JPH10282741A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像流れの発生を防いで常に高質画像を得る
ことができる画像形成装置を提供すること。 【構成】 一成分トナー６を現像器５の現像スリーブ
（現像剤担持体）の表面に保持して感光ドラム（像担持
体）３上の潜像を現像する画像形成装置において、カブ
リが発生し易く、且つ、ライン巾を変化させない現像条
件を設定するカブリモードを設け、画像流れが発し易い
状況のときに自動又は手動で通常モードからカブリモー
ドに移行するようにする。本発明によれば、画像流れが
発生し易い状況のときに自動又は手動で通常モードから
カブリモード（カブリが発生し易い現像条件を設定する
モード）に移行するようにしたため、高湿環境下でタル
クを多く含んだ紙を使用する場合であっても画像流れの
発生を防止ぐことができ、万一画像流れが発生場合であ
っても画像流れを早く消去することができ、高質画像を
常に安定して得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、複写機等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタや複写機等の画像
形成装置においては、感光体として有機感光体（ＯＰ
Ｃ）やアモルファスシリコン（Ａ−Ｓｉ）が使われるこ
とが多く、最近は殆ど有機感光体（ＯＰＣ）が用いられ
ている。又、現像方法としては、構成が簡単なことや画
像性が良いこと等の特徴から一成分現像方法が用いられ
ることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、一成分現像
方法においては、二成分現像方法に比べて感光ドラム表
面を清掃する力が弱く、所謂「画像流れ」という現象が
発生し易い。この「画像流れ」という現象は、感光体表
面に低抵抗物質が付着することによって潜像が崩れるこ
とによって発生することが分かっている。

【０００４】従って、この「画像流れ」の発生し易い条
件は２つあり、この２つの条件が重なった場合に発生し
易い。この２つの条件とは、１つは高湿環境、もう１つ
はタルクを多く含んだ紙を使用することである。

【０００５】高湿環境では、空気中の水分が感光体上の
汚れに付着し易いため、高湿環境で画像流れが発生し易
い。又、タルクを多く含んだ紙を使用すると、紙の中の
タルクが感光体に付着する。タルクは潮解性を有してお
り、空気中の水分を吸収し易く、低抵抗化するために画
像流れが発生し易い。尚、タルクは扁平な結晶構造を有
しており、感光体表面に付着すると容易に剥れない。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、画像流れの発生を防いで常に
高質画像を得ることができる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、一成分トナーを現像剤担持
体の表面に保持して像担持体上の潜像を現像する画像形
成装置において、カブリが発生し易く、且つ、ライン巾
を変化させない現像条件を設定するカブリモードを設
け、画像流れが発し易い状況のときに自動又は手動で通
常モードからカブリモードに移行するようにしたことを
特徴とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、カブリが発生し易い現像条件として、（一
次帯電電位）−（現像バイアス電圧）を小さく、且つ、
（現像バイアス電圧）−（露光電位）を小さくすること
を特徴とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、カブリが発生し易い現像条件として、現像
バイアス電圧の電圧を高くし、且つ、（現像バイアス電
圧）−（露光電位）を小さくすることを特徴とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、カブリが発生し易い現像条件として、現像
バイアス電圧の周波数を小さくすることを特徴とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、カブリが発生し易い現像条件として、現像
バイアス電圧のデューティ比を変化させることを特徴と
する。

【００１２】請求項６記載の発明は、請求項１〜４又は
５記載の発明において、通常モードとカブリモードにラ
イン巾を調整する手段をそれぞれ設けたことを特徴とす
る。

【００１３】請求項７記載の発明は、請求項１〜５又は
６記載の発明において、カブリモードの設定が当該画像
形成装置へのホスト側からの入力又は直接入力によって
なされるものとしたことを特徴とする。

【００１４】請求項８記載の発明は、請求項１〜５又は
６記載の発明において、カブリモードの設定がプロセス
カートリッジによってなされるものとしたことを特徴と
する。

【００１５】請求項９記載の発明は、請求項１〜７又は
８記載の発明において、カブリモードに設定した後、当
該画像形成装置が環境を判断して実際にカブリモードに
移行するようにしたことを特徴とする。

