JP2002062728A - 画像形成装置及び現像装置 - Google Patents
画像形成装置及び現像装置Info
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Abstract
で、長期間にわたり安定して形成することができる画像
形成装置及び現像装置を提供する。 【解決手段】 記録媒体の片面のみにトナー像を形成す
る第1モードと、記録媒体の両面にトナー像を形成する
第2モードと、を選択可能であり、現像スリーブの周速
を選択されるモードに応じて制御する制御手段を備え
る。
Description
いた画像形成装置及びこれに用いられる現像装置に関
し、特に、複写機、プリンタ、FAX等の画像形成装
置、及びこれに用いられる現像装置に関する。
デジタル情報伝達及びその情報のハード出力機としての
画像形成装置が盛んに提案されている。
ァクシミリがある。
タルプリンタの要部の概略構成図を図9に示す。
状の導電基体上に光導電層を設けたもので、図中の矢印
A方向に回転自在に軸支されている。
A方向に沿って順に、感光体ドラム1の表面を均一に帯
電する一次帯電装置2、原稿を読み取り、画像の濃度に
応じた画像信号に基づいて感光体ドラム1を露光し、静
電潜像を形成する露光装置3、上記静電潜像にトナー
(現像剤)を付着させてトナー像(現像画像)を形成す
る現像装置4、前記感光体ドラム1上に形成されたトナ
ー像をシートs上に転写しトナー像が転写されたシート
sを感光体ドラム1から分離する転写分離帯電装置5、
トナー像を転写した後に感光体ドラム1上の残留トナー
を除去する清掃装置6、感光体ドラム1の残留電荷を除
去する前露光装置7などが配置されている。
感光体ドラム1から分離された後に定着装置8に搬送さ
れ、ここにおいて表面のトナー像が定着され、上述した
画像形成手段により所望のプリント画像が形成されて画
像形成装置本体の外部に排出される。
に載置されている原稿を照明ランプ912により光照射
し、その反射光を光電変換素子1ライン光電素子913
上に結像させることによって画像情報に応じた電気信号
に変換する。ここで照明ランプ912によって光照射さ
れた原稿dからの反射光は、ミラー914a,914b
に導かれてレンズ916により、光電変換素子913上
に結像される。この光電変換素子913によって出力さ
れた電気信号は、A/D変換器915によりA/D変換
し、8ビットのデジタル画像データとし、その後で黒色
信号生成回路917にて輝度情報を濃度情報にするため
にlog変換して画像濃度データとされる。
画像データ信号をレーザ駆動回路301に入力し、駆動
回路301は、周知のPWM回路であって入力された画
像濃度信号の大きさに応じて、半導体レーザ304の発
光時間を変調することにより、1画素内で面積階調をさ
せることで濃淡を実現している。
したPWM回路と2値でのレーザ駆動回路がある。PW
M回路では上述した様に入力した画像濃度信号の大きさ
に応じて、半導体レーザの発光を行う時間に相当するパ
ルス幅信号に変調するものであり、一方2値化回路では
画素サイズに応じた特定のオン発光信号とオフ信号の2
段階信号に変換されレーザ駆動回路301に入力し、半
導体レーザ素子304をオンオフする。
光したレーザ光を高速回転するポリゴンミラースキャナ
302、ミラー303を介して感光体ドラム1にラスタ
走査書き込みし、画像情報としてデジタル静電潜像を形
成する。
2,297,961号、特公昭42−23910号およ
び特公昭43−24748号に係る発明等、多数の方法
が知られている。一般には、光電物質を利用した記録体
である感光体ドラム上に種々の手段により電気的潜像を
形成し、次いで潜像をトナー(現像剤)を用いて現像
し、得られたトナー像を必要に応じて紙等の記録材上に
転写し、このトナー像を加熱或いは溶剤蒸気等により記
録材に定着して、画像出力を得るものである。
する現像方法にも種々のものが知られている。たとえば
米国特許第2,874,063号に係る磁気ブラシ現像
方法、同221,776号に係るパウダークラウド方
法、さらにはファーブラシ現像法、液体現像法など多数
の方法がある。これらの現像方法において、とくにトナ
ーおよびキャリアを主体とする二成分現像剤を用いる磁
気ブラシ現像法が広く実用化されているが、この方法
は、比較的安定に良好な画像が得られる反面、キャリア
の劣化、トナーとキャリアの混合比の変動という二成分
現像剤にまつわる欠点を有する。
のみからなる一成分現像剤を用いる現像方法が各種提案
されている。この現像方法によれば、キャリアに対する
トナーの混合比を制御する必要がなくなるため、装置が
簡略化されるという利点がある。
像を担持するための感光体ドラム1に対し、現像装置4
の現像剤担持体41を非接触に対向配置し、電源49に
より両者間に現像バイアス電圧Eを印加することにより
像担持手段上の静電潜像の現像を行っていた(図6、
7)。
上に現像剤層を形成する方法として、現像剤層形成手段
としての板状部材43を現像剤担持体41に適切な圧力
pを以て接触させるか(図6)、または現像剤担持体4
1と適切な距離G1を以て配設し(図7)、現像剤担持
体のB方向への回転によって現像剤を板状部材との近接
