JP2006243080A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006243080A JP2006243080A JP2005055225A JP2005055225A JP2006243080A JP 2006243080 A JP2006243080 A JP 2006243080A JP 2005055225 A JP2005055225 A JP 2005055225A JP 2005055225 A JP2005055225 A JP 2005055225A JP 2006243080 A JP2006243080 A JP 2006243080A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- forming apparatus
- developing
- image forming
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【目的】 非磁性トナーを用いる画像形成装置において、画像のチリやムラの発生を確実に防ぎ、画像濃度を安定させる。
【構成】 感光体ドラム5を帯電する帯電手段と、帯電された感光体ドラム5を露光して静電潜像を形成する露光手段と、感光体ドラム5上の静電潜像に電荷を付与したトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置11と、感光体ドラム5上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備え、現像装置11は非磁性トナーを用いる非磁性現像装置であって、現像ロール42と、これにトナーを供給するトナー供給ロール43と、現像ロール42上のトナーの付着量を規制する薄層ブレード44と、感光体ドラム5上のトナー像の帯電量に応じて現像ロール42とトナー供給ロール43との間の電位差を制御するバイアス制御部45とを有する。
【選択図】 図1
【構成】 感光体ドラム5を帯電する帯電手段と、帯電された感光体ドラム5を露光して静電潜像を形成する露光手段と、感光体ドラム5上の静電潜像に電荷を付与したトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置11と、感光体ドラム5上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備え、現像装置11は非磁性トナーを用いる非磁性現像装置であって、現像ロール42と、これにトナーを供給するトナー供給ロール43と、現像ロール42上のトナーの付着量を規制する薄層ブレード44と、感光体ドラム5上のトナー像の帯電量に応じて現像ロール42とトナー供給ロール43との間の電位差を制御するバイアス制御部45とを有する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、プリンタ、複写機、FAX等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係り、特に、感光体上のトナー帯電量に応じて現像装置を制御する画像形成装置に関する。
一般に、電子写真方式の画像形成装置において非磁性のトナーを現像剤として用いる場合は、現像装置が摩擦帯電又は電荷注入によってトナーに電荷を与え、それを感光体上の静電潜像に付着してトナー像を形成させている。そして、このトナーの付着量は、最終的に転写紙上に転写して形成される画像の濃度に影響を与えるものである。
特許文献1には、感光体表面の電位と現像装置の現像ローラ表面の電位を検出し、それらの電位差が一定になるよう制御することで静電潜像へのトナー付着量を安定させ、安定した濃度で画像を形成させる技術が開示されている。
特開平6−95481号公報
特許文献1には、感光体表面の電位と現像装置の現像ローラ表面の電位を検出し、それらの電位差が一定になるよう制御することで静電潜像へのトナー付着量を安定させ、安定した濃度で画像を形成させる技術が開示されている。
ところで、転写紙上におけるトナー像の帯電量が少ない場合には、転写紙に対するトナーの転写力(クーロン力)が弱い状態にある。その際、トナー像が感光体から転写紙に転写された後の工程において、例えば転写装置からの剥離放電や、転写紙ガイド部材と転写紙との摺擦による静電気などの外乱が発生した場合には、画像にチリ(トナーの飛び散り)やムラといった不具合が発生してしまう。
しかしながら上記特許文献1に記載の従来技術では、感光体表面の電位と現像ローラ表面の電位を検出して転写紙上のトナー量を制御するだけであり、画像のチリやムラの発生を確実に防ぐことはできなかった。
この発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、非磁性トナーを用いる画像形成装置において、画像のチリやムラの発生を確実に防ぎ、画像濃度を安定させることを目的とする。
