JPH0713413A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録線密度の切換えによって感光体線速度を
低下した場合に、感光体の現像時間が増大して現像過多
となるのを防止する。 【構成】 感光体に対する単位面積当りのトナー付着量
（Ｍ／Ａ）は、現像器の現像条件の内、特に現像スリー
ブの回転数や現像スリーブに印加される現像バイアスの
電圧によって大きく左右されることから、例えば記録線
密度が400dpiの場合に感光体線速度280mm／secとしてそ
れに対応する現像スリーブの回転数を400rpmとした時、
記録線密度を600dpiに切換えて感光体線密度を125mm／s
ecとした場合に現像スリーブの回転数を180rpmに設定す
ることによって適正な現像が行われるように構成したこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体上のレーザ光に
よって露光された静電潜像を現像スリーブを内蔵する現
像装置によって反転現像してトナー画像とする画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームによる露光装置を備える静
電方式の画像形成装置においては、感光体上に形成され
る静電潜像の画面はレーザビームによる主走査と感光体
の移動に伴う副走査との合成によって形成される。

【０００３】この静電潜像は、前記の副走査のスピード
の低下すなわち感光体がドラム状の場合その回転速度を
低下させることにより、また主走査ポリゴンミラーやガ
ルバノミラーの線速度を下げることにより記録線密度を
密に記録することが出来る。従って感光体の移動速度と
ポリゴンミラーやガルバノミラーの線速度を低速度側に
切換可能とすれば、さらに画素密度の高い良質の画像を
得ることが出来る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来は現像装置
の現像条件は記録線密度の低い場合すなわち感光体線速
度の速い場合に最適となるように設定されていて、記録
線密度の切換えによっても変化することなく固定されて
いるため、記録線密度を高い側に切換えて感光体線速度
が遅くなった場合には現像過多となって文字や線が太く
なり画像かぶりを生ずるおそれがある。

【０００５】本発明はこの点を解決して改良した結果、
感光体の移動速度が変化してもそれに対応した現像条件
により安定して良好な画質の画像を形成することの出来
る画像形成装置の提供を目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、帯電とレー
ザ光の露光により形成される感光体上の静電潜像を現像
スリーブの回転によって現像する現像手段を備え、前記
潜像の記録線密度を感光体線速度の切換えによって変化
させることを可能とした画像形成装置において、前記現
像手段の現像条件を前記記録線密度の切換えに応じて変
化させることを特徴とする画像形成装置（第１発明）。

【０００７】および、帯電とレーザ光の露光により形成
される感光体上の静電潜像を現像スリーブの回転によっ
て現像する現像手段を備え、前記潜像の記録線密度を感
光体線速度の切換えによって変化させることを可能とし
た画像形成装置において、前記現像手段の内蔵する現像
剤の撹拌手段の線速度を前記記録線密度の切換えに関係
なく一定としたことを特徴とする画像形成装置（第２発
明）、および、帯電とレーザ光の露光により形成される
感光体上の静電潜像を現像スリーブの回転により現像す
る現像手段を備え、前記潜像の記録線密度を感光体線速
度の切換えによって変化させることを可能とした画像形
成装置において、前記現像スリーブの線速度を前記感光
体線速度に比例して変化させることを特徴とする画像形
成装置（第３発明）、および、帯電とレーザ光の露光に
より形成される感光体上の静電潜像を現像スリーブの回
転により反転現像する現像手段を備える画像形成装置に
おいて、前記現像スリーブに対する現像バイアス電圧の
印加を前記現像スリーブを駆動するモータのＯＦＦ後所
定時間を経て終了させることを特徴とする画像形成装置
（第４発明）によって達成される。

【０００８】

【実施例】本発明の各画像成形装置に共通する装置の構
造とその作用を図１によって説明する。

【０００９】前記装置は画像読取り部10、レーザ書込み
部20、画像形成部30と給紙部40とから構成される。

【００１０】原稿台に載置される原稿Ｄの画像は、画像
読取り部10の照明ランプ11Ａとミラー11Ｂを備える第１
ミラーユニット11の実線から破線にて示す位置への平行
移動と、対向する一対のミラー12Ａを備える第２ミラー
ユニット12の前記第１ミラーユニット11に対する1/2の
速度の追従移動とにより露光走査されて、その画像は投
影レンズ13を介して撮像素子14に結像され、光電変換さ
れた電気信号は画像処理を経て画像信号としてメモリに
一旦格納される。

