JPH10207195A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 特にトナー比電荷（Ｑ／Ｍ）の立ち上げの遅
い装置において、コピー動作初期における文字つぶれ等
をコストアップを来すことなく解決する。 【解決手段】 現像スリーブに印加する現像バイアス電
圧値を初期低目（例えば−５００Ｖ）にするとともに、
コピー枚数の増加に伴って増加するようにし、且つ、現
像バイアス電圧値は上限（例えば−６００Ｖ）をもつよ
うに制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機や、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の現像装置内に収容される現像剤
（以下、単に剤という）は、キャリアと呼ばれる小さな
鉄球と、トナーよりなる二成分構成であり、これを攪拌
部材で攪拌・搬送して現像バイアスが印加される現像ス
リーブに供給し、この現像スリーブからさらに像担持体
としての感光体にトナーを供給する仕組みになってい
る。現像スリーブの上部にはドクターブレードが設けら
れており、このドクターブレードで剤の層厚が規制さ
れ、一定量の剤が感光体と現像スリーブとの間に供給さ
れるようになっている。攪拌によるキャリアの摩擦帯電
でキャリアに付着しているトナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）を
上げるようになっており、比電荷（Ｑ／Ｍ）が所定に立
ち上げられたトナーは、現像スリーブと感光体との間の
現像領域へ運ばれた場合、現像バイアス電圧が印加され
た現像スリーブと感光体の露光後の電位との関係で感光
体の画像部に静電的に移行して付着し、感光体上の静電
潜像を可視像化する。

【０００３】トナー濃度の制御は、攪拌部材の位置に設
けられた透磁率測定センサの検知値に基づいてトナー補
給をする方式が一般的に採用されている。キャリアへの
トナーの付着力は、トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）の大小で
決まり、比電荷（Ｑ／Ｍ）が小さいと付着力が小さい。
トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）は剤の攪拌能力に依存する
が、攪拌部材は感光体から離れているので、コピー動作
初期の場合には、トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）の立ち上げ
は、主に、ドクターブレードの所で剤が受けるストレス
（摩擦）による摩擦帯電によってなされる。従って、コ
ピー動作初期の場合には、トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）が
低く、トナーがキャリアへ付着する力が弱いので、現像
スリーブに印加される現像バイアス電圧が同じでも、す
なわち、現像能力が同じでも、トナーの比電荷（Ｑ／
Ｍ）が大きい時より多目に感光体へトナーが付着する。
このため、コピー動作初期には、文字のつぶれ、文字チ
リ等が発生していた。

【０００４】このような問題に対処すべく、特開昭６０
−８３９７５号公報や、特開昭６１−２３９２６８号公
報には、コピー動作初期と、その後における感光体への
トナーの付着量を一定にしようとする技術が提案されて
いる。これらは、透磁率測定センサの検知値に基づく方
式と異なり、感光体へのトナーの付着量を濃度に置き換
えてフォトセンサで検知し、この検知値に基づいてトナ
ー補給を制御するものである。換言すれば、初期画像を
リアルタイムで判断してトナー濃度の調整を行うもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６０−８３９７５号公報や、特開昭６１−２３９２
６８号公報に開示される技術では、新たにフォトセンサ
等を設置しなければならないのでコスト的に高くなるの
を回避できない。また、トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）の立
ち上げそのものの改善を行っているわけではないので、
トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）の立ち上げが遅い装置におい
ては、コピー枚数が数十枚の初期画像段階において、依
然として、文字のつぶれ、文字チリ等が発生していた。

【０００６】そこで、本発明は、コスト上昇をほとんど
来すことなく、トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）の立ち上げ能
力の低い現像装置の初期の文字のつぶれ、文字チリを解
消することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、現像スリーブ
に基づく現像能力そのものを変化させることによって感
光体へのトナーの付着量を調整する、という技術的思想
に基づいている。具体的には、請求項１記載の発明で
は、像担持体にトナーを供給する現像スリーブを備えた
画像形成装置の現像装置において、上記現像スリーブに
印加する現像バイアス電圧値を初期低目にするととも
に、コピー枚数の増加に伴って増加するようにし、且
つ、現像バイアス電圧値は上限をもつ、という構成を採
っている。請求項２記載の発明では、請求項１記載の構
成において、上記現像バイアス電圧値は、画像形成装置
が一定時間以上動作しないときはリセットされ、再び低
目の値から増加する、という構成を採っている。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基づ
いて説明する。図１は作像系の全体概要断面図であり、
図２は上面からみた概要断面図である。なお、図１は図
２の矢印Ｐ側からみた図である。図１に示すように、像
担持体としての感光体２の回りには、時計回りに現像装
置４、転写ローラ６、除電針８、クリーニングブレード
１０、除電ランプ１２、帯電ローラ１４等が備えられて
いる。

