JPH09258534A

JPH09258534A - 電子写真記録装置

Info

Publication number: JPH09258534A
Application number: JP8069901A
Authority: JP
Inventors: Eisaku Murakami; 栄作村上
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】現像ローラ上のトナー量が増加しても安定し
た画像濃度を得ることを可能にする。【解決手段】現像ローラ９の回転時間を計時するタイ
マー23をＭＰＵ22がモニターして、所定の時間を計時し
たとき感光体１と現像ローラ９との電位差が小さくなる
ようにバイアス電源21を制御することにより、経時にお
ける現像ローラ上のトナー量の増加による画像濃度の上
昇が防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、普通紙複写機、普
通紙ファクシミリ、レーザプリンタ等に適用される電子
写真記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図16は電子写真記録装置の一例を示す構
成図であり、１は像担持体であるベルト状の感光体、２
は帯電装置、３は光書き込み装置、４は現像装置、５は
転写装置、６はクリーニング装置、７は除電装置を示
す。感光体１は、ローラ８，８，８によって張設され、
図中矢印方向に循環移動する。この感光体１の表面に対
向して帯電装置２が配置されており、さらに感光体１の
周囲には、感光体１の移動方向に現像装置４，転写装置
５，クリーニング装置６，除電装置７の順に配置されて
いる。なお、光書き込み装置３による露光は帯電装置２
と現像装置４との間における感光体１の表面になされ
る。

【０００３】次に、前記した電子写真記録装置における
画像形成プロセスについて説明する。循環移動する感光
体１の表面は帯電装置２によって均一に帯電され、この
帯電した感光体１の表面に対して光書き込み装置３が画
像情報に応じて変調された光を照射することにより、感
光体１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に
現像装置４がトナーを付着させることにより、静電潜像
が可視像化して感光体１の表面にトナー像が形成され
る。このトナー像が転写装置５によって用紙に転写さ
れ、さらに図示しない定着装置によって用紙を加熱およ
び加圧してトナー像を用紙に定着させた後に、その用紙
は外部に排紙される。また、転写されずに残留した感光
体１上のトナーはクリーニング装置６によって回収さ
れ、さらに除電装置７によって残留電荷が除去されて、
次の画像形成プロセスに移る。

【０００４】また、９は現像ローラ、10はトナー規制ブ
レードであるドクターブレード、11はトナーを収納する
現像ホッパ、12はバイアス電源を示す。現像装置４の本
体内には現像ローラ９とドクターブレード10とが当接し
た状態で配設されており、電子写真記録装置本体内に現
像装置４を装着したとき現像ローラ９に感光体１が当接
する。現像ローラ９の表面は磁性を帯びており、現像ホ
ッパ11内のトナーが磁気的に現像ローラ９の表面に吸着
する。さらに現像ローラ９の表面のトナーは、回転して
いる現像ローラ９の表面に当接しているドクターブレー
ド10によって薄層化されると共にトナーの摩擦帯電が行
われる。さらにまた現像ローラ９にはバイアス電源12に
よって現像バイアスが印加されており、その結果、摩擦
帯電電荷を得たトナーが静電潜像に対して選択的に付着
するようになり、感光体１上にトナー像が形成されるよ
うになる。

【０００５】ところで、図16の装置には、感光体１に現
像ローラ９を当接させ、現像ローラ９から直接感光体１
にトナーを搬送する方式の現像装置が採用されている。
しかし、この方式では現像ローラ９上に逆帯電トナーが
発生した場合、その逆帯電トナーが感光体１における白
地の部分に転移してしまい、その結果、用紙の地汚れが
発生する虞があった。そこでこの点に鑑みてなされたも
のが次に説明する装置である。

【０００６】図17は電子写真記録装置の他例を示す構成
図であり、13は像担持体である感光体ドラム、14は現像
装置を示す。なお、図16に示す部材と同一の部材あるい
は同一機能の部材については同一の符号を付して詳細な
説明は省略した。感光体ドラム13は図中矢印方向に回転
する。この感光体ドラム13の表面に対向して帯電装置２
が配置されており、さらに感光体ドラム13の周囲には、
感光体ドラム13の回転方向に現像装置14，転写装置５，
クリーニング装置６，除電装置７の順に配置されてい
る。なお、光書き込み装置３による露光は帯電装置２と
現像装置14との間における感光体ドラム13の表面になさ
れる。なお、図17の装置における画像形成プロセスにつ
いては前述した図16の装置における画像形成プロセスと
同じであるため説明は省略する。

【０００７】また、15は第１トナー搬送ローラである現
像ローラ、16は第２トナー搬送ローラである中間ロー
ラ、17はトナー規制ブレードであるドクターブレード、
18はトナーを収納する現像ホッパ、19は現像ローラバイ
アス電源、20は中間ローラバイアス電源を示す。現像装
置14の本体内には現像ローラ15とドクターブレード17と
が当接した状態で配設されており、さらに現像ローラ15
に対して中間ローラ16が当接した状態で配設されてい
る。そして、電子写真記録装置本体内に現像装置14を装
着したとき中間ローラ16に感光体ドラム13が当接する。
また、現像ローラ15と中間ローラ16は同方向に回転して
おり、その接点においては互いに逆方向に移動する。ま
た、中間ローラ16と感光体ドラム13は逆方向に回転して
おり、その接点においては互いに順方向に移動する。

【０００８】現像ホッパ18内のトナーは磁気的に現像ロ
ーラ15の表面に吸着し、さらに現像ローラ15の表面のト
ナーはドクターブレード17によって薄層化されると共に
トナーの摩擦帯電が行われる。さらにまた現像ローラ15
には現像ローラバイアス電源19によって現像ローラバイ
アスＶdevが印加されており、中間ローラ16には中間ロ
ーラバイアス電源20によって中間ローラバイアスＶmid
が印加されている。その結果、摩擦帯電電荷を得た現像
ローラ15上のトナーは、現像ローラ15と中間ローラ16と
の電位差(Ｖmid−Ｖdev)によって中間ローラ16に転移
し、さらに中間ローラ16上のトナーは感光体ドラム13上
の静電潜像に対して選択的に付着するようになり、感光
体ドラム13上にトナー像が形成されるようになる。

