JP2002031938A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
- Publication number
- JP2002031938A JP2002031938A JP2000215258A JP2000215258A JP2002031938A JP 2002031938 A JP2002031938 A JP 2002031938A JP 2000215258 A JP2000215258 A JP 2000215258A JP 2000215258 A JP2000215258 A JP 2000215258A JP 2002031938 A JP2002031938 A JP 2002031938A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developer
- image
- carrier
- bias
- latent image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Developing For Electrophotography (AREA)
- Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
Abstract
一な画像の形成を可能にする。 【解決手段】 接触現像装置10を用い潜像担持体14
0に形成された静電潜像を現像し画像を形成する画像形
成装置において、層形成部材により現像剤担持体上に現
像剤薄層を形成し、該現像剤担持体に交流重畳バイアス
を印加する現像装置10と、縦万線スクリーンによる画
像処理を行って潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形
成手段40とを備え、現像剤の搬送量を安定化し、バン
ディングを低減させる。現像剤担持体には、長手方向に
均一なライン状の現像剤搬送面が形成される交流重畳バ
イアスを印加し、層形成部材は、先端にゴム硬度55〜
80度のウレタンゴム、半導電性ゴムチップを付設して
現像剤担持体のシール部分で現像剤を介することなく接
触させる。
Description
い潜像担持体に形成された静電潜像を現像し画像を形成
する画像形成装置に関する。
濃度パターン法が用いられ、スクリーン構造を用いた画
像処理が行われているが、スクリーンの構造や線数と階
調再現や粒状などの画質との関係については、様々な研
究がなされ報告されている。例えばJapan Har
dcopy‘99論文集、p303−306、井出 収
他「スクリーン構造と画素再現」では、スクリーン構造
や線数をかえた電子写真、印刷およびプルーフの画像に
おける画素再現精度を測定して、ドットゲイン、粒状性
および階調再現性との関係を調べ、高精度な系では画質
のスクリーン構造依存性は小さいが、精度の低下に応じ
て依存性は増え、したがって、電子写真などでは最適な
スクリーンの選択が重要になると報告している。
5論文集、p143−146、織田康弘他「ハイライト
再現を重視した新しいスクリーン技術」では、画像変調
方式を用いたハーフトーンスクリーンによって階調画像
を構成するディジタルゼログラフィ方式において、ハイ
ライト領域の安定的な再現を実現するため、スクリーン
構造を画像濃度に応じて変化させる技術を報告してい
る。
像担持体に形成された静電潜像を現像し画像を形成する
画像形成装置において、現像剤担持体に交流重畳バイア
スを印加する現像装置では、潜像に対して非忠実で、鮮
明なカラー画像を形成する場合に階調再現性、中間調再
現性が悪く画像品質が低いという問題があり、また、現
像バイアスに重畳する交流の振幅(Vpp)を大きくす
る必要があるが、潜像担持体への電荷の注入や地カブリ
などの制約から実用レベルとはならないなどの問題があ
った。
像剤担持体の搬送面をライン状に形成させる方法が非常
に効果的であるが、スクリーン構造によりノイズが発生
するという問題があった。すなわち、ライン状搬送面を
形成した場合に、網点スクリーンを用いると、バンディ
ング(横ムラ)が発生してしまう。また、スクリーンの
副走査方向の周波数と交流によって発生するライン状搬
送面の周波数が同期し、あるいは現像剤担持体の現像バ
イアスに交流を重畳することで潜像担持体が振動し、振
動によってニップが増減してスクリーンの副走査方向の
周波数と交流によるニップ増減周波数が同期して、潜像
担持体上で濃淡が発生する。
決するものであって、バンディングを低減させ、濃度ム
ラのない均一な画像の形成を可能にするものである。
潜像担持体に形成された静電潜像を現像し画像を形成す
る画像形成装置において、層形成部材により現像剤担持
体上に現像剤薄層を形成し、該現像剤担持体に交流重畳
バイアスを印加する現像装置と、縦万線スクリーンによ
る画像処理を行って前記潜像担持体に静電潜像を形成す
る潜像形成手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。
均一なライン状の現像剤搬送面が形成される前記交流重
畳バイアスを印加し、前記層形成部材は、先端にゴムを
付設して前記現像剤担持体に接触させ、先端にゴム硬度
55〜80度のウレタンゴム、半導電性ゴムチップを付
設して前記現像剤担持体のシール部分で現像剤を介する
ことなく接触させ、前記半導電性ゴムチップは、体積抵
抗率が109 Ωcm以下であることを特徴とするもので
ある。
を参照しつつ説明する。図1は本発明に係る画像形成装
置の実施の形態を示す図であり、この画像形成装置は、
イエローY、シアンC、マゼンタM、ブラックKからな
る4色のトナー(現像剤)による現像器を用いてフルカ
ラー画像を形成することのできる装置である。
が組み込まれた像担持体カートリッジである。この例で
は、感光体カートリッジとして構成されていて、その感
光体(潜像担持体)140が図示しない適宜の駆動手段
によって図示矢印方向に回転駆動される。感光体140
は、薄肉円筒状の導電性基材と、その表面に形成された
感光層とを有している。その感光体140の周りには、
