JPH10268635A

JPH10268635A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10268635A
Application number: JP9093144A
Authority: JP
Inventors: Masuaki Saito; 益朗斎藤; Kazuhiro Funatani; 和弘船谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-09
Anticipated expiration: 2017-03-27
Also published as: JP3566490B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高温高湿環境下等でのトナーの帯電電荷の低
下による画像濃度の上昇に対し、画像濃度をより淡い方
向に制御するに際し、現像バイアスの交流成分のピーク
間電圧が過大になるのを防いで、それによる飛散トナー
の増大を防止することである。【解決手段】非磁性トナーを使用する現像器の場合、
現像バイアスのピーク間電圧Ｖppが、図３の画像濃度を
淡い側に制御する網掛け領域で１．９ｋＶを超えると、
トナー飛散が顕著になるので、Ｖppが１．９ｋＶを超え
るのを防ぐために、Ｖmax （トナーを現像スリーブから
感光ドラムに向かう方向に付勢する電界を形成する電
位）の値を固定せず、プラス方向にシフトさせていき、
一方、現像バイアスデータに対するＶdcの値をリニアに
するために、Ｖmin （トナーを感光ドラムから現像スリ
ーブに向かう方向に付勢する電界を形成する電位）の値
をマイナス方向にシフトさせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上の静電
潜像を現像装置により現像して画像を形成する画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー画像形成装置では、像担持
体に対し帯電、露光、現像を行ない、得られた記録像を
記録紙上に転写する工程を複数色分繰り返すことによ
り、記録紙上に複数色の記録像を重ねたカラー画像を得
る方法が知られている。この種の画像形成装置は、ＤＡ
Ｓ２６０７７２７、特開昭５０−５０９３５号等に記載
されている構成で実用化されている。

【０００３】図１１は、従来のカラー画像形成装置の断
面図であり、装置内の略中央部には像担持体であるとこ
ろの感光ドラム１が設置され、この感光ドラム１は、本
例では、直径８０ｍｍのアルミニウムシリンダーの外周
面に、光導電体として有機感光体（ＯＰＣ）を塗布して
なっているが、光導電体としてはＡ−Ｓｉ、ＣｄＳ、Ｓ
ｅ等でもよい。

【０００４】この感光ドラム１が図示しない駆動手段に
よって、１００ｍｍ／秒の周速度で矢印Ｄ方向に回転さ
れ、感光ドラム１の上側に設置した帯電ローラ３によ
り、感光ドラム１の表面がほぼ−５００Ｖの電位に均一
帯電される。均一帯電された感光ドラム１は、その左上
方に設置された露光装置５によりレーザビームＬを照射
され、感光ドラム１の表面に第１色目のたとえばイエロ
ーの画像模様に従った静電潜像が形成される。

【０００５】露光装置５は、図示しないレーザダイオー
ド、高速モータによって回転駆動される回転多面鏡、レ
ンズを含む光学ユニットおよび折り返しミラー等からな
り、レーザダイオードにたとえばイエローの画像模様に
従った画像信号が入力されると、その画像信号がレーザ
ダイオードの発光を変調してイエローの画像模様に従っ
たレーザビームＬを発生する。発生したレーザビーム
は、感光ドラム１への光路を通って感光ドラム１の表面
を照射し、感光ドラム１のレーザビームの照射された表
面の箇所が、ほぼ−１００Ｖの電位に減衰して静電潜像
部に形成される。

【０００６】感光ドラムの左側には、回転可能な複数個
の現像器４、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックの現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが設置されてお
り、感光ドラム１上に形成された潜像は、予め感光ドラ
ム１と対面した現像位置に移動されたイエロー現像器４
ａにより現像されて、イエロートナー像として可視化さ
れる。

【０００７】現像器４ａ〜４ｄは、回転する支持体９に
取付けて、それら現像器４ａ〜４ｄの現像用開口面が支
持体中心軸９ａを中心とした同一円筒上に位置するよう
に配置されている。この現像器４ａ、４ｂ、４ｃには、
それぞれ非磁性トナーのイエロートナー、マゼンタトナ
ー、シアントナーが収容され、現像器４ｄには磁性トナ
ーのブラックトナーが収容されている。これら各現像器
４ａ〜４ｄは、支持体９の回転により感光ドラム１と対
面した現像位置に順次搬送され、ついで感光ドラム１に
対し位置決めされる。支持体９に取付けた現像器４ａ〜
４ｄの駆動方法の詳細は、一例として特開昭５０−９３
４３７号に述べられている。

【０００８】現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、すなわち非磁性
トナーを使用する現像器４の構成を図１２により説明す
る。

【０００９】図１２に示すように、現像器４はトナー室
１０２と現像室１０３とを備え、トナー室１０２には非
磁性トナーが収容され、またそのトナーを現像室１０３
に搬送する搬送手段が１１が設置されている。現像室１
０３は、感光ドラム１に対向する開口部１０３ａを有
し、また、導電性の現像スリーブ１１０、トナー供給ロ
ーラ１１２および規制ブレード１１３が設置されてい
る。

【００１０】供給ローラ１１２は、トナー室１０２から
搬送されたトナーを現像スリーブ１１０に供給するため
のもので、矢印Ａ方向に回転する現像スリーブ１１０の
周面に弾性当接して矢印Ｂ方向に回転する。

【００１１】現像スリーブ１１０は、供給ローラ４によ
って供給されたトナーを担持して矢印Ａ方向に回転する
ことにより、感光ドラム１と対向した現像領域へ向けて
搬送するためのもので、この現像スリーブ１１０は、現
像室１０２内に開口部１０３ａから外周面の一部が外部
に露出する態様で回転自在に配置され、感光ドラム１と
５０〜５００μｍの間隙をおいて位置されている。