この発明は、感光体を帯電する帯電手段と、帯電された上記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、上記感光体上の静電潜像に電荷を付与したトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、上記感光体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、上記の目的を達成するため、上記現像手段が非磁性トナーを用いる非磁性現像装置であって、トナー担持体と、そのトナー担持体にトナーを供給する供給部材と、上記トナー担持体上のトナーの付着量を規制する付着量規制部材と、上記感光体上のトナー像の帯電量に応じて上記トナー担持体と上記供給部材との間の電位差を制御する制御手段とを有するものである。
上記制御手段は、上記感光体上のトナー像の帯電量が所定値よりも低い場合に、上記トナー担持体と上記供給部材との間の電位差を大きくするよう制御するとよい。
上記制御手段は、上記感光体上のトナー像の帯電量が所定値よりも低い場合に、上記トナー担持体と上記供給部材との間の電位差を大きくするよう制御するとよい。
また、上記制御手段に代えて、上記感光体上の静電潜像のパターンに応じて上記トナー担持体と上記供給部材との間の電位差を制御する制御手段とを設けてもよい。
この場合の上記制御手段は、上記感光体上の静電潜像がベタ画像よりライン画像の方が多いパターンである場合に、上記トナー担持体と上記供給部材との間の電位差を大きくするよう制御するとよい。
また、これら画像形成装置において、上記トナー担持体の表面粗さがトナー粒径の1/4以下であるとよく、さらに、上記供給部材が導電性ブラシロールであるとよい。
この場合の上記制御手段は、上記感光体上の静電潜像がベタ画像よりライン画像の方が多いパターンである場合に、上記トナー担持体と上記供給部材との間の電位差を大きくするよう制御するとよい。
また、これら画像形成装置において、上記トナー担持体の表面粗さがトナー粒径の1/4以下であるとよく、さらに、上記供給部材が導電性ブラシロールであるとよい。
この発明の画像形成装置によれば、非磁性トナーを用いる場合にトナー像の帯電量を制御することによって画像のチリやムラの発生を防ぎ、画像濃度を安定させることができる。感光体上のトナー像の帯電量に応じて電位差を制御した場合には、高湿環境下や経時的にトナーの帯電量が低下した状態、またはトナーが押し固められた状態にあっても、トナーの帯電量を高くすることができ、チリ、ムラの無い安定した画像を形成できる。また、感光体上の静電潜像のパターンに応じて電位差を制御した場合には、例えば主走査方向横ライン画像が主な画像パターンである場合に、転写紙上のトナー像の帯電量を効果的に高くすることができる。
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔各実施形態に共通の構成〕
まず、この発明による画像形成装置の各実施形態に共通する基本構成について図2を参照して説明する。図2は、各実施形態に共通して備える画像形成装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この画像形成装置は、1つの感光体ドラムに黒と赤の2色のトナー像を2段階で重ねて形成し、転写紙に転写おとび定着させる構成になっている。
〔各実施形態に共通の構成〕
まず、この発明による画像形成装置の各実施形態に共通する基本構成について図2を参照して説明する。図2は、各実施形態に共通して備える画像形成装置の主要部の概略構成を示す断面図である。この画像形成装置は、1つの感光体ドラムに黒と赤の2色のトナー像を2段階で重ねて形成し、転写紙に転写おとび定着させる構成になっている。
すなわち、この画像形成装置1は、原稿の画像を読み取る読取装置2と、画像の各色のデータをそれぞれ記憶する画像記憶制御部3,4と、感光体である感光体ドラム5と、第1帯電手段である第1スコロトロンチャージャ6と、第1露光手段であるレーザ書き込み装置7と、黒色画像を現像する第1現像手段である第1現像装置8と、第2帯電手段である第2スコロトロンチャージャ9と、第2露光手段であるLEDアレイ10と、赤色画像を現像する第2現像手段である第2現像装置11と、転写手段である転写装置12と、クリーニング装置13と、除電ランプ14と、定着装置29とを備えている。
ここでこの画像形成装置1によって原稿画像を転写紙に複写する工程について説明する。まず、読取装置2による原稿画像の読み取り処理を行う。読取装置2は公知のものであるから簡略化して示しているが、原稿載置台上に置かれた原稿15の画像のうち、黒色部分と赤色部分とがそれぞれ図示しない色別フィルタを含む光学系を介して、2つの画像撮像素子(CCD)21,22によって個別に読み分けられ、黒画像信号SBと赤画像信号SRをそれぞれ画像記憶制御部3,4に送り、画像データとして記憶する。
