JP3526752B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，画像形成装置に係
り，詳しくは，一様に帯電させられた感光体表面に対し
て露光を行った部分にトナーを付着させる反転現像を行
う複写機，ファクシミリ，プリンタ等の画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば複写機，ファクシミリ，レーザプ
リンタ等の画像形成装置には，一様に帯電させられた感
光体表面に対して露光を行った部分にトナーを付着させ
る反転現像を行うものと，一様に帯電させられた感光体
表面に対して露光を行わなかった部分にトナーを付着さ
せる正規現像とを行うものがある。アナログ機では，原
稿からの反射光が直接感光体に照射されることになるた
め上記正規現像が多く用いられ，ディジタル複写機等で
は，レーザ発光部にトナーを付着させるために上記反転
現像が多く用いられる。まず，図５を参照して，上記反
転現像を行う画像形成装置について説明する。ここで，
図５は複写機の概略構成の一例を示す図である。図５に
示す如く，上記複写機は，基材１１上に感光層１２が形
成された感光体ドラム１，タングステンワイヤ２１と上
記基材１１との間に電圧を印加して上記感光層１２表面
の画像形成領域を一様に帯電させる帯電器２，上記帯電
器２により一様に帯電させられた上記感光層１２表面の
画像形成領域を原稿画像に対応して露光するレーザ光源
３，上記レーザ光源３により露光された部分にトナーを
付着させて現像を行う現像手段４，直流電圧を供給する
ことにより接地電圧からみて所定の極性の現像バイアス
を上記現像手段の現像ローラ４２に印加する高圧電源４
３（現像バイアス印加手段の一例），上記現像手段４の
現像により形成されたトナー像を用紙に転写させる転写
手段５等から構成される。上記感光体ドラム１は，接地
された導電性の基材１１，有機感光体等の光導電体から
なる感光層１２等を含むものであり，図示しない駆動モ
ータにより回転駆動される。上記光導電体は，通常電気
的に絶縁状態にあって，光照射によりその照射部の電気
抵抗が局所的に変化するものである。上記帯電器２は，
例えばタングステンワイヤ２１，金属ケース２２，高圧
電源２３等からなり，電気的な絶縁状態にある上記感光
層１２の画像形成領域を一様に帯電させる。即ち，接地
されている上記基材１１と上記タングステンワイヤ２１
との間に上記高圧電源２３により高圧を印加してコロナ
放電を生じせしめ，上記感光層１２，言い換えれば上記
感光体ドラム１の表面に所定極性の電荷を供給する。上
記帯電器２により一様に帯電させられた上記感光層１２
の画像形成領域に上記レーザ光源３により光を照射すれ
ば，照射箇所の電気抵抗が変化して，その部分だけ電位
が低下する。上記レーザ光源３による露光は，原稿の画
像に合わせてオン・オフ制御され，上記駆動モータによ
り駆動される上記感光体ドラム１の回転に伴って，上記
感光体ドラム１表面の画像形成領域に原稿画像に対応し
た静電潜像が形成される。上記現像手段４は，現像剤収
容部４１，現像ローラ４２等からなる。上記現像剤収容
部４１には，特定色に着色した絶縁性粒子であるトナー
と磁性粒子であるキャリアとが混合された２成分現像剤
が収容される。この現像剤収容部４１において上記トナ
ーとキャリアとを攪拌することにより，上記トナーは所
定極性に摩擦帯電させられる。一方，上記キャリアはそ
の攪拌により上記トナーと逆極性に摩擦帯電させられ
る。上記現像ローラ４２には，その内部に磁極が設けら
れており，キャリアと共に上記トナーは上記現像ローラ
４２表面に付着させられる。また，上記現像ローラ４２
には，高圧電源４３によって直流電圧が供給されること
により所定極性の現像バイアスが印加されており，上記
現像ローラ４２表面のトナーは，上記静電潜像に電気的
に付着させられる。例えば上記トナーがキャリアとの攪
拌により正極性に摩擦帯電させられたとすると，従来装
置では，上記感光層１２表面も上記帯電器２によって正
極性に帯電させられ，現像ローラ４２の表面も上記高圧
電源４３によって正極性に帯電させられる。上記現像ロ
ーラ４２に上記高圧電源４３により印加される直流高電
圧は，上記タングステンワイヤ２１に上記高圧電源２３
により直流高電圧を印加することにより形成された数１
００Ｖ程度の表面電位よりもその絶対値が小さく，上記
画像形成領域であっても，上記露光が行われていない部
分についてはトナーは付着しない。これに対し，上記露
光により電位が低下している部分の電位は現像電圧に対
し低くなり，トナーが付着する。尚，以下では，トナー
が付着する部分の電位（この場合露光された部分の電
位）を明電位，トナーが付着しない部分の電位（この場
