JPH01195466A - 像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、像形成装置に関し、特に電子写真法による像
形成装置に関する。

口、従来技術 電子写真法による画像形成は、第３図に示すように、回
転するドラム状感光体１に対して、帯電器２による帯電
、像露光しによる電位パターン（静電潜像）形成、現像
器３を使用して電位パターンに対応するトナー像（可視
像）の形成、除電極１６による除電、転写極１７による
記録紙Ｐへのトナー像の転写、クリーニング装置１９に
よる残留トナーのクリーニング、除電ランプ２０による
除電のステップを経て次の画像形成に備えられる。また
、記録紙Ｐは対の定着ローラ１８によってトナー像が定
着され、画像形成が終了する。

反転現像を例に挙げると、感光体は例えば−６００Ｖに
帯電し、像露光で光照射を受けた露光部は電イ亡 位の絶対値が低下（以下、単に電ｌが低下と言う。）し
、負に帯電したトナーが露光部に付着し、光照射を受け
なかった非露光部は初期の電位が略保たれていてトナー
が付着せず、これによってトナー像が形成される。非露
光部にトナーを付着させないためには、感光体の帯電電
位と現像バイアスとの差を所定の範囲内の値にする必要
がある。例えば−６００Ｖの感光体帯電電位に対して現
像バイアスは−５００Ｖに設定している。

第７図は、トナーとキャリアとからなる二成分系現像剤
を使用しての感光体帯電電位Ｖｓと現像剤搬送スリーブ
に印加する現像バイアス■６との差と感光体へのキャリ
ア及びトナーの付着量との関係（所謂現像特性）の−例
を示すグラフ、第８図は、トナー粒子相互の攪拌帯電に
よりトナーを帯電させる一成分系現像剤を使用しての第
７図と同様の関係の一例を示すグラフ（但し、付着量は
トナーのみ）である。第７図、第８図共に、Ｖｓ−Ｖａ
　Ｏ値に、キャリア付着及びトナー付着が起こらない所
定の範囲が存在することを示している。

第７図から、二成分系現像剤を使用する場合は、２３０
　Ｖ＜　（Ｖｓ−Ｖａ　）　＜ＯＶとするのが良いこと
が理解できる。

ところで、感光体１の帯電器２に対向する部分臼と現像
器３に対向する部分Ａとの間の領域は、画像形成が終了
した時点では一６００■に帯電している。次回の画像形
成を再開する時期には、感光体１のＡ、８間の領域での
帯電電位は、必ずしも−６００Ｖではなく、第１２図に
示すように、所謂暗減衰により、停止時間の経過に伴っ
て徐々に低下する。従来は、この状態の侭で画像形成を
再開していた。

感光体の回転の初期には、画像形成に先立ってな 画像を形成しＺい所定領域（非画像形成部）が帯電器を
通過してから像露光がなされるのであるが、非画像形成
部は、当然非露光部であり、感光体回転開始時点での日
、Ａ間の領域を含んでいる。従って、暗減衰によって帯
電電位が低下しているＢ、Ａ間の領域に対して、現像バ
イアスを一５ｏｏ　ｖに設定しているので、前記Ｖｓ−
ＶａＯ値がＯ■以上になり、トナーが非画像形成部に付
着してトナーの不所望な消費が増大すると共に、装置内
がこれによって汚染することになる。上記Ｂ、Ａ間の領
域の感光体帯電電位に合わせてこの領域が現像器を通過
している時、現像バイアスをこの領域の帯電電位に対応
してＶｓ−Ｖ−が所望の範囲に入るように合わせること
も考えられるが、この領域が如何なる電位レベルにある
かは解らないので、このような現像バイアスの設定は、
現像器の直前に表面電位センサを設けて測定しないこと
には困難である。

