JP3459702B2

JP3459702B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP3459702B2
Application number: JP13181895A
Authority: JP
Inventors: 辰一月田; 耕一谷川; 正弘後藤; 敏男宮本; 裕子大釜; 悟伊澤; 陽三堀田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 2003-10-27
Anticipated expiration: 2018-10-27
Also published as: JPH08328364A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式、静電記
録方式等を採用する画像形成装置に具備される現像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式、静電記録方式
等を採用する画像形成装置においては、像担持体上に形
成された静電潜像を可視化する現像手段として、像担持
体と所定の間隙、例えば３００μｍを隔てて配設された
回転可動な現像剤担持体に、直流電圧と交流電圧とを重
畳した現像バイアスとしての振動電圧を印加することに
より、現像剤担持体上に保持、搬送された現像剤を、像
担持体上に形成された静電潜像へと飛翔、付着させる、
いわゆるジャンピング現像法等が反転現像法との組み合
わせで用いられることが多い。

【０００３】反転現像法とは、まず帯電手段により像担
持体を、例えば負に一様に帯電し（暗部電位Ｖ_D ）、次
に露光手段により光を照射し電位が減衰した領域に（明
部電位Ｖ_L ）、像担持体の帯電極性と同じ負に帯電した
現像剤を付着させる現像法を言う。

【０００４】そして、上記現像剤担持体に印加される振
動電圧の直流電圧Ｖ_DCは、暗部電位Ｖ_D と明部電位Ｖ_L
との間に設定され、また交流電圧は、ピーク間電圧Ｖ_PP
が１０００ｖ〜２０００ｖ、周波数ｆが１０００Ｈｚ〜
３０００Ｈｚ程度に設定されることが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとしている問題点】さて、上記のよ
うな現像装置においては、画像形成装置の使用者が出力
画像の濃度、線幅等を好み、または必要に応じて変化さ
せることが可能なようにボリューム等が設けられてお
り、使用者のボリューム操作に連動して、上記現像バイ
アスの直流電圧Ｖ_DCの電圧値を上下に変化させることで
対応することが一般的である。

【０００６】しかしながら、このような構成において
は、次のような「カブリ」と呼ばれる画像上の問題点を
有している。すなわち、現像に関与する現像剤の帯電極
性は、全て同一極性、例えば負に均一化されていること
が好ましいが、実際には微量であるものの正規の帯電極
性とは逆極性、この場合は正に帯電した、いわゆる反転
成分を含む。これは出力画像の濃度を下げたり、線幅を
細めるために、上記現像バイアスの直流電圧Ｖ_DCの電圧
値を明部電位Ｖ_L に近付けるよう下げた場合に、「反転
カブリ」として顕在化してくる。また、出力画像の濃度
を上げたり、線幅を太めるために、上記現像バイアスの
直流電圧Ｖ_DCの電圧値を暗部電位Ｖ_D に近付けるよう上
げた場合にあっては、正規に負に帯電した現像剤が暗部
電位Ｖ_D に付着してしまう「地カブリ」が顕在化してく
る。

【０００７】つまり、現像バイアスの直流電圧Ｖ_DCの電
圧値を上下に変化させることで出力画像の濃度、及び線
幅と、「カブリ」とを両立させることはラチチュードが
狭く、非常に困難なこととされていた。そこで、現像バ
イアスの交流電圧のピーク間電圧Ｖ_PPや、周波数ｆを変
化させることで出力画像の濃度、線幅を変化させるとい
う提案もなされているが、この場合、濃度、線幅の変化
量が小さく、実用的ではない。

【０００８】また、次なる問題点として、近年出力画像
に対する高画質化が要求されつつあり、特にグラフィッ
ク画像に対応するために、中間調画像の滑らかで忠実な
再現が強い要望として挙げられている。