その回転方向に沿って、帯電手段として帯電ローラ16
0、現像手段としての現像器10(Y、C、M、K)、
中間転写装置30、およびクリーニング手段170が配
置される。
面に当接してその外周面を一様に帯電させる。一様に帯
電した感光体140の外周面には、露光ユニット40に
よって、主走査ラインに対して垂直なラインセグメント
からなる縦万線スクリーンを用いた画像処理を行い、所
望の画像情報に応じた選択的な露光L1がなされ、この
露光L1によって感光体140上に静電潜像が形成され
る。この静電潜像は、現像器10によって現像剤が付与
されて現像される。
Y、シアン用の現像器10C、マゼンタ用の現像器10
M、およびブラック用の現像器10Kが設けられてい
る。これら現像器10Y、10C、10M、10Kは、
それぞれ揺動可能に構成されており、選択的に1つの現
像器の現像ローラ(現像剤担持体)11のみが感光体1
40に当接し得るようになっている。したがって、これ
らの現像器10は、イエローY、シアンC、マゼンタ
M、ブラックKのうちのいずれかのトナーを感光体14
0の表面に付与して感光体140上の静電潜像を現像す
る。現像ローラ11は、硬質のローラ、例えば表面を粗
面化した金属ローラで構成され、現像バイアスに交流を
重畳して長手方向にライン状搬送面を形成させるように
している。
の中間転写ベルト36上に転写される。クリーニング手
段170は、上記転写後に、感光体140の外周面に残
留し付着しているトナーTを掻き落とすクリーナブレー
ドと、このクリーナブレードによって掻き落とされたト
ナーを受ける受け部とを備えている。
4本の従動ローラ32、33、34、35と、これら各
ローラの周りに張架された無端状の中間転写ベルト36
とを有している。駆動ローラ31は、その端部に固定さ
れた図示しない歯車が、感光体140の駆動用歯車19
0と噛み合っていることによって、感光体140と略同
一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト3
6が感光体140と略同一の周速で図示矢印方向に循環
駆動されるようになっている。
で中間転写ベルト36がそれ自身の張力によって感光体
140に圧接される位置に配置されており、感光体14
0と中間転写ベルト36との圧接部において一次転写部
T1が形成されている。従動ローラ35は、中間転写ベ
ルト36の循環方向上流側において一次転写部T1の近
くに配置されている。
を介して図示しない電極ローラが配置されており、この
電極ローラを介して、中間転写ベルト36の導電層に一
次転写電圧が印加される。従動ローラ32は、テンショ
ンローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写
ベルト36をその張り方向に付勢している。従動ローラ
33は、二次転写部T2を形成するバックアップローラ
である。このバックアップローラ33には、中間転写ベ
ルト36を介して二次転写ローラ38が対向配置されて
いる。二次転写ローラ38には、二次転写電圧が印加さ
れ、図示しない接離機構により中間転写ベルト36に対
して接離可能になっている。従動ローラ34は、ベルト
クリーナ39のためのバックアップローラである。ベル
トクリーナ39は、中間転写ベルト36と接触してその
外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリー
ナブレード39aと、このクリーナブレード39aによ
って掻き落とされたトナーを受ける受け部39bとを備
えている。このベルトクリーナ39は、図示しない接離
機構により中間転写ベルト36に対して接離可能になっ
ている。
電層の上に形成され、感光体140に圧接される抵抗層
とを有する複層ベルトで構成されている。導電層は、合
成樹脂からなる絶縁性基体の上に形成されており、この
導電層に前述した電極ローラを介して一次転写電圧が印
加される。なお、ベルト側縁部において抵抗層が帯状に
除去されることによって導電層が帯状に露出し、この露
出部に電極ローラが接触するようになっている。
で、一次転写部T1において、感光体140上のトナー
像が中間転写ベルト36上に転写され、中間転写ベルト
36上に転写されたトナー像は、二次転写部T2におい
て、二次転写ローラ38との間に供給される用紙等のシ
ート(記録材)Sに転写される。シートSは、給紙装置
50から給送され、ゲートローラ対Gによって所定のタ
イミングで二次転写部T2に供給される。51は給紙カ
セット、52はピックアップローラである。
ートSは、定着装置60を通ることによってそのトナー
像が定着され、排紙経路70を通って、装置本体のケー
ス80上に形成されたシート受け部81上に排出され
る。なお、この画像形成装置は、排紙経路70として、
互いに独立した2つの排紙経路71、72を有してお
り、定着装置60を通ったシートはいずれかの排紙経路
71又は72を通って排出される。また、この排紙経路
71、72は、スイッチバック経路をも構成しており、
シートの両側に画像を形成する場合には、排紙経路71
又は72に一旦進入したシートが、返送路73を通って
再び二次転写部T2に向けて給送されるようになってい
る。
要は次の通りであり、現像器の各ローラ上に交流重畳バ
イアスを印加してライン状搬送面を形成し、露光ユニッ
トで縦万線スクリーンによる画像処理を行っている。 (1)図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコ
ンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が
画像形成装置の制御部90に入力されると、感光体14
0、現像器10の各ローラ11、および中間転写ベルト
36が回転駆動される。 (2)感光体140の外周面が帯電ローラ160によっ
て一様に帯電される。 (3)一様に帯電した感光体140の外周面に、縦万線
スクリーンによる画像処理を行って露光ユニット40に
よって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた
選択的な露光L1がなされ、イエロー用の静電潜像が形
成される。 (4)感光体140には、第1色目の例えばイエロー用
の現像器10Yの現像ローラのみが接触し、これによっ
て上記静電潜像が現像され、第1色目のイエローのトナ
ー像が感光体140上に形成される。 (5)中間転写ベルト36には、上記トナーの帯電極性
と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体140上に
形成されたトナー像が、一次転写部T1において中間転
写ベルト36上に転写される。このとき、二次転写ロー
ラ38およびベルトクリーナ39は、中間転写ベルト3
6から離間している。 (6)感光体140上に残留しているトナーがクリーニ
ング手段170によって除去された後、除電手段から除
電光L2によって感光体140が除電される。 (7)上記(2)〜(6)の動作が必要に応じて繰り返
される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、
第2色目、第3色目、第4色目と繰り返され、上記印字
指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト36
上において重ね合わされて形成される。 (8)所定のタイミングで給紙装置50からシートSが
給送され、シートSの先端が二次転写部T2に達する直
前にあるいは達した後に(要するにシートS上の所望の
位置に、中間転写ベルト36上のトナー像が転写される
タイミングで)二次転写ローラ38が中間転写ベルト3
6に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間
転写ベルト36上のトナー像(基本的には4色のトナー
像が重ね合わせられたフルカラー画像)がシートS上に
転写される。また、ベルトクリーナ39が中間転写ベル
ト36に当接し、二次転写後に中間転写ベルト36上に
残留しているトナーが除去される。 (9)シートSが定着装置60を通過することによって
シートS上にトナー像が定着し、その後、シートSが所
定の位置に向け(両面印刷でない場合にはシート受け部
81に向け、両面印刷の場合には、スイッチバック経路
71または72を経て返送路73に向け)搬送される。
れる現像装置の実施例について説明する。図2は現像装
置の実施の形態を説明するための図であり、1は潜像担
持体、2は現像剤担持体、3は供給部材、4は層形成部
材、5は直流バイアス電源、6は交流バイアス電源、7
は定電流バイアス電源、8は現像剤を示す。
触して従動回転する帯電ローラ(図示せず)に直流バイ
アスVa が印加されることにより非画像部表面電位(非
画像部電位、帯電電位)V0 が設定され、露光データに
より書き込みが行われ画像部電位(露光電位)VONで静
電潜像が形成される。現像剤担持体2は、潜像担持体1
に対して現像剤8を付着させて画像を形成するものであ
る。供給部材3は、現像剤担持体2と接触回転するよう
に配置されて現像剤担持体2に現像剤8を供給するもの
であり、現像剤担持体2の表面に所定厚の現像剤層を形
成する。層形成部材4は、現像剤担持体2に当接して配
置され供給部材3により現像剤担持体2の表面に供給さ
れた現像剤層の層厚を規制し、現像剤薄層を形成する弾
性規制部材である。直流バイアス電源5および交流バイ
アス電源6は、現像剤担持体2に交流重畳バイアスを印
加するものであり、定電流バイアス電源7は、交流重畳
バイアスの交流に追従して現像剤8を安定供給するよう
に供給部材3に定電流バイアスを印加するものである。
して周速差をもってアゲインスト方向に回転し、現像剤
8を擦り付けるようにして現像剤担持体表面に所定厚み
(例えば、数100μm)の現像剤層を形成する。この
時、現像剤8は現像剤担持体2と供給部材3との摩擦に
より所定極性に帯電し、さらに層形成部材4で10μm
程度の層厚に規制され、このとき層形成部材4との摩擦
によっても同じ極性に帯電する。現像剤担持体2と潜像
担持体1はフォワード方向に回転して、周速差によりス
リップしながら潜像担持体上の静電潜像を接触現像す
る。
に潜像担持体1に対して現像剤8を付着させて画像を形
成するような交流重畳バイアスが印加され、さらに、供
給部材3には、現像剤担持体2に現像剤8を供給するた
めに電界を形成するバイアスが印加されている。例えば
供給部材3には、現像剤担持体2に対してイエローとマ
ゼンタ現像器でIS =−2μA、シアン現像器でIS =
−3μA、ブラック現像器でIS =−5μAの定電流が
流れるような定電流電圧電源が接続される。また、現像
剤担持体2、供給部材3に対しては、潜像担持体1の潜
像を現像する時にのみ電圧を印加し、その他の期間は電
圧を印加しないように制御される。
ス電源7により供給部材3に印加される供給バイアスを
定電流制御するものであるが、現像剤担持体2に印加さ
れる現像バイアスに重畳された交流に対して追従するバ
イアス源が用いられる。例えば供給部材3に印加される
供給バイアスを定電圧制御にした場合には、現像バイア
スに重畳された交流に電位が追従しないため、現像剤の
供給遅れが生じて良好な画像を得ることができず、使用
に耐えるものではなかった。また、単に定電流制御する
ような供給バイアス源を採用した場合でも、現像バイア
スに重畳された交流に対して追従できず、電位の追従性
が低いと、定電圧制御と同様な結果となってしまった。
さらに供給電流を大きくすると、供給性は保たれるもの
の搬送量が過多になるため、画像上でポジスジなどが発
生したり、カブリが生じてしまう。したがって、供給電
流は、大きすぎることなく適正で追従性を高めることが
必要であることが判った。
て、画像を作成して評価したところ、現像剤担持体2に
印加される現像バイアスの最大値・最小値間電圧VPPに
対して供給部材3に印加される供給バイアス源として
は、そのVPPが0.5倍以上の追従性能を有していれば
良好な画質が得られた。追従性能の許容範囲としては、
現像バイアスのVPPに対して供給バイアスのVPPが0.
