JPS63146066A - 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】 ４１発明のＬＩ的 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真複写機・レーザビームプリンタ・静電
記録装置などの画像形成装置、特に、像担持体としての
感光体ドラムに隙間をあけて現像スリーブを並設し、こ
の現像スリーブ表面に均一薄層に絶縁性磁性粒子（以下
、トナーと称す）を塗布して感光体ドラムとの対向位置
（以下、現像位置と称す）に搬送し、現像スリーブに印
加した現像バイアス電圧（直流電圧を重畳した交流電圧
）によって該現像スリーブのトナーを感光体ドラムへ飛
翔させて現像し、この現像画像を転写材に転写する画像
形成装置に関するものである。

〔従来の技術〕

上記のトナーとしては、スチレンアクリル等の樹脂を主
成分とし、これを鉄粉、ガラスど−ズ等のキャリアと混
合し、摩擦することにより帯電電荷をもつもの、あるい
は、磁性体を含有し金属性の現像スリーブ上を搬送移動
することにより電荷をもつものを用いる。

これらトナーの現像性は、トナーの有する電荷借（以下
、トリポと称す）に大きく左右され、良好な現像性が得
られるためには、特に、現像スリーブ上にあるトナーが
平均しである一定範囲のトリポ量に保たれていることが
望ましい。

トナーはトリポが低いと、現像スリーブ上から像担持体
上にある静電潜像］二に移る力が弱く、濃度の薄い画像
になる。

一方、トリポが極端に高くなると（一般に小粒径のトナ
ーはトリポを持ち易くかつ、体積当りのトリポも多いた
め、このようになり易い）、上記とは逆に自身の鏡映力
により現像スリーブ上に強く吸着し、スリーブ表面最下
層に沈Ｓし、離れ難くなる。

こうなると、他のトナーが現像スリーブ表面と摩擦帯電
しにくくなるため、トリポが上がらず、濃度が低下する
。また、トナー同士の９！擦帯電回数が増えるため、所
望の極性とは逆極性に帯電した所謂１反転トナーが生じ
易くなる。

このような現象は、ｌ１ｌＦに、現像装置内に新しいト
ナーを７Ｉｌｉ　３ｎした直後、新しいトリポの少ない
トナーと古い比較的トリポをもったトナーが混ざり合っ
たときに生じ易い。

これは、新しく補充したトリポの不十分なトナー（この
粒度分布を第５ＩＮ（ａ）に示す）のうち。

比較的トリポを持ち易い粒径の小さいもの（この粒度分
布を第５図（ｂ）に示す）が現像スリーブトに先に付着
するために、その細大多数のトナーがトリポを持つまで
にケち上がりの時間を要し、一時的に画像濃度が低下す
る。

また、第５図（Ｃ）に示すようなｌ耐久によって消費さ
れなかった粒径の大きなものが、比較的トリポを持ちに
くいこともあって、前述の反転トナーになり易く、これ
に起因する反転カブリも一時的に増加するといったこと
のためである。

このような現象を回避するための手段としては従来は、
現像装置内を現像スリーブ近傍の小部屋の現像部と大容
量のホッパ部とに分け　ホッパ部から現像部に夕闇−ず
つトナーを補給する。ある・、）は、それとは逆に現像
部内にまだ十分トナーがあるうちに少しずつトナーを補
給する。さらにはホッパ部において、トナーをある程度
撹拌したのち、現像部に供給することが行われてきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらの各手段を講じるためには、いずれもあ
る程度大きなトナー容：１（４００ｃｃ以ト）を有する
ホッパ部が必要であり、また、ホッパ部から現像部にト
ナーを補給するための補給装置が必要であるため、小型
の現像装置には適さなかった。

また、現像特性が良くないために長期間の使用により、
徐々に現像装置内に蓄積し、反転カブリの原因となり易
い粗大粒径のトナーを除去することがｇ′ｌ難という問
題点があった。

７（発明は４−記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、トナー補給ｒｉ７後においても画像品質が
安定し、小形化も容易な画像形成装置を得ることを［１
的とする。

口　発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は潜像を形成する像担持体と、この像担持体に隙
間をあけて並設した現像スリーブを有する現像装置と、
前記現像スリーブＩ−のトナーを飛翔させて前記潜像を
現像するように該現像スリーブに現像バイアスを印加す
る現像／ヘイアス印加手段と、前記現像画像を転写材に
転写記録する転写り段とを有する画像形成装置において
、前記現像装置へのトナー補給直後から所定期間、前記
像担持体の画像領域に対応する前記現像バイアスを変化
させ、かつ、この像担持体の非画像転写領域の背景部表
面゛電位に対する前記現像パイアヌを変化させる現像７
ヘイアス変化手段を備えたことを特徴とする画像形成装
置である。

〔作　用〕

ｋ発明は現像装置かに対するトナー補給直後ひろ所定の
プリン←枚数が終了するまでの間は、現象コントテスト
　（画像部電位と現像バイアス直ｂＫ成分との差）を制
御し、転′４紙間に和名する非画像転写領域（以下、紙
間と称す）に反転トナーを積極的に現像することにより
１画像品質の安定化をＩＡるとともに反転カブリを防１
トする。

