JP4652676B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に係り、特に、現像装置内におけるトナーの量が減少し、トナー補給装置から新たなトナーを現像装置内に補給した場合に、形成される画像の画質が大きく低下するのを抑制するようにした点に特徴を有するものである。

従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像装置によって現像するようにしており、このような現像装置としては、現像剤にトナーとキャリアとを使用した２成分現像方式の現像装置の他に、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した１成分現像方式の現像装置が知られている。

そして、上記のトナーのみを使用した１成分現像方式の現像装置としては、例えば、図１に示すような現像装置１０が知られている。

ここで、図１に示す現像装置１０においては、装置本体１１内の上部側に先端部に可撓性の羽根部材１２ａを有する攪拌搬送部材１２を回転可能に設け、この攪拌搬送部材１２を回転させて、装置本体１１内の上部側に収容されたトナーｔを攪拌させると共に、このトナーｔをローラ状になったトナー担持体１３が設けられた装置本体１１内の下部側に送り、このトナーｔを装置本体１１内の下部側に設けられた第２攪拌搬送部材１４により攪拌させると共に、このトナーｔをローラ状になったトナー供給部材１５に送り、このトナー供給部材１５を回転させて、トナーｔを上記のトナー担持体１３に供給するようにしている。

そして、このようにトナーｔが供給されたトナー担持体１３を回転させて、トナーｔを像担持体Ｐと対向する現像領域に搬送させる途中において、このトナー担持体１３の表面に規制部材１６を圧接させて、トナー担持体１３によって現像領域に搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体１３により像担持体Ｐと対向する現像領域に導くようにしている。

そして、上記のトナー担持体３に対して現像バイアス電源２０から直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させて、このトナー担持体１３に保持されたトナーｔを像担持体Ｐに形成された静電潜像部分に供給して現像するようにしている。

また、上記のようにトナー担持体１３からトナーｔを像担持体Ｐの静電潜像部分に供給して現像を行った結果、現像装置１０の装置本体１１内に収容されたトナーｔが消費されて、装置本体１１内に収容されたトナーｔの量が減少した場合には、トナー補給装置３０から新しいトナーｔを装置本体１１内に補給するようにしている。

ここで、上記のようにトナー担持体１３の表面に規制部材１６を圧接させて、トナー担持体１３によって搬送されるトナーｔの量を規制するようにした場合、トナーｔの表面に付着させた後処理剤が離脱したり、トナーｔ内に埋設されたりして、トナーｔが次第に劣化し、上記のように装置本体１１内に収容されたトナーｔの量が減少して、トナー補給装置３０から新しいトナーｔを補給する時点においては、装置本体１１内に収容されているトナーｔの劣化が進んだ状態になっている。

そして、このように装置本体１１内におけるトナーｔの劣化が進んだ状態で、トナー補給装置３０から新しいトナーｔを装置本体１１内に補給すると、このように補給された新しいトナーｔにより装置本体１１内に残っている劣化したトナーｔの帯電性が急激に悪化して、不良帯電トナーや逆帯電トナーが生じ、補給後における画像にかぶりが発生するという問題があった。

この発明は、上記のように現像装置により像担持体に形成された静電潜像を現像し、現像装置の装置本体内におけるトナーが減少した場合に、トナー補給装置から新しいトナーを装置本体内に補給するようにした画像形成装置において、トナー補給装置から新しいトナーを装置本体内に補給した場合に、補給後における画像にかぶりが発生するのを抑制し、良好な画像が安定して得られるようにすることを課題とするものである。

この発明における画像形成装置においては、上記のような課題を解決するため、装置本体内に収容されたトナーをトナー担持体に供給し、摩擦帯電されたトナーをトナー担持体により像担持体と対向する現像領域に搬送させ、像担持体に形成された静電潜像を現像する一成分現像方式の現像装置と；この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と；直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を上記のトナー担持体に印加させる現像バイアス電源と；この現像バイアス電源からトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧を制御する制御装置とを備え、上記のトナー補給装置から現像装置にトナーを補給した直後からトナーの帯電が安定するまでの所定期間、上記の制御装置により現像バイアス電源からトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値Ｖｐｐを小さくしたのである。

ここで、この発明における画像形成装置のように、トナー補給装置から現像装置にトナーを補給した直後からトナーの帯電が安定するまでの所定期間、上記の制御装置により現像バイアス電源からトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値Ｖｐｐを小さくすると、トナーを補給した直後からトナーの帯電が安定するまでの所定期間においては、トナー担持体と像担持体との間でのトナーの移動が少なくなる。

