JP2002006566A

JP2002006566A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002006566A
Application number: JP2000184890A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 啓之鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ａ−Ｓｉ感光体の膜厚ムラや組成ムラにより
感光体の周方向に電位ムラが生じても、周方向の電位ム
ラによる濃度ムラを防止して、濃度ムラのない良好な画
像を得ることである。【解決手段】ａ−Ｓｉ感光体の感光ドラム１の周方向
の電位ムラは、感光ドラムの手前側でｂ＞ａ≒ｃ＞ｄの
場合、中央部でも、ｂ’＞ａ’≒ｃ’＞ｄ’、奥側でも
ｂ”＞ａ”≒ｃ”＞ｄ”という傾向がある。その電位ム
ラの最大値（電位差）が２０Ｖなので、２成分現像で印
加する現像バイアスの＋３００Ｖの直流電圧に周波数６
０００Ｈz、振幅２０００Ｖの交流電圧を重畳した電圧
の直流成分に対し、補正バイアスとして振幅（ピークツ
ウピーク電圧）が２０Ｖの感光ドラムの回転周期の交流
成分を重畳し、現像特性を、周方向の電位ムラによる影
響を緩和させる方向に変えて、周方向の電位ムラによる
濃度ムラを防止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被記録画像に対応
して感光体に形成した静電潜像を現像剤により現像し
て、用紙等に記録する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式や静電記録方式を用
いた画像形成装置は、数多く提案されている。図８を用
いてその概略構成および動作について説明する。

【０００３】図８に示した画像形成装置は、コピー開始
信号が入力されると、感光ドラム（ドラム状電子写真感
光体）１が帯電器３により所定の電位になるように帯電
され、一方、原稿台１０上に置かれた原稿Ｇに対し、原
稿照明用ランプ、短焦点レンズアレイ、ＣＣＤセンサー
が一体のユニット９となって原稿を照射しながら走査す
ることにより、その照明走査光の原稿面からの反射光
が、短焦点レンズアレイによって結像されて、ＣＣＤセ
ンサーに入力される。

【０００４】ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部
より構成されており、ＣＣＤ受光部において光信号が電
荷信号に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して
順次出力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧
信号に変換し、増幅、低インピーダンス化して出力す
る。得られアナログ信号は周知の画像処理を行って、デ
ジタル信号に変換してプリンター部に送られる。プリン
ター部においては、上記の画像信号を受けてＯＮ／ＯＦ
Ｆ発光されるＬＥＤ露光手段２により露光して、感光ド
ラム１の表面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成す
る。

【０００５】感光ドラム１上に形成された静電潜像は、
現像装置４によりトナー粒子と磁性キャリアを有する２
成分現像剤を用いて現像し、トナー像として可視化す
る。このようにして感光ドラム１上に形成されたトナー
像は、転写装置７によって記録材上に静電転写される。
その後、記録材は、転写装置７から静電分離されて定着
器６へ搬送され、そこでトナー像が記録材に熱定着され
て、記録材に定着された画像が出力される。

【０００６】転写後の感光ドラム１は、クリーニング装
置（ドラムクリーナ）５により表面に残留した転写残り
トナー等の付着物が除去され、通常、前露光器８により
前露光して像露光による光メモリを除去した後、繰り返
し画像形成に使用される。

【０００７】上記の感光ドラム（ドラム状感光体）など
の感光体としては、有機感光体やアモルファスシリコン
系感光体（ａ−Ｓｉ感光体）等がよく用いられている
が、ａ−Ｓｉ感光体は、表面硬度が高く、半導体レーザ
ーなどに高い感度を示し、しかも繰り返し使用による劣
化もほとんど認められないことから、高速複写機やレー
ザービームプリンタ（ＬＢＰ）などの電子写真感光体と
して多用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ａ−Ｓｉ感光体は、原料ガスを高周波やマイクロ波でプ
ラズマ化し、ドラム基体のアルミニウムシリンダー上に
固化、堆積させて成膜するため、プラズマが均一でない
と、感光体の周方向（回転方向）や長手方向（周方向と
直角の幅方向）に膜厚ムラ、組成ムラが生じ、このた
め、現像部において感光体に数１０Ｖ程度の電位ムラが
発生することがあった。