【００１６】従って、本発明によれば、画像流れが発生
し易い状況のときに自動又は手動で通常モードからカブ
リモード（カブリが発生し易い現像条件を設定するモー
ド）に移行するようにしたため、高湿環境下でタルクを
多く含んだ紙を使用する場合であっても画像流れの発生
を防止ぐことができ、万一画像流れが発生場合であって
もこの画像流れを早く消去することができ、高質画像を
常に安定して得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明に係るレーザビームプリンタ
（ＬＢＰ）の概略構成を示す断面図であり、同図中、１
は画像情報に応じて発信されるレーザ光を照射及び走査
する光学手段と走査手段を有するスキャナユニット、１
０は主な画像形成手段を内蔵したプロセスカートリッジ
であって、これは像担持体である感光ドラム３、半導電
性のゴムから成るローラ帯電器４、一成分トナー６を用
いて感光ドラム３上の潜像を現像する現像器５及び廃ト
ナーを感光ドラム３上から除去するクリーナ８等から構
成されている。

【００１９】プロセスカートリッジ１０内の感光ドラム
３は、図示矢印の方向に回転しており、前記ローラ帯電
器４によりその表面を一様に帯電された後、スキャナユ
ニット１で発信されたレーザ光をミラー２を介して照射
されることによって、その表面に静電潜像を形成する。
そして、この静電潜像は、前記現像器５によって現像さ
れてトナー像として可視像化される。

【００２０】一方、給紙カセット１２内の転写材１４
は、給紙ローラ１３及び該給紙ローラ１３に対向して設
けられた不図示の分離パッドによって１枚ずつ分離され
て給送される。そして、給紙された転写材１４は、上下
のガイド１９に沿って一対のレジストローラ１５に搬送
される。レジストローラ１５は、転写材１４が来るまで
停止しており、これに転写材１４の先端が突き当たるこ
とにより、転写材１４の斜行を補正する。次いで、レジ
ストローラ１５は、前記感光ドラム３上に形成されたト
ナー像の先端と同期するように転写材１４を転写部へと
搬送する。尚、このレジストローラ１５の近くには不図
示の給紙センサーが設置されており、この給紙センサー
によって通紙状態やジャム、転写材１４の長さを検知す
ることができる。

【００２１】又、７は転写ローラであり、トナー６と逆
極性の電荷を転写材１４の裏側から与えることにより、
前記感光ドラム３上に形成されたトナー像を転写材１４
に転写する。このトナー像を転写された転写材１４は、
搬送ローラ１６ａ及び搬送ガイド１６ｂによって定着器
１７へ搬送され、定着器１７によって熱及び圧力でトナ
ー像の定着を受けた後、不図示のフラッパにより選択さ
れた各搬送路を経て排出トレイ１８に排出される。

【００２２】ところで、前述のようにプロセスカートリ
ッジ１０は、像担持体である感光ドラム３、ローラ帯電
器４、トナー６を用いて感光ドラム３上の潜像を現像す
る現像器５及び廃トナーを感光ドラム３上から除去する
クリーナ８等から構成されており、画像形成装置本体に
対して着脱自在に装填されている。尚、プロセスカート
リッジ１０全体はＫカバー９で覆われており、プロセス
カートリッジ１０は本体側の不図示のガイドに支持され
て画像形成装置に装填される。

【００２３】ここで、感光ドラム３は有機感光体（ＯＰ
Ｃ）を使用し、現像器５は絶縁性トナー６を用いた一成
分反転現像方法（所謂ジャンピング現像法）を採用して
おり、現像バイアスとして直流に交流電圧を重畳したも
のが印加される。

【００２４】ところで、一成分現像方法、特にジャンピ
ング現像方式では、二成分現像方式や一成分接触現像方
法に比べて現像時での感光ドラム表面を摺擦する力が弱
く、感光ドラム表面に付着した汚れが落ちにくいと考え
られる。

【００２５】図２は本発明に係るレーザビームプリンタ
の一次帯電電圧（暗部電位Ｖd ）と現像バイアス電圧Ｖ
dc、露光部の電位（明部電位Ｖl ）の関係を示す図であ
る。

【００２６】図２にＡで示す設定は通常モードの電位設
定であり、Ｂで示す設定はカブリモードの電位設定であ
る。又、Ｆ１はライン巾を太くする設定、Ｆ９はライン
巾を細くする設定であり、Ｆ５は中心の設定である。

