(57)【要約】【課題】一成分現像方式を用いた第二現像装置と、二成分現像方式を用いた第一現像装置と、の両方を備えたカラー画像形成装置において、第二現像装置からの飛散現像剤の他の部材への付着を防いで、画質安定化を簡易な構成で提供する。【解決手段】トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、静電潜像を現像する複数の第一現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃと、それらを搭載して順に像担持体１に対向する位置に搬送する回転体６ｃと、磁性トナーを含む現像剤を収容した第二現像装置６ｂと、を有する画像形成装置において、第二現像装置６ｂを使用した画像形成動作時において、複数の第一現像装置のひとつ６Ｍを所定の位置に移動して固定し、第二現像装置６ｂからの飛散現像剤Ｔを、所定の位置に固定された第一現像装置６Ｍが備えた現像剤担持体６１ｍ表面で捕集する。【選択図】        図３
2004233559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、現像剤を前記像担持体との対向部に搬送する現像剤担持体を備え、前記静電潜像を現像する複数の第一現像装置と、該複数の第一現像装置を搭載して順に前記像担持体に対向する位置に搬送する回転体と、前記静電潜像を現像する磁性トナーを含む現像剤を収容した第二現像装置と、を有する画像形成装置において、
前記第二現像装置を使用した画像形成動作時において、前記複数の第一現像装置のひとつを所定の位置に移動して固定し、前記第二現像装置からの飛散現像剤を、前記所定の位置に固定された第一現像装置が備えた前記現像剤担持体表面で捕集する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、電子写真方式や静電記録方式にて、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置を複数備えた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の静電記録方式や電子写真方式の画像形成装置、その中でも特に有彩色の画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置において、現像剤として、非磁性トナーと磁性キャリアを混合して現像剤として使用する二成分現像方式が広く利用されている。
【０００３】
二成分現像方式は現在提案されている他の現像方式に比較して、画質の安定性、装置の耐久性などの長所を備えている一方、長期の耐久による現像剤の劣化、特にキャリアの劣化が不可避であるため現像剤の交換が必要である。
【０００４】
一方、磁性トナーを用いた一成分現像方式、所謂一成分ジャンピング現像方式は、キャリアを使用しないため、現像剤中のトナー濃度制御が必要なく、又、キャリアの劣化という問題もないので現像剤の交換が必要なく、長期に亙って安定した画像を得ることができる。反面、磁性体を混合するためカラートナーとしての使用が難しいという問題がある。
【０００５】
そのため、上記２つの現像方式の利点を合わせもつものとして、ブラックは一成分ジャンピング現像方式、カラーは二成分現像方式を用いる画像形成装置が提案されている。ここでは、二成分現像方式を用いる現像装置を第一現像装置とし、一成分ジャンピング方式を用いる現像装置を第二現像装置と称する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した画像形成装置では以下に述べるような問題があった。
【０００７】
一般的にこの方式の構成は、第二現像装置として、磁性トナーを収容した固定式の現像装置（固定現像装置）に対して、第一現像装置として、像担持体である例えば感光体の回転方向下流側に二成分現像剤を収容した、回転切り替え方式の複数の現像装置（二成分現像装置）が配置され、又、その下流側には、ポスト帯電器や転写ローラがあり、更にその近傍を転写材が搬送される経路等が配置されている。
【０００８】
この構成においては、上流側の固定現像装置から飛散してきた磁性トナーが、ポスト帯電器や転写ローラ、転写材に付着し、画像不良の原因になる場合があった。
【０００９】