6倍以上であれば十分な評価を得ることができたが、望
ましくは0.8倍以上であれば極めて良好な均一画像が
得られた。追従性がそれ以下の場合には、供給遅れが生
じて画像後半に濃度低下が顕著に現れた。
である。図2に示す実施の形態では、良好な均一画像が
得られるようにするため、定電流バイアス電源7に対し
て、上記のように交流重畳バイアスが印加されている現
像剤担持体2の電位に少なくとも0.5倍以上の追従性
が要求される。図3に示す実施の形態は、現像剤担持体
2と供給部材3との間に直接定電流バイアス電源7′を
接続することによって、高い追従性を実現したものであ
る。このように現像剤担持体2に印加する交流重畳バイ
アスの上に浮かせて定電流バイアス電源7′を接続し、
現像剤担持体2と供給部材3との間を定電流制御するこ
とにより、定電流バイアス電源7′は、現像バイアスに
重畳される交流に対してほとんど追従性のないものでも
採用することができる。
するための図、図5は帯電ローラに印加される直流バイ
アスと潜像担持体の表面電位との関係を説明するための
図、図6は現像γ、交流重畳バイアスの最大値・最小値
間電圧VPP、閾値Vthの関係を説明するための図であ
る。
アスは、図4に示すように方形波であり、直流バイアス
をVdcとし、これに交流が重畳される交流重畳バイアス
の最大値をVmax 、最小値をVmin で表すと、Vdcの中
心設定値に対してVPPの振幅が設定される。このVPPの
設定は、任意に可能であるが、小さい場合には現像剤に
対する電界振動の影響が小さくなるために、バンディン
グ低減や縦帯ムラ低減の効果がほとんど見られず、大き
い場合には潜像担持体1に当接させた際に電荷注入が発
生し、潜像を破壊してしまうという不具合がある。直流
バイアスVdcまたは交流バイアスの最大値・最小値間電
圧VPP(=Vmax −Vmin )を調整することにより、例
えば交流重畳バイアスの最大値Vmax が潜像担持体1の
帯電電位V0 より低くなるように、あるいは交流重畳バ
イアスの最小値Vmin が潜像担持体1の露光電位VONよ
り高くなるように設定する。
ーラに印加する直流バイアスVa を−1200Vに設定
することで、潜像担持体1では帯電電位V0 を−600
V、露光電位VONを−30Vに設定している。これに対
し、現像バイアス(交流重畳バイアス)の最大値Vmax
を−500V以上、最小値Vmin を−100V以下に設
定し、最大値・最小値間電圧VPPを400V、直流バイ
アスVdcを−300Vに制御している。現像剤担持体2
に対して加える交流重畳バイアス源としては、例えば5
0%デューティの方形波が比較的安価に簡略な電源回路
で実現できるが、この他にも台形波、三角波、正弦波等
を使用することも可能であり、デューティも任意に可変
である。
max を潜像担持体1の帯電電位V0 より低く設定し、図
4(a)に示すように露光電位VONに対して交流重畳バ
イアスの最小値Vmin が越えるようにした場合には、画
像部において現像剤が電界の向きにしたがい潜像担持体
1上に付着するが、潜像担持体1上から現像剤担持体2
への電界の向きは変わらないため、現像剤担持体2へ現
像剤が剥離する現象は見られない。また、非画像部で
は、現像剤の付着は発生しない。
ONより交流重畳バイアスの最小値V min が低い場合に
は、画像部において現像剤が電界の向きにしたがい潜像
担持体1上に付着するが、露光電位VONと交流重畳バイ
アスの最小値Vmin が反転する領域において、現像剤
は、潜像担持体1から剥離され現像剤担持体2へ戻るの
で、画像部に過剰に付着した現像剤が適度に剥離され、
濃淡ムラや画像のつぶれを低減することができる。非画
像部においては図4(a)に示す場合と同様に現像剤の
付着は発生しない。
において、最大値・最小値間電圧V PP及び直流バイアス
Vdcは、任意に設定可能であるため、設定によって上記
いずれの状況も発生するが、ともに非画像部への現像剤
の付着がないため、地かぶりのない良好な画像形成が可
能となる。
位計(トレック社製:Model1344など)により測定で
き、帯電ローラに印加される直流バイアスVa により変
化し、その直流バイアスVa と表面電位V0 、VONとの
関係を示したグラフが図5である。このように直流バイ
アスVa の設定により表面電位V0 、VONを定めること
ができ、直流バイアスVdcや最大値・最小値間電圧VPP
及び直流バイアスVa は任意に設定することが可能であ
るので、例えば中間転写媒体上で現像剤の濃度検知を行
った後、所望の濃度が得られる直流バイアスVdcや最大
値・最小値間電圧VPPを設定し、それらの値に応じて予
めデータ入力されたV0 ーVa の関係式から直流バイア
スVa を設定することができる。
剤の付着濃度を示し、直流バイアスVdcによる現像γ1
に対し最大値・最小値間電圧VPPの交流重畳バイアスに
よる現像γ1′はより寝た特性となり階調性が良好とな
る。しかも、交流重畳バイアスの最小値Vmin を直流バ
イアスとした場合の現像γmin と最大値Vmax を直流バ
イアスとした場合の現像γmax とすると、この振幅の交
流重畳バイアスを印加した場合には、図示のようにその
間で寝た特性となるので、振幅が大きくなるほど大きく
寝た特性となる。つまり、交流重畳バイアスによる現像
γ1′は、交流重畳バイアスの最大値・最小値間電圧V
PPの大きさに依存し、その分現像γの立ち上がる電位、
つまり閾値Vth1もVth1′へシフトする。ここで閾値
Vth1、Vth1′は、現像剤が付着し始めるバイアス値
である。したがって、この閾値Vth1、Vth1′よりバ
イアスを低く設定すれば、現像剤の付着はなく、バイア
スが閾値Vth1、Vth1′を越えると現像剤の付着が見
られ、その越える程度が大きくなるにしたがって付着の
度合いが強くなる。このことから明らかなようにカブリ
をなくし、また剥離効果を上げるには、バイアスをこの
閾値より少なくとも低く設定することが条件となる。し
かも、この閾値は、直流バイアスVdcを変えることによ
りシフトするだけでなく、交流重畳バイアスの最大値・
最小値間電圧VPPを変えることによってもシフトする。
す図であり、11は現像室、12はサブホッパー、13
は台、14は現像器、15はアジテータ機構、16はト
ナー補給口、17はトナーカートリッジを示す。なお、
フルカラー現像装置の場合には、Y,M,C,Kの現像
装置があるが、図7では1つの現像装置のみ示してい
る。
光層が形成された弾性ローラからなり、表面が他部材、
例えば帯電装置と当接する位置において弾性ローラを内
方から支持するバックアップローラが設けられている。
現像装置2は、例えば潜像担持体1に対向して設けら
れ、現像器筐体14が台13に固定され、サブホッパー
12内にはトナーカートリッジ17からトナー補給口1
6を通して供給される現像剤を現像室11へ攪拌搬送す
るアジテータ機構15、アジテータ機構15から搬送さ