【０００９】しかしながら、上記現像装置のように現像
剤担持体に対し、直流電圧と交流電圧とを重畳した単純
周期的な振動電圧を印加する場合にあっては、現像特性
を表す、いわゆるγが比較的大きく、滑らかな中間調画
像の再現はできていない。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】本発明は、像担持体
と、この像担持体をレーザで露光して静電潜像を形成す
る露光手段と、像担持体上に形成された静電潜像を可視
化すべく現像剤を収容する現像手段と、該現像手段に直
流電圧と交流電圧とを重畳した振動電圧を印加する現像
バイアス印加手段とを有し、前記レーザのスポット径
は、画像の印字密度にかかわらず一定であり、上記振動
電圧の交流電圧は、所定時間にわたる電圧振動の後、所
定の休止時間を有し、これが周期的に連続、繰り返され
るとともに、画像の印字密度が低いほど、上記振動電圧
の交流電圧の、休止時間を設定する周期を、大きくした
ことを特徴とする現像装置である。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係る実施例を示すが、まず
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成図である。

【００１２】図１において、１は感光ドラムであり、Ｏ
ＰＣ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ等の感光材
料がアルミニウムやニッケルなどのシリンダ状の基盤上
に形成されている。感光ドラム１は矢印の方向に回転駆
動され、まず、その表面は帯電装置としての帯電ローラ
２によって一様帯電される。次に、画像情報に応じてＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム３による走査露光が
施され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像
装置４で現像、可視化される。現像方法としては、ジャ
ンピング現像法、２成分現像法、ＦＥＥＤ現像法などが
用いられ、イメージ露光と反転現像とを組み合わせて用
いられることが多い。

【００１３】可視化されたトナー像は、転写装置として
の転写ローラ５により、所定のタイミングで搬送された
転写材Ｐ上に転写される。このトナー像が転写された転
写材Ｐは定着装置６へと搬送され、永久画像として定着
された後、廃止トレイ７上に、いわゆるフェイスダウン
排紙される。一方、感光ドラム１上に残存する転写残り
の残留トナーは、クリーニング装置８により感光ドラム
１表面より除去される。

【００１４】図２に、本発明に係る現像装置４の構成を
示すが、この現像装置４は、現像剤としての一成分磁性
トナー９を内包した収納容器１０、一成分磁性トナー９
を担持して収納容器１０から感光ドラム１と対向した現
像部１１へと搬送する現像剤担持体としての矢印の方向
に回転する現像スリーブ１２、現像スリーブ１２に内包
されるマグネットロール１３、現像スリーブ１２の上方
に位置し、現像スリーブ１２上に所定の厚さを有するト
ナー層を形成させる、現像剤規制部材としてのウレタン
ゴムから成る弾性ブレード１４とを有する。なお感光ド
ラム１と現像スリーブ１２とは、不図示のスぺーサロー
ラを介して、３００μｍの間隙を隔てて配設されてい
る。そして、上記現像スリーブ１２に対しては、現像バ
イアス印加手段としての高圧電源１５により、直流電圧
に交流電圧を重畳した本発明に係る振動電圧が印加され
ることにより、現像スリーブ１２上のトナーが感光ドラ
ム１へと飛翔することにより、感光ドラム１上の静電潜
像が現像、可視化される。

【００１５】さてここで、本発明に係る現像バイアスと
しての振動電圧について、従来の現像バイアスと比較し
つつ詳説する。

【００１６】図３に現像バイアスの波形を示すが、
（ａ）は従来の現像バイアス波形、（ｂ）は本発明に係
る現像バイアス波形を表している。（ａ）は−５００ｖ
に設定した直流電圧Ｖ_DCに、１６００ｖなるピーク間電
圧Ｖ_PP、１８００Ｈｚなる周波数ｆを重畳した振動電圧
であるのに対し、（ｂ）は基本周波数１８００Ｈｚなる
交流成分の４周期に１回の割合で休止時間を設けた波
形、すなわち３周期分振動した後、１周期分休止すると
いう波形となっている。なお、以後このように休止時間
を有するバイアスを「ブランクバイアス」と称し、上記
のように３周期分振動した後、１周期分休止する場合を
「ブランク比３：１」と表記する。

【００１７】さてここで、本発明者らが行った上記ブラ
ンクバイアスに関する実験結果を示す。本実験は、キヤ
ノン株式会社製のレーザビームプリンタ「ＬＢＰ−Ｅ
Ｘ」（６００ＤＰＩ、８ＰＰＭ）を上記ブランクバイア
スが使用可能な状態に改造し、常温常湿環境下におい
て、ブランク比を変化させた際の出力画質を評価した。
なお、本機の暗部電位Ｖ_D は−７００ｖ、明部電位Ｖ_L
は−１００ｖに設定されている。

