(57)【要約】【課題】二成分現像方式の画像形成装置において、トナー飛散を防止できる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像領域上流側に設けているカバー部材２３６にカバー部磁極Ｍｎを有するカバー部磁石Ｍを設けた。カバー部磁極は、搬送用磁極Ｐ２ｓに対して反対の極性であるＮ極とする。また、その位置は、現像ローラ表面法線方向で搬送用磁極に対向する位置であり、カバー部材の現像ローラに対向する側に対する裏側である。更に、カバー部磁極の磁力が搬送用磁極Ｐ２ｓの磁力に比して小さくなるよう両者の磁極を選択した。【選択図】　図１
2004109736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、内部に磁界発生手段を有する現像剤担持体と、該像担持体表面に対して所定のギャップをもって対向する現像剤規制部材とを有し、
トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を、該現像剤担持体表面に該磁界発生手段の磁力によって担持しつつ現像剤規制部材との対向位置である規制領域を通過させた後該現像剤担持体表面と対向する現像領域に搬送し、現像電界により該像担持体上の潜像を現像する画像形成装置において、
上記現像剤担持体による二成分現像剤搬送方向における上記規制領域の下流側であってかつ上記現像領域の上流側である現像剤搬送領域において、該現像剤担持体内部に設けられ現像剤搬送に用いる搬送用磁極と、二成分現像剤を通過させるための空間を残して該現像剤担持体表面に対向するカバー部材と、該カバー部材に設けられ該搬送用磁極の極性に対して反対の極性を有する磁極であるカバー部磁極とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記磁性キャリアが、体積平均粒径４０［μｍ］以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記カバー部磁極を、上記カバー部材のうち上記搬送用磁極に最近接した位置に設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３の画像形成装置において、
上記カバー部磁極の磁力が上記搬送用磁極の磁力に比して小さいことを特徴とする画像形成装置。
【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に係り、詳しくは、トナーと磁性キャリアによって構成される二成分現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年広く知られている電子写真方式を用いた画像形成装置において、現像剤としてトナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用いる二成分現像方式や、キャリアを用いない一成分現像剤を用いる一成分現像方式等が知られている。このうち、二成分現像方式を用いた画像形成装置が、高画質性、高速性、更にカラー画像の容易性などの点で一成分現像方式に比して優れていることから近年広く用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
二成分現像方式による画像形成は次のようにして行われる。
先ず静電電荷によってトナーを磁性キャリア表面に静電的に付着させ、トナーを付着させた磁性キャリアを、内部に磁石を配置する現像剤担持体（以下、現像ローラという）表面に磁力で引きつける。そして二成分現像剤を磁力で引きつけ担持した現像ローラ表面を回転して像担持体（以下、感光体という）との対向部である現像領域へトナーを搬送する。
現像ローラの感光体に近接する位置には、現像のための磁石（以下、現像主磁極という）が現像ローラ内部に配置されている。搬送される現像剤が、この現像主磁極に近づくにつれて、現像主磁極の磁力線に沿って、現像剤中の多数の磁性キャリアが集合して穂又はチェーンを形成する。ここで、この多数の穂がまるでブラシのように見えることから磁気ブラシと一般に呼称され、この磁気ブラシの状態の現像剤を現像に利用する現像方式を磁気ブラシ現像と呼称されている。そして、現像領域で現像バイアスを印加し、磁気ブラシの穂の先端近くに存在する磁性キャリア表面から感光体上の潜像にトナーを転移させて現像を行う。この磁気ブラシを現像領域において、感光体に接触させて現像を行うものを接触現像といい、接触させずに現像を行うものを非接触現像という。通常、高画質や高濃度が求められる場合には、前者の接触現像が用いられることが多い。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２０９９８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一成分現像方式に比して優れた面の多い二成分現像方式であるが、重要な問題の一つとして、現像領域近傍でのトナー飛散があった。これは、現像領域へ供給された帯電不足のトナーを現像バイアスによる電界効果では操作することができずに、現像に使用することなく周囲へ飛散させてしまうために発生する現象である。トナー飛散が発生すると、現像領域近傍の装置内部もしくは装置外部周辺をトナーで汚染してしまう恐れがある。トナー飛散は、現像領域に対して現像ローラ回転方向上流側で、特に現像剤規制部材による規制ニップに隣接した現像ローラ回転方向下流側で多く発生する。