合露光されていない部分の電位）を暗電位と称する。こ
のように上記現像手段４により静電潜像にトナーを付着
させることによって，上記感光体ドラム１に原稿の画像
と対応したトナー像が形成されることになる。そして，
このトナー像は，転写手段５により用紙に転写される。
次に，図６を参照して，上記複写機の各部における電圧
印加のタイミングを説明する。尚，図６（ａ）は上記帯
電器２の高圧電源２３のオンオフ，図６（ｂ）は上記レ
ーザ光源３のオンオフ，図６（ｃ）は上記感光体ドラム
１表面のドラム電位，図６（ｄ）は上記現像手段４の高
圧電源４３のオンオフ，図６（ｅ）は上記駆動モータの
オンオフ，図６（ｆ）は不図示の除電ランプのオンオ
フ，図６（ｇ）は上記転写手段５のオンオフをそれぞれ
時系列に示すものである。使用者により複写の指示が行
われると，感光体ドラム１等を回転させる上記駆動モー
タの電源がオンされ，所定時間経過後にオフされる（図
６（ｅ）参照）。上記駆動モータの電源オンの後に，上
記帯電器２の高圧電源２３（図６（ａ）参照），上記現
像ローラ４２の高圧電源４３（図６（ｄ）参照）等がオ
ンされ，駆動モータの電源オフの前に，上記帯電器３の
高圧電源２３や上記現像ローラ４２の高圧電源４３等は
オフされる。上記帯電器２の高圧電源２３は，オン時に
例えば８００Ｖの電圧を上記タングステンワイヤ２１と
基材１１との間に印加する。これによって０〜１００Ｖ
の間にあった上記感光体ドラム１表面のドラム電位（図
６（ｃ）参照）は，所定時間遅れて８００Ｖにまで上昇
する。この遅れは，静電容量にステップ電圧入力を行っ
た場合に生じる遅れと同様のものであり，上記帯電器２
の高圧電源２３のオフ時にも生じる。上記現像ローラ４
２の上記高圧電源４３は，上記駆動モータのオン開始前
に予めオンしており，例えば−１００Ｖの現像バイアス
を現像ローラ４２に印加する。そして，上記駆動モータ
がオンされると，上記ドラム電位の遅れに合わせた電圧
制御により段階的に上記現像バイアスを上昇させ，最終
的に６００Ｖの現像バイアスを現像ローラ４２に印加す
る。また，この状態から上記駆動モータがオフされる
と，上記ドラム電位の遅れに合わせた電圧制御により段
階的に上記現像バイアスを減少させ，上記駆動モータの
オン開始前と同じく−１００Ｖの現像バイアスを上記現
像ローラ４２に印加する。上記駆動モータのオン開始
前，又はオフ後に上記−１００Ｖの現像バイアスを印加
するのは，上記画像形成領域以外の非画像形成領域に現
像剤が付着してしまうのを防止するためである。これ
は，上記明電位が接地電位近傍の値になることに起因す
る。上記高圧電源４３により上記現像ローラ４２に６０
０Ｖの現像バイアスが印加されている間（暗電位の部
分）は，上記現像ローラ４２表面に付着している正極性
のトナーは，上記現像バイアス（６００Ｖ）から受ける
反発力よりさらに大きな反発力を上記ドラム電位（８０
０Ｖ）から受けることになるため，上記現像ローラ４表
面から上記感光体ドラム１表面にトナーは移行しない。
また，現像ローラ４２には正極性のトナーのみならず，
負極性のキャリアも付着しているが，上記現像ローラ４
２と感光体ドラム１との間に働く電圧（現像バイアスと
ドラム電位の差）は２００Ｖ程度であるため，キャリア
の感光体ドラム１への移行もほとんどない。また，上記
６００Ｖ程度の現像バイアスが印加されている間に，原
稿の画像に対応してレーザ光源３がオンオフされる。こ
れにより，上記感光体ドラム１表面が露光され，露光さ
れた部分のドラム電位が８００Ｖから１００Ｖにまで低
下する。このとき，上記現像ローラ４表面に付着してい
る正極性のトナーは，上記ドラム電位（１００Ｖ）から
受ける反発力よりさらに大きな反発力を上記現像バイア
ス（６００Ｖ）から受けることになり，上記露光が行わ
れた部分に上記現像ローラ４表面から上記感光体ドラム
１表面にトナーが付着することになる。また，キャリア
にとっては，上記現像ローラ４からの電気的吸引力の方
が強くなるため，感光体ドラム１にキャリアが移行する
ことはない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで，適正な画像
濃度を得るためには，上記現像バイアスと上記ドラム電
位との差をある程度確保する必要がある。これは，上記
現像バイアスと上記ドラム電位との差の大きさに対応し
て上記現像ローラ４２から上記感光体ドラム１表面に付
着するトナー量が変化するためである。しかしながら，
反転現像を行う従来の複写機等の画像形成装置では，ド
ラム電位が０〜１００Ｖ程度であるために，適正な画像
濃度を得ようとすると，現像バイアスを６００Ｖ程度の
高い電位に設定することになり，周辺の接地電位にある
部材に現像剤が飛び散ってしまう恐れがあった。また，
上記画像形成領域において，露光が行われていない部分