【００１２】規制ブレード１１３は、現像スリーブ１１
０上に担持したトナーの層厚を規制するためのもので、
開口部１０３ａの上側の現像室１０３の壁に取付けて現
像スリーブ１１０の周面に弾性当接されている。開口部
１０３ａの下側の現像室１０３の壁には、現像スリーブ
１１０の下面に弾性当接して現像室１０３の下部からト
ナーが吹出すのを防止するシート１０８が設けられてい
る。

【００１３】現像時、搬送手段１１１がトナー室１０２
に収容された非磁性トナーを現像室１０３に向けて搬送
し、供給ローラ１１２が搬送されたトナーを現像スリー
ブ１１０上に供給して担持させ、規制スリーブ１１３が
そのトナーを所定の層厚に規制し、現像スリーブ１１０
が所定層厚に規制されたトナーを現像領域へ搬送する。
そして現像領域において、感光ドラム１との間で現像ス
リーブ１１０に印加した現像バイアスによって電界が形
成され、その現像電界の力によりトナーが感光ドラム１
に向けて飛翔し、感光ドラム１上に形成されている潜像
部に付着して現像し、潜像をトナー像として可視化す
る。

【００１４】現像器４ｄ、すなわち磁性トナーを使用す
る現像器４の構成を図１３により説明する。図１３に示
すように、現像器４はトナー室１０２と現像室１０３と
を備え、トナー室１０２には磁性トナーが収容され、ま
たそのトナーを現像室１０３に搬送する搬送手段が１１
が設置されている。現像室１０３は、感光ドラム１に対
向する開口部１０３ａを有し、また、複数の磁極を有す
る磁石１１６を非回転に内蔵した非磁性の現像スリーブ
１１５、および規制ブレード１１３が設置されている。

【００１５】磁石１１６は、搬送手段１１１によってト
ナー１０２から供給されたトナーを磁力により現像スリ
ーブ１１５上に担持させるもので、現像スリーブ１１５
は、担持したトナーを矢印Ａ方向に回転することによ
り、感光ドラム１と対向した現像領域へ向けて搬送す
る。この現像スリーブ１１５は、現像室１０２内に開口
部１０３ａから外周面の一部が外部に露出する態様で回
転自在に配置され、感光ドラム１と５０〜５００μｍの
間隙をおいて位置されている。現像スリーブ１１５に
は、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加
する図示しないバイアス電源が接続されている。

【００１６】規制ブレード１１３は、現像スリーブ１１
５上に担持したトナーの層厚を規制するためのもので、
開口部１０３ａの上側の現像室１０３の壁に取付けて現
像スリーブ１１５の周面に弾性当接されている。開口部
１０３ａの下側の現像室１０３の壁には、現像スリーブ
１１５の下面に弾性当接して現像室１０３の下部からト
ナーが吹出すのを防止するシート１０８が設けられてい
る。

【００１７】現像時、搬送手段１１１がトナー室１０２
に収容された磁性トナーを現像室１０３に向けて搬送
し、搬送されたトナーを磁石１１６を内蔵した現像スリ
ーブ１１５が担持して、規制スリーブ１１３がそのトナ
ーを所定の層厚に規制し、現像スリーブ１１５が所定層
厚に規制されたトナーを現像領域へ搬送する。そして現
像領域において現像スリーブ１１５に感光ドラム１との
間で、図示しないバイアス電源により交流電圧に直流電
圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、発生
した現像電界の力でトナーが感光ドラム１に向けて飛翔
し、感光ドラム１上に形成されている潜像部に付着して
現像し、潜像をトナー像として可視化する。

【００１８】図１１の画像形成装置に戻ると、感光ドラ
ム１の右側には中間転写体６が設置されており、中間転
写体６は、感光ドラム１と圧接してこれと同周速度で矢
印Ｃ方向に回転されている。現像器４ａによる現像で得
られた感光ドラム１上のイエロートナー像は、感光ドラ
ム１の回転にともない中間転写体６とのニップ部に搬送
される。そして図示しないバイアス電源から中間転写体
６にトナーとは逆極性の転写バイアス（１次転写バイア
ス）を印加することにより、中間転写体６とのニップ部
を通過する過程で、転写バイアスによる転写電界の力と
上記の押圧力とにより、中間転写体６上に転写される
（１次転写）。

【００１９】トナー像の転写が終了した感光ドラム１の
表面は、これに当接したクリーニングブレード１０ａに
より転写残りのトナーを除去した後、上記の帯電以下の
画像形成工程を繰り返して、感光ドラム１上に第２色目
のマゼンタトナー像が形成される。得られたマゼンタト
ナー像は、中間転写体６にイエロートナー像の上から重
ね合わせて転写される。以下、同様にシアン、ブラック
についても繰り返して、中間転写体６上に目的のカラー
画像に対応した合成カラー画像が、イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの４色のトナー像を重ね合わせた
カラー画像として得られる。

【００２０】中間転写体６上に形成されたカラー画像を
構成する４色のトナー像は、転写ベルト７によって転写
材カセット１７から中間転写体６に搬送された転写材に
一括して転写される（２次転写）。

【００２１】転写ベルト７は、テンションローラ６１と
バイアスローラ６２とに掛け廻して、その幅方向を中間
転写体６の軸方向と平行にして配設され、転写ベルト７
のバイアスローラ６２側の端部は、中間転写体６に離接
自在に設置されている。このバイアスローラ６２は転写
バイアスを印加するローラで、他方のテンションローラ
６１は接地されている。転写ベルト７は矢印の方向に回
転駆動される。