【０００９】ａ−Ｓｉ感光体では、帯電部−現像部間の
暗状態での電位減衰（暗減衰）が、有機感光体の暗減衰
に比べ非常に大きく、１００〜２００Ｖ程度の減衰が生
じ、さらに像露光の光メモリによる電位減衰が増大する
ため、前回の光メモリを消すための帯電前の前露光は必
要となる。

【００１０】しかし、感光体に膜厚ムラがあると静電容
量の違いができて、帯電能の差が生じ、また前回の光メ
モリを消すための前露光による暗減衰が、膜厚や組成の
違いによって差が生じるので、現像部における電位ムラ
をより増大させる。その結果、この感光体膜厚ムラ等の
要因により、数１０Ｖの電位ムラが発生する。

【００１１】ａ−Ｓｉ感光体に電位ムラが生じると、静
電容量の大きなａ−Ｓｉ感光体は、有機感光体に比べて
コントラストも小さいため影響を受けやすく、濃度ムラ
も顕著になる。

【００１２】従って、本発明の目的は、ａ−Ｓｉ感光体
の膜厚ムラや組成ムラ等により感光体の周方向に電位ム
ラが生じても、周方向の電位ムラによる濃度ムラを防止
して、濃度ムラのない良好な画像を得ることを可能とし
た画像形成装置を提供することである。

【００１３】

【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、
アモルファスシリコンを含む無端回転する感光体を帯電
し、像露光して、前記感光体上に静電潜像を形成し、前
記感光体上の潜像を現像手段により現像する画像形成装
置において、前記現像手段による前記感光体上の潜像の
現像条件を、前記感光体の回転周期で変化させることを
特徴とする画像形成装置である。

【００１４】本発明によれば、前記現像条件を、前記感
光体の周方向の帯電特性および暗減衰特性に応じて変化
させる。詳しくは、前記現像条件を、前記感光体の周方
向の帯電特性および暗減衰特性により発生する濃度ムラ
を抑制する方向に変化させる。本発明の一態様によれ
ば、前記現像条件は前記現像手段の現像剤担持体に印加
する現像バイアスであり、前記現像バイアスを前記感光
体の回転周期で変化させる。前記現像バイアスの直流成
分を前記感光体の回転周期で変化させる。前記感光体の
帯電特性および暗減衰特性により発生する濃度ムラの現
像位置における最大電位部もしくは最小電位部に対し同
位相を有する交流成分を、前記現像バイアスの直流成分
に重畳する。前記同位相を有する交流成分はサイン波で
ある。本発明の他の態様によれば、前記現像手段の現像
剤担持体表面と前記感光体表面との間の間隔を前記感光
体の回転周期で変化させる。前記感光体表面の前記現像
剤担持体の両端部に設けられた間隔制御部材が当接する
部分に、前記感光体の回転周期で変化する高低差を設け
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則して更に詳しく説明する。

【００１６】実施例１図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す断面図
である。

【００１７】図１の画像形成装置において、リーダー部
９は図８に示した従来の画像形成装置と同様なので、そ
の説明は省略する。

【００１８】本画像形成装置は、ドラム状電子写真感光
体である感光ドラム１の周囲に、帯電器３０、ＬＥＤ露
光手段２、現像装置４、転写装置７、ドラムクリーナ５
および前露光器８を備える。

【００１９】画像形成するには、帯電器３０により感光
ドラム１を所定の電位に帯電し、原稿Ｇの画像情報に基
づく画像信号でＬＥＤ露光手段２をＯＮ／ＯＦＦ発光し
て、感光ドラム１の表面を像露光し、原稿画像に対応し
た静電潜像を形成する。感光ドラム１上に形成された静
電潜像は、現像装置４によりトナー粒子と磁性キャリア
を有する２成分現像剤を用いて現像し、トナー像として
可視化する。

【００２０】このようにして感光ドラム１上に形成され
たトナー像は、転写装置７により記録材に静電転写され
る。転写装置７は、転写ベルト７１を従動ローラ７２お
よび駆動ローラ７３に掛け回し、その転写ベルト７１の
感光ドラム１と対向した内側位置に転写帯電器７４を設
置してなっており、転写ベルト７１は駆動ローラ７３に
より矢印方向に回転される。記録材は給紙カセット８０
から転写ベルト７１に給紙され、転写ベルト７１により
担持して感光ドラム１と対向した転写部に搬送され、転
写帯電器７４に転写バイアスを印加することにより、感
光ドラ１上のトナー像が転写される。