にトナーが付着するのを防止するためには，上記帯電器
２の高圧電源２３により印加される電位，即ち上記画像
形成領域における暗電位を上記現像バイアスよりも大き
な値，例えば８００Ｖ程度に設定する必要がある。この
ため，上記ドラム電位は上記非画像形成領域から上記画
像形成領域へ移行する際に接地電位近傍から８００Ｖ程
度への大きな変化をともなうことになる。既述の通り，
このとき上記ドラム電位はステップ的に変化せず曲線的
に変化し，ステップ的に変化する現像バイアスに対して
遅れを生じる。このため，例えば上記帯電器２の高圧電
源２３のオンと同時に上記現像ローラ４２の高圧電源４
３をステップ的にオンすると，上記遅れの間，上記現像
バイアスは上記ドラム電位より大きくなってしまい，ト
ナーが不必要に上記感光体ドラム１表面に付着してしま
う。一方，上記ドラム電位の変化が完了するのと同時
に，現像バイアスをオンすると，上記のようにトナーが
上記感光体ドラム１に付着することは防止されるが，上
記遅れの間にも上記ドラム電位は増加するので，上記キ
ャリアに働く上記感光体ドラム１に対する電気的な吸着
力が増加し，上記キャリアが不必要に上記感光体ドラム
１に付着してしまう。上記非画像形成領域から上記画像
形成領域へ移行する際の，このような不必要な現像剤の
飛散を防止するためには，上記現像バイアスを上記ドラ
ム電位の変化に合わせて段階的に制御することが必要に
なり，電源系の構成が複雑化してしまう。さらに，上記
非画像形成領域から上記画像形成領域へ移行する際に
は，上記現像バイアスは，正負２つの極性にまたがって
変化させられる。これは非画像形成領域における現像剤
の不要な付着を防止するために，非画像形成領域におい
ても，例えば−１００Ｖ程度の現像バイアスが上記高圧
電源４３により与えられているためである。その結果，
上記非画像形成領域から上記画像形成領域に移行する際
に一時的に上記現像ローラ４２は電気的に浮遊状態にな
ってしまう。このときにも，特に感光体ドラム１と現像
ローラ４２とを接触させて現像を行う接触現像方式で
は，上記現像ローラ４２から上記感光体ドラム１に上記
現像剤が不必要に移行してしまう恐れがある。これらの
問題は，正極性に帯電させられた感光体に対して正極性
のトナーを用いて反転現像を行う上記のような場合に限
らず，負極性に帯電させられた感光体に対して負極性の
トナーを用いて反転現像を行う場合にも，同様に生じる
ものである。参考のため，図７に負極性帯電の感光体に
対して負極性のトナーを用いて反転現像を行う画像形成
装置の各部における電圧印加のタイミングを時系列的に
示す。図７の（ａ）乃至（ｇ）の対応は，上記図６と同
様である。図７に示すように，負極性帯電の感光体に対
して負極性のトナーを用いる場合のタイミングチャート
は，上記のように正極性帯電の感光体に対して正極性の
トナーを用いる場合と電気的に対称であり，現像バイア
スを負極性の大きな値に設定しなければならない問題，
非画像形成領域から画像形成領域に移行する際に複雑な
電圧制御が必要になる問題，非画像形成領域から画像形
成領域に移行する際に負正２つの極性にまたがって現像
バイアスが変化させられる問題は同様に生じている。こ
のような反転現像における種々の問題は，上記正規現像
を行う複写機等の画像形成装置では生じない。ここで，
図８及び図９に上記正規現像を行う画像形成装置の各部
における電圧印加のタイミングを説明するためのタイム
チャートを示す。アナログ機で多く用いられる上記正規
現像では，正又は負極性の電位で一様に帯電させられた
感光体に対して逆極性の負又は正に帯電したトナーを用
いることにより，露光が行われていない部分にトナーが
付着させられる。図８は正極性帯電の感光体に対して負
極性のトナーを用いた場合，図９は負極性帯電の感光体
に対して正極性のトナーを用いた場合に対応するもので
ある。尚，両図の（ａ）は帯電器の高圧電源のオンオ
フ，（ｂ）はブランクランプのオンオフ，（ｃ）は反射
光のオンオフ，（ｄ）は感光体ドラム表面のドラム電
位，（ｅ）は現像バイアス，（ｆ）は上記感光体ドラム
等の駆動モータのオンオフ，（ｇ）は除電ランプのオン
オフ，（ｈ）は転写手段のオンオフをそれぞれ時系列的
に示すものである。尚，反転現像では感光体をリセット
する除電ランプだけでよいが，正規現像では不要な部分
（先端，後端）の電位を消去するためにブランクランプ
が必要となる。図８又は図９に示すように，上記正規現
像を行う画像形成装置では，感光体ドラム等を回転させ
る駆動モータのオンオフと同時に（両図の（ｆ）参
照），上記感光体ドラム表面を一様に帯電させる帯電器
の高圧電源（両図の（ａ）参照）や，現像ローラに現像
バイアスを印加する高圧電源（両図の（ｅ）参照）がオ
ンオフされる。この帯電器により上記感光体ドラム表面