【０００６】
トナー飛散を防止することは、画像形成装置の信頼性に大きく関わる問題であり、これまでにも多くの対策が検討されている。従来、よく行われていたトナー飛散対策としては、現像領域に対する現像ローラ回転方向上流側に現像ローラ表面に対向するカバーを設ける方法がある。この位置にカバー部材を設けるのは、この位置で帯電不足トナーが多く存在するからである。これは、規制ニップでトナーが現像剤規制部材やキャリアとの接触によって摩擦帯電される際に、帯電不足トナーが生じ、良好に帯電したトナーと共に更に下流側へ進入してくるためである。しかし、カバーだけでは、カバー部材端部の開口から再びトナー飛散が発生する恐れがある。
また、上記特許文献１においては、カバーの内部に電極を設け、この電極に現像バイアスのＤＣ成分を基準として現像剤の極性と同極性の電圧を印加することで帯電不足トナーが飛散することを防止しようという提案がなされている。この提案は、カバー内部に設けた電極に印加する電圧によって現像剤に現像ローラ方向への力を加え、トナー飛散を防止しようとしている。しかし、この提案では、現像剤を現像ローラ方向へ寄せるため、トナー飛散を発生させる要因となる隙間が現像ローラとカバーとの間に生じてしまう。従って、電界の力によって現像ローラ表面に寄せられたトナーの飛散は防止できるが、中には隙間を通過して現像領域近傍で飛散トナーとなるものもある。よって、電界の力によるトナー飛散の防止は効果が不安定である。
また、フルカラー機で頻繁に使用されるリボルバ現像装置の場合、現像領域の現像ローラ回転方向上流ギリギリまでカバーを設置するとリボルバ回転時にカバーが感光体に接触してしまい感光体を傷つけてしまう。このため、リボルバ現像装置では、短めのカバーしか使用できず、短いカバーではカバー先端部から再びトナーが飛散してしまう。よって、トナー飛散の防止効果が低い。
【０００７】
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、二成分現像方式の画像形成装置において、トナー飛散を防止できる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【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、像担持体と、内部に磁界発生手段を有する現像剤担持体と、該像担持体表面に対して所定のギャップをもって対向する現像剤規制部材とを有し、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を、該現像剤担持体表面に該磁界発生手段の磁力によって担持しつつ現像剤規制部材との対向位置である規制領域を通過させた後該現像剤担持体表面と対向する現像領域に搬送し、現像電界により該像担持体上の潜像を現像する画像形成装置において、上記現像剤担持体による二成分現像剤搬送方向における上記規制領域の下流側であってかつ上記現像領域の上流側である現像剤搬送領域において、該現像剤担持体内部に設けられ現像剤搬送に用いる搬送用磁極と、二成分現像剤を通過させるための空間を残して該現像剤担持体表面に対向するカバー部材と、該カバー部材に設けられ該搬送用磁極の極性に対して反対の極性を有する磁極であるカバー部磁極とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記磁性キャリアが、体積平均粒径４０［μｍ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記カバー部磁極を、上記カバー部材のうち上記搬送用磁極に最近接した位置に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１，２又は３の画像形成装置において、上記カバー部磁極の磁力が上記搬送用磁極の磁力に比して小さいことを特徴とするものである。
請求項１の画像形成装置においては、現像剤規制部材による規制領域と現像領域との間の現像剤搬送領域に、現像剤担持体に担持されつつ現像領域へ搬送される現像剤を覆うカバー部材を設け、このカバー部材にカバー部磁極を設ける。カバー部磁極の極性を現像剤担持体内部に設けた搬送用磁極とは反対の極性にし、搬送用磁極とカバー部磁極との間で引き寄せ合う磁界を発生させる。このような磁界を現像剤搬送領域の一部に形成すると、通過する二成分現像剤が磁力によってこの位置に引き寄せられて壁（以下、現像剤の壁という）のようになる。現像剤担持体表面の移動によって、現像剤の壁を形成した現像剤は現像領域へ搬送されるが、次にこの搬送用磁極とカバー部磁極との間の磁界発生位置にくる二成分現像剤によって現像剤の壁は形成される。このように現像剤搬送領域の途中で二成分現像剤が次々入れ替わって壁を形成する。そして、現像剤規制領域で充分な帯電がされないまま現像剤搬送領域に進入してきた帯電不足トナーは、現像剤の壁によってそれより先への通過を規制される。一方、良好に帯電したトナーは、磁性キャリア表面に付着しているので現像剤担持体表面の移動によってキャリアと共に現像領域へ搬送される。
