JP2000292992A

JP2000292992A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000292992A
Application number: JP11096239A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Akafuji; 昌彦赤藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】現像条件を変えずにキャリア付着が発生しや
すいパターンを形成し、これによるキャリア付着の有無
をセンサで検知し、出力画像の非画像部にキャリア付着
が発生する前にキャリア付着が発生しにくい現像条件に
変化させる画像形成装置を提供する。【解決手段】静電潜像保持体１４上にエッジ部を有す
る潜像パターンを形成し、現像後に潜像パターンのキャ
リア付着をキャリア付着検知センサ５０により検知する
画像形成装置１である。これにより、安定した良好な画
像を出力することができる。

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、プリン
タ、ファクシミリなどの画像形成装置に関わり、詳しく
は、トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を用いて電子
写真法により静電潜像保持体上の静電潜像を可視化す
る、いわゆる二成分現像法式を利用した画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より二成分現像剤を用いる現像方式
としては、現像剤担持体表面に現像剤を担持させ、これ
と近接する静電潜像保持体の静電潜像に現像剤中のトナ
ーのみを付着させる方法が一般的に知られている。この
方法では、以下のように現像される。トナーと磁性体か
らなるキャリアとを含む現像剤を撹拌・混合部材によっ
て混合し、現像剤担持体表面に供給する。現像剤担持体
内にはＳ極・Ｎ極が交互にいくつか配置された磁気ロー
ルが位置を固定して内蔵され、その磁力によって、現像
剤担持体表面に現像剤が穂立ちした状態（以下、「磁気
ブラシ」という。）となる。一方、静電潜像保持体は、
帯電部材により一様にある電位に表面が帯電され、露光
することによって帯電電位を下げ、その差により静電潜
像が形成される。この静電潜像保持体表面に現像剤担持
体表面上に担持している現像剤磁気ブラシを接触または
近接させ、そして、現像剤担持体３１と静電潜像保持体
との間に現像バイアス電圧を印加させることにより、ト
ナーを静電潜像に付着させて現像が行われる。

【０００３】しかしながら、経時において現像剤中のト
ナーの帯電量が大きくなり、トナーのカウンターチャー
ジのプラス帯電のキャリアの帯電量が大きくなる。した
がって、磁気ロールの磁力以上に電界による力が大きく
なり静電潜像保持体上の非画像部にキャリアが現像され
キャリア付着することがある。このようにキャリア付着
が発生すると、転写部で静電潜像保持体上の現像された
トナー層を転写材、たとえば紙などに転写するときに、
キャリアがそのまま紙に現像されたままの状態で転写さ
れてしまい画像品質を劣化させてしまう。また、静電潜
像保持体をクリーニングするときに、静電潜像保持体を
傷つけたり、クリーニング部材の寿命が減るなどの悪影
響が発生する。この問題を解決するために、例えば、特
開平５−６６６７８号公報では、キャリアとトナーから
なる二成分現像剤により現像を行う現像器の静電潜像保
持体の移動方向の下流側に電磁石を設け、この電磁石が
ローラ状でかつ回転するようになっており、静電潜像保
持体上に付着するキャリアを吸引して除去する電子写真
機録装置が提案されている。このほかにも、静電潜像保
持体にキャリアが付着してしまったものを転写前に回収
する装置は種々提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように提案されている装置でも、以下のような問題点が
ある。特開平５−６６６７８号公報に提案されている電
子写真機録装置では、単にキャリアを静電潜像保持体か
ら除去するための手段であり、キャリアの劣化あるいは
現像条件によりさらにキャリア付着が多くな合った場
合、回収能力に限度があり、付着するキャリアを回収で
きなくなるおそれがある。そこで、本発明の目的は、現
像条件を変えずにキャリア付着が発生しやすいパターン
を形成し、これによるキャリア付着の有無をセンサで検
知するもので、実際の出力画像の非画像部にキャリア付
着が発生するよりもかなり前に余裕を持ってキャリア付
着が発生しにくい現像条件に変化させることができる。
したがって、安定した良好な画像を出力することができ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、請求項１に記載の発明は、トナーと磁
性キャリアとからなる現像剤を内部の固定磁気ロールに
より担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持さ
れる現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、静電潜像
を保持する静電潜像保持体と、静電潜像保持体に一様
に帯電する帯電部材と、静電潜像保持体に露光する書
き込み手段と、キャリア付着検知するためのキャリア
付着センサとを備え、かつ現像剤担持体表面に磁気ロ
ールの磁力によりブラシ状に穂立ちさせた静電潜像保持
体と対向する現像領域に搬送し、現像バイアスを印加す
ることにより静電潜像を現像する画像形成装置におい
て、静電潜像保持体上にエッジ部を有する潜像パター
ンを形成し、現像後に潜像パターンのキャリア付着をキ
ャリア付着検知センサにより検知する画像形成装置であ
る。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、潜像パターンは第一の電位部と、
それを夾む第二の電位部からなる画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成
装置において、第一の電位部にトナーを付着させず、
第二の電位部にはトナーを付着させるように現像剤担持
体に現像バイアスを印加する画像形成装置である。請求
項４に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置
において、潜像パターンの第二の電位部は静電潜像保
持体の副走査方向に対して平行になるように形成されて
いる画像形成装置である。請求項５に記載の発明は、
請求項１に記載の画像形成装置において、第二の電位
部の間隔が０．４〜０．８ｍｍである画像形成装置であ
る。請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のい
ずれかに記載の画像形成装置において、キャリア付着
検知センサは光照射したときの反射率を利用する画像形
成装置である。請求項７に記載の発明は、請求項１な
いし５のいずれかに記載の画像形成装置において、キ
ャリア付着を検知したとき、静電潜像保持体の帯電電位
を変更させてキャリア付着を防止する画像形成装置であ
る。請求項８に記載の発明は、請求項１ないし５のい
ずれかに記載の画像形成装置において、キャリア付着
を検知したとき、現像バイアスを変更させてキャリア付
着を防止する画像形成装置である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置であ
る。なお、本実施形態の画像形成装置では、静電潜像の
現像方式としては、帯電電位が除去された領域にトナー
を付着させる、いわゆる反転現像方式を採用している。
現像装置３０の現像剤担持体３１は中空円筒状の非磁性
体から構成され、静電潜像保持体１４の回転軸と平行に
対向する位置に配置されている。現像剤担持体３１内に
はＳ極およびＮ極が交互に配置する磁気ロール３７が備
えられていて、現像剤担持体３１が矢印Ｃ２方向に回転
することにより、磁気ロール３７の磁力によって現像剤
担持体３１の外周に現像剤を磁気ブラシ状に穂立ちさせ
る。現像剤としては非磁性体からなるトナーと磁性体か
らなるキャリアが、所定の割合で混合されたものを用い
ることができる。そして、矢印Ｃ１方向に回転する静電
潜像保持体１４の表面方向に現像剤を搬送するように構
成されている。

