JP4626699B2 - 現像方法およびこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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以上のことから、図14に示すように画像に、ミクロ的にピッチの粗い濃淡むらとピッチの細かい濃淡むらとが現像ローラbの軸方向に交互に生じる。そして、ピッチの粗い濃淡むらがマクロ的には画像に縦すじのように見える。
[適用例1] 静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、該像担持体に対し所定の現像ギャップをおいて配設されてトナーを前記像担持体に搬送する回転可能な現像ローラに現像バイアスを印加することで前記トナーにより前記静電潜像の現像を行う現像装置とを少なくとも備え、前記現像ローラは、軸方向に対し互いに逆方向に傾斜して螺旋状に形成されている所定数の第1溝および第2溝を有しており、回転する前記現像ローラに少なくとも交流バイアスを印加することにより前記現像ローラと前記像担持体との間で前記現像ローラの前記第1溝および前記第2溝間の山にあるトナーを往復動させ、該往復動により前記山にあるトナーを前記現像ローラの周方向に移動させて前記第1溝および前記第2溝内にあるトナーに衝突させ、該衝突により前記第1溝および前記第2溝内にあるトナーを飛翔させて前記像担持体に形成される前記静電潜像を現像することを特徴とする画像形成装置。
[適用例2] 静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、該像担持体に対し所定の現像ギャップをおいて配設されてトナーを前記像担持体に搬送する回転可能な現像ローラと、該現像ローラに少なくとも交流バイアスを印加することで前記トナーにより前記静電潜像の現像を行う現像装置とを少なくとも備え、前記現像ローラは、軸方向に対して互いに逆方向に傾斜して螺旋状に形成されている所定数の第1溝および第2溝を有しており、前記現像ローラの軸方向の所定位置において、前記交流バイアスの印加により前記現像ローラ上の前記トナーが前記現像ギャップを1往復する単位時間当たりにおける前記現像ローラの周方向移動距離と前記トナーの周方向移動距離との差が、前記第1溝と前記第2溝との周方向距離の非整数倍に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
[適用例3] 前記現像ローラの周速と前記像担持体の周速が、互いに異なることを特徴とする画像形成装置。
[適用例4] 前記トナーの周方向移動距離が、前記現像ローラの周速よりも前記像担持体の周速が大きい場合は、前記現像ローラ上の前記トナーが前記像担持体に向かう前記交流バイアスが印加されている時間の割合であるデューティ比に反比例し、前記現像ローラの周速よりも前記像担持体の周速が小さい場合は、前記デューティ比に比例することを特徴とする画像形成装置。
[適用例5] 前記第1溝と前記第2溝が、現像ローラの周方向に関して対称に形成されており、前記第1溝と前記第2溝との周方向距離が、前記第1溝および前記第2溝の交差部と、該交差部に前記現像ローラの軸方向に隣接する前記第1溝および前記第2溝の他の交差部と、の間の前記現像ローラの軸方向における中央位置の距離であることを特徴とする画像形成装置。
[適用例6] 前記第1溝と前記第2溝の前記現像ローラの軸方向におけるピッチが、互いに異なることを特徴とする画像形成装置。
[適用例7] 前記第1溝と前記第2溝の所定数が、それぞれ1本以上であることを特徴とする画像形成装置。
[適用例8] 前記第1溝と前記第2溝の所定数が、互いに異なることを特徴とする画像形成装置。
[適用例9] 前記第1溝と前記第2溝が、前記現像ローラの両端部に形成された溝非形成部の間に形成されていることを特徴とする画像形成装置。
[適用例10] 前記現像ローラが、金属製であることを特徴とする画像形成装置。
[適用例11] 前記現像ローラの外周面が、電着塗装されていることを特徴とする画像形成装置。
[適用例12] 軸方向に対して互いに逆方向に傾斜して螺旋状に形成されている所定数の第1溝および第2溝を有する現像ローラに少なくとも交流バイアスを印加する工程と、前記現像ローラの前記第1溝および前記第2溝間の山にあるトナーを前記交流バイアスの印加により前記現像ローラと前記像担持体との間で往復動させる工程と、該往復動により前記山にあるトナーを前記第1溝および前記第2溝内にあるトナーに衝突させる工程と、該衝突により前記第1溝および前記第2溝内にあるトナーを飛翔させて前記像担持体に形成される静電潜像を現像させる工程と、を備えることを特徴とする画像形成方法。
[適用例13] 像担持体に静電潜像を形成する工程と、前記像担持体に対し所定の現像ギャップをおいて配設されてトナーを前記像担持体に搬送する現像ローラに少なくとも交流バイアスを印加することにより前記静電潜像の現像を行う工程と、を備え、前記現像ローラは、軸方向に対して互いに逆方向に傾斜して螺旋状に形成されている所定数の第1溝および第2溝を有するとともに、前記現像ローラの軸方向の所定位置において、前記交流バイアスの印加により前記現像ローラ上の前記トナーが前記現像ギャップを1往復する単位時間当たりにおける前記現像ローラの周方向移動距離と前記トナーの周方向移動距離との差が、前記第1溝と前記第2溝との周方向距離の非整数倍に設定されていることを特徴とする画像形成方法。
図1は、本発明に係る画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す断面図、図2はこの例の画像形成装置に用いられている各現像装置に共通の現像装置を模式的に示す断面図である。
