JPH02284172A - 画像形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、帯電された感光体上に露光して潜像を形成す
る画像形成装置、特に、感光体の露光部に現像剤を付着
させて、画像を形成する画像形成装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、画像情報をレーザー発振器等からの光として帯電
した感光体に照射し、現像する画像形成装置が提案され
ている。これらの多くは像形成部を露光するので露光に
より感光体表面の電位が低下したところにトナー像を形
成している。そのために、感光体と同極性に帯電したト
ナーを有する現像装置に、感光体と同極性のバイアス電
圧を印加することによって画像部にトナーを付着させて
像を形成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記したような画像形成装置において二
成分系の現像剤を用いた現像装置を使用した場合には、
次のような問題点があった。

第１３図は感光体と現像装置が対向する位置での感光体
表面の帯電電位（実線）と現像バイアス電圧（破線）の
経時変化を示したものであり、トナーを負に帯電させ、
感光体表面の帯電極性およびバイアス電圧の極性とも負
にした時を例にとって示しである。感光体表面の帯電電
位は、帯電装置の立ち上がりに加え、円筒型の感光体が
移動しながら帯電するのでバイアス電圧より立ち上がり
は緩やかになっている。

第１３図（Ｃ）に示すように感光体表面が帯電すると同
時に現像バイアスを印加できれば、感光体と現像装置の
間にほとんど電位差は生じず、従ってトナーもキャリア
粒子も現像装置から離脱することはない。しかしながら
、感光体表面の帯電電位の立ち上がり時間は常に一定に
ならず、また感光体の回転速度の差などの要因によって
感光体が帯電装置によって帯電されてから現像に達する
時間を厳密に制御することは事実上困難である。

第１３図（ａ）に示すようにバイアス電圧の印加タイミ
ングが感光体の帯電領域の接近より早くなれば、現像装
置には負の電位が印加され感光体表面はほぼ０■なので
負に帯電したトナーが感光体側に移動する。感光体表面
がある程度の電位になり電位差が小さくなるまでトナー
の移動は続くことになる（第１３図Ａ領域）、そのため
に、像形成には不要な無駄なトナーが消費されることに
なり、感光体に付着したトナーは画像形成装置内で飛散
したり、クリーニング不良の原因にもなっていた。

一方、第１３図（ｂ）に示すように、バイアス電圧の印
加タイミングが感光体の帯電領域の接近より遅くなれば
、現像装置はほぼＯ■で感光体表面が負に帯電している
ので、正を帯びているキャリア粒子が負電荷に引かれて
感光体表面に付着する。通常、キャリア粒子は、鉄粉等
から成っておりトナーを充分に帯電するために現像装置
内にスタート剤として投入するものである。従ってキャ
リア粒子が感光体に付着するなどして現像装置から減少
すれば、現像装置内のトナーを適正に帯電させることが
できないばかりか、感光体に傷をつけたり、クリーニン
グ装置を損傷する等多くの問題点があった。

従って、本発明の目的は上記問題点を解決し、トナーを
不必要に消費することやキャリア粒子が飛散することを
防止する画像形成装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段及び作用〕本発明によれ
ば、トナーを感光体の帯電極性と同極性に帯電させる二
成分系現像剤を保持する現像装置を備えた画像形成装置
において、帯電装置に印加する帯電電圧を変化させる、
または感光体の帯電開始部分と帯電終了部分に像露光用
光源より光照射し照射する光量を変化させる、または感
光体の帯電開始部分と帯電終了部分に像露光用光源の点
灯時間間隔を変化させる、または感光体の帯電開始部分
と帯電終了部分に光照射する除電装置を帯電装置の後方
でかつ現像装置の前方に設けたことを特徴としており、
これによって、感光体表面の帯電立ち上がりおよび立ち
下がりを緩やかに行って、バイアス電圧印加のタイミン
グのズレが生じても、トナーおよびキャリア粒子が感光
体に付着することを防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る画像形成装置の模式
図である。感光体ドラム１の周辺には感光体ｌをたとえ
ば負に帯電する帯電装置２、帯電した感光体１に光像を
照射する露光装置３、感光体１にトナーを供給する現像
装置４、現像された可視像を転写紙に転写するための転
写用帯電装置５と感光体表面に残量したトナーを除去す
るためのクリーニング装置６、および感光体表面に残留
した電荷を除去する除電装置９が設けられている。

現像装置４は内部に磁石を配した現像ローラ４１と攪拌
ローラ４２を有し、鉄粉キャリア粒子とトナーを混合攪
拌して、トナーを負に帯電させている。トナーの消費に
伴ってトナー補給層４３からトナーが補給される。現像
装置４の現像ローラ４１にはバイアス電圧印加手段８が
設けられている。