に与えられるドラム電位の大きさは例えば７００Ｖ程度
である。一方，上記現像バイアスの大きさは２００Ｖ程
度である。そして，画像形成領域では，原稿画像に対応
した反射光により感光体ドラム表面が露光され（両図の
（ｃ）参照），原稿画像に対応する部分だけ上記７００
Ｖ程度のドラム電位が残される。画像形成領域における
他の部分の電位（暗電位）は上記露光により，０〜１０
０Ｖ程度となる。上記７００Ｖ程度のドラム電位が残さ
れている部分では，上記感光体ドラムの帯電極性とは逆
極性のトナーは，上記現像ローラから受ける電気的吸引
力よりも大きな吸引力を上記感光体ドラムから受けるこ
とになり，その部分で上記現像ローラから上記感光体ド
ラムにトナーが移行して正規現像が行われる。逆に，上
記トナーと逆極性，即ち上記感光体ドラムの帯電極性と
同極性のキャリアは，上記現像ローラから受ける電気的
反発力よりも大きな反発力を上記感光体ドラムから受け
ることになり，上記現像ローラから上記感光体ドラムへ
飛散することはない。また，上記露光により電位の大き
さが７００Ｖから０〜１００Ｖ程度に低下した上記画像
形成領域の部分では，トナーは，上記感光体ドラムから
受ける電気的吸引力よりも大きな吸引力を上記現像ロー
ラから受けることになり，不必要に上記感光体ドラム１
に飛散することはない。また，キャリアについては，上
記感光体ドラムから受ける電気的反発力よりも上記現像
ローラから受ける電気的反発力の方が小さくなるが，上
記トナーとキャリアは互いに逆極性に帯電していること
もあり，上記ドラム電位と現像バイアスとの差が２００
Ｖ程度であれば，上記現像ローラから上記感光体ドラム
へ不必要に飛散することはない。このように上記正規現
像においても上記現像バイアスとドラム電位の差によっ
てトナーが上記現像ローラから上記感光体ドラムに付着
させられるが，現像バイアスとドラム電位との大きさの
関係は，上記反転現像の場合と反対となる。即ち，上記
正規現像では，上記ドラム電位の方が，上記現像バイア
スよりも小さな値となる。これは，上記ドラム電位の大
きい部分にトナーが付着し，小さい部分にトナーが付着
しないことに起因する。上記反転現像の場合，上記暗電
位の大きさが８００Ｖ程度になるのに対し，上記正規現
像の場合，上記暗電位の大きさは０〜１００Ｖ程度であ
る。このため，上記反転現像では現像バイアスを６００
Ｖ程度に設定する必要が生じるが，上記正規現像では現
像バイアスは２００Ｖ程度でよい。この現像バイアスに
対して上記ドラム電位を５００Ｖ程度大きく設定するこ
とによって，適正な画像濃度を得ることが可能となる。
即ち，上記正規現像の場合には，現像バイアスは２００
Ｖ程度の比較的小さい値であって，現像剤は磁気的拘束
も受けているので，周辺の接地電位近傍にある部材に現
像剤が飛散しない。また，非画像形成領域においてトナ
ーの飛散を防止するために，駆動モータのオン開始前又
はオフ後に印加しておく必要がない。即ち，上記非画像
形成領域におけるドラム電位と上記暗電位とがほとんど
変化しないため，現像バイアスを段階的に変化させる必
要もなく，非画像形成領域から画像形成領域に移行させ
る際に正負２つの極性にまたがって現像バイアスを変化
させる必要もない。このように正規現像を行う画像形成
装置では，ドラム電位の大きさが大きい部分にトナーが
付着し，小さい部分にトナーが付着しないために，上記
反転現像を行う画像形成装置の問題が生じない。但し，
ディジタル機では，正規現像にするには白紙部にレーザ
照射させなければならず，光学ユニットの寿命を短くし
てしまう。そこで，本発明は，上記のような反転現像を
行う従来の技術における課題を解決するために，画像形
成装置を改良し，感光体ドラムの内部電位を接地電位か
らみて負又は正極性に設定することにより，上記感光体
の表面電位を内部電位からみて正又は負極性に形成して
反転現像を行い，上記のような不具合を解決する画像形
成装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，請求項１に係る発明は，所定の電位に帯電された感
光体の画像形成領域を原稿画像に対応して露光する露光
手段と，上記露光手段により露光された部分に正又は負
極性のトナーを付着させて現像を行なう現像手段と，直
流電圧を供給することにより，接地電圧からみて正又は
負極性の現像バイアスを上記現像手段に与える現像バイ
アス印加手段とを具備してなる画像形成装置において，
上記感光体表面の画像形成領域を略接地電位に一様に帯
電させる帯電手段と，直流電圧を供給することにより，
接地電位からみて負又は正極性の内部電位を上記感光体
に与える内部電位印加手段を具備してなることを特徴と
する画像形成装置として構成されている。また，請求項
