JP2878423B2 - 作像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 一成分トナーによる反転現像プロセスを用いる作像装
置 〔従来の技術〕 従来の作像装置として、例えば、特開昭61−290455号
公報の「電子写真方式記録装置」がある。この装置は、
感光体の回転を開始してから所定時間を経過するまでの
間、現像ローラに対し正規の現像バイアス電圧と異なる
所定値の電圧を印加し、帯電を停止してから所定時間を
経過したのち感光体の駆動を停止する。

一般に、反転現像プロセスでは、現像ローラバイアス
電圧の極性が、現像時に現像を促進する方向に設定され
ている。従って、感光体表面の現像ローラ対向位置から
帯電器対向位置までの領域（以下、領域Ａと記す）が、
現像ローラ上のトナー層との接触部の現像領域を通過、
帯電器によって帯電された感光体表面が現像領域に差し
掛かるまでの間は、バイアス電源により現像ローラバイ
アス電圧を逆極性として、トナーが感光体上の領域Ａに
付着して黒ベタに現像され、トナーがいたずらに消費さ
れるのを防止することが必要である。

第４図は（感光体表面電位−現像バイアス電圧）とト
ナー付着量の関係を示し、図において曲線が横軸と交わ
る点の電圧50Vは、プロセスにおける現像開始電圧に相
当する。前述したように感光体上の領域Ａが現像領域を
通過する間、現像ローラバイアス電圧を逆極性で100V程
度とすることにより、トナーの消費の増加，トナー補給
回数の増加，クリーニング廃トナーの増加等の不具合を
回避することができる。

ところが、現像ローラバイアスの極性を正逆に切換え
るには、両極性を備えたバイアス電源が必要となり、更
に、極性切換回路，及び，感光体の移動開始から感光体
上の領域Ａが現像領域を通過し終わった時にバイアス電
圧の極性を切換えるためのタイミング回路が必要となる
ため、装置全体の構成が複雑となり、コストが高くなる
という不都合があった。

そこで、これを解決するものとして、特開昭63−8987
7号公報の「作像装置」において、感光体基部導電体電
位を作像装置本体接地部電位と異なる値とする電位シフ
ト用電圧発生部を設け、この電圧発生部として、感光体
帯電用電源の出力電流の一部を利用した定電圧素子を用
いるものが提案されている。この装置を用いることによ
り、感光体上の領域Ａが現像領域を通過する間、感光体
基部導電体電位は定電圧素子により正極性100V程度にな
るので、現像バイアス電源をOFFの状態にするだけで、
領域Ａへのトナー付着を最小限とすることができる。

一方、このような制御を行なうと、停止して短時間後
に再起動した時、感光体上の領域Ａには高電位部分が残
っており、この部分が現像領域を通過する時には高い逆
電解となり、かなりの逆現像トナー付着が発生してしま
うため、停止時には帯電器による帯電と感光体の駆動と
を同時に停止せず、帯電器を停止してから感光体上の帯
電器が対向していた位置が現像領域に差し掛かった時点
で感光体を停止する必要がある。このようにすれば、起
動時感光体上の領域Ａは必ずほぼ0Vの状態にすることが
できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、特開昭63−89877号公報の「作像装
置」において、停止時に、帯電器による帯電と感光体の
駆動とを同時に停止せず、帯電器を停止してから感光体
上の帯電器が対向していた位置が現像領域に差し掛かっ
た時点で感光体を停止するようにした場合、帯電器を停
止してから感光体の駆動が停止するまでの間は、帯電器
用の電源が作動しないので、定電圧素子にも電流が供給
されず、感光体表面電位は定電圧素子の電圧分（100V程
度）低下するため、感光体の停止直前の領域前面にムダ
なトナーが付着してしまうという問題点があった。