【０００７】このとき、現像剤担持体３１上に搬送され
た現像剤を規制するために現像剤規制部材３５が配置さ
れ、磁気ブラシ状に穂立ちする現像剤を所定の厚さに規
制するようになっている。また、現像剤担持体３１の下
方には、現像剤を攪拌・搬送するための第１攪拌部材３
２および第２攪拌部材３３が現像剤担持体３１の回転方
向に平行になるように長手方向に沿って形成されてい
る。第１攪拌部材３２による攪拌領域と第２攪拌部材３
３による攪拌領域とは仕切り板３４により仕切られてい
る。仕切板の現像剤担持体３１長手方向の前後端面と、
現像装置３０の前後側壁内面との間には、現像剤をやり
とりするための隙間が設けられている。第１攪拌部材３
２と第２攪拌部材３３はそれぞれ図示しない駆動部によ
り回転駆動され現像剤を攪拌混合する。そして、現像剤
は上記隙間を介し、仕切り板３４の周りをループ状に循
環するようになっている。このように、現像剤は２本の
攪拌部材により攪拌混合されて帯電する。現像装置３０
の下側には、静電潜像保持体１４にキャリア付着が発生
しているかを検知するキャリア付着センサが備え付けら
れている。

【０００８】ここで用いられるキャリア付着センサは、
発光体からの光を一度静電潜像保持体１４又は静電潜像
保持体１４上のキャリアに当て、反射する光が受光体に
入り、この光の量を電気信号に変えるものである。発光
体は、ＬＤ素子、ＬＥＤ素子等を用いる。受光体は、フ
ォトトランジスタ等を用いる。光の量の大小による電気
信号の強度により、静電潜像保持体１４上にキャリアが
付着しているか否かを判断する。静電潜像保持体１４上
になにもない場合、静電潜像保持体１４上にトナーが存
在する場合、静電潜像保持体１４上のキャリアは存在す
る場合ではそれぞれ反射される光の量が異なるので静電
潜像保持体１４上にキャリアの存在を検知することがで
きる。また、現像装置３０に用いられる現像剤は、トナ
ーはマイナス極性に、キャリアはプラス極性に帯電す
る。キャリアは低抵抗の芯材（例えば、フェライト、マ
グネタイトがある。）と高抵抗のコート層（例えば、シ
リコン樹脂皮膜があげられる。）からなるコーティング
キャリアで、その平均粒径は約５０〜８０μｍである。
現像剤担持体３１には現像バイアスを印加する電源Ｖが
接続されている。

