JP2020170028A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2020170028A
JP2020170028A JP2019069784A JP2019069784A JP2020170028A JP 2020170028 A JP2020170028 A JP 2020170028A JP 2019069784 A JP2019069784 A JP 2019069784A JP 2019069784 A JP2019069784 A JP 2019069784A JP 2020170028 A JP2020170028 A JP 2020170028A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
developing
image
toner
image forming
photoconductor
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
Application number
JP2019069784A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7379851B2 (ja
Inventor
良太 冨士
Ryota Fuji
良太 冨士
加藤 正則
Masanori Kato
正則 加藤
尾崎 善史
Yoshifumi Ozaki
善史 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2019069784A priority Critical patent/JP7379851B2/ja
Priority to US16/589,491 priority patent/US20200310316A1/en
Priority to CN201911080286.8A priority patent/CN111766767A/zh
Publication of JP2020170028A publication Critical patent/JP2020170028A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7379851B2 publication Critical patent/JP7379851B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5033Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor
    • G03G15/5037Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor the characteristics being an electrical parameter, e.g. voltage
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/65Apparatus which relate to the handling of copy material
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0896Arrangements or disposition of the complete developer unit or parts thereof not provided for by groups G03G15/08 - G03G15/0894
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/04Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
    • G03G15/043Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material with means for controlling illumination or exposure
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/163Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using the force produced by an electrostatic transfer field formed between the second base and the electrographic recording member, e.g. transfer through an air gap
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5004Power supply control, e.g. power-saving mode, automatic power turn-off
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5008Driving control for rotary photosensitive medium, e.g. speed control, stop position control
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/50Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control
    • G03G15/5033Machine control of apparatus for electrographic processes using a charge pattern, e.g. regulating differents parts of the machine, multimode copiers, microprocessor control by measuring the photoconductor characteristics, e.g. temperature, or the characteristics of an image on the photoconductor
    • G03G15/5041Detecting a toner image, e.g. density, toner coverage, using a test patch

Abstract

【課題】画像のベタ部の潜像に対するトナーの電荷の供給率が80%より低い場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される画像形成装置を得る。【解決手段】画像形成装置10は、潜像が形成される感光体22と、感光体22と対向する現像ロール106から潜像にトナーTを転移させて潜像を現像する現像装置100と、感光体22と現像ロール106との間に現像電圧を印加する現像用電源130と、現像ロール106及び感光体22の周方向の周期情報を検出する周期センサ90と、周期センサ90で検出された周期情報から現像電圧又は潜像の露光量を補正する制御装置70と、を備え、画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率が80%以上となるように、現像装置100及び現像用電源130の少なくとも一つが設定されている。【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
下記特許文献1には、現像スリーブの振れ周期で発生する周期変動情報を検出して、現像バイアスを補正することで画質を補正する画像形成装置が開示されている。
特開2015−004875号公報
従来、ロール状の現像部材や感光体などの像保持体の振れ、偏心などによって、現像部材と像保持体との間隔(以下、「DRS」という場合がある)が周期的に変化し、その間隔の大小の箇所で周期濃度ムラ(いわゆるバンディング)が現れる。
この周期濃度ムラに対しては、例えば、現像部材と像保持体との間隔の周期を検出し、この周期に基づいて、露光量(すなわち、現像部材と像保持体との電位差)を調整することで、現像量を補正することが行われている。
