JPH0315872A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −　　　　　　　　１ 本発明は，ｔ子写真方式或いは静電記録方式にて像担持
体表面に静電潜像を形威し，該静電潜像を現像装置で現
像しトナー像とする画像形成装置に関するものである． 史釆立且遣 従来、電子写真方式或いは静電記録方式の画像形Ｌｋ．
装置は種々提案され、又市販されているが、第１図に典
型的な電子写真方式の画像形或装置つまり電子写真複写
装置の一例が示される．電子写真複写装置は、表面に感
光材料を有した像担持体であるドラム状の感光体，即ち
感光ドラム１０を備えている． 感光ドラム１０は矢印Ｋ方向に回転し、一次帯電装置１
１によって一様に帯電される．一様帯電された感光ドラ
ム１０の表面に像霧光ｌ２を照射して静ｉ！潜像が形成
され、次いで該潜像は現像装ａｌ３で現像することによ
って可視トナー像とされる．該トナー像は転写装！ｌ１
５によって転写材ｌ６に転写され、定着装置（図示せず
）にて定着された後機外へと搬出される． 一力，転写上程を終えた感光ドラム１０はクリニング装
訝１７によって該表面に付着した転写残トナーや紙粉等
の異物を除去され、更に前貢光ｌ８によって表面の残電
荷を除去された後，次の一頃像形成のサイクノレに備え
る． 現像装置１３は、第３図で示すように，内部にマグネッ
トローラ３ｌが配置された現像剤担持体、木例では現像
スリーブ３０を有する．該現像スリーブ３０は感光ドラ
ムｌＯから所定距離，離隔されて回転され，現像剤を表
面に担持し、感光ドラム１０の方へと搬送する．現像剤
としては、磁性トナーにシリカ等を外添した一蹴分磁性
現像剤や、非磁性トナーとキャリア、更にはシリカ等を
混合した二或分現像剤などが使用されている． 現像スリーブ３０と感光ドラム１０表面の間には現像バ
イアスが印加される．現像バイアスには、ＡＣＪｊ９分
にＤＣ威分を重畳したタイプ、ＡＣ成分のみ、或いはＤ
Ｃｒ＃．分のみのタイプなどがある． いずれの現像方式においてもトナーは定められた極性の
電荷を保有しており、感光ドラム１０表面に形成された
静電潜像は、＃．．Ｗｓ像の電位のコ／トラストに従っ
た濃淡で現像される． このような静電Ｍｌ像電位とトナー像の濃度との関係を
示した特性ｌＩｂ線はγカーブと呼ばれ、第４図に示し
たように，横軸には現像コントラスト（静ｉｔｔ潜像電
位と現像バイアスのＤＣ成分との差分！正）．そして縦
軸には現像されたトナー像の濃度を示すグラフで表わさ
れる． 一般に，現像バイアスのＤＣ戊分は画像明部（原稿白地
部）の潜像電位と、画像暗部（原稿黒地部）の潜像電位
との間の電圧に設定し，画！暗部にはトナーが付着し、
画像明部にはトナーが付着しないＪＩＩ成になっている
．又、画像暗部の現像コントラスト（現像バイアスのＤ
Ｃ成分と画像暗部の電位差）は以下に示したような理由
から、γカーブのトナー濃度飽和点よりも低い値に設定
して一像を形成するのが一般的である． 第１に、感光ドラムの帯電能（！ｉ！ｌ−光ドラム表面
に対する一様帯電のし易さ）が低いために画像暗部の電
位を充分な高さにできない． 第２に，画像暗部の現像コントラストをγカ一プのトナ
ー濃度飽和点以上にして現像を行なうと，トナー現像が
過大となり，転写プロセス、定着プロセスなどで画像の
飛び散りゃ尾引き等の画質を劣しく低下させる現象が発
生する．第３に、中間濃度の階調性を重視した複写装置
では故意にγカーブの勾配の小さい領域で現像を行なう
． が しかしながら、上記構成の電子写真複写装置に代表され
る従来の画像形威装置は以下に述べるような欠点があっ
た． 現像装置の内部に収容された，或いは現像スリーブ上に
担持されたトナーには，粒径に関しても、又、トナーの
持つ比電荷に関してもある程度の幅を持った分布があり
、現像プロセスで像担持体上に現像され易いトナー粒子
と現像され難いトナー粒子が混在している．現像され難
いトナー粒子は，粒径の大きいトナー粒子や，比電荷の
