(57)【要約】【課題】コスト高となる電源手段を用いず、かつ、「かぶり」の問題を生じさせずにトナーセーブを行う。【解決手段】担持体１１を全体的に帯電させてから、部分的に露光して帯電電荷を除去した潜在画像を形成し、更に、所定の現像バイアスを与えた現像手段１４から担持体１１と同極性に帯電させたトナーを供給して、潜在画像を現像するトナー画像の形成方法において、トナーセーブモードか通常モードかを判断し、トナーセーブモードの場合には、担持体１１を通常モードの場合よりも強く帯電させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
担持体を全体的に帯電させてから、部分的に露光して帯電電荷を除去した潜在画像を形成し、更に、所定の現像バイアスを与えた現像手段から前記担持体と同極性に帯電させたトナーを供給して、前記潜在画像を現像するトナー画像の形成方法において、
トナーセーブモードか通常モードかを判断し、トナーセーブモードの場合には、前記担持体を通常モードの場合よりも強く帯電させることを特徴とする方法。
【請求項２】
黒トナーおよび複数の色トナーを用い、トナー毎に、そのトナーの担持体を全体的に帯電させてから、部分的に露光して帯電電荷を除去した潜在画像を形成し、更に、所定の現像バイアスを与えた現像手段から前記担持体と同極性に帯電させたトナーを供給して、前記潜在画像を現像するトナー画像形成部を有したカラー画像形成装置において、
前記担持体を帯電させる帯電手段と、
トナーセーブモードか通常モードかを選択操作する選択手段と、
前記トナーセーブモードの場合には、少なくとも、黒トナーの担持体を通常モードの場合よりも強く帯電させる制御手段とを備えたカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記帯電手段は、放電ワイヤとグリッドとを設けたコロナチャージャで構成され、
前記グリッドに加える電圧を制御することにより、前記担持体を所望の帯電バイアスまで帯電させることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記現像手段に、前記現像バイアスとして所定の直流電圧を与える現像用電源手段を更に備えていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、プリンタ装置やファクシミリ装置に代表される画像形成装置のトナーセーブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
黒トナーおよび複数の色トナーを用いて電子写真印刷を行う画像形成装置では、黒トナーの消費が最も激しいため、その消費を抑えることが要望されている。
黒トナーをセーブする方法としては、例えばカラー画像中の黒画素を間引く画像処理を予め行う方法が知られているが、この方法では、その画像処理を行うための回路が余分に必要とされる。
【０００３】
また、次の特許文献１には、現像スリーブと感光ドラムとの間に印加した現像バイアス電圧として、矩形波交流電圧と、直流電圧とを重畳した電圧を印加する構成とし、トナーセーブモードでは、感光ドラムの帯電バイアスと、現像バイアス中の直流電圧とを変更することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１８９３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、現像バイアスとして、矩形波交流電圧と、直流電圧とを重畳した電圧を発生させる電源手段が必要になり、直流の電源手段よりもコスト高となる問題がある。また、感光ドラムの帯電バイアスを弱めると、電気的潜在画像以外の部分にもトナーが付着してしまう、いわゆる「かぶり」の問題が発生する。そこで、本発明は、コスト高となる電源手段を用いず、かつ、「かぶり」の問題を生じさせずにトナーセーブを行うトナー画像の形成方法、およびカラー画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、第１の本発明は、担持体を全体的に帯電させてから、部分的に露光して帯電電荷を除去した潜在画像を形成し、更に、所定の現像バイアスを与えた現像手段から前記担持体と同極性に帯電させたトナーを供給して、前記潜在画像を現像するトナー画像の形成方法において、トナーセーブモードか通常モードかを判断し、前者の場合には、前記担持体を、通常モードよりも強く帯電させることを特徴とする。すなわち、現像バイアスと、帯電バイアスとの差を大きくする。