しかし、周期濃度ムラ(いわゆるバンディング)は、エリアカバレッジによって、高濃度部と低濃度部の濃度差が異なり、エリアカバレッジが大きいほど、濃度差が大きくなる。このため、像保持体の軸方向で一定の露光量で補正量を制御すると、エリアカバレッジによって濃度差にばらつきがあるため、エリアカバレッジごとで濃度補正の効き方に差が生じる。ここで、エリアカバレッジとは、感光体に形成する画像で用いるトナーの単位面積当たりの使用量を示す値(%)をいう。
本発明は、画像のベタ部の潜像に対するトナーの電荷の供給率が80%より低い場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される画像形成装置を得ることが目的である。
第1態様に係る画像形成装置は、潜像が形成される像保持体と、前記像保持体と対向する現像部材から前記潜像にトナーを転移させて前記潜像を現像する現像装置と、前記像保持体と前記現像部材との間に現像電圧を印加する現像用電源と、前記現像部材及び前記像保持体の周方向の周期情報を検出する周期検出手段と、前記周期検出手段で検出された周期情報から前記現像電圧又は前記潜像の露光量を補正する補正手段と、を備え、画像のベタ部の前記潜像に対する前記トナーの電荷の供給率が80%以上となるように、前記現像装置及び前記現像用電源の少なくとも一つが設定されている。
第2態様に係る画像形成装置は、第1態様に係る画像形成装置において、前記ベタ部の前記潜像に対する前記トナーの電荷の供給率が90%以上となるように、前記現像装置及び前記現像用電源の少なくとも一つが設定されている。
第3態様に係る画像形成装置は、第1態様又は第2態様に係る画像形成装置において、前記現像電圧は、直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧により構成されており、前記交流電圧における振幅値Vppが0.8kV以上2.2kV以下に設定されている。
第4態様に係る画像形成装置は、第3態様に係る画像形成装置において、前記交流電圧における振幅値Vppが1.0kV以上2.1kV以下に設定されている。
第5態様に係る画像形成装置は、第1態様から第4態様までのいずれか1つの態様に係る画像形成装置において、前記現像装置の内部の現像剤中のトナー濃度を検出する検出部を備え、前記検出部により検出されたトナー濃度に応じて、前記現像剤中のトナー量を増加させる。
第6態様に係る画像形成装置は、第1態様から第5態様までのいずれか1つの態様に係る画像形成装置において、前記像保持体と前記現像部材との対向部で、前記現像部材の周速を前記像保持体の周速よりも速くする。
第7態様に係る画像形成装置は、第6態様に係る画像形成装置において、前記像保持体と前記現像部材との対向部で、前記像保持体の周速よりも前記現像部材の周速を1.4倍以上2.5倍以下の範囲で速くする。
第1態様に係る画像形成装置によれば、画像のベタ部の潜像に対するトナーの電荷の供給率が80%より低い場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。
第2態様に係る画像形成装置によれば、画像のベタ部の潜像に対するトナーの電荷の供給率が90%より低い場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。
第3態様に係る画像形成装置によれば、交流電圧における振幅値Vppが0.8kVより小さい場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。また、交流電圧における振幅値Vppが2.2kVより大きい場合と比較して、消費エネルギーが少ない。
第4態様に係る画像形成装置によれば、交流電圧における振幅値Vppが1.0kVより小さい場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。また、交流電圧における振幅値Vppが2.1kVより大きい場合と比較して、消費エネルギーが少ない。
第5態様に係る画像形成装置によれば、現像剤中のトナー濃度によらずにトナー量を変更する場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。
第6態様に係る画像形成装置によれば、像保持体と現像部材との対向部で現像部材の周速と像保持体の周速とが同じ場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。
第7態様に係る画像形成装置によれば、像保持体と現像部材との対向部で現像部材の周速が像保持体の周速の1.4倍よりも遅い場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。また、像保持体と現像部材との対向部で現像部材の周速が像保持体の周速の2.5倍よりも速い場合と比較して、現像領域からのトナーの飛散が抑制される。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の単色ユニットを示す構成図である。 制御系のハードウェア構成を示すブロック図である。 記録媒体に形成された画像の周期濃度ムラの一例を示す図である。 記録媒体に形成されたベタ画像及び低エリアカバレッジの画像の一例を示す図である。 エリアカバレッジの高低による感光体と現像ロールとの間隔の差と、高濃度部と低濃度部の濃度差との関係を示すグラフである。 (A)は、エリアカバレッジの高低による高濃度部と低濃度部の濃度差を示すグラフであり、(B)は、補正後のエリアカバレッジの高低による高濃度部と低濃度部の濃度差を示すグラフである。 感光体と現像ロール間の電位差と、画像の濃度(D)との関係を示すグラフである。 (A)は、現像前の感光体と現像ロールの状態を示す模式的なイメージ図であり、(B)は、感光体と現像ロールとの電位差による現像工程を示す模式的なイメージ図である。 (A)は、ベタ部での感光体と現像ロールとの電位差による現像状態を示す模式的なイメージ図であり、(B)は、低エリアカバレッジでの感光体と現像ロールとの電位差による現像状態を示す模式的なイメージ図である。 (A)は、ベタ部での感光体と現像ロールとの電位差によるトナーの供給率が低い場合の現像状態を示す模式的なイメージ図であり、(B)は、低エリアカバレッジでの感光体と現像ロールとの電位差によるトナーの供給率が低い場合の現像状態を示す模式的なイメージ図である。 潜像へのトナーの供給率が低い場合において、エリアカバレッジの違いによる感光体と現像ロールとの間隔の変動量と、必要な感光体と現像ロールとの電位差の補正量との関係を示すグラフである。 潜像へのトナーの供給率が高い場合において、エリアカバレッジの違いによる感光体と現像ロールとの間隔変動量と、必要な感光体と現像ロールとの電位差の補正量との関係を示すグラフである。 比較例の画像形成装置と本実施形態の画像形成装置において、エリアカバレッジの違いによる高濃度部と低濃度部の濃度差を示すグラフである。 比較例の画像形成装置と本実施形態の画像形成装置において、エリアカバレッジの違いによる高濃度部と低濃度部の濃度差の補正量を示すグラフである。 比較例の画像形成装置と本実施形態の画像形成装置において、エリアカバレッジの違いによる補正後の高濃度部と低濃度部の濃度差を示すグラフである。 (A)は、エリアカバレッジの高低による高濃度部と低濃度部の濃度差を示すグラフであり、(B)は、潜像へのトナーの供給率を高くすることによるエリアカバレッジの違いによる高濃度部と低濃度部の濃度差を示すグラフである。 画像のベタ部で潜像へのトナーの供給率が100%の場合のエリアカバレッジの高低による高濃度部と低濃度部の濃度差を示すグラフである。 潜像へのトナーの供給率を測定するための画像形成部の一例を示す図である。 潜像へのトナーの供給率とエリアカバレッジを変えた場合の感光体と現像ロールとの間隔から高濃度部と低濃度部の濃度差を引いた値を示す図である。 潜像へのトナーの供給率とエリアカバレッジを変えた場合の画質の評価を示す図である。 現像電圧の交流電圧における振幅値Vppとトナー電荷の供給率との関係を示すグラフである。 感光体に対する現像ロールの周速比とトナー電荷の供給率との関係を示すグラフである。
