JP2003280296A

JP2003280296A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003280296A
Application number: JP2002077407A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Nakamoto; 育生中本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】スリーブゴーストの発生を防ぎ安定した画像
を得ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】所定の主走査幅の印字比率が、所定値以
上、かつ印字比率と副走査方向画素累積数の積算が所定
値以上になった時、画像形成終了後に現像剤担持体の回
転を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用するレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を採用する画像形成装置
は、帯電装置、現像装置、現像剤、潜像担持体である感
光ドラム、転写装置、クリーニング装置及び定着装置を
含んで構成される。

【０００３】上記現像装置では、現像剤を担持する現像
剤担持体として、一般に金属製の現像スリーブを使用
し、現像容器内に収容した現像剤を現像スリーブ上に担
持して像担持体と対向した現像部まで搬送し、現像剤で
像担持体上に形成した静電潜像を現像することにより、
潜像をトナー像として可視化する。

【０００４】現像剤としては、磁性あるいは非磁性トナ
ーからなる１成分現像剤、または非磁性トナーとキャリ
アからなる２成分現像剤とがある。

【０００５】１成分現像剤を用いた１成分現像方式は、
トナー濃度制御、剤交換などが必要なく、現像器構成が
簡単で装置の小型化、低コスト等の長所を有し、好まし
く用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１成分
現像方式を用いた場合、紙の搬送方向と直角の方向（以
後、長手方向と称する）に部分的に印字率の高い画像形
成を複数枚繰り返すと、その後の画像、特にハーフトー
ン画像を形成すると印字率の高かった部位において濃度
が低下する現象がみられる。この現象を一般にゴースト
と称するが、特に現像スリーブ周期で現れるものをスリ
ーブゴーストと呼んでいる。

【０００７】ここで、スリーブゴーストの発生メカニズ
ムを説明する。

【０００８】トナーは現像スリーブに担持され、トナー
層厚規制部材により所定の厚さに規制され、摩擦帯電に
より電荷を付与される。

【０００９】回転自在な現像スリーブに担持されたトナ
ーは、感光ドラムに対向する位置近傍で、感光ドラムと
現像スリーブ間に形成された交番電界により、感光ドラ
ム上に形成された潜像に飛翔して該潜像を現像してこれ
を可視化する。このとき、現像スリーブの長手方向にお
いて現像スリーブ上には現像が行われた部分（現像部）
と現像が行われなかった部分（非現像部）が存在する。
現像工程終了後、現像スリーブは感光ドラム対向位置を
通過し、該現像スリーブ近傍に存在するトナーを担持
し、現像スリーブに担持されたトナーはトナー層厚規制
部材によって電荷が付与される。

【００１０】しかしながら、次回のトナー層厚規制後の
現像スリーブ上の現像部と非現像部ではトナーの層厚は
等しいが、得られる単位質量当たりのトナーの電荷量
（以後、トリボと称する）が異なってしまう。具体的に
は、非現像部表面のトナーは現像工程において感光ドラ
ムに対して飛翔しないため、感光ドラムにトナーが飛翔
した現像部の表層近傍のトナーに比べてトナー層厚規制
部材との摺擦回数が多くなり、トリボが高くなる。

【００１１】トナーに付与されるトリボは現像性と密接
な関係があるため、現像スリーブ長手方向でトリボに差
が生ずると、特にハーフトーン画像において濃度ムラを
生じてしまう。特に１成分現像方式においては、前述の
ように、同一画像を複数部出力した場合、現像部のトリ
ボと非現像部のトリボ差が大きくなり、スリーブゴース
トが発生しやすくなる。

【００１２】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、印字比率の高い同一画像を複
数部出力した場合の現像部と非現像部のトリボ差を抑
え、スリーブゴーストの発生を防ぎ、安定した画像を得
ることができる画像形成装置を提供することにある。