【０００９】静電潜像保持体１４は帯電部材２３により
一様にマイナス極性に帯電され、書き込み手段によりス
キャナから読み取った画像情報、あるいはプリンタから
の画像情報に基づいてレーザ光Ｌにより静電潜像保持体
１４上に静電潜像を形成する。そして、静電潜像保持体
１４と現像剤担持体３１間に電源Ｖにより現像バイアス
を印加し、静電潜像保持体１４上の静電潜像にトナーを
付着させて現像する。現像されたトナー層は転写部材１
８により紙などの転写紙に転写される。転写しきれなか
ったトナーはクリーニング装置４０によりクリーニング
される。

【００１０】本実施形態では、キャリアはトナーと逆極
性のプラスに帯電しているので、静電潜像保持体１４上
の非画像部（帯電電位部）に移動する電界が作用してい
る。しかし、現像剤担持体３１内の磁気ロール３７の磁
力によって保持されているため、キャリアは現像剤担持
体３１から離れず静電潜像保持体１４上の非画像部に付
着することはない。しかしながら、経時において現像剤
中のトナーの帯電量が大きくなりトナーのカウンターチ
ャージであるキャリアのプラス極性の帯電量が大きくな
る。また、キャリアが劣化することによりキャリアの抵
抗が高くなり、プラス極性が残りやすくなる。したがっ
て、静電潜像保持体１４上の非画像部に現像され、磁気
ロール３７の磁力以上に電界による力が大きくなりキャ
リア付着することがある。そこで、本発明は静電潜像保
持体１４上の非画像部にキャリア付着が発生する状況よ
りも、さらにキャリア付着しやすい状況でキャリア付着
の有無を事前に検知して、非画像部にキャリア付着がな
い画像を安定して出力するものである。

【００１１】図２は、第一の電位部Ａと第二の電位部か
ら形成され、第二の電位部は第一の電位部Ａを夾みよう
に形成されている画像パターンである。また、第一の電
位部Ａは静電潜像保持体１４表面が帯電された後に書き
込み手段によって未露光の部分で、第二の電位部は露光
され電位が低くなっている。従って、トナーが現像によ
り付着する部分である。また、第二の電位部は副走査方
向に対して平行になるように形成されている。図３は、
上記画像パターンにより静電潜像保持体１４に形成され
る電界の強さを示す図である。図２のようなパターン
は、図３で表されるように画面の潜像の境界部分で強い
静電的な電界が形成される。とくに、第一の電位部Ａの
部分は重なり合うことから強い静電的な電界が形成され
ている。したがって、プラス極性に帯電するキャリアが
第１の電位の中央部に付着しやすい状態になっている。
また、表１は、トナーの帯電量と第一の電位部Ａの幅の
関係によるキャリア付着の有無を示す表である。ここ
で、現像条件としては静電潜像保持体１４の帯電電位が
−９００Ｖ、現像バイアスは−６００Ｖを印加したとき
に、キャリア付着がある場合は〇、キャリア付着がない
場合は×を記入した。

【００１２】

【表１】この結果から、第一の電位部Ａの幅は０．４〜０．８ｍ
ｍが一番キャリア付着を検知しやすいことがわかった。

【００１３】また、キャリア付着検知センサ５０は、図
２に示すように、静電潜像保持体１４上に形成されたパ
ターンの第一の電位部Ａに光を照射し、その反射率を測
定することができるようになっている。上記のようなパ
ターンを現像を行う前に毎回、あるいはある特定の周期
で形成し、キャリア付着検知センサ５０によって第一の
電位部Ａのキャリア付着が発生しているか否かを検知
し、もしキャリア付着が発生したならば帯電電位を下
げ、静電潜像保持体１４の表面電位と現像バイアスの電
位差を小さくする制御を行うことによって、帯電電位部
（非画像部）にキャリア付着が発生するのを防止するこ
とが可能である。また、現像バイアスを変化させて、静
電潜像保持体１４の表面電位と現像バイアスの電位差を
小さくすることでもキャリア付着を防止することが可能
となる。