本来、感光体表面電位は地肌部に正規現像が起こらな
いように、現像バイアス電位より100V程度高くなるよう
設定されているのが良いが、定電圧素子の非作動時に正
規現像が起こらないようにするためには、感光体表面電
位は現像バイアス電位より200V程度高く設定するのが良
い。しかしながらこの場合第４図で示すように逆現像ト
ナー量は若干増加してしまう。

また、従来の作像装置においては、ベルト状感光体を
支持する支持ローラの表面材質で、ベルト状感光体の支
持ローラと接触する側の表面材質との摩擦帯電特性は無
管理であるため、もし前者が後者に対して感光体帯電極
性と同極性となる場合、前者に発生した逆極性の電荷
が、帯電器用の電源の非作動時、定電圧素子に流れ込
み、その結果、感光体基部導電体電位を逆に定電圧素子
の電圧分（100V程度）下げてしまうため、感光体表面電
位もその分下がることになるので、（感光体表面電位−
現像バイアス電位）の値が50Vより小さくなり、感光体
の停止直前の領域前面にムダなトナーが付着してしまう
という問題点があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、極性切
換回路やタイミング回路等を必要としない簡単な構成
で、且つ、感光体上のムダなトナー付着を最小限に抑え
ることができることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために、感光体基部導
電体と装置本体接地部との間に、感光体基部導電体電位
を装置本体接地部電位と異なる値とするための電位シフ
ト用定電圧素子を配設し、その定電圧素子の電源として
感光体帯電用電源の出力電流の一部を利用して、ベルト
状感光体に形成された静電潜像を接触型反転現像プロセ
スにより現像してトナー像を得る作像装置において、ベ
ルト状感光体を支持する支持ローラの表面材質と、支持
ローラと接触する側のベルト状感光体の表面材質とを、
摩擦帯電系列において感光体帯電極性と逆極性となるよ
うに設けた作像装置を提供するものである。

また、本発明は上記の目的を達成するために、感光体
基部導電体と装置本体接地部との間に、感光体基部導電
体電位を装置本体接地部電位と異なる値とするための電
位シフト用定電圧素子を配設し、その定電圧素子の電源
として感光体帯電用電源の出力電流の一部を利用して、
ベルト状感光体に形成された静電潜像を接触型反転現像
プロセスにより現像してトナー像を得る作像装置におい
て、電位シフト用定電圧素子と並列に、且つ、感光体帯
電極性と逆極性の電荷を感光体基部導電体から装置本体
接地部へ流す方向に整流素子を配設した作像装置を提供
するものである。

また、本発明は上記の目的を達成するために、感光体
基部導電体と装置本体接地部との間に、感光体基部導電
体電位を装置本体接地部電位と異なる値とするための電
位シフト用定電圧素子を配設し、その定電圧素子の電源
として感光体帯電用電源の出力電流の一部を利用して、
ベルト状感光体に形成された静電潜像を接触型反転現像
プロセスにより現像してトナー像を得る作像装置におい
て、電位シフト用定電圧素子と並列にコンデンサを設け
た作像装置を提供するものである。

〔作用〕

本発明の作像装置において、ベルト状感光体を支持す
る支持ローラの表面材質と、支持ローラと接触する側の
ベルト状感光体の表面材質とを、摩擦帯電系列において
感光体帯電極性と逆極性となるよう設けてあるので、ベ
ルト状感光体の基部導電体の電位は、感光体帯電極性と
同極性の摩擦帯電電荷が定電圧素子に流れ、装置本体接
地部より100V高くなる。従って、帯電チャージャーの高
圧電源をオフしても感光体帯電電位は下がらないので、
ベルト状感光体上のトナー付着は地肌部同様に最小限に
抑えられ、且つ、停止時の領域Ａが常にほぼ0Vになる。

また、本発明の作像装置において、電位シフト用定電
圧素子と並列に、且つ、感光体帯電極性と逆極性の電荷
を感光体基部導電体から装置本体接地部へ流す方向に整
流素子を配設することにより、ベルト状感光体の基部導
電体に発生した摩擦帯電電荷は整流素子を通って装置本
体接地部へ流れ、定電圧素子にはベルト状感光体の表面
電位の絶対値を小さくするような電圧が発生しない。従
って、ベルト状感光体上のトナー付着は地肌部同様に最
小限に抑えられる。