小さいトナー粒子である．現像され難いトナーはγカー
ブのトナー濃度飽和点以上の現像コントラストを与えな
いと像担持体上に現像されない．そのため従来技術のよ
うにトナー濃度飽和点以ドの現像コントラストで画像形
成を行なった場合には現像装置の耐久が進行するにつれ
て現像装置の内部或いは現像スリーブ上に現像され難い
トナ粒子が蓄積されて、現像装置の現像特性が大きく変
化する． 第５図に従来の現像装置における耐久の前後におけるγ
力一ブの変化が示される．第５図より，耐久が進行する
ことによって画像暗部に現像されるトナー濃度が低下す
ることが理解される．以下、このような現象を「トナー
の選択現ｇＩ（現像され易いトナー粒子が優先的に現像
され消費されること）によるトナー濃度の低下現象」と
呼ぶことにする． このような問題点を解決することを目的とした従来技術
としては以下に述べるような構或が提案されている． つまり、画像領域外に画像領域内の画像暗部と同じ電位
の静電ＷＩ像を形成し，これを画像領域内で，現像スリ
ーブに印加するものと同じ現像バイアス条件で現像し、
帯状のトナー像を形威する． このようにべ夕黒現像を行なうことで，ある程度は，γ
カーブの変イヒを押えることができるが、このような従
来技術では効果が完全でない上、ある程度の効果を引き
出すためにも帯状のトナー像を幅１０ｍｍ以上も形成す
る必要があり、トナー消費量の問題、トナー飛散の問題
、クリーニング装置に対する過負荷の問題など数多くの
欠点を持っていた． 以上説明したように、従来の画像形威装鐙では像担持体
の帯電能不足、トナー像の飛び散りの防止、中間濃度の
階調性の向上のためなどの理由から，現像コントラスト
を充分にとることができず，そのために現ｆＩ！装置の
耐久が進行した際に「トナーの選択現像によるトナー濃
度の低下現象ノが発生するという欠点があった．又，こ
の欠点を除去するための従来技術にも数多〈の欠点があ
った． 従って、木発明の目的は，現像装置内或いは現像剤担持
体上に存在する現像され難いトナー粒子をｔ担持休上に
排出し、選択現像によるＷ度低下現象を防出することが
できる画像形成装置を提供することである． 本発明の他の目的は、複数の現像装置を備えた画像形成
装置においても、史には環境変動が加わった場合におい
ても、耐久の進行によって濃度低下などの現魚が発生す
ることがなく、常に安定した品質の画像を得ることがで
きる画像形成装置を提供することである． ヒ記目的は未発明に係る画像形成装置にて達成される．
要約すれば本発明は、像担持体表而に静電潜像を形威し
、該静電潜像を現像装置でトナー像とする画像形成装置
において、画！領域外に、画像領域内の現像コントラス
トより大きな現像コントラストにて且つ所定の幅にてト
ナー像を形威することを特徴とする画像形戊装置である
．Ｌ振１ 次に、本発明に係る画像形威装置を図面に卯して更に詳
し〈説明する． 本実施例では、第１図に関連して説明した電子写真複写
装置に本発明が具現化された場合について説明する．又
、第２図は本発明を実施するための各部の動作シーケン
スを示したものである．本実施例で，電子写真複写装置
の構成及び作動は上述した通りであり，ただ、本発明に
従えば一次ｍ７ｔ装置ｌ１と現像装置１３の間にイレー
ス露光装Ｗ１２０が具備されている点で従来の装置と相
違している． 該イレース露光装置２０は、適当なタイミングでイレー
ス霧光を感光ドラム１０表面に照射し，画像領域外の静
電潜像を消去する作用をなす．更に、上記構成の本実施
例に係る複写装置の作動について説明する． 第２図をも参照すると、画像形成動作のスタート信号が
入力されると，感光ドラムｌＯが矢印Ｋの方向に回転を
開始し、それと同時にイレース露光２０が点燈し，現像
バイアスのＤＣ戊分も出力される． 画像領域に入る前に一次帯電装置１１が作動し−次？ｆ
Ｆ　ＴＬを開始し，感光ドラム１０表面を一様に＋４０
０Ｖに帯電する．しかし、画像領域に入るまでは前述の
イレース露光２０が点燈しているので感光ドラム１０表
