JP6258769B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関する。
電子写真方式を用いた画像形成装置において、カラートナーに加えて白色トナーを用いるようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。白色トナーを用いて画像層(カラートナー像)に対する下地層等(白色トナー像)を形成することで、例えば色味を有したり透明素材からなる記録媒体(転写材)の地色の影響を低減し、発色性を向上させることが可能となる。
特開2013−68811号公報
ところで、このような画像形成装置では一般に、良好な画像を得る(画質を向上させる)ことが望まれる。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な画像を得ることが可能な画像形成装置を提供することにある。
本発明の第1の画像形成装置は、補助層を形成する第1の画像形成部と、画像層を形成する第2の画像形成部と、制御部とを備えたものである。第1および第2の画像形成部はそれぞれ、潜像を表面に担持する像担持体へ供給する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に当接してその表面に現像剤の層を形成させる現像剤規制部材と、この現像剤規制部材に対して電圧を印加する第1の電源部と、現像剤担持体に対して電圧を印加する第2の電源部とを有している。補助層は、画像層に対する下地層またはオーバーコート層としての白色層であり、第1の画像形成部は、現像剤としての白色現像剤を用いて白色層を形成すると共に、第2の画像形成部は、現像剤として、白色以外の他の色の単色現像剤を用いて画像層を形成する。制御部は、第1の画像形成部における現像剤担持体への印加電圧の絶対値が、第2の画像形成部における現像剤担持体への印加電圧の絶対値よりも小さくなるように、第2の電源部を制御すると共に、第1の画像形成部における現像剤担持体の表面の移動速度である第1の速度が、第2の画像形成部における現像剤担持体の表面の移動速度である第2の速度よりも大きくなるように、第1および第2の画像形成部を制御し、かつ、第1の画像形成部における現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第1の電圧値が、第2の画像形成部における現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第2の電圧値よりも小さくなるように、第1の電源部を制御する。
本発明の第2の画像形成装置は、補助層を形成する第1の画像形成部と、画像層を形成する第2の画像形成部と、制御部とを備えたものである。第1および第2の画像形成部はそれぞれ、潜像を表面に担持する像担持体と、潜像を現像する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に当接してその表面に現像剤の層を形成させる現像剤規制部材と、この現像剤規制部材に対して電圧を印加する第1の電源部と、現像剤担持体に対して電圧を印加する第2の電源部とを有している。補助層は、画像層に対する下地層またはオーバーコート層としての白色層であり、第1の画像形成部は、現像剤としての白色現像剤を用いて白色層を形成すると共に、第2の画像形成部は、現像剤として、白色以外の他の色の単色現像剤を用いて画像層を形成する。制御部は、第1の画像形成部における現像剤担持体への印加電圧の絶対値が、第2の画像形成部における現像剤担持体への印加電圧の絶対値よりも小さくなるように、第2の電源部を制御すると共に、第1の画像形成部における像担持体の表面の移動速度に対する現像剤担持体の表面の移動速度の比である第1の速度比が、第2の画像形成部における像担持体の表面の移動速度に対する現像剤担持体の表面の移動速度の比である第2の速度比よりも大きくなるように、第1および第2の画像形成部を制御し、かつ、第1の画像形成部における現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第1の電圧値が、第2の画像形成部における現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第2の電圧値よりも小さくなるように、第1の電源部を制御する。
参考例に係る第1の画像形成装置は、補助層を形成する第1の画像形成部と、画像層を形成する第2の画像形成部と、制御部とを備えたものである。第1および第2の画像形成部はそれぞれ、潜像を表面に担持する像担持体へ供給する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に当接してその表面に現像剤の層を形成させる現像剤規制部材と、この現像剤規制部材に対して電圧を印加する電源部とを有している。制御部は、第1の画像形成部における現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第1の電圧値と、第2の画像形成部における現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第2の電圧値とが、互いに異なることとなるように電源部を制御する。
参考例に係る第2の画像形成装置は、潜像を表面に担持する像担持体へ供給する白色現像剤を表面に担持する現像剤担持体を有する画像形成部と、現像剤担持体の表面の移動速度が310[mm/s]以上かつ380[mm/s]以下の範囲内となるように、画像形成部を制御する制御部とを備えたものである。
参考例に係る第3の画像形成装置は、潜像を表面に担持する像担持体と、潜像を現像する白色現像剤を表面に担持する現像剤担持体とを有する画像形成部と、像担持体の表面の移動速度に対する現像剤担持体の表面の移動速度の比が、1.35以上かつ1.65以下の範囲内となるように、画像形成部を制御する制御部とを備えたものである。
本発明の第1および第2の画像形成装置によれば、良好な画像を得ることが可能となる。
本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成例を表す模式図である。 図1に示したイメージドラムユニットを含む画像形成部等の概略構成例を表す模式図である。 図1に示した画像形成装置により形成される画像層および下地層の断面構成例を表す模式図である。 図2に示した各画像形成部における各種パラメータの制御例を表す図である。 図4に示した各種パラメータの数値例を表す図である。 現像ローラへの印加電圧と記録媒体上でのトナーの濃度との関係の一例を表す図である。 記録媒体上でのトナーの濃度差(濃度むら)について説明するための図である。 現像ローラへの印加電圧と図7に示した濃度差との関係の一例を表す図である。 現像ローラの周速度と記録媒体上でのトナーの濃度との関係の一例を表す図である。 周速度比と記録媒体上でのトナーの濃度との関係の一例を表す図である。 現像ローラの周速度と現像ローラ上でのトナー電位との関係の一例を表す図である。 周速度比と現像ローラ上でのトナー電位との関係の一例を表す図である。 現像ローラの周速度を変化させた場合における、トナー規制部材への印加電圧と現像ローラ上でのトナー電位との関係の一例を表す図である。 周速度比を変化させた場合における、トナー規制部材への印加電圧と現像ローラ上でのトナー電位との関係の一例を表す図である。 トナー規制部材への印加電圧とかぶりトナー量およびよごれトナー量との関係の一例を表す模式図である。 変形例1に係る各種パラメータの制御例を表す図である。 変形例2に係る画像形成装置の概略構成例を表す模式図である。 図17に示した画像形成装置により形成される画像層およびオーバーコート層の断面構成例を表す模式図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(白色トナーを用いて下地層を形成する画像形成装置の例)
2.変形例
変形例1(実施の形態での各種パラメータの大小関係を逆に制御する場合の例)
変形例2(白色トナーを用いてオーバーコート層を形成する画像形成装置の例)
3.その他の変形例
<1.実施の形態>
[構成]
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置(画像形成装置1)の概略構成例を模式的に表したものである。画像形成装置1は、例えば用紙等からなる記録媒体9(印刷媒体,転写材)に対して、電子写真方式を用いて画像(この例ではカラー画像)を形成するプリンタ(この例ではカラープリンタ)として機能するものである。
この画像形成装置1は、図1に示したように、5つのイメージドラムユニット(画像形成ユニット)11C,11M,11Y,11K,11Wと、給紙トレイ121と、ホッピングローラ122と、搬送ローラ13a,13bと、転写ベルトユニット14と、定着ユニット15と、排出ローラ16とを備えている。なお、これらの各部材は、所定の筺体内に収容されている。
(イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11W)
イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wはそれぞれ、記録媒体9に対する現像装置として機能するものであり、図1に示したように、記録媒体9の搬送方向dに沿って並んで配置されている。具体的には、搬送方向dに沿って(上流側から下流側へ向かって)、イメージドラムユニット11W,11K,11Y,11M,11Cの順に配置されている。
これらのイメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wは、互いに異なる色のトナーを用いてトナー像(現像剤像)を形成する点を除き、基本的には同じ構成を有している。具体的には、イメージドラムユニット11Cは、シアン(C:Cyan)トナーを用いてシアン色のトナー像を形成し、イメージドラムユニット11Mは、マゼンダ(M:Magenta)トナーを用いてマゼンダ色のトナー像を形成し、イメージドラムユニット11Yは、イエロー(Y:Yellow)トナーを用いて黄色のトナー像を形成する。同様に、イメージドラムユニット11Kは、ブラック(K:blacK)トナーを用いて黒色のトナー像を形成し、イメージドラムユニット11Wは、白色(W:White)トナーを用いて白色のトナー像を形成する。なお、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wの詳細構成例については、後述する(図2)。
ここで、このような各色のトナーはそれぞれ、例えば、所定の着色剤、離型剤、帯電制御剤および処理剤等を含んで構成されており、これらの各成分が適宜混合され、あるいは表面処理されることによって製造されるようになっている。これらのうち、着色剤、離型剤および帯電制御材はそれぞれ、内部添加剤として機能する。外部添加剤としては、例えばシリカや酸化チタン等が用いられ、結着樹脂としては例えばポリエステル樹脂等が用いられる。
シアントナー、マゼンダトナー、イエロートナーおよびブラックトナーに用いられる着色剤としては、染料や顔料等を単独、もしくは、複数種併用して使用することができる。具体的には、このような着色剤としては、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、パーマネントブラウンFG、ピグメントグリーンB、ピグメントブル一15:3、ソルベントブルー35、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146、キナクリドン、カーミン6B、ナフトール、又はジスアゾイエロー、イソインドリン等などを用いることができる。
一方、白色トナー用の着色剤としては、例えば、白色顔料として一般的に用いられている金属酸化物(酸化チタン、酸化亜鉛等)など、比重の大きい顔料が挙げられる。このような白色顔料は、例えば、表面処理されていてもよく、あるいは、複数種併用されていてもよい。また、この白色トナー用の着色剤では、着色力や隠蔽力を考慮して、白色顔料の含有量が多くなっている。
ここで、このような各色のトナーはそれぞれ、本発明における「現像剤」の一具体例に対応する。また、白色トナーは、本発明における「白色現像剤」の一具体例に対応し、シアントナー、マゼンダトナー、イエロートナーおよびブラックトナーはそれぞれ、本発明における「白色以外の他の色の単色現像剤」の一具体例に対応する。
給紙トレイ121は、記録媒体9を積層した状態で収納する部材であり、画像形成装置1内の下部に着脱自在に装着されている。
ホッピングローラ122は、給紙トレイ121に収納されている記録媒体9をその最上部から1枚ずつ取り出し、搬送ローラ13a,13bの方向へ繰り出す部材である。
搬送ローラ13a,13bは、対となってホッピングローラ122から繰り出された記録媒体9の斜行を矯正するとともに、その記録媒体9を転写ベルトユニット14側へ搬送する部材である。
(転写ベルトユニット14)
転写ベルトユニット14は、搬送ローラ13a,13bから搬送された記録媒体9を搬送方向dに沿って搬送するとともに、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wにおいて形成されるトナー像を、この搬送方向dに沿って記録媒体9上に順次転写する部材である。この転写ベルトユニット14は、図1に示したように、転写部材(転写ローラ)141C,141M,141Y,141K,141W、転写ベルト142、搬送ローラ143a,143bおよび転写クリーニング部材144を含んで構成されている。
転写部材141C,141M,141Y,141K,141Wはそれぞれ、上記したように、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wにおいて形成されるトナー像を、記録媒体9上に静電的に転写するための部材(ローラ)である。これらの転写部材141C,141M,141Y,141K,141Wは、転写ベルト14を介して、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wに対向配置されている。具体的には、転写部材141Cはイメージドラムユニット11Cに対向配置され、転写部材141Mはイメージドラムユニット11Mに対向配置され、転写部材141Yはイメージドラムユニット11Yに対向配置されている。同様に、転写部材141Kはイメージドラムユニット11Kに対向配置され、転写部材141Wはイメージドラムユニット11Wに対向配置されている。なお、これらの転写部材141C,141M,141Y,141K,141Wはそれぞれ、例えば、発泡性の半導電性弾性ゴム材により構成されている。
転写ベルト142は、搬送ローラ13a,13bから搬送された記録媒体9を静電吸着することにより、その記録媒体9を搬送方向dに沿って搬送するベルトである。
搬送ローラ143a,143bはそれぞれ、転写ベルト142を動作させるための部材である。
転写クリーニング部材144は、転写ベルト142上に付着したトナーを掻き取ってクリーニング(清掃)するための部材である。
(定着ユニット15)
定着ユニット15は、転写ベルトユニット14から搬送された記録媒体9上のトナー(トナー像)に対して熱および圧力を付与して定着させるための部材である。この定着ユニット15は、図1に示したように、ヒートローラ151およびバックアップローラ152を含んで構成されている。
ヒートローラ151は、その内部にハロゲンランプ等の加熱ヒータを含んで構成されており、記録媒体9上のトナーに対して熱を付与するための部材(加熱ローラ)である。
バックアップローラ152は、ヒートローラ151との間に圧接部が形成されるように配置されており、記録媒体9上のトナーに対して圧力を付与するための部材(加圧ローラ)である。
排出ローラ16は、定着ユニット15によってトナーが定着された記録媒体9を、画像形成装置1の外部へ排出するための部材である。
(画像形成部10C,10M,10Y,10K,10W)
図2は、図1に示したイメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを個別に含んで構成される画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wの概略構成例を、これらに対する制御部19とともに模式的に表したものである。
画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wは、前述したイメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wと同様に、互いに異なる色のトナーを用いて画像(トナー像)を形成する点を除き、基本的には同じ構成を有している。
このうち、画像形成部10C,10M,10Y,10Kはそれぞれ、例えば図3に模式的な断面図で示したように、対応する各色のトナー(シアントナー、マゼンダトナー、イエロートナーおよびブラックトナー)を用いて、各色のトナー像からなる層である画像層21を形成するものである。
一方、画像形成部10Wは、本実施の形態では、例えば図3に模式的な断面図で示したように、白色トナーを用いて、画像層21に対する下地層20aを形成するものである。この下地層20aは、記録媒体9と画像層21との間(画像層21の下層)に形成されており、後述するように、画像層21を形成する際の補助機能を有する層である。また、本実施の形態では、この下地層20aは白色からなる単色層(白色層)となっている。すなわち、下地層20aは、本発明における「補助層」、「単色層」および「白色層」の一具体例に対応する。
ここで、画像形成部10Wが、本発明における「第1の画像形成部」および「画像形成部」の一具体例に対応する。また、画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wがそれぞれ、本発明における「第2の画像形成部」の一具体例に対応する。