【０００９】
【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式カラー複写機（以下、カラー複写機という）に適用した実施の形態について説明する。まず、図２を用いて、本実施の形態に係るカラー複写機の概略構成及び動作について説明する。このカラー複写機は、カラー画像読取装置（以下、カラースキャナという）１、カラー画像記録装置（以下、カラープリンタという）２、給紙バンク３等で構成されている。
上記カラースキャナ１は、コンタクトガラス１２１上の原稿４の画像を照明ランプ１２２、ミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ、及びレンズ１２４を介してカラーセンサ１２５に結像して、原稿４のカラー画像情報を、例えばＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ（以下、それぞれＲ，Ｇ，Ｂという）の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変換する。ここで、カラーセンサ１２５は、本例ではＲ，Ｇ，Ｂの色分解手段とＣＣＤのような光電変換素子で構成され、原稿４の画像を色分解した３色のカラー画像を同時に読み取っている。そして、このカラースキャナ１で得たＲ，Ｇ，Ｂの色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、Ｂｌａｃｋ（以下、Ｂｋという），Ｃｙａｎ（以下、Ｃという），Ｍａｇｅｎｔａ（以下、Ｍという），Ｙｅｌｌｏｗ（以下、Ｙという）のカラー画像データを得る。
【００１０】
上記Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙのカラー画像データを得るためのカラースキャナ１の動作は次のとおりである。後述のカラープリンタ２の動作とタイミングを取ったスキャナスタ−ト信号を受けて、照明ランプ１２２及びミラー群１２３ａ，ｂ，ｃ等からなる光学系が矢印左方向へ原稿４を走査し、１回の走査毎に１色のカラー画像データを得る。この動作を合計４回繰り返すことによって、順次４色のカラー画像データを得る。そして、その都度カラープリンタ２で順次顕像化しつつ、これを重ねあわせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。
【００１１】
上記カラープリンタ２は、像担持体としての感光体ドラム２００、書き込み光学ユニット２２０、リボルバ現像ユニット２３０、中間転写ユニット５００、２次転写ユニット６００、定着装置２７０等で構成されている。上記感光体ドラム２００は矢印の反時計方向に回転し、その周りには、感光体クリ−ニング装置２０１、除電ランプ２０２、帯電器２０３、電位センサ２０４、リボルバ現像ユニット２３０の選択された現像器、現像濃度パタ−ン検知器２０５、中間転写ユニット５００、２次転写ユニット６００などが配置されている。
上記書き込み光学ユニット２２０は、カラースキャナ１からのカラー画像データを光信号に変換して、原稿４の画像に対応した光書き込みを行い、感光体ドラム２００に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２２０は、光源としての半導体レーザー２２１、図示しないレーザー発光駆動制御部、ポリゴンミラー２２２とその回転用モ−タ２２３、ｆ／θレンズ２２４、反射ミラー２２５などで構成されている。
【００１２】
図３は、リボルバ現像ユニット内部の断面図である。上記リボルバ現像ユニット２３０は、Ｂｋ現像器２３１Ｋ、Ｃ現像器２３１Ｃ、Ｍ現像器２３１Ｍ、Ｙ現像器２３１Ｙと、各現像器を矢印の反時計方向に回転させる後述のリボルバ回転駆動部などで構成されている。各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム２００の表面に接触させて回転する現像剤担持体としての現像ローラと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドルなどで構成されている。各現像器２３１内のトナーは磁性キャリアとしてのフェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電される。現像ローラは、表面の回転する現像スリーブと、内部に複数の磁石とを有している。磁石は、現像主磁極を構成する主極磁石Ｐ１、補助磁石Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ、搬送用磁極Ｐ２ｓを構成する搬送用磁石Ｐ２、ドクタ２３５に対向するドクタ極磁石Ｐ３、その他の磁石Ｐ４〜Ｐ７がある。このうち、後に説明する図１に記載しているように、主極磁石Ｐ１の感光体ドラムに対向する側の主磁極はＳ極、搬送用磁石Ｐ２の現像ローラ表面側の磁極はＳ極である。また、現像ローラ表面に汲み上げられ担持された現像剤は、現像剤規制部材としてのドクタ２３５との対向位置である規制領域Ａを通過する際に摩擦によってトナーの帯電量が更に上げられる。次にカバー部材２３６との間の現像剤搬送領域に進入する。この現像剤搬送領域では現像ローラ内の搬送用磁石Ｐ２によって現像剤が担持されつつ下流側に搬送される。そして、感光体ドラムとの対向位置である現像領域へ送られ現像に使用される。