この問題を防ぐために、固定現像装置の下流側に飛散トナー捕集部材やエアーダクトを配置するという方法があるが、この場合、コストアップや装置構成が大型化、複雑化する等の問題があった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、一成分現像方式を用いた第二現像装置と、二成分現像方式を用いた第一現像装置と、の両方を備えたカラー画像形成装置において、第二現像装置からの飛散現像剤の他の部材への付着を防いで、画質安定化を簡易な構成で提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、下記の構成を特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１２】
（１）表面に静電潜像が形成される像担持体と、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、現像剤を前記像担持体との対向部に搬送する現像剤担持体を備え、前記静電潜像を現像する複数の第一現像装置と、該複数の第一現像装置を搭載して順に前記像担持体に対向する位置に搬送する回転体と、前記静電潜像を現像する磁性トナーを含む現像剤を収容した第二現像装置と、を有する画像形成装置において、
前記第二現像装置を使用した画像形成動作時において、前記複数の第一現像装置のひとつを所定の位置に移動して固定し、前記第二現像装置からの飛散現像剤を、前記所定の位置に固定された第一現像装置が備えた前記現像剤担持体表面で捕集することを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（２）前記回転体の回転によって、前記複数の第一現像装置を、ひとつずつ順次所定の位置に移動することを特徴とする（１）の画像形成装置。
【００１４】
（３）前記第二現像装置を使用した画像形成動作が終了した後、前記所定の位置に固定された第一現像装置の前記現像剤担持体上で捕集した前記飛散現像剤を前記像担持体上へ吐き出す動作が行われることを特徴とする（１）又は（２）の画像形成装置。
【００１５】
（４）前記第一現像装置が備えた前記現像剤担持体は、内部に磁界発生手段を備えていることを特徴とする（１）、（２）又は（３）の画像形成装置。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１７】
実施例１
図１、図２を参照して本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。尚、図１は本実施例の画像形成装置の全体の概略構成図であり、図２は現像手段の概略断面図である。
【００１８】
本実施例では、画像形成装置として電子写真画像形成装置を用い、図１に示すように、像担持体として、円筒状の基体上に有機感光体にて構成された感光層を形成した電子写真感光体である感光ドラム１が図１の矢印Ａ方向に所定の周速度をもって回転可能に取り付けられている。尚、本実施例では、感光ドラム１は、外径５０ｍｍのアルミ製シリンダー状に有機感光材料による感光層を形成し、更にトナーの離型性を向上させ、感光層の削れ防止のための表面保護層を設けている。
【００１９】
感光ドラム１は帯電手段であるローラ帯電器２によりその周面が所定の極性・電位に帯電される。そして、その帯電面に、図示しない画像読み取り装置やパーソナルコンピュータ等の画像信号発生装置等からプリントインターフェースを介して入力された画像情報の画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）され、露光手段３から出力されるレーザ光４による走査露光がなされることで、画像情報の静電潜像が形成される。このとき、露光手段３からの出力レーザ光４は、レーザ光反射ミラー５により感光ドラム１に対して偏向される。
【００２０】
こうして感光ドラム１上に形成された静電潜像は、第二現像装置である一成分現像方式をとり、ブラックトナーが収容された固定現像装置６ｂ、感光ドラム１表面移動方向（回転方向）で固定現像装置６ｂの下流に備えられた、第一現像装置である、二成分現像方式をとり、それぞれに異なる色のカラートナーを収容した複数の二成分現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃによって、現像剤が静電潜像部分に搬送され現像される。
【００２１】
現像手段６は、上記の固定現像装置６ｂ及び複数の二成分現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃで構成される。
【００２２】