２に係る発明は，上記請求項１に記載の画像形成装置に
おいて，上記内部電位印加手段が，上記表面電位よりも
大きい上記内部電位を上記感光体に与えるものであるこ
とをその要旨とする。また，請求項３に係る発明は，上
記請求項１又は２に記載の画像形成装置において，上記
帯電手段が，上記感光体表面に接触する導電体を具備し
てなることをその要旨とする。また，請求項４に係る発
明は，上記請求項３に記載の画像形成装置において，上
記導電体に接地電位近傍の直流バイアスが印加されてな
ることをその要旨とする。また，請求項５に係る発明
は，上記請求項３又は４に記載の画像形成装置におい
て，上記導電体に交流バイアスが印加されてなることを
その要旨とする。また，請求項６に係る発明は，上記請
求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置におい
て，上記トナーが，逆極性に帯電するキャリアと混合さ
れた２成分現像剤に含まれるものであることをその要旨
とする。また，請求項７に係る発明は，上記請求項１〜
６のいずれか１項に記載の画像形成装置において，上記
感光体と現像手段とが接触してなることをその要旨とす
る。上記請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成
装置によれば，上記帯電手段により上記感光体ドラムの
表面の画像形成領域を略接地電位に帯電させ，上記内部
電位印加手段により感光体ドラムの内部電位を接地電位
からみて負又は正極性に設定することにより，上記感光
体の表面電位を内部電位からみて正又は負極性に形成し
て反転現像が行われるため，露光が行われた部分の電位
を露光が行われていない部分の電位よりも大きく設定す
ることが可能となる。即ち，正規現像と同様に，現像剤
を付着させる部分の電位を現像剤を付着させない部分の
電位よりも大きく設定することができる。このため，非
画像形成領域から画像形成領域に移行する際にも感光体
の表面電位の変化が少なくなり，複雑な制御をすること
なく，現像剤の不必要な付着を防止することができる。
また，感光体の露光された部分の表面電位が大きな値と
なるため，それに対応して現像バイアスも小さな値に設
定することができ，周辺の部材に現像剤が不必要に飛散
してしまうのを防止することができる。しかも，現像剤
が付着するのは電位の大きな部分であるから，電圧が印
加されない非画像形成領域においても不必要な現像剤の
付着を防止するための逆バイアスを印加する必要がなく
なり，非画像形成領域から画像形成領域に移行する際に
２つ極性にまたがって電位を変化させる必要もなくな
る。従って，電位切替時に一時的に電気的な浮遊状態が
生じることもなく，感光体と現像手段が接触する接触現
像方式においても，浮遊状態における不必要な現像剤の
付着を防止することができる。さらに，正規現像と同様
の電位設定を行うことができるため，正規現像と反転現
像のシステム共通化を図ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下，添付図面を参照して，本発
明の実施の形態につき説明し，本発明の理解に供する。
尚，以下の実施の形態は，本発明の具体的な一例であっ
て，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではな
い。まず，本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の
概略構成を図１に示し説明する。本実施の形態に係る画
像形成装置は，例えば複写機として具体化されるもので
あって，図１に示す如く，基材１１上に感光層１２が形
成された感光体ドラム１と，上記感光体ドラム１の画像
形成領域を原稿画像に対応して露光するレーザ光源３
と，上記レーザ光源３により露光された部分にトナーを
付着させる反転現像を行う現像手段４と，直流電圧を供
給することにより接地電圧からみて所定の極性の現像バ
イアスを上記現像手段の現像ローラ４２に印加する高圧
電源４３とを具備する点で従来の画像形成装置と同様で
ある。上記画像形成装置が，従来装置ととりわけ異なる
のは，上記感光体ドラム１の画像形成領域において基材
１１に直流電圧を供給することによって負又は正極性の
電位（内部電位）を与えるための高圧電源６１（内部電
位印加手段の一例）と，上記感光体ドラム１の表面電位
を接地電位近傍に設定するための導電体６２（帯電手段
の一例）とを具備し，上記高圧電源６１により接地電位
からみて負又は正極性の内部電位が上記感光体１に与え
られ，上記導電体６２により上記感光体ドラム１の表面
電位が接地電位近傍に設定されることにより，感光体１
の内部電位からみて正又は負極性の表面電位に上記感光
体表面の像形成領域が一様に帯電させられる点である。