れた現像剤を供給する供給部材3、供給部材3と弾性接
触して表面に供給された現像剤を潜像担持体1に移行さ
せる現像剤担持体2、現像剤担持体2の表面の現像剤薄
層の厚みを規制する層形成部材4を備えている。
いて具体的な実施例により詳述する。まず、現像剤担持
体は、アルミシャフト表面にショットブラストにて凹凸
形成後、ニッケル無電解メッキ処理をして作製してい
る。凹凸形成においては、ショットブラストとして♯4
00の真球セラミックビーズを用い、ショット圧力2k
g/cm2 、ノズル距離30cm、20rpmにて回転
させたアルミシャフトのシャフト全域にショットブラス
ト処理がされるように、往復運動されたノズルにより、
30秒間ショットブラスト処理をして、凹凸を形成させ
ている。ショットブラストに使用できるのは、セラミッ
クビーズに限定されず、ガラスビーズやステンレス等の
鉄製ビーズを使用することもできる。このようなショッ
トブラスト後の表面粗さを測定したところ、表面粗さR
z=7.5μm、Pc=230であった。表面を切断し
て電子顕微鏡(SEM)にて500〜1000倍で観察
を行っこところ、表面凹凸はクレータ状で均一な凹凸面
が形成されていた。
ミシャフトにニッケル無電解メッキ処理を行い、メッキ
層を形成させて現像剤担持体を完成させた。メッキ厚み
を3〜5μmを狙いとしてメッキ処理を行い、洗浄・脱
脂・前処理後、ニッケル無電解メッキ処理を行い、その
後洗浄・乾燥して作製した。このようなメッキ処理後の
現像剤担持体の表面粗さを測定したところ、Rz=7μ
m、Pc=220であった。このときの表面を電子顕微
鏡にて500〜1000倍で観察したところ、メッキは
下地のショットブラスト面にきれいにならって形成され
ており、ショットブラスト後に観察されたディンプル形
状が再現よく残っていた。
現像剤担持体の他、ブラスト処理後にアルマイト処理や
プラズマ処理などにより、表面に抵抗層を設けたものも
使用することもできる。さらに、用途に応じて表面に導
電剤を分散させた樹脂コートや絶縁性樹脂コート処理を
施した現像剤担持体を使用することも可能であるが、ニ
ッケルメッキ処理を施したものと比較すると樹脂コート
層は摩耗するため耐久寿命が若干短くなる。
体金属板に先端ゴムチップを付設したものであり、剛体
金属板として厚み1.5mmのステンレス板、ゴムチッ
プとしてウレタンゴムを使用している。ウレタンゴムは
カーボンブラック分散によりトナー付着のない現像剤担
持体に当接させた状態で500Vの直流電圧を印加した
場合の体積抵抗率が105 Ωcmに導電化されている。
ウレタンゴムの体積抵抗率が大きい場合、現像剤担持体
と接触させても同電位にならず、電界による現像剤の遮
蔽効果が得られないため、現像剤担持体の搬送面がライ
ン状凹凸にならないか、もしくは極めてコントラストが
低いラインしか形成されない。理想的なライン状凹凸搬
送面が形成できるのは、ウレタンゴムの体積抵抗率を変
化させて評価した結果、109 Ωcm以下であった。ウ
レタンゴムのゴム硬度HsはJIS AにてHs=55
〜80度がよい。ゴム硬度が大きいと、ゴム弾性が機能
しなくなるために現像剤担持体に追従せず、現像剤担持
体上にライン状の凹凸搬送面が形成されにくく、ゴム硬
度が小さい場合は現像剤担持体に当接した場合にゴムが
振動してしまうため、交流重畳バイアスの周波数に対応
して形成されるはずのライン状凹凸搬送面がゴム振動に
より乱されてしまう。
用して、射出成形により剛体金属板先端に付設し、射出
成形後、現像剤担持体と接する部分を研削し、R形状を
作製している。層形成部材の段差は検査工程時に作製
し、研削砥石の形状および研削量により所望の段差、位
置、大きさを作製する。これ以外にも射出成形に用いる
金型により、段差を所望の位置・大きさに作成すること
もできる。層形成部材として、当接位置より1.5mm
の位置、0.1mmの大きさで段差を作成した。また、
層形成部材表面粗さは研削工程に使用する砥石の粗さを
変化させて作成しており、上流側の表面粗さをRa=
0.3μm、下流側の表面粗さをRa=0.08μmと
している。このようにして作成された層形成部材を現像
剤担持体に対してエッジ当接させる。層形成部材は位置
決めの長孔を設けて位置決めピンによりエッジ当接が常
に一定の角度と現像剤担持体に対して平行になるように
した。エッジ当接とすることにより、小さな当接荷重に
より薄層形成が可能となり、現像剤が進入する楔部分
(層形成部材と現像剤担持体との間の三角部分)の面積
が小さくなり、現像剤詰まりが生じにくくなり、長手方
向に均一なライン状凹凸搬送面を形成できた。
ラを現像剤担持体に圧接して配置し、現像剤担持体に対
してアゲインスト方向に一定の周速比で回転させてい
る。ウレタンフォームの体積抵抗率は105 〜108 Ω
cmがよい。抵抗値が高過ぎると電荷が追従しないため
に供給バイアスの効果がなく、小さ過ぎると現像剤担持
体との間でリークしてしまうため好ましくない。本実施
例では、107 Ωcmのウレタンフォームを用いた。ウ
レタンフォームと現像剤担持体との接触ニップは1〜
4.5mmが良い。接触ニップが小さい場合は現像剤の
供給力が低下し、接触ニップが大きい場合は現像剤担持
体の駆動トルクが大きくなり、バンディングなどにより
画質劣化が生ずる。本実施例では3.5mmとした。現
像剤担持体に対する周速比はアゲインスト回転の場合は
0.3〜1が良い、周速比が小さいと供給性が不足し、
大きいと駆動トルクが増加し、画質が劣化する。本実施
例では0.53とした。ウレタンフォームのセル径は現
像剤の体積平均粒径の10〜50倍が良い。現像剤の体
積平均粒径に対して小さい場合はセルに現像剤が詰まっ
てしまい供給性が不足し、大きい場合はセル径によるハ
ケメが画像上発生し、画質劣化が生ずる。本実施例では
セル径が120μmで、現像剤の体積平均粒径7μmに
対し、約17倍であるウレタンフォームを使用した。
脂をメインとする現像剤を現像装置内に封入した。現像
剤の母粒子はポリエステル樹脂、顔料、荷電制御剤、ワ
ックスを高温で混錬した後、粉砕、分級して作製したも
ので、粒体の粒度測定器コールタカウンター(コールタ
ー社製:TAーII)による測定では、体積測定で体積平
均粒径7μmである。本実施例においてはこの母粒子に
シリカ微粒子を3重量%外添させた現像剤を使用した。
面について説明する。図8は現像剤担持体上のライン状
凹凸搬送面を説明するための図であり、Tは現像剤層、
Dは現像剤担持体の搬送面を示す。
部分で現像剤を介することなく接触させ、現像剤担持体
2に対して接触させている部分以外において、電気的に
フロートにしている。その結果、層形成部材4と現像剤
担持体2は、半導電性ゴムを介して同電位に設定され
る。層形成部材4と現像剤担持体2の電位を同電位にす
るために通常考えられるのは、バイアスを印加する電極
を設置する構成であるが、本実施例では、層形成部材4
に付設された半導電性ゴムの抵抗を管理することによ
り、電極を省略している。