部Nに送り込むことが広く行われてきたが、高速の画像
形成装置に適しているのは後者である。
は、像担持体の周速Vよりも大に設定され、さらには
1.4〜2.2倍とすることがより一般的である。
して、トナー画像担持媒体たるプリント用紙について
も、従来のように片面にのみ印刷するユーザーの比率は
減少し、両面に印刷するユーザーの比率が増加しつつあ
る。
(この動作を両面連続印刷という、以下同じ)を為す方
式としては、先ず、各シートの一方の面に連続して転写
及び定着(この動作を片面印刷という、以下同じ)し
て、複数枚のシートを積載可能である積載手段921に
片面印刷の為されたシートを一旦積載し、全枚数に亘る
シートへの片面印刷が終了すると同時若しくはほぼ同
時、或いは、所定時間後に、上記積載手段921に積載
されている各シートの他方の面に連続して転写し定着す
る方式(以下、この方式を積載(スタック)方式と称す
る)が主流であった(図14)。
画像形成装置の内部又は外部に積載手段を設ける空間を
必要とする、及び、全枚数に亘るシートへの片面印刷が
終了するまでの間、片面印刷の為された記録媒体として
の用紙を積載手段921に一旦積載するよう設定されて
いるために、1度の印刷命令で両面画像形成を連続して
行う枚数や、両面画像形成に要する時間の短縮化には限
界があり、近年要望されている画像形成の高速化に応え
ることは困難であった。
ドラム1と転写装置との間に形成される転写領域Ztr
に向けてシートを給紙する給紙カセット等の給紙手段、
或いは、一方の面にトナー像が転写され加熱定着された
シートを他方の面への転写のために表裏反転して上記転
写領域に向けて再搬送する反転手段922のうちのいず
れかからのシートにかかわらず、上記転写領域への到達
順に複数枚のシートへの連続印刷を為す方式(スルーパ
ス方式という、以下同じ)が提案されている。即ち、一
方の面にトナー像が定着されたシートは表裏反転された
後、直ぐに転写領域へ向けて搬送される。従って、この
方式によると、1度の印刷命令で両面画像形成を連続し
て行う場合、転写領域に供給されるシートの種類は、一
旦定着器を通過したものと、トナー像が転写されていな
い給紙カセットからの(定着器を通過していない)シー
トとが混在する構成となる。このようなスルーパス方式
を採用することにより、積載方式に比べ、上記制約がな
くなり、画像形成装置の小型化及び両面画像形成の高速
化を図ることができた。
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。
特に高速のデジタル方式のものにおいては、連続するシ
ート間の距離を可及的に狭めて(シート給送間隔を可及
的に短くし)複数のシートへの両面画像出力を連続して
行った場合、画像濃度低下を中心とする種々の出力画像
品位低下を招くという問題があった。
常湿(30℃、80%RH、以下同じ)において、A4
サイズの標準画像比率(6%)の両面出力を、連続して
100万頁行った際の、それぞれ板状部材奥側温度Td
br及び画像反射濃度Drmax等の推移を示す。
場合における現像剤担持体41の高速回転による渦電流
による熱や、シートの2面目にトナー像転写するべく、
加熱定着器により熱せられたシートが温度低下する間も
なく転写領域を次々と通過することにより、現像装置近
傍の温度が上昇することにより、板状部材43や現像ス
リーブ表面の温度が上昇し、板状部材43と現像スリー
ブとの間で層厚規制(摺擦)される現像剤がこの熱によ
る影響を受け、樹脂を主体とする現像剤の変質及び帯電
性低下が起こったためと考えられる。さらに現像剤が吸
湿することによっても、現像剤の変質及び帯電性低下が
起こるものと考えられる。
気の温度Tdbr又は装置内の雰囲気の絶対湿度(絶対
水分量)ηawが上昇すると逆に画像反射濃度Drma
x等は悪下してゆくことがわかる。
国MacBeth社製の画像反射濃度計RD−914
(商標)を用いて、画像反射濃度1.2を有する直径5
mmの円形の原稿が複写画像上に現れた部分の5点を測
定した値の平均値である(以下同じ)。
射濃度計TC−6DS(商標)を用いて、未使用紙の反
射率から、測定対象たる画像形成済用紙の白部9点の反
射率の平均値を減じたものである(以下同じ)。
に伴う画像出力速度の高速化、処理部数の大量化等が要
求される今日ますます深刻になっている。
ルチェ素子により(電流を流すと片側が低温になり、片
側が高温になるデバイス、半導体ヒートポンプとも呼ば
れる。温度に敏感な半導体レーザなどの温度補償用とし
て利用される。)を使用する方法もあるが、このような
素子は高価であり、かつ、高温側から放出された熱を搬
送するための気流を発生させるファン等を設ける必要が
ある等の問題を有している。
るのは前述のとおりであるが、この場合、定着装置8を
通過した直後、すなわち、第1面のプリントが終了した
直後の温度の高いシート(例えば、80℃程度)が、温
度低下する間もなく直ぐに再度転写部Ztrを通過する
際に放射された熱が現像装置近傍温度を上昇させるため
である。
中間トレーで1面目にトナー像が定着されたシートが蓄
積される間に温度が低下することが期待できないことも
あり、1面目のプリントが終了した直後のシートの温度