そして、同じ感光体ドラム5に対して黒色と赤色にそれぞれ対応する色のトナー像が段階的に重ねて形成されるが、各段階の現像のプロセスとしては反転現像方式(N/P現像方式)によって現像する。すなわち、感光体(像担持体)の表面に対して帯電手段によって負電荷を均一に帯電させた後、露光手段からの光によって画像部分に対応する部分に露光し負電荷を消去する。さらにこの露光した部分(以下、露光部分という)にマイナス帯電したトナーを付着させることによってトナー像を形成(現像)する。
図2に示す画像形成装置では、感光体ドラム5が矢印A方向に回転駆動されており、まず黒色画像を形成する第1段階として、その表面が第1スコロトロンチャージャ6によりほぼ−900Vに一様に帯電される。そして、図示していない制御部によって、読取装置2で読み取られた原稿の黒色画像部分のデータが画像記憶制御部3から読み出され、そのデータに基づいてレーザ書き込み装置7のレーザ光が制御され、感光体ドラム5の表面の黒色画像部分に対応する部分がに露光される。その露光部分の静電潜像の電位は−100Vである。
そして、この感光体ドラム5上には、第1現像装置8との対向位置で、現像ロール23A,23Bから二成分磁気ブラシ現像方式により現像剤中の負電荷に帯電した黒色トナーが供給され、それが露光部分に付着することによって黒色トナー像が形成される。なお、第1現像装置8における感光体ドラム5との間の現像バイアスは−550Vである。
続いて、赤色画像を形成する第2段階に移り、第1現像装置8を通過した感光体ドラム5の表面は第2スコロトロンチャージャ9により−900Vに再帯電される。そして、制御部によって読取装置2で読みとられた原稿の赤色画像部分のデータが画像記憶制御4から読み出され、そのデータに基づいて第2露光手段であるLEDアレイ10の発光が制御され、感光体ドラム5の表面の赤色画像部分に対応する部分が露光される。この露光部分の静電潜像の電位も−100Vになる。
この感光体ドラム5上には、第2現像装置11との対向位置で、現像ロール42から非接触現像方式により負電荷に帯電した赤色トナーが供給され、それが露光部分に付着することによって赤色トナー像が形成される。なお、第2現像装置11における感光体ドラム5表面と現像ロール表面との間の隙間(現像ギャップ)は0.1mm〜0.3mmである。また、現像バイアスは−750Vの直流バイアスまたは、直流バイアスに交流バイアスを重畳した重ね現像可能なバイアス電圧が用いられる。
この重ね現像可能な交流バイアスは1色目の黒トナー像を乱さないためのものであり、−500V〜−800Vの直流成分に−500V〜−1200Vの振幅で500Hz〜2KHzの周波数の交流成分を重畳し、トナーを感光体ドラム5に付着させようとるする電圧の時間的割合つまりデューティ比が50%以下となる矩形波の交流バイアスが望ましい。また、1色目の黒色トナー像部分は、第2スコロトロンチャージャ9による帯電で2色目の赤色画像の静電潜像より高くなっているので、黒色トナー像と赤色トナー像の混じりが防止される。
このような重ね現像可能な交流バイアスを用いると、直流バイアスのみを使用した場合に比べ、さらに濃度ムラの少ない良好な画像を得ることができる。感光体ドラム5の回転方向で第2現像装置11の直後の位置には、感光体ドラム5の表面のトナー像の電位を計測する表面電位計25が設けられている。
転写装置12の誘電体ベルト26は、ニップ部で感光体ドラム5に接触するとともに、図示していない電源の定電流制御によりバイアスローラ27から転写バイアスが印加されている。そして、転写材である転写紙Pがレジストローラ28によってタイミングを合わせて矢印B方向より搬送されると、その転写紙Pが誘電体ベルト27に接触して帯電された後、ニップ部で感光体ドラム5と接触しその表面上の2色のトナー像が転写される。転写紙Pはその後、定着装置29へ搬送されて転写されたトナー像が定着され、画像形成装置1の外へ矢印C方向に排出される。
トナー像転写後に感光体ドラム5表面上に残留したトナーは、クリーニング装置13のクリーニングブラシローラ30とクリーニングブレード31によって掻き落とされ、クリーニング装置13内に回収される。また、クリーニング後の感光体ドラム5の表面は、除電ランプ14により光を照射されて残留電荷が除電され、次の作像に備えられる。
以上の工程を順次行うことによって、この画像形成装置1は転写紙Pに対して黒と赤の2色で原稿画像を複写することができる。そして、この発明の画像形成装置は、非磁性トナーを用いる現像装置において、現像ロール上のトナー帯電量を制御することにより感光体上のトナー像及び転写紙上のトナー像の帯電量をそれぞれ適切に調整し、それによって転写紙上のトナーの飛散などを抑えて画像のチリやムラを防ぐようにしている。
そして、現像ロール上のトナー帯電量の制御方法には、感光体上のトナー像の帯電量に応じて制御する方法と、静電潜像のパターンに応じて制御する方法とがあり、前者の制御方法を行うものをこの発明の第1実施形態とし、後者の制御方法を行うものをこの発明の第2実施形態として説明する。
〔第1実施形態〕
以下に、この発明による画像形成装置の第1実施形態について説明する。