また、本発明の作像装置において、電位シフト用定電
圧素子と並列にコンデンサを設けることにより、帯電チ
ャージャーの高圧電源がオフされると、このコンデンサ
から前記高圧電源作動時に定電圧素子の電圧によって充
電された電荷が放電され、定電圧素子に帯電電極と同極
性の電流が供給され、帯電オフ時でも、感光体基部導電
体の電位は装置本体接地部より絶対値で100V高くなる。
従って、帯電チャージャーの高圧電源をオフしても感光
体帯電電位は下がらないので、ベルト状感光体上のトナ
ー付着は地肌部同様に最小限に抑えられる。

〔実施例〕

以下、本発明の作像装置を、 〔実施例１〕……請求項１に対応 〔実施例２〕……請求項２に対応 〔実施例３〕……請求項３に対応 の順に図面を参照して詳細に説明する。

〔実施例１〕 第１図に本発明に用いられる接触型反転プロセスを用
いた作像装置の１例を示し、ベルト状感光体101の周囲
には、ベルト状感光体101を一様に帯電する帯電チャー
ジャー102と、ベルト状感光体101上に潜像（画像情報）
を形成する光書込部103と、ベルト状感光体101上の潜像
をトナー現像する現像装置104と、記録紙（図示せず）
にトナー像を転写する転写チャージャー105と、転写後
の残留電位を除去する除電ランプ106と、転写後の残留
トナーを除去するクリーニング装置107とが設けられて
いる。

尚、108はベルト状感光体101を支持する支持ローラ、
109は現像装置104の現像ローラ104aに現像バイアスを印
加するための現像バイアス電源、110は帯電チャージャ
ー102に高圧を印加する帯電用高圧電源、111はグリット
電位を印加するグリット電位制御用電源を示す。

また、本装置においては、感光体基部導電体電位を作
像装置本体接地部電位と異なる値とすることを可能とす
る電位シフト用定電圧素子112を感光体基部導電体と装
置本体接地部との間に設けてある。

更に、現像バイアス電源109を、両極性に備えたり、
正逆切換及びタイミング回路を備えたりすることなく、
単にオン・オフの切換回路を有する簡単な構成とし、ベ
ルト状感光体101を支持する支持ローラ108の表面材質
と、ベルト状感光体101の支持ローラ108と接触する側の
表面材質とを、摩擦帯電系列において前者が後者に対し
て感光体帯電極性と逆極性となるように選択してある。

ここで、定電圧素子112としては、ツェナーダイオー
ド，バリスタ等が考えられる。本実施例では100Vのツェ
ナーダイオード（例えば、石塚電子製のZ1100）を用い
る。

以上の構成において、その動作を説明する。

ベルト状感光体101が駆動を始めると同時に帯電チャ
ージャー102の帯電用高圧電源110が作動しベルト状感光
体101を帯電する。その出力電流の一部が電位シフト用
定電圧素子112に流れて、電圧を発生し、感光体基部導
電体の電位を装置本体接地部に対して絶対値を100V高く
する。この時、現像バイアス電源109はオフ状態なの
で、その結果、ベルト状感光体101上の領域Ａのトナー
付着は最小限に抑えられる。

ベルト状感光体101上の帯電された領域が現像位置に
さしかかった時、現像バイアス電源109がオンされ、そ
の後、光書込部103によって光を照射された部分が反転
現像により潜像となり、現像装置104によってトナー像
として現像される。一方、地肌部は感光体表面電位が現
像バイアス電位より絶対値で100V高く設定され、地肌部
のトナー付着は最小限に抑えられる。