【００２１】その後、記録材は、転写ベルト７１から静
電分離されて定着器６へ搬送され、そこでトナー像が記
録材に熱定着されて、記録材に定着された画像が出力さ
れる。一方、転写後の感光ドラム１は、ドラムクリーナ
５により表面に残留した転写残りトナー等の付着物が除
去され、前露光器８により前露光して像露光による光メ
モリを除去した後、繰り返し画像形成に使用される。

【００２２】本発明によれば、感光ドラム１はａ−Ｓｉ
感光体（アモルファスシリコン系感光体）とされてお
り、ａ−Ｓｉ感光体は、図２に示すように、アルミニウ
ムなどからなる導電性の支持体（基体）２１の表面上に
堆積によって形成され、電荷注入阻止層２２と光導電層
とからなる感光層２５、および表面層２４から構成され
ている。電荷注入阻止層２２は、導電性支持体２１から
光導電層２３への電荷の注入を阻止するためのもので、
必要に応じて設けられる。光導電層２３は、少なくとも
シリコン元素を含む非晶質材料で構成され、光導電性を
示す。表面層２４は、シリコンと炭素（必要により水素
あるいはハロゲンまたはその両方の元素）を含み、電子
写真装置における潜像を保持する能力を持つ。

【００２３】感光体の帯電手段としては、従来からコロ
ナ帯電器が実用化されているが、ａ−Ｓｉ感光体は、比
誘電率が１１〜１２と有機感光体に比べて大きいため、
静電容量が大きくなり、それにともない帯電能の低下、
放電による潜像の流れに起因する画像流れ等が発生しや
すくなる。

【００２４】これに対して、帯電部材として導電性のロ
ーラやファーブラシ、あるいは磁性粒子を用いた接触帯
電部材を使用し、これをａ−Ｓｉ感光体に十分に接触し
て感光体を帯電すると、ａ−Ｓｉ感光体表面が１０⁹〜
１０¹⁴Ωｃｍ程度の材質の層で形成されているので、接
触帯電部材に印加した帯電バイアスのうちの直流成分と
ほぼ同等の帯電電位を感光体表面に得ることが可能であ
る。

【００２５】このような帯電方法は、放電を用いずに電
荷を直接感光体に注入して帯電を行うため、注入帯電と
称する。この注入帯電を用いれば、感光体への帯電がコ
ロナ帯電のような放電現象を利用していないので、完全
なオゾンレスかつ低消費電力型の帯電が可能となり、注
目されている。また帯電能の低下や画像流れが防止で
き、さらに印加した電圧近傍に帯電されるため電位の制
御を行うことも容易となる。

【００２６】そこで、本実施例では、帯電器３０に、接
触帯電部材として磁性粒子を使用した磁気ブラシ帯電器
を用いている。この磁気ブラシ帯電器は、導電性の磁性
粒子をマグネットに直接、あるいはマグネットを内包す
る支持スリーブ上に磁気的に拘束して、磁性粒子に磁気
ブラシを形成させ、その磁気ブラシを停止あるいは回転
しながら感光体に接触して、マグネットまたは支持スリ
ーブに電圧を印加することにより、磁性粒子を介して感
光体を帯電するものである。

【００２７】磁気ブラシ帯電器３０は、図３に示すよう
に、容器３４内に非磁性部材製の支持スリーブ３３を有
し、支持スリーブ３３の内部に固定マグネット３２を設
けて、その磁界によって接触帯電部材として磁性粒子ｍ
をスリーブ３３の表面上にブラシ状に支持し、容器３４
の開口部の上端に設けた規制ブレード３１により磁性粒
子ｍの量を調整した後、スリーブ３３の回転にともない
磁性粒子ｍを感光ドラム１と対向した帯電部に搬送する
ようになっている。

【００２８】支持スリーブ３３の回転は、感光ドラム１
の回転方向に対し、対向部が逆方向に移動する向きのカ
ウンター方向としており、感光ドラム１の回転速度２０
０ｍｍ／秒に対し、スリーブ３３を２５０ｍｍ／秒で回
転している。磁性粒子による磁気ブラシは、感光ドラム
１と接触して形成するニップ幅を略６ｍｍとした。支持
スリーブ３３に帯電電圧を印加することにより、磁性粒
子ｍから電荷が感光ドラム１の表面に与えられ、感光ド
ラム１の表面が帯電電圧に対応した近い電位に帯電され
る。