【００１３】

【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、少なくとも、静電潜像を担
持する像担持体と、現像剤を担持する現像剤担持体を含
んで構成される現像装置とを備える画像形成装置におい
て、所定の主走査幅の印字比率が、所定値以上、かつ印
字比率と副走査方向画素累積数の積算が所定値以上にな
った時、画像形成終了後に現像剤担持体の回転を制御す
ることを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記現像剤担持体の回転制御は前記現像剤
担持体の画像形成終了後の回転時間の延長であることを
特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記現像剤担持体の回転制御は前記現像剤
担持体の画像形成終了後の回転速度の増加であることを
特徴とする。

【００１６】従って、本発明によれば、画像形成終了後
での現像剤担持体上の現像部と非現像部のトナーのトリ
ボ差を抑えることができ、スリーブゴーストの発生を防
ぎ安定した画像を得ることができる。

【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】〈実施例１〉画像形成装置例の概略構成図１は本実施例の画像形成装置の概略構成模型図であ
る。本例の画像形成装置は、転写式電子写真プロセス利
用、接触帯電方式、反転現像方式のレーザービームプリ
ンタである。

【００１９】［感光体］１は被帯電体（像担持体）とし
ての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光体と略
記する）である。本例の感光体１は、アルミニウム等の
導電性ドラム基体１ｂと、その外周面に形成した感光層
（光導電層）１ａで構成した、直径３０ｍｍ、長さ３５
７ｍｍの、負帯電極性のＯＰＣ感光体（ネガ感光体）で
ある。この感光体は矢印の時計方法ａに１５０ｍｍ／ｓ
ｅｃのプロセススピード（周速度）をもって回転駆動さ
れている。

【００２０】［帯電］２は接触帯電部材（一次帯電装
置）としての帯電ローラである。この帯電ローラ２は中
心の芯金２ａと、その外周に同心一体にローラ状に形成
した弾性導電層２ｂと、更にその外周面に形成した表面
層２ｃの複合層構造のローラである。

【００２１】弾性導電層２ｂは、例えば、１０⁴Ωｃｍ
以下の導電性ゴム（ＥＰＤＭ等）などの単層あるいは複
合層である。フッ素系樹脂に導電剤（導電カーボン等）
を分散したものを表面層２ｃとして用いた。

【００２２】帯電ローラ２はその芯金２ａの両端部を不
図示の軸受け部材に回転自由に軸受けさせて、ドラム型
の感光体１に並行に配置して不図示の押圧手段で感光体
１に対して所定の押圧力をもって圧接させてあり、本例
の場合は感光体１の回転駆動に伴い矢印の反時計方向に
従動回転する。感光体１と帯電ローラ２の圧接ニップ部
ｎが帯電部位（帯電領域）である。

【００２３】３は帯電バイアス印加電源（帯電部材用電
源）であり、この電源３から帯電ローラ２の芯金２ａに
所定のバイアス電圧が印加されることにより回転感光体
１の外周面が接触帯電方式で所定の極性・電位に一様に
帯電処理される。

【００２４】本実施例は交流電圧に直流電圧を重畳した
バイアス電圧（ＡＣ＋ＤＣ）を帯電ローラ２に印加する
ＡＣ印加方式である。

【００２５】直流電圧成分：−７５０Ｖの定電圧交流電流成分：周波数１８００Ｈｚ、１５００μＡ、の
定電流制御を帯電ローラ２に印加することで、感光体１の表面電位
（帯電電位、暗電位）として−７３０Ｖを得ることがで
きた。

【００２６】［露光］この回転感光体１の帯電処理面に
対して、露光手段５により目的画像情報の露光４がなさ
れることで、その画像情報の静電潜像が形成される。露
光手段５は、レーザービーム走査露光手段、原稿画像の
スリット露光手段等である。本実施例ではレーザービー
ム走査露光手段である。

【００２７】［現像］次いでその回転感光体１の静電潜
像形成面に現像装置６により現像剤が適用されて静電潜
像がトナー画像として現像される。本実施例の場合は静
電潜像の露光明部にマイナストナー（ネガトナー）が付
着することで静電潜像が反転現像される。

