JPH04338771A - 反転現像方式による画像形成装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリンタ
，複写機及びリーダプリンタ等の画像形成装置に関し、
詳しくは、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用
いて反転現像方式により感光体上の静電潜像を現像する
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、感光体上に画像情報を含む光を
照射して形成された静電潜像は、帯電された粉末状のト
ナーをそれに静電吸着させて現像される。その際、トナ
ーは鉄粉等から成るキャリアと混合され、これらを撹拌
する際に生じる摩擦帯電により、例えば、トナーは正に
、キャリアは負に、それぞれ帯電される。

【０００３】感光体の表面は帯電装置によって一様に、
例えば＋５００Ｖの電位に帯電され、この後画像情報を
含む露光を受けると、その露光を受けた部分の電位が例
えば＋１００Ｖに減衰し静電潜像が形成される。そして
、現像装置に現像バイアス電圧として＋１００Ｖと＋５
００Ｖの中間の電位、例えば＋３００Ｖの電位を与える
ことにより、＋１００Ｖに減衰した部分に正に帯電され
たトナーが静電吸着される。このような、露光を受けて
電位が減衰した部分にトナーを付着させる現像方式を反
転現像方式という。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、反転現像方
式による現像の場合には、現像装置に印加されるバイア
ス電圧と感光体表面の帯電電位及びトナーは同極性であ
り、一方、キャリアは逆極性である。従って、画像形成
動作開始時において、帯電装置のオンと同時に現像バイ
アスの印加を含む現像装置の作動を開始すると、現像装
置と対向する感光体上の未帯電部分に多量のトナーが付
着してしまう。一方、これを防止するために、感光体上
の帯電部分が現像装置と対向する位置に到達してから現
像装置の作動を開始すると、バイアス電圧が十分印加さ
れるまでの間にキャリアが感光体表面の帯電部分に引き
付けられて付着してしまう。

【０００５】画像形成動作終了時においても同様で、帯
電装置のオフと同時に現像装置の作動を停止させると、
感光体表面の現像装置と対向する帯電部分にキャリアが
付着してしまう。一方、これを防止するために、帯電装
置をオフして感光体上の帯電部分が現像装置と対向する
位置を通り過ぎてから現像装置の作動を停止すると、未
帯電部分にトナーが付着してしまう。

【０００６】このようなトナー付着はトナーを無駄に浪
費することになるので好ましくなく、一方、キャリア付
着は現像装置内のキャリアの絶対量を減らしたり、クリ
ーニングされる際に感光体表面を傷つけたりし、その結
果、帯電不良トナーの飛散や画像の乱れを引き起こす恐
れがあった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するために成
されたもので、画像形成動作開始時、及び終了時におい
て、感光体へのキャリア付着を防止しつつ、無駄なトナ
ー浪費を極力抑えた画像形成装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明における画像形成装置は、画像形成動作開始時
に、帯電装置によって帯電された感光体表面の領域が、
現像装置と対向する位置まで移動する以前に現像バイア
ス電圧を印加するバイアス制御手段と、前記位置まで移
動した以後に、現像装置による現像剤の供給を開始する
駆動制御手段とを備えたことを第１の特徴とし、画像形
成動作終了時に、非帯電領域が前記位置まで移動する以
前に、現像剤の供給を終了する駆動制御手段と、前記位
置まで移動した以後に、現像バイアス電圧の印加を終了
するバイアス制御手段とを備えたことを第２の特徴とす
る。

【０００９】

【作用】本発明によれば、画像形成動作開始時において
は現像装置と対向する位置の感光体表面が、非帯電であ
る間に現像バイアス電圧を印加し帯電領域となった後に
現像剤の供給を開始する。一方、画像形成動作終了時に
おいて、前記位置の感光体表面が、帯電領域である間に
現像剤の供給を終了し非帯電になってから現像バイアス
電圧の印加を終了する。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を、添付図面に従
って説明する。

【００１１】図１は、本発明の一実施例であるレーザビ
ームプリンタ、即ち、露光源としてレーザビームを使用
する画像形成装置を示す側面図である。レーザビームプ
リンタ本体１の略中央には感光体ドラム１０を中心に作
像ユニットが設けられており、その上部には、レーザダ
イオード２，レーザ走査用ポリゴンミラー３及びミラー
４から成る光学系が配置され、下部には、給紙ローラ５
を備えた給紙トレイ６，定着装置７，排紙トレイ８等が
それぞれ設けられている。レーザダイオード２はコンピ
ュータの画像制御部からの画像信号に基づいて図示しな
いドライブ回路を介してオン，オフ変調発光制御される
。ポリゴンミラー３は、一定の回転数で回転駆動され、
レーザダイオード２から発せられたレーザ光を感光体ド
ラム１０上に、その軸方向に沿って繰返し操作する。