また、帯電装置２は帯電電圧を変化させる制御回路２１
を有している。

上記実施例の画像形成装置の作動が開始すると、感光体
１が矢印ａの方向に一定速度で回転する。

例えば感光体１が帯電装置２に対向する位置から現像装
置４に対向する位置に達するまでの時間が０．５秒にな
るように設定されている。感光体が定速で回転するよう
になると、スイッチ２２が閉じて帯電電圧が印加される
と同時に帯電電圧制御装置２１が作動して帯電装置２に
印加する帯電電圧を徐々に上げる。例えば、第２図のタ
イムチャートに示すように電圧を印加し始めてから像形
成時と同電位になるまで０．３秒をかけて徐々に電圧を
かけると感光体の表面電位は第３図に示すように０．３
秒かけて徐々に立ち上がる。

感光体１の表面電位の立ち上がり始める点Ａが現像装置
４に対向する位置に到達するまで０．５秒かかるので、
現像バイアス電圧印加手段は帯電装置に電圧を印加し始
めてから０．６５秒後にバイアス電圧印加手段８を作動
させると、第３図に点Ｂと示すように感光体の表面が充
分帯電していないトキにバイアス電圧を印加することに
なる。

感光体表面の電位が低ければ、現像装置にバイアス電圧
が印加されていないときにも感光体と現像装置の電位差
が小さいので、正を帯びているキャリア粒子がほとんど
付着しない。また、現像装置にバイアス電圧を印加して
も現像装置と感光体の電位差が小さいのでトナーもほと
んど感光体に付着しない。

感光体の回転速度のズレによる誤差はドラムが１回転に
要する時間を約２秒とするとせいぜい０゜０２秒程度で
ある。従来では、この差によって感光体が帯電していな
いときや、感光体がキャリア粒子を引きつけるのに充分
な程帯電してからバイアス電圧を印加することがあった
が、本発明によれば回転速度の差によって第３図の点Ｂ
より前後に０．０２秒ずれたとしても現像バイアスを印
加時に感光体表面はいずれも低い電位に帯電しているの
でトナーもキャリア粒子も飛散することが防止できる。

次に像形成の露光が開始する。このとき帯電電圧は充分
に印加され、バイアス電圧も印加されているので、露光
されない部分はトナーもキャリア粒子も感光体に付着せ
ず、像露光によって感光体表面の電位が下がったところ
にトナーが付着して可視像が形成される。像形成が終了
した時は、帯電電圧制御装置２１を作動させて、立ち上
がり時とは逆に０．３秒の間に徐々に帯電電圧を減少さ
せ、帯電電圧制御装置２１を作動させてから０゜６５秒
後に現像バイアス電圧の印加を停止して０電位にする。

現像バイアス電圧を停止する前も後も感光体表面に低い
電圧が印加されているので現像装置との間に大きな電位
差が生じないのでトナーとキャリア粒子の飛散を防止す
ることができる。

第４図に他の実施例を示す。

第４図の画像形成装置は第１図の画像形成装置と同様の
構成で帯電電圧制御回路２１の代わりに露光光源の印加
電圧制御装置３１と現像バイアス印加電圧制御装置８１
を有している。

第４図に示す画像形成装置の作動が開始すると感光体１
が矢印ａの方向に一定速度で回転する。

例えば感光体１が帯電装置２に対向する位置がら露光装
置３に対向する位置に達するまでの時間が０．２秒、露
光装置３に対向する位置から現像装置４に対向する位置
に達するまでの時間が０．　３秒になるように設定され
ている。感光体が定速で回転するようになると、帯電電
圧が印加される。

第５図のタイムチャートに示すように、帯電電圧が印加
されてから０．２秒後にスイッチ３３を露光電圧制御装
置側に接続し、スイッチ３２を閉じて光源に電圧を印加
すると同時に露光電圧制御装置３１を作動させ、０．３
秒の間に露光光量が徐々に減少するように制御する。露
光量が大きい時には感光体表面の電荷が除去されてほぼ
Ｏ■になるが露光量が小さくなるにしたがって残留する
電位が高くなる。従って第６図に示すように表面電位が
０．　３秒の間に徐々に高くなる。