【０００９】このような構成により、現像ローラ15上に
逆帯電トナーが発生しても中間ローラ16には転移しない
ため、地汚れの発生が防止させる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図16に
示す電子写真装置の現像装置においては、経時的に現像
ローラ９上のトナー量が増えてしまうという問題点があ
った。つまり、現像ローラ９の回転時において、現像ロ
ーラ９表面または現像ローラ９上のトナーによってドク
ターブレード10と現像ローラ９との当接面が摩耗してし
まい、その結果ドクターブレード10と現像ローラ９との
接触面積が増加する。この時、ドクターブレード10と現
像ローラ９との間のマクロな当接圧が同じであるとすれ
ば、単位面積当たりの当接圧が弱くなってしまうため
に、トナーを堰き止める力が弱くなり、現像ローラ９上
のトナー量が増えてしまうという現象を起因とするもの
であった。この現象が発生すると現像特性(いわゆるγ
特性)が変化してしまい１ドットに現像するトナー量が
増え、ドットが大きくなってしまうという不具合があっ
た。

【００１１】図18は現像ローラの回転総時間に対する現
像ローラ上のトナー量を示すグラフであり、現像ローラ
９の回転時間によって現像ローラ９上のトナー量が増加
していくことが分かる。特に、120時間(Ｂ４サイズの用
紙を６万枚コピーした場合に相当する)の回転時間でほ
ぼ現像ローラ９上のトナー量が倍になってしまう。この
ようにトナー量が増加してしまった場合、現像特性は図
19に示すように、経時で変化してしまう。図19の横軸は
感光体１上の表面電位と現像バイアスの差であり、同じ
バイアス差であっても、経時では、感光体１上の静電潜
像を現像するトナー量が多くなってしまうことが分か
る。また、現像開始電圧Ｖkも初期時には電圧Ｖk₁であ
ったのに対して経時には電圧Ｖk₂と低下してしまうため
に、現像初期時には感光体１上の１ドットの大きさが図
20(a)に示す状態であったものが、経時では同じ画像記
録であっても図20(b)に示すように大きくなってしまう
ことになる。したがって、ドット径が大きくなってしま
うと初期時よりも黒部の面積が大きくなるために画像濃
度が上昇してしまい、設定した階調の画像が得られ無く
なってしまう虞があった。

【００１２】同様なことは、図17の装置についても言え
る。

【００１３】図21は図17の装置における現像ローラの回
転総時間に対する現像ローラ上のトナー量を示すグラ
フ、図22は図17の装置における中間ローラの回転総時間
に対する中間ローラ上のトナー量を示すグラフであり、
現像ローラ15の回転時間によって現像ローラ15上のトナ
ー量が増加し、同時に中間ローラ16上のトナー量も増加
していくことが分かる。図23は、初期時および６万枚の
画像記録後における、現像ローラと中間ローラとの電位
差(Ｖmid−Ｖdev)に対する中間ローラ上のトナー量を示
すグラフである。現像ローラ15と中間ローラ16との電位
差(Ｖmid−Ｖdev)は通常300Ｖ程度に設定されている
が、同じ電位差でも経時により中間ローラ16上のトナー
量は増加していくことが分かる。さらに図24は、初期時
および６万枚の画像記録後における、中間ローラと感光
体との電位差に対する感光体上のトナー量を示すグラフ
である。図24に示すように経時により現像特性(いわゆ
るγ特性)も変化し、同じ電位差であっても感光体ドラ
ム13上に付着するトナー量も増加することが分かる。

【００１４】また、図25は図17に示す装置によって形成
されたドットの大きさを示す説明図である。初期時にお
いて、中間ローラ16上には0.84mg／cm²の量のトナー層
が形成され、この時、感光体ドラム13上には、図25(a)
に示すように、横62.5μm，縦64.9μmの格子の４隅に接
する程度の径のドットが形成される。そして経時により
中間ローラ16上のトナー量は増加して中間ローラ16上に
1.50mg／cm²の量のトナー層が形成されるようになる。
この時、図25(b)に示すように、隣りの格子の角部の一
部を覆い隠すような大きさの径を有するドットが形成さ
れる。このように、１ドットを形成するトナー量が増え
ることにより、図25(b)に示すようにドットが大きくな
ってしまうという不具合があった。

【００１５】ところで、通常ファックス等のレーザ記録
装置の場合、ハーフトーン等の中間調はいわゆる誤差拡
散方式のように同じ大きさのドットをちりばめること
で、見た目の濃度を変えられるような処理が行われる。
つまり、画像の濃い部分ではドットを集め、画像の薄い
部分ではドットとドットとの間隔を大きくすることで薄
い画像を出力できるような画像処理を行っている。その
ため、前述したような現象が発生すると１ドット当たり
の大きさが大きくなってしまうので初期と経時では同じ
画像を出力しているにも関わらず、経時で画像が濃くな
ってしまうという不具合があった。

【００１６】本発明は、経時での現像特性の変化による
画像濃度の上昇を防ぎ、安定した良好な画像を簡単な構
成でなおかつ低コストに得ることができるようにした電
子写真記録装置を提供することをその課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記課題を有効に解決達
成するための技術手段として、像担持体と、この像担持
体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電した前記像担持
体に静電潜像を形成させる光書き込み装置と、前記像担
持体に当接しかつ表面にトナーを担持する現像ローラお
よびこの現像ローラ表面のトナー量を規制しかつ該トナ
ーを薄層化させるトナー規制ブレードを有する現像装置
と、前記現像ローラにバイアスを印加して前記現像ロー
ラ表面のトナーを前記静電潜像に転移させてトナー像を
形成させる現像バイアス電源と、前記トナー像を用紙に
転写させる転写装置とを備えた電子写真記録装置におい
て、本発明は、前記現像バイアス電源の印加出力を可変
とし、前記現像ローラの回転総時間に応じて前記現像バ
イアス電源の印加出力を制御する制御手段を設けたこと
を特徴とする。