【００２８】本実施例における現像装置６は一成分磁性
トナーを用いたジャンピング現像方式の装置である。６
ａは直径２０ｍｍの非磁性現像スリーブであり、感光体
１に０．３ｍｍのギャップを介して対向配設させてあ
り、矢印の反時計方向に回転駆動される。６ｂはこの現
像スリーブ６ａないに挿入配置した非回転のマグネット
ローラである。

【００２９】現像スリーブ６ａの回転に伴いその外周面
に現像装置内に収容させたトナー（不図示）が塗布さ
れ、マグネットローラ６ｂの磁力で保持されて、トナー
層厚規制部材である磁性ブレード（不図示）により所定
の厚さに規制され、感光体１と現像スリーブ６ａとの対
向部である現像部位６ｃに搬送される。また現像スリー
ブ６ａには現像バイアス印加電源８（現像部材用電源）
から、本実施例においては、ＤＣ成分：−５００ＶＡＣ成分：周波数１８００Ｈｚ、ＶＰＰ１４００Ｖの重畳電圧が現像バイアス電圧として印加される。

【００３０】これにより、現像部位６ｃにおいてトナー
が飛翔して回転感光体１面の静電潜像がジャンピング現
像される。

【００３１】また、現像スリーブ６ａは、回転感光体１
に同期して回転しても良いし、クラッチ等のＯＮ／ＯＦ
Ｆで非同期としても良いし、独立の駆動源で回転させて
も良い。本実施例においては、クラッチによるＯＮ／Ｏ
ＦＦで非画像形成時は任意のタイミングで回転可能な構
成とした。また、回転速度はプロセススピードの１２０
％、即ち１８０ｍｍ／ｓの周速度で回転させている。

【００３２】［転写］７は転写手段としての転写ローラ
である。この転写ローラ７は、中心の芯金７ａと、その
外周に同心一体にローラ状に形成した中抵抗の弾性層７
ｂとからなる。本実施例における該転写ローラ７は、抵
抗が５×１０⁸Ω、直径１６ｍｍの導電性ゴムローラで
ある。

【００３３】そして該転写ローラ７はその芯金７ａの両
端部を不図示の軸受け部材に回転自由に軸受けさせて、
ドラム型の感光体１に並行に配置して不図示の押圧手段
で感光体１に対して所定の押圧力をもって圧接させてあ
り、本例の場合は感光体１の回転駆動に伴い矢印の反時
計方向に従動回転する。感光体１と転写ローラ７の圧接
ニップ部７ｃが転写部位である。

【００３４】転写材Ｐは不図示の給紙部から給紙され、
所定のタイミング合わせされて、感光体１と転写ローラ
７の圧接ニップ部である転写部位７ｃに給送される。即
ち、回転感光体１の面に形成されたトナー画像の先端部
が転写部位７ｃに到達したとき、転写材Ｐの先端部も丁
度転写部位７ｃに到達するタイミングにて転写材Ｐが転
写部位７ｃに給送される。

【００３５】転写部位７ｃに給送された転写材Ｐはその
表面が回転感光体１に密着して転写部位を挟持搬送され
ていく。また、転写部位７ｃに転写材Ｐの先端部が到達
してから後端部が転写部位７ｃを抜け出るまでの間、転
写ローラ７の芯金７ａには転写バイアス印加電源（転写
部材用電源）からトナーと逆極性の所定の直流バイアス
が転写バイアスとして印加される。本実施例では＋３５
００ＶのＤＣ電圧を印加した。

【００３６】そして、転写材Ｐが転写部位７ｃを挟持搬
送されていく過程において、回転感光体１側のトナー画
像が転写材Ｐ側に、転写ローラ７によって形成される転
写電界の作用と転写部位７ｃにおける押圧力にて順次に
転写されていく。

【００３７】［定着］転写部位７ｃを通過し、回転感光
体１面から分離された転写材Ｐは不図示の定着装置へ搬
送されてトナー画像が定着され、その後装置本体外部に
排出されるか、または例えば、裏面にも像形成するもの
であれば、転写部位への再搬送手段へ搬送される。

