JPH10282765A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感光体に形成される可視画像の混色および各現
像装置の現像剤の混色の問題を解決し、高品質の画像を
得ることのできる画像形成装置を提供する。 【解決手段】感光体に対し離間状態にある現像装置の現
像ローラに、該現像ローラで取り扱うトナーの帯電電荷
極性と逆極性の電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、特に感光体を複数回周回させ、感光体の一周回毎に
異なる現像装置を用いることにより感光体上に複数種の
トナー像を形成可能とした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、多色画像形成装置は、感光体の
周囲に色数に応じた複数の現像装置を有し、各現像装置
は内部に各現像装置固有の現像剤を有しており、各現像
装置を選択的に作動させることにより多色画像が形成さ
れる。このような装置において複数個の現像装置が同時
に感光体に近接すると、可視画像の混色ならびに現像剤
の混色が生じ、画像品質を著しく悪化させる。従って、
一般に各現像装置を感光体に近接した現像位置と、感光
体から離間した現像不動作位置との間で移動可能な機構
を設ける構成が採られている。

【０００３】また、各現像装置からの飛散トナーが感光
体上の静電潜像に付着したり、或いは他の現像装置内に
現像ロールから混入し混色の一因となるとともに、装置
内を汚染するため、この飛散トナーによる混色および装
置内の汚染防止手段として、飛散トナーをブロワ等で吸
引する機構を設ける構成が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、現像剤中のト
ナーとキャリアの帯電電荷量は一様ではなく、ある分布
を持っている。特に、現像装置内の現像剤の撹拌が不十
分な場合や、画像濃度を確保する等の目的で低帯電電荷
量のトナーを使用している場合は、帯電電荷量が低いト
ナーの割合が増加する。この低帯電電荷量トナーはキャ
リアとの間の静電気による付着力が弱い状態である。

【０００５】選択した色のみ現像するために、選択して
いない現像装置を現像不動作位置に離間するが、現像ロ
ーラが回転していれば現像ローラの回転による遠心力が
一部のトナーとキャリアとの間の静電気による付着力に
打ち勝ち、トナーが飛散する。この飛散トナーは、現像
装置が感光体から離間した現像不動作位置にあるため、
大部分が画像形成装置内または画像形成装置を構成部品
の一つとする上位の装置内に飛散する。

【０００６】現像不動作位置において現像ローラにトナ
ーの帯電電荷極性に対し同極性の現像電圧が印加されて
いる場合、飛散トナーは感光体表面を浮遊し静電潜像の
電界の力により、他色の現像部に付着し混色の原因とな
る。

【０００７】トナーの帯電電荷極性に対し同極性の現像
電圧を印加しない場合でも、感光体上の静電潜像に十分
近い飛散トナーは、静電潜像の形成する電界の力により
感光体に付着する。

【０００８】また、他の現像装置の現像ローラ付近に飛
散したトナーの一部は、現像ローラ上のキャリアに付着
して現像装置内に混入し現像剤の混色となる。飛散トナ
ーが感光体上の現像部に付着したり他の現像装置に混入
すると画像の混色となり、画像品質を劣化させる原因と
なる。