【００１８】また、前記現像バイアス電源の印加出力を
可変とし、トナー像が転写された用紙の枚数に応じて前
記現像バイアス電源の印加出力を制御する制御手段を設
けたことを特徴とする。

【００１９】このような構成により、現像ローラから感
光体に転移させるトナー量を低減させることができ、そ
の結果、経時においてもドット径を安定させることがで
きる。

【００２０】また、前記光書き込み装置の露光エネルギ
ーを可変とし、前記現像ローラの回転総時間に応じて前
記光書き込み装置の露光エネルギーを制御する制御手段
を設けたことを特徴とする。

【００２１】また、前記光書き込み装置の露光エネルギ
ーを可変とし、トナー像が転写された用紙の枚数に応じ
て前記光書き込み装置の露光エネルギーを制御する制御
手段を設けたことを特徴とする。

【００２２】また、前記光書き込み装置における１画素
当たりの露光時間を可変とし、前記現像ローラの回転総
時間に応じて前記光書き込み装置の露光時間を制御する
制御手段を設けたことを特徴とする。

【００２３】また、前記光書き込み装置における１画素
当たりの露光時間を可変とし、トナー像が転写された用
紙の枚数に応じて前記光書き込み装置の露光時間を制御
する制御手段を設けたことを特徴とする。

【００２４】このような構成により、静電潜像形成の時
点でドット径を小さくすることができ、その結果、経時
においてもドット径を安定させることができる。

【００２５】さらに、像担持体と、この像担持体の表面
を帯電させる帯電装置と、帯電した前記像担持体に静電
潜像を形成させる光書き込み装置と、表面にトナーを担
持する第１トナー搬送ローラ、この第１トナー搬送ロー
ラおよび前記像担持体に当接しかつ第１トナー搬送ロー
ラ表面のトナーを前記像担持体に搬送する第２トナー搬
送ローラ、ならびに、前記第１トナー搬送ローラ表面の
トナー量を規制しかつ該トナーを薄層化させるトナー規
制ブレードを有する現像装置と、前記第１トナー搬送ロ
ーラにバイアスを印加して前記第１トナー搬送ローラ表
面のトナーを前記第２トナー搬送ローラに転移させてト
ナー層を形成させる第１トナー搬送ローラバイアス電源
と、前記第２トナー搬送ローラにバイアスを印加して前
記第２トナー搬送ローラ表面のトナーを静電潜像に転移
させてトナー像を形成させる第２トナー搬送ローラバイ
アス電源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写装置
とを備えた電子写真記録装置において、本発明は、前記
第１トナー搬送ローラバイアス電源または前記第２トナ
ー搬送ローラバイアス電源の印加出力を可変とし、前記
現像ローラの回転総時間に応じて前記第１トナー搬送ロ
ーラバイアス電源または前述のように可変とした前記第
２トナー搬送ローラバイアス電源の印加出力を制御する
制御手段を設けたことを特徴とする。

【００２６】また、前記第１トナー搬送ローラバイアス
電源または前記第２トナー搬送ローラバイアス電源の印
加出力を可変とし、トナー像が転写された用紙の枚数に
応じて前記第１トナー搬送ローラバイアス電源または前
述のように可変とした前記第２トナー搬送ローラバイア
ス電源の印加出力を制御する制御手段を設けたことを特
徴とする。

【００２７】このような構成により、第１トナー搬送ロ
ーラから第２トナー搬送ローラに転移させるトナー量を
低減させることができ、その結果、第２トナー搬送ロー
ラのトナー層が安定するため、経時においてもドット径
を安定させることができる。

【００２８】また、前記光書き込み装置の露光エネルギ
ーを可変とし、前記現像ローラの回転総時間に応じて前
記光書き込み装置の露光エネルギーを制御する制御手段
を設けたことを特徴とする。

【００２９】また、前記光書き込み装置の露光エネルギ
ーを可変とし、トナー像が転写された用紙の枚数に応じ
て前記光書き込み装置の露光エネルギーを制御する制御
手段を設けたことを特徴とする。

【００３０】また、前記光書き込み装置における１画素
当たりの露光時間を可変とし、前記現像ローラの回転総
時間に応じて前記光書き込み装置の露光時間を制御する
制御手段を設けたことを特徴とする。

【００３１】また、光書き込み装置における１画素当た
りの露光時間を可変とし、トナー像が転写された用紙の
枚数に応じて前記光書き込み装置の露光時間を制御する
制御手段を設けたことを特徴とする。

【００３２】このような構成により、静電潜像形成の時
点でドット径を小さくすることができ、その結果、経時
においてもドット径を安定させることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、図16，図17に示し
た部材と同一の部材に対しては同一の符号を付すことで
詳細な説明は省略した。

【００３４】図１は本発明の第１実施形態の電子写真記
録装置の概要を示す説明図であり、21は、可変制御が可
能であり、かつ現像ローラ９にバイアスを印加するため
のバイアス電源、22は電子写真記録装置全体の制御を行
うＭＰＵ、23は現像ローラ９の回転時間を計時するタイ
マーを示す。