図2に示したように、画像形成部10Cは、イメージドラムユニット11Cと、前述した転写部材141Cと、露光装置17Cと、電源ユニット18Cとを有している。同様に、画像形成部10Mは、イメージドラムユニット11Mと、前述した転写部材141Mと、露光装置17Mと、電源ユニット18Mとを有している。画像形成部10Yは、イメージドラムユニット11Yと、前述した転写部材141Yと、露光装置17Yと、電源ユニット18Yとを有している。画像形成部10Kは、イメージドラムユニット11Kと、前述した転写部材141Kと、露光装置17Kと、電源ユニット18Kとを有している。画像形成部10Wは、イメージドラムユニット11Wと、前述した転写部材141Wと、露光装置17Wと、電源ユニット18Wとを有している。
イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wはそれぞれ、図2に示したように、感光ドラム111、帯電ローラ112、現像ローラ113、供給ローラ114、トナー規制部材115およびクリーニング部材116を有している。
感光ドラム111は、静電潜像を表面(表層部分)に担持する部材であり、感光体(例えば有機系感光体)を用いて構成されている。具体的には、感光ドラム111は、導電性支持体と、その外周(表面)を覆う光導電層とを有している。導電性支持体は、例えば、アルミニウムからなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば、電荷発生層および電荷輸送層を順に積層した構造を有している。このような感光ドラム111は、図2に示したように、所定の周速度Sp1で回転(この例では矢印で示したように、右回りで回転)するようになっている。なお、この感光ドラム111は、本発明における「像担持体」の一具体例に対応し、その周速度Sp1は、本発明における「像担持体の表面の移動速度」の一具体例に対応する。また、静電潜像は、本発明における「潜像」の一具体例に対応する。
帯電ローラ112は、感光ドラム111の表面(表層部分)を帯電させる部材(帯電部材)であり、感光ドラム111の表面(周面)に接するように配置されている。この帯電ローラ112は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ゴム層(例えば、半導電性エピクロロヒドリンゴム層)とを有している。なお、この例では、図2中に矢印で示したように、帯電ローラ112は左回りで回転(感光ドラム111とは逆方向に回転)するようになっている。
現像ローラ113は、静電潜像を現像するトナーを表面に担持する部材であり、感光ドラム111の表面(周面)に接するように配置されている。この現像ローラ113は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ウレタンゴム層とを有している。このような現像ローラ113は、図2に示したように、所定の周速度Sp3で回転(この例では矢印で示したように、感光ドラム111とは逆方向である左回りで回転)するようになっている。なお、この現像ローラ113は、本発明における「現像剤担持体」の一具体例に対応し、その周速度Sp3は、本発明における「現像剤担持体の表面の移動速度」の一具体例に対応する。
供給ローラ114は、現像ローラ113に対してトナーを供給するための部材(供給部材)であり、現像ローラ113の表面(周面)に接するように配置されている。この供給ローラ114は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う発泡性のシリコーンゴム層とを有している。なお、この例では、図2中に矢印で示したように、供給ローラ114は左回りで回転(現像ローラ113と同じ方向に回転)するようになっている。
トナー規制部材115は、現像ローラ113の表面に当接することで、この現像ローラ113の表面にトナーからなる層(トナー層)を形成させるとともに、そのトナー層の厚さを規制(制御,調整)する部材である。このトナー規制部材115は、例えば、ステンレス等からなる板状弾性部材(板ばね)であり、この板状弾性部材の先端部が現像ローラ113の表面にわずかに当接するように配置されている。なお、このトナー規制部材115は、本発明における「現像剤規制部材」の一具体例に対応し、上記したトナー層が、本発明における「現像剤の層」の一具体例に対応する。
クリーニング部材116は、感光ドラム111の表面(表層部分)に残留するトナーを掻き取ってクリーニングするための部材である。このクリーニング部材116は、感光ドラム111の表面に対してカウンタで当接する(感光ドラム111の回転方向に対して逆向きで突出する)ようにして配置されている。このようなクリーニング部材116は、例えば、ポリウレタンゴム等の弾性体により構成されている。
図2に示した露光装置17C,17M,17Y,17K,17Wはそれぞれ、図2に示したように、照射光Lを感光ドラム111の表面に照射して露光することにより、この感光ドラム111の表面(表層部分)に静電潜像を形成する装置である。各露光装置17C,17M,17Y,17K,17Wは、例えば、照射光Lを発する複数の光源と、この照射光Lを感光ドラム111の表面に結像させるレンズアレイとを含んで構成されている。なお、これらの各光源としては、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)やレーザ素子等が挙げられる。
図2に示した電源ユニット18C,18M,18Y,18K,18Wはそれぞれ、転写部材用電源180、帯電ローラ用電源182、現像ローラ用電源183、供給ローラ用電源184およびトナー規制部材用電源185を有している。
転写部材用電源180は、図2に示したように、転写部材141C,141M,141Y,141K,141Wに対して電圧(印加電圧Va0)を印加する電源である。この印加電圧Va0は、例えば、各色のトナー(例えば負極性。以下同様。)に対して逆極性(例えば正極性)のバイアスからなる電圧である。ただし、同極性(例えば負極性)のバイアスからなる電圧であってもよい。
帯電ローラ用電源182は、図2に示したように、帯電ローラ112に対して電圧(印加電圧Va2)を印加する電源である。この印加電圧Va2は、例えば、各色のトナーに対して同極性(例えば負極性)のバイアスからなる電圧である。
現像ローラ用電源183は、図2に示したように、現像ローラ113に対して電圧(印加電圧Va3)を印加する電源である。この印加電圧Va3は、例えば、各色のトナーに対して同極性(例えば負極性)のバイアスからなる電圧である。ただし、逆極性(例えば正極性)のバイアスからなる電圧であってもよい。ここで、この現像ローラ用電源183は、本発明における「第2の電源部」の一具体例に対応する。また、印加電圧Va3は、本発明における「現像剤担持体への印加電圧」の一具体例に対応する。
供給ローラ用電源184は、図2に示したように、供給ローラ114に対して電圧(印加電圧Va4)を印加する電源である。この印加電圧Va4は、例えば、各色のトナーに対して同極性(例えば負極性)のバイアスからなる電圧である。ただし、逆極性(例えば正極性)のバイアスからなる電圧であってもよい。
トナー規制部材用電源185は、図2に示したように、トナー規制部材115に対して電圧(印加電圧Va5)を印加する電源である。この印加電圧Va5は、各色のトナーに対して同極性(例えば負極性)のバイアスからなる電圧である。ただし、逆極性(例えば正極性)のバイアスからなる電圧であってもよい。ここで、このトナー規制部材用電源185は、本発明における「電源部」および「第1の電源部」の一具体例に対応する。また、印加電圧Va5は、本発明における「現像剤規制部材への印加電圧」の一具体例に対応する。
なお、ここで言う「同極性」および「逆極性」とは、厳密な意味での正極性や負極性のことを意味するのではなく、各印加電圧の値同士での相対的な大小関係により規定されるものを意味している。
(制御部19)
図2に示した制御部19は、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wの動作を、静的あるいは動的に制御(設定,調整)するものである。具体的には、図2に示したように、制御部19は、画像形成部10C,10M,10Y,10K,10W内におけるイメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wの動作と、電源ユニット18C,18M,18Y,18K,18Wの動作とをそれぞれ制御する。
より具体的には、制御部19は、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11W内において、感光ドラム111、帯電ローラ112、現像ローラ113、供給ローラ114、トナー規制部材115およびクリーニング部材116の各動作(例えば、以下説明する周速度や、周速度同士の比など)を制御する。また、制御部19は、各電源ユニット18C,18M,18Y,18K,18W内において、転写部材用電源180、帯電ローラ用電源182、現像ローラ用電源183、供給ローラ用電源184およびトナー規制部材用電源185の各動作(例えば、以下説明する電圧の絶対値など)を制御する。このような制御部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory),RAM(Random Access Memory)等を用いたマイクロコンピューターと、モータ等の駆動機構とを含んで構成されている。