は、中間トレーを有する方式におけるよりも、現像装置
近傍の温度上昇幅は格段に大きいものとなってしまう
(図13)。
高いほど、すなわち、絶対湿度が高いほど、画像品位
(画像濃度低下)に対する影響が大きいものとなってし
まう(表1)。
ためになされたもので、その目的とするところは、記録
媒体の両面に高品位な画像を、高速度で、長期間にわた
り安定して形成することができる画像形成装置及び現像
装置を提供することにある。
に本発明にあっては、像担持体上に形成された潜像を現
像するために現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前
記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規
制手段と、前記像担持体から転写された記録媒体上の現
像剤像を定着する定着手段と、を備え、記録媒体の片面
のみに現像剤像を形成する第1モードと、記録媒体の両
面に現像剤像を形成する第2モードと、を選択可能であ
る画像形成装置において、前記現像剤担持体の周速を選
択されるモードに応じて制御する制御手段を備えること
を特徴とする。
ドが選択される場合よりも前記第2モードが選択される
場合の方が遅いことも好適である。
されていない記録媒体と前記定着手段により現像剤像が
定着された記録媒体に連続して現像剤像を形成すること
も好適である。
現像剤担持体の周速を雰囲気環境に応じて制御すること
も好適である。
あることも好適である。
も好適である。
像剤を摺擦することも好適である。
に樹脂層と、を備えることも好適である。
加熱することも好適である。
ことも好適である。
めに現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤
担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制手段
と、前記像担持体から転写された記録媒体上の現像剤像
を定着する定着手段と、を備え、記録媒体の片面のみに
現像剤像を形成する第1モードと、記録媒体の両面に現
像剤像を形成する第2モードと、を選択可能である画像
形成装置において、前記第2モードでの前記現像剤担持
体の周速を雰囲気環境に応じて制御する制御手段を備え
ることを特徴とする。
現像剤担持体の周速を前記第1モードでの前記現像剤担
持体の周速よりも速くするかどうかを雰囲気環境に応じ
て判断することも好適である。
第2モードでの前記現像剤担持体の周速を前記第1モー
ドでの前記現像剤担持体の周速よりも速くすることも好
適である。
現像剤担持体の周速を雰囲気環境に応じて制御すること
も好適である。
されていない記録媒体と前記定着手段により現像剤像が
定着された記録媒体に連続して現像剤像を形成すること
も好適である。
あることも好適である。
も好適である。
像剤を摺擦することも好適である。
に樹脂層と、を備えることも好適である。
加熱することも好適である。
ことも好適である。
めに現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、前記現像剤
担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制手段
と、を備えた現像装置において、前記現像剤担持体の周
速を雰囲気環境に応じて制御する制御手段を備えること
を特徴とする。
あることも好適である。
も好適である。
ることも好適である。
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される
装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもので
あり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣
旨のものではない。なお、本実施の形態に係る画像形成
装置の概略構成は従来技術の項で説明した構成と同様で
あり、同様の構成部分については同一の符号を付して、
その説明は省略する。また、両面画像形成方式として前
述のスルーパス方式を採用している。
画像形成装置の概略を図示する。
08mmのドラム状のa−Si(アモルファスシリコ
ン)感光体ドラム1を用いた。プロセススピード450
mm/秒、A4サイズプリントの片面出力速度毎分85
頁、両面出力速度毎分85頁の白黒デジタル複写機であ
る。
比誘電率が10程度と大きいことや帯電電位が比較的低
いため、OPCに比べ潜像電位が十分に確保できない
が、耐久性に優れ、寿命は300万頁以上あり、高速機
に適している。
00Vに一様帯電された後、600dpiの密度で画像
露光がなされる。
て、露光部の表面電位を例えば+50Vに減衰させるこ
とにより潜像を形成する。波長は680nmである。
からの反射光はA/D変換されて密度600dpi、8
ビット=256階調の画像の輝度信号に変換され、不図
示のイメージプロセッサ部に送られる。イメージプロセ
ッサ部では、公知の輝度−濃度変換(Log変換)を行
い、画像信号を濃度信号に変換した後、必要ならばエッ
ジ強調やスムージングや高周波成分の除去等のフィルタ
ー処理を通し、その後濃度補正処理(いわゆるγ変換)
