光体ドラム１１
上の可視像が転写機１７により転写されて分離器１８に
より感光体ドラム１１から分離され、定着器１９により
可視像が定着されて排紙受け１４へコピーとして排出さ
れる。また、感光体ドラム１１は転写紙分離後にクリー
ニング装置２２により残留トナーが除去されて除電器２
３により残留電荷が消去される。

【００２１】次に、図２を用いて上記第２現像器２９に
ついて説明する。第２現像器２９は、感光体ドラム１１
表面に向けた開口を備えたケーシングと、該開口から一
部が露出して所定の線速で矢印反時計方向に回転駆動さ
れる現像剤担持体としての現像ローラ３５と、該現像ロ
ーラ３５の右側方部に圧接した状態で矢印時計方向に回
転駆動される現像剤供給部材としての現像剤供給ローラ
３６と、ケーシング内の右側方部に構成された現像剤貯
留手段としてのホッパー部に収容されている非磁性の一
成分現像剤（以下、トナーという）を現像剤供給ローラ
３６表面に供給すると共にホッパー部内のトナーを撹拌
するアジテータ３７、３８と、現像ローラ３５の回転で
感光体ドラム１１との対向部である現像領域に搬送され
る現像ローラ３５上のトナー層の厚みを均一にならすよ
うに規制する現像剤規制部材としてのブレード３９とを
有している。また、コロ４０が現像ローラ３５と同軸的
に設けられ、該コロ４０が感光体ドラム１１の非画像形
成領域に当接されることにより、現像ローラ３５と感光
体１１間の微小ギャップを保つように構成されている。

【００２２】上記現像ローラ３５及びアジテータ３７、
３８はメインモータにより回転駆動し、第２現像器２９
内のトナーはアジテータ３７、３８により撹拌されて現
像剤供給ローラ３６へ供給される。現像剤供給ローラ３
６には図示しない供給ローラバイアス電源４１により、
摩擦帯電したトナーを上記現像剤供給ローラ３６側から
現像ローラ３５側に向かう静電気力を受けるような電界
を、現像ローラ３５との間に形成するような供給バイア
ス電圧を印加する。そして、上記現像剤供給ローラ３６
は回転に伴ってトナーを現像ローラ３５に供給し、現像
ローラ３５上のトナーがブレード３９により一定量に規
制されて現像ローラ３５により感光体ドラム１１へ供給
される。

【００２３】図３は本実施形態における制御の一部を示
す制御ブロック図を示す。上述のように電荷結合素子
（ＣＣＤ）３を有する原稿読み取り部は原稿１を読み取
って画像信号を画像処理部（ＩＰＵ）４に出力する。そ
して、画像処理部（ＩＰＵ）４は画像信号を処理して１
色目の色の画像信号と２色目の色の画像信号とをプリン
タ部の第１露光器２６及び第２露光器２８へ出力すると
共に、２色目の色の画像信号を第２現像制御部５へ出力
する。

【００２４】本実施形態においては、画像処理部から出
力された２色目の色の画像信号に基づき、画像の面積率
に応じた供給バイアス電圧を上記現像剤供給ローラ３６
に与えるように、第２現像制御部５が上記供給ローラバ
イアス電源４１を制御する。

【００２５】ここで、画像の面積率と該画像を形成する
ための現像剤としてのトナーの消費量との関係を図４に
示す。画像の面積率とトナーの消費量とは比例関係にあ
り、画像の面積率が多くなるほどトナーの消費量は多く
なる。また、上記現像剤供給ローラ３６に印加する供給
バイアス電圧と、現像ローラ３５から供給するトナーに
よる感光体ドラム１１への現像量との関係を図５に示
す。なお、図５において、横軸は供給バイアス電圧と現
像バイアス電圧との差である供給ポテンシャルを表す。
図５に示すように上記供給バイアス電圧が高い電圧にな
るほど現像量は増加する傾向にある。