【００２７】而して、本実施の形態では、カブリモード
Ｂで一次帯電電圧（暗部電位Ｖd ）を低下させることに
よって通常モードＡよりも潜像コントラスト電位（Ｖd
−Ｖdc）を小さくしている。これは、図３（ａ）のＶ−
Ｄ図（潜像コントラスト電位（Ｖ−Ｖdc）と現像濃度Ｄ
との関係を示す図）で示すように、コントラスト電位
（Ｖ−Ｖdc）がＡの位置からＢの位置に移ると、現像濃
度Ｄの位置もＰからＱに移って現像濃度Ｄが増加する
が、これはカブリが増加することを意味している。

【００２８】図３（ｂ）は、横軸にコントラスト電位
（Ｖ−Ｖdc）、縦軸に反射率を示している。反射率を用
いるのは、カブリを設定するのに画像濃度よりもより正
確に測定できるからである。

【００２９】しかし、一次帯電電圧Ｖd を小さくする
と、それに連れて露光部の電位Ｖl も若干低下する。加
えて、（Ｖd −Ｖdc）が小さくなると現像濃度Ｄは増加
するため、ライン巾を調整する必要があり、（Ｖdc−Ｖ
l ）も若干小さくする必要がある。この方法には２通り
あるが、１つは図２に示すように露光量を小さくする方
法であり、もう１つは図４に示すように現像バイアス電
圧Ｖdcを小さくする方法である。

【００３０】本実施の形態では、一次帯電電圧Ｖd 変化
させるため、コロナ帯電ではグリッドの印加電圧を変え
れば良い。Ｃローラ等の接触帯電を用いた系では、Ｃロ
ーラに印加する直流電圧を変えれば良い。

【００３１】図５は本発明の別実施形態に係るレーザビ
ームプリンタの一次帯電電圧（暗部電位Ｖd ）と現像バ
イアス電圧Ｖdc及び露光部の電位（明部電位Ｖl ）の関
係を示すグラフである。

【００３２】図５において、Ａで示す設定は通常モード
の電位設定であり、Ｂで示す設定はカブリモードの電位
設定である。

【００３３】この実施の形態では、カブリモードＢは通
常モードＡよりも現像バイアス電圧Ｖdcを高くして（Ｖ
d −Ｖdc）を小さくしている。このようにすると、図３
のＶ−Ｄ図（潜像コントラスト電位（Ｖ−Ｖdc）と現像
濃度Ｄとの関係を示す図）に示すように、潜像コントラ
スト電位（Ｖ−Ｖdc）がＡの位置からＢの位置に移り、
現像濃度ＤもＰからＱに移って現像濃度Ｄが増加する
が、これはカブリが増加したものである。

【００３４】しかし、現像バイアス電圧Ｖdcを動かすと
潜像コントラスト電位（Ｖ−Ｖdc）は大きく増加するた
めにライン巾が太くなる。このため、ライン巾を調整す
る必要があり、（Ｖdc−Ｖl ）を小さくする。具体的に
は、レーザの露光量を低くすることで実施できる。

【００３５】図６は本発明に係るレーザビームプリンタ
の制御系の構成を示すブロック図である。

【００３６】カブリモードＢをレーザビームプリンタの
表示パネル２１から選択すると、この信号はコントロー
ラ２０に伝達され、コントローラ２０のＣＰＵで演算が
行われた後、半導体レーザ２２、定着器２３、高圧電源
２４を制御する。尚、カブリモードＢの選択は、ホスト
側のコンピュータ２５のキーボードや画面から入力して
も良い。

【００３７】以上述べたように、カブリモードＢを選択
すると、感光ドラム３上の白地部のトナー量が増加す
る。この白地部のトナー６は、転写部において転写材１
４に一部転写されるが、殆どのトナー６はクリーナ８に
回収される。この感光ドラム３上に残留したトナー６を
ゴム製のＣブレードで掻き落とすときにトナー６が研磨
剤の役目をし、感光ドラム３上に付着した汚れをトナー
６と一緒にクリーナ８に回収することになる。尚、感光
ドラム３上に付着した汚れとは、前述のように、紙粉、
特にタルク等の潮解性を有する物質のことである。

【００３８】従って、カブリモードＢを選択すると、温
度３２℃、湿度８０％以上の高温高湿下でタルク等の潮
解性を有する物質を含んだ紙を通紙しても、画像流れの
ような画像不良の発生を防ぐことができた。