【００３８】［クリーニング］転写材分離後の回転感光
体１面は転写材Ｐに転写されずに感光体１面に残ったト
ナー（転写残りトナー）や紙粉等の残留付着汚染物の除
去をクリーニング装置９のクリーニングブレード９ａで
受けて清浄面化され、更に除電器（除電ランプ）１１に
よって全面露光（前露光）されて電気的メモリの消去を
受けて初期化され、繰り返して画像形成に使用される。

【００３９】本実施例において、帯電ローラ２および転
写ローラ７は感光体１に従動回転させたが、それぞれギ
ア等をとりつけ、モータ等の駆動手段により強制駆動し
てもよい。

【００４０】〔ビデオカウンタ〕本実施の形態では、画
像形成装置にビデオカウンタが設けられており、アナロ
グ−デジタル変換機によってデジタル信号に変換された
画像信号を画素毎にその出力レベルを積算し、これをビ
デオカウンタでビデオカウント数に変換して得ることが
できる。

【００４１】本実施例においては、画像データを所定の
変換テーブルで変換後、誤差拡散等を用いて、二値化デ
ータとしている。書き込み密度は主副共に１インチ当た
り６００画素、即ち６００ｄｐｉに変換しており、長手
方向に約７０００画素の書き込みが可能な構成となって
いる。即ち、ビデオカウントとしては、０（レーザーＯ
ＦＦ）、１（レーザーＯＮ）とし、１（レーザーＯＮ）
のデータの積算をカウントしている。

【００４２】〔スリーブの回転制御〕そこで、本実施例
では、長手方向（主走査方向）で、１０画素以上の幅
で、１ページ画像内の印字比率が２０％以上、かつ印字
比率×副走査方向画素累積数が１００００画素を超えた
時、画像形成後の後回転時のスリーブ回転時間を延長さ
せるようなシークエンスとした。図２に画素数と後回転
時のスリーブ回転時間の関係を示す。また、図３に後回
転時間延長の制御を実行する際のフローチャートを示
す。例えば、印字比率が３０％以上の画像形成が５００
００画素（Ａ４横１０枚に相当）継続された場合は、ス
リーブの後回転時間を１．５秒延長させた。ここで、ス
リーブ１周の回転時間は約０．３５秒（２０×３．１４
／１５０／１．２）であるため約スリーブ４周分に相当
する。また、累積印字画素数（印字比率×副走査方向画
素累積数）が５００００を超えた時点では、後回転時間
を５秒とすればゴーストを十分に抑制できることが筆者
らの検討より明らかとなったため、５００００画素以上
は後回転時間を５秒とした。

【００４３】このように画像形成後のスリーブ回転時間
を延長することによって、スリーブ上の現像部に新たに
供給されたトナーのトナー層厚規制部材との摺擦回数を
増やし、現像部のトリボをアップさせ、非現像部とのト
リボ差を抑えることが可能となる。

【００４４】そこで、このシークエンスを基に、印字比
率５０％の主走査に３０画素幅帯画像がある累積印字画
素数が５００００画素（Ａ４横２０枚に相当）の画像を
形成した後、ハーフトーン平均濃度０．５の画像形成を
行ったところ、帯画像の存在したところと存在しないと
ころの濃度差はなくなり、ゴースト画像の発生を抑制で
きた。

【００４５】（比較例）実施例１と同様の構成で、どの
ような画像形成を行っても、スリーブの後回転時間の延
長を行わないような構成を用いて、印字比率５０％の主
走査に３０画素幅帯画像がある累積印字画素数が５００
００画素（Ａ４横２０枚に相当）の画像を形成した後、
ハーフトーン平均濃度０．５の画像形成を行ったとこ
ろ、帯画像の存在したところと存在しないところの濃度
差が０．１程度のゴーストが発生した。

【００４６】（実施例２）実施例１を用いた場合、印字
比率が高く、出力部数が多い、つまり累積印字画素数が
大きい場合、例えば累積印字画素数が４００００画素以
上の画像形成を行うと、スリーブの後回転時間が４秒以
上となり、次の画像形成に移るまでの待ち時間が必要と
なる。