をかけてから、例えば誤差拡散法等の2値化処理や、ド
ット集中型のディザマトリックスによるスクリーン化処
理を通して2値化(1ドット)される。
れ信号に応じて(8ビット画像であればPWM変調方式
で、1ビットであればレーザのオン/オフを行い、レー
ザを駆動する。そのレーザ光はコリメータレンズ、ポリ
ゴンスキャナ、fθレンズ、折り返しミラー、防塵ガラ
ス等を介して感光体ドラム1上に照射される。
dpiの1画素の大きさ42.3μmよりも若干大きい
55μm程度のスポット径で感光体ドラム1上に結像
し、画像部を先に述べたように、+50v程度に除電し
て、静電潜像を形成し、その後、現像を行う。
ーがなくなると、圧電素子45の信号によりマグロール
46を回転させるような信号を出し、マグロール46の
回転によりトナーバッファ容器47よりトナーが現像容
器40に補給される。
て詳しく説明する。
担持体としての現像スリーブ41、現像剤規制手段とし
ての規制ブレード42、圧電素子45等から構成され、
容器40内には、定常状態で約250gの現像剤が収容
される。
した一成分磁性トナーが使用される。
均粒径は8.0μmである。
できるが、ここでは、米国Coulter社のカウンタ
TA−II型(商標)を用いた。
活性剤を数滴加えたものに、数mgの試料を数分間、超
音波分散させ100μmのアパーチャーを通して、2〜
40μmの粒子の粒度分布を計数した。
系のスチレンアクリル共重合体、スチレンブタジエン共
重合体等や、フェノール樹脂、ポリエステル等、があげ
られる。ここでは、スチレンアクリル共重合体とスチレ
ンブタジエン共重合体を8:2の割合で用いた。
るが外添も可能)にはニグロシン、4級アンモニウム
塩、トリフェニルメタン、イミダゾール等がポジトナー
用に用いられる。
分100に対して)2部内添した。
ックスを内添分散させるが、例えばポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステル、パラフィン等があげられ
る。
ライト等の酸化鉄を分散させるが、量は60〜100部
程度が一般的である。
与のためのシリカで0.1〜5重量部程度外添する。こ
のシリカは、トナー粒子とスリーブの間に介在しスリー
ブの摩耗を軽減する働きも持つ。またトナー同志の凝集
を防ぎスリーブに接しているトナーと接していないトナ
ーの入れ替わりを促進する役割もある。
ム、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ランタン、
酸化ネオジム等を外添する場合もある。これらは、ドラ
ムに対する研磨剤の役割を果たし、ドラムにフィルム状
に付着するトナーを研磨除去する効果がある。
帯電量は、+6〜+12μC/g、塗布量は0.7〜
0.9mg/cm2である。
内蔵した樹脂製の容器10に約1700g充填された状
態でユーザ等へ供給される(図8)。
基づいて、第一の現像剤補給装置に装填されている空に
なった容器10を、ユーザ等が、現像剤が充填された新
品と交換することにより画像形成装置への現像剤補給が
なされる。
の現像剤補給装置へ装填すると、容器10の奥側端部の
排出口から現像剤が排出され、トナーバッファ容器47
の奥側端部の流入口からトナーバッファ容器47へ流入
する。
してa−Siドラムを用いた場合には、起動時の画像流
れやa−Siが温度特性をもつため、これを防止し、安
定に保つ目的でa−Siドラムは、可攘性を有する面状
のヒータ12を内蔵している。
テンレス鋼を用いると、熱伝導率が小さいためにヒータ
12の熱による変形が生じやすくなる。そのため現像ス
リーブ材質としては、熱伝導率が大きく、ドラムヒータ
による熱変形の小さいアルミニウム合金を使用すると良
いが、アルミニウム合金はステンレス鋼に比べて耐摩耗
性が劣る。
て、アルミニウム合金の表面を樹脂により被覆する方法
及び金属メッキ層により被覆する方法等があるが、本実
施の形態においては、前者を採用する。
等に形成される樹脂被覆層41rは、結着樹脂としての
フェノール樹脂を含有する樹脂組成物によって円筒状基
体41aの外周に形成されるが、樹脂被覆層41r中に
は導電性物質41raが分散されている。又、場合によ
っては、図2に例示したもののように、導電性物質41
raと共に固体潤滑剤41rbが含有されていてもよ
い。
するこの被覆層41rの構成について鋭意検討を重ねた
結果、被膜形成材料である結着樹脂として、それ自身が
鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合
物を含有するフェノール樹脂を使用すれば、結着樹脂自
身の正の摩擦帯電付与性を向上させることができるの
で、正帯電性トナーの帯電量を高めに保持でき、且つ導
電性物質、場合によっては、更にこれと共に固体潤滑剤
を用いることで、過剰な電荷を有する現像剤の発生や、
現像剤担持体への現像剤の強固な付着を有効に防止する
ことができることがわかった。上記に記載した構成の現
像剤担持体は、被覆層自体の機械的強度や耐磨耗性を向
上させることができるので、帯電性を向上させるために
現像剤に対して帯電付与性のある粒子を添加した場合等
と比べて、長期耐久に耐え、長期間安定して良好な画像
を提供することも可能となる。