上記感光体ドラム１は，導電性の基材１１上に有機感光
体等の光導電体からなる感光層１２が形成されたもので
あり，図示しない駆動モータにより他の部材とともに回
転駆動される。上記光導電体は，通常電気的に絶縁状態
にあって，光照射によりその照射部の電気抵抗が局所的
に変化するものである。また，上記基材１１には，上記
高圧電源６１が板バネ，回転軸等の導電性部材を介して
接続されている。上記高圧電源６１は，上記感光体ドラ
ム１の画像形成領域において，例えば８００Ｖ程度の大
きさの負又は正極性の電位を上記基材１１に印加する。
また，上記感光層１２表面には，上記導電体６２が接触
させられている。上記導電体６２は，図２に示すよう
に，上記感光体ドラム１の軸方向に均一に接触するよう
に設けられた，例えば導電性の樹脂繊維ブラシ等であ
る。この導電体６２は，例えば交流電源６２１に接続さ
れており，その電位は接地電位近傍に維持される。この
ため，上記導電体６２が接触する上記感光体ドラム１の
表面電位は接地電位近傍に設定される。上記画像形成装
置では，このようにして，感光体ドラム１の表面電位を
接地電位近傍に設定すると共に，上記感光体ドラム１の
内部電位（基材１１の電位）を画像形成領域に対応して
例えば８００Ｖ程度の正又は負極性の電位に設定するこ
とにより，上記内部電位から見た上記感光体ドラム１の
表面電位が，上記画像形成領域において，負又は正極性
の７００Ｖ程度の電位に設定され，上記感光体ドラム１
の画像形成領域が一様に帯電させられる。そして，上記
高圧電源６１及び上記導電体６２により一様に帯電させ
られた上記感光層１２の画像形成領域に上記レーザ光源
３により光を照射すれば，照射箇所の電気抵抗が変化し
て，上記内部電位からみた上記感光体ドラム１の表面電
位がその部分だけ電位が低下する。上記レーザ光源３に
よる露光は，原稿の画像に合わせてオン・オフ制御さ
れ，上記感光体ドラム１の回転に伴って上記感光体ドラ
ム１表面の画像形成領域に静電潜像が形成される。上記
現像手段４は，現像剤収容部４１，現像ローラ４２等か
らなる。上記現像剤収容部４１には，特定色に着色した
絶縁性粒子であるトナーと磁性粒子であるキャリアとが
混合された２成分現像剤が収容される。この現像剤収容
部４１において上記トナーとキャリアとを攪拌すること
により，上記トナーは所定極性に摩擦帯電させられる。
一方，上記キャリアはその攪拌により上記トナーと逆極
性に摩擦帯電させられる。上記現像ローラ４２には，そ
の内部に磁極が設けられており，キャリアと共に上記ト
ナーは上記現像ローラ４２表面に付着させられる。ま
た，上記現像ローラ４２には，高圧電源４３によって直
流電圧が供給されることにより所定極性の現像バイアス
が印加されており，上記現像ローラ４２表面のトナー
は，上記静電潜像に電気的に付着させられる。例えば上
記トナーがキャリアとの攪拌により負極性に摩擦帯電さ
せられるとすると，本実施の形態に係る画像形成装置で
は，上記基材１１の電位（上記感光体ドラム１の内部電
位）が上記高圧電源６１により正極性の電位に設定さ
れ，上記現像手段４の現像ローラ４２の表面が上記現像
バイアス印加手段の高圧電源４３により正極性の電位に
設定される。ここで，図３に上記複写機の各部における
電圧印加のタイミングを時系列に示す。尚，図３（ａ）
は上記帯電器２の高圧電源２３のオンオフ，図３（ｂ）
は上記高圧電源６１のオンオフ，図３（ｃ）はレーザ光
源３のオンオフ，図３（ｄ）は上記感光体ドラム１表面
のドラム電位，図３（ｅ）は上記現像手段４の高圧電源
４３のオンオフ，図３（ｆ）は上記駆動モータのオンオ
フ，図３（ｇ）は不図示の除電ランプのオンオフ，図３
（ｈ）は上記転写手段５のオンオフをそれぞれ時系列に
示すものである。使用者により複写の指示が行われる
と，感光体ドラム１等を回転させる上記駆動モータの電
源がオンされ，所定時間経過後にオフされる（図３
（ｆ）参照）。上記駆動モータの電源オンオフとほぼ同
時に，上記高圧電源６１（図３（ｂ）参照），上記現像
ローラ４２の高圧電源４３（図３（ｅ）参照）等もオン
オフされる。尚，上記帯電器２（図３（ａ）参照）はＧ
ＮＤに設定されている。上記高圧電源６１は，上記感光
体ドラム１の画像形成領域において，例えば接地電位か
らみて８００Ｖの電圧を上記感光体ドラム１の基材１１
に印加する。一方，上記感光体ドラム１表面の電位は，
上記導電体６２により接地電位近傍に保たれている。こ
れによって，上記感光体ドラム１表面のドラム電位は，
上記感光体ドラム１の基材１１からみて負極性の７００
Ｖ程度の電位に設定されることになる。上記現像手段４
の高圧電源４３は，上記駆動モータのオン開始前，即ち
非画像形成領域では全く現像バイアスを現像ローラ４２
に印加していない。正規現像を行う装置と同様に予め逆