まず、この発明において最も重要な部分である第2現像装置11及びその周辺の構成について詳細に説明する。図1は、第2現像装置、表面電位計及びバイアス制御部の概略構成図である。第2現像装置11は、前述したように非磁性一成分トナーを現像剤に用いて非接触現像方式により現像を行う非磁性現像装置であり、図1に示すように、装置全体を収容するケーシング41と、感光体ドラム5表面と対向する配置に設けられたトナー担持体である現像ロール42と、現像ロール42に接触するように設けられた供給部材であるトナー供給ロール43と、付着量規制部材である薄層ブレード44と、表面電位計25を備えた制御手段であるバイアス制御部45とを有している。
以下に、この発明による画像形成装置の第1実施形態について説明する。
まず、この発明において最も重要な部分である第2現像装置11及びその周辺の構成について詳細に説明する。図1は、第2現像装置、表面電位計及びバイアス制御部の概略構成図である。第2現像装置11は、前述したように非磁性一成分トナーを現像剤に用いて非接触現像方式により現像を行う非磁性現像装置であり、図1に示すように、装置全体を収容するケーシング41と、感光体ドラム5表面と対向する配置に設けられたトナー担持体である現像ロール42と、現像ロール42に接触するように設けられた供給部材であるトナー供給ロール43と、付着量規制部材である薄層ブレード44と、表面電位計25を備えた制御手段であるバイアス制御部45とを有している。
現像ロール42は、アルミニウムやステンレス等の金属を材料によって円筒状に形成され、ロール表面には球形状の粒子を用いたブラスト処理が施されている。それにより現像ロール42の表面粗さはRz2.5で、トナー体積平均粒径11μmの1/4以下に設定されている。
現像ロール42より直径がわずかに大きい2つのギャップコロ51が現像ロール42の両端に設けられており、これらギャップコロ51が感光体ドラム5表面に接触しているため、現像ロール42表面と感光体ドラム5表面とは常に一定の隙間が確保されている。回転自在に設けられたトナー供給ロール43の外周部分が現像ロール42の表面に接しており、トナーを付着したトナー供給ロール43の外周部分が現像ロール42の表面に回転摺擦することによって、現像ロール42の表面に負電荷を帯電したトナーが供給される。このときの現像ロール42に対するトナー供給ロール43の線速比は、1.2〜3倍である。
トナー供給ロール43は金属の芯金に導電性のナイロン、ポリエステル、アクリル、レーヨン等のブラシ布を巻き付けた導電性ブラシロールである。そして、ケーシング41内にはトナーが収容されており、またこのトナーをトナー供給ロール43へ円滑に送るための搬送部材52,53が設けられている。
現像ロール42表面の回転周方向で感光体ドラム5との対向位置(現像位置)の直前の位置には、現像ロール42の表面に縁部を接する薄層ブレード44が設けられている。薄層ブレード44は弾性を有する金属薄板やウレタンゴムからなり、現像ロール42上のトナーの付着量を一定に規制する。現像ロール42上の一定量に規制されたトナーは、感光体ドラム5との対向位置で現像バイアスの作用により、感光体ドラム5表面の露光部分に移行して付着しトナー像を形成する。
現像バイアスについては、前述したように、現像バイアス電源54より直流バイアスまたは直流に近い振幅の小さい重ね現像可能な交流バイアスが重畳され、現像ロール71に印加されている。また、トナー供給ロール43には現像ロール43と所定の電位差を保つ供給バイアスが供給バイアス電源55により印加されている。
また、感光体ドラム5の回転周方向で第2現像装置11の直後の位置に設けられた表面電位計25は、第2現像装置11により感光体ドラム5表面に現像されたトナー像の表面電位を検出する。
また、感光体ドラム5の回転周方向で第2現像装置11の直後の位置に設けられた表面電位計25は、第2現像装置11により感光体ドラム5表面に現像されたトナー像の表面電位を検出する。
そして、この第1実施形態の画像形成装置1による作動としては、バイアス制御部45がこの表面電位計25から検出した表面電位に基づいて感光体ドラム5の表面上のトナー像の帯電量を算出し、その帯電量に応じて供給バイアス電源55の出力電力を変化させ、現像ロール42とトナー供給ロール43との間の供給バイアス(電位差)を制御する。そして、このように供給バイアスを制御することによって、転写紙P上のトナー像のチリやムラの発生を防止することができる。。
このような作動の原理について以下に詳しく説明する。まず、転写紙上におけるトナー像の帯電量が少ない場合には、転写紙Pに対するトナーの転写力(クーロン力)が弱い状態となっている。その際に、トナー像が感光体ドラム5から転写紙Pに転写した後の工程において、例えば転写装置12からの剥離放電や、転写紙ガイド部材と転写紙Pとの摺擦による静電気などの外乱が発生することで、画像にチリ(トナーの飛び散り)やムラが発生する。
このような不具合を防ぐ方法の一つとして、図2に示す転写装置12の誘電体ベルト26に対し、転写効率が最も高い転写電流値よりもさらに高い転写電流値で転写バイアスを印加する方法が考えられる。この場合には、トナーの転写効率は低下するが、ニップ部を抜けた後の剥離放電による電荷注入が起こり、転写紙P上のトナー像のトナー帯電量が増加する。これにより、トナーと転写紙Pの間に働く力(クーロン力)が強くなり、画像のチリやムラが生じにくくなる。