図4は、このような制御部19による、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wにおける各種パラメータの制御例(設定例)を、表で表したものである。また、図5は、図4に示した各種パラメータの数値例を表で表したものである。なお、後述する図6〜図14に示した実施例(数値例)はそれぞれ、この図5に示した各種パラメータを用いた実施例に対応している。
ここで、図4および図5に示したように、制御部19により制御(設定)される各種パラメータは、この例では、以下(1)〜(5)に示したパラメータである。また、(1)〜(5)に示した各パラメータにおいて、画像形成部10Wにおける値と、各画像形成部10C,10M,10Y,10Kにおける値とをそれぞれ、以下のように表記して定義する。
(1)現像ローラ113への印加電圧Va3の絶対値|Va3|
・画像形成部10Wにおける絶対値|Va3|……|Va3(W)|
・各画像形成部10C,10M,10Y,10Kにおける絶対値|Va3|……|Va3(C,M,Y,K)|
(2)現像ローラ113の周速度Sp3
・画像形成部10Wにおける周速度Sp3…Sp3(W)
・各画像形成部10C,10M,10Y,10Kにおける周速度Sp3…Sp3(C,M,Y,K)
(3)感光ドラム111の周速度Sp1
・画像形成部10Wにおける周速度Sp1…Sp1(W)
・各画像形成部10C,10M,10Y,10Kにおける周速度Sp1…Sp1(C,M,Y,K)
(4)周速度Sp1に対する周速度Sp3の比(周速度比Rp=Sp3/Sp1)
・画像形成部10Wにおける周速度比Rp…周速度比Rp(W)(=Sp3(W)/Sp1(W))
・各画像形成部10C,10M,10Y,10Kにおける周速度比Rp…周速度比Rp(C,M,Y,K)(=Sp3(C,M,Y,K)/Sp1(C,M,Y,K))
(5)トナー規制部材115への印加電圧Va5の絶対値|Va5|
・画像形成部10Wにおける絶対値|Va5|……|Va5(W)|
・各画像形成部10C,10M,10Y,10Kにおける絶対値|Va5|……|Va5(C,M,Y,K)|
なお、上記(1)で示した|Va3(W)|は、本発明における「第1の画像形成部における現像剤担持体への印加電圧の絶対値」に対応し、|Va3(C,M,Y,K)|は、本発明における「第2の画像形成部における現像剤担持体への印加電圧の絶対値」の一具体例に対応する。
また、上記(2)で示した周速度Sp3(W)は、本発明における「第1の速度」の一具体例に対応し、周速度Sp3(C,M,Y,K)は、本発明における「第2の速度」の一具体例に対応する。
上記(4)で示した周速度比Rp(W)は、本発明における「第1の速度比」の一具体例に対応し、周速度比Rp(C,M,Y,K)は、本発明における「第2の速度比」の一具体例に対応する。
上記(5)で示した|Va5(W)|は、本発明における「第1の電圧値」に対応し、|Va5(C,M,Y,K)|は、本発明における「第2の電圧値」の一具体例に対応する。
ここで本実施の形態では、制御部19は、図4および図5等に示したように、上記(1)〜(5)で示した各パラメータに関して、以下のように制御を行う。
(1)絶対値|Va3|の制御について
まず、制御部19は、図4に示したように、|Va3(W)|と|Va3(C,M,Y,K)|とが互いに略等しくなるように(以下の(1a)式を満たすように)、各電源ユニット18C,18M,18Y,18K,18Wにおける現像ローラ用電源183を制御する。また、望ましくは、図5に示したように、|Va3(W)|と|Va3(C,M,Y,K)|とが互いに等しくなるように(以下の(1b)式を満たすように)、各現像ローラ用電源183を制御する。あるいは、制御部19は、図4に示したように、|Va3(W)|が|Va3(C,M,Y,K)|よりも小さくなるように(以下の(1c)式を満たすように)、各現像ローラ用電源183を制御する。
|Va3(W)|≒|Va3(C,M,Y,K)|……(1a)
|Va3(W)|=|Va3(C,M,Y,K)|……(1b)
|Va3(W)|<|Va3(C,M,Y,K)|……(1c)
(2)周速度Sp3の制御について
また、制御部19は、図4および図5に示したように、周速度Sp3(W)と周速度Sp3(C,M,Y,K)とが互いに異なることとなるように(以下の(2a)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。また、望ましくは、図4および図5に示したように、周速度Sp3(W)が周速度Sp3(C,M,Y,K)よりも大きくなるように(以下の(2b)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。あるいは、制御部19は、後述する図9に示すように、周速度Sp3(W)が310[mm/s]以上かつ380[mm/s]以下の範囲内となるように(以下の(2c)式を満たすように)、イメージドラムユニット11Wを制御する。
Sp3(W)≠Sp3(C,M,Y,K)……(2a)
Sp3(W)>Sp3(C,M,Y,K)……(2b)
310≦Sp3(W)≦380 ……(2c)
(3)周速度Sp1の制御について
更に、制御部19は、周速度Sp1(W)と周速度Sp1(C,M,Y,K)とが互いに略等しくなるように(以下の(3a)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。また、望ましくは、図4および図5に示したように、周速度Sp1(W)と周速度Sp1(C,M,Y,K)とが互いに等しくなるように(以下の(3b)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。
Sp1(W)≒Sp1(C,M,Y,K)……(3a)
Sp1(W)=Sp1(C,M,Y,K)……(3b)
(4)周速度比Rp(=Sp3/Sp1)の制御について
加えて、制御部19は、図4および図5に示したように、周速度比Rp(W)と周速度比Rp(C,M,Y,K)とが互いに異なることとなるように(以下の(4a)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。また、望ましくは、図4および図5に示したように、周速度比Rp(W)が周速度比Rp(C,M,Y,K)よりも大きくなるように(以下の(4b)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。あるいは、制御部19は、後述する図10に示すように、周速度比Rp(W)が1.35以上かつ1.65以下の範囲内となるように(以下の(4c)式を満たすように)、イメージドラムユニット11Wを制御する。
Rp(W)≠Rp(C,M,Y,K)……(4a)
Rp(W)>Rp(C,M,Y,K)……(4b)
1.35≦Rp(W)≦1.65 ……(4c)
(5)絶対値|Va5|の制御について
また、制御部19は、図4および図5に示したように、|Va5(W)|と|Va5(C,M,Y,K)|とが互いに異なることとなるように(以下の(5a)式を満たすように)、各電源ユニット18C,18M,18Y,18K,18Wにおけるトナー規制部材用電源185を制御する。また、望ましくは、図4および図5に示したように、|Va5(W)|が|Va5(C,M,Y,K)|よりも小さくなるように(以下の(5b)式を満たすように)、各トナー規制部材用電源185を制御する。
|Va5(W)|≠|Va5(C,M,Y,K)|……(5a)
|Va5(W)|<|Va5(C,M,Y,K)|……(5b)
[作用・効果]
(A.基本動作)
この画像形成装置1では、以下のようにして、記録媒体9に対して画像(画像層21およびその下地層20a)が形成される。
すなわち、図1に示したように、まず、給紙トレイ121に収納されている記録媒体9が、ホッピングローラ122によって最上部から1枚ずつ取り出され、搬送ローラ13a,13bの方向へ繰り出される。次いで、ホッピングローラ122から繰り出された記録媒体9は、搬送ローラ13a,13bによってその斜行が矯正された後、転写ベルトユニット14側へと搬送される。このようにして搬送された記録媒体9は、転写ベルトユニット14によって、搬送方向dに沿って搬送されつつ、以下のようにして各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wにおいて形成されるトナー像が、この搬送方向dに沿って記録媒体9上に順次転写される。
ここで、これらのイメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを含む画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wではそれぞれ、以下の電子写真プロセスによって、各色のトナー像が形成される。