【００１３】
現像ローラには図示しない現像バイアス電源によって負の直流電圧Ｖｄｃに交番電圧Ｖａｃが重畳された現像バイアスが印加され、現像ローラが感光体ドラム２００の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。複写機本体の待機状態では、リボルバ現像ユニット２３０はＢｋ現像器２３１Ｋが現像位置の４５度手前にセットされており、コピ−動作が開始されると、カラースキャナ１で所定のタイミングからＢｋカラー画像データの読み取りが開始し、このカラー画像データに基づきレーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像データによる静電潜像をＢｋ潜像という。Ｃ，Ｍ，Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像器２３１Ｋを現像位置に移動し、Ｂｋ現像ローラを回転開始してＢｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後Ｂｋ静電潜像領域の現像動作を続けるが、静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置にくるまで、リボルバ現像ユニット２３０が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が到達する前に完了させる。
【００１４】
図４は、感光体及びその近傍を示す図で中間転写ユニット５００、二次転写ユニット６００等について詳細を示したものである。
中間転写ユニット５００は、後述する複数のローラに張架された中間転写体である中間転写ベルト５０１などで構成されている。この中間転写ベルト５０１の周りには、２次転写ユニット６００の転写材担持体である２次転写ベルト６０１、２次転写電荷付与手段である２次転写バイアスローラ６０５、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニングブレード５０４、潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布ブラシ５０５などが対向するように配設されている。
また、位置検知用マークが中間転写ベルト５０１の外周面あるいは内周面に設けられる。但し、中間転写ベルト５０１の外周面側については位置検知用マークがベルトクリーニング装置５０４の通過域を避けて設ける工夫が必要であって配置上の困難さを伴うことがあるので、その場合には位置検知用マークを中間転写ベルト５０１の内周面側に設ける。マーク検知用センサとしての光学センサ５１４は、中間転写ベルト５０１が架け渡されているバイアスローラ５０７と駆動ローラ５０８との間の位置に設けられる。
【００１５】
この中間転写ベルト５０１は、１次転写電荷付与手段である１次転写バイアスローラ５０７、ベルト駆動ローラ５０８、ベルトテンションローラ５０９、２次転写対向ローラ５１０，クリーニング対向ローラ５１１、及びアースローラ５１２に張架されている。各ローラは導電性材料で形成され、１次転写バイアスローラ５０７以外の各ローラは接地されている。
１次転写バイアスローラ５０７には、定電流または定電圧制御された１次転写電源８０１により、トナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された転写バイアスが印可されている。また、中間転写ベルト５０１は、図示しない駆動モータによって矢印方向に回転駆動されるベルト駆動ローラ５０８により、矢印方向に駆動される。
また、この中間転写ベルト５０１は、半導体、または絶縁体で、単層または多層構造となっている。
【００１６】
感光体ドラム２００上のトナー像を中間転写ベルト５０１に転写する転写部（以下「１次転写部」という）では、１次転写バイアスローラ５０７及びアースローラ５１２で中間転写ベルト５０１を感光体ドラム２００側に押し当てるように張架することにより、感光体ドラム１００と中間転写ベルト５０１との間に所定幅のニップ部を形成している。また、このニップ部の中間転写ベルト５０１の内周面には、１次転写部除電手段として接地したベルト除電ブラシ５１３を当接させている。
【００１７】