しかしながらこの方法では、転写効率が低下しているため感光体ドラム5上に付着させるトナー量を増やす必要があり、その場合には感光体ドラム5上のトナー量の増加によるトナー飛散が起こりやすく、また細線画像が太ってしまう傾向がある。また、このような制御方法を用いても、主走査方向横ライン画像や画像後端においては電荷注入を受けにくいため、チリが発生しやすい。よって、転写電流値(転写バイアス)を制御する方法以外によって、転写紙上トナー像の帯電量を制御することが必要になる。
そして、本願の発明者による種々の検討によれば、転写効率が最も高い転写条件(転写電流値、転写バイアス)においては、転写ニップを抜けた後の剥離放電が起きにくく、転写紙上トナー像の帯電量は感光体上トナー像の帯電量とほぼ比例することが分かった。以下においては、第1実施形態の場合に従い、反転現像方式で現像することにより負電荷を帯電したトナーを用いた場合のトナー帯電量で説明する。なお、トナー帯電量の大きさは、負電荷を多く帯電した方を帯電量の大きいものとし、例えば−10μC/gより大きい帯電量は−20、−30(単位省略)などとなる。
また、本願発明の発明者の検討によれば、転写する画像のパターンによって、転写紙上トナー像の帯電量と感光体上トナー像の帯電量の関係が異なることも分かっており、画像パターンがトナー付着面積の広いベタ画像である場合は、
転写紙上トナー像帯電量≒感光体上トナー像帯電量−5μC/g
となり、また画像パターンがライン画像である場合は、
転写紙上トナー像帯電量≒感光体上トナー像帯電量
となる。
転写紙上トナー像帯電量≒感光体上トナー像帯電量−5μC/g
となり、また画像パターンがライン画像である場合は、
転写紙上トナー像帯電量≒感光体上トナー像帯電量
となる。
ここで、図3は、ベタ画像の場合において転写紙上トナー像と感光体上トナー像のそれぞれのトナー帯電量と、発生する画像チリのレベルとの関係を示す図である。なお、この図において許容される画像チリレベルの閾値はレベル4としている。そしてこの図3が示すように、ベタ画像の場合には、感光体上トナー像の帯電量が−20μC/g未満、特に−10μC/g以下である場合には、帯電量としては少なく、画像のチリやムラが発生しやすい。また、感光体上トナー像の帯電量が−20μC/g以上であれば、転写紙上トナー像においては帯電量が−25μC/gとなり、トナーと転写紙の間に働くクーロン力が強くなって画像のチリやムラが発生しにくいことが分かる。
また、図4は、主走査方向横ライン画像の場合において転写紙上トナー像と感光体上トナー像のそれぞれのトナー帯電量と、発生する画像チリのレベルとの関係を示す図であり、この図においても許容される画像チリレベルの閾値はレベル4としている。この図4が示すように、主走査方向横ライン画像の場合には、感光体上トナー像の帯電量が−25μC/g以上でないと転写紙上トナー像の帯電量は−25μC/g以上にならないことが分かる。そして、転写紙上トナー像の帯電量が−25μC/g以上であれば同様にチリが発生しにくいことがわかる。なお、以上の画像パターンの違いに基づく制御については、後述の第2実施形態で説明する。
さらに、本願発明の発明者の検討により、感光体上トナー像の帯電量と現像ロール上トナー帯電量とが比例関係にあることも分かっている。例えば、第1実施形態の第2現像装置の例に従い、現像装置が非接触非磁性一成分現像装置である場合には、
感光体上トナー像帯電量≒現像ロール上トナー帯電量+10μC/g
となっている。これにより、感光体上トナー像帯電量を−20μC/g以上(画像チリレベルが4以上)にするためには、現像ロール上トナー帯電量を−30μC/g以上にすればよい。
感光体上トナー像帯電量≒現像ロール上トナー帯電量+10μC/g
となっている。これにより、感光体上トナー像帯電量を−20μC/g以上(画像チリレベルが4以上)にするためには、現像ロール上トナー帯電量を−30μC/g以上にすればよい。
ここで、図5は、現像ロールの種々の条件において、現像ロール42とトナー供給ロール43の間の電位差(供給バイアス)と、現像ロール上トナー帯電量との関係を示す図である。そして、各条件としては、現像ロール42の表面粗さRzが2.5であって、さらに環境条件が常温常湿と高温高湿(27℃、80%RH)のそれぞれの場合である条件と、現像ロール42の表面粗さRzが1.7であって、さらに環境条件が常温常湿である場合の条件について示している。
図5において、現像ロール42が高温高湿の環境条件にある場合は、環境条件によってトナー帯電量がもともと低い状態となっており、現像ロール上の所望のトナー帯電量を得るには、他の環境条件の場合よりもトナー供給ロール43と現像ロール42の電位差(供給バイアス)を大きくする必要がある。例えば、現像ロール42の表面粗さRzが同じ2.5であって、常温常湿の環境条件の場合では、現像ロール上のトナー帯電量を−35μC/gにするには電位差を約40Vとすれば良い。それに対して、高温高湿の環境条件では電位差を約80Vにしなければ、同じ現像ロール上のトナー帯電量が得られないことがわかる。なお、この例のように現像ロール上のトナー帯電量を−35μC/gとすれば、感光体上のトナー像帯電量は少なくとも−25μC/gとなり、前述したようにトナーと転写紙の間のクーロン力が強く働くため、画像のチリやムラが発生しにくくなる。