【００２２】中間転写体６での４色目のトナー像の１次
転写と同期して所定のタイミングで、転写ベルト７が中
間転写体６に当接するとともに、カセット１７から転写
材が給紙ローラ１８を経て中間転写体と転写ベルト７の
ニップ部に供給され、転写ベルト７による駆動でニップ
部を通過する。さらにこれと同時に図示しない電源から
バイアスローラ６２に所定の転写バイアス（２次転写バ
イアス）が印加され、中間転写体６上の４色のトナー像
が、ニップ部を通過する転写材に一括して２次転写され
る。

【００２３】４色のトナー像が転写された転写材は、自
身の剛性、自重および中間転写体６との曲率差で中間転
写体６から分離して、転写ベルト７による走行で図示し
ない搬送路を通って定着器２５に搬送される。定着器２
５に搬送された転写材は、そこを通過する間に加熱およ
び加圧されることにより、トナーの溶融混色および転写
材の繊維への固定が行なわれて、フルカラーのプリント
画像に形成された後、装置上面の排出部３４に廃止され
る。

【００２４】図１１に示すように、本画像形成装置は、
中間転写体６の近くに受・発光素子を内蔵した濃度検知
センサー６３を備え、中間転写体６上のトナー像の濃度
を検知することにより、現像器、感光ドラムの使用度
合、使用環境の変動等で発生する濃度の変動を識って、
所望の画像濃度を得るように濃度制御している。濃度制
御の方法は、現像器４に印加する現像バイアスを変化し
ながら印加して検知用トナー像を現像し、この検知用ト
ナー像の濃度を濃度センサー６３で検知して、所望の濃
度が得られる適切な現像バイアスを求めて、その現像バ
イアスに変更するものである。

【００２５】本画像形成装置では、図１４に示すよう
に、トナーを現像スリーブから感光ドラムに向かう方向
に付勢する電界を形成する電位Ｖmax を−１３００Ｖに
固定し、現像バイアスの実行値を示す積分平均値Ｖdcを
変化させるために、トナーを感光ドラムから現像スリー
ブに向かう方向に付勢する電界を形成する電位Ｖmin を
可変としている。図１５に、感光ドラムの表面電位およ
び現像バイアスの電位関係を示す。

【００２６】上記のような現像バイアスの制御法の１例
は、キヤノン（株）製のレーザビームプリンタＬＢＰ２
０３０（登録商標）で実施されている。これは、特に低
湿環境下でベタ画像のような画像の静電潜像のエッジ部
を忠実に再現させるために、限られた火花放電の限界の
なかで最大限にＶmax の値を確保するために行なってい
るものである。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような現像バイアスの制御を行なった場合、図１４の網
掛け部分のような画像濃度をより淡くする方向に制御す
る領域では、Ｖmin をプラス方向に大きくし、現像バイ
アスの交流成分のピーク間電圧Ｖppが２０００Ｖを超え
るようになると、そのあたりからトナー飛散が顕著にな
るという問題があった。

【００２８】すなわち、網掛け部分のような制御領域で
は、高温高湿環境下の過剰な水分で帯電しにくいような
トナーは、現像スリーブに引き付けられる力（鏡映力）
が低下して、感光ドラム側に飛びやすい状態になってい
る反面、Ｖppが大きくなると、現像スリーブと感光ドラ
ム間の現像領域の幅が大きい、現像領域の周方向端部の
部分で、トナーの飛翔運動が電界の向きに従わず、トナ
ーが現像領域から外れて飛散する。

【００２９】磁性トナーの場合には、磁気力による現像
スリーブへの拘束力が働くので、上記の網掛け部分での
トナーの飛散は発生しないが、現像スリーブ上のトナー
層が厚いので、正規の帯電をしていないいわゆる反転ト
ナーが生成されやすい。このため、網掛け部分で感光ド
ラム上の非画像部分の電位ＶD とＶdcの電位差Ｖbackが
大きくなると、このプラスの電荷を持った反転トナーが
非画像部に転移してしまい、画像上に地かぶりとなって
現れるという問題がある。

【００３０】本発明の目的は、高温高湿環境下等でのト
ナーの帯電電荷の低下による画像濃度の上昇や、感光ド
ラムの使用による特性変化等にともなう画像濃度の上昇
に対し、画像濃度をより淡い方向に制御するに際し、現
像バイアスの交流成分のピーク間電圧が過大になるのを
防いで、それによる飛散トナーの増大を防止することを
可能とした画像形成装置を提供することである。

【００３１】本発明の他の目的は、磁性トナーで現像し
た画像の環境変動等に対応した濃度制御を行なうに際
し、反転トナーの非画像部への転移によるかぶりの発生
を防止することを可能とした画像形成装置を提供するこ
とである。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、現像剤担持体上に現像剤を担持して像担持体と対向
した現像部へ搬送し、前記現像部において現像剤担持体
に像担持体との間で交流電圧と直流電圧を重畳した現像
バイアスを印加して、像担持体上に形成された静電潜像
を現像剤で現像し、そして現像バイアスの強度の調整に
より画像濃度の制御を行なっており、前記現像バイアス
の強度の調整は、現像バイアスの交流成分の１周期にお
ける、現像剤を現像剤担持体から像担持体に向かう方向
に付勢する電位Ｖmax を所定値とし、現像剤を像担持体
から現像剤担持体に向かう方向に付勢する電位Ｖmin を
調節することからなる画像形成装置において、前記画像
濃度を所定の現像バイアス値と比較してより低濃度方向
へ制御する領域においては、前記電位Ｖmin と連動させ
て前記電位Ｖmax を制御することを特徴とする画像形成
装置である。