【０００９】飛散トナーによる混色および装置内の汚染
防止のために、飛散トナーをブロワ等により吸引する機
構を設ける構成があるが、装置の大型化、コストの増加
の一因となる。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、感光体
に形成される可視画像の混色および各現像装置の現像剤
の混色の問題を解決し、高品質の画像を得ることのでき
る画像形成装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、無端移動可
能に保持された感光体と、該感光体に形成された第１静
電潜像にトナーを供給する現像ローラを有し、感光体上
に第１トナー像を形成する第１現像装置と、前記感光体
に形成された第２静電潜像にトナーを供給する現像ロー
ラを有し、感光体上に第２トナー像を形成する第２現像
装置と、前記第１現像装置を感光体に近接させた際には
第２現像装置を感光体から離間させ、前記第２現像装置
を感光体に近接させた際には第１現像装置を感光体から
離間させる現像装置移動手段とを有し、前記感光体を複
数回周回させ、感光体の一周回毎に異なる現像装置を用
いることにより前記感光体上に複数種のトナー像を形成
可能とした画像形成装置において、前記感光体に対し離
間状態にある現像装置の現像ローラに、該現像ローラで
取り扱うトナーの帯電電荷極性と逆極性の電圧を印加す
ることにより達成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる画像形成装
置を図面を用いて説明する。図１は本発明に係わる画像
形成装置の一実施例を示す要部構成図である。図１にお
いて、ドラム状感光体１の周辺にはドラム状感光体１を
帯電する帯電器２、静電潜像を形成する露光手段１２、
赤色トナーとキャリアからなる現像剤を収容した赤現像
装置３、および黒色トナーとキャリアからなる現像剤を
収容した黒現像装置９、転写手段である転写ベルト装置
１９、ドラム状感光体１表面の電荷を除去する除電ラン
プ２１、転写後の残留トナーを除去するドラム状感光体
清掃装置２２が配設されており、赤現像装置３は赤現像
ローラ４と赤回収ローラ５と遮蔽部材６を有し、黒現像
装置９は黒現像ローラ１０と黒回収ローラ１１を有して
いる。

【００１３】２色印刷工程は、(1)第１帯電工程、(2)第
１露光工程、(3)黒現像工程、(4)第２帯電工程、(5)第
２露光工程、(6)赤現像工程、(7)転写工程、(8)除電工
程、(9)清掃工程からなる。この内、上記工程(1)〜(3)
まではドラム状感光体１の１回転目の動作であり、上記
工程(4)〜(9)まではドラム状感光体１の２回転目の動作
である。

【００１４】ここで、現像装置３,９はそれぞれ現像装
置可動中心軸７ａ,７ｂを軸として揺動し、現像ローラ
４,１０がドラム状感光体１に近接した現像動作位置
と、現像ローラ４,１０がドラム状感光体１から離間し
た現像不動作位置とを保持し得るように構成され、ドラ
ム状感光体１へ近接した現像動作位置にて感光体上の静
電潜像を可視化するため現像を行う。

【００１５】赤現像装置３はバネ１８ａによりドラム状
感光体１から赤現像ローラ４が離間する方向に付勢され
ており、赤現像装置駆動用カム１７ａが回転しバネ力に
抗して赤現像装置３に押圧力を付与した場合には、赤現
像装置３は赤現像装置可動中心軸７ａを軸として赤現像
ローラ４がドラム状感光体１の表面に近接した現像位置
へ揺動し、また、赤現像装置駆動用カム１７ａがさらに
回転し赤現像装置３に押圧力を付与しない場合には、赤
現像装置３はバネにより赤現像ローラ４がドラム状感光
体１から離間した現像不動作位置へ摺動する。

【００１６】これに対し、黒現像装置９はバネ１８ｂに
よりドラム状感光体１に黒現像ローラ１０が近接する方
向に付勢されており、黒現像装置駆動用カム１７ｂが回
転しバネ力に抗して黒現像装置９に押圧力を付与した場
合には、黒現像装置９は黒現像装置可動中心軸７ｂを軸
として黒現像ローラ１０がドラム状感光体１の表面から
離間した現像不動作位置へ揺動し、また、黒現像装置駆
動用カム１７ｂが更に回転し黒現像装置９に押圧力を付
与しない場合には、黒現像装置９はバネにより黒現像ロ
ーラ１０がドラム状感光体１に近接した現像動作位置へ
揺動する。

【００１７】また、転写ベルト装置１９は、転写ベルト
装置可動中心軸２０を軸として揺動し、転写ベルト１９
がドラム状感光体１に接した転写動作位置と、転写ベル
ト１９がドラム状感光体１から離間した転写不動作位置
とを保持し得るように構成され、転写工程時にドラム状
感光体１に接する。さらに、ドラム状感光体清掃装置２
２はドラム状感光体清掃装置可動中心軸２３を軸として
揺動し、清掃ブラシ２４がドラム状感光体１に接したド
ラム状感光体清掃動作位置と、清掃ブラシ２４がドラム
状感光体１から離間したドラム状感光体清掃不動作位置
とを保持し得るように構成され、ドラム状感光体清掃工
程時にドラム状感光体１に接する。