【００１８】まず、従来より用いられている振動電圧を
印加し、この直流電圧Ｖ_DCの電圧値を上下に変化させる
ことによる画質変化を調べた結果を表１に示す。

【００１９】なお、この評価結果において、濃度とは、
白色紙上に５ｍｍ四方のベタ黒画像を印字し、この濃度
を反射濃度計により測定した数値を、また線幅とは、白
色紙上に４ドット幅のラインを印字し、この幅を測定し
た数値を表記した。更にカブリは、未印字の白色紙とベ
タ白画像を印字した紙とを各々反射率計で測定し、これ
らの反射率の差を表記したが、本発明者らが行ったパネ
ルテストの結果から、この数値が３．３％以下であれ
ば、実用上問題のないレベルであると判断した。

【００２０】

【表１】

【００２１】これによれば、直流電圧Ｖ_DCの電圧値を変
化させる場合にあっては、濃度、線幅は充分変化するも
のの、バックコントラストを大きくすると反転カブリ
が、またバックコントラストを小さくすると地カブリが
悪化してしまい、全てを満たす条件を得ることは困難で
あることがわかる。

【００２２】これに対して、ブランクバイアスを用い、
直流電圧Ｖ_DCの電圧値を−５００ｖに固定した状態でブ
ランク比を変化させた際の画質変化を調べた結果を表２
に示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】これによれば、ブランク比を１：１、３：
１、５：１と変化させることにより、濃度、線幅は従来
の現像バイアスを用いた場合とほぼ同程度変化するにも
かかわらず、カブリはほとんど悪化せず、実用上問題の
ないレベルにあることがわかる。

【００２５】以上を鑑み、本実施例においては、画像形
成装置の使用者がボリューム操作によって、画像濃度を
上げたり、線幅を太めようとする場合にあっては、現像
スリーブに印加されるブランクバイアスのブランク比を
大きく、具体的には５：１に、また画像濃度を下げた
り、線幅を細めようとする場合にあっては、現像スリー
ブに印加されるブランクバイアスのブランク比を小さ
く、具体的には１：１になるようそのブランク比設定を
可変とした。図４に、現像スリーブ１２にブランクバイ
アスを印加する回路のブロック図を、また図９にフロー
チャートを示しつつ、本制御について説明する。まず、
画像形成装置の電源が投入され（Ｓ１）、所定のシーケ
ンスを経て待機状態（Ｓ２）になるが、この時には上記
ブランク比は初期設定として３：１（この状態をＦ５と
称する）に設定される。その後、不図示のホスト機器か
らのプリント信号を受信すると（Ｓ３）、画像形成装置
に具備されたボリュームをあらかじめユーザが操作する
ことによる画像調整情報がＣＰＵに送られ、それがＦ５
情報であるか否かを判断する（Ｓ４）。そしてそれがＦ
５情報である場合には、ブランク比が３：１の波形を形
成するよう（Ｓ５）高圧電源１５内の交流波形発生器に
指示する。また、Ｆ５情報でない場合には、更にそれが
Ｆ１情報、すなわち画像濃度を上げたり、線幅を太める
指示であるか否かを判断（Ｓ６）し、そうである場合に
はブランク比が５：１の波形を形成するよう（Ｓ７）、
また、そうでない場合にはＦ９情報、すなわち画像濃度
を下げたり、線幅を細める指示であると判断し、ブラン
ク比が１：１の波形を形成するよう（Ｓ８）高圧電源１
５内の交流波形発生器に指示する。こうして発生された
交流波形は増幅器により増幅された後、直流高圧電源か
ら発せられた直流電圧に重畳され、現像スリーブ１２に
印加される。なお、このようにして一連の画像形成工程
によるプリント（Ｓ９）が終了した後には、再び待機状
態となり（Ｓ２）、初期設定Ｆ５の状態に戻され、次な
るプリントに備える。なお、本実施例においては、画像
形成装置に対しユーザが画像調整情報を与える手段とし
て、画像形成装置に具備されているボリュームを操作す
ることによるとしたが、ユーザがホスト機器から上記情
報を入力し、画像形成装置に対し遠隔指示するように構
成しても良い。