【００３５】ところで、図19に示すように、現像バイア
ス電位と感光体１の表面電位との電位差を小さくする
と、感光体１に付着するトナー量が減少することが分か
る。そこで、第１実施形態は、タイマー23が計時する現
像ローラ９の回転時間をＭＰＵ22がモニターし、その結
果をもとに、現像バイアス電位と露光後の感光体１の表
面電位との電位差を小さくするようにバイアス電源21の
出力をＭＰＵ22が制御して、感光体１に付着するトナー
量を減少させるものである。このように現像バイアス電
位を制御することにより、経時で現像ローラ９上のトナ
ー量が多くなるにも関わらず、ドット径を常に一定に保
つことができ、安定した階調性を得ることができる。

【００３６】図２は本発明の第２実施形態の電子写真記
録装置の概要を示す説明図であり、30は、露光エネルギ
ーの出力調整が可能であり、かつ感光体１に静電潜像を
形成するための光書き込み装置、31は電子写真記録装置
全体の制御を行うＭＰＵ、32は現像ローラ９の回転時間
を計時するタイマーを示す。

【００３７】第２実施形態は、タイマー32が計時する現
像ローラ９の回転時間をＭＰＵ31がモニターし、その結
果をもとに、露光エネルギーを小さくするように光書き
込み装置30の出力をＭＰＵ31が制御するものである。こ
のように露光エネルギーを制御することにより、静電潜
像の状態でドット径を小さくすることができるので、経
時で現像ローラ９上のトナー量が多くなってもドット径
を常に一定に保つことができ、安定した階調性を得るこ
とができる。

【００３８】図３は本発明の第３実施形態の電子写真記
録装置の概要を示す説明図であり、40は、１ドット当た
りの露光時間の調整が可能であり、かつ感光体１に静電
潜像を形成するための光書き込み装置、41は電子写真記
録装置全体の制御を行うＭＰＵ、42は現像ローラ９の回
転時間を計時するタイマーを示す。

【００３９】第３実施形態は、タイマー42が計時する現
像ローラ９の回転時間をＭＰＵ41がモニターし、その結
果をもとに、露光時間を短縮するように光書き込み装置
40をＭＰＵ41が制御するものである。このように露光時
間を制御することにより、静電潜像の状態でドット径を
小さくすることができるので、経時で現像ローラ９上の
トナー量が多くなってもドット径を常に一定に保つこと
ができ、安定した階調性を得ることができる。

【００４０】図４は本発明の第４実施形態の電子写真記
録装置の概要を示す説明図であり、50は、可変制御が可
能であり、かつ現像ローラ15にバイアスを印加するため
の現像ローラバイアス電源、51は電子写真記録装置全体
の制御を行うＭＰＵ、52は現像ローラ15の回転時間を計
時するタイマーを示す。

【００４１】ところで、図４の装置において、感光体ド
ラム13に付着させるトナー量を安定させるには中間ロー
ラ16に形成されるトナー層を安定させる必要がある。ま
た、図23に示すように、現像ローラバイアス電位Ｖdev
(以下、現像バイアス電位Ｖdevと称する)と中間ローラ
バイアス電位Ｖmid(以下、中間バイアス電位Ｖmidと称
する)との電位差(Ｖmid−Ｖdev)を小さくすると、中間
ローラ16に付着するトナー量が減少する。そこで、第４
実施形態は、タイマー52が計時する現像ローラ15の回転
時間をＭＰＵ51がモニターし、その結果をもとに、現像
バイアス電位Ｖdevと中間バイアス電位Ｖmidとの電位差
(Ｖmid−Ｖdev)を小さくするように現像バイアス電源50
の出力をＭＰＵ51が制御するものである。このように現
像バイアス電位Ｖdevを制御することにより、経時で現
像ローラ15上のトナー量が多くなるにも関わらず、中間
ローラ16のトナー量が安定し、その結果ドット径を常に
一定に保つことができ、安定した階調性を得ることがで
きる。

【００４２】図５は本発明の第５実施形態の電子写真記
録装置の概要を示す説明図であり、60は、露光エネルギ
ーの出力調整が可能であり、かつ感光体ドラム13に静電
潜像を形成するための光書き込み装置、61は電子写真記
録装置全体の制御を行うＭＰＵ、62は現像ローラ15の回
転時間を計時するタイマーを示す。

【００４３】第５実施形態は、タイマー62が計時する現
像ローラ15の回転時間をＭＰＵ61がモニターし、その結
果をもとに、露光エネルギーを小さくするように光書き
込み装置60の出力をＭＰＵ61が制御するものである。こ
のように露光エネルギーを制御することにより、静電潜
像の状態でドット径を小さくすることができるので、経
時で現像ローラ15上および中間ローラ16上のトナー量が
多くなってもドット径を常に一定に保つことができ、安
定した階調性を得ることができる。

【００４４】図６は本発明の第６実施形態の電子写真記
録装置の概要を示す説明図であり、70は、１ドット当た
りの露光時間の調整が可能であり、かつ感光体ドラム13
に静電潜像を形成するための光書き込み装置、71は電子
写真記録装置全体の制御を行うＭＰＵ、72は現像ローラ
15の回転時間を計時するタイマーを示す。

【００４５】第６実施形態は、タイマー72が計時する現
像ローラ15の回転時間をＭＰＵ71がモニターし、その結
果をもとに、露光時間を短縮するように光書き込み装置
70をＭＰＵ71が制御するものである。このように露光時
間を制御することにより、静電潜像の状態でドット径を
小さくすることができるので、経時で現像ローラ15上お
よび中間ローラ16上のトナー量が多くなってもドット径
を常に一定に保つことができ、安定した階調性を得るこ
とができる。

