JP2897798B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP2897798B2
JP2897798B2 JP4279452A JP27945292A JP2897798B2 JP 2897798 B2 JP2897798 B2 JP 2897798B2 JP 4279452 A JP4279452 A JP 4279452A JP 27945292 A JP27945292 A JP 27945292A JP 2897798 B2 JP2897798 B2 JP 2897798B2
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  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Control Or Security For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は画像形成装置に関し、特に電子写
真プロセスを用いたプリンタやファクシミリ、および複
写機等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来、2成分磁気ブラシ現像や磁性1成分
現像においては、現像剤が磁力によって現像ローラに付
着しており、一定の現像電界以上の電界の下でのみ、こ
の現像ローラの現像剤を用いて画像担体の現像が行われ
る。磁性1成分現像に関しては特公昭54−43037
号公報に詳述されている。
【0003】上記の現像方法に対して、磁性体を使わな
い非磁性現像剤を使った現像装置として、導電性弾性ロ
ーラ上にトナーの薄層を形成し、この導電性弾性ローラ
を感光体に接触させて現像を行うインプレッション現像
が知られている。インプレッション現像についてはUS
P3,754,963に記載されている。
【0004】非磁性トナーを用いて現像する場合、現像
バイアス電圧を弾性現像ローラに選択的に印加する方法
が特開昭52−143831号公報に記載されている。
また、特開昭55−77764号公報にもバイアス電圧
を印加することが記載されている。
【0005】上述したような画像形成装置では、図5に
示すように、感光体(図示せず)を帯電するための帯電
電圧VC と、弾性現像ローラ(図示せず)に印加する現
像バイアス電圧VB と、感光体上のトナー像を記録媒体
(図示せず)に転写するための転写電圧VT とに夫々対
応して昇圧トランス34と高圧ダイオード35と平滑コ
ンデンサ36と抵抗37と出力端子38とを有してい
る。
【0006】これら各回路によって、信号端子32を介
して発振制御回路33に入力される入力信号CONT1
〜CONT3に応じて帯電電圧VC と現像バイアス電圧
VBと転写電圧VT とが夫々独立にオンオフ制御されて
いる。尚、信号端子32は図示せぬマイクロプロセッサ
の出力ポートなどに接続され、装置を制御するためのプ
ログラムにしたがった信号が入力される。また、31は
電源端子である。
【0007】このような従来の画像形成装置では、使用
しない状態で長時間放置されると、感光体上の帯電器と
現像ローラとの間に存在する未帯電領域の電位がグラン
ドレベルになってしまい、印字動作開始時にその未帯電
領域を帯電することができない。
【0008】そのため、印字動作開始時に現像バイアス
電圧を印加したり、あるいは現像バイアス回路を遮断し
たり、現像バイアス回路をグランドレベルに接続したり
しても、非磁性トナーの場合には静電気力によってのみ
力を受けるので、トナー自身の鏡像力によって感光体に
トナーが付着してしまう。よって、トナーの消費量が増
えるので、廃トナー回収容器を設置する必要があり、し
かも該容器の容量を大きくしなくてはならないという問
題がある。
【0009】
【発明の目的】本発明は上記のような従来のものの問題
点を除去すべくなされたもので、汚れの少ない画像を簡
単で故障の少ない回路で実現することができる画像形成
装置の提供を目的とする。
【0010】
【発明の構成】本発明による画像形成装置は、光導電性
を有する画像担体を主帯電器で一様に帯電するプロセス
と、前記画像担体を照射光で露光して静電潜像を形成す
るプロセスと、前記静電潜像を現像剤担持体の表面に層
状に形成された現像剤によって現像するプロセスと、前
記静電潜像の現像によって形成された前記画像担体上の
トナー像を前記画像担体と記録媒体との間に設けられた
中間転写媒体を介して前記記録媒体に転写するプロセス
とを含む電子写真プロセスを用いかつ非磁性−成分トナ
ーを用いた画像形成装置であって、前記画像担体上のト
ナー像を前記中間転写媒体に転写するために前記画像担
体の基体に印加する転写電圧の印加タイミングが前記主
帯電器による帯電電圧の印加タイミングと略同一となる
よう制御する制御手段を有し、前記画像担体の基体に印
加する電圧が前記非磁性−成分トナーと同極性でありか
つ前記画像担体回転開始時の前記現像剤担持体の電位が
略ゼロボルトであることを特徴とする。
【0011】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
【0012】図1は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、プロセスカートリッジ1は感光体2を
交換可能にするためのカートリッジであり、感光体2は