二成分現像装置であるイエロー現像器６Ｙ、マゼンタ現像器６Ｍ、シアン現像器６Ｃは、回転体（回転支持装置）６ｃによって、図１の矢印Ｂ方向へ回転可能に支持され、順次感光ドラム１に対向させて各色トナーによる現像が行われる回転切り替え式の回転現像手段６ａを構成している。イエロー現像器６Ｙ、マゼンタ現像器６Ｍ、シアン現像器６Ｃには、非磁性トナー（−極性）と磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容されており、その混合比は重量比でおおよそ１：９程度であり、不図示の補給経路から、トナーが消費された量だけ補給される。
【００２３】
又、図２に示すように、各二成分現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは、それぞれの色の現像剤が収容される現像容器６２ｙ、６２ｍ、６２ｃにて構成され、現像容器６２ｙ、６２ｍ、６２ｃは、回転体６ｃの円周面部分に開口が設置されており、これらの開口から現像剤担持体である現像スリーブ６１ｙ、６１ｍ、６１ｃが設けられている。
【００２４】
現像スリーブ６１ｙ、６１ｍ、６１ｃは、開口部分から表面が露出しており、現像時はその露出部分が感光ドラム１に対向するように、回転体６ｃが現像装置を移動させる。現像時は現像スリーブ６１ｙ、６１ｍ、６１ｃが回転することによって、現像容器６２ｙ、６２ｍ、６２ｃから現像剤を露出部分に搬送し、現像剤は次いで対向した感光ドラム１上に形成されている静電潜像部分に搬送される。
【００２５】
そして、現像スリーブ６１ｙ、６１ｍ、６１ｃは、非磁性円筒にて構成されており、内部に非磁性円筒の回転に対して固定された磁界発生手段（不図示）が備えられている。磁界発生手段は複数の磁極を有し、その磁極の作用にて現像スリーブ６１ｙ、６１ｍ、６１ｃは現像剤を担持搬送する。
【００２６】
一方、固定現像装置６ｂは消費量の多いブラックトナーを収納したブラック現像器６Ｂを有するものであり、装置本体に着脱可能に構成されている。そして、ブラック現像器６Ｂには、磁性トナー（−極性）が収容されている。
【００２７】
この固定現像装置６ｂは、装置本体７に装着された状態では、図２に示すように、回転可能な現像剤担持体である現像スリーブ６１が感光ドラム１と微少間隙（本実施例では５０μｍ〜５００μｍ）をもって保持され、現像スリーブ６１に担持されているトナーを感光ドラム１に向けて供給するための現像領域が形成されている。現像スリーブ６１は、二成分現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃに設置された現像スリーブ６１ｙ、６１ｍ、６１ｃと同様の構成のものである。
【００２８】
更に、ブラック現像器６Ｂの現像容器６２内にはトナーを現像スリーブ６１側へ送り出す送り手段６３が設けられており、この送り手段６３によって送り出されたトナーを現像スリーブ６１に供給するための供給ローラ６４が収容されている。この供給ローラ６４は現像スリーブ６１への安定供給、均一なトナー塗布を達成するために、ポリウレタン、シリコーン等のゴム発泡材質が好ましく用いられる。更には供給ローラ６４を現像スリーブ６１に当接させると共に、周速差をもたせながら、対向部において現像スリーブ６１に対してカウンター方向である図２の矢印Ｃ方向へ回転させることが好ましい。又、現像スリーブ６１の上方には、現像スリーブ６１に担持されているトナーの層厚を規制する規制部材としての現像ブレード６５が設けられ、且つ現像スリーブ６１の下方には現像容器６２の下部から外部へのトナーの吹き出しを防止するための吹出防止シート６６が設けられている。
【００２９】
上記現像手段６の構成において、感光ドラム１の表面がローラ帯電器２によって帯電される。次に、第１色目（例えばイエロー）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光手段３による露光走査がなされ、第１色目の静電潜像が感光ドラム１に形成される。この第１色目の静電潜像は第１色目のイエロー剤を内包したイエロー現像器６Ｙによって現像、可視像化され、現像剤像（トナー像）となる。そして、この可視像化された第１のトナー像は、感光ドラム１に所定の押圧力を持って圧接され、感光ドラム１の周速度と略等速の速度（本実施例にあっては１００ｍｍ／ｓ）をもって矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体ドラム８とのニップ部において、中間転写体ドラム８表面に転写される。
【００３０】
そして、上記転写工程を他のトナー（マゼンタ、シアン、ブラック）についても同様に繰り返し、その都度各々の現像器に内包された色の異なるトナーによるトナー像を中間転写体ドラム８に順次転写、積層することによりカラートナー像が合成形成される。