【０００６】
また、第２の本発明は、黒トナーおよび複数の色トナーを用い、トナー毎に、そのトナーの担持体を全体的に帯電させてから、部分的に露光して帯電電荷を除去した潜在画像を形成し、更に、所定の現像バイアスを与えた現像手段から前記担持体と同極性に帯電させたトナーを供給して、前記潜在画像を現像するトナー画像形成部を有したカラー画像形成装置において、前記担持体を帯電させる帯電手段と、トナーセーブモードか通常モードかを選択操作する選択手段と、前記トナーセーブモードの場合には、少なくとも、黒トナーの担持体を通常モードの場合よりも強く帯電させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
更に、第２の本発明は、前記帯電手段は、放電ワイヤとグリッドとを設けた帯電チャージャで構成され、前記グリッドに加える電圧を制御することにより、前記担持体を所望の帯電バイアスまで帯電させることを特徴とする。
また、第２の本発明は、前記現像手段に、前記現像バイアスとして所定の直流電圧を与える現像用電源手段を更に備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第１、第２の本発明では、トナーセーブモードの場合には、担持体を通常モードの場合よりも強く帯電させることにより、電気的潜在画像へのトナーの付着を減少させる、つまり担持体の全体でトナーが付着しにくくしているので、「かぶり」の問題が発生しない。
更に、第２の本発明では、印刷すべき画像データの黒画素を間引く等の画像処理は必要がないので、画像処理回路の構成が簡単になる、担持体を所望の帯電バイアスまで帯電させるという新たな機能を有した帯電手段を、簡単な構造の帯電チャージャで実現できる、現像バイアスが直流電圧なので、現像用電源手段の構成が簡単になる等の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した画像形成装置の例を図に従って説明する。
本発明は、画像形成装置の電子写真印刷機能、特にトナーセーブ技術に関するもので、通常モードとトナーセーブモードとを選択的に実行する機能を有していれば、どのような画像形成装置にも適用できる。すなわち、実施例となる画像形成装置は、例えば、プリンタ装置、ファクシミリ装置等とすることができるが、それらに本発明を適用しても、写真印刷機能を除いたその他の機能は、従来と同様なので、その説明は省略する。
また、以下の説明では、何らかの手順、手段により、印刷すべきプリント用画像データが予め用意されていることを前提とする。
【実施例１】
【０００９】
図１は、電子写真印刷を行う画像形成装置に設けられるトナー画像形成部１０の概略構成図である。このトナー画像形成部１０は、担持体１１を構成する感光ドラム１１ａの回転方向に沿って、コロナチャージャ１２ａを有した帯電手段１２と、ＬＥＤプリンタヘッド１３ａを有した露光手段１３と、現像ローラ１４ａを有した現像手段１４と、１次転写ベルト１５ａや１次転写ローラ１５ｂを有した転写手段１５（部分）と、クリーナ１６ａを有した清掃手段１６とを順番に配置した基本構成を有している。なお、露光手段１３は、ＬＥＤプリンタヘッド１３ａに替えて、レーザープリンタヘッドを有していてもよい。
そして、感光ドラム１１ａをコロナチャージャ１２ａによって均一に帯電させる帯電工程と、その感光ドラム１１ａをＬＥＤプリンタヘッド１３ａによって部分的に露光して帯電電荷を除去した電気的潜在画像を形成する露光工程と、所定の電圧を与えた現像ローラ１４ａから、感光ドラム１１ａと同極性に帯電させたトナーを供給し、電気的潜在画像の領域に吸着させてトナー画像を形成現像する現像工程と、トナー画像を１次転写ベルト１５ａに転写する転写工程と、転写後、感光ドラム１１ａに残留したトナーを清掃する清掃工程を連続的に実行する。
【００１０】
以下、トナー画像形成部１０の各部をより詳細に説明する。
感光ドラム１１ａは、導電性を有した回転部材の周面に感光体膜を形成したもので、図示しない駆動手段によって回転駆動される。感光体膜の素材は、感光ドラム１１ａの帯電極性に応じて選択される。帯電極性がマイナスの場合には、感光体膜は例えばＯＰＣ（有機光導電体）で形成される。
【００１１】