また、図5から、現像ロール42の表面粗さが例えばRz17のように粗い場合には、トナー供給ロール43と現像ロール42の電位差に対するトナー帯電量の変化が少なくなり、制御の効率が低いことが分かる。目安としては、トナーの粒径の1/4以下の粗さとすることによって、帯電量制御を効率よく行えることがわかっている。また、トナー供給ロール43を導電性ブラシロールで構成していることによっても、帯電量制御を効率よく行えることが分かっている。
以上により、画像チリレベルに関係する転写紙上のトナー像の帯電量は、感光体上のトナー像の帯電量および現像ロール上のトナー帯電量と比例関係にあることが分かり、この発明はこの原理に基づいて現像ロール上のトナー帯電量を制御することで、画像のチリやムラの発生を防ぎ、画像濃度を安定させるものである。
そして、この第1実施形態においては、前述したように図2、図1に示す表面電位計25で感光体上のトナー像の帯電量を検出し、バイアス制御部45がこの帯電量に応じて供給バイアスを制御することで現像ロール上のトナー帯電量を適切に制御している。なお、実際の現像ロール上のトナー帯電量は、高湿下において帯電量が低下するといった環境変動や、経時的な帯電量低下などにより安定していないため、リアルタイムに帯電量を検出制御するのが望ましい。
また、現像ロール上のトナー帯電量はむやみに高くなるよう制御すればよいわけではなく、現像装置が非接触非磁性一成分現像装置である場合には、トナー帯電量が高くなればなるほど感光体ドラム5へのトナー移行性が低下してしまう。したがって、この第1実施形態では、感光体上のトナー像帯電量が所定値よりも低い場合、例えば−20μC/gよりも低い場合に、トナー供給ロール43に印加する供給バイアスを大きくして、現像ロール42とトナー供給ロール43との間の電位差を大きくするように供給バイアス電源55を制御するとよい。
以上のように動作するこの第1実施形態によれば、高湿環境下や経時的にトナーの帯電量が低下した状態、またはトナーが押し固められた状態においても、現像ロール上のトナー帯電量、感光体上のトナー像帯電量および転写紙上のトナー像帯電量を多くすることができ、チリ、ムラの無い安定した画像を形成できる。
〔第2実施形態〕
次に、この発明による画像形成装置の第2実施形態について説明する。この第2実施形態の画像形成装置11は、現像ロール上のトナー帯電量の制御を、感光体ドラム上に形成される静電潜像のパターンに応じて行う点で上記第1実施形態と相違するものである。以下においては、その相違点のみを説明し、他の共通する各部については説明を省略する。
次に、この発明による画像形成装置の第2実施形態について説明する。この第2実施形態の画像形成装置11は、現像ロール上のトナー帯電量の制御を、感光体ドラム上に形成される静電潜像のパターンに応じて行う点で上記第1実施形態と相違するものである。以下においては、その相違点のみを説明し、他の共通する各部については説明を省略する。
この実施形態の画像形成装置においては、特に図示しないが、図2に示した赤色現像の第2現像装置に対応する画像記憶制御部4が、図1に示したバイアス制御部45と信号を送受可能に接続されている。そして、画像記憶制御部4は、記憶している画像のデータを解析し、静電潜像として感光体ドラム5の表面に形成した際のそのパターンについての判別信号をバイアス制御部45に出力する。バイアス制御部45は、そのパターンに応じてトナー供給ロール43に印加する供給バイアスを制御する。
例えば、この第2実施形態において、感光体ドラム5上に形成される静電潜像がベタ画像であると判断された場合には、図3に示すように感光体上のトナー像の帯電量が−20μC/g以上となるように供給バイアスを制御すればよい。また、感光体ドラム5上に形成される静電潜像がライン画像であると判断された場合には、図4に示すように感光体上のトナー像の帯電量が−25μC/g以上となるように供給バイアスを制御すればよい。それにより、どちらの場合も、転写紙上のトナー像の帯電量を−25μC/gとすることができ、トナーと転写紙の間に働くクーロン力が強くなって画像のチリやムラが発生しにくくなることが分かる。
また、この第2実施形態の場合でも、現像ロール42上のトナー帯電量をむやみに高くすると感光体ドラム5へのトナー移行性が低下してしまうため、例えば、感光体ドラム5の表面に形成しようとしている静電潜像がベタ画像よりライン画像の方が多いパターンであると判断した場合には、トナー供給ロール43に印加する供給バイアスを大きくして、現像ロール42とトナー供給ロール43との間の電位差を大きくするよう制御するとよい。