光導電性を有し、図中時計回り方向に回転する。
【0013】帯電部材8はアクリルやレーヨンなどの繊
維をカーボンブラックなどによって導電処理したものを
ブラシ状に形成したものであり、これらの繊維が同じ長
さとなるようにカットしたものを導電性の基材に貼付し
てある。この帯電部材8の基材に直流電圧を印加する
と、感光体2の表面は印加電圧VC に比例した電位V0
に一様帯電する。尚、感光体2の帯電は感光体2に形成
されるトナー像が転写ベルト24に転写された後に、イ
レーサ11によって除電される。
【0014】帯電部材8は感光体2にピンホールがあっ
た場合、電流がリークしないように適度の抵抗値が必要
である。この場合、その抵抗値としては帯電部材8の基
材と感光体2との間で103 Ω以上108 Ω以下が好ま
しい。印加する電圧は感光体2の表面の電位V0 にもよ
るが、実験では、V0 =700[V]のときにVC =1
200[V]であった。
【0015】感光体2の表面を帯電した後に、この感光
体2の表面に図示せぬレーザスキャンユニットによって
画像信号に対応したレーザ光7を照射して感光体2を露
光することで、感光体2上に静電潜像が形成される。
【0016】現像ユニット3は内部にトナー9を貯蔵し
ており、攪拌部材4は図中時計回り方向に回転し、トナ
ー9を供給部材5に供給する。供給部材5は図中反時計
回り方向に回転し、現像剤担持体である現像ローラ6に
トナー9を供給する。供給部材5によって現像ローラ6
の表面にはトナー9が付着するが、付着したトナー9は
規制ブレード10の下で一定の厚さに制限される。
【0017】このとき、トナー9は規制ブレード10と
現像ローラ6との間で摩擦帯電される。帯電されたトナ
ー9は鏡像力によって現像ローラ6に付着し、均一な層
となって感光体2との接触領域に搬送される。現像ロー
ラ6には図示せぬ高圧電源によって電圧が供給され、感
光体2との間で現像電界を形成する。現像ユニット3は
感光体2に対して移動可能となっており、感光体2に対
して300gf〜1kgfの力で接触している。
【0018】この現像電界によって感光体2上にはトナ
ー像が形成される。転写ベルト24は転写ローラ23に
よって500gf〜1kgfの力で感光体2側に付勢さ
れており、感光体2上に形成されたトナー像は図示せぬ
高圧電源から感光体2の基体に印加される転写電圧で形
成される転写電界によって転写ベルト24に転写され
る。ここで、転写ベルト24は導電部材27によって接
地されており、転写ベルト24の表面の電位は常に0V
となっている。
【0019】実験では、表面抵抗105 Ω/□で、厚み
40μmのPI(ポリイミド)ベルトにPFA(フッ素
樹脂)層をコーティングしたものを転写ベルト24とし
て用い、転写電界が300V〜400Vのときに転写効
率98%が得られた。この場合、表面抵抗を108 Ω/
□以上にすると、転写位置での電位が下がってしまうた
めに転写効率が70%以下となってしまい、十分な濃度
を得ることができなかった。
【0020】転写ベルト24はテンションローラ21お
よび図示せぬモータによって駆動される駆動ローラ22
によって図中反時計回り方向に回転し、転写ベルト24
に転写されたトナー像は定着部に移動する。
【0021】ここで、転写ベルト24の材料としてはP
Iベルト以外にも、耐熱性と耐久性とを持つPPA(ポ
リパラバン酸)、PEEK(ポリエーテルエーテルケト
ン)、PES(ポリエーテルサルフォン)などのベルト
が考えられる。
【0022】定着ヒータ25はセラミック基板上に抵抗
層を設けたものを用い、電流を流すことによって300
W程度の発熱が可能なようにしてある。定着部において
は定着ヒータ25に対向する位置にプレッシャローラ2
6が設けられており、これら定着ヒータ25とプレッシ
ャローラ26との間で記録媒体20と転写ベルト24と
が加圧密着される。これによって、転写ベルト24上の
トナー像が記録媒体20上に転写定着される。
【0023】図2は本発明の一実施例において高圧電源
が用いられるプロセスを示す図である。図において、本
発明の一実施例では感光体2に負帯電の有機感光体を使
用し、この感光体2によって反転現像を行うため、トナ
ー9に負帯電トナーを使用している。
【0024】トナー9は規制ブレード10によって現像
ローラ6上で摩擦帯電され、現像ローラ6上で均一な層
として形成される。このトナー9は現像ローラ6に印加
された現像バイアス電圧VB と、露光部の感光体2表面
の電位Vi との電位差VB −Vi を100V以上400
V以下とすることによって、50%〜80%が現像され
る。
【0025】感光体2の基体に転写電圧VPCを印加する
ことで転写電界が形成され、この転写電界によって転写
ベルト24にトナー像が転写される。これ以外に、プロ
セスのスタート時においてはこの転写電界によって感光
体2上の未帯電領域に現像ローラ6からトナー9が付着
するのを防止することができる。
【0026】すなわち、感光体2の表面上において、帯
電部材8から現像ローラ6までの間の電位はプロセスス
タート時にほぼ0Vとなっており、転写電圧VPCをトナ
ー9と同極性の電位100V以上とすることで、感光体
2の未帯電領域へのトナー9の付着を防止することがで
きる。実験では、転写電圧VPCを100V以上700V
以下にすることによって、感光体2の未帯電領域へのト
ナー9の付着が起こらなくなった。このとき、転写電圧
VPCは帯電電圧VC とほぼ同じタイミングで印加され