潤滑剤塗布ブラシ５０５は、板状に形成された潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛５０６を研磨し、この研磨された微粒子を中間転写ベルト５０１に塗布するものである。この潤滑剤塗布ブラシ５０５も、中間転写ベルト５０１に対して隣接可能に構成され、所定のタイミングで中間転写ベルト５０１に接触するように制御される。
【００１８】
２次転写ユニット６００は、３つの支持ローラ６０２、６０３、６０４に張架された２次転写ベルト６０１などで構成され、中間転写ベルト５０１の支持ローラ６０２と６０３間の張架部が２次転写対向ローラ５１０に対して圧接可能になっている。３つの支持ローラ６０２，６０３，６０４の一つは、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラであり、その駆動ローラにより２次転写ベルト６０１が図中に矢印で示す方向に駆動される。２次転写バイアスローラ６０５は、２次転写手段であり、２次転写対向ローラ５１０との間に中間転写ベルト５０１と２次転写ベルト６０１を挟持するように配設され、定電流制御される２次転写電源８０２によって所定電流の転写バイアスが印加されている。また、上記２次転写ベルト６０１及び２次転写バイアスローラ６０５が、２次転写対向ローラ５１０に対して圧接する位置と離間する位置とを取り得るように、支持ローラ６０２及び２次転写バイアスローラ６０５を矢印方向に駆動する図示しない離接機構が設けられている。その離間位置にある２次転写ベルト６０１及び支持ローラ６０２を、図４に２点鎖線で示している。
【００１９】
６５０はレジストローラ対であり、２次転写バイアスローラ６０５と２次転写対向ローラ５１０とに挟持された中間転写ベルト５０１と２次転写ベルト６０１の間に、所定のタイミングで転写材である転写紙Ｐを送り込む。
【００２０】
２次転写ベルト６０１の定着ローラ対７０１側の支持ローラ６０３に張架されている部分には、転写材除電手段である転写紙除電チャージャ６０６と、転写材担持体除電手段であるベルト除電チャージャ６０７とが対向している。また、２次転写ベルト６０１の図中下側の支持ローラ６０４に張架されている部分には、転写材担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード６０８が当接している。転写紙除電チャージャ６０６は、転写紙に保持されている電荷を除電することにより、転写紙自体のこしの強さで転写紙を２次転写ベルト６０１から良好に分離できるようにするものである。ベルト除電チャージャ６０７は、２次転写ベルト６０１上に残留する電荷を除電するものである。また、上記クリーニングブレード６０８は、２次転写ベルト６０１の表面に付着した付着物を除去してクリーニングするものである。
【００２１】
以上のように構成したカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、感光体ドラム２００は、図示しない感光体駆動モータによって矢印で示す反時計方向に回転され、中間転写ベルト５０１は図示しない転写ベルト駆動モータによってベルト駆動ローラ５０８を回転させることによって矢印で示す時計回りに感光体ドラム２００と同じ線速度で回転される。
【００２２】
中間転写ベルト５０１の裏側にはマークＭＣが設けられている。このマークＭＣは中間転写ベルト５０１とともに移動し、マークＭＣが通過する所定の通過領域には光学センサ５１４が不動部材に取り付けられている。
この光学センサ５１４は反射型フォトセンサや透過型フォトセンサが用いられる。光学センサ５１４として反射型フォトセンサを用いた場合には中間転写ベルト５０１に反射性のテープなどの部材を貼り、反射型フォトセンサにて中間転写ベルト５０１上の反射性の低い表面からマークＭＣに変わる所、あるいはマークＭＣから中間転写ベルト５０１上の反射性の低い表面に変わる所を読めばよい。
【００２３】
中間転写ベルト５０１の回転に伴ってＢｋトナー像形成、Ｃトナー像形成、Ｍトナー像形成、Ｙトナー像形成が１次転写バイアスローラ５０７に印可される電圧による転写バイアスにより１次転写が行われ、最終的にＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に中間転写ベルト５０１上に重ねてトナー像が形成される。
【００２４】
例えばＢｋトナー像形成は次のように行われる。帯電チャージャ２０３は、コロナ放電によって感光体ドラム２００の表面を負電荷で所定電位に一様に帯電する。光学センサ５１４によるマークＭＣの検知がなされてから一定時間後に次のようなＢＫの画像データによる光書き込みが行われる。そして、図示しない書き込み光学ユニットにより、ＲＧＢメモリに格納された画像データから変換されたカラー画像信号に基づいて、Ｂｋデータのレーザ光によるラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様帯電された感光体ドラム１００の表面の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Ｂｋ静電潜像が形成される。