また、画像形成の終期に、帯電器のコロナ放電を停止す
る方法により感光体の帯電電位を低レベルにすることも
考えられるが、各種サイズの記録紙を使用する像形成装
置の場合、逆極性の転写極１７のコロナ放電を記録紙を
介在せずに直接放電を受ける感光体の部分が生ずる。こ
のような部分は感光体の表面が正に帯電し、有機感光体
のような負帯電のみに光感度を有する感光体では、除電
ランプでは正電位が保持される。従って、この方式で低
電位レベルを形成しようとすると、転写極の放電を直接
受けた感光体の部分は例えば＋３００ｖ程度に、上記放
電を直接には受けなかった部分は一５０Ｖ程度という不
均一な電位状態となり、不所望なトナーの付着を完全に
除去することが困難になるという問題がある。特に単極
性にのみ光感度を有する感光体では、転写極によって逆
極性に帯電した部分が除電ランプによって消去しきれな
い。

ハ８発明の目的 定な帯電電位状態を解消し、非画像形成部に対して適切
な現像バイアスを保持するようにして、現像剤成分の不
所望な消費を軽減し、かつ装置内の汚染を防止して清浄
な状態に保持する像形成装置を提供することを目的とし
ている。

二０発明の構成 本発明は、感光体、像露光手段、反転現像手段、帯電手
段及び転写手段を有する像形成装置に於いて、前記感光
体の運動停止に先立つ所定の時間内と前記感光体の運動
開始直後の所定の時間内との少なくとも一方で、帯電制
御手段と現像バイアス制御手段とによって前記感光体の
帯電電位と現像バイアス電位とを夫々絶対値で低電位レ
ベルに設定するように構成され、前記感光体の帯電電位
の低電位レベルの部分が前記現像手段を通過するとき、
前述したＶｓ−Ｖａが所定の値の範囲内に保持するよう
に前記現像バイアスを低電位レベルに制御するようにな
っていることを特徴とする像形成装置に係る。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

この実施例で使用する感光体は、機能分離型のアルミニ
ウム）のドラム状基体２１上に電荷発生層２２、電荷輸
送層２３が順次被着してなっていて、電荷発生層２２と
電荷輸送層２３とによって感光層２４が構成される。電
荷発生層２２はバインダ樹脂中に電荷発生物質の粒子が
分散してなっていて、電荷輸送層２３はバインダ樹脂中
に電荷輸送物質の粒子が分散してなっている。バインダ
樹脂は、電荷発生層２２、電荷輸送Ｊｉｉ２３共にポリ
カーボネート、電荷発生物質は、ε型Ｃｕ−フタロシア
ニンであって、電荷発生層２２は重量比で等量の電荷発
生物質とバインダとからなり、厚さは０．５μｍである
。電荷輸送物質は、ヒドラゾン系であって、電荷輸送層
２３は重量比で１：２の電荷輸送物質とバインダとから
なり、厚さは２０μｍである。

現像剤にはキャリアとトナーとからなる二成分系現像剤
を使用する。キャリアの構造は、第１１図に示すように
、フェライトからなる平均粒径８０μｍのコア材２５の
表面が、スチレン−アクリルからなるシェル２６で覆わ
れた構造であって、第４図に示す現像剤搬送スリーブ４
上で磁気ロール５の作用によってキャリアが連続して並
ぶようになり、その周囲にトナー２４が付着して現像剤
の穂が形成され、この穂が感光体表面を摺擦して露第３
図は像形成装置の要部を示す概略正面図であり、矢印方
向に回転する感光体１に対向してスコロトロン帯電器２
とその下流側９０度の角度の位置に現像器３とが配設さ
れていて、これらの中間位置でレーザ光りによって像露
光がなされるようにしである。

像形成装置を構成する各部分の作動を制御する本体制御
部ＴＣからは、帯電器２のグリッド２Ｇの電圧を制御す
るグリッド電圧制御部ＧＳＣと、現像器３の現像剤搬送
スリーブ（第４図の４）のバイアスを制御するバイアス
制御部ＶｓＣとが接続されている。図中、２Ｌは帯電器
２のシールドプレートである。

