JP3022975B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3022975B2
JP3022975B2 JP2095640A JP9564090A JP3022975B2 JP 3022975 B2 JP3022975 B2 JP 3022975B2 JP 2095640 A JP2095640 A JP 2095640A JP 9564090 A JP9564090 A JP 9564090A JP 3022975 B2 JP3022975 B2 JP 3022975B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリンタ、ファクシミリ等の潜像担持体上
の潜像を接触型反転現像プロセスにより現像してトナー
像を形成する画像形成装置に関するものである。
〔従来技術〕
反転現像式によりトナー像を形成するレーザープリン
タにおいて、潜像担持体の停止時に帯電器に対向する位
置から現像装置の現像ローラに対向する位置までの間の
潜像担持体上の領域(以下A領域と称す)は帯電作用が
行われず、あたかも画像露光により電荷を消去したと同
じ状態を生じ、潜像担持体の回転時には現像ローラによ
りトナーが付着され、ベタ現像が行われることになる。
このためトナーが無駄に消費され、トナーを除去するク
リーニングユニットの負荷が増大し、寿命が短くなると
いう問題があった。
この問題を解消するため、例えば特開昭61−290455号
公報又は特開昭63−26668号公報により、作動回転開始
後に帯電器により帯電された帯電領域が現像位置に達す
るまでは正規の現像バイアス電圧とは異なる逆極性の電
圧を印加することが提案されている。
これに対して例えば特開昭63−89877号公報に示され
るように感光体基部導電体の電位を本体装置のアース電
位とは異なる値にシフトさせることにより反転現像方式
における上記の不必要なトナーの付着を防止することが
提案されている。しかるに感光体基部導電体の電位をシ
フトさせる電位シフト用電圧発生部に感光体帯電用高圧
電源の一部を利用しており、帯電用高圧電源は感光体動
作駆動と同期してON、OFFされることが必要となる。こ
のため、前回のプリント時に帯電用高圧電源により帯電
された後プリント終了により感光体が停止されたとき
に、現像装置による現像位置に到達する以前の状態にあ
る領域である前期A領域は、帯電して放置され暗減衰に
より徐々に電位が低下する状態にある。感光体の電位の
暗減衰特性は例えば第4図に示す如くであり、時間の経
過と共に感光体表面電位は低下する。図において横軸は
感光体の停止時を0として停止後の経過時間を示し、縦
軸は表面電位(V)を示す。
感光体基部導電体が例えば−100Vシフトされた状態で
例えば−1000Vに感光体が帯電器により帯電される例で
は、感光体の停止と同時に電位シフト用電圧発生部がOF
Fになりシフト分の電位が低下し、その後時間の経過と
共に表面電位が低減する。
プリント間隔が長くA領域の表面電位が0に近いとき
は上記の感光体基部導電体の電位をシフトする従来例で
有効であるが、プリント間隔が短く、A領域の電位が高
い場合は、トナーの現像特性が第5図に示す如くである
ため、逆極性のトナーが付着する。第5図において横軸
は現像ポテンシャル、すなわちVB−VS(VB:現像バイア
ス電圧、VS:感光体表面電位)の値を、縦軸は感光体
(OPC)のトナー付着量を示し、曲線Aは正規帯電トナ
ーの現像特性を、曲線Bは逆帯電トナーの現像特性を示
す。
従来の反転現像方式の画像形成装置ではA領域のトナ
ー付着を防止することが提案されているが、感光体表面
に前回のプリント時の帯電が放置され、暗減衰により次
第に低下する電位が生ずることが考慮されておらず、こ
の帯電電位の影響で生ずるA領域のトナー付着を防止す
ることができなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、上記の従来の問題点を解消し、不必要な部
分に無駄なトナー付着が生ずることのない簡単で安価な
画像形成装置を提供することを課題としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記の課題を、潜像担持体上に帯電、画像
露光により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形成する画像形成装置にお
いて、現像用バイアス電源の正規現像バイアス電圧を印
加する回路と直接接地する回路とを切り換え可能に設
け、潜像担持体の動作回転と同期して該潜像担持体を一
様帯電する帯電装置をON、OFFすることと、前記潜像担
持体の停止時に前記帯電装置に対向する位置から現像装
置による現像位置までの領域に対しては、前回プリント
停止時から次回の動作回転開始時までの休止時間が所定
時間未満の場合は、次回の動作開始時に正規の現像バイ
アス電圧を印加し、前回プリント停止時から次回の動作
回転開始時までの休止時間が所定時間以上の場合は、次
回の動作開始時に現像バイアス電圧を0Vに切り換えるこ
とを特徴とする画像形成装置により解決した。
〔作用〕
本発明により、現像バイアス制御部を構成する例えば
CPUにおけるカウンターまたはタイマーにより前回のプ
リント終了時から今回のプリンタ開始、つまり潜像担持