【００２９】また、本実施例では、現像装置４に２成分
磁気ブラシ接触現像装置を使用した。現像装置４は、図
３に示すように、磁性トナーと磁性キャリアとを混合し
た２成分現像剤を収容した現像容器４６に、現像剤を担
持して搬送するマグネットローラ４３を内蔵した現像ス
リーブ４１と、現像スリーブ４１に現像剤を供給すると
ともに容器４６内で現像剤を撹拌搬送する現像剤撹拌ス
クリュー４３、４４と、現像スリーブ４３上の現像剤の
層厚を規制する規制ブレード４５とを備えてなってい
る。

【００３０】現像スリーブ４１は、現像容器４６の感光
ドラム１と対面した部位の開口部に回転自在に設置され
ている。この現像スリーブ４１の軸両端部には突き当て
コロが同軸に設けられ、現像時にコロを感光ドラム１の
両端部に突き当てることにより、現像スリーブ４１と感
光ドラム１との間の最近接部の距離を制御して、現像ス
リーブ４１上の現像剤を感光ドラム１に接触した状態で
現像できるように設定されている。

【００３１】本実施例では、２成分現像剤は、粉砕法に
よって製造された体積平均粒径が約８μｍの非磁性トナ
ー粒子と、体積平均粒径が約４５μｍの磁性粒子を重量
比で７：９３（トナー粒子：磁性粒子）に混合したもの
を用いた。

【００３２】さて、ａ−Ｓｉ感光体は、前記したよう
に、原料ガスを高周波やマイクロ波でプラズマ化し、基
体のアルミニウムシリンダー上に固化、堆積させて成膜
するため、プラズマが均一でないと、感光ドラムの周方
向や長手方向に膜厚ムラ、組成ムラが生じ、このため、
現像部において感光ドラムに数１０Ｖ程度の電位ムラが
発生することがあった。

【００３３】これは、感光体の膜厚ムラにより静電容量
の違いができて、帯電能の差が生じるからであり、また
前回の光メモリを消すための前露光による帯電部−現像
部間の暗状態での電位減衰（暗減衰）が、膜厚や組成の
違いによって差が生じ、現像部における電位ムラをより
増大させるからである。

【００３４】上記の光メモリについて説明すると、ａ−
Ｓｉ感光体を帯電し、像露光を行うと、光キャリアを生
成し電位を減衰させる。しかし、ａ−Ｓｉ感光体は多く
のタングリングボンド（未結合手）を有しており、これ
が局在準位となって光キャリアの一部を捕捉し、その走
行性を低下させ、あるいは光キャリアの再結合確率を低
下させる。したがって、画像形成プロセスにおいて、像
露光で生成された光キャリアの一部は、次行程の帯電時
にａ−Ｓｉ感光体に電界がかかると同時に局在準位から
開放され、露光部と非露光部とでａ−Ｓｉ感光体の表面
電位に差が生じて、これが最終的な光メモリとなる。

【００３５】そこで、前露光工程において均一に露光を
行うことにより、ａ−Ｓｉ感光体内部に存在する光キャ
リアを過多にし、全面で均一になるようにして、光メモ
リを消去することが一般的である。このとき、前露光器
８から照射する前露光の光量を増したり、前露光の波長
をａ−Ｓｉ感光体の分光感度ピーク（約６８０〜７００
ｎｍ）に近づけることにより、より効果的に光メモリ
（ゴースト）を消去することが可能である。

【００３６】しかしながら、上記のようにａ−Ｓｉ感光
体に、たとえば膜厚ムラが存在すると、光導電層間にか
かる電界が異なるため、局在準位からの光キャリアの開
放に差が生じ、膜厚が薄い部分ほど電位減衰が大きく、
帯電部で均一に帯電できたとしても、現像部では電位ム
ラが生じてしまう。また帯電能についても、膜厚が薄い
部分ほど静電容量が大きくなるため不利となり、帯電能
が低下してくると、上記の現像部での帯電ムラはより顕
著になってしまう。また、膜厚が同等の場合でも製膜時
の条件による組成ムラによって、暗減衰に差が生じるこ
とによっても電位ムラは生じる場合がある。この電位ム
ラは、画像露光を行った場合にも残り、現像工程を行う
と、特に目に認識されやすい低濃度領域で顕著な濃度ム
ラとして現れる。