【００２６】そこで、画像の面積率が多くてトナーの消
費量が多いときには、上記供給バイアス電圧を大きくし
て上記現像量を増加させる一方、画像の面積率が少なく
てトナーの消費量が少ないときには、上記供給バイアス
電圧を小さくして上記現像量を減少させるように上記供
給ローラバイアス電源４１を制御し、画像の面積率に応
じて供給バイアス電圧を変化させるようにすれば、トナ
ーの消費量と現像ローラ３５上の現像剤量とのバランス
をとることができる。これにより、現像ローラ上に供給
されるトナー量が画像形成に必要なトナー量より少ない
ために画像濃度の低下をもたらすこととなってしまった
り、現像ローラ上に供給されるトナー量が画像形成によ
り消費されるトナー量より多いために現像器下流へのト
ナー飛散、像保持体上の地汚れなどが発生してしまった
りすることがない。

【００２７】上記第２現像制御部５は、画像の面積率に
応じて上記供給バイアス電圧を変化させる代わりに上記
現像剤供給ローラ３６の周速を変化させるように構成し
てもよい。この場合の制御ブロック図を図６に示す。ま
た、図７に上記現像剤供給ローラ３６の周速と、現像ロ
ーラ３５から供給するトナーによる感光体ドラム１１へ
の現像量との関係を示す。この図７の横軸は上記現像剤
供給ローラ３６の現像ローラ３５に対する周速比を表
す。図７に示すように上記現像剤供給ローラ３６の周速
が高速になるほど現像量は増加する傾向にある。そこ
で、画像の面積率が多くてトナーの消費量が多いときに
は、上記現像剤供給ローラ３６の周速を高速にして上記
現像量を増加させる一方、画像の面積率が少なくてトナ
ーの消費量が少ないときには、上記現像剤供給ローラ３
６の周速を低速にして上記現像量を減少させるように、
上記現像剤供給ローラ３６を駆動する供給ローラモータ
４２を制御し、画像の面積率に応じて上記現像剤供給ロ
ーラ３６の周速を変化させるようにすれば、トナーの消
費量と現像ローラ３５上の現像剤量とのバランスをとる
ことができる。これにより、現像ローラ上に供給される
トナー量が画像形成に必要なトナー量より少ないために
画像濃度の低下をもたらすこととなってしまったり、現
像ローラ上に供給されるトナー量が画像形成により消費
されるトナー量より多いために現像器下流へのトナー飛
散、像保持体上の地汚れなどが発生してしまったりする
ことがない。

【００２８】また、制御手段としての第２現像制御部５
により、画像信号によって得られる画像の面積率につい
ての情報に応じて上記現像剤供給部材としての現像剤供
給ローラ３６の移動速度、すなわち、周速を変化させる
と共に、上記現像剤撹拌手段としてのアジテータ３７、
３８の周速を変化させ、画像の面積率に応じて該アジテ
ータ３７、３８の搬送力を制御するように構成してもよ
い。この場合の制御ブロック図を図８に示す。第２現像
制御部５は、上述のように画像の面積率に応じて供給ロ
ーラモータ４２を制御して周速を変化させると共に、上
記アジテータ３７、３８を駆動するアジテータモータ４
３を上記画像の面積率に応じて制御し、上記アジテータ
３７、３８の周速を変化させる。すなわち、画像の面積
率が多くてトナーの消費量が多いときには、上記アジテ
ータ３７、３８の周速を高速にして搬送力を強め、一方
画像の面積率が少なくてトナーの消費量が少ないときに
は、上記アジテータ３７、３８の周速を低速にして搬送
力を弱める。これにより、画像の面積率に応じて現像剤
供給ローラへの現像剤搬送力を適正化すると共に、アジ
テータ３７、３８の回転による現像剤の劣化を防止する
ことができる。なお、上記供給ローラモータ４２を上記
アジテータを駆動するアジテータモータ４３として兼用
するように構成してもよい。また、図示の例は画像の面
積率に応じて供給ローラモータ４２を制御する例である
が、上述のように供給ローラバイアス電源４１を用い、
現像剤供給ローラ３６に印加する供給バイアス電圧を制
御するように構成してもよい。また、供給ローラモータ
４２及び供給ローラバイアス電源は制御せずに、上記ア
ジテータ３７、３８の周速のみを制御するように構成し
てもよい。