【００２６】また、本実施例においてはブランクバイア
スの基本となる波形として矩形波を用いたが、これに限
らず、三角波、サイン波、鋸波等を用いても良いことは
言うまでもない。

【００２７】（他の実施例）実施例２以下に、本発明に係る他の実施例を示すが、本実施例に
おいては、画像形成装置が使用される環境状態を自動的
に検知し、この情報に応じてブランク比を可変したこと
を特徴とする。一般的に常温常湿環境下に比べて、低温
低湿環境下においては、トナーの帯電電荷量が比較的大
きくなり、反転カブリが増大する傾向にある。その一例
として、従来の現像バイアスを用いた際の、カブリの環
境依存性を表３に示す。なお、評価方法については、前
記実施例１と同様であるので説明は省略する。

【００２８】

【表３】

【００２９】これによれば、低温低湿環境下において
は、全体にカブリが悪化している中にあって、反転カブ
リが著しく増大していることがわかる。

【００３０】そこで、低温低湿環境下において、ブラン
ク比を変化させた際のカブリの程度を評価した結果を表
４に示す。

【００３１】

【表４】

【００３２】これによれば、ブランク比１：１にあって
は、カブリを充分なレベルに抑えることはできないもの
の、ブランク比３：１以上であれば、カブリを実用上問
題のないレベルに抑えることが可能となる。つまり、常
温常湿環境下よりも厳しい低温低湿環境下におけるカブ
リのレベルを抑えるためには、低温低湿環境下において
ブランク比を変化させれば良い。

【００３３】以上を鑑み、本実施例においては、画像形
成装置が自動検知した環境情報によって、低温低湿環境
下にある場合にあっては、現像スリーブに印加されるブ
ランクバイアスのブランク比を大きく、具体的には画像
調整をも加味し５：１を中心に３：１から７：１の範囲
に、また低温低湿環境下以外にある場合にあっては、現
像スリーブに印加されるブランクバイアスのブランク比
を小さく、具体的には画像調整をも加味し前記実施例１
と同様に３：１を中心に１：１から５：１の範囲になる
よう、ブランク比設定を可変とした。

【００３４】さてここで、ブランク比を変化させるため
の環境情報を自動的に検知するための手段について説明
する。本実施例における画像形成装置にあっては、前記
実施例１にも示したように、帯電装置として帯電ローラ
が具備されているが、一般的にこれを構成する材料は、
周囲の環境に応じて、その抵抗値が大きく変化するとい
う特性を有しており、本発明においては、環境自動検知
手段として、この帯電ローラを利用する。すなわち、低
温低湿環境下においては常温常湿環境下に比べて帯電ロ
ーラの抵抗値が上昇する傾向にあり、逆に言うならば、
帯電ローラの抵抗を検知することにより、画像形成装置
が置かれている周囲の環境を認識することが可能とな
る。そこで、本実施例に係る画像形成装置を用い、帯電
ローラが感光ドラムの非画像形成領域に対応当接してい
る際に、この帯電ローラに対して−２０μＡに定電流制
御された直流バイアスを印加した場合に発生する電圧の
環境依存性に関する実験結果を図１０に示す。これによ
れば、常温常湿環境下、及び高温高湿環境下にあっては
帯電ローラの抵抗値が比較的低いために、この時に発生
する電圧は各々−１．２ｋｖ、−０．９ｋｖと低いもの
の、低温低湿環境下にあっては帯電ローラの抵抗値が比
較的高いために、この時に発生する電圧は−１．８ｋｖ
と高くなる。よって、帯電ローラの抵抗のばらつきをも
考慮し、上記発生電圧があらかじめ設定した値よりも高
いか低いかを検知することにより、周囲の環境が低温低
湿環境であることが認識でき、このようにして得られた
環境情報を、現像スリーブ９に印加するブランクバイア
スのブランク比の設定にフィードバックさせれば良いこ
とになる。