【００３７】また、この原因となる感光体の膜厚ムラや
組成ムラによる電位ムラは、感光体の長手方向および周
方向について発生するが、不規則なムラではなく、特に
周方向のムラは感光体の回転周期で発生しており、かつ
長手方向にわたってピーク位置等が同じになっている。

【００３８】たとえば本実施例で用いたａ−Ｓｉ感光体
の感光ドラムの周方向および長手方向の電位ムラの一例
を図５、図６に示す。図５は現像位置における感光ドラ
ム長手方向（軸方向）の電位ムラを示し、図６は現像位
置における周方向の電位ムラを示している。

【００３９】このときの感光ドラム１の帯電条件は、磁
気ブラシ帯電器３０の支持スリーブ３３へ印加した帯電
バイアスが５５０Ｖで、帯電工程前に前露光器８から光
メモリを消去するための光照射をすることにより、帯電
部から現像部に達する間に暗減衰が大きくなり、現像位
置では１５０Ｖ程度の電位減衰を引き起こしている。

【００４０】感光ドラム周方向の電位ムラは、図６に示
すように、たとえば感光ドラムの手間側（装置本体の手
前側）でｂ＞ａ≒ｃ＞ｄという傾向がある場合、感光ド
ラムの中央部でも、ｂ’＞ａ’≒ｃ’＞ｄ’、奥側でも
ｂ”＞ａ”≒ｃ”＞ｄ”という傾向があり、図６では、
その電位ムラの最大値（電位差）が２０Ｖとなってい
る。

【００４１】以上のような電位ムラの傾向から、本発明
では、図６に示すような周方向の電位ムラに対処する手
段を講じた。通常、２成分現像を行う場合、現像スリー
ブに現像バイアスとして、直流電圧と交流電圧の重畳電
圧を印加する。本実施例では、この現像バイアスの直流
成分に対し、補正バイアスとして感光体の回転周期の交
流成分を重畳することにより、現像特性を、感光体の周
方向の電位ムラによる影響を緩和させる方向に変えてや
ることにより、周方向の電位ムラにより引き起こされる
濃度ムラを防止した。

【００４２】具体的には、＋３００Ｖの直流電圧に周波
数６０００Ｈz、振幅２０００Ｖの交流電圧を重畳した
電圧に、さらに補正バイアスとして、感光体回転周期の
周波数の交流電圧で振幅（ピークツウピーク電圧）が２
０Ｖの交流電圧を重畳し、これを現像バイアスとして用
いた。

【００４３】補正バイアスの振幅、つまり感光体回転周
期の周波数の交流電圧の振幅は、現像位置での電位変動
量に応じて決められ、本実施例では、図５、６のような
ａ−Ｓｉ感光体、すなわち現像位置での電位ムラのピー
ク・ツウ・ピーク電圧が２０Ｖの感光体を用いたので、
補正バイアスの振幅を２０Ｖとしたが、電位ムラの大き
さによって振幅の大きさは適宜調整する。

【００４４】また感光体回転周期の周波数の交流電圧の
補正バイアスを重畳する際は、そのピーク位置を電位ム
ラに合わせて、補正バイアス電位の最大値が感光体電位
の最大値になる位置（ｂ、ｂ’、ｂ”）に合い、補正バ
イアス電位の最小値が感光体電位の最小値になる位置
（ｄ、ｄ’、ｄ”）に合うように制御することが重要で
ある。

【００４５】そのためには、電位ムラの位置情報により
補正バイアスの重畳タイミングを制御すればよい。ａ−
Ｓｉ感光体の電位ムラのピーク位置は、感光体の製造時
に決まってき、使用や環境等による変化はそう大きくは
ないので、本実施例では、感光ドラム両端部のフランジ
に位置検出が可能な印を付け、ピーク位置を印の位置に
合わせることにより、補正バイアスの重畳タイミングを
合わせられるようにした。

【００４６】他の方法としては、感光体に対する電位セ
ンサーの測定データをフィードバックする等の方法や、
パッチを感光体の周方向に数箇所形成して、パッチの濃
度検出による濃度データからフィードバックを加える方
法等がある。このように、フィードバックされたデータ
から周期の制御や振幅の制御を行う方法は、電位の振幅
が使用や環境等で変動する際には有効である。

【００４７】以上は、ａ−Ｓｉ感光体の感光ドラムの場
合であるが、ａ−Ｓｉ感光体が、複数のローラに掛け回
して無端回転する感光ベルトの場合にも、同様にすれば
よい。