【００１４】図４は、第一の電位部Ａのキャリア付着を
キャリア付着検知センサ５０により検知した場合の補正
手順を示すフローチャートである。帯電部材２３によっ
て静電潜像保持体１４を一様に帯電した後、スキャナあ
るいはパソコンなどからの画像信号に基づいて露光を行
う前に、図２の潜像パターンを形成し現像を行う。現像
後キャリア付着検知センサ５０により光を照射し、その
反射率からキャリアの有無を検知する。キャリア付着が
ないと判断したときはそのまま画像信号により書き込み
手段により静電潜像保持体１４上に潜像を形成し現像を
行う。キャリイ付着があると判断したときは静電潜像保
持体１４の表面電位を下げることにより、現像バイアス
との電位差を小さくする。そして、再び、図２の潜像パ
ターンを現像し、キャリア付着の有無を判断する。この
時、現像バイアスと変化させることによって静電潜像保
持体１４の表面帯電電位と現像バイアスとの電位差を小
さくす、キャリア付着を防ぐようにしてもよい。このよ
うに、現像条件を変えずにキャリア付着が発生しやすい
パターンを形成して、そのキャリア付着の有無をキャリ
ア付着検知センサ５０によって検知するので、実際の出
力画像の非画像部にキャリア付着が発生するよりもかな
り前に余裕を持ってキャリア付着が発生しにくい現像条
件に変化させることができる。したがって、安定した良
好な画像を出力することが可能になる。

【００１５】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１ないし
請求項５に記載の画像形成装置では、キャリア付着が発
生しやすい潜像パターンを形成し、そこのキャリア付着
の有無を検知するもので、実際の出力画像の非画像部に
キャリア付着が発生するよりもかなり前に余裕をもって
対応することができる。請求項６に記載の画像形成装置
では、トナー層とトナー層のわずかな隙間でも光を利用
することにより確実に測定することができる。請求項７
および請求項８に記載の画像形成装置では、静電潜像保
持体の表面帯電電位と現像バイアスとの電位差を小さく
することで、キャリア付着を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置を示す
概略構成図である。

【図２】第一の電位部と第二の電位部から形成され、第
二の電位部は第一の電位部を夾みように形成されている
画像パターンである。

【図３】上記画像パターンにより静電潜像保持体１４に
形成される電界の強さを示す図である。

【図４】第一の電位部のキャリア付着をキャリア付着検
知センサにより検知した場合の補正手順を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１画像形成部２制御部３コンピュータ１１像露光装置１２レンズ１３ミラー１４静電潜像保持体１６給紙装置１７給紙ローラ１８転写部材１９転写材２０定着装置２１排紙部２３帯電部材３０現像装置３１現像剤担持体３２第１攪拌部材３３第２攪拌部材３４仕切り板３５現像剤規制部材３６セパレーター３７磁気ロール３８トナーボトル３９トナー補給ローラ４０クリーニング装置４１クリーニングブレード５０キャリア付着検知センサＡ第一の電位部Ｂ第二の電位部Ｌレーザ光Ｃ１、Ｃ２回転方向Ｖ電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーと磁性キャリアとからなる現像剤
を内部の固定磁気ロールにより担持する現像剤担持体
と、現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する現像剤
規制部材と、静電潜像を保持する静電潜像保持体と、静電潜像保持体に一様に帯電する帯電部材と、静電潜像保持体に露光する書き込み手段と、キャリア付着検知するためのキャリア付着センサとを備
え、かつ現像剤担持体表面に磁気ロールの磁力によりブ
ラシ状に穂立ちさせた静電潜像保持体と対向する現像領
域に搬送し、現像バイアスを印加することにより静電潜
像を現像する画像形成装置において、静電潜像保持体上にエッジ部を有する潜像パターンを形
成し、現像後に潜像パターンのキャリア付着をキャリア
付着検知センサにより検知することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、潜像パターンは第一の電位部と、それを夾む第二の電位
部からなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、第一の電位部にトナーを付着させず、第二の電位部には
トナーを付着させるように現像剤担持体に現像バイアス
を印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、潜像パターンの第二の電位部は静電潜像保持体の副走査
方向に対して平行になるように形成されていることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１に記載の画像形成装置におい
て、第二の電位部の間隔が０．４〜０．８ｍｍであることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の画
像形成装置において、キャリア付着検知センサは光照射したときの反射率を利
用することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】請求項１ないし５のいずれかに記載の画
像形成装置において、キャリア付着を検知したとき、静電潜像保持体の帯電電
位を変更させてキャリア付着を防止することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項８】請求項１ないし５のいずれかに記載の画
像形成装置において、キャリア付着を検知したとき、現像バイアスを変更させ
てキャリア付着を防止することを特徴とする画像形成装
置。