このため、この発明における画像形成装置においては、前記のように現像装置の装置本体内におけるトナーの劣化が進んだ状態で、トナー補給装置から新しいトナーを装置本体内に補給した場合に、補給された新しいトナーにより装置本体内に残っている劣化したトナーの帯電性が急激に悪化して、不良帯電トナーや逆帯電トナーが生じたとしても、不良帯電トナーや逆帯電トナーがトナー担持体と像担持体との間で移動して像担持体の静電潜像部分以外に供給されるのが抑制され、画像にかぶりが発生するのが防止される。

以下、この発明の実施形態に係る画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。

この実施形態における画像形成装置においては、図２に示すように、現像装置１０として、前記の図１に示した現像装置と同様のものを用いるようにし、前記のように装置本体１１内の上部側に先端部に可撓性の羽根部材１２ａを有する攪拌搬送部材１２を回転可能に設け、この攪拌搬送部材１２を回転させて、装置本体１１内の上部側に収容されたトナーｔを攪拌させると共に、このトナーｔをローラ状になったトナー担持体１３が設けられた装置本体１１内の下部側に送るようにしている。

また、このように装置本体１１内の下部側に送られたトナーｔを、装置本体１１内の下部側に設けられた第２攪拌搬送部材１４により攪拌させると共に、このトナーｔをローラ状になったトナー供給部材１５に送り、このトナー供給部材１５を回転させて、トナーｔをトナー担持体１３に供給するようにしている。

そして、このようにトナーｔが供給されたトナー担持体１３を回転させて、トナーｔを像担持体Ｐと対向する現像領域に搬送させる途中において、このトナー担持体１３の表面に規制部材１６を圧接させて、トナー担持体１３によって現像領域に搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体１３により像担持体Ｐと対向する現像領域に導くようにしている。

また、このトナー担持体１３に対して現像バイアス電源２０から直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させて、このトナー担持体１３に保持されたトナーｔを像担持体Ｐに形成された静電潜像部分に供給して現像するようにしている。

そして、上記のようにトナー担持体１３からトナーｔを像担持体Ｐの静電潜像部分に供給して現像を行った結果、現像装置１０の装置本体１１内に収容されたトナーｔが消費されて、装置本体１１内に収容されたトナーｔの量が減少した場合には、トナー補給装置３０から新しいトナーｔを装置本体１１内に補給するようにしている。

ここで、この実施形態における画像形成装置においては、上記のように現像装置１０におけるトナー担持体３に対して直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させるにあたり、この現像バイアス電源２０からトナー担持体３に印加させる現像バイアス電圧を制御する制御装置４０を設けている。

そして、実施形態１における画像形成装置においては、上記のようにトナーｔの量が減少した装置本体１１内にトナー補給装置３０から新しいトナーｔを補給した場合に、トナーｔの補給後から装置本体１１内におけるトナーｔの帯電が安定するまでの所定期間、上記の制御装置４０により現像バイアス電源２０からトナー担持体１３に印加させる現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値Ｖｐｐを小さくするようにしている。

また、参考形態２における画像形成装置においては、上記のようにトナーｔの量が減少した装置本体１１内にトナー補給装置３０から新しいトナーｔを補給した場合に、トナーｔの補給後から装置本体１１内におけるトナーｔの帯電が安定するまでの所定期間、上記の制御装置４０により現像バイアス電源２０からトナー担持体１３に印加させる現像バイアス電圧における直流電圧をトナーｔの帯電極性と同極性側に高くするようにしている。

また、参考形態３における画像形成装置においては、上記のようにトナーｔの量が減少した装置本体１１内にトナー補給装置３０から新しいトナーｔを補給した場合に、トナーｔの補給後から装置本体１１内におけるトナーｔの帯電が安定するまでの所定期間、上記の制御装置４０により現像バイアス電源２０からトナー担持体１３に印加させる現像バイアス電圧の交流電圧における現像方向のデューティ比を大きくするようにしている。

（実施例１、参考例２，３及び比較例１）
実施例１、参考例２，３及び比較例１においては、上記の現像装置１０において装置本体１１内におけるトナーｔの収容量が１００ｇになったものを用い、この装置本体１１内に負帯電性のトナーｔを一杯に充填させて、それぞれ市販のカラープリンタ（エプソン社製：ＬＰ９５００Ｃ）を改造したものに搭載した。なお、それぞれの現像装置１０におけるトナー担持体１３と像担持体Ｐとが対向する間隙は１５０μｍである。

そして、それぞれ像担持体Ｐにおける潜像部分の電位が−１００Ｖ、非潜像部分の電位が−５００Ｖになるようにし、上記のトナー担持体３に対して、上記の現像バイアス電源２０から−３６０Ｖの直流電圧Ｖｄｃに、ピーク・ピーク値Ｖｐｐが２０００Ｖ，周波数が２０００Ｈｚ，現像方向のデューティ（Ｄｕｔｙ）が３５％になった交流電圧が重畳された現像バイアス電圧を印加させて現像を行うようにし、それぞれ画像部の面積比率が５％になった画像を３枚間欠で形成し、装置本体１１内におけるトナーｔの量が５０ｇになるまで画像形成を行った。