【００４８】以上説明したように、本実施例では、ａ−
Ｓｉ感光体を現像するに際し、現像バイアスに電位ムラ
の振幅と同等で、感光体の回転方向と同周期の交流成分
を重畳して、ａ−Ｓｉ感光体の帯電特性や暗減衰特性に
よって引き起こされる電位ムラによる影響を緩和させる
方向に、現像特性を変えて現像してやるので、帯電ムラ
による濃度ムラを改善することができ、濃度ムラのない
良好な画像を得ることができる。

【００４９】実施例２実施例１では、現像バイアスに対し、電位ムラの振幅と
同等で、感光体の回転周期と同周期の交流電圧からなる
補正バイアスを重畳して、現像特性を、ａ−Ｓｉ感光体
の周方向の電位ムラによる影響を緩和する方向に変える
ことにより、電位ムラに起因する濃度ムラを防止した
が、本実施例では、それを、現像装置の現像剤担持体と
感光体の間隔を周方向で変えることで実現した。

【００５０】図４の現像装置の現像スリーブ（現像剤担
持体）４１の両端部には、現像スリーブ４１と感光ドラ
ム１の間隔を制御するために、感光ドラム１に当接する
図示しないコロが設けられているが、本実施例では、現
像スリーブ４１と感光ドラム１の間隔を周方向で変える
ように、その間隔制御用のコロが当接する感光ドラム１
の両端部分に、感光ドラム１の回転周期で変化する高低
差を設け、これにより、現像特性を感光ドラムの周方向
の電位ムラによる影響を緩和する方向に変えた。本例で
は、図７に示すように、間隔制御用コロが当接する感光
ドラム１の両端部分が溝１Ａになっているので、その溝
１Ａの深さを感光ドラム１の回転周期で変化させた。

【００５１】ａ−Ｓｉ感光体の電位ムラのピーク位置は
製造時に決まり、使用や環境等では大きく変わることは
ないため、感光体製造時に、電位ムラの測定値から必要
な補正量に対応して溝１Ａの凹部を形成することによ
り、画像形成装置本体側で特別な措置を採ることなく濃
度ムラの改善が可能となる。

【００５２】表１に、図６に示した感光ドラム中央部の
周方向のｂ’の位置、ａ’とｃ’の位置およびｄ’の位
置での現像スリーブと感光ドラムとの間隔と、そのとき
の各位置でのハーフトーン濃度（目標値０．４０）との
関係を示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】このときの現像条件では、表１に示される
ように、現像スリーブ−感光ドラム間隔が狭いほど濃度
が高くなり、間隔が広いほど濃度が低下する傾向があっ
た。そこで、電位が低くコントラストが小さくなるｄ’
の部分で、現像スリーブと感光ドラムの間隔を狭くし、
電位が高くコントラストが大きくなるｂ’の部分で間隔
を広くなるようにした場合に、適正な現像特性が実現さ
れ、濃度ムラが改善された。たとえば現像スリーブと感
光ドラムの間隔を、ｂ’の位置＝６００μｍ、ａ’と
ｃ’の位置＝５００μｍ、ｄ’の位置＝４００μｍと
し、あるいはｂ’の位置＝７００μｍ、ａ’とｃ’の位
置＝６００μｍ、ｄ’の位置＝５００μｍとする。

【００５５】本実施例では、現像スリーブと感光ドラム
の間隔を広げた場合に現像効率が低下し、狭めた場合に
現像効率が向上する現像条件であったため、上記のよう
な間隔選択条件としたが、現像方式や現像剤の条件等に
よっては、現像スリーブと感光ドラムの間隔を広げた方
が現像効率が向上するような場合もあり、必ずしも上記
のような間隔選択条件となるとは限らない。

【００５６】本発明において重要な点は、感光体の周方
向上、電位が低くなる部分の現像効率を高め、電位が高
くなる部分の現像効率を落とすことによって、周方向の
濃度ムラを改善することである。

【００５７】また、たとえば、図５、図６のような長手
方向電位ムラ、周方向電位ムラを持つａ−Ｓｉ感光体の
場合には、長手方向についても同様に電位が低くなる部
分の現像効率を高め、電位が高くなる部分の現像効率を
落とすことによって、長手方向の濃度ムラを改善するこ
とができる。