【００３１】
尚、本実施例では中間転写体ドラム８として、アルミ製シリンダー上に、ＮＢＲゴム等から構成される導電弾性層の表面に、カーボン、フッ素樹脂等を分散したウレタン樹脂である離型性を有する表層を形成し、抵抗値を約１０５〜１０１０Ω．ｃｍとし、外径１５３ｍｍのものを使用している。
【００３２】
中間転写体ドラム８への転写の際、該ドラム８に対しては、トナーの帯電極性（−）とは逆極性で、予め設定された電圧が印加される。この転写の際に中間転写体ドラム８に転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、感光ドラム１に圧接されたクリーニング手段９が備えたクリーニングブレード９ａにより掻き取られ、廃トナー容器９ｂに回収される。
【００３３】
クリーニング手段９は、中間転写体ドラム８に対するトナー像転写後の感光ドラム１の面を清掃する手段であり、クリーニングブレード９ａを感光ドラム１面に当接させ、該ドラム１面に残留したトナーを掻き取るものである。
【００３４】
又、図１において、中間転写体ドラム８から転写材Ｐに転写されずに残ったトナーは、クリーナ１０により中間転写体ドラム８から除去される。
【００３５】
中間転写体ドラム８に対して、給送カセット１１から被記録材としての転写材Ｐが給送ローラ１２ａ及び搬送ローラ１２ｂにより一枚ずつ給送され、転写ローラ１３へ転写材Ｐの背面からトナーと逆極性の電圧を印加することによって転写材Ｐに対して中間転写体ドラム８側のフルカラートナー像が転写形成される。
【００３６】
そして、フルカラートナー像の転写を受けた転写材Ｐは中間転写体ドラム８から分離されて定着手段１４へ導入され、トナー像の加熱定着を受けて排出トレー１５へ排出されるように構成されている。
【００３７】
次に図３、４を用いて、本発明の特徴部分である、固定現像装置６ｂでの現像動作中の二成分現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃの位置と、固定現像装置６ｂからの飛散現像剤（飛散磁性トナー）Ｔの挙動にて説明する。
【００３８】
図４は、固定現像装置６ｂにおける現像動作中の二成分現像装置６Ｍ、６Ｃ、６Ｙの一般的な位置における固定現像装置６ｂからの飛散磁性トナーＴの挙動を示している。飛散磁性トナーＴは、感光ドラム１の回転による空気の流れによって矢印方向に運ばれ、感光ドラム１下方にある、中間転写体ドラム８や転写材Ｐ（図１）に付着し、画像不良の原因となる。
【００３９】
しかし、本実施例のように、二成分現像装置のうちのひとつ、ここではマゼンタ現像器６Ｍを固定現像装置６ｂの現像スリーブ６１近傍に固定して配置する。一方、現像器６Ｍは、回転体６ｃにおいて、現像スリーブ６１ｍを外側に向けて配置されている。そして、前記に説明したように、現像スリーブ６１ｍには、磁界発生手段が内包されており磁気力を発生する。よって、図３を参照すれば明らかなように、大部分の飛散磁性トナーＴは、二成分現像装置６Ｍの現像スリーブ６１ｍに磁気力の影響で引き付けられて捕集される。飛散磁性トナーＴは現像スリーブ６１ｍに搬送されて、現像容器６２ｍ内に回収されて攪拌される。
【００４０】
よって、感光ドラム１の下方へはほとんど運ばれない。又、現像スリーブ６１近傍に固定する現像装置は、他のイエロー現像器６Ｙでもシアン現像器６Ｃでもいいことはいうまでもない。
【００４１】
その結果、固定現像装置６ｂからの飛散トナーＴがそれより下方の中間転写体ドラム８や転写材Ｐに付着するという問題が発生することはない。
【００４２】
そして、現像スリーブ６１ｍに付着した飛散磁性トナーＴは、現像装置６Ｍが現像ニップ部に搬送された時は、現像容器６２ｍ内で不図示の攪拌経路で十分に攪拌されているので、二成分現像剤に対する磁性トナーの濃度は非常に低くなっており、カラー画像に対するブラックトナーの影響はほとんどない。
【００４３】
従って、上記構成により、第二現像装置である一成分現像装置から飛散した磁性トナーは、磁気力によって第一現像装置である二成分現像装置の現像スリーブ上にひきつけられて捕集される。
【００４４】
二成分現像装置を使用した画像形成動作を行う時は、二成分現像剤に付着した飛散磁性トナーは、現像ニップ部に搬送される前に、一旦二成分現像装置中に搬送され、装置中の二成分現像剤と十分攪拌され二成分現像剤中に拡散する。そのため、その後に磁性トナーが現像スリーブ上に搬送され、現像ニップ部で現像されたとしても、部分的な磁性トナー濃度は非常に低くなっているので、カラー画像に対するブラックトナーの影響はほとんどない。