第４図は現像器３の断面図である。

第４図において現像剤Ｏｅは磁気ロール５が矢印Ｆ方向
、スリーブ４が矢印Ｇ方向に回転することにより矢印Ｇ
方向に搬送される。現像剤Ｄｅは搬送途中で穂立規制ブ
レード７によりその厚さｔされる現像剤の厚さを制御す
る。現像剤溜り６内には現像剤［）ｅの攪拌が十分に行
われるよう攪拌スクリュー１１が設けられており、現像
剤溜り６内のトナー２４が消費された時には、トナー供
給ｉ−ラ９が回転することによりトナーホッパー１０か
らトナー２４が補給される。そして、スリーブ４には、
現像バイアスを制御するバイアス制御部ＶａＣが接続さ
れている。また、スリーブ４と感光体１とは間隙ｄを隔
てて対向配列され、現像領域Ｅで現像剤が感光体１に対
し接触し、ｔ＞ｄとなっている。

図は現像スリーブ４と磁気ロール５がそれぞれ矢印Ｇ−
Ｆ方向に回転するものであることを示しているが、現像
スリーブ４が固定であっても、磁気ロール５が固定であ
っても、あるいは現像スリーブ４と磁気ロール５が同方
向に回転するようなものであってもよい。磁気ロール５
を固定とする場合は、通常、感光体１に対向する磁極の
磁束密度を他の磁極の磁束密度よりも大きくするために
、磁化を強くしたり、そこに同極或いは異極の２個の磁
極を近接させて設けたりすることが行われる。

像露光は、第５図のレーザ光学系（レーザビームスキャ
ナ）３９によって行う。

半導体レーザ４１で発生されたレーザビームは、駆動モ
ータ４２により回転されるポリゴンミラー４３により回
転走査され、ｆ−θレンズ４４を経の表面」−に投射さ
れ輝線４６を形成する。４７はビーム走査開始を検出ず
ろためのインデックスセンサで、４８．４９は倒れ角補
正用のシリンドリカルレンズである。５０ａ、５０ｂ、
５０Ｇは反射鏡でビーム走査光路及びビーム検知の光路
を形成する。

走査が開始されるとビームがインデックスセンサ４７に
よって検知され、信号によるビームの変調が図示省略し
た変調部によって開始される。変調されたビームは、帯
電器２ｊにより予め一様に帯電されている感光体１上を
走査する。レーザビし 一ムＺｌによる主走査と感光体ｌの回転による副走査に
より（・ご光体表面に潜像が形成されてゆく。

露光とすることもできる。

第６図は像形成装置の内部正面図である。

原稿台３１上に載置された原稿３２に対して、ランプ３
３からの走査反射光がスリット３４．３個のミラー３５
を経て信号変換部３６に入る。信号変換部３６には、Ｃ
ＣＤによるイメージセンサ（シアン）３７Ｃと、同じく
イメージセンサ（レッド）３７Ｒとが附属していて、原
稿３２に青又は橙色のライトペンで指定された領域に対
し、反転、トリミング、マスク、網掛は等の指定された
メニューに従って記録できるようにしである。通常のポ
ジの記録をとる場合、信号交換部３６では、原稿３２を
走査露光した反射光を受けてこれをディジタル信号に変
換すると共に、反転現像のだめの白黒の変換を行う。上
記各部分によって画像読取り系３８が構成される。反転
現像をする理由は次の通りである。一般に、原稿は白地
が広く、黒地が狭い。従って、原稿の黒地に対応する部
分に像露光光を照射するのが簡単であり、露光部に感光
体の帯電極性と同極のトナーを付着させる反転現像が好
ましい。また、一般に反転現像の方が良質な記録像が得
られる。