【００３５】図１１に上記制御のフローチャートを示す
が、上記実験結果、及び帯電ローラの抵抗ばらつきを踏
まえ、本実施例においては、周囲の環境が低温低湿環境
であると判断する出力電圧値を−１．５ｋｖとした。な
お、前記実施例１と同様の部分については同符号を付す
こととし、説明も簡略化する。まず、画像形成装置の電
源が投入され、所定のシーケンスを経て待機状態になる
が、この時には上記ブランク比は初期設定Ｆ５として
３：１に設定される。その後、不図示のホスト機器から
のプリント信号を受信し、感光ドラムの回転が開始され
た後、帯電ローラに対して−２０μＡに定電流制御され
た直流バイアスが印加される（Ｓ１０）。そして、その
時の発生電圧があらかじめ設定した閾値−１．５ｋｖと
比較され（Ｓ１１）、これよりも低い場合には、画像形
成装置が置かれている周囲の環境が低温低湿環境以外で
ある認識し、前記実施例１と同様にブランク比３：１を
中心とした制御を行なう。これに対し、発生電圧があら
かじめ設定した閾値−１．５ｋｖを越えた場合には、画
像形成装置が置かれている周囲の環境が低温低湿環境で
ある認識し、カブリを防止するためにブランク比の可変
幅が５：１を中心とし、３：１から７：１と大きくする
ような制御を行なう（Ｓ１２〜Ｓ１６）。

【００３６】なお、本実施例においては、帯電ローラが
感光ドラムの非画像形成領域に対応当接している際に、
この帯電ローラに対して所定の値に定電流制御された直
流バイアスを印加し、この時に発生する電圧値から環境
検知を行ったが、所定の値に定電圧制御された直流バイ
アスを印加し、この時に要する電流値から環境検知を行
うよう構成しても良いことは言うまでもない。更には、
画像形成装置に具備されている転写ローラ等を用いるこ
とにより、上記と同様の環境検知を行うよう構成しても
良い。

【００３７】実施例３以下に、本発明に係る更なる他の実施例を示すが、本実
施例においては画像形成装置において出力される画像情
報に応じて、現像スリーブに印加されるブランクバイア
スのブランク比を可変としたことを特徴とする。以下
に、本発明者らが行った本実施例に係る実験結果を示し
つつ、本実施例について説明する。

【００３８】図５に、本発明の係るブランク比を変化さ
せた際の、中間調画像の濃度変化に関する実験結果を示
す。なお本実験は、前記実施例と同様に「ＬＢＰ−Ｅ
Ｘ」により、中間調画像として８×８の６４階調ディザ
パターンを、粒径７μｍのトナーを用いて現像させるこ
とより行った。

【００３９】これによれば、従来の現像バイアスを用い
た場合に比べ、ブランクバイアスを用い、かつそのブラ
ンク比を小さくしていくに連れて、γが徐々に小さくな
り、中間調画像の滑らかな再現に適していくことがわか
る。具体的には、ブランク比５：１では従来の現像バイ
アスを用いた場合と大差はなく、ブランク比１：１にあ
っては、γは小さくなるものの、ベタ黒画像の濃度が若
干ではあるが低下する傾向にあり、このことからもブラ
ンク比を３：１程度に設定することが好ましい。

【００４０】更に、同様の実験を、粒径５μｍのトナー
を用いて行った結果を図６に示す。

【００４１】これによれば、粒径７μｍのトナーを用い
た場合に比べて、粒径５μｍのトナーを用いた場合に
は、ハイライト画像部のγが滑らかになり、より中間調
画像の忠実な再現が可能となることがわかる。

【００４２】以上のことより、画像形成装置により出力
する画像情報に応じて、現像スリーブに印加されるブラ
ンクバイアスのブランク比を変化させることにより、そ
の画像形成に最適な現像条件を設定することが可能とな
る。具体時に本実施例においては、出力する画像が文字
中心のテキスト画像の場合には、ラインをはっきりとさ
せるために、比較的γの大きいブランク比５：１のブラ
ンクバイアスを、また、出力する画像が中間調が多いグ
ラフィック画像の場合には、比較的γの小さいブランク
比３：１のブランクバイアスを各々現像スリーブに印加
するよう構成した。