ここで、現像開始電圧が50Vであるのに対し、（感光
体電位−現像バイアス電位）を100Vに設定しようとして
いるのは、感光体電位のバラツキに対して、確実に正規
現像にならないように50Vの余裕分をとっている為であ
る。

停止時には、感光体の停止より領域Ａの長さ分だけ先
に早く帯電チャージャー102の帯電用高圧電源110がオフ
される。その時電位シフト用定電圧素子112に電流が供
給されなくなるが、本発明では、ベルト状感光体101を
支持する支持ローラ108の表面材質と、ベルト状感光体1
01の支持ローラ108と接触する側の表面材質とを、摩擦
帯電系列において前者が後者に対して感光体帯電極性と
逆極性となるように選択してあるので、ベルト状感光体
101の基部導電体の電位は、感光体帯電極性と同極性の
摩擦帯電電荷が定電圧素子112に流れることによって、
装置本体の接地部より100V高くなるのである。その結
果、帯電チャージャー102の帯電用高圧電源110をオフし
ても感光体帯電電位は下がらないので、その間のベルト
状感光体101上のトナー付着は地肌部同様に最小限に抑
えられ、且つ、停止時の領域Ａをいつもほぼ0Vにするこ
とができる。現像バイアス電源109は感光体停止と同時
にオフすれば良く、単にオン・オフの切換のみを行なえ
ばよい。

ベルト状感光体101を支持する支持ローラ108の表面材
質とベルト状感光体101の支持ローラ108と接触する側の
表面材質の具体例としては、次のような組み合わせが効
果的であった。

感光体帯電極性が正の場合 支持ローラ クロロプレンゴム EPDM ベルト状感光体のローラとの接触部 アルミニウム ニッケル 感光体帯電極性が負の場合 支持ローラ ステンレス アルミニウム ナイロン樹脂 ベルト状感光体のローラとの接触部 ポリエチレンテレフタレート ポリ四フッ化エチレン ニッケル 〔実施例２〕 第２図に本発明（請求項２）の実施例を示す。本装置
においては、図示の如く、電位シフト用定電圧素子112
と並列に整流素子113を設けてある。ここで、整流素子1
13の方向は感光体帯電極性と逆極性の電荷を感光体基部
導電体から装置本体接地部へ流す方向としてある。本装
置ではベルト状感光体101を支持する支持ローラ108の表
面材質とベルト状感光体101の支持ローラ108と接触する
側の表面材質とは、従来と同様にその摩擦帯電系列は特
に考慮しておらず、例えば、負極帯電性のベルト状感光
体101の導電性基部としてニッケルベルトを用い、支持
ローラ108の表面材質としてEPDMを用いている。

尚、その他の構成は〔実施例１〕と同様であるので説
明を省略する。

以上の構成において、その動作を説明する。

ベルト状感光体101の駆動開始時については、第１図
で説明した装置と同様である。停止時には、ベルト状感
光体101の停止より領域Ａの長さ分だけ先に早く帯電チ
ャージャー102の帯電用高圧電源110がオフされる。その
後、電位シフト用定電圧素子112に電流が供給されなく
なるが、従来はベルト状感光体101の基部導電体に発生
した正の摩擦帯電電荷が定電圧素子112に流れ、その結
果、ベルト状感光体101の基部導電体の電位を装置本体
接地部に対して正側へシフトさせてしまう。するとその
時の感光体電位の絶対値が100V小さくなるので、感光体
電位と現像バイアス電位の関係は、第４図に示す正規現
像領域に入ってしまう為、ベルト状感光体101上に多く
のムダなトナー付着が発生してしまう。しかし、本発明
の第２図の装置では、定電圧素子112と並列に整流素子1
13を設けてあり、整流素子113の方向を、感光体帯電極
性と逆極性の電荷を感光体基部導電体から装置本体接地
部へ流す方向としてあるので、ベルト状感光体101の基
部導電体に発生した正の摩擦帯電電荷は、整流素子113
を通って装置本体接地部へ流れる。その為定電圧素子11
2にはベルト状感光体101の表面電位の絶対値を小さくす
るような電圧を発生させることはない。従って従来で
は、感光体表面電位と現像バイアス電位の関係を正規現
象の発生する領域に入らないようにする為にあらかじめ
感光体表面電位の絶対値（定電圧素子作動時）を現像バ
イアス電位の絶対値より300V程度高くしておかねばなら
ず、その結果画像形成時地肌部には300Vの逆現像が発生
することになるが、本発明の第２図の装置では、200Vの
差で良いので、それだけ逆現像トナー付着量を小さくす
ることができる。現像バイアス電位は、感光体停止と同
時にオフすれば良いことは、第１図の例と同様である。