このＢｋ静電潜像に、Ｂｋ現像器２３１ＫのＢｋ現像ローラ上の負帯電されたＢｋトナーが接触することにより、感光体ドラム２００の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはトナーが吸着し、静電潜像と相似なＢｋトナー像が形成される。この感光体ドラム２００上に形成されたＢｋトナー像は、感光体ドラム２００と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト５０１の表面に転写される。以下、感光体ドラム２００から中間転写ベルト５０１へのトナー像の転写を「ベルト転写」という。
【００２５】
上記ベルト転写後の感光体ドラム２００の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム２００の再使用に備えて、感光体クリーニング装置２０１で清掃される。
【００２６】
感光体ドラム２００側ではＢｋ画像形成工程の次にＣ画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナによるＣ画像データの読み取りが始まり、そのＣ画像データによるレーザ光書き込みによって、感光体ドラム２００の表面にＣ静電潜像を形成する。
そして、先のＢｋ静電潜像の後端部が通過した後で、且つＣ静電潜像の先端部が到達する前にリボルバ現像ユニット２３０の回転動作が行われ、Ｃ現像器２３１Ｃが現像位置にセットされ、Ｃ静電潜像がＣトナーで現像される。以後、Ｃ静電潜像領域の現像を続けるが、Ｃ静電潜像の後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器２３１Ｋの場合と同様にリボルバ現像ユニットの回転動作を行い、次のＭ現像器２３１Ｍを現像位置に移動させる。これもやはり次のＭ静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
【００２７】
なお、Ｍ及びＹの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のＢｋ、Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。
【００２８】
中間転写ベルト５０１上には、感光体ドラム２００上に順次形成されるＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像が、同一面に順次位置合わせされて転写される。それにより、中間転写ベルト５０１上には最大で４色が重ね合わされたトナー像が形成される。
上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙Ｐは図示しない転写紙カセット又は手差しトレイなどの給紙部から給送され、レジストローラ対６５０のニップで待機している。２次転写対向ローラ５１０及び２次転写バイアスローラによりニップが形成された２次転写部に中間転写ベルト５０１上のトナー像の先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙Ｐの先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対２０９が駆動され、転写紙Ｐとトナー像とのレジスト合わせが行われる。
【００２９】
そして、転写紙Ｐが中間転写ベルト５０１上のトナー像と重ねられて２次転写部を通過する。このとき、２次転写電源８０２によって２次転写バイアスローラ６０５に印可される電圧による転写バイアスにより、中間転写ベルト５０１上の４色重ねトナー像が転写紙上に一括転写される。
そして、２次転写ベルト６０１の移動方向における２次転写部の下流側に配置した転写紙除電チャージャ６０６との対向部を通過するとき、転写紙Ｐは除電され、２次転写ベルト６０１から剥離して定着上ローラ２７１、定着下ローラ２７２に向けて送られる。この定着上ローラ２７１と定着下ローラ２７２のニップ部でトナー像が溶融定着され、図示しない排出ローラ対で装置本体外に送り出され、図示しないコピートレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００３０】
一方、上記ベルト転写後の感光体ドラム２００の表面は、感光体クリーニング装置３００でクリーニングされ、図示しない除電ランプで均一に除電される。また、転写紙Ｐにトナー像を転写した後の中間転写ベルト５０１の表面に残留したトナーは、図示しない離接機構によって中間転写ベルト５０１に押圧されるベルトクリーニングブレード５０４によってクリーニングされる。
【００３１】
ここで、リピートコピーの時は、カラースキャナの動作及び感光体ドラム２００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｙ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂｋ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト５０１の方は、１枚目の４色重ねトナー像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面の上記ベルトクリーニングブレード５０４でクリーニングされた領域に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。