バイアスを印加しないのは，電位の値の小さな部分に現
像剤を付着させる従来の反転現像を行う装置とは違っ
て，本実施の形態に係る複写機では，露光を行った部分
の電位は非画像形成領域や暗電位と較べて大きくなるた
め，非画像形成領域において不必要な現像剤の飛散が生
じ難いためである。そして，上記高圧電源４３は，上記
駆動モータがオンされると，ほぼ同時に２００Ｖの電位
を上記現像バイアスとして上記現像ローラ４２に印加す
る。従って，非画像形成領域から画像形成領域に移行す
る際には，従来の反転現像を行う装置のように，電位の
切替が２つの極性にまたがることがない。このため，一
時的に現像ローラ４２が電気的浮遊状態になることが防
止され，感光体ドラム１と現像ローラ４２とを接触させ
て現像を行う接触現像方式を採用している場合でも，不
必要な現像剤の付着が防止される。また，上記高圧電源
４３により上記現像ローラ４２に２００Ｖ程度の現像バ
イアスが印加されている間（暗電位の部分）は，上記現
像ローラ４表面に付着している負極性のトナーは，上記
接地電位近傍のドラム電位から受ける電気力よりもさら
に大きな電気的吸引力を上記現像バイアスから受けるこ
とになるため，上記現像ローラ４表面から上記感光体ド
ラム１表面にトナーは移行しない。また，現像ローラ４
には負極性のトナーのみならず，トナーとは逆極性に帯
電した正極性のキャリアも付着しているが，上記現像ロ
ーラ４と感光体ドラム１との間に働く電圧は２００Ｖ程
度であり，かつ磁気拘束力により，キャリアが移行する
こともほとんどない。次に，上記２００Ｖ程度の現像バ
イアスが印加されている間に，原稿の画像に対応してレ
ーザ光源３がオンオフされる。これにより，上記感光体
ドラム１表面が露光され，露光された部分のドラム電位
が接地電位近傍から７００Ｖ程度の電位に変化する。即
ち，内部電位からみた上記ドラム電位が−７００Ｖ程度
の電位から接地電位近傍までに低下する。このとき，上
記現像ローラ４表面に付着している負極性のトナーは，
上記現像バイアス（２００Ｖ）から受ける電気的吸引力
よりもさらに大きな電気的吸引力を上記ドラム電位（７
００Ｖ）から受けることになり，上記現像ローラ４表面
から上記感光体ドラム１表面の露光された部分にトナー
が付着する。また，逆極性に帯電したキャリアにとって
は，上記感光体ドラム１からの電気的反発力の方が強く
なるため感光体ドラム１にキャリアが移行することはな
い。即ち，本実施の形態に係る複写機では，十分な画質
を得るために現像バイアスとドラム電位との差を一定量
設ける場合でも，露光される部分のドラム電位が大きい
ため，現像バイアスを小さく設定することが可能とな
り，接地電位近傍の周辺にある部材に不必要に現像剤が
飛散することも防止される。このようにして，露光され
た部分に付着させられたトナーは，転写手段５により用
紙に転写される。転写手段５では，上記のように負極性
のトナーを用いた場合でも，転写時に印加されるバイア
スが正極性に設定することが可能となる。このため，オ
ゾン等の発生を抑えることが容易となる。このように，
本実施の形態に係る複写機によれば，上記導電体６２
（帯電手段）により上記感光体ドラムの表面の画像形成
領域が略接地電位に帯電され，上記高圧電源６１（内部
電位印加手段）により感光体ドラムの内部電位が接地電
位からみて正極性に設定されるため，上記感光体の表面
電位を内部電位からみて負極性に形成して反転現像が行
われるため，露光が行われた部分の電位を露光が行われ
ていない部分の電位よりも大きく設定することが可能と
なる。即ち，正規現像と同様に，現像剤を付着させる部
分の電位を現像剤を付着させない部分の電位よりも大き
く設定することができる。このため，非画像形成領域か
ら画像形成領域に移行する際にも感光体の表面電位の変
化が少なくなり，複雑な制御をすることなく，現像剤の
不必要な付着を防止することができる。また，感光体の
露光された部分のドラム電位が大きな値となるため，そ
れに対応して現像バイアスも小さな値に設定することが
でき，周辺の部材に現像剤が不必要に飛散してしまうの
を防止することができる。しかも，現像剤が付着するの
は電位の大きな部分であるから，電圧が印加されない非
画像形成領域においても不必要な現像剤の付着を防止す
るための逆バイアスを印加する必要がなくなり，非画像
形成領域から画像形成領域に移行する際に２つ極性にま
たがって電位を変化させる必要もなくなる。従って，電
位切替時に一時的に電気的な浮遊状態が生じることもな
く，感光体と現像手段が接触する接触現像方式において
も，浮遊状態における不必要な現像剤の付着を防止する
ことができる。さらに，正規現像と同様の電位設定を行
うことができるため，正規現像と反転現像のシステム共
通化を図ることができる。