感光体１の表面電位の立ち上がり始める点Ａが現像装置
４に対向する位置に達するまで０．３秒かかる。本実施
例では感光体表面の電位が立ち上がり始める点が現像装
置に対向する位置に到達した時にバイアス電圧印加装置
８を作動させると同時にバイアス電圧印加装置８１を作
動させ、０゜３秒間にバイアス電圧を徐々に上がるよう
にするバイアス電圧は第６図に示すように表面電位とほ
ぼ同様に上がるので、電位差が生じずトナーキャリア粒
子とも感光体に付着することはない。

感光体の回転速度によるずれが生じても、感光体と現像
装置の間に電位差が生しることはほとんどないので、ト
ナー、キャリアとも飛散するおそれがほとんどない。

像形成終了後、露光電圧制御装置３１を作動させて立ち
上がりとは逆に０．３秒の間に徐々に印加電圧を増加さ
せ感光体の表面電位を徐々に減少させて、露光電圧制御
装置３１を作動させてから０．３秒後に現像バイアス制
御装置を作動させて０．３秒の間に徐々に印加電圧を減
少させるので、立ち上がり時と同様にトナーおよびキャ
リア粒子が飛散するおそれがほとんどない。

第７図に他の実施例を示す。

第７図の画像形成装置は第１図の画像形成装置と同様の
構成で帯電電圧制御回路２１の代わりに露光光源のレー
ザー点灯時間制御装置３４を有し、露光装置３としてレ
ーザー発振器を有している。

第７図に他の実施例を示す。

第７図に示す画像形成装置の作動が開始すると感光体１
が矢印ａの方向に一定速度で回転する。

例えば感光体１が帯電装置２に対向する位置から露光装
置３に対向する位置に達するまでの時間が０．２秒、露
光装置３に対向する位置から現像装置４に対向する位置
に達するまでの時間が０．３秒になるように設定されて
いる。感光体が定速で回転するようになると、帯電電圧
が印加される。

第８図のタイムチャートに示すように、帯電電圧が印加
されてから０．２秒後にレーザー点灯時間制御装置３４
が作動される。すなわち、制御回路３５によりレーザー
リモート３６を操作してレーザーの点灯時間間隔を０６
３秒の間に徐々に減少させる。レーザーの点灯時間間隔
が長い時には感光体表面の電荷が除去されてほぼＯ■に
なるが点灯時間間隔が短くなるにしたがってみかけ上の
残留電位が高くなる。従って第９図に示すように表面電
位が０．３秒の間に徐々に高（なる。

感光体ｌの表面電位の立ち上がり始める点Ａが現像装置
４に対向する位置に到達するまで０．３秒かかるので、
現像バイアス電圧印加手段はレーザー点灯時間制御手段
が作動し始めてから０．　４５秒後にバイアス電圧印加
手段８を作動させると、第９図に示すように感光体の表
面が充分帯電していないときにバイアス電圧を印加する
ことになる。

従って感光体と現像装置の間にほとんど電位差が生じな
いので、トナー及びキャリア粒子が感光体に付着するこ
とはほとんどない。また感光体の回転速度にずれが生じ
ても、感光体と現像装置の間の電位差が小さいので、ト
ナー、キャリアとも飛散することはほとんどない。

像形成終了後、レーザー点灯時間制御装置３４を作動さ
せて立ち上がりとは逆に０．３秒の間に徐々に点灯時間
間隔を長くして感光体の表面電位を徐々に減少させて、
露光電圧制御装置３１を作動させてから０．４５秒後に
現像バイアス電圧印加手段８を停止するので、立ち上が
り時と同様にトナーおよびキャリア粒子が飛散すること
はほとんどない。

第１Ｏ図に他の実施例を示す。

第１０図の画像形成装置は第１図の画像形成装置と同様
の構成で帯電電圧制御回路２１の代わりに除電装置１０
０を有している。

第１０図に示す画像形成装置の作動が開始すると感光体
１が矢印ａの方向に一定速度で回転する。

例えば感光体１が帯電装置２に対向する位置から露光装
置３に対向する位置に達するまでの時間が０．２秒、露
光装置３に対向する位置から除電装置ｌＯＯに対向する
位置に達するまでの時間が０゜１秒、除電袋Ｗ１００に
対向する位置から現像装置４に対向する位置に達するま
での時間が０．２秒になるように設定されている。感光
体が定速で回転するようになると、帯電電圧が印加され
る。

第１１図のタイムチャートに示すように、帯電電圧が印
加されてから０．３秒後に除電装置１００を作動させる
。除電装置１００による露光は、感光体に帯電した表面
電位をある一定の電位（■。

）に減少させる程の光量と露光時間で行われる。

すなわち、帯電した感光体が現像装置に対向する位置に
到達した時に、現像バイアス電圧を印加していなくても
、キャリア粒子が引きつけられることがなく、また現像
バイアス電圧が印加されたとしてもトナーが飛散しない
程度の表面電位（■。