【００４７】そこで、本実施例においては、実施例１の
系に長手方向（主走査方向）で、１０画素以上の幅で、
１ページ画像内の印字比率が２０％以上、かつ印字比率
×副走査方向画素累積数が１００００画素を超えた時、
画像形成後の後回転時のスリーブ回転時間を１秒一定と
し、画像形成後の後回転時のスリーブ回転速度を増加さ
せるようなシークエンスとした。図４に画素数と後回転
時のスリーブ回転速度の関係を示す。また、図５に後回
転速度増加の制御を実行する際のフローチャートを示
す。例えば、印字比率が３０％以上の画像形成が５００
００画素（Ａ４横１０枚に相当）継続された場合は、後
回転時のスリーブ周速度を２７０ｍｍ／ｓとした。ここ
で、スリーブ１周の回転時間は約０．２３秒（２０×
３．１４／２７０）であるため約スリーブ４周分に相当
する。本実施例におけるスリーブの回転駆動は、別に設
けたモーターによって行った。

【００４８】そこで、このシークエンスを基に、印字比
率９０％の主走査に３０画素幅帯画像がある累積印字画
素数が９００００画素（Ａ４横２０枚に相当）の画像を
形成した後、ハーフトーン平均濃度０．５の画像形成を
行ったところ、帯画像の存在したところと存在しないと
ころの濃度差はなくなり、ゴースト画像の発生を抑制で
きた。

【００４９】このように、本実施例では、画像形成後の
後回転時のスリーブ回転速度を増加させることで、累積
印字画素数が大きい場合においても、後回転時間が延び
ることなく、次の画像形成を迅速に行うことが可能とな
った。

【００５０】以上、本発明をその好適な実施例に基づい
て説明したが、今回の実施例１または２においては、長
手方向（主走査方向）で、１０画素以上の幅で、１ペー
ジ画像内の平均印字比率が２０％以上、かつ印字比率×
副走査方向画素累積数が１００００画素を超えた時、画
像形成終了後にスリーブの回転を制御したが、これにと
らわれるものではなく適宜設定可能である。また、今回
は実施例１および２をそれぞれ単独で行ったが、これら
を適宜組み合わせて用いてよいということは言うまでも
ない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、印
字比率の高い同一画像を複数部出力した場合に、画像形
成終了後に現像剤担持体の回転を制御することによっ
て、スリーブゴーストの発生を防ぎ安定した画像を得る
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】本発明の実施例１に係る画像形成装置におけ
る画像比率と後回転時のスリーブ回転時間の関係を示す
図である。

【図３】本発明の実施例１に係る画像形成装置におけ
る後回転時間延長の制御を実行する際のフローチャート
を示す図である。

【図４】本発明の実施例２に係る画像形成装置におけ
る画像比率と後回転時のスリーブ回転時間の関係を示す
図である。

【図５】本発明の実施例２に係る画像形成装置におけ
る後回転速度増加の制御を実行する際のフローチャート
を示す図である。

【符号の説明】

１被帯電体１ａ被帯電面２帯電部材（帯電ローラ）６現像装置６ａ現像スリーブ６ｂマグネットローラ７転写部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DB01 DE04 DE07 EA04 EC06 EC11 EC18 EC20 EE03 EE04 EF11 2H077 AD02 AD06 AD13 AD24 AD36 AE04 BA03 DA08 DA78 DB14 EA13 EA16 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、静電潜像を担持する像担持体
と、現像剤を担持する現像剤担持体を含んで構成される
現像装置とを備える画像形成装置において、所定の主走査幅の印字比率が、所定値以上、かつ印字比
率と副走査方向画素累積数の積算が所定値以上になった
時、画像形成終了後に現像剤担持体の回転を制御するこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像剤担持体の回転制御は前記現像剤
担持体の画像形成終了後の回転時間の延長であることを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記現像剤担持体の回転制御は前記現像剤
担持体の画像形成終了後の回転速度の増加であることを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】前記現像剤が１成分現像剤であることを特
徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】前記現像剤担持体の回転制御をビデオカウ
ント数に基づいて行うことを特徴とする請求項１、２又
は３記載の画像形成装置。