【００３３】本発明によれば、前記低濃度方向へ制御す
る領域においては、前記電位Ｖminと電位Ｖmax の電位
差Ｖppが所定値またはそれ以下となるように、前記電位
Ｖmax の制御を行なうことができる。また、前記像担持
体上に濃度制御用の画像を形成し、その濃度を検知する
ことにより画像形成条件の自動制御を行なう機構を有し
ており、前記検知した画像濃度が所定以上の濃度になっ
たときに、前記低濃度方向へ制御する領域における前記
電位Ｖmin と連動した前記電位Ｖmax の制御を、自動制
御により行なうことができる。

【００３４】本発明の他の態様は、現像剤担持体上に現
像剤を担持して像担持体と対向した現像部へ搬送し、前
記現像部において現像剤担持体に像担持体との間で交流
電圧と直流電圧を重畳した現像バイアスを印加して、像
担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像し、そし
て現像バイアスの強度の調整により画像濃度の制御を行
なっており、前記現像バイアスの強度の調整は、現像バ
イアスの交流成分の１周期における、現像剤を現像剤担
持体から像担持体に向かう方向に付勢する電位Ｖmax を
所定値とし、現像剤を像担持体から現像剤担持体に向か
う方向に付勢する電位Ｖmin を調節することからなる画
像形成装置において、前記画像濃度を所定の現像バイア
ス値と比較してより低濃度方向へ制御する領域において
は、前記電位Ｖmin と連動させて前記現像剤担持体の回
転速度を制御することを特徴とする画像形成装置であ
る。

【００３５】本発明のさらに他の態様は、現像剤担持体
上に現像剤を担持して像担持体と対向した現像部へ搬送
し、前記現像部において現像剤担持体に像担持体との間
で交流電圧と直流電圧を重畳した現像バイアスを印加し
て、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像
し、そして現像バイアスの強度の調整により画像濃度の
制御を行なっており、前記現像バイアスの強度の調整
は、現像バイアスの交流成分の１周期における、現像剤
を現像剤担持体から像担持体に向かう方向に付勢する電
位Ｖmax を所定値とし、現像剤を像担持体から現像剤担
持体に向かう方向に付勢する電位Ｖmin を調節すること
からなる画像形成装置において、前記画像濃度を所定の
現像バイアス値と比較してより低濃度方向へ制御する領
域においては、前記電位Ｖmin と連動させて前記像担持
体上の電位を制御することを特徴とする画像形成装置で
ある。

【００３６】本発明のさらに他の態様は、像担持体と、
前記像担持体上に形成された静電潜像を非磁性１成分現
像剤により現像する第１現像手段と、前記像担持体上に
形成された静電潜像を磁性１成分現像剤により現像する
第２現像手段とを有し、前記第１、第２の現像手段によ
る現像時、第１、第２の現像手段の現像剤担持体に像担
持体との間で交流電圧と直流電圧を重畳した現像バイア
スを印加し、そして現像バイアスの強度の調整により画
像濃度の制御を行なっており、前記第１現像手段の現像
バイアスの強度の調整は、現像バイアスの交流成分の１
周期における、現像剤を現像剤担持体から像担持体に向
かう方向に付勢する電位Ｖmax を所定値とし、現像剤を
像担持体から現像剤担持体に向かう方向に付勢する電位
Ｖmin を調節することからなり、前記第２現像手段の現
像バイアスの強度の調整は、前記電位Ｖmin とＶmax の
電位差Ｖppが所定値となるように、前記電位Ｖmin とＶ
max を連動して制御する画像形成装置において、前記第
１現像手段の現像バイアスの強度の調整は、像担持体上
の非画像部の帯電電位ＶD を所定値にすることにより行
ない、前記第２現像手段の現像バイアスの強度の調整
は、前記画像濃度を所定の現像バイアス値と比較してよ
り高濃度方向へ制御する領域から中程度の画像濃度領域
において、像担持体上の非画像部の帯電電位と現像バイ
アスの積分平均値Ｖdcの差分が略一定値になるように、
前記電位Ｖmin 、Ｖmax 、ＶD を調整して行ない、前記
画像濃度を所定の現像バイアス値と比較してより低濃度
方向へ制御する領域においては、前記帯電電位ＶD を所
定値もしくはそれ以上の値に保ち、主に現像バイアスを
調整することを特徴とする画像形成装置である。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００３８】実施例１図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。本発明の画像形成装置は、中間転写体６上
のトナー像の濃度を検知する濃度検知センサー６３に接
続した濃度制御部６４で、現像器４に印加する現像バイ
アスを以下のように制御することにより、高温高湿環境
下での現像器４のトナーの飛散を防止したことが大きな
特徴である。

【００３９】本発明のその他の構成は先の図１１に示し
た従来の画像形成装置と同様で、図１において図１１と
同じ構成および機能を有するものは同一の符号を付して
その説明を省略し、また現像器４ａ〜４ｃについて言及
するときには図１２の図面を、現像器４ｄについて言及
するときには図１３の図面を援用する。

【００４０】さて、本実施例において、高温高湿環境下
で非磁性トナーを使用する現像器４ａ〜４ｃ、すなわち
図１２の現像器４のトナー飛散を防止するために、その
現像スリーブ１１０に印加する現像バイアスについて、
つぎの実験を行なった。