以下、本発明を実施するための形態(以下、本実施形態という。)について説明する。以下の説明では、図面に矢印Xで示す方向を装置幅方向、矢印Yで示す方向を装置高さ方向とする。また、装置幅方向及び装置高さ方向のそれぞれに直交する方向(矢印Z方向)を装置奥行き方向とする。
〔第1実施形態〕
図1〜図22を用いて、第1実施形態の画像形成装置について説明する。
図1には、本実施形態の画像形成装置10の一例が示されている。まず、本実施形態の画像形成装置10の全体構成について説明する。次いで、現像装置100について説明する。
<画像形成装置の全体構成>
図1に示されるように、画像形成装置10は、記録媒体収容部12と、トナー像形成部14と、転写装置16と、記録媒体搬送装置18と、定着装置20と、制御装置70と、を含んで構成される電子写真方式の装置である。
記録媒体収容部12は、画像が形成される前の記録媒体としての用紙Pを収容する機能を有する。
トナー像形成部14は、帯電、露光、現像の各工程を行って、転写装置16を構成する後述する中間転写ベルト30が保持するトナー像を形成する機能を有する。トナー像形成部14は、一例として、それぞれ異なる色(Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒))のトナーを用いて各感光体22にトナー像を形成する単色ユニット21Y、21M、21C、21Kを備えている。また、トナー像形成部14は、例えば、画像データに応じて、複数色で構成されるトナー像を形成可能とされている。ここで、感光体22は、像保持体の一例である。
単色ユニット21Y、21M、21C、21Kは、それぞれが形成するトナー像の色以外は同様の構成とされている。以下、単色ユニット21Y、21M、21C、21K及びその構成要素を区別する必要がない場合、単色ユニット21Y、21M、21C、21Kのアルファベット(Y、M、C、K)を省略して説明する。各単色ユニット21は、感光体22と、帯電装置24と、露光装置26と、現像装置100と、クリーニング装置28と、を含んで構成されている。
転写装置16は、各単色ユニット21で形成された各色のトナー像を保持して、搬送される用紙Pに転写する機能を有する。転写装置16は、中間転写ベルト30と、4本の転写ロール32と、駆動ロール38と、二次転写部36と、テンションロール34と、を備えている。中間転写ベルト30は、無端状とされている。4本の転写ロール32は、それぞれ中間転写ベルト30を挟んで各感光体22とニップを形成している。中間転写ベルト30は、駆動ロール38により矢印方向に周回移動している。本実施形態では、一例として、中間転写ベルト30の周回移動方向の上流側から下流側に向かって、単色ユニット21Y、21M、21C、21Kの順で配置されている。これにより、単色ユニット21Y、21M、21C、21Kで形成された感光体22上のトナー像が、転写ロール32により中間転写ベルト30に重ねて転写されるようになっている。
また、中間転写ベルト30の周回移動方向における4色の単色ユニット21Y、21M、21C、21Kの下流側であって、二次転写部36の上流側には、感光体22及び後述する現像ロール106の周方向の周期情報を検出する周期センサ90が設けられている。ここで、周期センサ90は、周期検出手段の一例である。画像形成装置10では、現像ロール106や感光体22の振れ、偏心などによって、現像ロール106と感光体22との間隔(すなわちDRS)が周期的に変化する場合がある。現像ロール106や感光体22との間隔が周期的に変化すると、中間転写ベルト30に転写されたトナー像の濃度が周方向に沿って周期的に変化しやすい。すなわち、中間転写ベルト30上のトナー像の濃度と、現像ロール106と感光体22との間隔とには、相関関係がある。本実施形態では、周期センサ90は、中間転写ベルト30に転写されたトナー像の濃度を検出することで、感光体22及び現像ロール106の周方向の周期情報を検出する。周期センサ90は、例えば、各々の単色ユニット21Y、21M、21C、21Kの毎に、周期情報を検出する。
二次転写部36は、中間転写ベルト30のトナー像が保持される面に接触する転写ロール54と、中間転写ベルト30を挟んで転写ロール54と対向して配置される対向ロール56と、を備えている。二次転写部36では、中間転写ベルト30に保持されている各色のトナー像が、搬送されている用紙Pに転写されるようになっている。
記録媒体搬送装置18は、用紙Pが二次転写部36のニップN1及び定着装置20のニップN2を通過するように、用紙Pを搬送する機能を有する。記録媒体搬送装置18は、複数の搬送ロール44と、搬送ベルト46と、を備えている。搬送ロール44は、接触状態で配置された一対のロールで構成されている。搬送ロール44は、記録媒体収容部12に収容されている用紙Pを、搬送経路18Aに沿って搬送するようになっている。
搬送ベルト46は、離れて配置された一対のロールに無端状のベルトが巻き掛けられた構成とされている。搬送ベルト46は、用紙Pの搬送方向における二次転写部36の下流側であって、定着装置20の上流側に配置されている。搬送ベルト46は、二次転写部36でトナー像が転写された用紙Pを搬送経路18Aに沿って定着装置50に搬送するようになっている。
定着装置20は、転写装置16により用紙Pに転写(二次転写)されたトナー像をニップN2で定着させる機能を有する。定着装置20は、無端状のベルトが周回移動する加熱部62と、加熱部62に圧接される加圧ロール64と、を備えている。加熱部62と加圧ロール64とのニップN2に用紙Pが搬送されることで、用紙P上のトナー像が加熱及び加圧により定着されるようになっている。
制御装置70は、画像形成装置10の各部を制御する機能を有する。例えば、制御装置70は、外部装置(図示省略)から受け取ったジョブデータに応じて、画像形成装置10の各部を制御する(各部にそれぞれの動作をさせる)ようになっている。ここで、ジョブデータには、各単色ユニット21にトナー像を形成させる画像データ(画像情報)、その他の画像形成動作に必要なデータが含まれている。
また、画像形成装置10は、それぞれ異なる色(Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒))のトナーを収容する複数のトナーカートリッジ140Y、140M、140C、140Kを備えている。さらに、画像形成装置10は、トナーカートリッジ140Y、140M、140C、140Kから単色ユニット21Y、21M、21C、21Kの現像装置100に各色のトナーTを搬送するトナー搬送装置142を備えている。トナー搬送装置142は、トナーカートリッジ140Y、140M、140C、140Kと各色の現像装置100とを繋ぐ搬送路144と、搬送路144の内部に配置されて各色のトナーTを搬送する搬送部材(図示省略)と、を備えている。
<画像形成装置の動作>
次に、画像形成装置10の動作について説明する。
外部装置(図示省略)からジョブデータを受け取った制御装置70は、トナー像形成部14、転写装置16、記録媒体搬送装置18及び定着装置20を作動させる。トナー像形成部14では、各帯電装置24により各感光体22が帯電され、各露光装置26により各感光体22が露光されることで潜像(すなわち、静電潜像)が形成され、各現像装置100により各感光体22の潜像がトナー像として現像される。その結果、各感光体22には、各トナー像が形成される。
次いで、各転写ロール32に、電源(図示省略)から電圧(一次転写電圧)が印加される。また、駆動源(図示省略)により駆動される駆動ロール38は、中間転写ベルト30を矢印方向に周回させる。その結果、中間転写ベルト30には、各色のトナー像が重ねて一次転写される。
さらに、周回する中間転写ベルト30に保持されている各色のトナー像がニップN1に到達するタイミングに合わせて、記録媒体搬送装置18は、ニップN1に用紙Pを送り込む。二次転写部36では、対向ロール56の外周に接触する給電ロール(図示省略)に、電源(図示省略)から電圧(二次転写電圧)が印加されることで、ニップN1を通過する用紙Pに各色のトナー像が二次転写される。
次いで、記録媒体搬送装置18は、各色のトナー像が二次転写された用紙PをニップN2に送り込む。その結果、定着装置20により、ニップN2を通過する用紙Pに各色のトナー像が定着されることで、用紙Pに画像が形成される。その後、用紙Pは、搬送ロール44により排出部66に排出される。