〔実施例〕

以下　本発明の実施例を図面について説明する。第１図
において、■はＡＭ（アルミニウム）ンリンタｌａの表
面に有機光導電体１ｂを塗布した感光体ドラムで、装置
本体（ＵＡ示せず）に矢示方向に回転自在に支持されて
いる。この感光体ドラム１の周囲には定電流電源２に接
続された１次コロトロン３、露光光学系４、現像装置５
、直流電源６に接続された転写コロトロン７、直流ｔＬ
源８および交流心源９の直列回路に接続された分離コロ
トロンｌＯ、クリーニング装置１１．発光ダイオード（
ＬＥＤ）などの全面露光装置１２なでが１順次に配設さ
れている。

ト記現像装置５には現像スリーブ１３および圧′市素子
などのトナーセンサ１４が設けられており、トナーセン
サ１４の出力はトナー量検知回路１５に供給される。１
６はトナー集信す出力回路であり、このトナー無信号出
力回路はトナーμ検知回路１５の出力信号を入力としト
ナー無表示器１７とプリント枚数検知回路１８および現
像バイアス制御回路１９にトナー無信号を供給する。２
０はトナー有信号出力回路であり、このトナー有信号出
力回路はトナー祉検知回路１５の出力信号を入力としプ
リント枚数検知回路１８および現像バイアス制御回路１
９にトナー有信号を供給する。２１は現像バイアス制御
回路１９の出力で制ｇａコれる現像バイアス直流電源で
あり、この現像バイアス直流電源は重畳用の交流を源２
２と直列に前記現像スリーブ１３に接続されている。つ
まり上記符号１５〜２０を付した各部で現Ｒ／＜イアス
変化手段を構成し、上記′＠、源２１・２２で現像バイ
アス印加手段を構成している。

感光体ドラム１はその表面が一次コロトロン３で一様に
負帯電された後、露光光学系４で像露光が行われて静電
潜像を形成する。この静電潜像は現像スリーブ１３との
最接近位置（現像位置）において、現像スリーブ３」−
で摩擦イｉシ電され現像バイアスで５飛屈されたトナー
で現像される。

この現像画像は、レジストローラ２３で送られていくる
転写紙２４−ヒに転写コロトロン７からのプラスコロナ
により転写され、この転写紙２４は分離コロトロン１０
からのマイナスコロナ重畳の交流コロナイオンにより除
電され、感光体ドラムｌから分離される。

転写後の感光体ドラムの未転写トナーはクリーニング装
置１１によりクリーニングされ、引続きメモリされてい
る静電潜像が全面露光装置１２によりイレーズされ、再
び上記の画像形成プロセスを繰返す。

一方、上記の画像形成プロセスにおいて現像を繰返す現
像装置５内では、現像スリーブ１３によるトナー搬送に
よってトナーセンサ１４の周りのトナー量が変動し、こ
のトナーセンサ１４から断続的なトナー無信号がトナー
量検知回路１５に供給される。

このトナー計検知回路１５はトナー無信号の出力回数お
よび積算時間等から現像装置５内のトナー１よを算出し
、この算出トナー昂、がある検知レベル（本実施例にお
いては約７０ｇ）以下になった時点で、それまで出力し
ていたトナー有信号に代えてトナー無信号を出力する。

このトナー黒信号により、トナー無表示器１７にトナー
無表示がなされ、この表示にノ、％づいてトナー補給が
行われる。

一方、Ｌ記トナー無信号が発せられることによって、動
作を停止したことを装置本体内のＣＰＣ（図示せず）で
メモリし、その後、発せられた最初のトナー有信号をト
ナー補給信号としてとらえ、この信号によって現像バイ
アス制御回路１９の設定を変化させる。

本実施例においては、感光体ドラム１の感光層として、
赤外線に増感された有機光・ｎ電体１ｂを用い、暗部電
位（Ｖｏ）が−７００Ｖ、明部電位（ＶＬ）が−＋ＯＯ
Ｖの静電潜像形成を行った。第２図は感光体ドラム表面
の暗部電位ＶＤ、明部を位ＶＬと、現像スリーブに印加
する現像バイアスＩＩ′Ｔ流成分Ｖｏｃとの関係図であ
り、（ａ）は標べｑ状態、（ｂ）はトナー補給直後から
所定枚数のプリントが終了するまでの間の状ｊＢ　、（
Ｃ）は紙間の状態である。

標準状態における現像バイアスとしては、交流成分に周
波数が１５００Ｈｚでビーク・トウ・・ピークが１５０
０Ｖの矩形波を用い、これに直流成分（Ｖ。

Ｃ）として−５００ｖを重畳し、これを非磁性ＳＯ５で
できた直径２０．０５１１１の現像スリーブに印加して
、−成分ジャンピング現像を行った。

トナー補給直後から所定枚数、例えば５００枚のプリン
トが終了するまでの間にわたって、画像領域ニオイテ、
ｖＤＣを一５８０Ｖｉ、：しくＶＤＣ＋＝−５８０Ｖ）
現像コントラスト（Ｖｏｃ−ＶＬ）を４００ｖカラ４８
０Ｖニ上げた。

