JPH1124337A - 画像形成条件設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体上に付着している現像材料が、感光体
の回転方向に関して下流側の現像ロールにより掻き取ら
れることが無くなり又は少なくなり、画像欠損等の無い
良質の画像が得られる画像形成条件設定方法を提供す
る。 【解決手段】 画像形成条件設定方法は、複数の現像ロ
ール５３，５５を有し、これら複数の現像ロールに保持
されている現像剤を用いて感光体１上の同一静電潜像を
複数回にわたって現像する画像形成装置において、各現
像ロールの現像分担率を求め、その値に基づいて画像形
成条件、例えば、現像バイアス電圧、現像ロール回転数
を設定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体上に形成さ
れた潜像を現像して現像剤像を作成した後、該現像剤像
を紙などのシート基材に転写して画像を作成する電子写
真式画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファク
シミリ）に関し、特に複数の現像ロールを用いて上記潜
像を現像する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速電子写真式画像形成装置の一つとし
て、特開昭５６−１１４９６８号公報に、第１の現像ロ
ールと第２の現像ロールを感光体に対向して配置し、こ
れら第１と第２の現像ロールで順次感光体上の潜像を現
像するものが開示されている。

【０００３】また、上記画像形成装置では、作成される
画像の濃度を調整する方法として、第２の現像ロールの
現像バイアス電圧を固定すると共に第１の現像ロールの
現像バイアス電圧を可変とし、第１の現像ロールの現像
バイアス電圧を調整することにより画像濃度を調整でき
るようにしてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、現像バイア
ス電圧を切り替えると第１の現像ロールと第２の現像ロ
ールの現像率〔現像された画像の中で第１の現像ロール
から付着した現像剤の占める割合（現像分担率）と第２
の現像ロールから付着した現像剤の占める割合（現像分
担率）〕が変化する。そして、第１の現像ロールの現像
分担率が第２の現像ロールの現像分担率よりも低くなる
と、第１の現像ロールから感光体の潜像に付着した現像
剤が第２の現像ロールに保持されている現像剤に掻き取
られ、この掻き取られた現像剤がそれまで付着していた
箇所に対応する画像上に引っ掻き傷又は引っ掻き模様を
生じる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
画像形成条件設定方法は、複数の現像ロールに担持され
ている現像材料を感光体上に作成されている潜像に付着
させてこの潜像を現像する画像形成装置に用いられるも
ので、以下の工程からなるものである。 （ａ） 感光体に第１の基準潜像を作成する工程。 （ｂ） 上記複数の現像ロールをそれぞれ現像状態に設
定し、現像状態に設定された複数の現像ロールを用いて
第１の基準潜像を現像して第１の可視像を得る工程。 （ｃ） 上記第１の可視像の画像濃度を読み取る工程。 （ｄ） 上記感光体に第１の基準潜像と同一の第２の基
準潜像を作成する工程。 （ｅ） 上記複数の現像ロールのうち少なくとも一つを
非現像状態に設定すると共に残る現像ロールを現像状態
に設定し、現像状態の現像ロールを用いて第２の基準潜
像を現像して第２の可視像を得る工程。 （ｆ） 上記第２の可視像の画像濃度を読みとる工程。 （ｇ） 上記工程（ｃ）と（ｆ）で読み取られた第１と
第２の可視像の画像濃度の差に基づいて、上記工程
（ｅ）で非現像状態に設定された現像ロールの現像分担
率と該現像ロールを除く他の現像ロールの現像分担率と
を求める工程。 （ｈ） 上記工程（ｇ）で求めた現像分担率から画像形
成装置の画像形成条件を変更する工程。

【０００６】本発明にかかる画像形成条件設定方法の他
の形態では、工程（ｅ）で非現像状態に設定される現像
ロールは、上記感光体の回転方向に関して最も下流側に
配置された現像ロールである。

【０００７】本発明にかかる画像形成条件設定方法の他
の形態では、工程（ｅ）は上記複数の現像ロールをそれ
ぞれ一つづつ現像状態に設定して複数の第２の可視像を
得る工程（ｉ）を含み、上記工程（ｇ）では上記工程
（ｉ）で得た複数の可視像から上記複数の現像ロールの
現像分担率をそれぞれ求める。

【０００８】本発明にかかる画像形成条件設定方法の他
の形態では、工程（ｈ）で変更する画像形成条件が、感
光体と上記現像ロールとの間の電位差又は現像ロールの
回転数である。

【０００９】本発明にかかる画像形成条件設定方法の他
の形態では、工程（ｅ）で現像ロールを非現像状態に設
定するために、現像ロールが担持している現像材料を感
光体から離間させるか、又は現像ロールを停止する。