【００４１】すなわち、３０℃、８０％ＲＨの高温高湿
環境下で、感光ドラム１に対し現像器４を現像位置で位
置決めし、感光ドラム１の帯電を行なわず０Ｖのままと
し、現像スリーブ１１０に現像バイアスを印加した状態
で、感光ドラム１および現像スリーブ１１０を、通常の
画像形成時と同じ周速、回転方向の条件で６０分間、空
回転した。その際、現像器４と感光ドラム１の下に紙を
敷き、現像器４から飛散したトナーを捕捉し、飛散トナ
ー量を測定した。これを、現像バイアスの交流成分のピ
ーク間電圧Ｖppを数ポンイトで変えて実施した。その結
果を図２に示す。

【００４２】図２に示されるように、Ｖppが１．９ｋＶ
を超えると、急激に飛散トナー量が増加することが分か
る。

【００４３】そこで、本実施例では、制御部６４によ
り、図３に示すように、画像濃度を淡い側に制御する網
掛けで表示した領域で、Ｖppが１．９ｋＶを超えるのを
防ぐために、Ｖmax （トナーを現像スリーブから感光ド
ラムに向かう方向に付勢する電界を形成する電位）の値
を固定せず、プラス方向にシフトさせていき、その際、
現像バイアスデータに対するＶdcの値をリニアにするた
めに、Ｖmin （トナーを感光ドラムから現像スリーブに
向かう方向に付勢する電界を形成する電位）の値をマイ
ナス方向にシフトさせるようにした。

【００４４】以上のようにすることにより、図３に示す
ように、画像濃度を淡い側に制御する網掛け領域で、Ｖ
ppの値が１．９ｋＶを上回ることがなくなり、高温高湿
環境下でのトナーの飛散を防止できる。また、現像バイ
アスデータに対しＶdcの値をリニアに変化させたので、
低温低湿から高温高湿に至るあらゆる環境下で画像を損
なうこともなく、十分な画像濃度を得ることができる。

【００４５】実施例２本実施例は、トナー飛散の低減のために現像スリーブの
周速に着目したことが特徴である。

【００４６】本実施例において、図１の画像形成装置に
より、高温高湿（ＨＨ）、常温常湿（ＮＮ）、低温低湿
（ＬＬ）の３つの環境下で、現像器４の現像スリーブの
感光ドラム１に対する周速比を変更しながらベタ画像を
画像形成して出力し、ベタ画像の濃度を測定した。現像
バイアスの制御は、図１４で示した従来法と同様と、現
像バイアスデータは中心値の１２８とした。濃度と周速
比の結果を図４に示す。

【００４７】図４に示されるように、１．５以上の十分
な画像濃度を満足するためには、ＬＬ環境下では、感光
ドラムに対する現像スリーブの周速比が１．７を要する
が、ＨＨ環境下では周速比を１．６まで下げても、同様
な濃度を満足することが分かる。

【００４８】そこで、本実施例では、ＨＨ環境下でのト
ナー飛散を防止するために、ＨＨ環境下では現像スリー
ブの周速を下げても、画像濃度を十分に達成できること
を利用して、以下のようにした。

【００４９】すなわち、図５のフローチャートに示すよ
うに、まず、電源をオン（ステップ１）し、感光ドラム
に対する現像スリーブの通常の周速比１．７で、濃度検
知用の画像形成を行なって濃度検知し（ステップ２）、
適正な画像濃度になっているかを判断し（ステップ
３）、つまり適正な画像濃度を達成する現像バイアスの
交流成分Ｖppが、図１４の網掛け部のように大きくなる
かを判断する。大きくなっていない場合には、その検知
結果に基づき現像バイアス強度を決定する（ステップ
４）。

【００５０】ステップ３でＶppが大きくなったと判断し
た場合、周速比が１．６になるように現像スリーブの周
速を下げて濃度検知用の画像形成を行ない（ステップ
５）、再度濃度検知を行なった（ステップ６）後、ステ
ップ４に行き、検知結果に基づき現像バイアス強度を決
定し、以後、スタンバイ（ステップ７）、プリント信号
入力（ステップ８）を経てステップ９で画像形成し、適
正な画像を得るものである。

【００５１】本実施例では、以上のように、感光ドラム
１に対する現像スリーブの周速比を、通常の環境下で
は、十分な画像濃度が得られるたとえば１．７以上と
し、そして、画像濃度は得やすいが、トナーが特に飛散
しやすい高温高湿環境下等では、トナー飛散の起こりに
くいたとえば１．６に下げたので、低温低湿から高温高
湿に至るあらゆる環境下で、トナー飛散を生じることな
く濃度が十分な画像を得ることが可能となる。また同時
に、現像バイアスの交流成分のＶppも一定値以下に抑え
ることが可能であり、トナー飛散防止を一層向上でき
る。

【００５２】さらに、本実施例によれば、特にトナーが
昇温等でストレスを受けやすい高温高湿環境下で現像ス
リーブの周速を下げることが可能であるため、現像器の
高耐久化にも貢献することができるという効果も有す
る。

【００５３】実施例３本実施例は、実施例２と同様、トナー飛散を防止するた
めに、感光ドラムに対する現像スリーブの周速比を変化
させたが、その際に、現像スリーブの周速比をを現像バ
イアスデータに対して直線的に変化させるようにしたこ
とが特徴である。

【００５４】本実施例において、現像バイアスの交流成
分のピーク間電圧Ｖppを、図６に示すように、現像バイ
アスデータのフルレンジで直線的に変化するようにし、
可変範囲を１５００Ｖ〜１９００Ｖとした。また感光ド
ラムに対する現像スリーブの周速比を、実施例２と同
様、１．５〜１．７の範囲とし、その周速比が現像バイ
アスのデータの変化とともに直線的に変化するようにし
た。