以上のように動作するこの第2実施形態によっても、現像ロール上のトナー帯電量を制御して、画像のチリやムラの発生を抑え、画像濃度を安定させることができる。特に主走査方向横ライン画像が主な画像パターンである場合には、転写紙上のトナー像帯電量を効果的に高くできるため好適である。
なお、上述した2つの実施形態の構成を1つにまとめることも可能であり、その場合には、バイアス制御部が感光体上トナー像帯電量と静電潜像のパターンの両方に応じて適切なバランスで各バイアスを制御すればよい。
なお、上述した2つの実施形態の構成を1つにまとめることも可能であり、その場合には、バイアス制御部が感光体上トナー像帯電量と静電潜像のパターンの両方に応じて適切なバランスで各バイアスを制御すればよい。
以上で各実施形態の説明を終了するが、上述の各実施形態に共通して、各種の数値や演算式の表現は、上述したものに限定されることはなく、感光体の設計値や現像剤の種類などに応じ、この発明の主旨における範囲内で種々の値や、数式を適用することが可能である。
また、現像装置における現像のプロセスについても、反転現像方式(N/P現像方式)に限らず正規現像方式を用いてもよいし、さらに非磁性トナーを用いるのであれば非接触現像方式に限るものでもない。
また、現像装置における現像のプロセスについても、反転現像方式(N/P現像方式)に限らず正規現像方式を用いてもよいし、さらに非磁性トナーを用いるのであれば非接触現像方式に限るものでもない。
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、デジタル複合機等の電子写真方式を用いた種々の画像形成装置であって非磁性トナーを現像剤として用いるものに適用可能である。また、トナー像の帯電量を制御することで画像のチリやムラの発生を防ぎ、画像濃度を安定させることができる。
1:画像形成装置、5:感光体ドラム(感光体)、9:第2スコロトロンチャージャ
(帯電手段)、10:LEDアレイ(露光手段)、11:第2現像装置(現像手段)、
12:転写装置(転写手段)、15:原稿、25:表面電位計、
42:現像ロール(トナー担持体)、43:トナー供給ロール(供給部材)、
44:薄層ブレード(付着量規制部材)、45:バイアス制御部(制御手段)、
54:現像バイアス電源、55:供給バイアス電源、P:転写紙
(帯電手段)、10:LEDアレイ(露光手段)、11:第2現像装置(現像手段)、
12:転写装置(転写手段)、15:原稿、25:表面電位計、
42:現像ロール(トナー担持体)、43:トナー供給ロール(供給部材)、
44:薄層ブレード(付着量規制部材)、45:バイアス制御部(制御手段)、
54:現像バイアス電源、55:供給バイアス電源、P:転写紙
Claims (6)
- 感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像に電荷を付与したトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、前記感光体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像手段は非磁性トナーを用いる非磁性現像装置であって、トナー担持体と、該トナー担持体にトナーを供給する供給部材と、前記トナー担持体上のトナーの付着量を規制する付着量規制部材と、前記感光体上のトナー像の帯電量に応じて前記トナー担持体と前記供給部材との間の電位差を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記感光体上のトナー像の帯電量が所定値よりも低い場合に、前記トナー担持体と前記供給部材との間の電位差を大きくするよう制御することを特徴とする画像形成装置。 - 感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像に電荷を付与したトナーを付着させてトナー像を形成する現像手段と、前記感光体上のトナー像を転写材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像手段は非磁性トナーを用いる非磁性現像装置であって、トナー担持体と、該トナー担持体にトナーを供給する供給部材と、前記トナー担持体上のトナーの付着量を規制する付着量規制部材と、前記感光体上の静電潜像のパターンに応じて前記トナー担持体と前記供給部材との間の電位差を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3記載の画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記感光体上の静電潜像がベタ画像よりライン画像の方が多いパターンである場合に、前記トナー担持体と前記供給部材との間の電位差を大きくするよう制御することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記トナー担持体の表面粗さが、トナー粒径の1/4以下であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