【００２９】なお、以上述べた実施形態は、本発明を２
色デジタル複写機に適用した例であるが、本発明は、他
の構造を有し、非磁性１成分現像を用いる現像装置及び
該装置を用いる画像形成装置であっても適用可能であ
り、同様の効果を得ることができる。 （以下、余白）

【００３０】

【発明の効果】請求項１及び４の発明によれば、上記画
像信号に応じて上記現像剤供給部材に印加するバイアス
電圧を適宜変化させ、上記現像剤供給部材により画像の
量に応じた現像剤を上記現像剤担持体に供給するので、
現像剤担持体上に供給される現像剤量が画像形成に必要
な現像剤量より少ないために画像濃度の低下をもたらす
こととなってしまったり、現像剤担持体上に供給される
現像剤量が画像形成により消費される現像剤量より多い
ために現像装置下流への現像剤飛散、像保持体上の地汚
れなどが発生してしまったりすることがないという優れ
た効果がある。

【００３１】また、請求項２及び４の発明によれば、上
記画像信号に応じて上記現像剤供給部材の移動速度を変
化させ、画像の量に応じた現像剤を上記現像剤供給部材
により上記現像剤担持体に供給するので、現像剤担持体
上に供給される現像剤量が画像形成に必要な現像剤量よ
り少ないために画像濃度の低下をもたらすこととなって
しまったり、現像剤担持体上に供給される現像剤量が画
像形成により消費される現像剤量より多いために現像装
置下流への現像剤飛散、像保持体上の地汚れなどが発生
してしまったりすることがないという優れた効果があ
る。

【００３２】また、請求項３及び４の発明によれば、上
記画像信号に応じて上記現像剤撹拌手段の搬送力を変化
させ、画像量に応じた搬送力で現像剤供給部材に現像剤
を搬送するので、上記現像剤撹拌手段の撹拌による現像
剤の劣化を防止することができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る電子写真複写機の概略構成図。

【図２】同複写機の第２現像器２９の拡大図。

【図３】同複写機の制御の一部を示す制御ブロック図。

【図４】画像の面積率と該画像を形成するための現像剤
としてのトナーの消費量との関係を示す説明図。

【図５】同複写機の供給ポテンシャルと、現像ローラ３
５から供給するトナーによる感光体ドラム１１への現像
量との関係を示す説明図。

【図６】同複写機の制御の変形例の制御ブロック図。

【図７】上記現像剤供給ローラ３６の周速と、現像ロー
ラ３５から供給するトナーによる感光体ドラム１１への
現像量との関係を示す説明図。

【図８】同複写機の他の変形例の制御ブロック図。

【符号の説明】

１１ 感光体ドラム ２９ 第２現像器 ３５ 現像ローラ ３６ 現像剤供給ローラ ３７、３８ アジテータ ５ 第２現像制御部 ４１ 供給ローラバイアス電源 ４２ 供給ローラモータ ４３ アジテータモータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像
   剤担持体上に該現像剤を供給する現像剤供給部材とを備
   え、画像信号に基づいて形成された像担持体上の潜像を
   現像する現像装置であって、上記現像剤供給部材に供給
   バイアス電圧を印加する供給バイアス電圧印加手段と、
   上記画像信号に応じて上記供給バイアス電圧印加手段を
   制御する制御手段とを設けたことを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】現像剤を担持する現像剤担持体と、表面を
   移動させながら該現像剤担持体上に該現像剤を供給する
   現像剤供給部材とを備え、画像信号に基づいて形成され
   た像担持体上の潜像を現像する現像装置であって、上記
   画像信号に応じて上記現像剤供給部材の移動速度を制御
   する制御手段を設けたことを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像
   剤担持体上に該現像剤を供給する現像剤供給部材とを備
   え、画像信号に基づいて形成された像担持体上の潜像を
   現像する現像装置であって、上記現像剤を撹拌すると共
   に上記現像剤供給部材に該現像剤を搬送する現像剤撹拌
   手段を有し、上記画像信号に応じて上記現像剤撹拌手段
   の搬送力を制御する制御手段を設けたことを特徴とする
   現像装置。
4. 【請求項４】画像信号に基づいて像担持体に形成された
   潜像を現像装置で現像して画像形成を行う画像形成装置
   において、上記現像装置として請求項１、２又は３の現
   像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。