【００４６】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本実施形態は前述したものに限るものではない。例
えば、本実施形態では現像ローラ９または現像ローラ15
の回転時間を、現像ローラ９または現像ローラ15に印加
するバイアス電源の出力制御、または光書き込み装置の
制御の基準としたが、それに限らずコピー枚数を基準と
しても良い。通常、電子写真記録装置の内部にはコピー
枚数を計数するカウンタが備えられている。このカウン
タを利用することにより、タイマー等、新たに部材を設
ける必要がなくなる。また、第１〜第３実施形態には、
ベルト状の感光体を適用しているが、第４〜第６実施形
態のようにドラム状の感光体を適用しても良い。さら
に、第４実施形態では現像バイアス電源を制御したが、
中間バイアス電源を制御するようにしても良い。

【００４７】

【実施例】次に、本実施形態の実施例について説明す
る。

【００４８】図７は、第１実施形態の装置におけるビー
ム径および感光体感度から計算される、400dpiの１ドッ
トの３次元図であり、ｘ軸は主走査方向のドットの大き
さ、ｙ軸は副走査方向のドットの大きさ、ｚ軸は感光体
上の表面電位を示す。ここで、現像ローラ９のトナーが
ドクターブレード10によって負帯電とするとすれば、例
えば初期時において現像バイアス電位を−400Ｖに設定
すると、感光体１表面において−400Ｖよりプラス側の
電位を有する領域に現像ローラ９からトナーが転移付着
するようになる。

【００４９】初期時から現像ローラ９を例えば120時間
回転させた後には、図20(a)に示すようなドットが、図2
0(b)に示すようにドット径が大きくなってくる。そこで
現像バイアスを−300Ｖになるように制御する。その結
果、図７に示すようにドット径を小さくすることができ
るようになる。なお、現像ローラ９にかけるバイアスの
制御は連続的でも段階的でも構わない。

【００５０】図８は第２実施形態の装置におけるビーム
径感光体感度から計算される400dpiの主走査方向の１ド
ットの大きさの計算値を示すグラフ、図９は副走査方向
の１ドットの大きさの計算値を示すグラフであり、縦軸
は感光体上の表面電位、横軸はドットの大きさを示して
いる。図８，図９において、１／１とは露光エネルギー
が初期の設定値の場合、１／２はエネルギーが設定値の
半分の場合を示すものであり、図中には５分の１(１／
５)の場合まで図示してある。図８，図９のグラフによ
り、露光エネルギーを低下させることによって主走査方
向および副走査方向ともにドット径が小さくなることが
分かる。

【００５１】初期時の現像バイアス電位Ｖ_Bが−400Ｖ、
現像開始電圧(図19のＶk₁)が０Ｖであるとすると、感光
体１表面において−400Ｖよりプラス側の電位を有する
領域に現像ローラ９からトナーが転移付着するようにな
る。通常、露光された感光体１の領域の露光後電位Ｖ_L
は現像バイアス電位Ｖ_Bよりも高くなり画像部を形成す
る。また、感光体１において未露光の領域の電位は帯電
装置２による帯電電位Ｖ _Dであり、この帯電電位Ｖ_Dは現
像バイアス電位Ｖ_Bよりも低く、地肌部を形成する。そ
して経時でドット径が大きくなった時に露光エネルギー
を低下させるように制御することにより、静電潜像の状
態でドット径を小さくすることができる。なお、露光エ
ネルギーの制御は連続的でも段階的でも構わない。

【００５２】図10は第３実施形態の装置におけるビーム
径感光体感度から計算される400dpiの主走査方向の１ド
ットの大きさの計算値を示すグラフ、図11は副走査方向
の１ドットの計算値を示すグラフであり、縦軸は感光体
上の表面電位、横軸はドットの大きさを示している。図
10，図11において、１／１は露光時間が初期の設定値の
場合、１／２は露光時間が設定値の半分の場合を示すも
のであり、図中には５分の１(１／５)の場合まで図示し
てある。なお、露光エネルギーは図８，図９の１／１の
状態で計算を行った。

【００５３】図10，図11のグラフにより、露光時間を短
縮することによって主走査方向および副走査方向ともに
ドット径が小さくなることが分かる。第３実施形態の実
施例は、この現象を利用して経時的に１画素当たりの露
光時間を制御することで、静電潜像の状態でドット径を
一定に保つようにしたものである。

【００５４】次に、第４実施形態の実施例について説明
する。図21，図22に示すように経時で現像ローラ15上の
トナー量が増えることにより、中間ローラ16上でもトナ
ー量が増えてしまい、その結果感光体ドラム13への現像
特性が変わってしまうが、中間ローラ16上のトナー量を
支配するパラメータは現像ローラ15上のトナー量のほか
に現像ローラ15と中間ローラ16との間の電位差(Ｖmid−
Ｖdev)がある。この電位差(Ｖmid−Ｖdev)を小さくする
ことによって、図23に示すように中間ローラ16上のトナ
ー量を減らすことができる。この現象は現像ローラ15上
のトナー量が増えても同じことであり、電位差(Ｖmid−
Ｖdev)を小さくすることで中間ローラ16上のトナー量を
減らすことができる。図23に示すように、例えば６万枚
ほどコピーして現像ローラ15のトナー量が多くなった状
態において、現像ローラ15に印加するバイアスを変更し
て電位差(Ｖmid−Ｖdev)が100Ｖになるように制御すれ
ば、初期時とほぼ同じ中間ローラ16上のトナー量が得ら
れることになる。その結果、ドットの大きさを、図25
(b)に示す大きさから図25(a)に示す程度の大きさまで縮
小させることができる。なお、露光時間の制御は連続的
でも段階的でも構わない。

【００５５】図12は第５実施形態の装置におけるビーム
径感光体感度から計算される400dpiの主走査方向の１ド
ットの計算値を示すグラフ、図13は副走査方向の１ドッ
トの計算値を示すグラフであり、縦軸は感光体上の表面
電位、横軸はドットの大きさを示している。図12，図13
において、１／１とは露光エネルギーが初期の設定値の
場合、１／２はエネルギーが設定値の半分の場合を示す
ものであり、図中には５分の１(１／５)の場合まで図示
してある。図12，図13のグラフにより、露光エネルギー
を低下させることによって主走査方向および副走査方向
ともにドット径が小さくなることが分かる。