体、例えば感光体の動作回転開始までの時間を計測し、
計測した情報に基づいて予め記憶してある感光体暗減衰
特性曲線より表面電位暗減衰分を予測し、予め記憶して
ある例えば第5図に示すような現像特性に基づいて、正
規帯電トナー及び逆帯電トナー付着を生じないか、許容
量以下の付着量となる現像ポテンシャルになるように現
像バイアス電圧を切り換える。
本発明により、プリント時間間隔の変化に応じて感光
体表面電位の暗減衰分を予測し、現像バイアス電圧を制
御することができ、トナー付着が防止できた。
〔実施例〕
本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説明する。
第1図において、潜像担持体としての感光体ドラム1
の周囲に、矢印で示すその回動方向の順に、帯電装置と
しての帯電チャージャ2、露光光学系3、現像装置4、
転写チャージャ5が設けられており、帯電チャージャ2
はスコロトロンとして形成され、グリッド電極6にはグ
リッド電位制御用電源7によりグリッド電位が印加さ
れ、スコロトロンケーシング電極8は電位シフト用電圧
発生部20を介して接地されている。又、スコロトロンチ
ャージャーワイヤ9には帯電用高圧電源10により高圧が
印加されている。
感光体ドラム1の基部導電体11は、電位シフト用電圧
発生部20を介してアースされている。又、現像装置4の
現像ローラ中心導電体12は現像用バイアス電源13により
現像バイアスを印加することができる。現像用バイアス
電源13には現像用バイアス電圧制御部21が接続され、現
像用バイアス電源13の電圧が現像用バイアス電圧制御部
21により制御される。現像用バイアス電圧制御部21には
タイマー22が接続される。転写チャージャ5はコロトロ
ンとして構成され、そのケーシング電極18はアースされ
ており、チャージャーワイヤ14には転写用高圧電源15に
より高圧が印加されている。
上記構成の作像装置において、最初に作像のため感光
体ドラム1が矢印の方向に移動開始時、感光体ドラム1
の表面16の帯電チャージャ2に対向する部分と、現像装
置4の現像ローラ17に対向する部分との間の領域A(上
記A領域に該当)は帯電作用が行われず、感光体表面電
位はほぼ零ボルトである。
さて、通常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。したがって、上記A領域が現像位置つまり現
像ローラ17上のトナー層と接触して現像される位置を通
過し、帯電チャージャ2によって帯電された感光体表面
の帯電領域(作像領域)が現像位置に差し掛かるまで
は、バイアス電源13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A領域に付着して黒ベタ
に現像されることになる。このトナー付着を防止するた
め、感光体ドラム1の基部導電体11の電位を電位シフト
用電圧発生部20によりシフトし、A領域が現像ローラ17
による現像位置を通過するまでの間は現像バイアス電圧
を0にし、現像バイアス電位とA領域の感光体ドラム1
の表面電位との差が、少なくとも、現像開始電圧Vkより
大きくなるように制御することが従来行われている。
現像用バイアス電圧制御部21を構成するCPUに設けた
カウンターまたはタイマー22により又はバイアス電圧制
御部21とは別に設けたタイマー22により前回プリントを
終了して感光体導電体1を停止した時点よりの経過時間
を計測し、今回プリント動作のために感光体ドラム1が
開始されるまでの時間を検出し、その情報をバイアス電
圧制御部21に入力して、予め記憶されている感光体暗減
衰特性、例えば第4図に示す特性曲線のデータに基づ
き、感光体ドラム1の領域の表面電位暗減衰分を予測す
る。
一方感光体ドラム1の回転開始と同時に帯電用高圧電
源10がONとなり、チャージャーケーシング8、グリッド
6、感光体ドラム1への電流が電位シフト用ツェナーダ
イオード20へ流入するため、これと同時に感光体基部電
位シフトが発生する。
電位シフト用電圧発生部20に100Vのツェナーダイオー
ドを用いると−100Vの電位シフトとなる。
今−100Vの電位シフトの例について説明する。
感光体基部導電体11の電位を−100Vに電位シフトした
状態で、帯電チャージャー2により−1000Vの帯電電位
を形成し、露光部電位を−200Vとし、作像領域における
現像装置4による現像時の現像ローラ17における正規現
像バイアス電圧を−600Vとすると、感光体ドラムにおけ
る現像ポテンシャルVB−VSは、VB−VS=−600−(−20
0)=−400Vとなる。この場合、第5図より、ベタ部の
付着量は0.92mg/cm2になる。通常は、この条件で使用さ
れる。
感光体ドラム1を停止すると同時に帯電チャージャー
2による帯電をOFFするため、感光体ドラム1のツエナ
ーダイオード20による電位シフト−100Vはなくなる。
現像バイアス電圧VBを−600V印加する例では、プリン
ト間隔の経時による暗減衰後の感光体ドラムの表面電位
VSは、現像ポテンシャル(VB−VS)が第5図の現像特性
におけるトナー付着を生じない範囲、例えば50〜400Vの
範囲内にあるように現像用バイアス電源13を現像用バイ
アス電圧制御部21により制御すると、A領域の無駄なト
ナー付着を防止できる。
仮に、プリント間隔が13分の場合に、第4図に示すよ