【００４３】なお、出力画像がテキスト画像かグラフィ
ック画像かの判断は、使用者がホスト機器から入力する
ように構成すること等により、容易に実現されるが、図
１２に上記制御のフローチャートを示す。なお、前記実
施例１、２と同様の部分については同符号を付すことと
し、説明も簡略化する。まず、画像形成装置の電源が投
入され、所定のシーケンスを経て待機状態になるが、こ
の時には上記ブランク比は初期設定Ｆ５として３：１に
設定される。その後、不図示のホスト機器からのプリン
ト信号を受信するとともに、ユーザがホスト機器から入
力した画像情報、具体的には、出力する画像がテキスト
画像なのか、グラフィック画像なのかの情報を判別する
（Ｓ１７）。そして、テキスト画像を出力する場合に
は、ブランク比５：１を中心とした制御を行う。これに
対し、グラフィック画像を出力する場合には、前記実施
例１と同様に、ブランク比３：１を中心とした制御を行
なう。

【００４４】このように、出力画像がテキスト画像かグ
ラフィック画像かの判断を、使用者がホスト機器から入
力した情報に委ねるのではなく、ホスト機器から転送さ
れてきた画像データを、画像形成装置内で自動的に判別
させるようにしても良い。

【００４５】実施例４以下に、本発明に係る更なる他の実施例を示すが、本実
施例においては、印字密度可変の画像形成装置におい
て、印字密度に応じて、現像スリーブに印加されるブラ
ンクバイアスのブランク比を可変としたことを特徴とす
る。以下に、本発明者らが行った本実施例に係る実験結
果を示しつつ、本実施例について説明する。

【００４６】図７に、本発明に係る印字密度を変化させ
た際の、線幅変化に関する実験結果を示すが、破線Ｌ
は、印字密度にかかわらず、露光手段としての、例えば
半導体のレーザのスポット径が印字密度に応じて最適化
されている場合の、ドット数と線幅の理想的な直線関係
を示しているが、本実施例に示すような印字密度可変の
画像形成装置、例えば３００ＤＰＩと６００ＤＰＩとで
切り換え可能な画像形成装置のスポット径は、３００Ｄ
ＰＩに最適なスポット径と６００ＤＰＩに最適なスポッ
ト径との間に固定設定されていることが一般的であり、
これに起因し、３００ＤＰＩで印字する場合にあって
は、スポット径がドット径よりも小さいために、曲線Ｑ
に示すように、理想的な線幅よりも細く印字されてしま
う。また、６００ＤＰＩで印字する場合にあっては、ス
ポット径がドット径よりも大きいために、曲線Ｒに示す
ように、理想的な線幅よりも太く印字されてしまう。

【００４７】そこで、本実施例においては、印字密度に
応じて、現像スリーブに印字されるブランクバイアスの
ブランク比を可変とし、詳しくは、理想的な線幅よりも
細く印字されてしまうような低印字密度で使用する場合
には、比較的γの大きいブランク比５：１なるブランク
バイアスを、また理想的な線幅よりも太く印字されてし
まうような高印字密度で使用する場合には、比較的γの
小さいブランク比１：１なるブランクバイアスを現像ス
リーブに印加するよう構成した。図７における曲線Ｓ
は、３００ＤＰＩで使用する際、ブランク比５：１なる
ブランクバイアスを用いた場合のドット数と線幅の関係
を、また曲線Ｔは、６００ＤＰＩで使用する際、ブラン
ク比１：１なるブランクバイアスを用いた場合のドット
数と線幅の関係を示しているが、これによれば、従来の
現像バイアスを用いた場合に比べ、いずれも理想的な線
幅に近付けることが可能となる。

【００４８】図１３に上記制御のフローチャートを示
す。なお、前記実施例１、２と同様の部分については同
符号を付すこととし、説明も簡略化する。まず、画像形
成装置の電源が投入され、所定のシーケンスを経て待機
状態になるが、この時には上記ブランク比は初期設定Ｆ
５として３：１に設定される。その後、不図示のホスト
機器からのプリント信号を受信するとともに、ユーザが
ホスト機器から入力した印字密度情報、具体的には、出
力する画像が３００ＤＰＩなのか、６００ＤＰＩなのか
のの情報を判別する（Ｓ１８）。そして、３００ＤＰＩ
として出力する場合には、ブランク比５：１を中心とし
た制御を行なう。これに対し、６００ＤＰＩとして出力
する場合には、前記実施例１と同様に、ブランク比３：
１を中心とした制御を行なう。