【００１１】次いで前記の画像信号がレーザ書込み部20
に入力されると、半導体レーザで発生されたレーザビー
ムは駆動モータ21により回転されるポリゴンミラー22に
より回転走査される。図２は前記レーザ書込み部20の走
査光学系を平面図にて示したもので、光軸を直交するよ
う配置された一組のレーザユニットＵ１とＵ２から発生
される半導体レーザの２本のビームは、調整プリズムＰ
１とＰ２によりそれぞれ主走査と副走査の各位置合わせ
を行い、合成プリズムＰ３により方向を一致させた上で
シリンドリカルレンズ27を経て矢示方向に回転するポリ
ゴンミラー22の回転面に投射される。

【００１２】投射された２本のレーザビームはポリゴン
ミラー22の回転面の移動により反射し走査されて、fθ
レンズならびにシリンドリカルレンズ28を経て予め帯電
器31により電荷を印加されている感光体ドラム32の感光
面を走査露光することによって原稿画像の静電潜像が形
成される。従ってレーザビームによる主走査と感光体ド
ラム32の回転に伴う副走査とにより感光体ドラム32の周
面上に原稿画像の静電潜像が形成されて行く。この潜像
は現像器33の現像スリーブ33Ａの担持するトナーによっ
て反転現像されてトナー画像とされる。

【００１３】図３は前記現像器33の構成を示したもので
収容する現像剤Ｄとしてはトナーのみから成る１成分現
像剤あるいはトナーとキャリアから成る２成分現像剤が
使用される。

【００１４】搬送スクリュー331を介して補給されるト
ナーは一対の撹拌部材332の回転により既存の現像剤Ｄ
に均一に分布するよう混合され供給ローラ333を介して
マグネットロール33Ｂを内包する現像スリーブ33Ａの周
面に吸着、担持される。

【００１５】現像スリーブ33Ａに担持された現像剤Ｄの
層は回転しつつ層厚規制部材334は薄層化され一定厚の
状態となって感光体ドラム32の周面に接し、現像スリー
ブ３３Ａと感光体ドラム３２の間に印加される現像バイ
アスの作用によりトナー成分を感光体側に転移して潜像
の反転現像を行うようになっている。

【００１６】一方給紙部40に装填される各給紙カセット
41からは指定のサイズの転写紙Ｐが、収納する給紙カセ
ット41の搬出ローラ41Ａの作動により搬出され、搬送ロ
ーラ43を介して画像の転写部に向け給紙される。

【００１７】給紙された転写紙Ｐはレジストローラ44に
より前述した感光体ドラム32の周面上のトナー画像にタ
イミングを調整された上で同期して転写部へと給送さ
れ、転写器34により帯電されてトナー像を転写される。

【００１８】次いで転写紙Ｐは分離器35の除電作用によ
り感光体ドラム32の周面より分離し、搬送ベルト36を経
て定着器37に搬送され、上ローラ37Ａと下ローラ37Ｂと
の挟着と加熱によりトナーを溶着したのち搬送ローラ38
を介して定着器37より排出される。

【００１９】排出された転写紙Ｐは排紙ローラ45を経て
トレイ50の上に排紙される。

【００２０】一方転写紙Ｐを分離した感光体ドラム32
は、クリーニング装置39において圧接するブレード39Ａ
により残留トナーを除去、清掃したのち再び帯電器31に
より電荷の付与を受けて次なる画像形成のプロセスに入
る。

【００２１】前記装置は操作部に設けられる切換手段等
により感光体ドラム32上に形成される静電潜像の記録線
密度を例えば通常の400dpi（長さ１インチ当り400ドッ
ト）から600dpiの密度に切換てさらに高画質の画像を記
録する機能を備えている。

【００２２】上記の記録線密度の切換は、切換手段から
の信号にもとづく制御系からの指令により感光体ドラム
32とポリゴンミラー22の線速度を低下し、またそれに関
連する画像形成部材の画像形成条件を適宜補正すること
によって実現される。

【００２３】（実施例１）ここで本発明の第１発明の実
施例について説明する。

【００２４】記録線密度が切換ることなく400dpiに設定
されている場合には感光体ドラム32の線速度とそれに関
連する画像形成条件は表１の「400dpi」の欄に示す各特
性値に設定されているものとする。

【００２５】

【表１】

【００２６】記録線密度を400dpiから600dpiに切換るこ
とにより、表１の「600dpi」の欄に示すように感光体ド
ラム32の線速度が280mm/secから125mm/secに、ポリゴン
ミラー22の回転数が16535rpmから11023rpmに、また帯電
器31にはグリッドを備えるスコロトロン帯電器が使用さ
れていて感光体ドラム32の線速度を低下しても帯電電位
を一定の−700Ｖに保つ目的からグリッド電圧を−620Ｖ
から−560Ｖに切換え、さらに転写紙Ｐの搬送速度、定
着器39の駆動速度が感光体線速度に同期するよう低下さ
れる。