<現像装置>
次に、現像装置100について説明する。
図2に示されるように、現像装置100は、現像剤Gが収容されたハウジング102と、現像剤Gが保持される現像ロール106と、現像ロール106の外周面の現像剤Gの層の厚みを規制する層厚規制部材108と、現像剤攪拌搬送部125と、を有している。現像剤攪拌搬送部125は、第一攪拌搬送室123と、第一攪拌搬送室123に隣接する第二攪拌搬送室124と、を有している。また、第一攪拌搬送室123には第一オーガ109が設けられ、第二攪拌搬送室124には第二オーガ111が設けられている。
図2に示されるように、現像剤Gは、一例として、負極性に帯電する非磁性のトナーTと、正極性に帯電する磁性のキャリアCAと、を含む2成分現像剤で構成されている。
ハウジング102は、現像ロール106が収容される現像ロール室122と、現像ロール室122の斜め下方側に設けられた現像剤攪拌搬送部125(第一攪拌搬送室123と第二攪拌搬送室124)と、を有している。ハウジング102には、第一攪拌搬送室123と第二攪拌搬送室124とを仕切る仕切壁103が形成されている。ハウジング102は、仕切壁103のZ方向の両端部で第一攪拌搬送室123と第二攪拌搬送室124とに繋がる流入口(図示省略)が設けられている。
現像ロール106は、円柱状に形成されると共にシャフト(図示省略)を介してハウジング102に固定支持されたマグネットロール106Aと、マグネットロール106Aの外側で周回移動可能に支持された円筒状の現像スリーブ106Bと、を有している。マグネットロール106Aには、外周面の周方向に沿って複数の磁極(図示省略)が設けられている。現像スリーブ106Bの軸方向の端部には、ギア(図示省略)が固定されており、現像用モータ134から回転力がギアに伝達され、このギアを介して現像スリーブ106Bが図中矢印R1方向に回転するようになっている。
第一オーガ109は、Z方向に沿って配置された回転軸109Aと、回転軸109Aの外周に支持されたらせん状の搬送羽根109Bと、を備えている。第一オーガ109は、例えば、R2方向に回転することで、現像剤Gを攪拌しながら搬送する。
第二オーガ111は、Z方向に沿って配置された回転軸111Aと、回転軸111Aの外周に支持されたらせん状の搬送羽根111Bと、を有している。第二オーガ111は、例えば、R3方向に回転することで、第一オーガ109とは逆方向に現像剤Gを攪拌しながら搬送する。
現像ロール106には、感光体22と現像ロール106との間に現像電圧を印加する現像用電源130が電気的に接続されている。現像ロール106には、現像用電源130から現像電圧として、直流電圧である直流成分(DC)に、交流電圧である交流成分(AC)を重畳した重畳電圧が印加される。なお、交流成分の波形は、本実施形態では矩形波であるが、これに限らず、三角波や正弦波であってもよい。また、交流成分の周波数は、例えば、5kHz以上20kHz以下の範囲が好ましい。
また、交流電圧における振幅値Vppは、例えば、0.8kV以上2.2kV以下が好ましく、1.0kV以上2.1kV以下がより好ましく、1.3kV以上2.0kV以下がさらに好ましい。本実施形態では、交流電圧における振幅値Vppは、1.5kVに設定されている。
画像形成装置10では、感光体22の画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率が80%以上となるように、現像用電源130から印加する現像電圧が設定されている。ここで、画像のベタ部の潜像とは、感光体22のエリアカバレッジが100%となる潜像をいう。また、潜像に対するトナーTの電荷の供給率は、トナーの電荷により潜像電位を中和させるための中和率のことであり、以下、単に「中和率」という場合がある。
図22に示されるように、現像電圧の交流電圧における振幅値Vppが大きくなるにしたがって、潜像に対するトナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が高くなる。例えば、交流電圧における振幅値Vppが0.8kV以上に設定されることで、感光体22の画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率が80%以上となる。ここで、感光体22の画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)は、80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。トナーTの電荷の供給率については、後に詳しく説明する。
ハウジング102の底部には、現像剤G中のトナーTの濃度(以下、「トナー濃度」という)を検出する透磁センサ132が設けられている。透磁センサ132は、非磁性トナーと磁性キャリアからなる現像剤の透磁率を検出することにより、現像剤G中のトナー濃度を検出するセンサである。ここで、透磁センサ132は、検出部の一例である。
図示を省略するが、現像装置100のハウジング102の上部には、新しいトナーTを補給するための搬送路144(図1参照)が連結されている。
<現像装置の動作>
次に、現像装置100の動作について説明する。
現像装置100では、第一オーガ109と第二オーガ111との回転により、第一攪拌搬送室123及び第二攪拌搬送室124の現像剤GがZ軸方向に互いに逆方向に搬送されることで、現像剤Gが循環される。そして、第一オーガ109で搬送される現像剤Gが現像ロール106に供給される。
現像剤Gが現像ロール106に供給されると、現像剤Gがマグネットロール106Aの複数の磁極により現像スリーブ106B上に保持された状態で、現像スリーブ106BのR1方向の回転により搬送される。そして、現像スリーブ106B上に保持された現像剤Gは、現像スリーブ106Bの外周面と層厚規制部材108の先端部との間へ進入することで層の厚みが規制され、感光体22と対向する現像領域に搬送される。
感光体22と現像ロール106とが対向する現像領域では、現像用電源130から感光体22と現像ロール106との間に現像電圧が印加されることで、現像スリーブ106Bの現像剤GのトナーTが感光体22の潜像に転移する。例えば、感光体22に形成された潜像には、感光体表面電位Vsと、現像ロール106に印加する現像バイアスである現像電圧Vdevとの差電圧Vclnにより、トナーが供給(すなわち、転移)される。その結果、感光体22には、トナー像が形成される。
<制御系>
次に、図3を用いて画像形成装置10の制御系のハードウェア構成について説明する。
図3に示すように、画像形成装置10の制御装置70は、例えばコンピュータで構成される。制御装置70は、CPU(Central Processing Unit)71、ROM(Read Only Memory)72、RAM(Random Access Memory)73、不揮発性メモリ77、及び入出力インターフェース(I/O)75を備える。そして、CPU71、ROM72、RAM73、不揮発性メモリ77、及びI/O75がバス76を介して各々接続されている。
CPU71は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、CPU71は、ROM72又は不揮発性メモリ77からプログラムを読み出し、RAM73を作業領域としてプログラムを実行する。本実施形態では、不揮発性メモリ77に各種処理を実行するための実行プログラムが記憶されている。
ROM72は、各種プログラム及び各種データを記憶している。RAM73は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。不揮発性メモリ77は、供給電力を遮断しても記憶した情報が維持される記憶装置の一例であり、例えば半導体メモリが用いられるが、ハードディスクを用いてもよい。
I/O75には、トナー像形成部14、通信部82、露光装置26、モータ群80、周期センサ90、透磁センサ132、及びトナー搬送装置142が接続される。ここで、トナー像形成部14には、現像電圧を印加するための現像用電源130と、現像スリーブ106Bを周回移動させる現像用モータ134とが含まれる。また、モータ群80には、搬送系の各種ロールを駆動するモータが含まれる。