剤担持体とが同電位で変動し、現像剤に対して高または
低電位の時は現像剤がすり抜け、低または高電位のとき
は現像剤が遮断されることにより、ライン状の凹凸搬送
面が形成されるので、層形成部材が絶縁性(1010Ωc
m以上)の場合はチャージアップ等により現像剤担持体
に対する電位が不安定となり、ライン状搬送面が安定し
てできないので好ましくない。
体ゴムはその体積抵抗率が109 Ωcm以下、好ましく
は105 乃至107 Ωcmの半導電性のゴムである。層
形成部材4は金属性の現像剤担持体2に当接しており、
現像剤担持体2に対して交流重畳バイアスを印加したと
き、現像剤担持体2と層形成部材4とは同電位で変動す
る。この電位変動は、0Vの場合、現像剤が現像剤担持
体2と層形成部材4との接触部(ニップ部)に進入する
力を受けて、ニップ部を通過して搬送され、−400V
の場合、現像剤がニップ部に進入するのと逆の力を受け
てニップ部を通過できないため搬送されない。このよう
な電位変動により現像剤に対してON/OFFシャッタ
ー作用が起こり、これが交流バイアスの周期で起こるた
め現像剤担持体の搬送面D上にはライン状に凹凸現像剤
層Tが形成される。
に設定した場合には0〜−400Vの範囲、Vdc=0V
に設定した場合には+200V〜−200Vの範囲のバ
イアスとなる。また、交流重畳バイアスの周波数fは、
現像剤担持体駆動ギヤの2次ピッチ周波数fg2に対応し
て設定することができる。現像剤担持体駆動ギヤのピッ
チ周波数とは、現像剤担持体駆動ギヤのピッチn(m
m)と周速度m(mm/s)から算出される振動周期T
の逆数より以下のように算出される。
(mm/s) 現像剤担持体駆動ギヤ2次ピッチ周波数fg2は、ギヤピ
ッチ周波数fg1の2倍の値であり、主にギヤ軸が偏心し
た場合に発生するバンディングの影響を示す値である。
交流重畳バイアスの周波数は、1次ピッチ周波数は勿
論、2次ピッチ周波数より大きい方がより良好である。
1実施例として、駆動ギヤ2次ピッチ周波数fg2は2
5.4Hz、交流重畳バイアスの周波数fは2kHzで
ある。
現像剤担持体に印加される交流重畳バイアスの周波数と
周速によりその幅が決定される。1実施例として、現像
剤担持体の周速を360mm/s、現像剤担持体へ印加
される交流重畳バイアスを2kHzとすると、その電圧
変動に従い現像剤担持体上に形成されるラインは、図8
に示すように0.18mm間隔、ライン幅0.09mm
で形成される。この判定は、現像剤担持体上に形成され
た搬送面Dを目視観察することで可能であるが、より客
観的にはテープ転写後のラインをマイクロデンシトメー
タ(株式会社阿部設計製)にて測定し、数回測定したと
きのMTF値の平均が10以上であればライン状と判別
できる。MTF値は5本のラインを測定した時のライン
濃度最大値の平均値Ionと、ライン間濃度最小値の平均
値Ioff を算出し、簡易的には次式にて算出される。
Ioff )}×100 本実施例の現像装置を用いてバイアスを印加しながら、
現像剤担持体を駆動させて現像剤担持体上に現像剤薄層
を形成したところ、搬送面Dはライン状になり、搬送面
D上のライン状現像剤Tを乱さないように注意して12
mm幅テープに転写し、マイクロデンシトメータにてM
TF値を測定したところ、MTF=25であった。
アスの周波数設計によりその凹凸ピッチをコントロール
することが可能で、駆動ギヤ送りムラのピッチよりも小
さくすることにより、現像剤担持体駆動ギヤの間欠送り
のムラを是正して現像剤の搬送量を常に一定にするとい
う搬送量の安定化作用が得られる。このように、搬送量
を均一にすることができるため、所謂バンディングが低
減されるという効果が達成される。
因があり、潜像担持体と現像剤担持体の接触部において
現像剤担持体送りムラにより、現像される量に差が発生
することに起因して、濃淡差が画像上に現れるものであ
る。このようなバンディングは実質的に搬送量の厚みを
一定にしても現像ニップ部に入った時点で周速が変動す
ると発生する。現像剤担持体に交流バイアスを印加しな
い場合の搬送面においては、現像剤充填率(現像ニップ
部での空間と現像剤の比率)が80%以上と高く、現像
剤担持体送り方向の現像剤が動ける自由度(スペース)
がほとんどないために、現像ニップ部で現像量差が発生
すると、それがそのまま画像上の濃淡となる。
交流重畳バイアスにより搬送面Dに積極的にライン上の
凹凸を形成しているため、現像剤充填率が少なくとも5
0%以下となり、特に現像剤担持体送り方向に対する現
像剤の動ける自由度が高いため、現像バイアスに従って
送り方向前後にも現像剤が自由に動くことができ、その
結果、潜像担持体表面への付着が可能になるため静電潜
像が忠実に再現され、バンディングを発生しない。さら
に、潜像担持体として弾性感光体を用いると、ニップ部
において潜像担持体が弾性変形し、その結果、一層現像
剤が動けるスペースが増すためバンディングの発生を抑
止することができる。
面を形成することにより、ギヤ送りムラによる影響を低
減することと、現像ニップ部において現像剤充填率を低
減化して現像剤の動ける自由度を高くできることの相乗
効果により、実質的にバンディングの発生を皆無にする
ことが可能となり、カラープリンタのように多くの色を
重ねて形成される画像においてノイズのない良好な画質
が得られる。
ため、非画像部に付着した現像剤がこの凹凸によりかき
取られ、カブリや散りが低減される。また、搬送面上の
凹凸周期は交流重畳バイアスの周波数に応じて現像剤担
持体上に形成され、同じ搬送量がある場合は凸部の現像
剤の厚みは一般的な薄層搬送面と比較して約2倍とな
る。このような凹凸現像剤層Tが潜像担持体と接触した
場合、凹部では現像剤充填率が低いため、現像剤がバイ
アス電界にしたがって移動しやすく、非画像部に付着し
た現像剤は現像剤担持体側に剥離されやすい。また凸部
では、非画像部に付着した現像剤と凸部とが少なくとも
一旦は接触し、その際ファンデルワールス力により付着
している現像剤がかき取られて現像剤担持体側に移るこ
とになる。このような作用からカブリや散りをほとんど
なくすことができる。
解砕効果により層形成部材と現像剤担持体間の詰まりを
低減する作用がある。現像器内の現像剤は放置等により
ある程度の大きさの凝集体を形成して存在する。アジテ
ータの攪拌により、このような凝集体は機械的にある程
度の大きさに解砕されて現像剤担持体に供給されるが、
層形成部材と現像剤担持体のニップ部に進入すると、す
り抜けることができず、詰まりを生ずる場合がある。こ
の詰まりが発生した箇所では、搬送量が少なくなり、縦
帯ムラや縦スジ等の搬送ムラとなり、画像上の濃淡ムラ
となる。また、詰まった現像剤はその箇所に溜まるため
に繰り返し現像剤担持体と接触して現像剤担持体フィル
ミングを発生する。しかし、本実施例では現像剤担持体
に交流重畳バイアスを印加し、層形成部材と現像剤担持
体とのニップ部の前半で電位変動により現像剤を振動さ