すなわち、図2に示したように、まず、感光ドラム111は、帯電ローラ用電源182から印加電圧Va2が供給される帯電ローラ122によって、その表面(表層部分)が一様に帯電させられる。次いで、この感光ドラム111の表面に向けて露光装置17C,17M,17Y,17K,17Wから照射光Lが照射されて露光されることで、印刷パターンに応じた静電潜像が感光ドラム111上に形成される。
一方、供給ローラ用電源184から印加電圧Va4が供給される供給ローラ114は、現像ローラ用電源183から印加電圧Va3が供給される現像ローラ113と当接し、供給ローラ114および現像ローラ113はそれぞれ、所定の周速度にて回転する。これにより、現像ローラ113の表面に、供給ローラ114からトナーが供給される。
続いて、現像ローラ113上のトナーは、この現像ローラ113に当接しているトナー規制部材115との摩擦等により帯電される。ここで、現像ローラ113上のトナー層の厚は、現像ローラ113への印加電圧Va3、供給ローラ114への印加電圧Va4、およびトナー規制部材115の押し圧力(トナー規制部材115への印加電圧Va5)等により定まる。
また、現像ローラ113は感光ドラム111に当接しているため、この現像ローラ113に対して現像ローラ用電源183から印加電圧Va3が供給されることで、感光ドラム111上の静電潜像に対して、現像ローラ113からトナーが付着される。
その後、この感光ドラム111上のトナー(トナー像)は、転写部材141C,141M,141Y,141K,141Wとの間の電界によって、記録媒体9上に転写される。なお、この感光ドラム111の表面に残留したトナーは、クリーニング部材116によって掻き取られることで、クリーニングされる。
このようにして、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wにおいて各色のトナー像が形成され、前述した搬送方向dに沿って記録媒体9上に順次転写される。
具体的には、図1に示したように、まず画像形成部10Wでは、例えば図3に模式的に示したように、白色トナーを用いて、画像層21に対する下地層20aが形成される。その後、各画像形成部10C,10M,10Y,10Kでは、対応する各色のトナー(シアントナー、マゼンダトナー、イエロートナーおよびブラックトナー)を用いて、各色のトナー像からなる層である画像層21が形成される。
このようにして画像形成装置1では、白色トナーを用いて画像層21(カラートナー像)に対する下地層21a(白色トナー像)を形成することで、以下の効果が得られる。すなわち、例えば、記録媒体9が色味を有したり透明素材からなる場合であっても、下地層21aによってその記録媒体9の地色の影響が低減され、発色性を向上させることが可能となる。
なお、その後は図1に示したように、定着ユニット15によって、転写ベルトユニット14から搬送された記録媒体9上のトナー(トナー像)が、熱および圧力が付与されることで定着させられる。そして、排出ローラ16によって、トナーが定着された記録媒体9が画像形成装置1の外部へ排出される。
(B.白色トナーの濃度およびその濃度むらの抑制について)
ここで、白色トナーでは一般に、他の色の各トナー(シアントナー、マゼンダトナー、イエロートナーおよびブラックトナー)と比べ、同じ電圧が印加された条件下であっても、帯電量(絶対値)が低くなる傾向にある。これは、前述したように、白色トナー用の着色剤としては酸化チタンや酸化亜鉛等の金属酸化物が用いられていることに起因する。すなわち、金属酸化物であることから電荷が逃げ易いため、他の色のトナーと比べて帯電量の絶対値が低くなってしまうのである。
ここで、各色のトナーの帯電量の数値例は、例えば以下の通りである。
・シアントナー …… −49(μC/g)
・マゼンダトナー …… −47(μC/g)
・イエロートナー …… −49(μC/g)
・ブラックトナー …… −51(μC/g)
・白色トナー …… −24(μC/g)
なお、このような各色のトナーの帯電量を測定する際の測定手法および条件はそれぞれ、例えば以下の通りである。
・トナー0.3gを採取してキャリア9.7gと混合し、窒素ガス流にて10分間撹拌する。
・撹拌後のトナー混合物から400メッシュを用いてキャリアを分離し、EPPING社製のq/mメーターを用いて、トナーの帯電量を測定する。
また一方で、前述したように画像形成装置1では、このような白色トナーを用いて、画像層21に対する下地層20aが形成される。このため、白色トナーのトナー像(下地層20a)の形成領域は、他の色の各トナー像と比べて相対的に広くなる傾向にあり、高濃度であることが求められる。つまり、白色トナーの帯電量自体が低くて濃度が出にくいにも関わらず、この白色トナーを用いたトナー像(下地層20a)では、高濃度が求められるのである。
そこで本実施の形態の画像形成装置1では、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wにおいて、例えば前述の(1)〜(5)で示した各種パラメータを一律に同じ(共通の)値とするのではなく、以下のように制御(設定)している。すなわち、以下詳述するように、白色トナーを用いる画像形成部10Wでの各種パラメータの値が、他の各色のトナーを用いる画像形成部10C,10M,10Y,10Kでの各種パラメータの値とは異なることとなる(相対的に大きく、あるいは小さくなる)ように、制御している。
まず、例えば図6に示したように、記録媒体9上でのトナーの濃度は、現像ローラ113への印加電圧Va3の絶対値(|Va3|)に大きく影響される。具体的には、この印加電圧Va3の絶対値|Va3|が大きくなるのに従って、このトナーの濃度も大きくなる(高濃度になる)。ところが、上記したように、記録媒体9上での白色トナーの濃度を大きくする(高濃度にする)ために、画像形成部10Wにおいて、印加電圧Va3の絶対値|Va3|を他の画像形成部10C,10M,10Y,10Kと比べて大きくすると、以下の問題が生じ得る。
すなわち、例えば図7に示したように、記録媒体9上の印刷領域の最下流部において、トナーの濃度のむら(濃度むら)が発生してしまうおそれがある。具体的には、この例では、この最下流部(約0.5mmの幅の部分)におけるトナーの濃度が、印刷領域内における他の領域部分と比べて相対的に大きくなり、濃度差ΔDによる濃度むらが生じている。
更に、例えば図8に示したように、このような濃度差ΔD(濃度むらの大きさ)は、上記した、現像ローラ113への印加電圧Va3の絶対値|Va3|に大きく影響される。具体的には、この印加電圧Va3の絶対値|Va3|が大きくなるのに従って、この濃度差ΔDも大きくなる。
このようにして、画像形成部10Wでは、現像ローラ113への印加電圧Va3の絶対値|Va3|を大きくすると、記録媒体9上での白色トナーの濃度を確保できる(高濃度を実現する)ものの、濃度差ΔDによる濃度むらが大きくなってしまう。一方で、逆に、この印加電圧Va3の絶対値|Va3|を小さくすると、濃度差ΔDによる濃度むらが抑えられるものの、記録媒体9上での白色トナーの濃度を確保できなくなってしまう(高濃度を実現できなくなってしまう)。つまり、この手法では、白色トナーの濃度の確保と濃度むらの抑制とを両立するのは困難であると言える。
これらのことから、本実施の形態では、記録媒体9上でのトナーの濃度を、現像ローラ113への印加電圧Va3の絶対値|Va3|によって確保する手法は、以下説明するように、採用していない。
すなわち、本実施の形態ではまず、前述の図4に示したように、制御部19は、|Va3(W)|と|Va3(C,M,Y,K)|とが互いに略等しくなるように(前述の(1a)式を満たすように)、各電源ユニット18C,18M,18Y,18K,18Wにおける現像ローラ用電源183を制御する。また、望ましくは、制御部19は、|Va3(W)|と|Va3(C,M,Y,K)|とが互いに等しくなるように(前述の(1b)式を満たすように)、各現像ローラ用電源183を制御する。あるいは、制御部19は、|Va3(W)|が|Va3(C,M,Y,K)|よりも小さくなるように(前述の(1c)式を満たすように)、各現像ローラ用電源183を制御する。なお、一例としては、図8中に示した範囲ΔVa3内(150〜200V程度の絶対値の範囲内)に、|Va3(W)|および|Va3(C,M,Y,K)|の絶対値を設定するようにする。
これにより、まず、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10W(特に画像形成部10W)において、上記したような印加電圧Va3の絶対値|Va3|の増大に起因した濃度むらの発生が、低減もしくは回避される(濃度むらがほとんど目立たなくなる)。
また、本実施の形態では、その代わりに、記録媒体9上でのトナーの濃度を、現像ローラ113の周速度Sp3、または、前述した周速度比Rp(=現像ローラ113の周速度Sp3/感光ドラム111の周速度Sp1)によって確保する手法を採用している。