制御装置70は、周期センサ90によって検出された周期情報に基づき、現像用電源130から印加する現像バイアス、又は露光装置26から感光体22への光の露光量を制御することで、感光体22と現像ロール106との電位差を調整する。これにより、感光体22へのトナーTの現像量を補正し、濃度補正を行う。濃度補正は、一定のエリアカバレッジでの出力濃度プロファイルを基準として、現像用電源130から印加する現像バイアス、又は露光装置26から感光体22への光の露光量を制御する。本実施形態では、エリアカバレッジの差によって、現像バイアス又は露光量の補正量が異なる。本実施形態では、エリアカバレッジ20%とエリアカバレッジ80%の平均値で補正する。ここで、制御装置70は、補正手段の一例である。
画像形成装置10は、1つの現像装置100から形成する出力パターンにおいて、感光体22の軸方向の出力画像の濃度差を露光パターンの面積率で制御する。すなわち、軸方向の出力画像の濃度差の制御は、エリアカバレッジを変化させることで実現する。現像用電源130は、現像ロール106の軸方向に一定の現像バイアスを印加する設定とされている。
<作用及び効果>
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。まず、本実施形態の作用及び効果を説明する前に、比較例の画像形成装置について説明する。
比較例の画像形成装置では、現像用電源から印加する現像電圧の交流電圧における振幅値Vppは、0.6kVに設定されている。また、現像ロールと感光体との対向部において、現像ロールと感光体の周速は等しく設定されている。
一般的に、画像形成装置では、図4に示されるように、現像ロールや感光体の振れ、偏心などによって、現像ロールと感光体との間隔(DRS)が周期的に変化し、その間隔の大小の箇所で印字方向(すなわち、周方向)に沿って周期濃度ムラ(いわゆるバンディング)が現れる。現像電界は、現像ロールと感光体との距離に依存するので、現像ロールと感光体との距離が変わるとトナーの現像量が変わる。このため、現像ロールと感光体との間隔が大きい場合は画像の濃度が低くなり、現像ロールと感光体との間隔が小さい場合は画像の濃度が高くなる。
比較例の画像形成装置では、感光体と現像ロールとの間隔の周期的な変化による周期情報を周期センサによって検出し、この周期情報に基づいて、露光装置の感光体への露光量(すなわち、現像部材と像保持体との電位差)を制御する。これにより、トナーの現像量を補正する。
しかし、周期濃度ムラ(いわゆるバンディング)は、エリアカバレッジ(Cin)によって、高濃度部と低濃度部の濃度差(ΔD)が異なる。図5では、エリアカバレッジが100%のベタの画像と、低エリアカバレッジの画像が示されている。図6に示されるように、感光体と現像ロールとの間隔の差(ΔDRS)が大きくなるにしたがって、エリアカバレッジが高いほど、濃度差(ΔD)が大きくなる。
このため、図7(A)、(B)に示されるように、感光体の軸方向で一定の露光量で補正量(現像ロールと感光体間の電位差Vを補正)を制御すると、エリアカバレッジによって濃度差にばらつきがあるため、エリアカバレッジごとで濃度補正の効き方に差が生じる。図7(B)に示されるように、特に高エリアカバレッジの場合は、補正が足りず、濃度差(ΔD)が大きくなりやすい。なお、比較例の画像形成装置では、現像ロールと感光体間の電位差Vは、感光体の軸方向で一定であり、感光体の軸方向の出力画像の濃度差の制御は、エリアカバレッジを変化させることで実現する。図8では、感光体と現像ロール間の電位差Vと濃度Dとの関係が示されている。
比較例の画像形成装置では、エリアカバレッジ20%とエリアカバレッジ80%の平均値で補正する。このとき、トナーの現像量の補正が過剰に効きすぎるエリアカバレッジもあれば、トナーの現像量の補正が足りないエリアカバレッジも存在する。過剰の補正と、不足の補正が共存する場合、濃度差(ΔD)が大きくなり、補正が意図せず印刷品質の悪化を招く場合もある。
例えば、出力画像パターンからエリアカバレッジを想定して、感光体の軸方向の各箇所で露光量調整をするなどの方法が考えられるが、計算メモリの増量など、画像形成装置の複雑化及び高コスト化は避けられない。
また、エリアカバレッジによって、感光体と現像ロールとの間隔の変動に対する濃度差(ΔD)が異なる原因として、潜像に対するトナーの電荷の供給率(すなわち中和率)の差がある。潜像に対する電荷の占有率を示すトナーの電荷の供給率は、現像ニップ中のトナーの移動によって変化する。図9(A)に示されるように、現像ロールと感光体との間に電位差がない場合は、現像ロールの負極性のトナーTは感光体に移動しない。図9(B)に示されるように、現像ロールと感光体との間に電位差がある(例えば、現像ロールの電位<感光体の電位)場合は、現像ロールのトナーTは感光体の+側電位の部分(すなわち、露光部分の潜像)に移動する。
図10(A)に示されるように、現像ロールと感光体の表面に付着したトナー層の電位が等しくなったとき(すなわち電位差がなくなったとき)、現像工程は停止する。これをトナーTの供給制限状態、すなわち、潜像に対するトナーの電荷の供給率(すなわち中和率)が100%に達した状態と定義する。このとき感光体と現像ロールとの間隔が変化したとしても、現像ロールと感光体(すなわち、感光体に付着したトナー層)との電位差がなく、トナー供給の力は作用しない。したがって、潜像に対するトナーの電荷の供給率が高いときには、感光体と現像ロールとの間隔の変動が濃度差(ΔD)に及ぼす影響は小さくなる。
一方、図10(A)、(B)に示されるように、エリアカバレッジが異なる場合に、同じ露光量で感光体に潜像を形成したとき(すなわち、現像ロールと感光体との電位差が同じとき)、単位面積あたりでの必要な電荷量が異なる。図10(B)に示されるように、低エリアカバレッジの場合は、単位面積あたりでの必要な電荷量は少なくなる。逆に、図10(A)に示されるように、高エリアカバレッジの場合は、単位面積あたりでより多くの電荷量の供給が必要になる。すなわち、低エリアカバレッジの場合は、ベタ(すなわち、エリアカバレッジが100%)の場合に比べて、感光体が必要とするトナーTの数が少ない。
したがって、低エリアカバレッジでは、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が高くなりやすく(図11(B)参照)、高エリアカバレッジではトナーTの電荷の供給率は低くなりやすい(図11(A)参照)。したがって、このエリアカバレッジ毎のトナーの電荷の供給率の高低が、感光体と現像ロールとの間隔の変動に対する濃度差(ΔD)を生じる。
例えば、現像ニップ中でトナーを飛翔させる現像電界が弱い場合や、トナーが少ない場合は、トナー供給性能が低く、トナーの電荷の供給率(すなわち中和率)を高くすることができない。このとき、図11(B)に示されるように、低エリアカバレッジでは、感光体が必要とするトナーTの数が少なく、トナーTの供給制限状態に到達しやすく、トナーの電荷の供給率が高くなる。トナーの供給制限状態に到達すると、現像電界の依存性が殆どなくなり、トナーが飛翔しにくい。このため、感光体と現像ロールとの間隔の変動に対して濃度変動しにくい(図6参照)。
しかし、図11(A)に示されるように、高エリアカバレッジでは、感光体が必要とするトナーTが多く、トナーTの供給制限状態に到達しにくく、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が低くなる。トナーの供給制限状態に到達しないと、感光体と現像ロールとの間隔(DRS)が小さいところではトナーが飛翔しやすく、感光体と現像ロールとの間隔(DRS)が大きいところではトナーが飛翔しにくい。このため、感光体と現像ロールとの間隔の変動に対して濃度変動が発生しやすい(図6参照)。
本実施形態の画像形成装置10では、画像のベタ部を形成する感光体22の潜像電位に対して、現像装置100とのニップ通過中に比較例の画像形成装置と比べてトナーTを効率よく現像することで、感光体22の電位を現像ロール106の電位に近づけ、感光体22をトナーTの供給制限状態に設定する。