【００５８】具体的には、電位が低くコントラストが小
さくなる長手方向位置（ａ、ｂ、ｃ、ｄの位置）で、現
像効率を高めるために現像スリーブと感光ドラムの間隔
を若干狭くし、電位が高くコントラストが大きくなる長
手方向位置（ａ”、ｂ”、ｃ”、ｄ”の位置）で、逆に
現像効率を落とすために現像スリーブと感光ドラムの間
隔を若干広くすることにより、長手方向の濃度ムラも改
善することができる。

【００５９】以上説明したように、本実施例では、ａ−
Ｓｉ感光体を現像するに際し、現像手段の現像剤担持体
と感光体との間隔を変えて、ａ−Ｓｉ感光体の帯電特性
や暗減衰特性によって引き起こされる電位ムラによる影
響を緩和させる方向に、現像特性を変えて現像するの
で、帯電ムラによる濃度ムラを改善することができ、濃
度ムラのない良好な画像を得ることができる。

【００６０】実施例３実施例１、２においては、現像方式として非磁性トナー
と磁性キャリアを混合した２成分現像方式を用いたが、
本実施例では、非磁性１成分現像剤を用いた非磁性１成
分非接触現像、非磁性１成分接触現像、磁性１成分現像
剤を用いた磁性１成分現像の場合について評価を行っ
た。

【００６１】ここで、非磁性１成分非接触現像とは、非
磁性トナーを現像スリーブ上に弾性ブレード等でコーテ
ィングし、現像スリーブと感光体が非接触の状態で、交
流電圧によってトナーを感光体に飛翔させて現像を行う
方式であり、非磁性１成分接触現像とは、非磁性トナー
を現像スリーブ上に弾性ブレード等でコーティングし、
現像スリーブと感光体が接触の状態で、直流電圧によっ
てトナーを感光体上の静電潜像に転移させて現像を行う
方式である。磁性１成分非接触現像とは、磁性トナーを
現像スリーブ上に内部のマグネットの磁気力によって拘
束し、そのトナーの量を規制手段で調整し、現像スリー
ブと感光体が非接触の状態で、交流電圧によってトナー
を感光体に飛翔させて現像を行う方式である。

【００６２】上記の各現像方式に、本発明による周方向
の電位ムラに起因する濃度ムラを改善する方法を適用す
る場合について述べると、実施例１のように、現像バイ
アスに補正交流電圧（補正バイアス）を重畳する場合、
現像コントラストや重畳する交流電圧の条件は、各現像
方式により最適値（非磁性１成分接触現像の場合は直流
成分のみ）があるが、補正の交流電圧は現像方式にはよ
らず、現像位置における電位ムラによって決まり、補正
の交流電圧を、電位ムラと同周期、同振幅の条件で現像
バイアスに重畳してやることにより、濃度ムラが改善さ
れることが分かった。

【００６３】具体的には、実施例１と同様、感光体回転
周期の周波数の交流成分で振幅が２０Ｖの補正バイアス
を、振幅の最大値が感光体の電位の最大値になるｂ、
ｂ’、ｂ”の位置に合致し、振幅の最小値が電位の最小
値になるｄ、ｄ’、ｄ”の位置に合致するように、現像
バイアスに重畳させることにより効果が得られた。

【００６４】また実施例２のように、現像スリーブと感
光体の間隔を制御する方法は、非磁性１成分接触現像の
場合、適用することができないので、現像スリーブ上現
像剤の感光体との接触ニップ幅を変えてみた。しかし、
現像特性が大きく変わらなかったため有効な方法とはな
らなかった。一方、非磁性１成分非接触現像、磁性１成
分非接触現像には、現像スリーブと感光体の間隔を制御
する方法を適用して、実施例２の２成分現像の場合と同
様に効果を得ることができた。

【００６５】たとえば図６のような周方向の電位ムラが
あるａ−Ｓｉ感光体の場合に、現像スリーブと感光体の
間隔の絶対値は、上記の現像方式によって適正値に違い
はあるが、電位が低くコントラストが小さくなるｄ’の
部分で、現像スリーブと感光体の間隔を狭くし、電位が
高くコントラストが大きくなるｂ’の部分で、現像スリ
ーブと感光体の間隔を広くすると、濃度ムラが改善され
た。