【００１０】

【発明の効果】上記画像形成条件設定方法によれば、複
数の現像ロールの現像分担率をそれぞれ得ることができ
る。そして、得られた各現像手段の現像分担率に基づい
て、現像バイアス等の画像形成条件を設定できる。その
ために、感光体上に付着している現像材料が、感光体の
回転方向に関して下流側の現像ロールにより掻き取られ
ることが無くなり又は少なくなり、画像欠損等の無い良
質の画像が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を説明する。図１は画像形成装置の
主要部断面図で、潜像担持体として円筒状の感光体１が
使用されている。ただし、潜像担持体は円筒状感光体に
限るものでなく、他のベルト状感光体も使用できる。感
光体１は図示しないモータの駆動により矢印３方向に回
転し、以下に説明する複数の画像形成ステーション、す
なわち帯電ステーション５、露光ステーション７、現像
ステーション９、転写ステーション１１、クリーニング
ステーション１３、除電ステーション１５を通過してい
く。

【００１２】各ステーションにおける動作を以下に具体
的に説明する。まず、帯電ステーション５を通過する感
光体１の表面部分は帯電装置１７により電荷が注入され
て所定の電位、極性に帯電される。なお、帯電装置１７
はコロナ放電式のコロトロンやスコロトロン、ブラシ式
又はブレード式の帯電器等の任意の帯電器が使用でき
る。

【００１３】次に、帯電した感光体１の表面部分は、光
学システム１９から再現すべき画像に対応したイメージ
光が露光ステーション７で露光され、上記画像に対応し
た静電潜像が形成される。光学システム１９としては、
デジタル式プリンタや複写機で利用されているレーザー
光学系や、アナログ式複写機で最も広範に利用されてい
る反射光学系のいずれでもよい。

【００１４】続いて、静電潜像は感光体１の回転に従っ
て現像ステーション９に運ばれ、ここで現像装置２１に
よって現像剤像すなわちトナー像に可視像化される。現
像装置２１の詳細は後述する。

【００１５】その後、トナー像は感光体１の回転に従っ
て転写ステーション１１に運ばれ、ここで紙などのシー
ト基材２３に転写される。シート基材２３はベルト式搬
送装置２５で転写ステーション１１に運ばれる。搬送装
置２５は、一対のローラ（駆動ローラ２７と従動ローラ
２９）と、これらの駆動ローラ２７と従動ローラ２９に
回転可能に支持された無端状のベルト３１と、ベルト３
１の外周面を清掃するベルトクリーナ３３とを有し、駆
動ローラ２７の回転に基づいてベルト３１が矢印３５方
向に回転し、図示しないスタッカから従動ローラ２９の
近傍でベルト３１上に供給されたシート基材２３がベル
ト３１の回転移動よって転写ステーション１１に搬送さ
れる。ベルト３１の内側には感光体１に対向する転写装
置３７と、転写装置３７が対向するベルト部分を感光体
１に押しつける押し上げ板３９とが設けてあり、ベルト
３１によって搬送されるシート基材２３が感光体１に押
しつけられ、その状態で転写装置３７の放電に基づいて
上記トナー像がシート基材２３に転写される。トナー像
が転写されたシート基材２３はベルト３１により駆動ロ
ーラ２７の上方位置まで搬送され、駆動ローラ２７の外
周面に沿って曲がるベルト３１から分離する。ベルト３
１から分離したシート基材２３は次に定着装置４１に搬
送され、ここでトナー像が定着される。

【００１６】感光体１上に形成されたトナー像はすべて
転写ステーション１１でシート基材２３に転写されるわ
けでなく、転写ステーション１１を通過した感光体１の
表面に一部の未転写トナーが残存する。

【００１７】未転写トナーを保持した感光体１の表面部
分は次にクリーニングステーション１３に移動し、ここ
で未転写トナーがクリーニング装置４３によって除去さ
れる。

【００１８】クリーニングステーション１３で未転写ト
ナーが除去された感光体１の表面部分は最後に除電ステ
ーション１５に移動し、ここで除電装置４５によって残
留電荷が除去されて、次のサイクルの画像形成に備え
る。

【００１９】図２を参照して現像装置２１について説明
する。現像装置２１はハウジング５１を有し、その中に
トナーとキャリアとの混合物からなる現像剤を収容して
いる。本実施形態では、キャリアには樹脂に磁性粉を混
ぜた平均粒径約５０μｍのものを使用し、トナーにはポ
リエステル樹脂やスチレンアクリル樹脂等にカーボンブ
ラックを混ぜた平均粒径約６−８μｍものを使用してい
る。