図2に示すように、各現像ローラ20Y,20M,20C,20Kおよび各トナー供給ローラ19Y,19M,19C,19Kはそれらの回転方向αがともに同じである。この回転方向αは、像担持体10Y,10M,10C,10Kの回転方向と逆の反時計回りである。
図3は、この例の現像ローラを模式的に示す図である。なお、以後の図3ないし図9を用いた説明においては、各色Y,M,C,Kについて共通であるので、各符号からY,M,C,Kの符号を削除して説明する。
数式1 nP ≠ |γ×(v1−v2)|/f
(nは整数)
の関係を満たすように設定されている。ここで、f(Hz)は現像バイアスの交流電圧の周波数、γは現像促進時間割合であるデューティ比、v1は現像ローラ20の周速、v2は像担持体10の周速である。
間の割合である。つまり、現像ローラ20に印加されるバイアスの1周期をtとし、トナ
ーが像担持体10に向かうバイアスが印加されている時間をt1とすると、
数式2 γ = t1/t
で与えられる。
図6(a)に示すように、第1および第2傾斜溝22a,22bにあるトナーT′は前述のように飛翔性が低い。そこで、現像ローラ20と像担持体10との間を飛翔する他のトナーT″をこのトナーT′に衝突させる。他のトナーT″は、もともと山22cにある飛翔性のよいトナーである。トナーT″をトナーT′に衝突させることで、図6(b)に示すように溝22a,22bにあるトナーT′は溝22a,22bからたたき出される。そして、たたき出されたトナーT′は、現像ローラ20に印加される交流バイアスに従って、現像ローラ20と像担持体10との間を往復する。
数式3 d1 = v1/f
で与えられる。また、トナーTが一往復して現像ローラ20へ帰ってくる間に、トナーTが周方向に移動する移動量d2(μm)は、
数式4 d2 =(v1×(1−γ)+v2×γ)/f
で与えられる。
数式5 d = d1−d2 = (v1−v2)×γ/f
で与えられる。
数式6 nP ≠ |d| = |d1−d2| = |(v1−v2)×γ|/f
(nは整数)
の関係を満たすように設定している。すなわち、数式1の関係を満たすように設定することで、溝22にあるトナーT′を効果的にたたき出すことができるようになる。すなわち、溝22にあるトナーT′の飛翔性を向上させることができる。
さくなるので、このトナーT′を像担持体10へ容易に現像させることができる。したが
って、縦すじの発生を抑制することができ、良好な画質の画像を得ることができる。
本発明の画像形成装置により所期の効果が得られることを確認するために、実験を行った。
本実験では、すべての例で、画像形成装置としてセイコーエプソン社製のプリンタLP−9000Cを用いた。2種類の第1および第2傾斜溝22a,22bを有する現像ローラ20を図2に示す現像装置に組み付けた。そして、この現像装置が搭載できるようにプリンタLP−9000Cを若干改造して使用した。
3本の現像ローラ20とも、現像ローラ20の基体を鉄製で直径φが18mmに設定した。また、図9に示すように軸方向に対称の第1および第2螺旋状溝22a,22bの溝深さが3μm、溝22形成部の軸方向幅が290mmである。そして、基体の外周面に従来と同様に所定の電着塗装を適宜行うことで、現像ローラ20を完成させた。更に、現像ローラ20に貼付した、厚み60μmのテープ状のスペーサを感光体に当接して、60μmの現像ギャップを形成した。
更に、比較例1では、周速v1が322mm/sec、周速v2が180mm/secである。したがって、ずれ量dは71μmである。すなわち、比較例1では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍、つまり1倍になっている。
更に、実施例4では、周速v1が344mm/sec、周速v2が180mm/secである。したがって、ずれ量dは66μmである。すなわち、実施例4では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍になっていない。
更に、比較例3では、周速v1が180mm/sec、周速v2が180mm/secであり、両周速は互いに等しい。したがって、ずれ量dは0μmである。すなわち、比較例3では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍、つまり0倍になっている。
更に、比較例4では、周速v1が300mm/sec、周速v2が180mm/secである。したがって、ずれ量dは96μmである。すなわち、比較例4では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍になっていない。
更に、比較例5では、周速v1が406mm/sec、周速v2が180mm/secである。したがって、ずれ量dは57μmである。すなわち、比較例5では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍、つまり1倍になっている。
更に、実施例8では、周速v1が358mm/sec、周速v2が180mm/secである。したがって、ずれ量dは53μmである。すなわち、実施例8では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍になっていない。
実験の結果を表3に示す。表3から明らかなように実施例5ないし8では、いずれも、縦すじが発生しなかった。また、比較例5および6では、いずれも、縦すじが発生した。