【００３２】
以上は、４色フルカラーコピーを得るコピーモードであったが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット２３０の所定色の現像器のみを現像動作状態にして、ベルトクリーニングブレード５０４を中間転写ベルト５０１に押圧させた状態のままの位置にしてコピー動作を行う。
【００３３】
ところで、最近では高画質化のため二成分現像で使用するキャリアの小粒径化が進んでいる。小粒径キャリアが高画質化に有効である理由は次のことである。現在主流となっている６００［ｄｐｉ］のデジタル複写機では、１ドットの大きさが約４２［μｍ］である。高画質化のためには１ドットの再現性を向上させることが必要不可決であり、そのためには感光体上のドットと微少な電場を構成するキャリアも小粒径にする必要がある。このため、キャリア粒径を小粒径にすることが高画質化に必要であり有効である。
しかし、キャリアを小粒径にするとキャリア付着が発生しやすくなるという問題があった。そのため、小粒径キャリアを使用するにはトナー濃度を上げる必要がある。ただし、その際にはトナー飛散が発生しやすくなるという副作用が発生する。
【００３４】
そこで、本実施形態においては、高画質化を実現するために体積平均粒径が４０［μｍ］以下の小粒径キャリアを用いるとともに、トナー飛散の発生を防止できるようにした。尚、小粒径キャリアの体積平均粒径の下限は一般的に使用される粒径であればよく、本実施形態においては下限を２５［μｍ］とする。次に、本実施形態の特徴について説明する。
【００３５】
図１は、本実施形態の特徴を示したものである。本実施形態においては、現像領域上流側に設けているカバー部材２３６にカバー部磁極Ｍｎを有するカバー部磁石Ｍを設けた。カバー部磁極Ｍｎは、搬送用磁極Ｐ２ｓに対して反対の極性であるＮ極とする。また、その位置は、現像ローラ表面法線方向で搬送用磁極Ｐ２ｓに対向する位置であり、カバー部材の現像ローラに対向する側に対する裏側である。更に、カバー部磁極Ｍｎの磁力が搬送用磁極Ｐ２ｓの磁力に比して小さくなるよう、両者の磁極を選択した。
上記の位置にカバー部磁極Ｍｎを設けると、搬送用磁極Ｐ２ｓとカバー部磁極Ｍｎとの間で引き寄せ合う磁界が生じる。このような磁界が生じると、その磁力によってキャリアが引き寄せられて現像剤の壁を形成する。これによって、現像剤搬送領域の一部がふさがれることになる。但し、現像ローラ表面の移動によって、現像剤の壁を形成した現像剤は次々と現像領域へ搬送される。そして現像ローラ表面の移動によってこの搬送用磁極Ｐ２ｓとカバー部磁極Ｍｎとの間の磁界発生位置にくる現像剤によって現像剤の壁は形成される。このように現像剤搬送領域の途中で現像剤が次々入れ替わって現像剤の壁を形成する。この壁によって、規制領域Ａを通過した現像剤のうち、帯電不足のためキャリアとの付着力が弱かったりキャリアから離れたりしているトナーの下流側への通過を規制する。これにより、トナー飛散を未然に防止する。
【００３６】
ここで、本実施形態のように高画質化のために小粒径キャリアを用いると、通常トナー飛散が発生しやすくなる。その理由は次のようなものである。
小粒径キャリアは、それより体積平均粒径の大きいキャリア（以下、通常キャリアという）よりも同一体積中では表面積が多くなる。そのため、キャリアとの摩擦によってトナーが帯電する機会が通常キャリアよりも多くなり、結果としてトナー帯電量が高くなりやすい。トナー帯電量が高くなりすぎると、その電界によってキャリアの帯電量も上がり、キャリア付着が生じやすくなる。このキャリア付着を防止するためには、同一の摩擦帯電の機会で帯電されるトナーの量を増やせばよい。即ち、トナー濃度を上げればよいことになる。ところが、トナー濃度を上げと、帯電不足トナーも生じやすくなり、トナー飛散が生じやすくなってしまうのである。
【００３７】
本実施形態においては、上記のような小粒径キャリアを用いると共に、カバー部磁極Ｍｎを設けることでトナー飛散を防止している。これによって、従来、トナー飛散が通常キャリアに比して発生しやすかった小粒径キャリアを用いた装置において、トナー飛散の発生を防止することができる。よって、高画質化とトナー飛散の防止とを両立させることができる。
【００３８】
次に、カバー部磁極Ｍｎを設けた本実施形態の装置と、カバー部磁極Ｍｎを設けていない従来型の装置（比較例）とで、トナー飛散の発生状況を実際に検証した。検証に用いた装置は上記図３に示すリボルバ現像システムの装置であるまた、詳細な構成は次のものである。
2004109736.tif 000003
但し、比較例はカバー部磁極Ｍｎを設けない。
【００３９】