【００５５】そして、Ｖppと周速比の組合せがそれぞれ
（１６００Ｖ、１．６７５）、（１７００Ｖ、１．６５
０）、（１８００Ｖ、１．６２５）となるところで、濃
度検知用の画像形成を行ない、その濃度を検知して、検
知結果を基に適正なＶppと周速比の組合せを選ぶように
した。

【００５６】本実施例では、以上のようにしたので、実
施例２の効果に加えて、濃度が薄くなりがちな低温低湿
環境下からトナーが飛散しやすい高温高湿環境下まで、
濃度およびトナー飛散に対する対応を、きめ細かく採る
ことが可能となる。

【００５７】実施例４本実施例は、実施例３と同様、高温高湿環境下で現像バ
イアスのＶppが大きくなり飛散トナー量が増すのを防止
するために、現像バイアス以外の手段、特に図１の感光
ドラムの露光装置５に着目したことが特徴である。

【００５８】すなわち、本実施例では、高温高湿環境下
でＶppが大きくなるのを防止するために、感光ドラム１
への露光を行なう露光装置５のレーザの光量を下げ、感
光ドラム上の画像部の電位ＶL をよりプラス方向にシフ
トするようにした。

【００５９】図７のフローチャートに示すように、ま
ず、電源をオンし（ステップ）１、通常のレーザ光量で
濃度検知用の画像形成を行なって濃度検知し（ステップ
２）、適正な画像濃度になっているかを判断し（ステッ
プ３）、つまり適正な画像濃度を達成する現像バイアス
の交流成分Ｖppが、図１４の網掛け部のように大きくな
るかを判断する。大きくなっていない場合には、その検
知結果に基づき現像バイアス強度を決定する（ステップ
４）。

【００６０】ステップ３でＶppが大きくなったと判断し
た場合、レーザ光量を下げて濃度検知用の画像形成を行
ない（ステップ５）、再度濃度検知を行なった（ステッ
プ６）後、ステップ４に行き、検知結果に基づき現像バ
イアス強度を決定し、以後、スタンバイ（ステップ
７）、プリント信号入力（ステップ８）を経てステップ
９で画像形成し、適正な画像を得るものである。

【００６１】本実施例では、通常のレーザ光量は十分な
画像濃度が得られるＶL が−１００Ｖとなる値とし、高
温高湿環境下等で光量を低下させたレーザ光量はＶL が
−２００Ｖとなるようにした。これにより、ＶL とＶdc
の差分で、潜像に対して現像バイアスがトナーを飛ばす
力の指標となるＶcontの値も１００Ｖ減らすことにな
り、図８に示すように、Ｖppが１９００Ｖとなるところ
で通常時の最小値と同じ１５０Ｖになった。その結果、
従来、高温高湿環境下でＶppを２１４０Ｖまで上げない
と抑制できなかった濃度を、Ｖppを１９００Ｖ以上にす
ることなく抑制することが可能となり、トナー飛散を防
止することが可能となった。

【００６２】本実施例によれば、特に高温高湿環境下で
現像特性が変わり、たとえば細線が太くなりすぎるの
を、ＶL をシフトさせることにより防止する効果もあ
る。

【００６３】実施例５本実施例は、実施例４と同様に、高温高湿環境下で現像
バイアスのＶppが大きくなり飛散トナー量が増すのを防
止するために、感光ドラム上の電位を変化させたが、そ
の可変手段として図１の感光ドラムの一次帯電器、すな
わち帯電ローラ３を使用したことが特徴である。

【００６４】すなわち、高温高湿環境下で現像バイアス
のＶppが大きくなるのを防止するために、感光ドラム１
を一次帯電する帯電ローラ３による帯電量を増大して、
感光ドラム１の帯電電位Ｖd を、通常時の−５００Ｖか
ら高温高湿環境時の−７００Ｖまで上げた。これによ
り、レーザで露光された感光ドラム上の画像部の電位Ｖ
L は、通常時の−１００Ｖから高温高湿環境時に−２０
０Ｖにシフトした。

【００６５】図９のフローチャートに示すように、ま
ず、電源をオン（ステップ１）し、感光ドラムを通常の
帯電電位である−５００Ｖで帯電し、濃度検知用の画像
形成を行なって濃度検知し（ステップ２）、適正な画像
濃度になっているかを判断し（ステップ３）、つまり適
正な画像濃度を達成する現像バイアスの交流成分Ｖpp
が、図１４の網掛け部のように大きくなるかを判断す
る。大きくなっていない場合には、その検知結果に基づ
き現像バイアス強度を決定する（ステップ４）。

【００６６】ステップ３でＶppが大きくなったと判断し
た場合、−７００Ｖまで上げて感光ドラムを帯電し、濃
度検知用の画像形成を行ない（ステップ５）、再度濃度
検知を行なった（ステップ６）後、ステップ４に行き、
検知結果に基づき現像バイアス強度を決定し、以後、ス
タンバイ（ステップ７）、プリント信号入力（ステップ
８）を経てステップ９で画像形成し、適正な画像を得る
ものである。

【００６７】これにより、実施例４と同様、図８の現像
コントラストＶcontの値をＶppが１９００Ｖとなるとこ
ろで、通常時の２４０Ｖから光量低下時に１２０Ｖに低
減することができる。

【００６８】以上のように、本実施例では、高温高湿環
境下等で感光ドラムの一次帯電量を増加したので、画像
部の電位ＶL を、実施例４と同様、通常の環境下では画
像濃度が得られるたとえば−１００Ｖとし、特にトナー
が飛散しやすい高温高湿環境下等では、レーザ光量を変
更することなしにたとえば−２００Ｖにとすることによ
り、現像バイアスのＶppを一定値以下に抑えることが可
能となる。