更に、比較例7では、周速v1が343mm/sec、周速v2が180mm/secである。したがって、ずれ量dは33μmである。すなわち、比較例7では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍、つまり1倍になっている。
更に、実施例12では、周速v1が190mm/sec、周速v2が240mm/secである。したがって、ずれ量dは−30μmである。すなわち、実施例12では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍になっていない。
がピッチPの整数(n)倍になっていない。
更に、比較例9では、周速v1が377mm/sec、周速v2が180mm/secである。したがって、ずれ量dは66μmである。すなわち、比較例9では、ずれ量dがピッチPの整数(n)倍、つまり2倍になっている。
以上の実験結果から、本発明の現像装置によれば、所期の効果を得ることができることが確認された。
Claims (11)
- 静電潜像が形成される回転可能な像担持体と、該像担持体に対し所定の現像ギャップをおいて配設されてトナーを前記像担持体に搬送する回転可能な現像ローラと、該現像ローラに少なくとも交流バイアスを印加することで前記トナーにより前記静電潜像の現像を行う現像装置とを少なくとも備え、
前記現像ローラは、軸方向に対して互いに逆方向に傾斜して螺旋状に形成されている所定数の第1溝および第2溝を有しており、
前記現像ローラの軸方向の所定位置において、前記交流バイアスの印加により前記現像ローラ上の前記トナーが前記現像ギャップを1往復する単位時間当たりにおける前記現像ローラの周方向移動距離と前記トナーの周方向移動距離との差が、前記第1溝および前記第2溝の交差部と該交差部に対して前記軸方向に隣接する前記第1溝および前記第2溝の交差部との間に存する前記現像ローラの周方向領域のうち、前記第1溝および前記第2溝の存在比率が大きな領域における、前記第1溝と該第1溝に対して前記現像ローラの周方向に隣接する前記第2溝との周方向距離の非整数倍に設定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記現像ローラの周速と前記像担持体の周速が、互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記トナーの周方向移動距離が、前記現像ローラの周速よりも前記像担持体の周速が大きい場合は、前記現像ローラ上の前記トナーが前記像担持体に向かう前記交流バイアスが印加されている時間の割合であるデューティ比に反比例し、前記現像ローラの周速よりも前記像担持体の周速が小さい場合は、前記デューティ比に比例することを特徴とする請求項1ないし請求項2のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記第1溝と前記第2溝が、現像ローラの周方向に関して対称に形成されており、前記第1溝と前記第2溝との周方向距離が、前記第1溝および前記第2溝の交差部と、該交差部に前記現像ローラの軸方向に隣接する前記第1溝および前記第2溝の他の交差部と、の間の前記現像ローラの軸方向における中央位置の距離であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記第1溝と前記第2溝の前記現像ローラの軸方向におけるピッチが、互いに異なることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記第1溝と前記第2溝の所定数が、それぞれ1本以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記第1溝と前記第2溝の所定数が、互いに異なることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記第1溝と前記第2溝が、前記現像ローラの両端部に形成された溝非形成部の間に形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記現像ローラが、金属製であることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記現像ローラの外周面が、電着塗装されていることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 像担持体に静電潜像を形成する工程と、
前記像担持体に対し所定の現像ギャップをおいて配設されてトナーを前記像担持体に搬送する現像ローラに少なくとも交流バイアスを印加することにより前記静電潜像の現像を行う工程と、を備え、
前記現像ローラは、軸方向に対して互いに逆方向に傾斜して螺旋状に形成されている所定数の第1溝および第2溝を有するとともに、前記現像ローラの軸方向の所定位置において、前記交流バイアスの印加により前記現像ローラ上の前記トナーが前記現像ギャップを1往復する単位時間当たりにおける前記現像ローラの周方向移動距離と前記トナーの周方向移動距離との差が、前記第1溝および前記第2溝の交差部と該交差部に対して前記軸方向に隣接する前記第1溝および前記第2溝の交差部との間に存する前記現像ローラの周方向領域のうち、前記第1溝および前記第2溝の存在比率が大きな領域における、前記第1溝と該第1溝に対して前記現像ローラの周方向に隣接する前記第2溝との周方向距離の非整数倍に設定されていることを特徴とする画像形成方法。
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