【００４５】
以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００４６】
実施例２
実施例１の構成では、固定現像装置６ｂからの飛散トナー量はごく僅かとはいえ、長期の画像形成動作を行うと、次第に二成分現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ内に飛散トナーが蓄積してしまう。その結果、最終的には混色という弊害が起こる可能性があった。
【００４７】
そこで、本実施例は、実施例１の構成に加えて、固定現像装置６ｂの現像スリーブ６１近傍に固定して配置する二成分現像装置６Ｍを順次他の二成分現像装置６Ｙ、６Ｃに切り替える構成とした。
【００４８】
具体例としては、回転体６ｃの回転移動により、固定現像装置６ｂにて行われる画像形成動作開始時には、二成分現像装置６Ｍを、次に固定現像器６ｂにて行われる画像形成動作回数が３０回を超える毎に、二成分現像装置６Ｃ、６Ｙと、順次所定の位置に切り替えていく。
【００４９】
上記構成とすることで、飛散磁性トナーがひとつの二成分現像装置に蓄積されることがなくなり、長期の画像形成動作を行っても、混色という弊害を発生させずに本発明の目的を達成することが可能となる。
【００５０】
実施例３
本実施例は、固定現像装置６ｂでの画像形成動作が終了した後、二成分現像装置６Ｍの現像スリーブ６１ｍ上に捕集した飛散トナーＴを、感光ドラム１上に吐き出す動作を行うことで、実施例２と同様に、長期の画像形成動作を行った時に発生する混色という弊害をなくしたものである。
【００５１】
本実施例での飛散トナーＴの感光ドラム１への吐き出しは、飛散トナーＴを捕集した二成分現像装置６Ｍを感光ドラム１と近接する現像動作を行う位置に移動し、現像スリーブ６ｍを回転させないで現像するという方法で行う。吐き出すタイミングは、画像に影響がないように、二成分現像装置６Ｍが画像形成動作を行う前の非画像域で行われるようにする。
【００５２】
感光ドラム１へ吐き出された飛散トナーＴは、感光ドラム１を回転することで、クリーニング手段９にて回収される。
【００５３】
上記構成とすることで、飛散磁性トナーがひとつの二成分現像装置に蓄積されることがなくなり、長期の画像形成動作を行っても、混色という弊害を発生させずに本発明の目的を達成することが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、トナーとキャリアを含む現像剤を収容し、現像剤を像担持体との対向部に搬送する現像剤担持体を備え、静電潜像を現像する複数の第一現像装置と、複数の第一現像装置を搭載して順に像担持体に対向する位置に搬送する回転体と、静電潜像を現像する磁性トナーを含む現像剤を収容した第二現像装置と、を有する画像形成装置において、第二現像装置を使用した画像形成動作時において、複数の第一現像装置のひとつを所定の位置に移動して固定し、第二現像装置からの飛散現像剤を、所定の位置に固定された第一現像装置が備えた現像剤担持体表面で捕集するので、一成分現像方式の現像装置と二成分現像方式の現像装置とを合わせ備えたカラー画像形成装置において、一成分現像方式の現像装置からの現像剤の飛散を防いで、それによる画像不良を回避し、画質安定化を簡易な構成で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る第一現像装置及び第二現像装置の位置関係を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る第一現像装置が飛散現像剤を捕集する様子を示した説明図である。
【図４】第二現像装置から現像剤が飛散する様子を示した説明図である。
【符号の説明】
１                    感光ドラム（像担持体）
６ａ                  回転体
６ｂ                  固定現像装置（第二現像装置）
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ      二成分現像装置（第一現像装置）
６ｃ                  回転体
８                    中間転写体ドラム
Ｐ                    転写材
【図１】
2004233559.tif 000003
【図２】
2004233559.tif 000004
【図３】
2004233559.tif 000005
【図４】
2004233559.tif 000006