【０００６】

【実施例】上記実施の形態では，本発明を複写機につい
て適用したが，これに限らず，例えばレーザプリンタや
ファクシミリ等の他の画像形成装置に適用することも可
能である。また，上記実施の形態では，負極性のトナー
を用いて反転現像を行う場合を説明したが，これに限ら
ず，正極性のトナーを用いて正極性に帯電した感光体に
反転現像を行う場合に本発明を適用することも可能であ
る。ここで，図４に正極性帯電の感光体に対して正極性
のトナーを用いた場合の上記複写機における各部の電圧
印加のタイミングを時系列的に示す。図４（ａ）乃至
（ｈ）の対応は，上記図３と同様である。図４に示すよ
うに，正極性帯電の感光体に対して正極性のトナーを用
いる場合のタイミングチャートは，上記のような負極性
帯電の感光体に対して負極性のトナーを用いる場合と電
気的に対称である。このような画像形成装置も本発明に
おける画像形成装置の一例である。また，上記実施の形
態では，感光層１１表面に接地された導電体６２を接触
させることにより上記感光体ドラム１のドラム電位が接
地電位近傍に保たれていたが，これに限らず，例えば上
記導電体６２に接地電位近傍の直流電圧を印加したり，
交流電圧を印加するようにしてもよい。さらにこれらを
組み合わせたものでもよい。さらに，上記ドラム電位は
接地電位近傍に限られるものではない。このような画像
形成装置も本発明における画像形成装置の一例である。

【０００７】

【発明の効果】以上説明した通り，上記請求項１〜７の
いずれか１項に記載の画像形成装置によれば，帯電手段
（導電体６２）により上記感光体ドラムの表面の画像形
成領域が略接地電位に帯電され，内部電位印加手段（高
圧電源６１）によって直流電圧を供給することにより，
感光体ドラムの内部電位が接地電位からみて負又は正極
性に設定されることにより，上記感光体の表面電位を内
部電位からみて正又は負極性に形成して反転現像が行わ
れるため，露光が行われた部分の電位を露光が行われて
いない部分の電位よりも大きく設定することが可能とな
る。即ち，正規現像と同様に，現像剤を付着させる部分
の電位を現像剤を付着させない部分の電位よりも大きく
設定することができる。このため，非画像形成領域から
画像形成領域に移行する際にも感光体の表面電位の変化
が少なくなり，複雑な制御をすることなく，現像剤の不
必要な付着を防止することができる。また，感光体の露
光された部分のドラム電位が大きな値となるため，それ
に対応して現像バイアスも小さな値に設定することがで
き，周辺の部材に現像剤が不必要に飛散してしまうのを
防止することができる。しかも，現像剤が付着するのは
電位の大きな部分であるから，電圧が印加されない非画
像形成領域においても不必要な現像剤の付着を防止する
ための逆バイアスを印加する必要がなくなり，非画像形
成領域から画像形成領域に移行する際に２つ極性にまた
がって電位を変化させる必要もなくなる。従って，電位
切替時に一時的に電気的な浮遊状態が生じることもな
く，感光体と現像手段が接触する接触現像方式において
も，浮遊状態における不必要な現像剤の付着を防止する
ことができる。さらに，正規現像と同様の電位設定を行
うことができるため，正規現像と反転現像のシステム共
通化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態に係る複写機の概略構
成を示す図。

【図２】 本実施の形態に係る複写機を詳細に説明する
ための図。

【図３】 負帯電負トナーの上記複写機の各部における
電圧印加のタイミングを時系列に示す図。

【図４】 正帯電正トナーの上記複写機の各部における
電圧印加のタイミングを時系列に示す図。

【図５】 従来の反転現像を行う複写機の概略構成の一
例を示す図。

【図６】 正帯電正トナーの上記従来の複写機の各部に
おける電圧印加のタイミングを時系列に示す図。

【図７】 負帯電負トナーの上記従来の複写機の各部に
おける電圧印加のタイミングを時系列に示す図。

【図８】 正帯電正トナーの正規現像を行う複写機の各
部における電圧印加のタイミングを時系列に示す図。

【図９】 負帯電負トナーの正規現像を行う複写機の各
部における電圧印加のタイミングを時系列に示す図。

【符号の説明】

１…感光体 ３…レーザ光源（露光手段） ４…現像手段 ６ １…高圧電源（内部電位印加手段） ６２…導電体（帯電手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−72879（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−356074（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−199075（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−131877（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/02 G03G 13/06 - 13/095 G03G 15/02 G03G 15/06 - 15/095

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の電位に帯電された感光体表面の画
   像形成領域を原稿画像に対応して露光する露光手段と， 上記露光手段により露光された部分に正又は負極性のト
   ナーを付着させて現像を行なう現像手段と， 直流電圧を供給することにより，接地電圧からみて正又
   は負極性の現像バイアスを上記現像手段に与える現像バ
   イアス印加手段とを具備してなる画像形成装置におい
   て， 上記感光体表面の画像形成領域を略接地電位に一様に帯
   電させる帯電手段と， 直流電圧を供給することにより，接地電位からみて負又
   は正極性の内部電位を上記感光体に与える内部電位印加
   手段を具備してなることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記内部電位印加手段が，上記感光体の
   表面電位よりも大きい上記内部電位を上記感光体に与え
   るものである請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記帯電手段が，上記感光体表面に接触
   する導電体を具備してなる請求項１又は２に記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 上記導電体に接地電位近傍の直流バイア
   スが印加されてなる請求項３に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 上記導電体に交流バイアスが印加されて
   なる請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 上記トナーが，逆極性に帯電するキャリ
   アと混合された２成分現像剤に含まれるものである請求
   項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 上記感光体と現像手段とが接触してなる
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。