【００４９】実施例５以下に、本発明に係る更なる他の実施例を示すが、本実
施例においては、現像スリーブに印加するブランクバイ
アスの交流電圧を定電流制御としたことを特徴とする。

【００５０】そしてこの目的とするところは、感光ドラ
ムや現像スリーブ、あるいはこれらの間隔を保持するス
ペーサローラの偏心等により、感光ドラムと現像スリー
ブとの間隔Ｄ_SDが周期的に変動することにより、現像部
におけるトナーの振動電圧による往復運動の状態が変化
し、これに伴い出力画像の濃度、線幅等が変化してしま
うことを防止することにある。

【００５１】前記実施例１に示した現像装置において
は、感光ドラムと現像スリーブとの間隔Ｄ_SDは３００μ
ｍに設定されており、この際の現像に最適なブランクバ
イアスのピーク間電圧Ｖ_PPはおよそ１６００ｖである。
しかしながら、この交流電圧を定電圧制御とした場合に
あっては、スペーサローラ等が偏心している場合には、
感光ドラムと現像スリーブとの間隔Ｄ_SDが狭まった時に
は、これらの間に作用する電界強度が強まり、線幅が太
くなる、地カブリが生じる、更にはこれらの間でリーク
が生じる場合がある。また、感光ドラムと現像スリーブ
との間隔Ｄ_SDが広まった時には、これらの間に作用する
電界強度が弱まり、濃度の低下や線幅が細ったりし、い
ずれにしても出力画像上に不具合が生じてしまう。そこ
で本実施例においては、現像スリーブに印加するブラン
クバイアスの交流電圧を２ｍＡの定電流制御とし、ピー
ク間電圧Ｖ_PPを可変とした。

【００５２】ここで表５に、偏心を有するスペーサロー
ラを用いた際の、感光ドラムと現像スリーブとの間隔Ｄ
_SDと出力画像の濃度とに関する実験結果を示す。

【００５３】

【表５】

【００５４】これによれば、スペーサローラが偏心して
いる場合にあっても、これに伴いブランクバイアスのピ
ーク間電圧Ｖ_PPも変化するため、常に現像に最適な現像
バイアスが印加されることとなり、出力画像上に濃度ム
ラ等の不具合が生じることを防止できる。

【００５５】なお、ブランクバイアスの直流電圧は、定
電圧制御、定電流制御のいずれでも良いが、感光ドラム
と現像スリーブとの間隔Ｄ_SDが変動しても、所定の電圧
値が維持可能な定電圧制御とすることがより好ましい。

【００５６】更に、本実施例においては、現像スリーブ
に印加するブランクバイアスの交流電圧を定電流制御と
し、ピーク間電圧Ｖ_PPを可変としたが、上記交流電圧を
定電圧制御とし、ブランク比を可変とするよう構成して
も良い。すなわち、感光ドラムと現像スリーブとの間隔
Ｄ_SDが広まった時には濃度の低下等を防止するために、
ブランク比を大きくし、また感光ドラムと現像スリーブ
との間隔Ｄ_SDが狭まった時には地カブリ等を防止するた
めに、ブランク比を小さく設定すればよい。具体的な制
御シーケンスを図１４に示すが、前記実施例１と同様の
部分については同符号を付すこととし、説明も簡略化す
る。まず、画像形成装置の電源が投入され、所定のシー
ケンスを経て待機状態になるが、この時には上記ブラン
ク比は初期設定として３：１に設定される。その後、不
図示のホスト機器からのプリント信号を受信し、感光ド
ラムの回転が開始されると、ＣＰＵ内のタイマーがスタ
ート（Ｓ１９）するとともに、この時の現像バイアスの
交流電流Ｉ_AC1 を検知する（Ｓ２０）。更に、例えば３
０ｍｓｅｃ経過（Ｓ２１）した時点において、再度現像
バイアスの交流電流Ｉ_AC2 を検知する（Ｓ２２）。そし
て上記Ｉ_AC1 とＩ_AC2 とを比較し（Ｓ２３）、後者が前
者よりも小さい場合には、感光ドラムと現像スリーブと
の間隔Ｄ_SDが広まったと認知し、現像バイアスの振動開
始から休止終了までを１ブロックと考え、図８（ａ）に
示すように３ブロックに１回の割合でブランク比を４：
１に変更することで現像性を向上させるよう制御する
（Ｓ２４）。また、後者が前者よりも大きい場合には、
感光ドラムと現像スリーブとの間隔Ｄ_SDが狭まったと認
知し、図８（ｂ）に示すように３ブロックに１回の割合
でブランク比を２：１に変更することで現像性を適度に
劣化させるよう制御する（Ｓ２５）。