【００６９】さらに、本実施例によれば、高温高湿環境
下で感光ドラムの暗部電位ＶD をよりマイナス方向にシ
フトさせることにより、高温高湿環境下で生じやすい帯
電不十分なトナーが感光ドラムの非画像部へ転移して、
いわゆる地かぶり現象を発生するのを防止することがで
きる利点も有する。

【００７０】実施例６本実施例では、非磁性トナーを用いる現像器４ａ〜４ｃ
は、実施例１〜５と同様な構成として、高温高湿環境下
でのトナー飛散を減少させた。磁性トナーを用いる現像
器４ｄは、反転かぶりを防止し、かつ転写バイアス等の
影響を受けにくくして、安定した画質を達成可能とし
た。

【００７１】すなわち、本実施例では、図１３の磁性ト
ナーを用いる現像器４の現像スリーブ１１６に印加する
現像バイアスは、交流成分のピーク間電圧Ｖppを１５０
０Ｖに固定し、Ｖmax とＶmin を平行移動させて、現像
バイアスの実行値を示す積分平均値Ｖdcを増減させるよ
うにした。

【００７２】感光ドラム上の暗部電位ＶD を固定したま
までＶdcを変化させると、図１４のＶbackが大きくなっ
たところで反転かぶりが発生する。このため従来は、磁
性トナーの場合、現像バイアスのＶdcと平行してＶD も
シフトさせるように措置している。しかし、本実施例の
ように、中間転写体６と感光ドラム１が当接する構成の
場合、感光ドラム上の電位が転写バイアスの影響を受け
てしまう。

【００７３】具体的には、中間転写体にトナー像を転写
する１次転写バイアスの値が１色目と４色目とでは大き
く違ってくるため、特に感光ドラム上のＶD の値が小さ
いところで、転写バイアスの影響を受けやすくなり、前
の色のトナー像のゴーストが次の色のトナー像に出てく
るという問題がある。本実施例の場合、ＶD が−４００
Ｖよりプラス方向にいくと、このゴースト（転写メモリ
ーによるゴースト）が出やすくなった。

【００７４】そこで、本実施例では、図１０のように、
現像バイアスのＶdcをＶD を連動させてＶbackを一定に
維持しながらも、従来はＶD がプラス方向に行きすぎて
しまうような、画像をより淡く制御する領域でのみ、Ｖ
D が−４００Ｖよりプラス方向に行かないように制限す
る、すなわちＶbackを増加させるようにした。

【００７５】本実施例では、以上のようにしたので、磁
性トナーを用いた現像器での現像により、濃度が適正で
かぶりもなく、転写メモリーによるゴースト等もない良
好な画像を得ることができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
環境の変化、トナーや感光ドラムの使用による変化等の
影響を補正するようにしたので、良好な多色画質を安定
して得ることができ、またトナー飛散による機内汚れが
なく、メンテナンス性の良好な画像形成装置を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構
成図である。

【図２】図１の実施例における非磁性トナーを使用する
現像器の現像バイアスのＶppと飛散トナー量の関係を示
すグラフである。

【図３】非磁性トナーを使用する現像器の現像バイアス
データと現像バイアスのＶpp等の各種電位の関係を示す
グラフである。

【図４】本発明の他の実施例における非磁性トナーを使
用する現像器の感光ドラムに対する現像スリーブ周速比
と画像濃度との関係を示すグラフである。

【図５】図４の実施例における現像スリーブの周速変更
を組込んだ制御を示すフローチャートである。

【図６】本発明のさらにの他の実施例における磁性トナ
ーを使用する現像器の現像バイアスデータとＶppおよび
現像スリーブ周速比との関係を示すグラフである。

【図７】本発明のさらに他の実施例におけるレーザ光量
変更を組込んだ制御を示すフローチャートである。

【図８】図７の実施例における非磁性トナーを使用する
現像器の現像バイアスデータと現像バイアスのＶpp等の
各種電位の関係を示すグラフである。

【図９】本発明のさらに他の実施例における一次帯電量
変更を組込んだ制御を示すフローチャートである。

【図１０】図９の実施例における非磁性トナーを使用す
る現像器の現像バイアスデータと現像バイアスのＶback
の各種電位の関係を示すグラフである。

【図１１】従来の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【図１２】図１１の画像形成装置に設置された非磁性ト
ナーを使用する現像器を示す概略構成図である。