より具体的には、画像形成装置10では、現像用電源130によって印加する現像電圧の交流電圧における振幅値Vppを0.8kV以上に(本実施形態では、1.5kV)に設定する。これによって、現像ロール106から感光体22へのトナーTの飛翔性を高めることで、トナーの供給性能を高め、高エリアカバレッジにおいてもトナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)を高める。図22に示されるように、画像形成装置10では、現像電圧の交流電圧における振幅値Vppを1.5kVに設定することで、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が97%以上となる。これによって、すべてのエリアカバレッジにおいて、トナーの電荷の供給率が高く保たれ、感光体22と現像ロール106との間隔の変動に対して安定した濃度の画像が出力される。
ここで、ベタ部のトナーの電荷の供給率(すなわちベタ部の中和率)は、以下の式によって算出される。
ベタ部の中和率=(ニップ通過後のトナー層電位−潜像電位)/ (現像ロールの電位−潜像電位) × 100[%]
本実施形態では、ベタ部のトナーの電荷の供給率は、濃度補正の基準として参照するプロファイルのエリアカバレッジのパーセンテージ(百分率)以上に設定する。
図12には、比較例の画像形成装置において、エリアカバレッジ(Cin)の違いによる感光体と現像ロールとの間隔(DRS)の変動量と、必要な感光体と現像ロール間の電位差(V)の補正量との関係が示されている。ここで、感光体と現像ロールとの間隔(DRS)の変動量は、感光体と現像ロールとの間隔の差(ΔDRS)と同じ意味である。比較例の画像形成装置では、前述のように、現像用電源から印加する現像電圧の交流電圧における振幅値Vppは、0.6kVに設定されており、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が低い。図12に示されるように、比較例の画像形成装置では、ベタ(エリアカバレッジ100%)の場合に、感光体と現像ロールとの間隔(DRS)の変動量が大きくなるにしたがって、必要な感光体と現像ロール間の電位差(V)の補正量が大きくなる。
図13には、本実施形態の画像形成装置10において、エリアカバレッジ(Cin)の違いによる感光体22と現像ロール106との間隔(DRS)の変動量と、必要な感光体22と現像ロール106間の電位差(V)の補正量との関係が示されている。画像形成装置10では、現像用電源130から印加する現像電圧の交流電圧における振幅値Vppは、1.5kVに設定されており、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が高い(図22参照)。図13に示されるように、画像形成装置10では、ベタ(エリアカバレッジ100%)の場合に、比較例の画像形成装置に比べて、感光体22と現像ロール106との間隔(DRS)の変動量に対する必要な感光体22と現像ロール106間の電位差(V)の補正量が小さくなる。
図14には、比較例の画像形成装置と本実施形態の画像形成装置10において、感光体22と現像ロール106との間隔(DRS)が50μm変動したときのエリアカバレッジ(Cin)の違いによる濃度差(ΔD)が示されている。図14に示されるように、本実施形態の画像形成装置10では、比較例の画像形成装置に比べて、エリアカバレッジ100%における濃度差(ΔD)が小さい。
図15には、比較例の画像形成装置と本実施形態の画像形成装置10において、感光体22と現像ロール106との間隔(DRS)が50μm変動したときのエリアカバレッジ(Cin)の違いによる濃度差(ΔD)の補正量が示されている。図15では、エリアカバレッジ20%と80%の平均で濃度差(ΔD)を補正する。
図16には、比較例の画像形成装置と本実施形態の画像形成装置10において、感光体22と現像ロール106との間隔(DRS)が50μm変動したときのエリアカバレッジ(Cin)の違いによる補正後の濃度差(ΔD)が示されている。図16では、図14に示す濃度差(ΔD)から図15に示す濃度差(ΔD)の補正量を差し引くことで、補正後の濃度差(ΔD)が得られる。図16に示されるように、本実施形態の画像形成装置10では、比較例の画像形成装置に比べて、エリアカバレッジ100%の場合を含むすべてのエリアカバレッジにおいて、濃度差(ΔD)が小さい。特に、本実施形態の画像形成装置10では、比較例の画像形成装置に比べて、エリアカバレッジ100%の場合の濃度差(ΔD)が小さい。
図17(A)には、印字方向に対するエリアカバレッジの違いによる濃度差(ΔD)が示されている。図17(B)には、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)を高くした場合の印字方向に対するエリアカバレッジの違いによる濃度差(ΔD)が示されている。図17(B)に示されるように、トナーTの電荷の供給率を高くすることで、印字方向に対するエリアカバレッジの違いによる濃度差(ΔD)が小さくなる。
図18には、ベタ部でトナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が100%の場合、印字方向に対するエリアカバレッジの違いによる濃度差(ΔD)が示されている。図18に示されるように、エリアカバレッジ100%のベタ部でトナーTの電荷の供給率が100%の場合、エリアカバレッジの違いによる濃度差(ΔD)がなくなる。
本実施形態の画像形成装置10では、画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率が80%以上となるように、現像用電源130が設定されている。このため、画像形成装置10では、画像のベタ部の潜像に対するトナーの電荷の供給率が80%より低い場合と比較して、感光体22の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。
また、本実施形態の画像形成装置10では、現像用電源130から印加する現像電圧は、直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧により構成されており、交流電圧における振幅値Vppが0.8kV以上2.2kV以下に設定されている。このため、画像形成装置10では、交流電圧における振幅値Vppが0.8kVより小さい場合と比較して、像保持体の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。また、交流電圧における振幅値Vppが2.2kVより大きい場合と比較して、消費エネルギーが少ない。
〔実施例〕
図19に示す実施例の画像形成装置300を用い、現像電圧の交流電圧における振幅値Vppを0.4、0.6、1.0、1.2kVの範囲で代えて、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)を75、80、90、100%に制御した。トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)を固定して、全面ハーフトーン(エリアカバレッジ20、50、80、100%)の画像を出力した。
感光体22と現像ロール106との間隔(DRS)を230μmと330μmに設定して濃度を測定し、そのときの濃度差をΔDとして、データを取得した。さらに、ハーフトーンの画像から画質を評価した。
図19に示されるように、画像形成装置300では、現像装置100内に、感光体22の回転方向における現像ロール106の下流側に感光体22の電位センサ302を配置する。そして、電位センサ302によって、感光体22にトナーが現像された状態と現像されなかった状態での電位をそれぞれ測定し、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)を算出した。現像されなかった状態の電位の測定は、現像ロールがない状態で測定した。
図20は、エリアカバレッジとトナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)に対する感光体22と現像ロール106との間隔差(ΔDRS)から濃度差(ΔD)を引いた値を示す図である。