ここで、このように形成した画像における背景部分のかぶりＬ＊値を色彩色差計（ミノルタ社製：ＣＲ−２４１）により測定した結果、かぶりＬ＊値は９０．０になっていた。

そして、この装置本体１１内にトナー補給装置３０から新しいトナーｔを補給し、それぞれ準備運転を行った。

その後、実施例１、参考例２，３においては、上記の制御装置４０により現像バイアス電源２０からトナー担持体１３に印加させる上記の現像バイアス電圧を変更させるようにした。

ここで、実施例１においては、上記の現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値Ｖｐｐだけを４００Ｖ小さくし、ピーク・ピーク値Ｖｐｐが１６００Ｖになった交流電圧を印加させるようにし、それ以外は、トナーｔを補給する前と同じ条件にした。

また、参考例２においては、上記の現像バイアス電圧における直流電圧Ｖｄｃだけをトナーｔの帯電極性である負の方向に大きくして、−４６０Ｖの直流電圧Ｖｄｃを印加させるようにし、それ以外は、トナーｔを補給する前と同じ条件にした。

また、参考例３においては、上記の現像バイアス電圧における交流電圧の現像方向のデューティ（Ｄｕｔｙ）だけを大きくし、現像方向のデューティ（Ｄｕｔｙ）が４７％になった交流電圧を印加させるようにし、それ以外は、トナーｔを補給する前と同じ条件にした。

一方、比較例１においては、トナーｔを補給する前と同じ現像バイアス電圧をそのまま印加させるようにした。

そして、上記のように新しいトナーｔを補給して準備運転を行った後、上記の実施例１、参考例２，３及び比較例１に示すようにしてそれぞれ画像形成を行い、新しいトナーｔを補給した直後、１０分後、２０分後、３０分後、４０分後及び９０分後の画像における背景部分のかぶりＬ＊値を色彩色差計（ミノルタ社製：ＣＲ−２４１）により測定し、その結果を表１に示した。また、実施例１及び比較例１のものにおいては、新しいトナーを補給した直後、１０分後、２０分後、３０分後、４０分後及び９０分後の画像の背景部分におけるかぶりＬ＊値の変化を図３に示した。

この結果から明らかなように、装置本体１１内に新しいトナーｔを補給した後において、実施例１に示すように、トナー担持体１３に印加させる上記の現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値Ｖｐｐを小さくしたり、参考例２に示すように、トナー担持体１３に印加させる上記の現像バイアス電圧における直流電圧Ｖｄｃをトナーｔの帯電極性である負の方向に大きくしたり、参考例３に示すように、トナー担持体１３に印加させる上記の現像バイアス電圧における交流電圧の現像方向のデューティ（Ｄｕｔｙ）を大きくすると、新しいトナーｔを補給する前と同じ現像バイアス電圧をそのまま印加させるようにした比較例１のものに比べて、トナーｔを補給した直後からＬ＊値が高くなり、かぶりの発生が少なくなっていた。特に、実施例１に示すように、トナー担持体１３に印加させる上記の現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値Ｖｐｐを小さくした場合には、参考例２及び参考例３のものに比べても、トナーｔを補給した直後からＬ＊値が高い状態になっており、Ｌ＊値が８７以上になったかぶりのない良好な画像が短時間で得られるようになった。

従来の画像形成装置の使用状態を示した概略説明図である。 この発明の実施形態に係る画像形成装置の使用状態を示した概略説明図である。 実施例１及び比較例１において、新しいトナーを補給した直後、１０分後、２０分後、３０分後、４０分後及び９０分後の画像の背景部分におけるかぶりＬ＊値の変化を示した図である。

符号の説明

１０ 現像装置
１１ 装置本体
１３ トナー担持体
２０ 現像バイアス電源
３０ トナー補給装置
４０ 制御装置
Ｐ 像担持体
ｔ トナー

Claims (1)

1. 装置本体内に収容されたトナーをトナー担持体に供給し、摩擦帯電されたトナーをトナー担持体により像担持体と対向する現像領域に搬送させ、像担持体に形成された静電潜像を現像する一成分現像方式の現像装置と；この現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と；直流電圧に交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を上記のトナー担持体に印加させる現像バイアス電源と；この現像バイアス電源からトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧を制御する制御装置とを備え、上記のトナー補給装置から現像装置にトナーを補給した直後からトナーの帯電が安定するまでの所定期間、上記の制御装置により現像バイアス電源からトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧における交流電圧のピーク・ピーク値Ｖｐｐを小さくすることを特徴とする画像形成装置。

Images