面の電位は＋２０Ｖまで除電される．又，現像ハイアス
ＤＣ歳分は、＋ｌ５０Ｖにセットされているため画像領
域外の感光ドラム１０にトナーが現像されることはない
．画像領域内ではイレース露光２０が消燈し、同昨に像
霧光ｌ２が感光ドラム１０表面に投影され，画像暗？ｌ
６ｉｔｔ位は＋４００Ｖに、画像明部電位は＋５０Ｖに
なる．又、これと同時に現像バイアスＤＣ成分は＋ｉｏ
ｏｖにセットされ，画像暗部の現像コントラストは＋５
０Ｖとなり，感光ドラム１０上の静電潜像のパターンに
転じて該？ｌ９像は可視トナー像とされる．そして再び
画像領域外ではイレース露光が点燈し、現像バイアスＤ
Ｃ成分は＋ｔｓｏｖとなり感光ドラム１０上へのトナー
の付若を防とする． 本発明に従えば，画像領域外の一部でイレース廁光２０
を消姶し，且つ現像バイアスＤＣＩ＆分を−５０Ｖにセ
ットすることにより、＋４５０Ｖの現像コントラストに
て現像され，例えば幅２ｍｍの帯状のトナー像が形成さ
れる． このように、本発明によれば、画像領域外の一部に画像
領域内での現像コントラストより高いコントラストで帯
状のトナー像が形成され，それによって現像スリーブ３
ｌ上に残留した現像され難いトナー粒子が感光ドラムｌ
Ｏ上に移送され，現像装置から排出されることとなり，
現像装置内及び現像スリーブに現像され難いトナー粒子
が蓄積することを防止している． 本実施例によると，わずか幅２ｍｍの帯状トナー像を形
威するだけで済み，トナーの消費量、トナーの飛散、ク
リーニング装置に対する過負荷などの弊害が生じること
なしに，従来の現像ｌｌｔａ＋に見られた耐久による濃
度低下を完全に防止することができた． 上記実施例では，画像領域外に形威する帯状のトナー像
の幅を２ｍｍとし，感光ドラムｌＯの電位を＋４００Ｖ
、現像バイアスＤＣ威分を−５０■．現像コントラスト
を＋４５０Ｖとする構成とされたが、帝状のトナー像の
輻及び現像コントラストの大きさは、現像剤や現像装置
の種類、構成の違いによって適当な条件を選定すること
によって種々に変史し得るものであり、同様の効果を達
成することができる． 次に、上記実施例と同様の効果を達成し得る木発ＩＪＩ
の変更実施例を次に説明する．た丈１ゑ』ｌ 』二記先の実施例では、画像領域外の帯状トナー像を形
成する際に現像バイアスのＤＣ成分を変化させることで
、現像コントラストを増大させたが，｛ｉ｝電能に余裕
がある感光ドラムを使用する堝脊には一次帯電量を変化
させることで現像コントラストを増大させる構成をとっ
ても同様の効果を得ることができる． 例えば、画像領域外の帯状トナー像を形成する場所では
一次帯電装９７１１がスコロトロンコロナ帯電器である
場合には、該装置の放電ワイヤへの印加電位を増大させ
たり、帯？ｆＥ量制御のグリッドへの印加電圧を増大さ
せたりして感光ドラム１０の表面電位を＋５５０Ｖにす
れば現像バイアスのＤＣ威分は＋ＩＯＯＶのままで現像
コントラストを４５０Ｖに変化させることができる．Ｌ
丈１▲１」 先の実施例及び変更実施例ｌでは１枚の画像形或を行な
う毎に帯状トナー像を形戊するシーケンスにより本発明
を実施した場合について説明したが、次に述べるような
シーケンスで画像領域外の帯状トナー像を形成してもよ
い． つまり，１回のスタートスッチ操作で複数枚の画像形成
を行なう場合，即ち，同じ原稿を複数枚複写する場合な
どには、１回のスタートスイッチ操作につき１回の帯状
トナー像を形成するか，又は、何枚か毎に帯状トナー像
を形成することができる．後者の場合には、例えば，５
枚毎に帯状トナー像を形威するとすれば、２０枚の連続
複写をする場合にはｌ，６，１１．１６枚目の画像形成
の後に帯状トナー像を形成する． 又、選択現像現会が顕著でない現像装置を使用する場合
は、無駄なトナー消費を回避するためにスタートスイッ
チ操作を何回か行なう毎に帯状トナー像を形成してもよ
い． Ｌ丈工羞１」 先の実施例及び変更実施例１．２は１個のみの現像装置
ｌ３を備えた画像形成装置に対して本発明を実施したも