〔実施例２〕 第３図に本発明（請求項２）の実施例を示す。

本装置においては電位シフト用定電圧素子112と並列
にコンデンサ114を設けてある。

尚、その他の構成は〔実施例１〕と同様であるので説
明を省略する。

以上の構成において、その動作を説明する。

ベルト状感光体101の駆動開始時については第１図で
説明したのと同様である。停止時には、ベルト状感光体
101の停止より領域Ａの長さ分だけ先に早く帯電チャー
ジャー102の帯電用高圧電源110がオフされる。その後電
位シフト用定電圧素子112には帯電用高圧電源110からの
電流が供給されなくなるが、定電圧素子112と並列に設
けられたコンデンサ114から、帯電用高圧電源110作動時
に定電圧素子112の電圧により充電された電荷が放電す
ることによって、定電圧素子112に帯電極性と同極性の
電流が供給され、帯電オフ時でも、感光体基部導電体の
電位は、装置本体接地部より絶対値で1001V高くするこ
とができる。その結果、地肌部のムダなトナー付着を最
小限に抑えることができ、また、ベルト状感光体101の
表面電位は帯電チャージャー102の帯電用高圧電源110の
オンとオフ時で変化しないので、現像バイアス電位は常
に感光体表面電位に対して、逆現像領域100Vの関係とな
る値に設定しておけば良く、極性切換回路及びタイミン
グ回路を備えることなく単にオン・オフの切換回路を有
する簡単な構成とすることができる。

本発明で用いるコンデンサ114としては、領域Ａと同
じ長さ分感光体が移動する時間（t₁）内はツェナーダイ
オートの動作電流以上の電流を供給できるような容量が
必要である。１例としては、t₁＝１秒、ツェナーダイオ
ードの動作電流10μＡ（60℃時）電圧100Vとすると、必
要なコンデンサ容量は となる。第３図の例では、ニチコン製フィルムコンデン
サ0.15μＦ、耐圧250Vのものを用いて前記の効果が得ら
れた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の作像装置は、感光体基
部導電体と装置本体接地部との間に、感光体基部導電体
電位を装置本体接地部電位と異なる値とするための電位
シフト用定電圧素子を配設し、その定電圧素子の電源と
して感光体帯電用電源の出力電流の一部を利用して、ベ
ルト状感光体に形成された静電潜像を接触型反転現像プ
ロセスにより現像してトナー像を得る作像装置におい
て、ベルト状感光体を支持する支持ローラの表面材質
と、支持ローラと接触する側のベルト状感光体の表面材
質とを、摩擦帯電系列において感光体帯電極性と逆極性
となるように設けたため、感光体上の現像形成部以外の
地肌部や、非画像形成時において、感光体上のムダなト
ナー付着を最小限に抑えることができ、トナー消費量の
低減、クリーニング排出トナー量の低減、トナー飛散の
低減に効果が得られる。また、現像バイアス電源に極性
切換回路及びタイミング回路を備えることなく単にオン
・オフの切換回路を有する簡単な構成とすることができ
る。