図21は、エリアカバレッジとトナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)に対するハーフトーンの画像の画質の評価を示す図である。ここで、「〇」は、目視で周期ムラがはっきりとはわからないレベルを示しており、「×」は、目視で周期ムラが明らかにわかるレベルを示している。図20に示す図と、図21に示す図では、数値が対応していない。これは、ハーフトーンの画像によって、濃度の絶対値が異なるため、視認性に差があり、中間調が見えやすいためである。図21に示されるように、トナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)を80%以上とすることで、エリアカバレッジ100%のベタ部で、ハーフトーンの画像に濃度の周期ムラがわからないレベルであることが確認された。
〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態の画像形成装置について説明する。なお、前述した第1実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
第1実施形態の画像形成装置10では、現像用電源130から印加する現像電圧の交流電圧における振幅値Vppを高く設定したが、これに代えて、第2実施形態の画像形成装置10では、感光体22と現像ロール106との対向部で現像ロール106の周速を感光体22の周速よりも速くする。第2実施形態では、一例として、感光体22と現像ロール106との対向部で、感光体22の周速よりも現像ロール106の周速を1.8倍に設定している。言い換えると、感光体22に対する現像ロール106の周速比を1.8に設定している。第2実施形態の画像形成装置10では、現像用モータ134からの回転力が現像ロール106の現像スリーブ106Bに伝達されることで、現像スリーブ106Bが周回移動する構成とされている。
また、第2実施形態の画像形成装置10では、現像用電源130から印加する現像電圧の交流電圧における振幅値Vppは、0.6kVに設定されている。
図23には、感光体に対する現像ロールの周速比とトナー電荷の供給率との関係がグラフにて示されている。図23に示されるように、感光体に対する現像ロールの周速比が大きくなるにしたがって、潜像に対するトナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が高くなる。例えば、感光体に対する現像ロールの周速比が1.4以上に設定されることで、感光体22の画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率(すなわち中和率)が80%以上となる。
ここで、感光体22と現像ロール106との対向部で、感光体22の周速よりも現像ロール106の周速は、1.4倍以上2.5倍以下の範囲で速くすることが好ましく、1.5倍以上2.2倍以下の範囲で速くすることがより好ましく、1.7倍以上2.0倍以下の範囲で速くすることがさらに好ましい。
第2実施形態の画像形成装置10では、画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率が80%以上となるように、現像装置100が設定されている。このため、画像形成装置10では、画像のベタ部の潜像に対するトナーの電荷の供給率が80%より低い場合と比較して、感光体22の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。
また、第2実施形態の画像形成装置10では、感光体22と現像ロール106との対向部で、現像ロール106の周速を感光体22の周速よりも速くする。このため、像保持体と現像部材との対向部で現像部材の周速と像保持体の周速とが同じ場合と比較して、感光体22の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。
さらに、第2実施形態の画像形成装置10では、感光体22と現像ロール106との対向部で、感光体22の周速よりも現像ロール106の周速を1.4倍以上2.5倍以下の範囲で速くする。このため、像保持体と現像部材との対向部で現像部材の周速が像保持体の周速の1.4倍よりも遅い場合と比較して、感光体22の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。また、像保持体と現像部材との対向部で現像部材の周速が像保持体の周速の2.5倍よりも速い場合と比較して、現像領域からのトナーTの飛散が抑制される。
〔第3実施形態〕
次に、第3実施形態の画像形成装置について説明する。なお、前述した第1実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
第1実施形態の画像形成装置10では、現像用電源130から印加する現像電圧の交流電圧における振幅値Vppを高く設定したが、これに代えて、第3実施形態の画像形成装置10では、現像装置100内の現像剤G中のトナー濃度を増加させる。第3実施形態の画像形成装置10では、比較例の画像形成装置の現像装置内の現像剤中のトナー濃度と比べて、通常状態での現像装置100内の現像剤G中のトナー濃度を高く設定している。
第3実施形態の画像形成装置10では、図3に示されるように、現像装置100内の現像剤G中のトナー濃度を透磁センサ132によって検出し、透磁センサ132による検出値が閾値よりも低い場合は、トナー搬送装置142の内部の搬送部材(図示省略)を駆動し、現像剤G中のトナー量を増加させる。例えば、ベタ部の画像が多く現像される場合は、透磁センサ132によって検出される現像剤G中のトナー濃度が低くなるため、トナー搬送装置142によって現像装置100にトナーを補給し、現像剤G中のトナー量を増加させる。これにより、現像装置100内の現像剤G中のトナー濃度を高くすることで、現像領域で存在するトナーTの量が多くなり、画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率が高くなる。本実施形態では、画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率が80%以上となるように、現像装置100内の現像剤G中のトナー濃度を制御する。
第3実施形態の画像形成装置10では、画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率が80%以上となるように、現像装置100が設定されている。このため、画像形成装置10では、画像のベタ部の潜像に対するトナーの電荷の供給率が80%より低い場合と比較して、感光体22の軸方向に生じる画像の濃度ムラが抑制される。
なお、第1〜第3実施形態の画像形成装置における現像用電源130の設定及び現像装置100の設定のうち、いずれか2つ以上を組み合わせる構成でもよい。これにより、1つだけで設定するものと比べて、画像のベタ部の潜像に対するトナーTの電荷の供給率を80%以上に設定しやすい。
また、第1〜第3実施形態の画像形成装置において、画像形成装置の各部材の構成は、変更が可能である。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
10 画像形成装置
22 感光体(像保持体の一例)
70 制御装置(補正手段の一例)
90 周期センサ(周期検出手段の一例)
100 現像装置
106 現像ロール(現像部材の一例)
130 現像用電源
132 透磁センサ(検出部の一例)
142 トナー搬送装置
G 現像剤
T トナー

Claims (7)

  1. 潜像が形成される像保持体と、
    前記像保持体と対向する現像部材から前記潜像にトナーを転移させて前記潜像を現像する現像装置と、
    前記像保持体と前記現像部材との間に現像電圧を印加する現像用電源と、
    前記現像部材及び前記像保持体の周方向の周期情報を検出する周期検出手段と、
    前記周期検出手段で検出された周期情報から前記現像電圧又は前記潜像の露光量を補正する補正手段と、
    を備え、
    画像のベタ部の前記潜像に対する前記トナーの電荷の供給率が80%以上となるように、前記現像装置及び前記現像用電源の少なくとも一つが設定されている画像形成装置。
  2. 前記ベタ部の前記潜像に対する前記トナーの電荷の供給率が90%以上となるように、前記現像装置及び前記現像用電源の少なくとも一つが設定されている請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記現像電圧は、直流電圧に交流電圧が重畳された重畳電圧により構成されており、