のであるが，複数個の現像装置を備えた画像形成装Δに
対しても本発明は適用し得る． 前述したように、選択現像現象の程度は現像装ｎの構成
及び現像剤の種類によって異なる．従って，複数個の現
像装置を備えた画像形成装置では各々の現像装置の特性
に適合した現像コントラスト、輻及びシーケンスで画像
領域外の帯状トナー像を形成すれば各々の現像装置を最
適の状態で使用することができる． 支』にＬ１目生１ 現像装置の選択現像による濃度低下現象の進行の度合は
耐久を行なう環境の違いによって異なる．例えば，高温
，高湿環境では現像特性が低下するため、即ち、γカー
ブの傾むきが小さ〈なるため，選択現像の現象はより顕
著になる．従って、帯状トナー像の現像コントラスト、
幅は大きく、又シーケンスは頻繁に帯状トナー像が形成
されるように構成して，現像され麹いトナー粒子をより
積極的に感光ドラム上へ排出させるような構成をとる方
が良い． 又，低温．低湿環境では現像特性が増大するので帯状ト
ナー像の現像コントラスト、輻及び帯状トナー像形成頻
度は小さい方が適している．従って，環境の温度湿度に
応じて帯状トナー像の現像コントラスト，輻及びシーケ
ンスを変化させる構成にすれば、環境変動によらず常に
最適の条件で現像装置内の現像され難いトナーの排出が
できる． 更に、環境の温度、湿度の検知手段を設け、その出力で
帯状トナー像の現像コントラスト、幅及びシーケンを自
動制御すれば、切り換えスイッチの操作等を必要としな
いで前述の効果を得ることができる．もちろん、両者の
組み合せの構成をとればより大きな効果を得られること
は言うまでもない． ヒ記実施例及び各変更実施例は、本発明が電子写真複写
装置に具現化された態様を例にとって説明したが，他の
種々の像担持体及び画像形成プロセスを利用した画像形
成装置にも本発明は同様に其現化し得るものである． ４見立１』 以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、画
像領域外に画像領域内での現像コントラストより大きな
現像コントラストで帯状のトナー像を形成する構成とし
たために、現像！ｌｔｅ内及び現像剤担持体上に存在す
る現像され難いトナー粒子を像担持体上に排出し、選択
現像による濃度低下現象を防止することができる． 又、本発明は，帯状のトナー像の現像コントラスト，幅
、形成タイミングのシーケンスなどを現像！ＩＣ置の特
性や環境変動による特性の変化に適合させることによっ
て、複数の現像ＩＩｔｒ１を備えた画像形成装置におい
ても，更には環境変動が加わった場合においても、耐久
の進行による濃度低下などの現象が発生することのない
常に安定した画質の画像を得ることができるという利点
を有する．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例である
電子写真複写装置の概略断面図である． 第２図は、第１図の装置における各部の動作シーケンス
図である． 第３図は，現ｆＩ！装置の概略断面図である．第４図は
、現像装置の現像特性、特に現像コントラストとその現
像コントラストで現像されたトナー像の濃度の関係を示
すγ力一ブを示すグラフである． 第５図は，従来のａ威の現像装置における耐久の前後に
おけるγ力一プの変化を示すグラフである． ：一次帯電装置 ：像露光 ：現像装置 ：イレース露光装置 ：現像剤担持体（現像スリーブ） ：マグネットローラ Ｉｌ−ｒ　″．＋： Ｃｊノ ｌＯ：像＠持体 第 １ 図 第２図 第３図 （Ｖ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）像担持体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現
   像装置でトナー像とする画像形成装置において、画像領
   域外に、画像領域内の現像コントラストより大きな現像
   コントラストにて且つ所定の幅にてトナー像を形成する
   ことを特徴とする画像形成装置。