【００６６】つまり、本発明の対象とする感光体のよう
に、回転方向の電位ムラがあるａ−Ｓｉ感光体の場合、
現像方式についても特に制限はなく、電位が低くコント
ラストが小さくなる部分の現像効率を、電位が高くコン
トラストが大きくなる部分の現像効率よりも高くなるよ
うに、現像特性を変えることにより、濃度ムラの改善が
できることが分かった。

【００６７】また実施例中では、ポジ帯電のａ−Ｓｉ感
光体について述べたが、ネガ帯電のａ−Ｓｉ感光体で
も、同様の効果が得られることが確認されている。つま
り、感光体の帯電極性や層構成によらずに、ａ−Ｓｉ感
光体で回転方向の電位ムラが発生する場合には、本発明
は十分な効果を発揮する。またａ−Ｓｉ感光体はドラム
状の感光体、すなわち感光ドラムだけでなく、ベルト状
の感光体、すなわち感光ベルトであってもよい。

【００６８】さらに実施例では、一例として、注入帯電
方式である磁性粒子を用いた磁気ブラシ帯電器について
述べたが、これに限られず、たとえばコロナ帯電器やフ
ァーブラシ帯電器、ローラ帯電器等によっても、本発明
の効果が十分得られることが確認されている。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、アモルファスシリコンを含む無端回転す
る感光体上の潜像を現像するに際し、現像バイアスの直
流成分を感光体の回転周期で変化させ、あるいは現像手
段の現像剤担持体表面と感光体表面との間の間隔を感光
体の回転周期で変化させることにより、現像条件を、感
光体の周方向の帯電特性および暗減衰特性により発生す
る濃度ムラを抑制する方向に変化するようにしたので、
ａ−Ｓｉ感光体の膜厚ムラにより感光体の周方向に電位
ムラが生じても、周方向の電位ムラによる濃度ムラを防
止して、濃度ムラのない良好な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す断面図
である。

【図２】図１の画像形成装置に設置された感光ドラムと
してのａ−Ｓｉ感光体の層構成を示す断面図である。

【図３】図１の画像形成装置に設置された磁気ブラシ帯
電器を示す断面図である。

【図４】図１の画像形成装置に設置された２成分磁気ブ
ラシ接触現像装置を示す断面図である。

【図５】図１の実施例の感光ドラムの長手方向における
電位ムラを示す説明図である。

【図６】図１の実施例の感光ドラムの周方向における電
位ムラを示す説明図である。

【図７】本発明の他の実施例における感光ドラムを示す
斜視図である。

【図８】従来の画像形成装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１感光ドラム１Ａ溝２ＬＥＤ露光手段４２２成分磁気ブラシ接触現像装置８前露光器３０磁気ブラシ帯電器４１現像スリーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アモルファスシリコンを含む無端回転す
る感光体を帯電し、像露光して、前記感光体上に静電潜
像を形成し、前記感光体上の潜像を現像手段により現像
する画像形成装置において、前記現像手段による前記感光体上の潜像の現像条件を、
前記感光体の回転周期で変化させることを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記現像条件を、前記感光体の周方向の
帯電特性および暗減衰特性に応じて変化させる請求項１
の画像形成装置。
【請求項３】前記現像条件を、前記感光体の周方向の
帯電特性および暗減衰特性により発生する濃度ムラを抑
制する方向に変化させる請求項２の画像形成装置。
【請求項４】前記現像条件は前記現像手段の現像剤担
持体に印加する現像バイアスであり、前記現像バイアス
を前記感光体の回転周期で変化させる請求項３の画像形
成装置。
【請求項５】前記現像バイアスの直流成分を前記感光
体の回転周期で変化させる請求項４の画像形成装置。
【請求項６】前記感光体の帯電特性および暗減衰特性
により発生する濃度ムラの現像位置における最大電位部
もしくは最小電位部に対し同位相を有する交流成分を、
前記現像バイアスの直流成分に重畳する請求項４または
５の画像形成装置。
【請求項７】前記同位相を有する交流成分はサイン波
である請求項６の画像形成装置。
【請求項８】前記現像手段の現像剤担持体表面と前記
感光体表面との間の間隔を前記感光体の回転周期で変化
させる請求項３の画像形成装置。
【請求項９】前記感光体表面の前記現像剤担持体の両
端部に設けられた間隔制御部材が当接する部分に、前記
感光体の回転周期で変化する高低差を設けた請求項８の
画像形成装置。