また、本発明の作像装置は、感光体基部導電体と装置
本体接地部との間に、感光体基部導電体電位を装置本体
接地部電位と異なる値とするための電位シフト用定電圧
素子を配設し、その定電圧素子の電源として感光体帯電
用電源の出力電流の一部を利用して、ベルト状感光体に
形成された静電潜像を接触型反転現像プロセスにより現
像してトナー像を得る作像装置において、電位シフト用
定電圧素子と並列に、且つ、感光体帯電極性と逆極性の
電荷を感光体基部導電体から装置本体接地部へ流す方向
に整流素子を配設したため、感光体上の現像形成部以外
の地肌部や、非画像形成時において、感光体上のムダな
トナー付着を最小限に抑えることができ、トナー消費量
の低減、クリーニング排出トナー量の低減、トナー飛散
の低減に効果が得られる。また、現像バイアス電源に極
性切換回路及びタイミング回路を備えることなく単にオ
ン・オフの切換回路を有する簡単な構成とすることがで
きる。

また、本発明の作像装置は、感光体基部導電体と装置
本体接地部との間に、感光体基部導電体電位を装置本体
接地部電位と異なる値とするための電位シフト用定電圧
素子を配設し、その定電圧素子の電源として感光体帯電
用電源の出力電流の一部を利用して、ベルト状感光体に
形成された静電潜像を接触型反転現像プロセスにより現
像してトナー像を得る作像装置において、電位シフト用
定電圧素子と並列にコンデンサを設けたため、感光体上
の現像形成部以外の地肌部や、非画像形成時において、
感光体上のムダなトナー付着を最小限に抑えることがで
き、トナー消費量の低減、クリーニング排出トナー量の
低減、トナー飛散の低減に効果が得られる。また、現像
バイアス電源に極性切換回路及びタイミング回路を備え
ることなく単にオン・オフの切換回路を有する簡単な構
成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明（請求項１）の実施例を示す説明図、第
２図は本発明（請求項２）の実施例を示す説明図、第３
図は本発明（請求項３）の実施例を示す説明図、第４図
は（感光体表面電位−現像バイアス電圧）とトナー付着
量の関係を示す説明図である。 符号の説明 101……ベルト状感光体 108……支持ローラ 112……定電圧素子 113……整流素子 114……コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−89877（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−94074（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−67075（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体基部導電体と装置本体接地部との間
   に、感光体基部導電体電位を装置本体接地部電位と異な
   る値とするための電位シフト用定電圧素子を配設し、そ
   の定電圧素子の電源として感光体帯電用電源の出力電流
   の一部を利用して、ベルト状感光体に形成された静電潜
   像を接触型反転現像プロセスにより現像してトナー像を
   得る作像装置において、 前記ベルト状感光体を支持する支持ローラの表面材質
   と、前記支持ローラと接触する側の前記前記ベルト状感
   光体の表面材質とを、摩擦帯電系列において感光体帯電
   極性と逆極性となるように設けたことを特徴とする作像
   装置。
2. 【請求項２】感光体基部導電体と装置本体接地部との間
   に、感光体基部導電体電位を装置本体接地部電位と異な
   る値とするための電位シフト用定電圧素子を配設し、そ
   の定電圧素子の電源として感光体帯電用電源の出力電流
   の一部を利用して、ベルト状感光体に形成された静電潜
   像を接触型反転現像プロセスにより現像してトナー像を
   得る作像装置において、 前記電位シフト用定電圧素子と並列に、且つ、感光体帯
   電極性と逆極性の電荷を感光体基部導電体から装置本体
   接地部へ流す方向に整流素子を配設したことを特徴とす
   る作像装置。
3. 【請求項３】感光体基部導電体と装置本体接地部との間
   に、感光体基部導電体電位を装置本体接地部電位と異な
   る値とするための電位シフト用定電圧素子を配設し、そ
   の定電圧素子の電源として感光体帯電用電源の出力電流
   の一部を利用して、ベルト状感光体に形成された静電潜
   像を接触型反転現像プロセスにより現像してトナー像を
   得る作像装置において、 前記電位シフト用定電圧素子と並列にコンデンサを設け
   たことを特徴とする作像装置。