【００５６】初期時の中間バイアス電位Ｖmidが−400
Ｖ、現像開始電圧(図24のＶk₁)が０Ｖであるとすると、
感光体ドラム13表面において−400Ｖよりプラス側の電
位を有する領域に現像ローラ15からトナーが転移付着す
るようになる。通常、露光された感光体ドラム13の領域
の露光後電位Ｖ_Lは中間バイアス電位Ｖmidよりも高くな
り画像部を形成する。また、感光体ドラム13において未
露光の領域の電位は帯電装置２による帯電電位Ｖ_Dであ
り、この帯電電位Ｖ_Dは中間バイアス電位Ｖmidよりも低
く、地肌部を形成する。そして経時でドット径が大きく
なった時に露光エネルギーを制御することにより、静電
潜像の状態でドット径を小さくすることができる。

【００５７】図14は第６実施形態の装置におけるビーム
径感光体感度から計算される400dpiの主走査方向の１ド
ットの計算値を示すグラフ、図15は副走査方向の１ドッ
トの計算値を示すグラフであり、縦軸は感光体上の表面
電位、横軸は線幅を示している。図14，図15において、
１／１は露光時間が初期の設定値の場合、１／２は露光
時間が設定値の半分の場合を示すものであり、図中には
５分の１(１／５)の場合まで図示してある。なお、露光
エネルギーは図12，図13の１／１の状態で計算を行っ
た。

【００５８】図14，図15のグラフにより、露光時間を短
縮することによって主走査方向および副走査方向ともに
ドット径が小さくなることが分かる。第６実施形態の実
施例は、この現象を利用して経時的に１画素当たりの露
光時間を制御することで、静電潜像の状態でドット径を
一定に保つようにしたものである。

【００５９】

【発明の効果】以上、説明したように構成された本発明
によれば、経時で現像ローラ上のトナー量が多くなるに
も関わらず、トナー像の濃度を常に一定に保つことがで
きるために、安定した階調性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の電子写真記録装置の概
要を示す説明図である。