【００５７】なお、本発明に係る実施例としては１成分
磁性トナーによるジャンピング現像を例に説明してきた
が、これに限られず、１成分非磁性トナー、２成分トナ
ー、接触現像等においても同様に適用可能であることは
言うまでもない。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像濃度を上げる場合又は画像の線幅を太くする場合、
振動電圧の交流電圧の、休止時間を設定する周期を、大
きくしたことにより、濃度、線幅を変化させる場合にも
カブリを悪化させることがない。また、低温低湿下の場
合には常温常湿下の場合に比べて、振動電圧の交流電圧
の、休止時間を設定する周期を、大きくしたことによ
り、温湿度環境によらずカブリを防止することができ
る。また、文字画像の場合には中間調画像の場合に比べ
て、振動電圧の交流電圧の、休止時間を設定する周期
を、大きくしたことにより、文字画像、中間調画像によ
らず画像を忠実に再現可能となる。さらに、画像の印字
密度が低いほど、振動電圧の交流電圧の、休止時間を設
定する周期を、大きくしたことにより、画像印字密度に
よらず理想的な線幅に近づけることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の構成図。

【図２】本発明に係る現像装置の構成図。

【図３】本発明に係るブランクバイアスの波形を示す
図。

【図４】ブランクバイアス発生回路を示すブロック図。

【図５】粒径７μｍのトナーを用いた際のγ特性を示す
図。

【図６】粒径５μｍのトナーを用いた際のγ特性を示す
図。

【図７】ドット数と線幅との関係を示す図。

【図８】ブランク比を１ブロック内で可変とした波形を
示す図。

【図９】Ｆ値に応じてブランク比を変化させるための制
御図。

【図１０】帯電ローラの抵抗の環境依存性を示す図。

【図１１】環境に応じてブランク比を変化させるための
制御図。

【図１２】画像情報に応じてブランク比を変化させるた
めの制御図。

【図１３】印字密度に応じてブランク比を変化させるた
めの制御図。

【図１４】感光ドラムと現像スリーブとの間隔Ｄ_SDに応
じてブランク比を変化させるための制御図。

【符号の説明】

９トナー１２現像スリーブ１５高圧電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮本敏男東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大釜裕子東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者伊澤悟東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者堀田陽三東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平５−35063（ＪＰ，Ａ) 特開平５−150624（ＪＰ，Ａ) 特開平５−297673（ＪＰ，Ａ) 特開平６−186830（ＪＰ，Ａ) 特開平６−194908（ＪＰ，Ａ) 特開平７−92786（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/06 - 13/095 G03G 15/06 - 15/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、この像担持体をレーザで露
光して静電潜像を形成する露光手段と、像担持体上に形
成された静電潜像を可視化すべく現像剤を収容する現像
手段と、該現像手段に直流電圧と交流電圧とを重畳した
振動電圧を印加する現像バイアス印加手段とを有し、前記レーザのスポット径は、画像の印字密度にかかわら
ず一定であり、上記振動電圧の交流電圧は、所定時間にわたる電圧振動
の後、所定の休止時間を有し、これが周期的に連続、繰
り返されるとともに、画像の印字密度が低いほど、上記
振動電圧の交流電圧の、休止時間を設定する周期を、大
きくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】上記振動電圧の交流電圧は、定電流制御
により出力されることを特徴とする、請求項１に記載の
現像装置。