【００２７】さらに前記の現像器33は感光体ドラム32の
線速度の切換えに対応して特定した現像条件が自動的に
変更して修正され、それによって感光体線速度の低下に
伴なう現像過多が防止される。その結果何れの記録線密
度による場合でも適切な現像作用が行われて高品質のト
ナー画像を得ることが出来るようになっている。

【００２８】すなわち一般に感光体の単位面積当りのト
ナーの付着量（Ｍ／Ａ）は現像スリーブの回転数に対し
て図４（ａ）に示すような相関関係があることから、本
発明者が表１に示す如く記録線密度の切換えに応じて現
像スリーブ33Ａの回転数を400rpmから180rpmに変更して
実験を試みたところ、変更を実施しない場合には文字や
線が太くなって画像にかぶりが生じたのに対し、トナー
の付着量（Ｍ／Ａ）が抑制されて良質の画像が得られる
ことが確認された。

【００２９】また前記のトナー付着量（Ｍ／Ａ）は現像
器に対する現像バイアス電圧との間に図４（ｂ）に示す
ような相関関係も有しているので、現像スリーブ33Ａの
回転数の変更に替えて現像バイアス電圧を低下させるこ
とによってもトナー付着量（Ｍ／Ａ）を抑制して同様良
質の画像が得られることを確認している。

【００３０】（実施例２）次に本発明の第２発明の実施
例について説明する。

【００３１】記録線密度が切換ることなく400dpiに設定
されている場合には感光体ドラム32の線速度とそれに関
連する画像形成条件は表２の「400dpi」の欄に示す各特
性値に設定されているものとする。

【００３２】

【表２】

【００３３】記録線密度を400dpiから600dpiに切換るこ
とにより、表２の「600dpi」の欄に示すように感光体ド
ラム32の線速度が280mm/secから125mm/secに、ポリゴン
ミラー22の回転数が16535rpmから11023rpmに、また現像
スリーブ33Ａの回転数が400rpmから180rpmに低下され、
さらにそれに対応して転写紙Ｐの搬送速度、定着器39の
駆動速度も同期するよう低下される。

【００３４】一方感光体ドラム32の帯電電位は帯電器31
のグリッド電圧を−620Ｖから−560Ｖに切換えることに
より線速度の低下によっても変化することなく記録線密
度の切換前すなわち400dpiの場合と同レベルである−70
0Ｖに維持される。

【００３５】一般に現像器の現像スリーブと現像剤の撹
拌部材とは共通の駆動系によって回転されるようになっ
ているため、記録線密度の切換えに応じて現像スリーブ
の回転数を変化させると撹拌部材の回転数も自動的に変
化する。それによって撹拌部材の回転数が必要以上に上
昇すると、現像剤の劣化が早まりまた必要以上に低下す
るとトナーの帯電に時間を要し、画像かぶり等の弊害を
生ずるおそれがある。

【００３６】すなわち本発明者の実験結果によると撹拌
部材332の回転数は100rpmを最も適正な値としていて、
かりに記録線密度が600dpiの場合に撹拌部材332の回転
数を100rpmに設定したとすると、記録線密度を400dpiに
切換えた場合撹拌部材332の回転数は現像スリーブ33Ａ
の回転数の変化に比例して222rpmと必要以上に上昇し、
その結果図５（ａ）に示す如くコピーの進行に伴ってト
ナー付着量の低下が認められ、また記録線密度が400dpi
の場合に撹拌部材332の回転数を100rpmに設定したとす
ると、記録線密度を600dpiに切換えた場合撹拌部材332
の回転数は45rpmと必要以上に低下し、その結果図５
（ｂ）に示す如くコピーの進行に伴ってトナー帯電量が
低下して30000枚前後から画像かぶりが認められた。

【００３７】そこで本発明者は撹拌部材332の駆動系を
独立させることにより現像スリーブ33Ａの回転数の変化
に関係なく撹拌部材332の回転数を実験上最適の一定の1
00rpmで回転するように構成したところ、図６（ａ）お
よび図６（ｂ）に示す如く多量のコピーを実施してもト
ナーの帯電量が安定し従って現像スリーブ33Ａに対する
トナーの付着量も一定に出来てかぶりがなく細線なども
再現出来る高品質の画像が得られることを確認した。