前記供給部材が、導電性ブラシロールであることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005055225A JP2006243080A (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005055225A JP2006243080A (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006243080A true JP2006243080A (ja) | 2006-09-14 |
Family
ID=37049585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005055225A Pending JP2006243080A (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006243080A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009020489A (ja) * | 2007-06-14 | 2009-01-29 | Kyocera Mita Corp | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 |
-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005055225A patent/JP2006243080A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009020489A (ja) * | 2007-06-14 | 2009-01-29 | Kyocera Mita Corp | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102010229B1 (ko) | 화상형성장치 | |
JP4872026B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2009180865A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5342800B2 (ja) | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 | |
JP4467944B2 (ja) | 現像剤担持体及び現像装置 | |
JP4865408B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JPH09288426A (ja) | 画像形成装置 | |
JP3134826B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP5121216B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4861736B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2001356570A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4193853B2 (ja) | 現像装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
JP2008122720A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005055839A (ja) | 画像形成装置における現像装置 | |
JP5284333B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP5618930B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP3817930B2 (ja) | 現像装置及びそれを用いた画像形成装置 | |
JP2008009149A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007121939A (ja) | 電子写真画像形成装置 | |
JP2006243080A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5463008B2 (ja) | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 | |
JPH0619296A (ja) | 現像装置および画像形成装置 | |
JP2016206597A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5535372B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005121795A (ja) | 現像装置および画像形成装置 |