【００１８】図１では黒現像装置９が現像動作位置にあ
り、赤現像装置３が現像不動作位置に保持され、ドラム
状感光体１上に黒画像を形成する状態とされている。

【００１９】まず、矢印方向に回転するドラム状感光体
１は帯電器２によりその表面に均一な帯電を施された
後、露光手段１２により第１回目の露光がなされ、感光
体表面に黒画像の静電潜像が形成される。１色目の黒現
像過程において、赤現像装置３は黒静電潜像を現像しな
いために、現像不動作位置に移動される。また、転写ベ
ルト装置１９は転写不動作位置に移動され、また、除電
ランプ２１は消灯し、さらに、ドラム状感光体清掃装置
２２はドラム状感光体清掃不動作位置に移動される。

【００２０】次に、黒現像装置９により黒画像がその表
面に可視化されたドラム状感光体１は、帯電器２で再び
その表面に帯電を施された後、露光手段１２により第２
回目の露光がなされ、ドラム状感光体１表面に赤画像の
静電潜像が形成される。赤現像装置３は、ドラム状感光
体１上の赤静電潜像が赤現像装置３に到達する直前に現
像動作位置に移動され、赤画像を可視化するとともに、
黒現像装置９はドラム状感光体１上の２色画像を掻き落
とさないように、ドラム状感光体１上の２色画像が黒現
像装置９に到達する直前に、現像不動作位置へ移動す
る。このドラム状感光体１上の２色画像は、ドラム状感
光体１上の２色画像が転写ベルト装置９に到達する直前
に転写動作位置に移動した転写ベルト装置により用紙
(図示せず)に転写され、トナーの一部はドラム状感光体
１表面に残留する。その後、ドラム状感光体１は除電ラ
ンプ２１で表面の電荷を除電され、転写後の残留トナー
がドラム状感光体清掃装置２２に到達する直前にドラム
状感光体清掃動作位置に移動したドラム状感光体清掃装
置２２によって表面の残留トナーが除去され、再び次の
印刷工程へ移る。

【００２１】次に、各現像装置３,９とそれぞれの現像
ローラ４,１０に印加する電圧について説明する。図１
では現像動作を行う黒現像装置９の黒現像ローラ１０に
は、高圧電源１３内の電圧切換手段１６ｂにより現像電
圧発生手段１４ｂが接続されトナーの帯電電荷極性に対
し同極性の現像電圧が印加されており、ドラム状感光体
１表面の静電潜像の可視化を行う。これに対し、現像不
動作位置にある赤現像装置３はドラム状感光体１表面の
黒画像用の静電潜像の可視化に直接関与しないととも
に、赤現像ローラ４には、高圧電源１３内の電圧切換手
段１６ａにより逆極性設定電圧発生手段１５ａが接続さ
れトナーの帯電電荷極性に対し逆極性の設定電圧が印加
されており、飛散した赤トナーを赤現像ローラ４に引き
寄せ回収する。また、感光体上に赤画像を形成する場合
は、赤現像装置３が現像動作位置にあり、黒現像装置９
が現像不動作位置に保持され、現像動作を行う赤現像装
置３の赤現像ローラ４には、高圧電源１３内の電圧切換
手段１６ａにより現像電圧発生手段１４ａが接続されト
ナーの帯電電荷極性に対し同極性の現像電圧が印加され
ており、ドラム状感光体１表面の静電潜像の可視化を行
い、現像不動作位置にある黒現像装置９の黒現像ローラ
１０には、高圧電源１３内の電圧切換手段１６ｂにより
逆極性設定電圧発生手段１５ｂが接続されトナーの帯電
電荷極性に対し逆極性の設定電圧が印加されており、飛
散した黒トナーを黒現像ローラ１０に引き寄せ回収す
る。

【００２２】また、現像装置が現像ローラに近接した少
なくとも１個の回収ローラを有している場合、現像に使
用しない現像装置の現像ローラに加えて回収ローラにも
トナーの帯電電荷極性に対し逆極性の設定電圧を印加し
てもよい。

【００２３】また、本実施例では異なる色のトナーの組
み合わせとして赤色トナーと黒色トナーを使用している
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば青
色トナーと黒色トナーとの組み合わせや、緑色トナーと
黒色トナーとの組み合わせといったように、異なる色の
トナーの組み合わせであればどのような組み合わせでも
よい。

