JPH01195467A - 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２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−６００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離係たいためには、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６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Ｖａ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７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た場合
の現像特性の一例を示すグラフ（但し、付着量はトナー
のみ）である。第６図、第７図共に、Ｖｓ−ＶｉＯ値に
、キャリア付着又は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６図から、二成分系現
像剤を使用する場合は、−２３０Ｖ＜　（Ｖｓ−Ｖｓ）
＜ＯＶとすルノが良イコとが理解できる。

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画像を形
成しない所定領域（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
−５００Ｖに設定しているので、前記Ｖｓ−Ｖδの値が
Ｏ■以上になり、１９；ｌＸｌＸ１−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Ｖ　５−Ｖａ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０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（とも一方で、帯電電
位を絶対値で低下させる露光手段とこの露光手段を制御
する露光制御手段と、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ｊ、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。

１五皿上 この実施例で使用する感光体は、機能分離型のルミニウ
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、電荷輸送層２３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、電荷輸送層２２は重量比で等量の電荷発生物質
とバインダからなり、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９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３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光部に
第２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、レーザ光りの光源（後述する信号変換部
３６）に対してレーザ光による全の４）のバイアスを制
御するバイアス制御部ＶａＣとが接続されている。

第３図は現像器３の断面図である。

第３図において現像剤Ｑｅ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が規制される。穂立規制ブレ
ード７は剛性金属板製でスリーブ４との間に一定の間隙
を保持して搬送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
攪給ローラ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（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４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の表面上に投
射され輝線４６を形成する。４７はビーム走査開始を検
出する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、５０
ｂ、５０Ｃ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−ムＦ／による主走査と感光体１の
回転による副走査により感光体表面に潜像が形成されて
ゆく。

第５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
ＯＤ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、反転現像のた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４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で感光体１に
対して像露光を行う。先に第２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、レーザ光りによる全面露光、
現像バイアス（第３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が回転を停止する前に、レ
ーザ光による全面露光で感光体１の帯電電位を低レベル
にし、次に感光体のこの低電位レベル部分が現像器を通
過するタイミングに合わせて現像バイアスを低レベルに
する。画像形成再開時には、感光体１の回転開始時又は
若干前から感光体の回転開始後の所定時間を経過する迄
レーザ光りによる強制的な全面露光を行い、少なくとも
この強制レーザ露光部と帯電器との対向する間の感光体
領域が低電位レベルになるように強制露光する。この低
電位レベルが現像器を通過する迄現１象バイアスを低レ
ベルにする。

第１図は像形成ｌ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、Ｔ１は感光体表面の一点がレー
ザ光照射位置と現像器との間を通過するのに要する時間
、Ｔ２は同じくスコロトロン帯電器とレーザ光の照射位
置との間を通過するのに要する時間である。

画像形成開始時に、感光体回転に先立ってレーザ光によ
る全面露光を開始し、かつ、レーザ光の全面露光時間を
夫々Ｔ１、Ｔ２よりも少なくし長くとっているが、その
理由は次の通りである。

レーザ光の全面露光によって感光体の帯電電位を低レベ
ルにしても、帯電器とレーザ光の照射位置との間は、帯
電電位は高レベルにある。従って、次の画像形成時には
、この高レベル電位の領域（暗減衰によってその帯電電
位は不定になり、これを一定にする必要がある。）を像
露光前に低電位レベルにしておく必要がある。また、画
像形成の終了時には、レーザ光の全面露光によって帯電
電位が低レベルになっている領域が、少なくとも現像器
を通過してから感光体の回転を停止するようにする必要
がある。

第１図のタイミングチャートに従って、第６図に於いて
Ｖｓ−ＶＢを一２３０ｖ〜ＯＶの範囲にすることが確実
であり、キャリアやトナーが感光体に付着することがな
い。

この例では、感光体帯電電位は、低レベルを一５０Ｖに
、高レベルを一６００■にし、現像バイアスは、低レベ
ルをＯＶ１高レベルを−５００Ｖにしていて、現像器に
通過時の感光体の非画像形成部の帯電電位と現像バイア
スとの差分を一２３０Ｖ〜Ｏ■の間に保持するようにし
ている。また、上記帯電電位送スリーブ（第３図の４）
のバイアスを制御するバイアス制御部ＶａＣとによって
夫々なされる。

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。

実五Ｉ」亀 この例では、全面露光による感光体帯電電位の低下を、
像露光光源とは別に設けたイレーザランプによって行う
ようにしている。

第１１図はこの例による像形成装置の要部（記録系）の
概略正面図である。

帯電器２の近く下流側にイレーザランプＥＬが受けてあ
って、イレーザランプεＬによる全面露光によって感光
体の帯電電位を低下せしめるようにしている。前掲の第
５図には、イレーザランプＥＬを仮想線で示しである。

イレーザランプεＬの０ＮＳＯＦＦ制御は、本体制御部
ＴＣに接続する全面露光制御部ＥＬＣによってなされる
。なお、帯電器２の背後に第１１図に仮想線で示すよう
に、イレーザランプＥＬを設置し、全面露光位置を帯電
位置と同じ位置にすることもできる。その他は前記実施
例１に於けると異なるところはない。

第１０図はこの例による像形成の１サイクルのタイミン
グチャートである。

この例は、前記実施例１で全面露光に像露光光源をその
侭使用しているのに対し、全面露光を別に設けたイレー
ザランプによって行うようにして、全面露光手段を異な
らしめているだけが差異であるから、この例によって得
られる効果は、前記実施例１で奏せられる効果と異なる
ところはない。

上記の実施例１．２共に、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、実施例２に於いて、イレーザ
ランプを帯電器の背後に設けた場合は、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
ての効果が奏せられる。即ち、感光体回転終了時に上記
の制御を行うことにより、次の画像形成時に暗減衰によ
って帯電電位が低下している領域に対して高いレベルの
現像バイアスを印加することによる現像剤成分の感光体
への不所望な付着が起こらなくなる。

また、感光体回転開始時に上記の制御を行うことにより
、前回の画像形成時の非画像形成部での除電不完全によ
る上記と同様の現像剤成分の付着が起こらなくなる。

そのほか、第７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画像形成にも本発明が適
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、帯電電位を絶対値で低
下させるための露光を制御する露光制御手段と、現像バ
イアス制御手段とによって、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図は像形成装置の要部を示す内部概略正面第４図は
レーザ光学系の概略平面図、 第５図は像形成装置の内部正面図、 第６図及び第７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８図は感光体の拡大断面図、 第９図は現像剤搬送スリーブ上の現像剤の断面図、 第１０図は他の例による像形成のプロセスのタイミング
チャート、 第１１図は他の例による像形成装置の要部を示す内部概
略正面図 である。 第１２図は暗減衰による経過時間と帯電電位とのヂ関係
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２Ｃ・・・・
・・・・・グリッド ３・・・・・・・・・現像器 ４・・・・・・・・・現像剤搬送スリーブ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）ＬＣ・
・・・・・・・・露光制御部 ＶｅＣ・・・・・・・・・現像バイアス制御部ＴＣ・・
・・・・・・・本体制御部 ＥＬ・・・・・・・・・イレーザランプＥＬＣ・・・・
・・・・・全面露光制御部である。

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、帯電電位を絶
   対値で低下させる露光手段と、この露光手段を制御する
   露光制御手段と、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。