【００２０】ハウジング５１の内部には以下に詳述する
第１と第２の現像ロール５３，５５、供給ロール５７、
バケットローラ５９、スクリュウローラ６１が収容され
ている。第１と第２の現像ロール５３，５５はハウジン
グ５１の感光体対向部に形成された開口部６３に感光体
１と平行に配置されている。第１の現像ロール５３は、
回転可能な円筒状のスリーブと、該スリーブの内側に固
定された磁石とを有し、感光体１との間に約０．３−
０．９ｍｍの間隔を置いて配置されている。第２の現像
ロール５５は第１の現像ロール５３とほぼ同一の構成を
有し、回転可能な円筒状のスリーブと、該スリーブの内
側に固定された磁石とを含み、第１の現像ロール５３の
下方に配置され、感光体１と第１の現像ロール５３との
間にそれぞれ約０．３−０．９ｍｍ、約１−３ｍｍの隙
間がそれぞれ設けてある。

【００２１】供給ロール５７は第１及び第２の現像ロー
ル５３，５５とほぼ同一構成を有し、回転可能な円筒状
のスリーブと、該スリーブの内側に固定された磁石とを
有し、第１の現像ロール５３の近傍に該現像ロール５３
との間に約１−４ｍｍの間隔を置いて配置されている。

【００２２】第１と第２の現像ロール５３，５５と供給
ロール５７はそれぞれモータに駆動連結されており、第
１と第２の現像ロール５３，５５のスリーブは感光体１
の周速の約１．２−２．２倍の周速で、また供給ロール
５７のスリーブは現像ロール５３，５５の周速の約０．
４−１倍の周速でそれぞれ矢印方向に回転するようにし
てある。

【００２３】感光体１とは反対側に位置する第２の現像
ロール５５の外周面近傍には該第２の現像ロール５５の
外周面から現像剤を掻き落とすためのスクレーパ６５が
現像ロール５５から約０．０５−０．５ｍｍの間隔を置
いて対向している。また、供給ロール５７の上部外周面
には該供給ロール５７による現像剤の搬送量を調整する
ドクターブレード６７が約０．５−３ｍｍの間隔を置い
て対向している。

【００２４】バケットローラ５９は現像剤攪拌羽根を備
えており、供給ロール５７の斜め下方に配置されてい
る。スクリュウローラ６１はバケットローラ５９の近傍
に配置されている。これらバケットローラ５９とスクリ
ュウローラ６１は共にモータに駆動連結されており、矢
印方向に回転するようにしてある。

【００２５】また、バケットローラ５９の上方にはトナ
ー補給ホッパ６９が付設されており、現像によって消費
された量に見合うだけの量のトナーがトナー補給ホッパ
６９からハウジング５１内に補給されるようになってい
る。

【００２６】現像装置２１では、現像剤はバケットロー
ラ５９とスクリュウローラ６１の回転により混合攪拌さ
れ、トナーとキャリアはそれぞれ所定の極性に帯電され
る。また、混合攪拌される現像剤の一部はバケットロー
ラ５９に掬われて供給ロール５７に供給される。供給ロ
ール５７に供給された現像剤はスリーブの回転により矢
印方向に搬送され、ドクターブレード６７で規制されて
搬送量が調整される。調整された現像剤は供給ロール５
７から第１の現像ロール５３に渡される。第１の現像ロ
ール５３に渡された現像剤は、スリーブの矢印方向の回
転により第１の現像ロール５３と感光体１との対向部
（第１の現像領域）に運ばれ、ここで矢印方向に回転し
ている感光体１上の静電潜像にトナーを付着させてこれ
を可視像化する。次に、現像剤は第１の現像ロール５３
から第２の現像ロール５５に渡され、スリーブの回転に
より第２の現像ロール５５と感光体１との対向部（第２
の現像領域）で感光体１上の静電潜像に再びトナーを付
着させる。そして、第２の現像領域を通過した現像剤は
スクレーパ６５により第２の現像ロール５５から除去さ
れ、バケットローラ５９で混合されている現像剤に混ぜ
られる。以上のようにしてトナーが消費されると、消費
量に見合うだけのトナーがトナー補給ホッパ６９から補
給される。

【００２７】上述のように、画像形成装置では、感光体
１上の静電潜像は、まず第１の現像ロール５３からトナ
ーが供給されて一次現像され、次に第２の現像ロール５
５からトナーが供給されて二次現像される。したがっ
て、上述のように、第１の現像ロール５３の現像分担率
と第２の現像ロール５５の現像分担率が微妙に画質に影
響を及ぼし、特に第２の現像ロール５５の現像分担率が
第１の現像ロール５３の現像分担率よりも高いと種々の
問題が生じる。そこで、上記画像形成装置では、以下に
説明する方法によりそれぞれの現像ロール５３，５５の
現像分担率を求め、その結果を画像形成条件制御にフィ
ードバックしている。