具体的には、制御部19は、例えば前述の図4および図5に示したように、周速度Sp3(W)と周速度Sp3(C,M,Y,K)とが互いに異なることとなるように(前述の(2a)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。より具体的には、本実施の形態では、図4および図5に示したように、周速度Sp3(W)が周速度Sp3(C,M,Y,K)よりも大きくなるように(前述の(2b)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。
あるいは、制御部19は、例えば図9中の範囲ΔSp3で示したように、周速度Sp3(W)が310[mm/s]以上かつ380[mm/s]以下の範囲内となるように(前述の(2c)式を満たすように)、イメージドラムユニット11Wを制御する。ここで、周速度Sp3(W)の下限値である310[mm/s]の臨界的意義(この下限値未満が望ましくない理由)は、現像効率が低下してトナーの濃度(L値)が82.3よりも小さくなってしまう、ということである。また、上限値である380[mm/s]の臨界的意義(この上限値を超えると望ましくない理由)は、現像ローラ113上でのトナー電位の絶対値が増加して汚れが発生し易くなってしまう、ということである。
また、制御部19は、例えば図4および図5に示したように、周速度比Rp(W)と周速度比Rp(C,M,Y,K)とが互いに異なることとなるように(前述の(4a)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。より具体的には、本実施の形態では、図4および図5に示したように、周速度比Rp(W)が周速度比Rp(C,M,Y,K)よりも大きくなるように(前述の(4b)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。
あるいは、制御部19は、例えば図10中の範囲ΔRpで示したように、周速度比Rp(W)が1.35以上かつ1.65以下の範囲内となるように(前述の(4c)式を満たすように)、イメージドラムユニット11Wを制御する。ここで、周速度比Rp(W)の下限値である1.35(≒(Sp3(W):310)/(Sp1(W):230))の臨界的意義(この下限値未満が望ましくない理由)は、現像効率が低下してトナーの濃度(L値)が82.3よりも小さくなってしまう、ということである。また、上限値である1.65(≒(Sp3(W):380)/(Sp1(W):230))の臨界的意義(この上限値を超えると望ましくない理由)は、現像ローラ113上でのトナー電位の絶対値が増加して汚れが発生し易くなってしまう、ということである。
ちなみに、本実施の形態では、制御部19は、例えば図4および図5に示したように、周速度Sp1(W)と周速度Sp1(C,M,Y,K)とが互いに略等しくなるように(前述の(3a)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。また、望ましくは、図4および図5に示したように、周速度Sp1(W)と周速度Sp1(C,M,Y,K)とが互いに等しくなるように(前述の(3b)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。なお、このように、感光ドラム111の周速度Sp1については、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wで同じ(共通の)値に制御しているのは、例えば以下の理由によるものである。すなわち、感光ドラム111の周速度Sp1をイメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11W間で異ならせてしまうと、例えば記録媒体9の搬送動作等に不具合が生じてしまうおそれがあるためである。
このようにして本実施の形態では、制御部19によって、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wにおける周速度Sp3または周速度比Rpを上記のように制御することで、以下の効果が得られる。すなわち、現像ローラ113への印加電圧Va3の絶対値|Va3|を必要以上に大きくすることなく(値を抑えつつ)、記録媒体9上での白色トナーの濃度を確保することができる(高濃度を実現することができる)。つまり、白色トナーの濃度の確保と濃度むらの抑制とを両立することができるようになる。
なお、本実施の形態では、前述の図4および図5に示したように、白色以外の他の色のトナーに対応する画像形成部10C,10M,10Y,10Kではそれぞれ、前述した白色トナーの場合とは異なり、以下のようになっている。すなわち、これらの色の各トナーでは、白色トナーの場合とは異なり、現像ローラ113への印加電圧Va3の絶対値|Va3|を小さく抑えても十分な高濃度が確保することができる。このため、これらの画像形成部10C,10M,10Y,10Kではそれぞれ、摩擦熱等によるトナーの材質劣化を抑制する観点から、周速度Sp3または周速度比Rpが相対的に小さくなるように制御している。
(C.周速度・周速度比の制御に起因した画質劣化の抑制について)
ただし、画像形成部10Wにおいて、周速度Sp3または周速度比Rpを必要以上に大きくすると、以下説明するように、それに起因した画質劣化の問題が生じ得る。
具体的には、まず、例えば図11および図12中の矢印P11,P12で示したように、現像ローラ113の周速度Sp3が大きくなるのに従って、この現像ローラ113上でのトナー電位(絶対値)も大きくなる。そして、このような現像ローラ113上でのトナー電位の絶対値が大きくなると、例えばドット再現性の悪化や汚れ等の画質劣化の問題が生じ易くなってしまう。
そこで本実施の形態では、トナー規制部材115への印加電圧Va5の絶対値|Va5|の大きさを制御することで、このような周速度Sp3または周速度比Rpの増加に起因した画質劣化を抑制(低減もしくは回避)するようにしている。
具体的には、制御部19は、前述の図4および図5に示したように、|Va5(W)|と|Va5(C,M,Y,K)|とが互いに異なることとなるように(前述の(5a)式を満たすように)、各電源ユニット18C,18M,18Y,18K,18Wにおけるトナー規制部材用電源185を制御する。より具体的には、本実施の形態では、図4および図5に示したように、|Va5(W)|が|Va5(C,M,Y,K)|よりも小さくなるように(前述の(5b)式を満たすように)、各トナー規制部材用電源185を制御する。
このようにして本実施の形態では、制御部19によって、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wにおけるトナー規制部材115への印加電圧Va5の絶対値|Va5|を上記のように制御することで、以下の効果が得られる。すなわち、画像形成部10Wにおいて、現像ローラ113上での白色トナーのトナー電位の絶対値の増大が抑えられ、上記したような周速度Sp3または周速度比Rpの増加に起因した画質劣化が抑制される(低減もしくは回避される)。
具体的には、例えば図13および図14に示したように、画像形成部10Wにおいて、前述した濃度むら抑制のために周速度Sp3または周速度比Rpを増加させたとしても(矢印P21,P31参照)、以下のようになる。すなわち、トナー規制部材115への印加電圧Va5の絶対値|Va5|を小さくすることで、現像ローラ113上での白色トナーのトナー電位の絶対値の増大が抑えられる(矢印P22,P32参照)。したがって、前述した濃度むらを抑制しつつ、周速度Sp3または周速度比Rpの増加に起因した画質劣化が抑制される(低減もしくは回避される)ことが分かる。
(D.かぶりトナー量およびよごれトナー量との関係について)
ただし、トナー規制部材115への印加電圧Va5の絶対値|Va5|を小さく抑え過ぎると、例えば図15に模式的に示したように(矢印P4参照)、感光ドラム111に形成される、いわゆる「かぶりトナー量」(かぶりトナーの量)が増加し、それに起因した画質劣化(いわゆる「かぶり」)が生じ易くなるという問題がある。
ここで、正常に帯電したトナーに対して相対的に低い帯電量のトナーや、逆極性に帯電したトナーによって、画像の背景部、すなわち非画像部(非印刷領域)にトナーが付着してしまう現象を、「かぶり」と定義する。そして、このかぶりを引き起こす低い帯電量のトナーや逆極性に帯電したトナーを、上記した「かぶりトナー」と定義する。
一方で、逆に、トナー規制部材115への印加電圧Va5の絶対値|Va5|を大きくし過ぎると、例えば同じく図15に模式的に示したように、感光ドラム111に形成される、いわゆる「よごれトナー量」(よごれトナーの量)が増加し、それに起因した画質劣化(いわゆる「よごれ」)が生じ易くなるという問題がある。