【００３９】次に、本発明を実施した別のレーザビーム
プリンタの例としてカブリモードＢを選択する他の方法
を示す。

【００４０】図７は別のレーザビームプリンタの制御系
の構成を示すブロック図であり、同図に示すように、コ
ントローラ２０に接続された切換ＳＷ２６を国別又は地
域別に設定し、コントローラ２０に内蔵されている年・
月・日を示す時計２７により、暑い地域の暑い時期に自
動的にカブリモードＢを選択することも可能である。

【００４１】図８は表示パネル２１から国別の指示を入
力した後、環境用検知用のサーミスタ２８でレーザビー
ムプリンタの置かれている環境温度を検知し、室温が３
０℃以上になると自動的にカブリモードＢを選択するよ
うにした制御系の構成を示すブロック図である。環境検
知用のサーミスタ２８は、例えば、表示部やレーザビー
ムプリンタの裏側の外気と通じた室温に近い所に設置す
るようにする。室温３０℃をカブリモードＢに入る温度
にとした理由は、エアコンの効いている部屋は室温３０
℃以上になることはなく、室温３０℃以上になる所は外
気温が高く、同時に湿度が高いと判断することができる
ためである。特に、国又は地域を入力すれば、殆ど正確
に入力することができる。

【００４２】尚、以上の実施の形態では、レーザビーム
プリンタの表示パネル２１やホスト側のコンピュータ２
５のキーボードや画面から入力するようにしたが、プロ
セスカートリッジ１０に取り付けた出っ張りによって本
体側の設定を変えるようにしても良い。又、以上の実施
の形態においては、ジャンピング現像方式を例として説
明したが、画像流れが発生し易い場合には、一成分接触
現像方式も使用することが可能である。

【００４３】次に、本発明の別の実施の形態について説
明する。

【００４４】以上の実施の形態では、潜像設定や現像バ
イアスのＤＣ電圧を変化させてカブリモードＢを実施し
ていたが、本実施の形態では、現像バイアスのＡＣ電圧
を変化させてカブリを増加させるようにしている。

【００４５】図９は横軸に現像バイアスの周波数ｆ（Ｈ
ｚ）、縦軸に画像濃度とカブリの反射率を示している。
矩形波の周波数は５００Ｈｚ〜２．５ＫＨｚの範囲では
低い程現像濃度が増加するが、カブリの反射率も増加し
ていく。しかし、画像品位が低下するため、１２００Ｈ
ｚが限度である。この場合、画像濃度も高くなるため、
不都合がある場合は、画像濃度を調整するためにレーザ
光量を減少させることも必要がある。

【００４６】尚、図９に示す例では矩形波の周波数を低
くしたが、矩形波のデューティ比を変えても良い。

【００４７】図１０にはカブリモードＢを実施する他の
実施の形態を示す。

【００４８】図１０（ａ）は従来の現像バイアスの矩形
波を示し、同図（ｂ）はカブリモードＢの場合の現像バ
イアスの波形を示し、トナーを感光ドラムに向かわせる
側の現像バイアスのデューティを高く、カブリトナーを
感光ドラムから引き剥がす側の現像バイアスのデューテ
ィを低くしてカブリを増加させようとしたものである。
この方法を用いると画像濃度も高くなるため、不都合が
ある場合は、画像濃度を調整するためにレーザ光量を減
少させることも必要である。

【００４９】図１１は更に別の実施の形態に係る画像形
成装置の現像器部分の断面図である。

【００５０】図１１に示す画像形成装置においては、感
光ドラム３に対向して現像スリーブ３０が設けられてお
り、該現像スリーブ３０の中には磁石３１が設けられて
いる。そして、感光ドラム３と現像スリーブ３０との間
には約３００μｍの間隔（ＳＤ間隔）が形成されてい
る。

【００５１】図１２はＳＤ間隔を変えた場合の反射率と
画像濃度の変化をを示す図であり、ＳＤ間隔の標準値は
３００μｍである。現像スリーブ３０上のトナー６は穂
のように立っており、その高さは約１００〜２００μｍ
あるため、２００μｍを超えるとカブリが急に増加す
る。このため、カブリモードは標準のＳＤ間隔よりも−
１０〜−２５％狭くするのが適当であり、このようにす
ると、プロセスカートリッジでカブリモードが設定でき
るために画像形成装置本体の側で設定を変える必要がな
い。