図５（ａ）（ｂ）は実際に検証した結果である。トナー飛散防止効果の確認方法としては、現像領域の下部に設けた下カバー２３７の現像ローラに対向する面にをテープを貼りつけた後剥がし、この面に付着しているトナーをテープ転写する。このテープの濃度ＩＤを測定し、濃度が高い程トナー飛散が顕著であると判断した。また、このテープ濃度ＩＤの比較は、現像剤中のトナー濃度を５［％］から１０［％］まで１［％］間隔で振って各トナー濃度におけるＩＤを比較し評価した。
図５（ａ）は、実際のＩＤを表にしたもので、（ｂ）はこの結果をグラフ化したものである。トナー濃度が低い時（７［％］以下）は、本実施形態と比較例のいずれもトナー濃度ＩＤが安定して低かった。従って、トナー濃度が低い場合は、カバー部磁極Ｍｎを設けても設けなくてもトナー飛散は発生していない。しかし、トナー濃度が高くなる（７［％］超え）と、本実施形態比して比較例のトナー濃度ＩＤが高くなり、トナー飛散が発生することが分かる。この結果より、トナー飛散が発生しやすいトナー濃度が高い状況の場合に、カバー部磁極Ｍｎと搬送用磁極Ｐ２ｓとの間の磁界がトナー飛散防止のために有効であることが確認できた。
【００４０】
以上の結果より、搬送用磁極Ｐ２ｓの極性Ｓ極と反対の極性であるＮ極ののカバー部磁極Ｍｎを有するカバー部磁石Ｍを設けることによって、トナー飛散を防止することができる。また、リボルバ現像装置等のように現像領域の現像ローラ回転方向上流ギリギリまでカバーを設置するとリボルバ回転時にカバーが感光体に接触してしまい感光体を傷つけてしまう。このため、短めのカバーしか使用できない構成でも、トナー飛散を防止することができる。
【００４１】
本実施形態においては、トナー濃度を高める必要のある小粒径キャリアを用いたカラー複写機にカバー部磁極Ｍｎを設けた。これによって、トナー濃度が高い状況においてトナー飛散を効果的に防止することができる。よって、小粒径キャリアを用いることによって得られる高画質と発生しやすくなる不具合であるトナー飛散防止とを両立することができ、小粒径キャリアには非常に有効なシステムである。
尚、本実施形態においては、カバー部磁極Ｍｎの位置を、現像ローラ表面法線方向において搬送用磁極Ｐ２ｓに対向する位置に設けた。これによって、カバー部磁極Ｍｎの位置が搬送用磁極Ｐ２ｓ最近接した位置となる。これによって、カバー部磁極Ｍｎと搬送用磁極Ｐ２ｓとの間に発生する磁力線がカバー部磁極Ｍｎを他の位置に設ける場合に比して強くなり、現像剤の壁をしっかり形成することができる。よって、トナー飛散防止効果が高まる。
特に、トナー飛散が発生しやすい小粒径キャリアを用いた構成に適用することは効果的である。
また、本実施形態においては、カバー部磁極Ｍｎの磁力が搬送用磁極Ｐ２ｓの磁力に比して小さくなるよう、両者の磁極を選択した。これによって、現像ローラ表面の移動によって、現像剤の壁を形成した現像剤はカバー部磁極Ｍｎから離れて現像領域へ搬送される。よって、カバー部磁極Ｍｎの磁力で保持された現像剤がそのままカバー部磁極Ｍｎに保持されつづけて現像に使用されないということは生じない。
【００４２】
尚、上記実施形態において、現像ローラ内部に設けた複数の磁極の極性は一例であり、これに限定されるものではない。また、カバー部磁極Ｍｎ二対ても搬送用磁極Ｐ２ｓと反対の極性であればよく、本実施形態に限るものではない。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１乃至４の画像形成装置によれば、現像剤搬送領域に現像剤の壁を形成して帯電不足トナーの通過を阻止するので、トナー飛散を防止できるという優れた効果がある。また、トナー飛散防止効果が不安定になりがちな電界を用いず、磁界の力を用いている。これによって、トナー飛散防止効果を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる現像剤の壁が形成された状態の説明図。
【図２】実施形態に係るカラー複写機の要部の説明図。
【図３】実施形態のカラー複写機にかかるリボルバ現像ユニット内部の断面図。
【図４】実施形態に係るカラー複写機の感光体及びその近傍を示す図。
【図５】（ａ）は、実際のＩＤを表にした図。
（ｂ）は、この結果をグラフ化した図。
【符号の説明】
２００　感光体ドラム
２０３　帯電チャージャ
２０３ａ　帯電用電源
２２０　書き込み光学ユニット
２３０　リボルバ現像ユニット
２３１　現像器
２３２　現像ローラ
２３５　ドクタ
２３６　カバー部材
２４１　中間転写ベルト
２４２　駆動ローラ
２４２ａ　ベルト駆動モータ
２６０　２次転写ユニット
２７０　定着装置
４００　リボルバモータ
４０１　リボルバ駆動ギヤ
４０２　リボルバギヤ
５００　中間転写ユニット
５０１　中間転写ベルト
６００　２次転写ユニット
Ｍｎ　　カバー部磁極
Ｐ２ｓ　搬送用磁極
【図１】
2004109736.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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