像剤担持体表面の導電性樹脂(被覆)層を形成する際に
用いる(結着)樹脂として、それ自身が鉄粉に対して自
身が正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物を含有
するフェノール樹脂を使用することによって、形成され
た樹脂被覆層が、正帯電性トナーに対して良好な帯電付
与物質となることについての明確な理由は定かではない
が、次のように考えられる。
鉄粉に対し正帯電性を有する第4級アンモニウム塩化合
物は、例えば、樹脂被覆層として用いられる場合、先
ず、フェノール樹脂中に添加されると樹脂中に均一に分
散され、更に、加熱及び硬化して被覆層が形成される際
にフェノール樹脂の構造中に容易に取り込まれる。その
際、正極性を有する第4級アンモニウム塩の元の構造が
失われ、第4級アンモニウム塩が取り込まれたフェノー
ル樹脂の帯電性が均一且つ充分な負帯電性を有すように
なり、上記の化合物を有するフェノール樹脂自身が正帯
電性現像剤に対して逆極性に帯電され易くなる結果、こ
のような材料を用いて形成された被覆層を有する現像剤
担持体を用いると、正帯電性現像剤を好適に帯電させる
ことが可能になるものと考えている。
上記した機能を有する第4級アンモニウム塩化合物とし
ては、鉄粉に対して自身が正帯電性であるものであれば
いずれのものでもよいが、例えば、下記一般式(A)で
表わされる化合物が挙げられる。
基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していて
もよいアリール基、置換基を有していてもよいアルアル
キル基のいずれかを表わし、R1〜R4は、夫々同一で
あっても或いは異なっていてもよく、X-は、陰イオン
を表わす。)
ンの具体例としては、有機硫酸イオン、有機スルホン酸
イオン、有機リン酸イオン、モリブデン酸イオン、タン
グステン酸イオン、モリブデン原子或いはタングステン
原子を含むヘテロポリ酸等が好ましく用いられる。
ニア粒子を充填材として、サンドミルにて3時間の分散
を行った後、ジルコニア粒子を篩で分離し、イソプロパ
ノールで固形分を30%に調整して、ポリアミド樹脂中
に、鉄粉に対して自身が正帯電性である第4級アンモニ
ウム塩化合物が添加された樹脂組成物を得た。
について、鉄粉との摩擦帯電量を、摩擦帯電量測定器T
B−200型(商標 東芝ケミカル製)を用いてブロー
オフ法により測定したところ、正極性であった。
しており、その組成は、C(カーボン)/G(グラファ
イト)/B(フェノール樹脂)/CA(第4級アンモニ
ウム塩化合物)/PC(炭素粒子)=0.2/0.8/
2.5/0.75/0.7であった。得られた樹脂組成
物を絶縁シート上にバーコーターにて塗布し、加熱及び
硬化させ、これを定形にカットし、塗膜の体積抵抗率を
低抵抗率計ロレスタ(商標 三菱油化社製)にて測定し
たところ、体積抵抗率は1.9×10Ω・cmであっ
た。
径32.3mmのアルミニウム製の円筒体上に塗布して
15〜20μm厚の被膜を形成させ、その後、熱風乾燥
機により150℃で30分間加熱・硬化させ、紙やすり
にて所定の表面粗さに仕上げた。
を有する固定された永久磁石ローラ44を備えている。
現像スリーブ41は、駆動手段としての駆動モータによ
り感光体ドラム1の周速450mm/sec(画像形成
速度)よりも早い速度Vdahmにて回転する(図
3)。
属製の規制ブレード42で層厚を規制され、G1を24
0μmとした。このとき、トナーは、現像スリーブと規
制ブレードとの間で摺擦される。
知手段としての雰囲気環境センサ951は、ガラスエポ
キシ製基板の上に湿度センサチップと、温度センサチッ
プとを配設してなるものである。ここでセンサチップ
は、基板上に金線で接続されている。湿度センサチップ
は、シリコン基板上に酸化シリコン膜を介して窒化チタ
ン(TiN)薄膜からなるヒータを設置し、絶縁膜とし
ての酸化シリコン(SiO2)を介して、この上層にプ
ラチナ薄膜からなる下部電極と、ポリイミド膜からなる
感湿膜と、金からなる上部電極から構成され、湿度によ
る感湿膜の容量変化を下部電極と上部電極から取り出す
ようにした湿度検出手段としての湿度センサを配設して
いる。
プと離間してセンサヘッド基板上に設置されるもので、
シリコン基板上に絶縁膜を介して温度検出手段としての
温度センサが配設されている。
の操作板95の下部に配設されている(図15)が、こ
の部位に限定されるものではなく、画像形成装置の構成
上最も温度及び湿度の変化が少ない部位を選択すること
が肝要である。
(絶対水分量)ηawに関する信号は、これから実行し
ようとするとジョブ(一組の画像形成命令をいう。
「例:給紙カセット中段に収容されている紙の両面に、
原稿給紙装置に置載する原稿を、薄めの濃度で、文字写
真混在モードで、50%の縮小で複写し、左上1箇所を
ステープルで固定したものを100部出力する」)に関
する情報とともに、いくつかの不図示の電気回路を経て
制御手段99へと至り、制御手段99は、更にいくつか
の不図示の電気回路を経て現像スリーブ41の駆動手段
たるモータ98への通電制御を行い、Vdahmを制御
する(図10)。
選択された場合であっても両面モードが選択された場合