また５紙間においては、ＶｏｃをＯ■にする（ＶＤＣ２
＝ＯＶ）ことにより、反転トナーを感光体ドラム旧に積
極的に現像した。

このような制御を新しいトナー補給直後から。

５００枚のプリントが終了するまでの間に行った際にお
ける、プリント枚数対ベタ黒濃度（−７クベス社製反射
濃度計ＲＤ−５１４による５×５■２のベタ黒に２度）
のグラフが第３図（ｂ）に示す。また、上記の制御を行
わなかった場合におけるプリント枚数対ベタ黒濃度のグ
ラフを第３図（ａ）に示す。

この２つのグラフを比べると、トナー補給直後の濃度低
下が現像バイアス制御により明らかに改４されたことが
わかる。なお、第３図（ａ）争（ｂ）はプリント枚数２
００．４００　、　Ｂｏｏ毎にトナー補給を行ったもの
である。

また同時に反転カブリを紙間において、積極的に感光体
ドラム上に現像することにより、画像上に表われる反転
カブリを減少させるこ、とができ、かつ、粗大粒子が補
給直後に積極的に消費されることで、耐久によって粗大
粒子が現像装置内に蓄積することが少なくなり反転カブ
リは補給直後だけではなく、耐久中も減少する。

さらに、画像上に比較的粒径の小さなトナーが現像され
ることにより画像のシャープネスが改善される。

前記実施例において、トナー補給後の５００枚のプリン
トにおいて、濃度低下およびラインの細りを抑えるため
に、現像バイアス直流成分のみを変化させ、現像コント
ラストを旧げたが、場合によっては、（カブリ除去のた
めの背景部電位と現像バイアス直流成分との電位差にラ
チチュードが少ない、等）明部電位ＶＬを低くする、あ
るいはｖＤＣアップと同時に暗部電位Ｖｏをアップさせ
る、ことによっても同等の効果が得られる。

また、紙間において、反転トナーを積極的にドラム上に
現像する際、トナーによってはＶＤＣをグラウンドに落
とすだけでは十分な現像コントラストが得られない場合
、暗部電位Ｖｏを大きくすることによって１反転トナー
現像のためのコントラストを大きくしても良い。

第４図は上記の暗部電位ＶＤを制御するようにした本発
明の他の実施例を示すもので、定電流電源制御回路２５
を設は該回路にトナー無信号出力回路１６．トナー有信
号出力回路２０、プリント枚数検知回路１８の各出力信
号を供給するようにしたもので、他の構成は前記：ｊ′
ＪＪ１図と同じである。

また１本実施例においては、ＶＤＣの制御レベルを補給
直後から５００枚のプリントが終了するまでの間にわた
り、あるい一定値に固定したが、通常濃度は、補給直後
から徐々に立ち一ヒがってくるため、最初の５０枚はＶ
ｏｃを標準から！００　Ｖ大きくしたＶ　ｏ　ｃ　＝−
ＢＯＯＶ、次の５０枚はＶ　ｏ　ｃ　＝　−５７０Ｖ、
　１００〜２００枚は５５０ｖ、２００〜３００枚ハ５
３５Ｖ、　３００−４００枚は５２０ｖ、４００−５０
０枚は５１０Ｖ等に設定することにより、濃度の立ち上
がりに応じたものになり、より濃度変動・ライン巾変動
の少ない画像が安定したものになる。

ハ、発明の効果 以上、説明したように、現像装置内に新しいトナーを補
給した直後から、ある一定枚数のプリントが終了するま
での間、現像条件の変更、および現像スリーブ上にある
反転トナーを紙間において積極的に感光体ドラム上へ現
像するように構成したので、トナー補給後における画像
濃度低下、ラインの細り、反転カブリ増加の程度などを
低減することか可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による画像形成装置を示す概要
図、第２図（ａ）〜（ｃ）は感光体ドラム表面の暗部電
位、明部電位と、現像スリーブに印加される現像バイア
ス直流成分との関係図、第３図（ａ）・（ｂ）はトナー
補給直後におけるプリント枚数対ベタ黒濃度のグラフ、
第４図は本発明の他の実施例による画像形成装置を示す
概要図、第５図（ａ）〜（ｃ）はトナーの粒度分布図で
ある。 ■・・・像担持体（感光体ドラム）、１３・・・現像ス
リーブ、２４・・・転写材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）潜像を形成する像担持体と、この像担持体に隙間
   をあけて並設した現像スリーブを有する現像装置と、前
   記現像スリーブ上のトナーを飛翔させて前記潜像を現像
   するように該現像スリーブに現像バイアスを印加する現
   像バイアス印加手段と、前記現像画像を転写材に転写記
   録する転写手段とを有する画像形成装置において、前記
   現像装置へのトナー補給直後から所定期間、前記像担持
   体の画像領域に対応する前記現像バイアスを変化させ、
   かつ、この像担持体の非画像転写領域の背景部表面電位
   に対する前記現像バイアスを変化させる現像バイアス変
   化手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。