【００２４】また、本発明における電圧切換手段１６は
継電器の形態に限定されるものではなく、現像電圧発生
手段および逆極性設定電圧発生手段の動作と不動作で行
ってもよい。

【００２５】また、本実施例では一つの高圧電源１３内
に各現像装置専用の現像電圧発生手段１４ａ,１４ｂ、
逆極性設定電圧発生手段１５ａ,１５ｂおよび電圧切換
手段１６ａ,１６ｂを設けているが、本発明はこのよう
な形態に限定されるものではなく、例えば、現像電圧発
生手段、逆極性設定電圧発生手段、電圧切換手段を各々
１つずつ有する高圧電源を各現像装置に１つずつ接続し
てもよいし、図４に示すように各現像装置３,９毎に個
別の現像電圧発生手段１４ａ,１４ｂと電圧切換手段１
６ａ,１６ｂを接続し、逆極性設定電圧発生手段１５は
各現像装置３,９共通としてもよい。

【００２６】次に、図２を参照して本実施例で使用して
いる負帯電の感光体表面に形成された静電潜像を負帯電
トナーで現像する場合の動作原理を簡単に説明する。図
２(ａ)において、帯電器で負（−）に均一に帯電した感
光体の表面電位は−Ｖ０になっており、露光手段により
露光された部分（画像部）は残留電位−Ｖｒになる。こ
こでトナーの帯電電荷極性に対し同極性の現像電圧−Ｖ
１を現像ローラに印加した場合、−Ｖ１を基準電位とし
て、−Ｖ０は等価的に−（Ｖ０−Ｖ１）、−Ｖｒは等価
的に＋（Ｖ１−Ｖｒ）となっており、負帯電トナーで現
像することができる。図２(ｂ)において、現像ローラに
トナーの帯電電荷極性に対し逆極性の設定電圧＋Ｖ２を
印加した場合、＋Ｖ２を基準電位として、−Ｖ０は等価
的に−（Ｖ０＋Ｖ２）、−Ｖｒは等価的に−（Ｖｒ＋Ｖ
２）となっており、負帯電トナーでの現像を阻止するこ
とができる。

【００２７】次に、図３を参照しての飛散トナーの挙動
について説明する。ここでは本実施例で使用している負
帯電トナーについて考える。現像装置が現像に使用され
る場合、トナー２６の帯電電荷極性に対し同極性である
負（−）極性の現像電圧が現像ローラ４に印加される
が、現像装置が現像に使用されない場合、現像ローラ４
はドラム状感光体１から離間しており、電圧切換手段１
６ａにより逆極性設定電圧発生手段１５ａが接続され、
トナー２６の帯電電荷極性に対し逆極性である正（＋）
極性の設定電圧が印加される。ドラム状感光体１表面は
負極性に帯電しており、現像ローラ４には正極性の電圧
が印加されているので、電気力線２５で示される現像ロ
ーラ４からドラム状感光体１表面に向かう電界が形成さ
れる。負極性に帯電したトナー２６は、現像ローラ４と
ドラム状感光体１表面の間に形成される電界により、ド
ラム状感光体１から現像ローラ４方向への力が作用す
る。この力により、飛散したトナー２６は現像ローラ４
に引き寄せられ、回収される。

【００２８】図５は本発明のトナーの帯電電荷極性に対
し同極性の現像電圧とトナーの帯電電荷極性に対し逆極
性の設定電圧の切換時期に関する制御方法を示す。現像
剤に２成分現像剤を用いた場合、現像装置が現像動作位
置にある状態、即ち、現像ローラがドラム状感光体表面
に近接しており、キャリアがドラム状感光体表面に接触
または近接した状態でトナーの帯電電荷極性に対し同極
性の現像電圧をトナーの帯電電荷極性に対し逆極性の設
定電圧に切り換えた場合、ドラム状感光体表面に付着す
るキャリアが増加する。そこで、図５に示すように、現
像装置が現像不動作位置に離間した状態で、現像ローラ
に印加するトナーの帯電電荷極性に対し同極性の現像電
圧とトナーの帯電電荷極性に対し逆極性の設定電圧を切
換えることにより、キャリアの感光体への付着防止に効
果的である。