であっても、450mm/secに設定されている。
入力される印刷命令(例えば、複写機の場合、画像形成
装置上部の液晶表示部より入力される情報、あるいは、
プリンタの場合、画像形成装置とネットワークケーブル
を介して接続されたコンピュータから入力される情報)
により画像形成モードを選択し、選択されたモードに応
じてモータ98を制御することによって現像スリーブの
周速を制御している。
%RHの環境において、スルーパス方式を採用する両面
モードでコピーするジョブを与えた場合には、絶対湿度
ηawは21.56g/kgであるから、Vdahm=
580.5mm/sとする。
力を一のジョブで行うことをいう(以下同じ)。
るジョブを与えた場合には、Vdahm=787.5m
m/sとする。
ては、絶対湿度ηawは2.16g/kgであるから、
いかなるジョブを与えても、Vdahm=787.5m
m/sとする。
場合であっても、片面コピー時よりも現像スリーブ周速
を遅くしても良い。この場合、上述したように、雰囲気
環境(雰囲気の絶対湿度)に応じて両面時の現像スリー
ブの周速を片面コピー時よりも遅くするかどうかの判断
や、両面コピー時の現像スリーブの減速割合を可変に制
御しても良い。
離G2は215μmとし、現像バイアスは、振幅Vpp
=1000V、周波数f=1/T=2.7kHz、デュ
ーティー比ηdevac=Tdev/T=0.4の交流
電圧にVm=280vの直流電圧を重畳させたものを現
像スリーブに印加している。交流のバイアス波形は図4
に示すとおりである。従って、現像コントラストVde
v(露光部電位(明部)と現像バイアスとの差)は23
0V、かぶり除去コントラストVdef(非露光部電位
(暗部)と現像バイアスとの差)が120Vとなる。
像形成装置で、高温高湿環境においてA4サイズの標準
画像比率(6%)の出力を、連続して100万頁行った
際の性能を示す。
スリーブ周速を片面モードよりも低減させることによる
トナー劣化抑制効果が、感光ドラムと現像スリーブとの
周速差低減により現像部を単位時間あたりに通過するト
ナー量の減少効果を上回ることによって、画像品位の安
定効果が従来技術1に比較して顕著であることがわか
る。
態2について説明する。
る円筒状基体41aの表面に、金属メッキ層41pを設
けている(図5)点が、実施の形態1と異なるが、その
他の点は同じであり説明を割愛する。
は、種々のものがあるが、本実施の形態では、電気めっ
きでなく、無電解めっきを用いる。非磁性金属の無電解
めっきとしては、たとえば無電解Ni−Pめっき、無電
解Ni−Bめっき、無電解Crめっきが好適である。
性トナーを使用するため非磁性としているが、現像スリ
ーブの表面に施す金属めっきは、そのめっきの層厚が数
μmと薄いことから、若干の磁性を帯びていても使用可
能である。とはいえ、あくまでも非磁性が好ましい。ニ
ッケル(Ni)は単体で強磁性体であるが、無電解Ni
−P、Ni−Bめっき層中では、ニッケルはリン(P)
あるいはホウ素(B)と結びつくことによって非晶質と
なり、非磁性化する。そのような非磁性化のために必要
とされるNi−Pめっき被膜中のリン含有量は8〜10
wt%、Ni−Bめっき被膜中のホウ素含有量は5〜7
wt%である。
一様に施してもよいが、任意の穴開形状のメッシュ状と
してもよい。メッシュ状のマスキング処理を行なってか
らめっきをすることにより、メッシュ状のめっきが得ら
れる。また、めっき被膜と現像スリーブ表面との密着性
を高めるためによく行なわれるが、めっき前に現像スリ
ーブ表面に亜鉛合金被膜を生成させるジンケート処理を
行なってもよい。
無電解めっきを用いるのは、現像スリーブ41の粗面化
した凹凸のある表面に、析出しためっき金属を凹凸に左
右されずに一様な厚さに付着でき、均一な厚さのめっき
被膜が得られるからであり、従って粗面化により得た表
面粗さをほとんど変えることなく維持できるからであ
る。電気めっきでは、現像スリーブの粗面化した表面の
凹部にめっき金属が析出しづらく、凸部に優先的に付着
して凸部のみが厚くめっきされるので、均一な厚さのめ
っき被膜を得られず、表面粗さが変化してしまう。
置で、高温高湿環境においてA4サイズの標準画像比率
(6%)の出力を、連続して100万頁行った際の、性
能を示すものである。
リーブ速度低減によるトナー劣化抑制効果が、現像部を
単位時間あたりに通過するトナー量の減少効果を上回っ
て画像品位の安定効果が、従来技術2に比較して顕著で
あることがわかる。
態3について説明する。
ηawに応じて、スリーブ速度Vdahmをより細かく
制御する点が、実施の形態1と異なるが、その他の点は
同じであり説明を割愛する。
が、表4に示すごとく、より緻密になっており、絶対湿
度ηawが多いほど、スリーブ速度Vdahmを小さく
している。
境において、両面モードで連続コピーするジョブを与え
た場合には、絶対湿度ηawは21.56g/kgであ
るから、Vdahm=675mm/sとする。
ーするジョブを与えた場合には、Vdahm=720m
m/sとする。
て、両面モードで連続コピーするジョブを与えた場合に
は、絶対湿度ηawは11.89g/kgであるから、
Vdahm=720mm/sとする。
ーするジョブを与えた場合には、Vdahm=787.