うに、暗減衰後の表面電位が−550Vになる例を考える
と、感光体ドラムの電位シフトが−100Vとすると、A領
域の表面電位Vaは−650Vとなる。この場合、現像ポテン
シャルVB−Va=−600−(−650)=50Vとなり第5図の
特性曲線でいずれの極性のトナー付着も生じない事にな
る。この場合プリント間隔13分以内では−600Vの現像バ
イアス電圧を印加することによりA領域のトナー付着を
防止できる。現像バイアス電圧が0Vであると現像ポテン
シャルは650Vとなり逆帯電トナーが付着することにな
る。
逆にプリント間隔が13分以上の場合には暗減衰後の感
光体表面電位は−550V以下になり、現像バイアス電圧−
600Vを印加すると、現像ポテンシャルが50V以下にな
り、第5図より正規帯電トナーが付着する状態になる。
そこで現像ポテンシャルVBを0に切換えてみると、現像
ポテンシャルは550Vになり、第5図より僅かに0.025mg/
cm2程度の逆帯電トナーの付着はあるが、プリント間隔
が長くなる程付着量は低下し、0になる。そこで現像用
バイアス電源13を現像用バイアス電圧制御部21により制
御する構造としては、現像用バイアス電源13を例えば−
600Vの電源を通す回路と、直接接地する回路を切換える
構造とし、現像用バイアス電圧制御部21により−600Vの
電源を接続する場合と、0Vつまりアースする場合との切
換を行う構造とすれば非常に構造が簡単になる。
現像バイアス電圧は−600Vの例を示したがこれは一例
を示すもので夫々適切なバイアス電圧を選択することが
できる。
上記の例で、第2図に示すようにプリント間隔が13分
までは現像バイアス電源は−600Vのバイアス電圧を印加
し、13分以上の場合は0Vに切換える。このときの感光体
ドラムへのトナー付着量は第3図の曲線Aに示す如くに
なり、13分を越える僅かのプリント間隔範囲ではトナー
付着を生じるが他の範囲ではトナー付着はほとんどな
い。曲線Bに示す従来のトナー付着に比べると著しく改
善されることができる。図において横軸はプリント間隔
(分)を、縦軸はA領域のトナー付着量(mg/cm2)を示
す。
〔効果〕
本発明により、簡単な構成で、感光体回転開始時のA
領域のトナー付着を良好に防止することができた。
本発明により、A領域での正規帯電トナー及び逆極性
帯電トナーによるベタ現像が防止でき、トナー消費量が
低減し、クリーニングユニットの寿命を延ばすことが可
能になり、感光体の性能も改善された。特に感光体の暗
減衰の高いものにおいて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る画像形成装置の概略説明図、第2
図は本発明に係る現像用バイアス電圧制御とプリント間
隔の関係の一例を示す図、第3図はプリンタ間隔とトナ
ー付着量の関係を示す図、第4図は感光体暗減衰特性を
示す図、第5図はトナーの現像特性を示す図である。 1…潜像担持体、2…帯電装置 3…露光光学系、4…現像装置 13…現像用バイアス電源 17…現像ローラ 21…現像用バイアス電圧制御部 22…タイマー
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−32153(JP,A) 特開 平2−58069(JP,A) 特開 平1−138576(JP,A) 特開 昭63−49781(JP,A) 特開 昭61−100768(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 - 15/09 G03G 15/06 101

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】潜像担持体上に帯電、画像露光により形成
    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
    てトナー像を形成する画像形成装置において、 現像用バイアス電源の正規現像バイアス電圧を印加する
    回路と直接接地する回路とを切り換え可能に設け、 潜像担持体の動作回転と同期して該潜像担持体を一様帯
    電する帯電装置をON、OFFすることと、 前記潜像担持体の停止時に前記帯電装置に対向する位置
    から現像装置による現像位置までの領域に対しては、 前回プリント停止時から次回の動作回転開始時までの休
    止時間が所定時間未満の場合は、次回の動作開始時に正
    規の現像バイアス電圧を印加し、 前回プリント停止時から次回の動作回転開始時までの休
    止時間が所定時間以上の場合は、次回の動作開始時に現
    像バイアス電圧を0Vに切り換える ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】前記所定時間が潜像担持体の帯電の暗減衰
    特性に基づいて決定されることを特徴とする請求項1に
    記載の画像形成装置。
  3. 【請求項3】前記正規の現像バイアス電圧または0Vの現
    像バイアス電圧を印加した場合の現像ポテンシャルが、
    潜像担持体への正規帯電トナー及び逆帯電トナー付着量
    を許容量以下とする現像ポテンシャルであることを特徴
    とする請求項1に記載の画像形成装置。
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