）に減少させるように光量と露光時間をあらかじめ設定
する。従って第１２図に示すように０．　３秒の間に表
面電位は一定の値を示す。

感光体１の表面電位の立ち上がり始める点Ａが、除電装
置１００による光照射されてから現像装置４に対向する
位置に到達するまで０．２秒かかるので、現像バイアス
電圧印加手段は除電装置１００が作動し始めてから０．
３５秒後にバイアス電圧印加手段８を作動させると、第
１２図に示すように感光体の表面電位がＶ、の時に現像
バイアス電圧を印加することになる。従ってこの時、現
像バイアスを印加しなくてもキャリア粒子は感光体に付
着せず、また現像バイアス電圧を印加してもトナーが付
着することもない、また感光体の回転速度にずれが生じ
ても、感光体と現像装置の間の電位差が小さいので、ト
ナー、キャリアとも飛散することはほとんどない。

像形成終了後、０．３秒の間除電装置１００を作動させ
て感光体の表面電位をｖａに減少させ、除電装置１００
を作動させてから、０．３５秒後に現像バイアス電圧印
加手段８を停止するので、立ち上がり時と同様にトナー
およびキャリア粒子が飛散することはほとんどない。

〔発明の効果〕

本発明は以上の構成からなり、バイアス電圧印加手段を
作動させる時に、感光体が充分に帯電しない状態で現像
装置に対向した時に現像バイアス電圧を印加するので、
トナーとキャリア粒子が飛散することを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の実施例を示す模式図、
第２図は第１図の画像形成装置の動作を示すタイムチャ
ート、第３図は第１図の画像形成装置の感光体表面電位
を示す図である。 第４図は本発明の画像形成装置の他の実施例を示す模式
図、第５図は第４図の画像形成装置の動作を示すタイム
チャート、第６図は第４図の画像形成装置の感光体表面
電位を示す図である。 第７図は本発明の画像形成装置の他の実施例を示す模式
図、第８図は第７図の画像形成装置の動作を示すタイム
チャート、第９図は第７図の画像形成装置の感光体表面
電位を示す図である。 第１０図は本発明の画像形成装置の他の実施例を示す模
式図、第１１図は第１０図の画像形成装置の動作を示す
タイムチャート、第１２図は第１０図の画像形成装置の
感光体表面電位を示す図である。 第１３図は従来の画像形成装置による現像位置の感光体
の表面電位と現像バイアス電位を示した図である。 図中、引照数字はそれぞれ次の内容を表す。 １−感光体、２−帯電装置、３露光装置、２１−・・帯
電電圧制御装置、 ３１−露光電圧制御装置、 ３４−・−・点灯時間制御装置、 ８−現像バイアス印加装置、 ８１−・−現像バイアス電圧制御装置、００・−除電装
置。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーを感光体の帯電極性と同極性に帯電させる
   二成分系現像剤を保持する現像装置を備えた画像形成装
   置において、 帯電装置に印加する帯電電圧を変化させることにより、
   感光体表面電位の立上がり及び立下がり時間を制御する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. （２）トナーを感光体の帯電極性と同極性に帯電させる
   二成分系現像剤を保持する現像装置を備えた画像形成装
   置において、 感光体の帯電開始部分と帯電終了部分に像露光用光源で
   光照射し、照射する光量を変化させることにより、感光
   体表面電位の立上がり及び立下がり時間を制御すること
   を特徴とする画像形成装置。
3. （３）トナーを感光体の帯電極性と同極性に帯電させる
   二成分系現像剤を保持する現像装置を備えた画像形成装
   置において、 感光体の帯電開始部分と帯電終了部分に像露光用光源で
   光照射し、該像露光用光源の点灯時間間隔を変化させる
   ことにより感光体表面電位の立上がり及び立下がり時間
   を制御することを特徴とする画像形成装置。
4. （４）トナーを感光体の帯電極性と同極性に帯電させる
   二成分系現像剤を保持する現像装置を備えた画像形成装
   置において、 帯電装置の後方でかつ現像装置の前方に除電装置を有し
   、該除電装置から感光体の帯電開始部分と帯電終了部分
   に、光照射することにより感光体表面電位の立上がり及
   び立下がり時間を制御することを特徴とする画像形成装
   置。
5. （５）バイアス電圧が徐々に変化するように制御する制
   御回路を有することを特徴とする特許請求の範囲第１乃
   至４項記載の画像形成装置。