5mm/sとする。
は、常にVdahm=787.5mm/sとする。
の両面コピー時、現像スリーブを片面コピー時よりも遅
くしても良い。なお、1枚の紙に間欠的に両面コピー施
する場合であっても、片面コピー時よりも現像スリーブ
周速を遅くしても良い。この場合、上述したように、雰
囲気環境(雰囲気の絶対湿度)に応じて両面時の現像ス
リーブの周速を片面コピー時よりも遅くするかどうかの
判断や、両面コピー時の現像スリーブの減速割合を可変
に制御しても良い。
置で、高温高湿環境においてA4サイズの標準画像比率
(6%)の出力を、連続して100万頁行った際の、性
能を示すものである。
同様に、スリーブ速度低減によるトナー劣化抑制効果
が、現像部を単位時間あたりに通過するトナー量の減少
効果を上回って画像品位の安定効果が、従来技術3に比
較して顕著であることがわかる。
態4について説明する。
ηawに加えて、周辺雰囲気温度Tenvをも制御の基
準とする点が、実施の形態3と異なるが、その他の点は
同じであり説明を割愛する。
が、表6に示すごとく、さらに緻密になっている。
境と、温度35℃、湿度60%RHの環境における絶対
湿度ηawはほぼ同一であるが、現像装置に与える影響
は、温度の高い後者の方が大きいことに鑑み、表6のよ
うに温度をも加味した制御基準を備える。これにより、
絶対湿度が同じでも温度が上昇する場合にも対応可能と
なる。
置で、高温高湿環境においてA4サイズの標準画像比率
(6%)の出力を、連続して100万頁行った際の、性
能を示すものである。ただし、この場合の環境温度は2
7℃〜33℃及び環境湿度は60%〜80%の範囲で変
動している。
トナー劣化抑制効果が、現像部を単位時間あたりに通過
するトナー量の減少効果を上回ることによる画像品位安
定効果が、かかる変動の大なる環境においても確実に得
られることがわかる。
たが、「従来技術N」(Nは正整数)とは、「実施の形
態N」において、スリーブ速度を制御することがない。
つまり、スリーブ速度が一定である画像形成装置であ
り、本発明の技術的範囲は、これら本発明の実施の形態
に限定されるものではない。
体のみならず当該現像剤担持体に内包される磁界発生手
段が共に回転するもの、1つの現像器の中に2個以上の
現像剤担持体を有するもの、円柱状の現像剤層形成部材
を有するもの、トナー及びキャリアから構成される2成
分現像剤を使用するもの、非磁性トナーのみから構成さ
れる現像剤を使用するもの、現像剤担持体が像担持手段
に接触するもの並びに現像剤担持体がベルト形状を呈す
るものでもよい。
速までいろいろな値が想定しうる。
体に非接触なものだけでなく、弾性材料で構成した接触
型をも使用可能なことは、前述の通りである。
ーするジョブとともに、雰囲気環境センサ951の情報
が入力されるが、制御手段99は、両面モードのジョブ
を認識してから雰囲気環境センサ951の情報を入力し
てもよく、両面モードのジョブのみで周速Vdahmを
変更してもよい。
な制御を行ったり、切り替えの絶対湿度を変えたり、環
境センサの数を増したり、配設位置を変更することも、
可能であり、画像形成装置の特性に応じて最適化するこ
とが望ましい。
な変更と認められるすべての変更は、本発明の技術的範
囲に属するものというべきである。
現像装置及び現像装置が構成する画像形成装置内部の温
度上昇及び現像剤の吸湿による出力画像品位の低下を防
止できるので、高品位な出力画像を長期間にわたり安定
して得ることができる画像形成装置を提供することが可
能となる。
おいて、画像出力を高速でかつ連続して行った場合で
も、現像装置及び現像装置が構成する画像形成装置内部
の温度上昇及び現像剤の吸湿による出力画像品位の低下
を防止することが可能となる。
ある。
略断面図である。
る。
である。
である。
る。
の温度推移を示す図である。
推移を示す図である。
推移を示す図である。
図である。
Claims (25)
- 【請求項1】像担持体上に形成された潜像を現像するた
めに現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する
規制手段と、 前記像担持体から転写された記録媒体上の現像剤像を定
着する定着手段と、を備え、 記録媒体の片面のみに現像剤像を形成する第1モード
と、記録媒体の両面に現像剤像を形成する第2モード
と、を選択可能である画像形成装置において、 前記現像剤担持体の周速を選択されるモードに応じて制
御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項2】前記現像剤担持体の周速は、前記第1モー
ドが選択される場合よりも前記第2モードが選択される
場合の方が遅いことを特徴とする請求項1に記載の画像
形成装置。 - 【請求項3】前記第2モードにおいて、現像剤像が形成
されていない記録媒体と前記定着手段により現像剤像が
定着された記録媒体に連続して現像剤像を形成すること
を特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 【請求項4】前記制御手段は、前記第2モードでの前記
現像剤担持体の周速を雰囲気環境に応じて制御すること
を特徴とする請求項1,2または3に記載の画像形成装
置。 - 【請求項5】前記雰囲気環境とは、温度及び相対湿度で
あることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 【請求項6】前記雰囲気環境とは、絶対湿度であること
を特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 【請求項7】前記規制手段は、前記現像剤担持体上の現
像剤を摺擦することを特徴とする請求項1乃至6のいず
れか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項8】前記現像剤担持体は、基体と、前記基体上
に樹脂層と、を備えることを特徴とする請求項1乃至7
のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項9】前記定着手段は、現像剤像及び記録媒体を