【００２９】図６は本発明の一実施例の赤現像装置を示
す図であり、飛散したトナーの装置内への拡散を防止
し、回収効果を高める方法として、ドラム状感光体１に
近接した現像動作位置、ドラム状感光体１から離間した
現像不動作位置にかかわらず、ドラム状感光体１と赤現
像ローラ４の間の空間を遮蔽するところの、ドラム状感
光体１と一定範囲内の間隙を保持した遮蔽部材６を設け
ている。

【００３０】本実施例において、遮蔽部材６はバネ８に
よりドラム状感光体１方向に付勢されており、赤現像装
置３が現像動作位置または現像不動作位置にかかわら
ず、遮蔽部材６とドラム状感光体１表面との間隙を一定
に保つ位置調整機構を有している。赤現像装置３は現像
不動作位置にあり、赤現像ローラ４には、高圧電源１３
ａ内の電圧極性切換手段１６ａにより、逆極性設定電圧
発生手段１５ａが接続され、トナーの帯電電荷極性に対
し逆極性の設定電圧が印加されており、前述の如く、飛
散した赤トナーを赤現像ローラ４に引き寄せ回収する。

【００３１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、感光
体に形成される可視画像の混色および各現像装置の現像
剤の混色の問題を解決し、高品質の画像を得ることので
きる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部構成図。

【図２】負帯電の感光体表面に形成された静電潜像を負
帯電トナーで現像する場合の動作原理の説明図。

【図３】現像ローラにトナーの帯電電荷極性に対し逆極
性の設定電圧を印加した場合の飛散トナーの挙動を示す
説明図。

【図４】現像電圧発生手段および逆極性設定電圧発生手
段の他の構成例を示す概略構成図。

【図５】トナーの帯電電荷極性に対し同極性の現像電圧
とトナーの帯電電荷極性に対し逆極性の設定電圧の切換
制御を示す説明図。

【図６】感光体と現像ローラを含む空間を遮蔽する部材
を有した赤現像装置の概略構成図。

【符号の説明】

１…ドラム状感光体、２…帯電器、３…赤現像装置、４
…赤現像ローラ、９…黒現像装置、１０…黒現像ロー
ラ、１２…露光手段、１３…高圧電源、１４ａ,１４ｂ
…現像電圧発生手段、１５ａ,１５ｂ…逆極性設定電圧
発生手段、１６ａ,１６ｂ…電圧切換手段、１９…転写
ベルト装置、２１…除電ランプ、２２…ドラム状感光体
清掃装置、２４…清掃ブラシ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高島 志朗 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 榊 和雄 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無端移動可能に保持された感光体と、 該感光体に形成された第１静電潜像にトナーを供給する
   現像ローラを有し、感光体上に第１トナー像を形成する
   第１現像装置と、 前記感光体に形成された第２静電潜像にトナーを供給す
   る現像ローラを有し、感光体上に第２トナー像を形成す
   る第２現像装置と、 前記第１現像装置を感光体に近接させた際には第２現像
   装置を感光体から離間させ、前記第２現像装置を感光体
   に近接させた際には第１現像装置を感光体から離間させ
   る現像装置移動手段とを有し、 前記感光体を複数回周回させ、感光体の一周回毎に異な
   る現像装置を用いることにより前記感光体上に複数種の
   トナー像を形成可能とした画像形成装置において、 前記感光体に対し離間状態にある現像装置の現像ローラ
   に、該現像ローラで取り扱うトナーの帯電電荷極性と逆
   極性の電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】感光体に対し離間状態にある現像装置の現
   像ローラに、該現像ローラで取り扱うトナーの帯電電荷
   極性と逆極性の電圧を印加している際、感光体に対し近
   接状態にある現像装置の現像ローラには、該現像ローラ
   で取り扱うトナーの帯電電荷極性と同極性の電圧を印加
   することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記電圧の同極性／逆極性の切換えは、近
   接状態にある現像装置が離間状態となった時に行うこと
   を特徴とする請求項２記載の画像形成装置。