帯電手段１２を構成するコロナチャージャ１２ａは、感光ドラム１１ａの周面を横断する方向に張られた、例えばタングステンを表面処理した放電ワイヤ１２ｂと、その放電ワイヤ１２ｂと感光ドラム１１ａのと間を遮るように配置したグリッド１２ｃとで構成され、帯電用電源手段１７ａに接続されている。放電ワイヤ１２ｂは、マイナス極性の高電圧が加えられるとコロナ放電を発生させ、電子や、放電ワイヤ１２ｂの周囲でマイナスイオン化した空気分子によって、感光ドラム１１ａをマイナス極性に一様に帯電させる。この帯電で生じる電位は、帯電バイアスと呼ばれる。なお、この帯電バイアスは、コロナチャージャ１２ａのグリッド１２ｃに与えた電圧によって制御される。
【００１２】
露光手段１３を構成するＬＥＤプリンタヘッド１３ａは、予め用意されたプリント用画像データに基づいて、プリント用画像処理回路１８によって駆動制御され、感光ドラム１１ａの回転に同期して、プリント用画像データのライン毎にパターンを感光ドラム１１ａに照射する。感光ドラム１１ａの感光体膜は露光している間は導電性になるため、露光した部分の帯電電荷が、感光ドラム１１ａの内部に逃げることにより、その部分に見かけ上、ほぼ０電位の電気的潜在画像が形成される。なお、電気的潜在画像はプリント用画像の逆像になっている。
【００１３】
現像手段１４を構成する現像ローラ１４ａは、図示しない駆動手段によって回転駆動され、感光ドラム１１ａまでトナーを輸送する。現像は、現像ローラ１４ａによって輸送されてきたトナーを、静電力によって、電気的潜在画像に吸着させ、トナー画像を形成することでなされる。
【００１４】
ここで現像方式について簡単に説明すると、乾式現像法と湿式現像法に大別され、乾式現像法は、更に二成分現像方式と一成分現像方式とに分けられる。二成分現像方式では、トナーと、トナーを帯電させるためのキャリアと呼ばれる磁性粒子が混合された現像剤とを用い、それらの摩擦によってトナーを帯電させる。一方、一成分方式では、キャリアを用いずに直接的にトナーを帯電させる。これらの方式は、例えば二成分方式は高速性に優れ、一成分方式は低コストというように一長一短があり、画像形成装置の用途によって使い分けられる。しかし、いずれの場合でも、トナーは、感光ドラム１１ａと同極性に帯電させることにより、見かけ上逆極性の電気的潜在画像のみに吸着させる必要がある。
【００１５】
現像ローラ１４ａを収容した現像スリーブ１４ｂには、感光ドラム１１ａに形成された電気的潜在画像のみにトナーを吸着させるための現像バイアスとして、現像用電源手段１７ｂから所定の直流電圧が与えられる。
【００１６】
転写手段１５を構成する１次転写ベルト１５ａは、ゴム素材等で形成されており、その裏面側に配設された１次転写ローラ１５ｂには、１次転写用バイアスとして、１次転写用電源手段１７ｃから所定の直流電圧が加えられ、現像ローラ１４ａに形成されたトナー画像は、静電力によって１次転写ベルト１５ａに転写される。
【００１７】
清掃手段１６を構成するクリーナ１６ａは、弾性を有したヘラ状部材で構成され、その弾性力によって現像ローラ１４ａに当接している。転写後、感光ドラム１１ａに残留したトナーは、クリーナ１６ａによって剥ぎ落される。このクリーナ１６ａは、感光ドラム１１ａを除電するために導電性を有することが望ましいが、感光ドラム１１ａを全体的に照射して除電する除電ランプを付設してもよい。なお、１６ｂは、剥ぎ落としたトナーを廃トナーボトル（図示せず）に搬送するためのスクリューローラである。
【００１８】
制御手段１９は、帯電用電源手段１７ａ、現像用電源手段１７ｂ、１次転写用電源手段１７ｃを制御する機能を有しており、本発明は、この制御手段１９がトナーセーブモードか通常モードかを判断し、前者の場合には、感光ドラム１１ａを帯電させる際に、通常モードよりも強く帯電させる点を特徴としている。なお、制御手段１９には、通常モードとトナーセーブモードのいずれかを選択操作する選択手段２０が付加されている。
【００１９】
図２は、感光ドラム１１ａの電位と、現像バイアス電圧との関係を説明する図面で、感光ドラム１１ａの電位の時刻変化を表している。また、図中の黒丸はトナーを表している。
図に示すように、感光ドラム１１ａの電位は、清掃工程での除電により０Ｖであり、帯電工程でマイナス極性の帯電バイアスとなるが、本発明では、トナーセーブモードの場合には、強く帯電させるため、通常モードより低い帯電バイアス（絶対値が大きい）となっている。そして、露光工程で、感光ドラム１１ａの露光された部分、すなわち電気的潜在画像では、帯電電荷が感光体膜を通じて逃げるために、感光ドラム１１ａの電位が上昇している。その上昇幅は、露光前の帯電バイアス、感光体膜の抵抗値、露光時間等によって定まるが、露光前後では次のような関係が成り立つ。
【００２０】
トナーセーブモードにおける帯電バイアス＜
通常モードにおける帯電バイアス＜
現像バイアス電圧レベル＜
トナーセーブモードにおける電気的潜在画像の電位＜
通常モードにおける電気的潜在画像の電位＜０Ｖ
【００２１】
従って、トナーセーブモードにおける現像バイアスと電気的潜在画像の電位との差は、通常モードにおける現像バイアスと電気的潜在画像の電位との差よりも小さくなるため、電気的潜在画像に吸着されるトナーの量は、トナーセーブモードの方が通常モードよりも少なくなり、トナーセーブが達成される。
なお、以上では、帯電バイアスがマイナスの場合について説明しているが、帯電バイアスがプラスの場合も同様の議論が成り立つ。
【００２２】
図３は、黒および色トナー（黄、マゼンタ、シアン）のそれぞれ毎に、図１に示した構成のトナー画像形成部１０＃１〜１０＃４を用意したカラー画像形成装置１の概略構成図である。
このカラー画像形成装置１は、いわゆるタンデム型のもので、転写手段１５として、トナー画像形成部１０＃１〜１０＃４のそれぞれが形成したトナー画像が１つの画像として重ね合わせて転写される共通の１次転写ベルト１５ａ、複数の１次転写ローラ１５ｂ＃１〜１５ｂ＃４、ゴム素材等で形成された２次転写ベルト１５ｃ、２次転写ローラ１５ｄ、記録紙転写ローラ１５ｅと、２次転写ベルト１５ｄに残留したトナーを清掃するクリーナ１５ｆとを備えている。また、ハロゲンランプ等のヒータ２１ｂを内蔵したヒートローラ２１ａやニップローラ２１ｃは、記録紙Ｐに転写されたカラートナー画像を加熱定着させる定着手段２１を構成している。
【００２３】
制御手段１９は、図１に示した帯電用電源手段１７ａ、現像用電源手段１７ｂ、１次転写用電源手段１７ｃの他、更に、２次転写ローラ１５ｄに２次転写バイアスを与える２次転写用電源手段１７ｄ、記録紙転写ローラ１５ｅに記録紙転写バイアスを与える記録紙転写用電源手段１７ｅを制御するが、本発明では、選択手段１９でトナーセーブモードが選択された場合には、帯電用電源手段１７ａを制御して、黒トナー用の画像形成部１０＃１に設けた現像ローラ１４ａ＃１を通常モードよりも強く帯電させる点に特徴がある。なお、黒トナーの画像形成部１０＃１に設けた現像ローラ１４ａ＃１だけでなく、それぞれの色トナーの画像形成部１０＃２〜１０＃４に設けた現像ローラ１４ａ＃２〜１４ａ＃４を通常モードよりも強く帯電させてもよい。
【００２４】
このカラー画像形成装置１の電子写真印刷機能を説明すると、プリント画像データがプリント画像処理回路１８によって、黒、黄、マゼンタ、シアンのそれぞれの単色プリント画像データに分解される。そして、トナー画像形成部１０＃１〜１０＃４のそれぞれが、対応した黒または色トナー画像を形成し、それらの黒または色トナー画像が、１次転写ベルト１５ａに転写される際に、１つのカラートナー画像として重ね合わせられる。このカラートナー画像は、１次転写ベルト１５ａへの転写と同様な仕組みで、２次転写ベルト１５ｃに転写され、更に、記録紙Ｐに転写される。このようにしてカラートナー画像が転写された記録紙Ｐは、定着手段２１に搬送され、そこでカラートナー画像が加熱定着される。
なお、このカラー画像形成装置１は、タンデム型であるが、本発明は、４サイクル型にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】トナー画像形成部の概略構成図である。
【図２】本発明における感光ドラムの電位の時間変化を説明する図面である。
【図３】タンデム型のカラー画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      カラー画像形成装置
１０    トナー画像形成部
１１    担持体
１２    帯電手段
１２ａ  コロナチャージャ
１２ｂ  放電ワイヤ
１２ｃ  グリッド
１４    現像手段
１７ｂ  現像用電源手段
１９    制御手段
２０    選択手段
【図１】
2008175927.tif 000003
【図２】
2008175927.tif 000004
【図３】
2008175927.tif 000005