加熱することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1
項に記載の画像形成装置。 - 【請求項10】前記現像剤とは、一成分磁性トナーであ
ることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記
載の画像形成装置。 - 【請求項11】像担持体上に形成された潜像を現像する
ために現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する
規制手段と、 前記像担持体から転写された記録媒体上の現像剤像を定
着する定着手段と、 を備え、 記録媒体の片面のみに現像剤像を形成する第1モード
と、記録媒体の両面に現像剤像を形成する第2モード
と、を選択可能である画像形成装置において、 前記第2モードでの前記現像剤担持体の周速を雰囲気環
境に応じて制御する制御手段を備えることを特徴とする
画像形成装置。 - 【請求項12】前記制御手段は、前記第2モードでの前
記現像剤担持体の周速を前記第1モードでの前記現像剤
担持体の周速よりも速くするかどうかを雰囲気環境に応
じて判断することを特徴とする請求項11に記載の画像
形成装置。 - 【請求項13】前記制御手段は、雰囲気環境に応じて前
記第2モードでの前記現像剤担持体の周速を前記第1モ
ードでの前記現像剤担持体の周速よりも速くすることを
特徴とする請求項11または12に記載の画像形成装
置。 - 【請求項14】前記制御手段は、前記第1モードでの前
記現像剤担持体の周速を雰囲気環境に応じて制御するこ
とを特徴とする請求項11,12または13に記載の画
像形成装置。 - 【請求項15】前記第2モードにおいて、現像剤像が形
成されていない記録媒体と前記定着手段により現像剤像
が定着された記録媒体に連続して現像剤像を形成するこ
とを特徴とする請求項11乃至14のいずれか1項に記
載の画像形成装置。 - 【請求項16】前記雰囲気環境とは、温度及び相対湿度
であることを特徴とする請求項11乃至15のいずれか
1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項17】前記雰囲気環境とは、絶対湿度であるこ
とを特徴とする請求項11乃至15のいずれか1項に記
載の画像形成装置。 - 【請求項18】前記規制部材は、前記現像剤担持体上の
現像剤を摺擦することを特徴とする請求項11乃至17
のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項19】前記現像剤担持体は、基体と、前記基体
上に樹脂層と、を備えることを特徴とする請求項11乃
至18のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項20】前記定着手段は、現像剤像及び記録媒体
を加熱することを特徴とする請求項11乃至19のいず
れか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項21】前記現像剤とは、一成分磁性トナーであ
ることを特徴とする請求項11乃至20のいずれか1項
に記載の画像形成装置。 - 【請求項22】像担持体上に形成された潜像を現像する
ために現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、 前記現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する
規制手段と、 を備えた現像装置において、 前記現像剤担持体の周速を雰囲気環境に応じて制御する
制御手段を備えることを特徴とする現像装置。 - 【請求項23】前記雰囲気環境とは、温度及び相対湿度
であることを特徴とする請求項22に記載の現像装置。 - 【請求項24】前記雰囲気環境とは、絶対湿度であるこ
とを特徴とする請求項22に記載の現像装置。 - 【請求項25】前記雰囲気環境を検知する検知手段を備
えることを特徴とする請求項22,23または24に記
載の現像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001171638A JP4194257B2 (ja) | 2000-06-09 | 2001-06-06 | 画像形成装置及び現像装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-174485 | 2000-06-09 | ||
JP2000174485 | 2000-06-09 | ||
JP2001171638A JP4194257B2 (ja) | 2000-06-09 | 2001-06-06 | 画像形成装置及び現像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002062728A true JP2002062728A (ja) | 2002-02-28 |
JP4194257B2 JP4194257B2 (ja) | 2008-12-10 |
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JP (1) | JP4194257B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060024238A (ko) * | 2004-09-13 | 2006-03-16 | 삼성전자주식회사 | 환경에 따른 현상 롤러 속도 제어방법 |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001171638A patent/JP4194257B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR20060024238A (ko) * | 2004-09-13 | 2006-03-16 | 삼성전자주식회사 | 환경에 따른 현상 롤러 속도 제어방법 |
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