先に第５図で説明したレーザ光学系３９は、信号変換部
３６からの信号を入力してレーザビームして感光体１に
対して像露光を行う。先に第３図で説明した部分は記録
系６１を構成していて、前述した潜像形成、現像、転写
、分離、定着のステップを経て画像形成（複写）が遂行
される。

本例で注目すべきことは、帯電器２、現像バイアス（第
４図のスリーブ４に印加するバイアス）を以下に説明す
るように制御していることである。

画像形成が終了して感光体１が回転を停止する簡に、グ
リッド電圧を所定の時間低レベルにして感光体帯電電位
を低レベルにし、次に帯電電位の低レベル部の現像器通
過に対応して現像バイアスを低レベルにしておいてから
感光体１の回転を停止させる。画像形成再開時には、感
光体１の回転後所定時間経過してろ・ら感光体帯電電位
を高レベルにし、次に感光体の帯電電位の高電位部の通
過に対応して現像バイアスを高レベルにする。

第１図は像形成１サイクルの上記操作を示すタイミング
チャートである。図中、Ｔｃｏは感光体表面の一点が帯
電器を通過してから現像器に至る迄の時間である。

感光体回転停止前に感光体帯電電位を低レベルにし、Ｔ
ＣＤの時間が経過してから現像バイアスを低レベルにし
、次に感光体の回転が停止する。その結果、装置停止時
の第３図の８位置とＡ位置との間の感光体は低電位レベ
ルの状態にある。また、画像形成再開時には、この非画
像形成部の帯電電位は元々低レベルにあるのでｌ］ｆｆ
減衰による帯電電位の変化は一６０ＶからＯＶの範囲に
あり、前述したような装置停止時に生ずるＢ位置、Ａ位
置間の感光体の帯電電位の不定状態をなくすることがで
き、キャリアやトナーの感光体への付着という問題は起
こらないで済む。

画像形成再開時には、感光体回転開始後所定時間経過し
てから感光体帯電電位を高レベルにし、次にＴＣＩ）の
時間が経過した時点で現像バイアスを高レベルに上げて
いる。感光体回転初期は帯電電位を低レベルにし、この
帯電電位を低レベルにしておいた感光体表面の領域が現
像器を通過する間は、現像バイアスをこの帯電電位に対
応する低レベルにしておく。従って、前回の画像形成時
の非画像形成部での除電不完全によるキャリアやトナー
の感光体への付着が防止される。

この例では、感光体帯電電位は、低レベルを一２０Ｖに
、高レベルを−６００Ｖにし７、現像バイアスは、低レ
ベルをＯＶ、高レベルを一５００Ｖにしていて、常に第
７図に於けるＶｓ−ＶｓＯ値を一２３０Ｖ〜０■の間に
保持するようにしている。なお、感光体帯電電位を上記
のように設定するために、スコロトロン帯電器のグリッ
ド印加電圧は、第９図のグラフによって決定する。また
、上記帯電電位及び現像バイアスの制御は、第３図、第
４図に示したグリッド電圧制御部ＧＳＣ及びバイアス制
御部ＶＢＣによって夫々なされる。

第２図は、感光体帯電電位及び現像バイアスを低レベル
、高レベルの間で変化させる好ましい方法を示すタイミ
ングチャートの一部である。

表面電位、現像バイアスは、いずれも低レベル、高レベ
ル間の変化を７００　ｍ５ｅｃにして台形のタイミング
チャートにしている。その理由は次の通りである。

低レベル、高レベル間の変化のタイミングには誤差があ
り、この立上がり、立下がりを急激に行うと、帯電電位
の切り換えタイミングと現像ハイの ブスの切り換えタイミングとり僅かの狂いによって前述
のＶｓ−ＶｓＯ値が所望の値から太き（外れる感光体帯
電領域が僅か乍ら生していまい、この領域にキャリアや
トナーが付着することになる。