【００５２】カブリモードに設定したプロセスカートリ
ッジを使用しているのが分かるように、プロセスカート
リッジに凸部を形成し、この凸部が装置本体のスイッチ
を押すように構成する。そして、このスイッチの信号が
装置本体の表示部やホストコンピュータの画面にカブリ
モードを使用していることを表示するとともに、レーザ
の強度を小さくしてライン巾を合わせるように構成す
る。

【００５３】例として、プロセススピードが１５０ｍｍ
／ｓｅｃで、ＳＤ間隔を３００μｍに標準設定したと
き、カブリモードとしてＳＤ間隔を２５０μｍに設定し
た。一方、レーザ光量を２０％減に設定した。このよう
にすることによって、ライン巾を変化させることなく、
画像流れが殆ど発生することがないようにできた。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、画像流れが発生し易い状況のときに自動又は手
動で通常モードからカブリモード（カブリが発生し易い
現像条件を設定するモード）に移行するようにしたた
め、高湿環境下でタルクを多く含んだ紙を使用する場合
であっても画像流れの発生を防止ぐことができ、万一画
像流れが発生場合であってもこの画像流れを早く消去す
ることができ、高質画像を常に安定して得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザビームプリンタ（ＬＢＰ）
の概略断面図である。

【図２】本発明に係るレーザビームプリンタにおける一
次帯電電圧Ｖd と現像バイアスＶdc及び露光部電位Ｖl
との関係を示す図である。

【図３】本発明に係るレーザビームプリンタにおける潜
像コントラスト電位（Ｖ−Ｖdc）と現像濃度及び反射率
都の関係を示す図である。

【図４】本発明に係るレーザビームプリンタにおける一
次帯電電圧Ｖd と現像バイアスＶdc及び露光部電位Ｖl
との関係を示す図である。

【図５】本発明に係る別のレーザビームプリンタにおけ
る一次帯電電圧Ｖd と現像バイアスＶdc及び露光部電位
Ｖl との関係を示す図である。

【図６】本発明に係るレーザビームプリンタの制御系の
構成例を示すブロック図である。

【図７】本発明に係るレーザビームプリンタの制御系の
構成例を示すブロック図である。

【図８】本発明に係るレーザビームプリンタの制御系の
構成例を示すブロック図である。

【図９】現像バイアス電圧の周波数ｆと画像濃度及び反
射率との関係を示す図である。

【図１０】現像バイアス波形を示す図である。

【図１１】本発明の別の実施形態に係る画像形成装置要
部の断面図である。

【図１２】ＳＤ間隔と画像濃度及び反射率との関係を示
す図である。

【符号の説明】

３ 感光ドラム（像担持体） ４ ローラ帯電器 ５ 現像器 ６ 一成分トナー １０ プロセスカートリッジ ３０ 現像スリーブ（現像剤担持体） ｆ 現像バイアス電圧の周波数 Ｖd 一次帯電電位 Ｖdc 現像バイアス電圧 Ｖl 露光電位

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一成分トナーを現像剤担持体の表面に保
   持して像担持体上の潜像を現像する画像形成装置におい
   て、 カブリが発生し易く、且つ、ライン巾を変化させない現
   像条件を設定するカブリモードを設け、画像流れが発し
   易い状況のときに自動又は手動で通常モードからカブリ
   モードに移行するようにしたことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 カブリが発生し易い現像条件として、
   （一次帯電電位）−（現像バイアス電圧）を小さく、且
   つ、（現像バイアス電圧）−（露光電位）を小さくする
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 カブリが発生し易い現像条件として、現
   像バイアス電圧の電圧を高くし、且つ、（現像バイアス
   電圧）−（露光電位）を小さくすることを特徴とする請
   求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 カブリが発生し易い現像条件として、現
   像バイアス電圧の周波数を小さくすることを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 カブリが発生し易い現像条件として、現
   像バイアス電圧のデューティ比を変化させることを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 通常モードとカブリモードにライン巾を
   調整する手段をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項
   １〜４又は５記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 カブリモードの設定が当該画像形成装置
   へのホスト側からの入力又は直接入力によってなされる
   ことを特徴とする請求項１〜５又は６記載の画像形成装
   置。
8. 【請求項８】 カブリモードの設定がプロセスカートリ
   ッジによってなされることを特徴とする請求項１〜５又
   は６記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 カブリモードに設定した後、当該画像形
   成装置が環境を判断して実際にカブリモードに移行する
   ようにしたことを特徴とする請求項１〜７又は８記載の
   画像形成装置。