【００２８】画像形成装置の画像条件設定制御について
説明する。図１に示すように、上記画像条件設定制御の
ために、現像ステーション９から転写ステーション１１
に至るまでの感光体外周面近傍には、感光体１上に作成
されたトナー像の反射濃度を測定する画像濃度測定セン
サ７１が配置されており、その測定結果が制御装置７３
に出力されるようになっている。制御装置７３は後述す
る画像形成条件制御プログラムを内蔵しており、上記測
定結果に基づいて画像形成条件を決定する。

【００２９】画像条件設定プログラムの内容を、図３の
フローチャートを参照して説明する。本プログラムで
は、制御装置７３は感光体１を矢印方向に回転し、帯電
装置１７で感光体１の表面を所定の電圧に帯電した後、
露光装置１７を駆動して感光体１上に第１の基準潜像を
作成する。次に、現像装置２１の中で第１の現像ロール
５３だけを現像可能な状態（現像状態）に設定し、第２
の現像ロール５５は現像不可能な状態（非現像状態）に
設定する（ステップ１０１）。第２の現像ロール５５を
非現像状態に設定するには、スリーブを非回転状態に保
つ方法、現像ロールを感光体１から待避させて現像剤を
感光体１と非接触に保つ方法、内蔵された磁石を所定角
度回転させて現像剤を感光体１と非接触に保つ方法など
があり、いずれの方法を採用してもよい。以上のように
設定することで、感光体１上の第１の基準潜像は第１の
現像ロール５３によってのみ現像されて第１の可視像
（トナー付着量評価画像）が得られる。そして、上記第
１の可視像はセンサ７１で画像濃度が読みとられ、その
測定結果をもとに制御装置７３が第１のトナー付着量を
求める（ステップ１０２）。

【００３０】次に、制御装置７３は再び露光装置１７を
駆動し、感光体１上の帯電領域を露光して第１の基準潜
像と同一の第２の基準潜像を作成する。また、現像装置
２１の中で第１の現像ロール５３と第２の現像ロール５
５を共に現像状態に設定し（ステップ１０３）、これら
第１と第２の現像ロール５３，５５を用いて第２の基準
潜像を現像して第２の可視像を作成する。次に、センサ
７１で第２の可視像の画像濃度を読みとり、その測定結
果をもとに制御装置７３が第２のトナー付着量を求める
（ステップ１０３）。続いて、制御装置７３は、第１の
トナー付着量と第２のトナー付着量（当然、第２のトナ
ー付着量の方が第１のトナー付着量よりも多い）との差
から、第１と第２の現像ロール５３，５５の現像分担率
をそれぞれ求める。そして、求められた現像分担率から
画像形成条件を変更し、第１の現像ロール５３の現像分
担率が第２の現像ロール５３の現像分担率よりも大きく
なるように画像形成条件を変更する。

【００３１】変更する画像形成条件は、第１と第２の現
像ロール５３，５５のスリーブに印加する現像バイアス
電圧７５，７７（図１参照）、現像ロール５３，５５の
回転速度が適当で、これらの複数の項目を組み合わせて
変更してもよい。

【００３２】現像バイアス電圧７５，７７を変更する場
合、例えば、感光体１上の露光部分（電位減衰部）にト
ナーを付着させる反転現像方式を採用した画像形成装置
では、現像バイアス電圧を上げれば対応する現像ロール
５３，５５の現像分担率が上昇し、逆に現像バイアス電
圧を下げれば対応する現像ロール５３，５５の現像分担
率が減少する。また、感光体１の非露光部分にトナーを
付着させる正規現像方式を採用した画像形成装置では、
現像バイアス電圧を上げれば現像分担率が低下し、逆に
現像バイアス電圧を下げれば現像分担率が上昇する。ま
た、現像バイアス電圧７５，７７が直流と交流を重畳し
たものでは、直流電圧、交流電圧、若しくはそれらの両
方を調整する。

【００３３】現像ロール５３，５５の回転数を変更する
場合、現像ロールの回転数を上げれば現像分担率が上昇
し、逆に現像ロールの回転数を下げれば現像分担率が減
少する。