【図２】本発明の第２実施形態の電子写真記録装置の概
要を示す説明図である。

【図３】本発明の第３実施形態の電子写真記録装置の概
要を示す説明図である。

【図４】本発明の第４実施形態の電子写真記録装置の概
要を示す説明図である。

【図５】本発明の第５実施形態の電子写真記録装置の概
要を示す説明図である。

【図６】本発明の第６実施形態の電子写真記録装置の概
要を示す説明図である。

【図７】第１実施形態の装置におけるビーム径および感
光体感度から計算される、400dpiの１ドットの３次元図
である。

【図８】第２実施形態の装置におけるビーム径感光体感
度から計算される400dpiの主走査方向の１ドットの大き
さの計算値を示すグラフである。

【図９】第２実施形態の装置におけるビーム径感光体感
度から計算される400dpiの副走査方向の１ドットの大き
さの計算値を示すグラフである。

【図１０】第３実施形態の装置におけるビーム径感光体
感度から計算される400dpiの主走査方向の１ドットの計
算値を示すグラフである。

【図１１】第３実施形態の装置におけるビーム径感光体
感度から計算される400dpiの副走査方向の１ドットの大
きさの計算値を示すグラフである。

【図１２】第５実施形態の装置におけるビーム径感光体
感度から計算される400dpiの主走査方向の１ドットの計
算値を示すグラフである。

【図１３】第５実施形態の装置におけるビーム径感光体
感度から計算される400dpiの副走査方向の１ドットの大
きさの計算値を示すグラフである。

【図１４】第６実施形態の装置におけるビーム径感光体
感度から計算される400dpiの主走査方向の１ドットの計
算値を示すグラフである。

【図１５】第６実施形態の装置におけるビーム径感光体
感度から計算される400dpiの副走査方向の１ドットの計
算値を示すグラフである。

【図１６】従来の電子写真記録装置の一例を示す構成図
である。

【図１７】従来の電子写真記録装置の他例を示す構成図
である。

【図１８】現像ローラの回転総時間に対する現像ローラ
上のトナー量を示すグラフである。

【図１９】初期時および６万枚の画像記録後における、
現像ローラと感光体との電位差に対する感光体上のトナ
ー量を示すグラフである。

【図２０】図16に示す装置によって形成されたドットの
大きさを示す説明図である。

【図２１】図17の装置における経時の現像ローラ上のト
ナー量を示すグラフである。

【図２２】図17の装置における経時の中間ローラ上のト
ナー量を示すグラフである。

【図２３】初期時および６万枚の画像記録後における、
現像ローラと中間ローラとの電位差(Ｖmid−Ｖdev)に対
する中間ローラ上のトナー量を示すグラフである。

【図２４】初期時および６万枚の画像記録後における、
中間ローラと感光体ドラムとの電位差に対する感光体上
のトナー量を示すグラフである。

【図２５】図17に示す装置によって形成されたドットの
大きさを示す説明図である。

【符号の説明】

１…感光体、２…帯電装置、３，30，40，60，70…
光書き込み装置、４…現像装置、５…転写装置、
６…クリーニング装置、７…除電装置、８…ロー
ラ、９…現像ローラ、 10，17…ドクターブレード、
11，18…現像ホッパ、 12，21…バイアス電源、 13
…感光体ドラム、 14…現像装置、 15…第１トナー搬
送ローラである現像ローラ、 16…中間ローラ、 19，
50…現像ローラバイアス電源(現像バイアス電源)、 20
…中間ローラバイアス電源(中間バイアス電源)、 22，
31，41，51，61，71…ＭＰＵ、 23，32，42，52，62，
72…タイマー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体に静電潜像を
形成させる光書き込み装置と、前記像担持体に当接しか
つ表面にトナーを担持する現像ローラおよびこの現像ロ
ーラ表面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄層化させ
るトナー規制ブレードを有する現像装置と、前記現像ロ
ーラにバイアスを印加して前記現像ローラ表面のトナー
を前記静電潜像に転移させてトナー像を形成させる現像
バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写
装置とを備えた電子写真記録装置において、前記現像バイアス電源の印加出力を可変とし、前記現像
ローラの回転総時間に応じて前記現像バイアス電源の印
加出力を制御する制御手段を設けたことを特徴とする電
子写真記録装置。
【請求項２】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体に静電潜像を
形成させる光書き込み装置と、前記像担持体に当接しか
つ表面にトナーを担持する現像ローラおよびこの現像ロ
ーラ表面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄層化させ
るトナー規制ブレードを有する現像装置と、前記現像ロ
ーラにバイアスを印加して前記現像ローラ表面のトナー
を前記静電潜像に転移させてトナー像を形成させる現像
バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写
装置とを備えた電子写真記録装置において、前記現像バイアス電源の印加出力を可変とし、トナー像
が転写された用紙の枚数に応じて前記現像バイアス電源
の印加出力を制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る電子写真記録装置。
【請求項３】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して静
電潜像を形成させる光書き込み装置と、前記像担持体に
当接しかつ表面にトナーを担持する現像ローラおよびこ
の現像ローラ表面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄
層化させるトナー規制ブレードを有する現像装置と、前
記現像ローラにバイアスを印加して前記現像ローラ表面
のトナーを前記静電潜像に転移させてトナー像を形成さ
せる現像バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写さ
せる転写装置とを備えた電子写真記録装置において、前記光書き込み装置の露光エネルギーを可変とし、前記
現像ローラの回転総時間に応じて前記光書き込み装置の
露光エネルギーを制御する制御手段を設けたことを特徴
とする電子写真記録装置。
【請求項４】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して静
電潜像を形成させる光書き込み装置と、前記像担持体に
当接しかつ表面にトナーを担持する現像ローラおよびこ
の現像ローラ表面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄
層化させるトナー規制ブレードを有する現像装置と、前
記現像ローラにバイアスを印加して前記現像ローラ表面
のトナーを前記静電潜像に転移させてトナー像を形成さ
せる現像バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写さ
せる転写装置とを備えた電子写真記録装置において、前記光書き込み装置の露光エネルギーを可変とし、トナ
ー像が転写された用紙の枚数に応じて前記光書き込み装
置の露光エネルギーを制御する制御手段を設けたことを
特徴とする電子写真記録装置。
【請求項５】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して静
電潜像を形成させる光書き込み装置と、前記像担持体に
当接しかつ表面にトナーを担持する現像ローラおよびこ
の現像ローラ表面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄
層化させるトナー規制ブレードとを有する現像装置と、
前記現像ローラにバイアスを印加して前記現像ローラ表
面のトナーを前記静電潜像に転移させてトナー像を形成
させる現像バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写
させる転写装置とを備えた電子写真記録装置において、前記光書き込み装置における１画素当たりの露光時間を
可変とし、前記現像ローラの回転総時間に応じて前記光
書き込み装置の露光時間を制御する制御手段を設けたこ
とを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項６】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して静
電潜像を形成させる光書き込み装置と、前記像担持体に
当接しかつ表面にトナーを担持する現像ローラおよびこ
の現像ローラ表面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄
層化させるトナー規制ブレードを有する現像装置と、前
記現像ローラにバイアスを印加して前記現像ローラ表面
のトナーを前記静電潜像に転移させてトナー像を形成さ
せる現像バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写さ
せる転写装置とを備えた電子写真記録装置において、前記光書き込み装置における１画素当たりの露光時間を
可変とし、トナー像が転写された用紙の枚数に応じて前
記光書き込み装置の露光時間を制御する制御手段を設け
たことを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項７】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体に静電潜像を
形成させる光書き込み装置と、表面にトナーを担持する
第１トナー搬送ローラ、この第１トナー搬送ローラおよ
び前記像担持体に当接しかつ第１トナー搬送ローラ表面
のトナーを前記像担持体に搬送する第２トナー搬送ロー
ラ、ならびに、前記第１トナー搬送ローラ表面のトナー
量を規制しかつ該トナーを薄層化させるトナー規制ブレ
ードを有する現像装置と、前記第１トナー搬送ローラに
バイアスを印加して前記第１トナー搬送ローラ表面のト
ナーを前記第２トナー搬送ローラに転移させてトナー層
を形成させる第１トナー搬送ローラバイアス電源と、前
記第２トナー搬送ローラにバイアスを印加して前記第２
トナー搬送ローラ表面のトナーを静電潜像に転移させて
トナー像を形成させる第２トナー搬送ローラバイアス電
源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写装置とを備
えた電子写真記録装置において、前記第１トナー搬送ローラバイアス電源または前記第２
トナー搬送ローラバイアス電源の印加出力を可変とし、
前記現像ローラの回転総時間に応じて前記第１トナー搬
送ローラバイアス電源または前述のように可変とした前
記第２トナー搬送ローラバイアス電源の印加出力を制御
する制御手段を設けたことを特徴とする電子写真記録装
置。
【請求項８】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体に静電潜像を
形成させる光書き込み装置と、表面にトナーを担持する
第１トナー搬送ローラ、この第１トナー搬送ローラおよ
び前記像担持体に当接しかつ第１トナー搬送ローラ表面
のトナーを前記像担持体に搬送する第２トナー搬送ロー
ラ、ならびに、前記第１トナー搬送ローラ表面のトナー
量を規制しかつ該トナーを薄層化させるトナー規制ブレ
ードを有する現像装置と、前記第１トナー搬送ローラに
バイアスを印加して前記第１トナー搬送ローラ表面のト
ナーを前記第２トナー搬送ローラに転移させてトナー層
を形成させる第１トナー搬送ローラバイアス電源と、前
記第２トナー搬送ローラにバイアスを印加して前記第２
トナー搬送ローラ表面のトナーを静電潜像に転移させて
トナー像を形成させる第２トナー搬送ローラバイアス電
源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写装置とを備
えた電子写真記録装置において、前記第１トナー搬送ローラバイアス電源または前記第２
トナー搬送ローラバイアス電源の印加出力を可変とし、
トナー像が転写された用紙の枚数に応じて前記第１トナ
ー搬送ローラバイアス電源または前述のように可変とし
た前記第２トナー搬送ローラバイアス電源の印加出力を
制御する制御手段を設けたことを特徴とする電子写真記
録装置。
【請求項９】像担持体と、この像担持体の表面を帯電
させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して静
電潜像を形成させる光書き込み装置と、表面にトナーを
担持する第１トナー搬送ローラ、この第１トナー搬送ロ
ーラおよび前記像担持体に当接しかつ第１トナー搬送ロ
ーラ表面のトナーを前記像担持体に搬送する第２トナー
搬送ローラ、ならびに、前記第１トナー搬送ローラ表面
のトナー量を規制しかつ該トナーを薄層化させるトナー
規制ブレードを有する現像装置と、前記第１トナー搬送
ローラにバイアスを印加して前記第１トナー搬送ローラ
表面のトナーを前記第２トナー搬送ローラに転移させて
トナー層を形成させる第１トナー搬送ローラバイアス電
源と、前記第２トナー搬送ローラにバイアスを印加して
前記第２トナー搬送ローラ表面のトナーを静電潜像に転
移させてトナー像を形成させる第２トナー搬送ローラバ
イアス電源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写装
置とを備えた電子写真記録装置において、前記光書き込み装置の露光エネルギーを可変とし、前記
現像ローラの回転総時間に応じて前記光書き込み装置の
露光エネルギーを制御する制御手段を設けたことを特徴
とする電子写真記録装置。
【請求項１０】像担持体と、この像担持体の表面を帯
電させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して
静電潜像を形成させる光書き込み装置と、表面にトナー
を担持する第１トナー搬送ローラ、この第１トナー搬送
ローラおよび前記像担持体に当接しかつ第１トナー搬送
ローラ表面のトナーを前記像担持体に搬送する第２トナ
ー搬送ローラ、ならびに、前記第１トナー搬送ローラ表
面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄層化させるトナ
ー規制ブレードを有する現像装置と、前記第１トナー搬
送ローラにバイアスを印加して前記第１トナー搬送ロー
ラ表面のトナーを前記第２トナー搬送ローラに転移させ
てトナー層を形成させる第１トナー搬送ローラバイアス
電源と、前記第２トナー搬送ローラにバイアスを印加し
て前記第２トナー搬送ローラ表面のトナーを静電潜像に
転移させてトナー像を形成させる第２トナー搬送ローラ
バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写
装置とを備えた電子写真記録装置において、前記光書き込み装置の露光エネルギーを可変とし、トナ
ー像が転写された用紙の枚数に応じて前記光書き込み装
置の露光エネルギーを制御する制御手段を設けたことを
特徴とする電子写真記録装置。
【請求項１１】像担持体と、この像担持体の表面を帯
電させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して
静電潜像を形成させる光書き込み装置と、表面にトナー
を担持する第１トナー搬送ローラ、この第１トナー搬送
ローラおよび前記像担持体に当接しかつ第１トナー搬送
ローラ表面のトナーを前記像担持体に搬送する第２トナ
ー搬送ローラ、ならびに、前記第１トナー搬送ローラ表
面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄層化させるトナ
ー規制ブレードを有する現像装置と、前記第１トナー搬
送ローラにバイアスを印加して前記第１トナー搬送ロー
ラ表面のトナーを前記第２トナー搬送ローラに転移させ
てトナー層を形成させる第１トナー搬送ローラバイアス
電源と、前記第２トナー搬送ローラにバイアスを印加し
て前記第２トナー搬送ローラ表面のトナーを静電潜像に
転移させてトナー像を形成させる第２トナー搬送ローラ
バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写
装置とを備えた電子写真記録装置において、前記光書き込み装置における１画素当たりの露光時間を
可変とし、前記現像ローラの回転総時間に応じて前記光
書き込み装置の露光時間を制御する制御手段を設けたこ
とを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項１２】像担持体と、この像担持体の表面を帯
電させる帯電装置と、帯電した前記像担持体を露光して
静電潜像を形成させる光書き込み装置と、表面にトナー
を担持する第１トナー搬送ローラ、この第１トナー搬送
ローラおよび前記像担持体に当接しかつ第１トナー搬送
ローラ表面のトナーを前記像担持体に搬送する第２トナ
ー搬送ローラ、ならびに、前記第１トナー搬送ローラ表
面のトナー量を規制しかつ該トナーを薄層化させるトナ
ー規制ブレードを有する現像装置と、前記第１トナー搬
送ローラにバイアスを印加して前記第１トナー搬送ロー
ラ表面のトナーを前記第２トナー搬送ローラに転移させ
てトナー層を形成させる第１トナー搬送ローラバイアス
電源と、前記第２トナー搬送ローラにバイアスを印加し
て前記第２トナー搬送ローラ表面のトナーを静電潜像に
転移させてトナー像を形成させる第２トナー搬送ローラ
バイアス電源と、前記トナー像を用紙に転写させる転写
装置とを備えた電子写真記録装置において、前記光書き込み装置における１画素当たりの露光時間を
可変とし、トナー像が転写された用紙の枚数に応じて前
記光書き込み装置の露光時間を制御する制御手段を設け
たことを特徴とする電子写真記録装置。