ここで、正常に帯電したトナーに対して相対的に高い帯電量のトナー、いわゆる過剰帯電トナーによって、上記した画像の背景部(非画像部,非印刷領域)にトナーが付着してしまう現象を、「よごれ」と定義する。そして、このよごれを引き起こす過剰帯電トナーを、上記した「よごれトナー」と定義する。
これらのことから、このような「かぶり」や「よごれ」による画質劣化を抑えるため、トナー規制部材115への印加電圧Va5の絶対値|Va5|は、小さ過ぎたり大き過ぎることなく、ほどよい大きさの範囲に制御するのが望ましいと言える。
以上のように本実施の形態では、制御部19によって、前述の(1)〜(5)で示した各パラメータを、前述の図4等で示したように制御するようにしたので、例えば、白色トナーの濃度の確保と濃度むらの抑制とを両立することができるようになったり、周速度Sp3または周速度比Rpの増加に起因した画質劣化が抑制されるようになる。よって、白色トナーを用いる画像形成装置1において、良好な画像を得る(画質を向上させる)ことが可能となる。
なお、前述の図5に示した実施例(各種パラメータの数値例)では、画像形成部10Wにおいて、まず、濃度むらを抑えることを最優先にして、現像ローラ113への印加電圧Va3(W)の絶対値|Va3(W)|を200Vにして小さく設定している。また、それによる記録媒体9上での白色トナーの濃度低下は、周速度Sp3(W)や周速度比Rp(W)の値を大きくすることで補っている。また、周速度Sp3(W)や周速度比Rp(W)の値を大きくすることによる、現像ローラ113上での白色トナーのトナー電位の絶対値の増大(前述した画質劣化)は、トナー規制部材115への印加電圧Va5(W)の絶対値|Va5(W)|を小さく抑えることで抑制している。
<2.変形例>
続いて、上記実施の形態の変形例(変形例1,2)について説明する。なお、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
[変形例1]
図16は、変形例1に係る制御部19による、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wにおける各種パラメータの制御例(設定例)を、表で表したものである。ここでは、実施の形態における図4および図5と同様に、制御部19により制御される各種パラメータとして、前述の(1)〜(5)に示したパラメータを例に挙げている。
本変形例の制御部19は、図16に示したように、これら(1)〜(5)で示した各パラメータの一部に関して、上記実施の形態とは異なり、以下のようにして制御を行う。具体的には、制御部19は、以下の(2),(4),(5)で示す各パラメータについて、上記実施の形態とは値の大小関係を逆に制御するようにしている。なお、それ以外の(1),(3)で示した各パラメータについては、本変形例の制御部19においても、実施の形態と同じ制御を行っている。
(2)周速度Sp3の制御について
まず、制御部19は、図16に示したように、実施の形態と同様に、周速度Sp3(W)と周速度Sp3(C,M,Y,K)とが互いに異なることとなるように(前述の(2a)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。ただし、本変形例では実施の形態とは異なり、制御部19は、図16に示したように、周速度Sp3(W)が周速度Sp3(C,M,Y,K)よりも小さくなるように(以下の(2d)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。
Sp3(W)≠Sp3(C,M,Y,K)……(2a)
Sp3(W)<Sp3(C,M,Y,K)……(2d)
本変形例においても、上記(2a)式を満たすように制御されることにより、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能となる。
(4)周速度比Rp(=Sp3/Sp1)の制御について
また、制御部19は、図16に示したように、実施の形態と同様に、周速度比Rp(W)と周速度比Rp(C,M,Y,K)とが互いに異なることとなるように(前述の(4a)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。ただし、本変形例では実施の形態とは異なり、制御部19は、図16に示したように、周速度比Rp(W)が周速度比Rp(C,M,Y,K)よりも小さくなるように(以下の(4d)式を満たすように)、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wを制御する。
Rp(W)≠Rp(C,M,Y,K)……(4a)
Rp(W)<Rp(C,M,Y,K)……(4d)
本変形例においても、上記(4a)式を満たすように制御されることにより、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能となる。
(5)絶対値|Va5|の制御について
更に、制御部19は、図16に示したように、実施の形態と同様に、|Va5(W)|と|Va5(C,M,Y,K)|とが互いに異なることとなるように(前述の(5a)式を満たすように)、各電源ユニット18C,18M,18Y,18K,18Wにおけるトナー規制部材用電源185を制御する。ただし、本変形例では実施の形態とは異なり、制御部19は、図16に示したように、|Va5(W)|が|Va5(C,M,Y,K)|よりも大きくなるように(以下の(5c)式を満たすように)、各トナー規制部材用電源185を制御する。
|Va5(W)|≠|Va5(C,M,Y,K)|……(5a)
|Va5(W)|>|Va5(C,M,Y,K)|……(5c)
本変形例においても、上記(5a)式を満たすように制御されることにより、上記実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることが可能となる。
[変形例2]
図17は、変形例2に係る画像形成装置(画像形成装置1A)の概略構成例を模式的に表したものである。本変形例の画像形成装置1Aは、図1および図2に示した実施の形態の画像形成装置1において、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wの配置順序を一部異ならせたものに対応し、他の構成は同様となっている。
具体的には、この画像形成装置1Aでは、図17に示したように、各イメージドラムユニット11C,11M,11Y,11K,11Wが、記録媒体9の搬送方向dに沿って(上流側から下流側へ向かって)、イメージドラムユニット11K,11Y,11M,11C,11Wの順に並んで配置されている。
また、これに伴い、本変形例の転写ベルトユニット4Aも、実施の形態の転写ベルトユニット4において、転写部材141C,141M,141Y,141K,141Wの配置順序を一部異ならせたものに対応している。具体的には、この転写ベルトユニット4Aでは、図17に示したように、各転写部材141C,141M,141Y,141K,141Wが、記録媒体9の搬送方向dに沿って、転写部材141K,141Y,141M,141C,141Wの順に並んで配置されている。
このような配置構成の本変形例の画像形成装置1Aにおいても、前述した各種のパラメータを実施の形態または上記変形例1と同様に設定(制御)することにより、基本的にはこれらと同様の作用により同様の効果を得ることが可能である。
また、特に本変形例では、各画像形成部10C,10M,10Y,10K,10Wの配置順序を一部異ならせる(画像形成部10Wを最も下流側に配置させる)ようにしたので、実施の形態および変形例1とは異なり、以下のような効果が得られる。
すなわち、例えば図18に模式的な断面図で示したように、本変形例の画像形成装置1Aでは、白色トナーを用いる画像形成部10Wによって、画像層21に対するオーバーコート層20bが形成される。このオーバーコート層20bは、記録媒体9の直上に形成された画像層21の上層に形成され、下地層20aと同様に補助層として機能する層である。具体的には、例えば、記録媒体9上から画像層21を剥がした後、上下逆にして(オーバーコート層20bを下地として)他の媒体に貼り付けるような場合(上下逆にしてシールとして貼り付ける用途等)に、この画像形成装置1Aを適用することができる。したがって本変形例では、このような場合にも、実施の形態等と同様に、例えば色味を有したり透明素材からなる記録媒体9の地色の影響を低減し、発色性を向上させることが可能となる。
なお、本変形例では、オーバーコート層20bも下地層20aと同様に、白色からなる単色層(白色層)となっている。すなわち、このオーバーコート層20bも、本発明における「補助層」、「単色層」および「白色層」の一具体例に対応している。
<3.その他の変形例>
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態等では、画像形成装置における各部材の構成(形状、配置、個数等)を具体的に挙げて説明したが、各部材におけるこれらの構成については、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の形状や配置、個数等であってもよい。また、上記実施の形態等で説明した各種パラメータの値や大小関係等についても、上記実施の形態等で説明したものには限られず、他の値や大小関係に制御するようにしてもよい。