    前記交流電圧における振幅値Vppが0.8kV以上2.2kV以下に設定されている請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記交流電圧における振幅値Vppが1.0kV以上2.1kV以下に設定されている請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記現像装置の内部の現像剤中のトナー濃度を検出する検出部を備え、
    前記検出部により検出されたトナー濃度に応じて、前記現像剤中のトナー量を増加させる請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記像保持体と前記現像部材との対向部で、前記現像部材の周速を前記像保持体の周速よりも速くする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記像保持体と前記現像部材との対向部で、前記像保持体の周速よりも前記現像部材の周速を1.4倍以上2.5倍以下の範囲で速くする請求項6に記載の画像形成装置。
JP2019069784A 2019-04-01 2019-04-01 画像形成装置 Active JP7379851B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019069784A JP7379851B2 (ja) 2019-04-01 2019-04-01 画像形成装置
US16/589,491 US20200310316A1 (en) 2019-04-01 2019-10-01 Image forming apparatus
CN201911080286.8A CN111766767A (zh) 2019-04-01 2019-11-07 图像形成设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019069784A JP7379851B2 (ja) 2019-04-01 2019-04-01 画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020170028A true JP2020170028A (ja) 2020-10-15
JP7379851B2 JP7379851B2 (ja) 2023-11-15

Family

ID=72605630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019069784A Active JP7379851B2 (ja) 2019-04-01 2019-04-01 画像形成装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20200310316A1 (ja)
JP (1) JP7379851B2 (ja)
CN (1) CN111766767A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023007809A (ja) * 2021-07-02 2023-01-19 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2023089852A (ja) * 2021-12-16 2023-06-28 キヤノン株式会社 画像形成装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011191531A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置及び画像形成装置
US20110243587A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Young No Image printing method with reduced banding
JP2015004875A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2015143807A (ja) * 2013-12-25 2015-08-06 株式会社リコー 画像形成装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08190258A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Konica Corp 画像形成装置
JP5251084B2 (ja) 2007-11-27 2013-07-31 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 画像形成装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011191531A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Fuji Xerox Co Ltd 現像装置及び画像形成装置
US20110243587A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 Young No Image printing method with reduced banding
JP2015004875A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2015143807A (ja) * 2013-12-25 2015-08-06 株式会社リコー 画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7379851B2 (ja) 2023-11-15
CN111766767A (zh) 2020-10-13
US20200310316A1 (en) 2020-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006221048A (ja) 画像形成装置
JP5030090B2 (ja) 画像形成装置における現像方法及び装置
JP7379851B2 (ja) 画像形成装置
JP2014224968A (ja) 画像形成装置
JP7400374B2 (ja) 画像形成装置
JP5255971B2 (ja) 現像装置及びそれを備えた画像形成装置
JP5255972B2 (ja) 現像装置及びそれを備えた画像形成装置
JP5268328B2 (ja) 画像形成装置
JP7302366B2 (ja) 画像形成装置
JP2017219666A (ja) 画像形成装置
JP2008250159A (ja) 画像形成装置
CN112241116B (zh) 图像形成装置
JP7358831B2 (ja) 画像形成装置
JP7400373B2 (ja) 画像形成装置
JP5873820B2 (ja) 画像形成装置
JP5884679B2 (ja) 画像形成装置
JP5193784B2 (ja) 現像装置及びそれを備えた画像形成装置
JP2010117491A (ja) 画像形成装置
JP2009069736A (ja) 画像形成装置
JP2021081500A (ja) 画像形成装置
JP5871770B2 (ja) 画像形成装置
JP2021131480A (ja) 画像形成装置
JP2019191206A (ja) 画像形成装置
JP4474955B2 (ja) 画像形成装置
JP2011191716A (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230613

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230809

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: 20231003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231016

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7379851

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150