【０００９】現像装置４は、ケース内に現像スリーブ１
８、剤を攪拌・搬送するスクリュー構造の攪拌部材２
０，２２を備えており、現像スリーブ１８の上部には剤
の層厚を規制するドクターブレード２４が備えられてい
る。攪拌部材２０の上部にはトナーケース２６が備えら
れており、ケース外側の攪拌部材２２の上部には図しし
ないトナー補給手段としてのトナーボトルからトナーを
補給するためのトナー補給口２８が形成されている。ま
た、攪拌部材２２の下部にはトナー濃度を測定するため
の透磁率測定センサ３０が設けられている。透磁率測定
センサ３０の検知値に基づいて図示しない制御手段によ
ってトナーボトルが回転駆動され、トナー補給口２８か
らトナーが供給される。現像スリーブ１８には、現像バ
イアス電圧を印加するためのバイアス電源３２が接続さ
れている。

【００１０】現像スリーブ１８は、アルミニウム等の非
磁性部材で形成された円筒部材３４と、その内側に固定
配置された５〜６個の磁石３６から構成されており、円
筒部材３４は回転するようになっている。装置の停止
時、磁石３６が作る磁力線に沿って、剤（図４に示すよ
うに、キャリア３８とその回りに付着したトナー４０と
から構成される。以下同じ）が円筒部材３４の表面に付
着しているが、円筒部材３４が回転すると、剤は図中矢
印方向へ移動する。この際、剤はドクターブレード２４
でその層厚を規制され、一定量の剤が感光体２と現像ス
リーブ１８の間へ供給される。よって安定した現像が可
能となる。

【００１１】図２に示すように、外寄りの攪拌部材２２
で装置奥側に攪拌・搬送された剤は奥側で現像スリーブ
１８寄りの攪拌部材２０に受け渡され、この攪拌部材２
０で装置手前側へ攪拌・搬送されながら現像スリーブ１
８に供給されるようになっている。攪拌部材２０で攪拌
・搬送された剤は再び装置手前側で攪拌部材２２に受け
渡され、循環するようになっている。図示しないが、感
光体２上に残った残留トナーはクリーニングブレード１
０で掻き落とされた後リサイクル機構によって矢印Ｒ方
向に送られ、再び攪拌部材２２の装置手前側の攪拌・搬
送領域に供給されるようになっている。

【００１２】画像形成動作時に、感光体２は図示しない
駆動装置によって時計方向に回転駆動され、このとき、
除電ランプ１２からの除電光によってその表面電位を例
えば０〜−１５０Ｖの基準電位に平均化される。次に、
感光体２の表面に圧接される帯電ローラ１４によって感
光体２の表面電位は例えば−１０００Ｖ前後となるよう
に一様に帯電される。所定の極性に帯電された感光体２
の表面部分には、光変調されたレーザ光１６が照射され
る。かかる露光によって感光体２上に静電潜像が形成さ
れる。レーザ光１６が照射された感光体２の画像部分
は、その表面電位が０〜−２９０Ｖとなり、レーザ光１
６の照射されない地肌部分の表面電位はそのまま−１０
００Ｖ程度に維持される。

【００１３】現像スリーブ１８にはバイアス電源３２に
よって現像バイアス電圧が印加され、図３に示すよう
に、この現像バイアス電圧より低い（絶対値）感光体２
の電位部分、すなわち、画像部分にトナーが静電的に移
行して付着し、感光体２上に所定の可視像としてのトナ
ー像が形成される。トナー像が形成された感光体２は回
転移動し、これに伴って、図示しない給紙部から用紙先
端部と画像先端部とが転写ローラ６部位で一致するよう
なタイミングで用紙が送られる。転写ローラ６には転写
バイアス電圧が印加されており、これによって感光体２
上のトナー像が用紙に転写される。

【００１４】トナー像を転写された用紙は、図しない定
着装置へと送られ、ここでトナーは加熱溶融及び加圧さ
れて用紙に定着される。転写ローラ６の下流側に配置さ
れた除電針８には電圧が印加されており、これによって
用紙は除電されて感光体２から分離し易くなる。感光体
２上に残った残留トナーは、クリーニングブレード１０
により掻き落とされ、感光体２はトナーの無い状態で再
び次の作像工程へ備えられる。

【００１５】既述のように、トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）
は攪拌部材２０，２２の攪拌能力に依存するが、コピー
動作初期の場合には攪拌部材２０，２２によるトナー比
電荷（Ｑ／Ｍ）の立ち上げが十分ではなく、主にドクタ
ーブレード２４の所で剤が受ける摩擦帯電によってトナ
ーの比電荷（Ｑ／Ｍ）が上昇する。従って、トナーの比
電荷（Ｑ／Ｍ）が低い。本実施例では、図３に示すよう
に、コピー動作初期の現像バイアス電圧値を低目の−５
００Ｖ程度に設定している。このときの現像能力は４０
０Ｖである。そして、コピー枚数を１００枚取る毎に１
０Ｖづつ上昇させ、１０００枚で１００Ｖ上昇するよう
にし、６００Ｖを上限として制御されている。６００Ｖ
を上限とした理由は、地肌汚れが出やすくなるからであ
る。この現像バイアス電圧値の変更は図示しない現像バ
イアス電圧制御手段によってなされる。

【００１６】このように、コピー動作初期において、現
像能力を意図的に落として感光体２へのトナーの付着過
多を抑制し、コピー枚数が増えるに伴って、すなわち、
トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）が所定に立ち上がるにつれて
現像能力を相応させるようにすれば、コピー動作初期の
文字つぶれ、文字ちりを防止できるとともに、一定の画
像濃度でコピー動作を遂行できる。

【００１７】ここで、トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）は放置
して置くと再び低下するので、上記現像バイアス電圧値
は、画像形成装置が停止して一定時間（例えば８〜１０
時間）経過したら、上述の現像バイアス電圧制御手段に
よって自動的にリセットされ、再び初期設定値（−５０
０Ｖ）に設定されるようになっている。

【００１８】なお、上記現像バイアス電圧値等の各値は
あくまでも一例であり、画像品質の実験結果等に基づい
て最適値を採用するものである。また、コピー枚数と現
像バイアス電圧値の増加の関係は、剤の種類等によって
も異なるので、剤の種類等の条件を考慮した上で決定す
ればよい。

【００１９】なお、本発明は、基本的には、透磁率測定
センサに基づくトナー制御を行う方式で、トナーの比電
荷（Ｑ／Ｍ）の立ち上げの遅い装置を対象とするもので
あるが、トナー制御方式の如何に拘わらずトナーの比電
荷（Ｑ／Ｍ）の立ち上げの遅い装置には全て有効であ
り、さらに、トナーの比電荷（Ｑ／Ｍ）の立ち上げの速
い機種であっても現実的にコピー動作初期に文字つぶれ
等が発生する場合にも有効である。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、現像スリ
ーブに印加する現像バイアス電圧値を初期低目にすると
ともに、コピー枚数の増加に伴って増加するようにし、
且つ、現像バイアス電圧値は上限をもつ制御構成とした
ので、コピー動作初期の文字つぶれ、文字ちりを防止で
きるとともに、コピー動作全体に亘って一定の画像品質
を維持することができる。また、従来の要素を用いて実
現できるので、コストアップを回避することができる。

【００２１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の構成において、現像バイアス電圧値を、画像形成装
置が一定時間以上動作しないときはリセットし、再び低
目の値から増加するようにしたので、時間を経たいずれ
のコピー動作においてもコピー動作初期の文字つぶれ、
文字ちりを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る現像装置を適用した画
像形成装置の作像系の全体概要断面図である。

【図２】上記作像系の上面からみた概要断面図である。

【図３】感光体の露光後の電位等と現像バイアス電圧値
との関係を示す図である。

【図４】キャリアへのトナーの付着状態を示す概要図で
ある。

【符号の説明】

２ 像担持体としての感光体 １８ 現像スリーブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体にトナーを供給する現像スリーブ
   を備えた画像形成装置の現像装置において、 上記現像スリーブに印加する現像バイアス電圧値を初期
   低目にするとともに、コピー枚数の増加に伴って増加す
   るようにし、且つ、現像バイアス電圧値は上限をもつこ
   とを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】上記現像バイアス電圧値は、画像形成装置
   が一定時間以上動作しないときはリセットされ、再び低
   目の値から増加するようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の現像装置。