また、上記実施の形態等では、下地層20aおよびオーバーコート層20bがいずれも、白色層からなる単色層である場合を例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、例えば、下地層20aおよびオーバーコート層20bがそれぞれ、白色層以外の単色層(例えば、メタル色層やクリーム色層など)であってもよい。なお、その場合、画像形成部10W(イメージドラムユニット11W)の代わりに、そのような白色以外の他の単色のトナー(単色現像剤)を用いる画像形成部(イメージドラムユニット)を、画像形成装置内に設けるようにすればよい。
更に、上記実施の形態等では、本発明における「補助層」(画像層21を形成する際の補助機能を有する層)の一具体例として、下地層20aおよびオーバーコート層20bを挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、このような下地層20aおよびオーバーコート層20b以外の層を、本発明における「補助層」として適用するようにしてもよい。
加えて、上記実施の形態等では、画像層21を形成する画像形成部(第2の画像形成部)が複数(画像形成部10C,10M,10Y,10Kの4つ)設けられている場合を例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、画像層21を形成する画像形成部の数や、それらに用いるトナーの色の組み合わせ等については、用途や目的用に応じて任意に設定することが可能である。また、場合によっては、画像層21を形成する画像形成部の数を1つだけにして、画像層21をモノクロ(単色)画像としてもよい。つまり、画像形成装置をモノクロプリンタとして機能させるようにしてもよい。
また、上記実施の形態等では、本発明における「像担持体」や「現像剤担持体」の「表面の移動速度」の一具体例として、感光ドラム111の周速度Sp1や現像ローラ113の周速度Sp3を例に挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、ドラム状やローラ状の形状からなる担持体だけでなく、他の形状(例えばベルト形状等)からなる担持体についても、本発明を適用することが可能である。
更に、上記実施の形態等では、本発明における「潜像」の一具体例として、静電潜像を挙げて説明したが、これには限られず、静電潜像以外の他の潜像を用いる場合においても、本発明を適用するようにしてもよい。
加えて、上記実施の形態等では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、プリンタとして機能する画像形成装置を挙げて説明したが、これには限られない。すなわち、例えば、ファクシミリや複写機、複合機等として機能する画像形成装置についても、本発明を適用することが可能である。
1,1A…画像形成装置、10C,10M,10Y,10K,10W…画像形成部、11C,11M,11Y,11K,11W…イメージドラムユニット(画像形成ユニット)、111…感光ドラム、112…帯電ローラ、113…現像ローラ、114…供給ローラ、115…トナー規制部材、116…クリーニング部材、121…給紙トレイ、122…ホッピングローラ、13a,13b…搬送ローラ、14,14A…転写ベルトユニット、141C,141M,141Y,141K,141W…転写部材、142…転写ベルト、143a,143b…搬送ローラ、15…定着ユニット、151…ヒートローラ、152…バックアップローラ、16…排出ローラ、17C,17M,17Y,17K,17W…露光装置、18C,18M,18Y,18K,18W…電源ユニット、180…転写部材用電源、182…帯電ローラ用電源、183…現像ローラ用電源、184…供給ローラ用電源、185…トナー規制部材用電源、19…制御部、20a…下地層(白色層)、20b…オーバーコート層(白色層)、21…画像層、9…記録媒体、L…照射光、Va0,Va2,Va3,Va4,Va5…印加電圧、Sp1,Sp1(W),Sp1(C,M,Y,K),Sp3,Sp3(W),Sp3(C,M,Y,K)…周速度、Rp,Rp(W),Rp(C,M,Y,K)…周速度比、|Va3|,|Va3(W)|,|Va3(C,M,Y,K)|,|Va5|,|Va5(W)|,|Va5(C,M,Y,K)|…絶対値、ΔSp3,ΔRp,ΔVa3…範囲、ΔD…濃度差。

Claims (3)

  1. 補助層を形成する第1の画像形成部と、
    画像層を形成する第2の画像形成部と、
    制御部と
    を備え、
    前記第1および第2の画像形成部はそれぞれ、
    潜像を表面に担持する像担持体へ供給する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体の前記表面に当接してその表面に前記現像剤の層を形成させる現像剤規制部材と、
    前記現像剤規制部材に対して電圧を印加する第1の電源部と
    前記現像剤担持体に対して電圧を印加する第2の電源部と
    を有しており、
    前記補助層が、前記画像層に対する下地層またはオーバーコート層としての白色層であり、
    前記第1の画像形成部は、前記現像剤としての白色現像剤を用いて、前記白色層を形成すると共に、
    前記第2の画像形成部は、前記現像剤として、白色以外の他の色の単色現像剤を用いて、前記画像層を形成し、
    前記制御部は、
    前記第1の画像形成部における前記現像剤担持体への印加電圧の絶対値が、前記第2の画像形成部における前記現像剤担持体への印加電圧の絶対値よりも小さくなるように、前記第2の電源部を制御すると共に、
    前記第1の画像形成部における前記現像剤担持体の前記表面の移動速度である第1の速度が、前記第2の画像形成部における前記現像剤担持体の前記表面の移動速度である第2の速度よりも大きくなるように、前記第1および第2の画像形成部を制御し、かつ、
    前記第1の画像形成部における前記現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第1の電圧値が、前記第2の画像形成部における前記現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第2の電圧値よりも小さくなるように、前記第1の電源部を制御する
    画像形成装置。
  2. 補助層を形成する第1の画像形成部と、
    画像層を形成する第2の画像形成部と、
    制御部と
    を備え、
    前記第1および第2の画像形成部はそれぞれ、
    潜像を表面に担持する像担持体と、
    前記潜像を現像する現像剤を表面に担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体の前記表面に当接してその表面に前記現像剤の層を形成させる現像剤規制部材と、
    前記現像剤規制部材に対して電圧を印加する第1の電源部と
    前記現像剤担持体に対して電圧を印加する第2の電源部と
    を有しており、
    前記補助層が、前記画像層に対する下地層またはオーバーコート層としての白色層であり、
    前記第1の画像形成部は、前記現像剤としての白色現像剤を用いて、前記白色層を形成すると共に、
    前記第2の画像形成部は、前記現像剤として、白色以外の他の色の単色現像剤を用いて、前記画像層を形成し、
    前記制御部は、
    前記第1の画像形成部における前記現像剤担持体への印加電圧の絶対値が、前記第2の画像形成部における前記現像剤担持体への印加電圧の絶対値よりも小さくなるように、前記第2の電源部を制御すると共に、
    前記第1の画像形成部における前記像担持体の前記表面の移動速度に対する前記現像剤担持体の前記表面の移動速度の比である第1の速度比が、前記第2の画像形成部における前記像担持体の前記表面の移動速度に対する前記現像剤担持体の前記表面の移動速度の比である第2の速度比よりも大きくなるように、前記第1および第2の画像形成部を制御し、かつ、
    前記第1の画像形成部における前記現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第1の電圧値が、前記第2の画像形成部における前記現像剤規制部材への印加電圧の絶対値である第2の電圧値よりも小さくなるように、前記第1の電源部を制御する
    画像形成装置。
  3. 前記第1の画像形成部における前記現像剤担持体への印加電圧の絶対値、および、前記第2の画像形成部における前記現像剤担持体への印加電圧の絶対値がそれぞれ、150V以上かつ200V以下の範囲内である
    請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
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