せて凝集塊が解砕し、1次粒子に近い状態で現像剤担持
体層形成部材間に進入するようになる。このため、層形
成部材と現像剤担持体間のニップ部を容易にすり抜ける
か、もしくは規制されて現像器後方に流動するため、現
像剤詰まりがなく良好な画像を得ることができる。
静電潜像は、縦万線構造の面積変調方式を用い、縦万線
の線数は、200線(200lpi)で行って、全面ベ
タ画像、全面40%ハーフトーン画像を形成したとこ
ろ、濃度ムラのない均一な画像が得られた。特に、副走
査方向の濃度ムラであるバンディングは、目視上で全く
観察されなかった。
も使用することができるが、線数が多く解像度が高いほ
ど、バンディングなどのノイズが画像上で目立ちやすく
なるため、目的とする印字画像を達成する上で必要な線
数が選択される。
トを主走査ライン方向に対して若干(15°以下)傾け
たスクリーンを使用することも可能であるが、その条件
として必要なのは滑らかな線であることで、副倉庫方向
に何らかのノイズ(線の凹凸や太り)がある場合は、交
流バイアスを変更した場合にそのノイズと同期して濃度
ムラを生ずる場合があるため使用できない。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、現像剤担持体上のライン状搬送面と
縦万線スクリーンとの組み合わせによりバンディングム
ラを防ぐようにしたが、機械的振動その他の機械要素に
よる固有振動によるバンディングムラの軽減をも考慮し
て、現像バイアスに重畳する交流の周波数を調整してラ
イン状搬送面を形成させるようにしてもよい。この場合
には、例えば機械的振動数と重畳する交流の周波数とが
整数倍にならないようにするなどが考えられる。
によれば、接触現像装置を用い潜像担持体に形成された
静電潜像を現像し画像を形成する画像形成装置におい
て、層形成部材により現像剤担持体上に現像剤薄層を形
成し、該現像剤担持体に交流重畳バイアスを印加する現
像装置と、縦万線スクリーンによる画像処理を行って潜
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段とを備える
ので、現像剤の搬送量を安定化でき、バンディングを低
減させることができる。
なライン状の現像剤搬送面が形成される交流重畳バイア
スを印加し、層形成部材は、先端にゴム硬度55〜80
度のウレタンゴム、半導電性ゴムチップを付設して現像
剤担持体のシール部分で現像剤を介することなく接触さ
せ、半導電性ゴムチップは、体積抵抗率が109 Ωcm
以下であるので、現像剤つまりが生じにくく、現像剤担
持体の長手方向により均一なライン状の現像剤搬送面を
形成することができ、しかも、縦万線スクリーンによる
画像処理を用いることにより、ライン状の現像剤搬送面
と同期する成分がないため、バンディングの低減をさら
に有効に行うことができる。
す図である。
ある。
図である。
の図である。
担持体の表面電位との関係を説明するための図である。
間電圧VPP、閾値Vthの関係を説明するための図であ
る。
る。
するための図である。
ト、100…像担持体ユニット、140…感光体、16
0…帯電ローラ、170…クリーニング手段、T1…一
次転写部、T2…二次転写部
Claims (6)
- 【請求項1】 接触現像装置を用い潜像担持体に形成さ
れた静電潜像を現像し画像を形成する画像形成装置にお
いて、層形成部材により現像剤担持体上に現像剤薄層を
形成し、該現像剤担持体に交流重畳バイアスを印加する
現像装置と、縦万線スクリーンによる画像処理を行って
前記潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成手段とを
備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記現像剤担持体には、長手方向に均一
なライン状の現像剤搬送面が形成される前記交流重畳バ
イアス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。 - 【請求項3】 前記層形成部材は、先端にゴムを付設し
て前記現像剤担持体に接触させたことを特徴とする請求
項1記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記層形成部材は、先端にゴム硬度55
〜80度のウレタンゴムを付設したことを特徴とする請
求項3記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記層形成部材は、先端に半導電性ゴム
チップを付設して前記現像剤担持体のシール部分で現像
剤を介することなく接触させることを特徴とする請求項
3記載の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記半導電性ゴムチップは、体積抵抗率
が109 Ωcm以下であることを特徴とする請求項5記
載の画像形成装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000215258A JP3897084B2 (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 画像形成装置 |
DE60134079T DE60134079D1 (de) | 2000-04-10 | 2001-04-10 | Bilderzeugungsgerät wobei eine AC-Spannung an das Entwicklerelement angelegt wird |
US09/829,012 US6684047B2 (en) | 2000-04-10 | 2001-04-10 | Image forming apparatus with reduced image defects |
AT01107875T ATE396429T1 (de) | 2000-04-10 | 2001-04-10 | Bilderzeugungsgerät wobei eine ac-spannung an das entwicklerelement angelegt wird |
EP01107875A EP1146399B1 (en) | 2000-04-10 | 2001-04-10 | Image forming apparatus applying a superimposed AC-bias to the developing member |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000215258A JP3897084B2 (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002031938A true JP2002031938A (ja) | 2002-01-31 |