【００３８】（実施例３）本発明の第３発明の実施例に
ついて説明する。

【００３９】記録線密度が切換えることなく400dpiに設
定されている場合には感光体ドラム32の線速度とそれに
関連する画像形成条件は表３の「400dpi」の欄に示す各
特性値に設定されているものとする。

【００４０】

【表３】

【００４１】記録線密度を400dpiから600dpiに切換える
ことにより、表３の「600dpi」の欄に示すように感光体
ドラム32の線速度が280mm／secから125mm／secに、ポリ
ゴンミラー22の回転数が16535rpmから11023rpmに、また
現像スリーブ33Ａの回転数が400rpmから180rpmに低下さ
れ、さらにそれに対応して転写紙Ｐの搬送速度、定着器
39の駆動速度を同期するよう低下される。

【００４２】一方、感光体ドラム32の帯電電位は、帯電
器31のグリッド電圧を−620Ｖから−560Ｖに切換えるこ
とにより、線速度の低下にもかかわらず記録線密度の切
換前すなわち400dpiの場合と同レベルの−700Ｖに維持
される。

【００４３】さらに前記の現像器33は感光体ドラム32の
線速度の切換えに対応して現像スリーブ33Ａの回転数が
自動的に変更して修正され、それによって感光体線速度
の変化に伴う現像の過不足の発生が防止される。その結
果何れの記録線密度による場合でも適正な現像作用が行
われて高品質のトナー画像を得ることが出来るようにな
っている。

【００４４】本発明者は実験結果により、現像スリーブ
33Ａの線速度を感光体ドラム32の線速度の常に３倍とな
るよう比例して変化するよう構成することにより、感光
体に対するトナーの付着量（Ｍ／Ａ）を一定にして階調
の豊かな画像を現像出来ることを確認した。

【００４５】これに反し現像スリーブ33Ａの回転数を記
録線密度の切換えにもかかわらず400rpmに固定して置い
たとすると、感光体線速度が280mm／secの場合に現像ス
リーブ33Ａの線速度が感光体線速度の約３倍となって現
像電界の強さに対応する感光体の単位面積当りのトナー
付着量（Ｍ／Ａ）が図７（ａ）の曲線Ａで示されるのに
対し、感光体線速度を125mm／secに切換えた場合現像ス
リーブ33Ａの線速度が感光体線速度の約6.7倍となって
前記のトナー付着量（Ｍ／Ａ）が曲線Ｂ１で示され、双
方の間に大きな差異が生じて画調を変化させるが、現像
スリーブ33Ａの回転数を表３に示す如く記録線密度の切
換えに応じて400rpmより180rpmに低下すると感光体線画
像を125mm／secとした場合の前記のトナー付着量（Ｍ／
Ａ）は図７（ｂ）の曲線Ｂ２で示されるような結果とな
って、前述した曲線Ａに極めて近似した特性を得ること
が出来た。

【００４６】（実施例４）本発明の第４発明の実施例に
ついて説明する。

【００４７】記録線密度が切換えることなく400dpiに設
定されている場合には感光体ドラム32の線速度とそれに
関連する画像形成条件は表４の「400dpi」の欄に示す各
特性値に設定されているものとする。

【００４８】

【表４】

【００４９】記録線密度を400dpiから600dpiに切換える
ことにより、表４の「600dpi」の欄に示すように感光体
ドラム32の線速度が280mm／secから125mm／secに、ポリ
ゴンミラー22の回転数が16535rpmから11023rpmに、また
現像スリーブ33Ａの回転数が400rpmから180rpmに低下さ
れ、さらにそれに対応して転写紙Ｐの搬送速度、定着器
39の駆動速度も同期するよう低下される。

【００５０】一方感光体ドラム32の帯電電位は、帯電器
31のグリッド電圧を−620Ｖから−560Ｖに切換えること
により線速度の低下にもかかわらず記録線密度の切換前
すなわち400dpiの場合と同レベルの−700Ｖに維持され
る。

【００５１】前記の現像スリーブ33Ａはモータの動力に
より駆動されるもので従来はモータのＯＮと同時に前述
した現像バイアスの印加を受けて感光体ドラム32上の潜
像の現像を開始し、現像の終了によりモータのＯＦＦと
現像バイアスの停止を同時に行っている。

【００５２】しかし前述のモータはＯＦＦとなったあと
もなお慣性作用により現像スリーブ33Ａを若干回転する
ため、その間現像バイアスが停止していると現像の場合
とは逆極性の電界が強くなり、そのため現像スリーブ33
Ａの担持する現像剤Ｄ中のキャリア成分が感光体ドラム
32の周面に吸着される。