【００３４】現像バイアス電圧、現像ロールの回転数を
調整する際に、帯電装置の帯電能力や露光装置の光量を
併せて変更してもよい。

【００３５】以上の説明では、２つの現像ロールを有す
る現像装置を例にとって説明したが、現像装置に３つ以
上の現像ロールを設けた画像形成装置にも本発明は適用
可能である。この場合、３つの現像ローラを同時に駆動
して得たトナー像のトナー付着量と、感光体の移動方向
に関して最下流位置にある現像ロールだけを現像不可能
状態に設定して得たトナー像のトナー付着量とを求め、
それらの差から最下流位置にある現像ロールの現像分担
率と他の２つの現像ロールの現像分担率を求め、当該他
の２つの現像剤分担率の合計が最下流位置にある現像ロ
ールの現像分担率よりも大きくなるように画像形成条件
を決定する（図４参照）。

【００３６】また、３つ以上の現像ロールを有する画像
形成装置では、各現像ロールを単独で駆動し（すなわ
ち、一つだけを現像状態に設定すると共に他の現像装置
を非現像状態に設定し）、それぞれの現像ロールの現像
分担率を求めてもよい。

【００３７】さらに、上記説明では、一つの現像装置に
２つの現像ローラを設けた画像形成装置を例にとって説
明したが、感光体の側部に複数の現像装置を配置し、そ
れらの現像ロールによって静電潜像を複数回にわたり現
像する形態の画像形成装置にも本発明は適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 画像形成装置の主要部断面図。

【図２】 現像装置の断面図。

【図３】 画像条件設定プログラムの内容を示すフロー
チャート。

【図４】 ３つの現像ロールを有する画像形成装置に適
用される画像条件設定プログラムの内容を示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１…感光体、２１…現像装置、５３，５５…現像ロー
ル、７１…センサ、７３…制御装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像を担持する感光体と、現像材料を担
   持する複数の現像ロールとを有し、上記感光体と現像ロ
   ールを回転しながら複数の現像ロールが担持している現
   像材料で上記感光体が担持している潜像を現像する画像
   形成装置に用いられる画像形成条件設定方法であって、
   （ａ） 上記感光体に第１の基準潜像を作成する工程
   と、（ｂ） 上記複数の現像ロールをそれぞれ現像状態
   に設定し、上記現像状態に設定された複数の現像ロール
   を用いて上記第１の基準潜像を現像して第１の可視像を
   得る工程と、（ｃ） 上記第１の可視像の画像濃度を読
   み取る工程と、（ｄ） 上記感光体に上記第１の基準潜
   像と同一の第２の基準潜像を作成する工程と、（ｅ）
   上記複数の現像ロールのうち少なくとも一つを非現像状
   態に設定すると共に残る現像ロールを現像状態に設定
   し、上記現像状態の現像ロールを用いて上記第２の基準
   潜像を現像して第２の可視像を得る工程と、（ｆ） 上
   記第２の可視像の画像濃度を読みとる工程と、（ｇ）
   上記工程（ｃ）と（ｆ）で読み取られた第１と第２の可
   視像の画像濃度の差に基づいて、上記工程（ｅ）で非現
   像状態に設定された現像ロールの現像分担率と該現像ロ
   ールを除く他の現像ロールの現像分担率とを求める工程
   と、（ｈ） 上記工程（ｇ）で求めた現像分担率から上
   記画像形成装置の画像形成条件を変更する工程、とを含
   む画像形成条件設定方法。
2. 【請求項２】 上記工程（ｅ）で非現像状態に設定され
   る現像ロールは、上記感光体の回転方向に関して最も下
   流側に配置された現像ロールである請求項１の画像形成
   条件設定方法。
3. 【請求項３】 上記工程（ｅ）は上記複数の現像ロール
   をそれぞれ一つづつ現像状態に設定して複数の第２の可
   視像を得る工程（ｉ）を含み、上記工程（ｇ）では上記
   工程（ｉ）で得た複数の可視像から上記複数の現像ロー
   ルの現像分担率をそれぞれ求める請求項１の画像形成条
   件設定方法。
4. 【請求項４】 上記工程（ｈ）で変更する画像形成条件
   が、上記感光体と上記現像ロールとの間の電位差である
   請求項１の画像形成条件設定方法。
5. 【請求項５】 上記工程（ｈ）で変更する画像形成条件
   が、上記現像ロールの回転数である請求項１の画像形成
   条件設定方法。
6. 【請求項６】 上記工程（ｅ）では上記現像ロールが担
   持している現像材料を上記感光体から離間させることで
   上記現像ロールを非現像状態に設定する請求項１の画像
   形成条件設定方法。
7. 【請求項７】 上記工程（ｅ）では上記現像ロールを停
   止することで上記現像ロールを非現像状態に設定する請
   求項１の画像形成条件設定方法。