JP3897084B2 JP3897084B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=18710703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000215258A Expired - Fee Related JP3897084B2 (ja) | 2000-04-10 | 2000-07-17 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3897084B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05281790A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-10-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像方法および画像形成装置 |
JPH07160086A (ja) * | 1993-12-02 | 1995-06-23 | Fuji Xerox Co Ltd | カラー画像形成装置 |
JPH08202130A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-08-09 | Sharp Corp | 現像装置 |
JPH09236984A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像剤担持体及びこれを用いた現像装置 |
JPH11272067A (ja) * | 1998-01-21 | 1999-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 現像装置及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-07-17 JP JP2000215258A patent/JP3897084B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05281790A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-10-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像方法および画像形成装置 |
JPH07160086A (ja) * | 1993-12-02 | 1995-06-23 | Fuji Xerox Co Ltd | カラー画像形成装置 |
JPH08202130A (ja) * | 1995-01-20 | 1996-08-09 | Sharp Corp | 現像装置 |
JPH09236984A (ja) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像剤担持体及びこれを用いた現像装置 |
JPH11272067A (ja) * | 1998-01-21 | 1999-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 現像装置及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3897084B2 (ja) | 2007-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6684047B2 (en) | Image forming apparatus with reduced image defects | |
US7149459B2 (en) | Application roller and image forming apparatus | |
JP4564777B2 (ja) | 画像形成装置における現像装置 | |
JP2006091833A (ja) | 画像形成装置とカラー画像形成装置 | |
JP3749372B2 (ja) | 一成分トナーの現像装置 | |
US6526238B2 (en) | Developing device | |
JP2000098739A (ja) | 現像装置 | |
JPH11219032A (ja) | 現像装置 | |
JP3897085B2 (ja) | 画像形成装置 | |
US6466760B2 (en) | Development device and development method, and image-forming device | |
JP3726873B2 (ja) | 現像装置 | |
JP3897084B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP3755575B2 (ja) | 現像装置 | |
JP3856084B2 (ja) | 現像剤担持体に印加する交流重畳バイアスの周波数設定方法 | |
JP2002258602A (ja) | 画像形成装置 | |
JP3726874B2 (ja) | 現像装置 | |
JP2001343820A (ja) | 現像装置 | |
JP2001343821A (ja) | 現像装置 | |
JP2001343818A (ja) | 現像装置 | |
JP2001343819A (ja) | 現像装置 | |
JP2001343817A (ja) | 現像装置 | |
JP2001343822A (ja) | 現像装置 | |
JP3904051B2 (ja) | 現像装置 | |
JP2001356591A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2001290365A (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060712 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060810 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060920 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061019 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100105 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110105 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110105 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120105 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |