JP2002072639A

JP2002072639A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002072639A
Application number: JP2000257316A
Authority: JP
Inventors: Shota Oba; 正太大場; Akihiko Noda; 明彦野田; Shuichi Nishide; 秀一西出; Masaaki Yamaura; 正彰山浦
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤担持体と層厚規制部材の間に適正なバ
イアスを印加することにより効率のよい現像を行うこと
のできる画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】感光ドラム１と、現像ロール３１、直流
電圧に交流電圧を重畳してなる現像バイアスを現像ロー
ル３１に供給する現像バイアス供給手段３７、現像ロー
ル３１上の現像剤の層の厚さを規制する層厚規制部材３
６、層厚規制部材３６と現像ロール３１との間に、現像
バイアス供給手段３７により現像ロール３１に供給され
る現像バイアスのうちの交流電圧を、所定の分圧回路に
より分圧して層厚規制部材３６に供給することにより層
厚規制部材３６と現像ロール３１との間に交番電界を形
成する交番電界形成手段３８を有し、現像剤を現像ロー
ル３１に担持させて現像領域Ｄに搬送し現像領域Ｄにお
いて感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像器３とを
備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機やプリンタ
などに用いられる画像形成装置の現像器において、現像
剤を担持する現像ロールと層厚規制部材との間に交番電
界を形成し、その交番電界の作用によって現像剤を飛翔
させる方式の現像器が知られている（例えば特開昭５９
−１７４８６１号公報など）。この方式の現像器では現
像ロールに印加するバイアスと、層厚規制部材に印加す
るバイアスとの２つの電源が必要であり、現像器のコス
トアップの要因となっている。ここで、その現像器に、
現像ロールに印加するバイアスとしてＤＣ電圧とＡＣ電
圧の重畳された現像バイアスが用いられている場合は、
その現像バイアスを、層厚規制部材にも印加することに
より層厚規制部材印加用のバイアス電源を省略すること
も考えられるが、現像バイアス電圧をそのまま層厚規制
部材に印加したのではＡＣ電圧が強過ぎるため現像ロー
ルからの激しいトナー飛散が起きて機内を汚染してしま
う恐れがある。

【０００３】そこで、特開平９−２７４３７６号公報に
は、ＤＣ電圧とＡＣ電圧の重畳された現像バイアス電源
のうちのＤＣ電源から層厚規制部材印加バイアスをとる
ことにより特別な電源を用いずに、層厚規制部材と現像
剤担持体との間に交番電界を形成する方法が開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、現像剤担持体と層厚規制部材の間にかかる交番電界
の強さは現像バイアスにより決定されてしまい、自由に
制御することはできない。また、現像剤担持体と層厚規
制部材の間の静電容量が大きくなりやすいため電源への
負担が大きくるという問題があり、また、省エネルギの
点からも好ましくない。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、現像剤担持体
と層厚規制部材の間に適正なバイアスを印加することに
より効率のよい現像を行うことのできる画像形成装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、
その像担持体に対向した位置に配置され表面に現像剤を
担持して所定の方向に回転する現像ロール、その現像ロ
ールに、直流電圧に交流電圧を重畳してなる現像バイア
スを供給する現像バイアス供給手段、その現像ロール上
に担持される現像剤の層の厚さを所定の厚さに規制する
層厚規制部材、およびその層厚規制部材とその現像ロー
ルとの間に交番電界を形成する交番電界形成手段を有
し、上記層厚規制部材により層厚規制された現像剤を上
記現像ロールに担持させて上記像担持体に対向した現像
領域に搬送し、その現像領域において上記像担持体に担
持された静電潜像を上記現像剤で現像してその像担持体
上にトナー像を形成する現像器とを備え、上記像担持体
上に形成されたトナー像を、最終的に、所定の記録媒体
に転写してその記録媒体上に画像を形成する画像形成装
置において、上記交番電界形成手段が、上記現像バイア
ス供給手段により上記現像ロールに供給される、直流電
圧と交流電圧とからなる現像バイアスのうちの少なくと
も交流電圧を、所定の分圧回路により分圧して上記層厚
規制部材に供給することにより、上記層厚規制部材と上
記現像ロールとの間の交番電界を形成するものであるこ
とを特徴とする。

【０００７】ここで、上記交番電界形成手段が、コンデ
ンサを用いて分圧を行うものであることが好ましく、ま
た、上記交番電界形成手段が、抵抗器を用いて分圧を行
うものであることも好ましく、さらに、上記交番電界形
成手段が、コンデンサと抵抗器とを並列接続した回路を
用いて分圧を行うものであることも好ましい態様の一つ
である。

【０００８】また、上記現像器は、非磁性１成分現像剤
を用いて現像を行うものであってもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１０】図１は、本発明の画像形成装置の一実施形
態を示す概略構成図である。

【００１１】図１に示すように、この画像形成装置は、
静電潜像を担持しながら矢印Ａ方向に回転する感光ドラ
ム１、感光ドラム１表面を一様に帯電する一次帯電器
２、一次帯電後の感光ドラム１表面に露光光Ｒが照射さ
れることにより感光ドラム１上に形成された静電潜像
を、現像剤で現像してトナー像を形成する現像器３、感
光ドラム１上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写
する転写器４、感光ドラム１上に残留する現像剤を除去
するクリーニング装置５などを備えている。

【００１２】なお、本実施形態における感光ドラム１
は、本発明にいう像担持体に相当するものである。

【００１３】次に、この画像形成装置の動作について説
明する。

【００１４】矢印Ａ方向に回転駆動される感光ドラム１
は、一次帯電器２により表面の感光体層が一様に帯電さ
れた後、図示しない潜像書込手段からの露光光Ｒの照射
を受けて表面に静電潜像が形成される。

【００１５】感光ドラム１上に形成された静電潜像は、
現像器３により現像剤で選択的に可視化されて感光ドラ
ム１上にトナー像が形成される。感光ドラム１上に形成
されたトナー像は、転写器４により記録媒体Ｐに転写さ
れた後、図示しない定着装置により定着されて、記録媒
体Ｐ上に画像が形成される。一方、感光ドラム１上に残
留した現像剤はクリーニング装置５により感光ドラム１
表面から掻き取られ、次の画像出力の準備が行われる。

【００１６】次に、現像器３について詳細に説明する。

【００１７】図２は、本実施形態における現像器の概略
構成図である。

【００１８】図２に示すように、この現像器３は、感光
ドラム１に対向した位置に配置され表面に現像剤を担持
して矢印Ｂ方向に回転する現像ロール３１、現像剤３２
を収納する現像剤槽３３、現像剤３２を現像ロール３１
に向けて搬送する現像剤搬送部材３４、現像剤３２を現
像ロール３１に供給する現像剤供給ロール３５、現像ロ
ール３１表面に担持される現像剤の層の厚さを所定の厚
さに規制する層厚規制部材３６、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を
重畳してなる現像バイアスを現像ロール３１に供給する
ＤＣ電源３７ａとＡＣ電源３７ｂよりなる現像バイアス
電源３７、および現像バイアスを分圧して層厚規制部材
３６に供給する電界制御回路３８が備えられている。

【００１９】なお、本実施形態における現像バイアス電
源３７は、本発明にいう現像バイアス供給手段に相当す
るものであり、また、本実施形態における電界制御回路
３８は、本発明にいう交番電界形成手段に相当するもの
である。

【００２０】次に、この現像器３の動作について説明す
る。

【００２１】現像バイアス電源３７は、直流電圧に交流
電圧を重畳してなる現像バイアスを現像ロール３１に供
給する。

【００２２】電界制御回路３８は、現像バイアス電源３
７により現像ロール３１に供給される直流電圧と交流電
圧とからなる現像バイアスのうちの少なくとも交流電圧
を所定の分圧回路、例えば、図２に示す様に、コンデン
サ３８ａと抵抗器３８ｂとを並列接続した分圧回路３８
により分圧して層厚規制部材３６に供給することによ
り、層厚規制部材３６と現像ロール３１との間に、制御
された交番電界を形成する。電界制御回路３８の作用お
よび他の構成例については後述する。

【００２３】現像ロール３１は、矢印Ａ方向に回転する
感光ドラム１に対向した位置に配置され、表面に現像剤
を担持して矢印Ｂ方向に回転する。現像剤槽３３に収納
されている現像剤３２は、現像剤搬送部材３４により現
像ロール３１近傍まで搬送され、現像剤供給ロール３５
により現像ロール３１に供給される。現像ロール３１に
供給された現像剤は層厚規制部材３６により所定の厚さ
の薄層に層規制されるとともに層厚規制部材３６との摩
擦により帯電され、感光ドラム１に対向する現像領域Ｄ
に搬送される。

【００２４】現像領域Ｄでは、現像ロール３１上の現像
剤は、上記の現像バイアスの作用により、感光ドラム１
上の静電潜像に一部移行し静電潜像を可視化する。感光
ドラム１に移行しなかった現像剤は、現像剤供給ロール
３５により掻き取られるとともに、現像ロール３１上に
は新たな現像剤３２が供給され、次の画像出力の準備が
行われる。

【００２５】以下に、実施例を説明する。 [実施例１]図３は、第１の実施例における電界制御回路
の概略構成図である。

【００２６】図３に示すように、この電界制御回路３８
は、コンデンサ３８ａと抵抗器３８ｂとを並列接続した
分圧回路３８を用いて分圧を行うよう構成されており、
現像バイアス電源３７により現像ロール３１に供給され
る直流電圧と交流電圧とからなる現像バイアスのうちの
交流電圧を分圧するよう接続されている。

【００２７】この第１の実施例における実験結果につい
て説明する。実験条件は、次のとおりである。

【００２８】像担持体：負帯電有機感光体プロセススピード：２００ｍｍ／ｓｅｃ現像ロール：直径１８ｍｍのアルミニウム製ロール現像剤搬送部材：直径１６ｍｍの半導電性スポンジ材料からなるロール層厚規制部材：ＳＵＳ３０３、厚さ０．１０ｍｍの板バネに厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルムを接着したもの。

【００２９】潜像電位：−１００Ｖ白紙部電位：−３５０Ｖ現像剤：乳化重合法により作成した７μｍの球状現像剤現像バイアス：ＡＣ２ｋＶｐｐにＤＣ−２３０Ｖを重畳させたもの電界制御回路：１００ｐＦのセラミックコンデンサ、および１００ＭΩの抵抗器を並列接続したもの。

【００３０】以上の条件でプリントテストを行ったとこ
ろ、背景部カブリなどの画質乱れのない良好なプリント
を長期にわたり得ることができた。

【００３１】また、上記の電界制御回路３８を用いた場
合、従来に比較して消費エネルギを２０％以上低減する
ことができ、電源の共通化、小型化が可能となりコスト
ダウンをはかることができる。

【００３２】なお、消費エネルギＥは、現像バイアス電
圧（ＡＣ成分）をＶｐｐ、現像バイアス周波数をｆ、現
像器静電容量をＣとしたとき、次の式で計算することが
できる。

【００３３】Ｅ＝Ｖｐｐ²×２πｆＣなお、上記第１の実施例では、電界制御回路として、コ
ンデンサ３８ａと抵抗器３８ｂとを並列接続した分圧回
路３８を用いて分圧を行うよう構成された例について説
明したが、電界制御回路を、コンデンサのみを用いて分
圧を行うように構成してもよく、または、電界制御回路
を、抵抗器のみを用いて分圧を行うように構成してもよ
い。 [実施例２]図４は、第２の実施例における電界制御回路
の概略構成図である。

【００３４】図４に示すように、この電界制御回路３
８’は、抵抗器３８ｂ’のみを用いて分圧を行うよう構
成されている。

【００３５】この第２の実施例においても第１の実施例
と同様の効果が確認されている。 [実施例３]次に、第３の実施例について説明する。

【００３６】図５は、第３の実施例における電界制御回
路の概略構成図である。

【００３７】図５に示すように、電界制御回路として、
コンデンサ３８ａ”と抵抗器３８ｂ”とを並列接続した
分圧回路３８”を用いて分圧を行うよう構成されてお
り、分圧回路３８”の一方の端子は層厚規制部材３６に
接続され、分圧回路３８”の他方の端子は接地されてい
る。

【００３８】この第３の実施例においても第１および第
２の実施例と同様の効果が確認されている。 [実施例４]次に第４の実施例について説明する。

【００３９】図６は、第１の実施例の電界制御回路を有
する現像器を４組備えた画像形成装置の概略構成図であ
る。

【００４０】図６に示すように、この第４の実施例の画
像形成装置は、いわゆるタンデム型カラー画像形成装置
であり、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ
（シアン）、およびＫ（黒）の４色に対応する４組の画
像形成エンジン４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを備え
ている。これらの各画像形成エンジンは、上記各色に対
応する各感光ドラム４１、各現像器４２、中間転写ベル
ト４４、転写器４５、および定着器４６を有している。

【００４１】各感光ドラム４１上に形成された上記各色
のトナー像は、中間転写ベルト４４上に順次一次転写さ
れて中間転写ベルト４４上に多色トナー像が形成され
る。中間転写ベルト４４上の多色トナー像は転写器４５
により記録媒体Ｐに転写され、次いで定着器４６により
定着されて記録媒体Ｐ上にカラー画像が形成されるよう
になっている。

【００４２】各現像器４２は、図３に示した電界制御回
路３８と同様の各電界制御回路４３を備えている。

【００４３】このように構成された第４の実施例の画像
形成装置により、各画像形成エンジン４０それぞれの現
像器の現像剤担持体と層厚規制部材の間に適正なバイア
スが印加されるので、適正な強さの交番電界を形成する
ことが可能となり、トナーの飛散を生じることなしに効
率のよい現像を行うことができる。

【００４４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の画像形
成装置によれば、現像ロールと層厚規制部材の間に交番
電界を形成する手段として、現像バイアス供給手段によ
り現像ロールに供給される直流電圧と交流電圧とからな
る現像バイアスのうちの少なくとも交流電圧を、所定の
分圧回路により分圧して層厚規制部材に供給する交番電
界形成手段を備えたことにより、現像ロールと層厚規制
部材との間の交番電界強度を適正に制御することが可能
となり、必要かつ十分な強さの交番電界が現像ロールと
形成層厚規制部材に印加されるので、トナー飛散の発生
が防止されるとともに、層厚規制部材の振動などによる
現像剤層の不均一化を抑制することが可能となり、安定
した現像を効率よく行うことが可能な画像形成装置を実
現することができる。

【００４５】また、従来のように現像バイアスを層厚規
制部材に直接接続した場合、すなわち本発明による交番
電界形成手段を介さずに接続した場合に比べて、静電容
量を小さくすることが可能となることから、ＡＣ電源の
容量を小さくすることが可能となり、電源コスト削減が
可能となる。また、コンデンサと並列に抵抗を接続する
ことにより、チャージアップなどによる交番電界変動の
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略
構成図である。

【図２】本実施形態における現像器の概略構成図であ
る。

【図３】第１の実施例における電界制御回路の概略構成
図である。

【図４】第２の実施例における電界制御回路の概略構成
図である。

【図５】第３の実施例における電界制御回路の概略構成
図である。

【図６】第１の実施例の電界制御回路を有する現像器を
４組備えた画像形成装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２一次帯電器３現像器４転写器５クリーニング装置３１現像ロール３２現像剤３３現像剤槽３４現像剤搬送部材３５現像剤供給ロール３６層厚規制部材３７現像バイアス電源３８，３８’，３８” 電界制御回路（分圧回路）３８ａ，３８ａ” コンデンサ３８ｂ，３８ｂ’，３８ｂ” 抵抗器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ画像形成エンジン４１感光ドラム４２現像器４３電界制御回路４４中間転写ベルト４５転写器４６定着器Ｄ現像領域Ｐ記録媒体Ｒ露光光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西出秀一神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者山浦正彰神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内Ｆターム(参考） 2H073 BA04 BA12 BA13 BA41 BA45 CA02 2H077 AD02 AD06 AD17 AD22 AD36 BA03 DB08 EA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に対向した位置に配置され表面に現像剤を担
持して所定の方向に回転する現像ロール、該現像ロール
に、直流電圧に交流電圧を重畳してなる現像バイアスを
供給する現像バイアス供給手段、該現像ロール上に担持
される現像剤の層の厚さを所定の厚さに規制する層厚規
制部材、および該層厚規制部材と該現像ロールとの間に
交番電界を形成する交番電界形成手段を有し、前記層厚
規制部材により層厚規制された現像剤を前記現像ロール
に担持させて前記像担持体に対向した現像領域に搬送
し、該現像領域において前記像担持体に担持された静電
潜像を前記現像剤で現像して該像担持体上にトナー像を
形成する現像器とを備え、前記像担持体上に形成されたトナー像を、最終的に、所
定の記録媒体に転写して該記録媒体上に画像を形成する
画像形成装置において、前記交番電界形成手段が、前記現像バイアス供給手段に
より前記現像ロールに供給される直流電圧と交流電圧と
からなる現像バイアスのうちの少なくとも交流電圧を、
所定の分圧回路により分圧して前記層厚規制部材に供給
することにより、前記層厚規制部材と前記現像ロールと
の間の交番電界を形成するものであることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記交番電界形成手段が、コンデンサを
用いて分圧を行うもの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】前記交番電界形成手段が、抵抗器を用い
て分圧を行うもの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】前記交番電界形成手段が、コンデンサと
抵抗器とを並列接続した回路を用いて分圧を行うもので
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５】前記現像器が、非磁性１成分現像剤を用
いて現像を行うものであることを特徴とする請求項１記
載の画像形成装置。