る。
【0027】図3は本発明の一実施例における高圧回路
の動作シーケンスを示す図である。通常、高圧回路の動
作は感光体2の回転やレーザスキャナなどによる光学的
書込み、あるいは記録媒体20の吸入や搬送に同期して
行われるが、本発明の一実施例ではそれらの動作を省略
し、高圧回路の動作のみを説明する。
【0028】本発明の一実施例による帯電部材8では感
光体2上に残った未転写トナーがブラシ状の繊維束に付
着するため、感光体2が回転中に帯電電圧VC をオンに
すると、ブラシ状の繊維束に付着していたトナーが感光
体2側に移り、これが汚れとして画像に出てしまう。そ
こで、本発明の一実施例では感光体2の回転を開始する
前に、つまりメインモータを始動する前に感光体2の基
体に印加する転写電圧VPCと帯電電圧VC とを略同一の
タイミングでオンとすることによって、この汚れを回避
する。
【0029】図4は本発明の一実施例の高圧回路の構成
を示す回路図である。図において、この高圧回路は感光
体2を帯電するための帯電電圧VC と、感光体2の基体
に印加する転写電圧VPCとに共通に昇圧トランス34と
高圧ダイオード35と平滑コンデンサ36と抵抗37と
出力端子38とを有している。また、現像ローラ6に印
加する現像バイアス電圧VB は半導体スイッチ39を介
して供給される。すなわち、現像バイアス電圧VB およ
び転写電圧VPCは帯電電圧VC を分圧することによって
生成されている。
【0030】上記の各回路によって、電源端子31を介
して発振制御回路33に入力される電源と、信号端子3
2を介して発振制御回路33および半導体スイッチ39
に入力される入力信号CONT1,CONT2に応じて
帯電電圧VC と現像バイアス電圧VB と転写電圧VPCと
のオンオフが制御される。
【0031】このとき、帯電電圧VC と転写電圧VPCと
はほぼ同時にオンオフ制御される。しかしながら、現像
バイアス電圧VB は半導体スイッチ39に入力される入
力信号CONT2によって、帯電電圧VC および転写電
圧VPCとは独立にオン制御される。
【0032】よって、図3に示す動作シーケンスを実行
するための回路を必要最小限の回路構成とすることがで
き、簡単で故障の少ない回路を実現することができる。
【0033】このように、転写ベルト24の電位を0V
とし、感光体2の基体への転写電圧VPCを100V以上
700V以下とし、転写電圧VPCの印加タイミングを帯
電部材8への帯電電圧VC の印加タイミングと略同一と
することによって、汚れの少ない画像を簡単で故障の少
ない回路で実現することができる。
【0034】また、転写ベルト24を用いることによっ
て、記録媒体20から発生する紙粉やゴミなどが直接帯
電部材8や現像ローラ6に進入しないため、信頼性の高
い電子写真プロセスを実現することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像担体上のトナー像を中間転写媒体に転写するために画
像担体の基体に印加する転写電圧の印加タイミングを主
帯電器による帯電電圧の印加タイミングと略同一となる
よう制御することによって、汚れの少ない画像を簡単で
故障の少ない回路で実現することができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施例において高圧電源が用いられ
るプロセスを示す図である。
【図3】本発明の一実施例における高圧回路の動作シー
ケンスを示す図である。
【図4】本発明の一実施例の高圧回路の構成を示す回路
図である。
【図5】従来例の高圧回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 プロセスカートリッジ 2 感光体 6 現像ローラ 8 帯電部材 24 転写ベルト 33 発振制御回路 34 昇圧トランス 35 ダイオード 36 コンデンサ 37 抵抗 39 半導体スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/16 G03G 15/02 102 G03G 15/06 101

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光導電性を有する画像担体を主帯電器で
    一様に帯電するプロセスと、前記画像担体を照射光で露
    光して静電潜像を形成するプロセスと、前記静電潜像を
    現像剤担持体の表面に層状に形成された現像剤によって
    現像するプロセスと、前記静電潜像の現像によって形成
    された前記画像担体上のトナー像を前記画像担体と記録
    媒体との間に設けられた中間転写媒体を介して前記記録
    媒体に転写するプロセスとを含む電子写真プロセスを用
    かつ非磁性−成分トナーを用いた画像形成装置であっ
    て、前記画像担体上のトナー像を前記中間転写媒体に転
    写するために前記画像担体の基体に印加する転写電圧の
    印加タイミングが前記主帯電器による帯電電圧の印加タ
    イミングと略同一となるよう制御する制御手段を有し、
    前記画像担体の基体に印加する電圧が前記非磁性−成分
    トナーと同極性でありかつ前記画像担体回転開始時の前
    記現像剤担持体の電位が略ゼロボルトであることを特徴
    とする画像形成装置。
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