また、現像器のバイアス印加のキャパシティから、急激
なバイアス電圧の変化は負担が大きくなる。

更に、帯電器には幅があるので、感光体表面の一点が帯
電器を通過するには僅かではあるが時間を要するため、
精度の高い切り換えは困難である。

第２図のようなタイミングチャートにしておけば、上記
のタイミングのずれ又は切り換え応答性の問題があって
も、現像器でのＶｓ−Ｖｓの値が大きく変化することが
なく、キャリアやトナーの感光体への不所望な付着が起
らなくなる。

以上のように、本例によれば、現像剤成分の感光体への
不必要な付着が起こらず、従って、現像剤成分の消費が
軽減され、像形成装置内の現像剤成分による汚染が防止
される。

上記の実施例では、感光体の回転停止時と回転開始時と
の双方について、帯電電位の制御と現像バイアスの制御
とを行っているが、上記のいずれか一方の時期について
上記の制御を行っても、夫々についての前述した効果が
奏せられる。

上記の実施例のほか、第８図のような現像特性を有する
一成分系の現像剤を使用して反転現像する像形成装置に
も本発明が通用可能である。

へ０発明の詳細 な説明したように、本発明に基づく像形成装置は、感光
体の運動停止に先立つ所定の時間内及び／又は感光体の
運動開始直後の所定の時間内で、感光体の帯電電位と現
像バイアス電位とを夫々絶対値で低電位レベルに設定し
ているので、上記各時期に感光体上で像が形成されない
領域に対し、帯電電位と現像バイアス電位との差を、帯
電電位の変化に関係なく、絶対値で小さい所望の値にす
ることができる。その結果、上記領域に現像剤成分が付
着することが効果的に防止され、現像剤成分の消費が低
減し、現像剤成分による像形成装置内の汚染も防止され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１１図は本発明の実施例を示すものであって
、 第１図は像形成のプロセスのタイミングチャート、 第２図は像形成の特に好ましいプロセスの部分的なタイ
ミングチャート、 第３図は像形成装置の要部を示す内部概略正面図、 第４は現像器の断面図、 第５図はレーザ光学系の概略平面図、 第６図は像形成装置の内部正面図、 第７図及び第８図は帯電電位と現像バイアス電位との差
と現像剤成分の感光体への付着量との関係を示すグラフ
、 第９図は帯電器のグリッド電圧と感光体の帯電電位との
関係を示すグラフ、 第１０図は感光体の拡大断面図 第１１図は現像剤搬送スリーブ上の現像剤の断面図 である。 第１２図は暗減衰による経過時間と帯電電位とのＡ関係
を模式的に示すグラフである。 なお、図面に示された符号において、 １・・・・・・・・・感光体 ２・・・・・・・・・スコロトロン帯電器２Ｇ・・・・
・・・・・グリッド ３・・・・・・・・・現像器 ４・・・・・・・・・現像剤１般送スリーブ１７・・・
・・・・・・転写極 ２４・・・・・・・・・トナー ２５・・・・・・・・・キャリアのコア２６・・・・・
・・・・キャリアのシェル３８・・・・・・・・・画像
読取り系 ３９・・・・・・・・・レーザ光学系 ６１・・・・・・・・・記録系 Ｌ・・・・・・・・・像露光光（レーザビーム）ＴＣ・
・・・・・・・・本体制御部 ＧｓＣ・・・・・・・・・帯電制御部 ＶｓＣ・・・・・・・・・現像バイアス制御部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、感光体、像露光手段、反転現像手段、帯電手段及び
   転写手段を有する像形成装置に於いて、前記感光体の運
   動停止に先立つ所定の時間内と前記感光体の運動開始直
   後の所定の時間内との少なくとも一方で、帯電制御手段
   と現像バイアス制御手段とによって前記感光体の帯電電
   位と現像バイアス電位とを夫々絶対値で低電位レベルに
   設定するように構成されたことを特徴とする像形成装置
   。