【図１３】図１１の画像形成装置に設置された磁性トナ
ーを使用する現像器を示す概略構成図である。

【図１４】図１２の非磁性トナーを使用する現像器の現
像バイアスデータと現像バイアスのＶpp等の各種電位の
関係を示すグラフである。

【図１５】感光ドラムの表面電位および現像バイアスの
電位関係を示す概念図である。

【符号の説明】

１感光ドラム３帯電ローラ４現像器４ａ〜４ｃ非磁性トナーを使用する現像器４ｄ磁性トナーを使用する現像器５露光装置６４制御部１１０、１１６現像スリーブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持体上に現像剤を担持して像担
持体と対向した現像部へ搬送し、前記現像部において現
像剤担持体に像担持体との間で交流電圧と直流電圧を重
畳した現像バイアスを印加して、像担持体上に形成され
た静電潜像を現像剤で現像し、そして現像バイアスの強
度の調整により画像濃度の制御を行なっており、前記現
像バイアスの強度の調整は、現像バイアスの交流成分の
１周期における、現像剤を現像剤担持体から像担持体に
向かう方向に付勢する電位Ｖmax を所定値とし、現像剤
を像担持体から現像剤担持体に向かう方向に付勢する電
位Ｖmin を調節することからなる画像形成装置におい
て、前記画像濃度を所定の現像バイアス値と比較してよ
り低濃度方向へ制御する領域においては、前記電位Ｖmi
n と連動させて前記電位Ｖmax を制御することを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】前記低濃度方向へ制御する領域において
は、前記電位Ｖminと電位Ｖmax の電位差Ｖppが所定値
またはそれ以下となるように、前記電位Ｖmax の制御を
行なう請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体上に濃度制御用の画像を形
成し、その濃度を検知することにより画像形成条件の自
動制御を行なう機構を有しており、前記検知した画像濃
度が所定以上の濃度になったときに、前記低濃度方向へ
制御する領域における前記電位Ｖmin と連動した前記電
位Ｖmax の制御を、自動制御により行なう請求項１また
は２の画像形成装置。
【請求項４】現像剤担持体上に現像剤を担持して像担
持体と対向した現像部へ搬送し、前記現像部において現
像剤担持体に像担持体との間で交流電圧と直流電圧を重
畳した現像バイアスを印加して、像担持体上に形成され
た静電潜像を現像剤で現像し、そして現像バイアスの強
度の調整により画像濃度の制御を行なっており、前記現
像バイアスの強度の調整は、現像バイアスの交流成分の
１周期における、現像剤を現像剤担持体から像担持体に
向かう方向に付勢する電位Ｖmax を所定値とし、現像剤
を像担持体から現像剤担持体に向かう方向に付勢する電
位Ｖmin を調節することからなる画像形成装置におい
て、前記画像濃度を所定の現像バイアス値と比較してよ
り低濃度方向へ制御する領域においては、前記電位Ｖmi
n と連動させて前記現像剤担持体の回転速度を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】前記像担持体上に濃度制御用の画像を形
成し、その濃度を検知することにより画像形成条件の自
動制御を行なう機構を有しており、前記検知した画像濃
度が所定以上の濃度になったときに、前記低濃度方向へ
制御する領域における前記電位Ｖmin と連動した前記現
像剤担持体の回転速度の制御を、自動制御により行なう
請求項４の画像形成装置。
【請求項６】現像剤担持体上に現像剤を担持して像担
持体と対向した現像部へ搬送し、前記現像部において現
像剤担持体に像担持体との間で交流電圧と直流電圧を重
畳した現像バイアスを印加して、像担持体上に形成され
た静電潜像を現像剤で現像し、そして現像バイアスの強
度の調整により画像濃度の制御を行なっており、前記現
像バイアスの強度の調整は、現像バイアスの交流成分の
１周期における、現像剤を現像剤担持体から像担持体に
向かう方向に付勢する電位Ｖmax を所定値とし、現像剤
を像担持体から現像剤担持体に向かう方向に付勢する電
位Ｖmin を調節することからなる画像形成装置におい
て、前記画像濃度を所定の現像バイアス値と比較してよ
り低濃度方向へ制御する領域においては、前記電位Ｖmi
n と連動させて前記像担持体上の電位を制御することを
特徴とする画像形成装置。
【請求項７】前記像担持体上の電位の制御は、露光手
段による像担持体の露光強度を制御することにより行な
う請求項６の画像形成装置。
【請求項８】前記像担持体上の電位の制御は、帯電手
段による像担持体の帯電強度を制御することにより行な
う請求項６の画像形成装置。
【請求項９】前記像担持体上に濃度制御用の画像を形
成し、その濃度を検知することにより画像形成条件の自
動制御を行なう機構を有しており、前記検知した画像濃
度が所定以上の濃度になったときに、前記低濃度方向へ
制御する領域における前記電位Ｖmin と連動した前記像
担持体上の電位の制御を、自動制御により行なう請求項
６〜８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】像担持体と、前記像担持体上に形成さ
れた静電潜像を非磁性１成分現像剤により現像する第１
現像手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像を磁
性１成分現像剤により現像する第２現像手段とを有し、
前記第１、第２の現像手段による現像時、第１、第２の
現像手段の現像剤担持体に像担持体との間で交流電圧と
直流電圧を重畳した現像バイアスを印加し、そして現像
バイアスの強度の調整により画像濃度の制御を行なって
おり、前記第１現像手段の現像バイアスの強度の調整
は、現像バイアスの交流成分の１周期における、現像剤
を現像剤担持体から像担持体に向かう方向に付勢する電
位Ｖmax を所定値とし、現像剤を像担持体から現像剤担
持体に向かう方向に付勢する電位Ｖmin を調節すること
からなり、前記第２現像手段の現像バイアスの強度の調
整は、前記電位Ｖmin とＶmax の電位差Ｖppが所定値と
なるように、前記電位Ｖmin とＶmax を連動して制御す
る画像形成装置において、前記第１現像手段の現像バイ
アスの強度の調整は、像担持体上の非画像部の帯電電位
ＶD を所定値にすることにより行ない、前記第２現像手
段の現像バイアスの強度の調整は、前記画像濃度を所定
の現像バイアス値と比較してより高濃度方向へ制御する
領域から中程度の画像濃度領域において、像担持体上の
非画像部の帯電電位と現像バイアスの積分平均値Ｖdcの
差分が略一定値になるように、前記電位Ｖmin 、Ｖmax
、ＶD を調整して行ない、前記画像濃度を所定の現像
バイアス値と比較してより低濃度方向へ制御する領域に
おいては、前記帯電電位ＶD を所定値もしくはそれ以上
の値に保ち、主に現像バイアスを調整することを特徴と
する画像形成装置。