【００５３】この吸着されたキャリアは感光体ドラム32
のクリーニング時にグレードの圧接力により感光体面を
傷付けて形成する画像の画質を損うおそれがある。

【００５４】そこで本発明の装置においては現像バイア
スの印加を、現像スリーブ33Ａを駆動するモータのＯＦ
Ｆ後若干の時間を経て現像スリーブ33Ａが完全に静止し
てから停止するよう制御することにより逆極性の電界が
強まるのを回避し、それによって現像終了後にキャリア
が感光体面に吸着されるのを防止している。

【００５５】図８は前記装置の連続した２枚のコピーの
画像形成プロセスを示すタイムチャートであって、現像
スリーブ33Ａを駆動するモータのＯＦＦと現像バイアス
の印加の停止との間に45msの時間差を設けた例を示した
ものであり、本発明者の実験によると前記の時間差の設
定により現像終了後における感光体面へのキャリアの吸
着は全く見られなくなった。

【００５６】なお以上説明した各実施例において実験に
使用した定着器37の仕様ならびに現像器33に用いられる
現像側には次の仕様のものが使用される。

【００５７】定着器 上ローラ：長さ324mm，径φ50mm 芯金材質 Ａ5056ＴＤ（ＰＦＡコート20μm） 下ローラ：長さ310mm，径φ50mm 芯金材質 ＳＴＫＭ（ＬＴＶゴム５ｍｍ・・・ゴム硬度
３０°＋ＰＦＡチューブ） 圧着荷重：3.7kgf/cm ヒ ー タ：上ローラ 1100Ｗ 下ローラ 200Ｗ 設定温度：200℃（上ローラ） 現像剤 ト ナ ー：ポリエステル系 平均粒径8.5μm キャリア：樹脂コーティングを施したフェライト 平均
粒径60μm トナー濃度：４％

【００５８】

【発明の効果】本発明により、記録線密度の切換により
感光体線速度が変化しても常に画像形成に適した現像機
能が得られることとなり、その結果かぶりやキャリアの
付着がなく高品位の画像を記録出来る画像形成装置が提
供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の断面構成図。

【図２】レーザ書込み部の平面図。

【図３】現像器の断面構成図。

【図４】感光体に対するトナー付着量の特性を示すグラ
フ。

【図５】トナーの付着量と帯電量の推移を示すグラフ。
（従来例）

【図６】トナーの付着量と帯電量の推移を示すグラフ。
（本発明例）

【図７】トナー付着量と現像電界の強さとの関係を示す
グラフ。

【図８】画像形成プロセスを示すタイムチャート。

【符号の説明】

10 画像読取り部 20 レーザ書込み部 30 画像形成部 31 帯電器 32 感光体ドラム 33 現像器 33Ａ 現像スリーブ 332 撹拌部材 34 転写器 35 分離器 36 搬送ベルト 37 定着器 37Ａ 上ローラ 37Ｂ 下ローラ 40 給紙部 41 給紙カセット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 晃 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電とレーザ光の露光により形成される
   感光体上の静電潜像を現像スリーブの回転によって現像
   する現像手段を備え、前記潜像の記録線密度を感光体線
   速度の切換えによって変化させることを可能とした画像
   形成装置において、前記現像手段の現像条件を前記記録
   線密度の切換えに応じて変化させることを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 帯電とレーザ光の露光により形成される
   感光体上の静電潜像を現像スリーブの回転によって現像
   する現像手段を備え、前記潜像の記録線密度を感光体線
   速度の切換えによって変化させることを可能とした画像
   形成装置において、前記現像手段の内蔵する現像剤の撹
   拌手段の線速度を前記記録線密度の切換えに関係なく一
   定としたことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 帯電とレーザ光の露光により形成される
   感光体上の静電潜像を現像スリーブの回転により現像す
   る現像手段を備え、前記潜像の記録線密度を感光体線速
   度の切換えによって変化させることを可能とした画像形
   成装置において、前記現像スリーブの線速度を前記感光
   体線速度に比例して変化させることを特徴とする画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 帯電とレーザの露光により形成される感
   光体上の静電潜像を現像スリーブの回転により反転現像
   する現像手段を備える画像形成装置において、前記現像
   スリーブに対する現像バイアス電圧の印加を前記現像ス
   リーブを駆動するモータのＯＦＦ後所定時間を経て終了
   させることを特徴とする画像形成装置。