【００１２】感光体ドラム１０は矢印ａ方向に回転可能
に設けられ、その周囲には、帯電チャージャ１１，現像
装置１２，転写チャージャ１３，クリーニング装置１４
，イレーサランプ１５が順次配設されている。感光体ド
ラム１０はアルミニウムからなる基板の表面に感光層を
設けたもので、この感光層は帯電チャージャ１１を通過
することにより均一に帯電される。尚、本実施例では、
感光体ドラム１０は−５５０Ｖに帯電される。ここで画
像情報を含むレーザの露光を受けると、レーザが照射さ
れた部分の電位が−１００Ｖに減衰し、これにより感光
体ドラム１０上に静電潜像が形成される。そして、この
静電潜像は現像装置１２によって現像されて感光体ドラ
ム１０の表面上でトナー像化される。このトナー像は、
給紙トレイ６から給紙ローラ５によって転写部へ給紙さ
れた複写紙Ｐ上に、転写チャージャ１３によって転写さ
れ、定着装置７へ送られて熱定着を施された後排紙トレ
イ８に排出される。転写後の感光体ドラム１０は、クリ
ーニング装置１４、イレーサランプ１５によってその表
面に残留するトナー及び電荷を除去され、次の複写動作
に備える。

【００１３】現像装置１２は絶縁性トナーと磁性キャリ
アから成る二成分現像剤を使用するもので、トナーとキ
ャリアを混合する撹拌ローラ１８と現像剤を感光体ドラ
ム１０へ供給する磁気ローラ１７とを備えている。磁気
ローラ１７は、感光体ドラム１０に対向して配設された
矢印ｃ方向に回転可能な現像スリーブ１６と、その内部
に固定して配設された複数の磁極を持つ磁石を備えてい
る。現像剤搬送ローラとしての機能を果たす現像スリー
ブ１６には、後述するように、現像バイアス電圧として
−５５０Ｖと−１００Ｖの間の電位（本実施例では−２
５０Ｖ）が印加される。また、現像装置１２は、図示し
ないトナー供給装置に連結されており、トナーとキャリ
アの非が常に一定になるようにトナーの供給を受ける。

【００１４】供給されたトナーは撹拌ローラ１８によっ
てキャリアと共に混合され、この時の撹拌によってトナ
ーは負に、キャリアは正に、それぞれ摩擦帯電し互いに
付着する。トナーの付着したキャリアは磁気ローラ１７
に供給され、現像スリーブ１６内部の磁石によって現像
スリーブ１６の表面に引き付けられ、磁石の異なる磁極
間に形成される磁力線に沿って鎖状に連なる。このよう
にして形成された現像剤の穂は、現像スリーブ１６の回
転に伴い現像スリーブ１６と感光体ドラム１０とが対向
する位置ｂへ移動する。トナーは負に帯電し、前述の現
像バイアス電圧も負（−２５０Ｖ）であるので、位置ｂ
の現像スリーブ１６上にあるトナーが、感光体ドラム１
０表面の電位減衰部分（−１００Ｖの部分）に引き寄せ
られて付着する。このようにして、感光体ドラム１０上
に形成された静電潜像の現像が行われる。

【００１５】図２は、本レーザビームプリンタ１全体を
制御する回路図である。モータ２１は感光体ドラム１０
，現像装置１２内の撹拌ローラ１８及び現像スリーブ１
６を駆動させるためのもので、現像スリーブ１６はクラ
ッチ２２によってモータ２１からの駆動伝達をオン，オ
フ制御される。高圧電源２３は感光体ドラム１０を帯電
させるために帯電装置１１に高電圧を印加するものであ
り、一方、高圧電源２４は現像装置１２内の現像スリー
ブ１６に現像バイアス電圧を印加するためのものである
。また、その他の出力にはレーザ光学系等が接続されて
いる。上記のモータ２１，クラッチ２２及び高圧電源２
３，２４は、ＣＰＵ内に内蔵されたクロック２５によっ
てその動作タイミングを制御される。

【００１６】次に、図３のタイムチャートを用いてレー
ザビームプリンタの動作タイミングを説明する。尚、図
３の横軸は時間を表す。

【００１７】まず、画像形成動作開始時の動作を説明す
る。プリント開始信号が検出される（Ｓ１）とモータ２
１が駆動を開始し、これに伴い感光体ドラム１０及び現
像装置１２内の撹拌ローラ１８が回転を始める（Ｓ２）
。尚、この時点ではクラッチ２２はまだオンされておら
ず、よって、現像スリーブ１６の回転による位置ｂでの
現像剤の供給は行われない。次に、帯電装置１１をオン
して（Ｓ３）感光体ドラム１０表面の帯電を開始し、こ
の後時間Ｔ１（ただし、Ｔ１≦Ｔ）の経過を待って現像
バイアス電圧（−２５０Ｖ）を印加する（Ｓ４）。尚、
ここで時間Ｔとは、感光体ドラム１０が帯電装置１１と
対向する位置から現像装置１２と対向する位置ｂまで回
転するのに要する時間である。また、帯電装置１１のオ
ン（Ｓ３）から時間Ｔ２（ただし、Ｔ２≧Ｔ）経過した
時点でクラッチ２２をオンし（Ｓ５）、現像スリーブ１
６の回転による現像剤の供給を開始する。 その後、レーザダイオード２から画像情報によって変調
されたレーザ光が出力される（Ｓ６）。

【００１８】次に画像形成動作終了時の動作を説明する
。レーザ画像情報の出力が終了する（Ｓ７）と、まず帯
電装置１１をオフし（Ｓ８）、この後時間Ｔ１の経過を
待って、クラッチ２２をオフすることにより現像スリー
ブ１６の回転を止め（Ｓ９）、現像剤の感光体ドラム１
０への供給を終了する。また、帯電装置１１のオフ（Ｓ
８）から時間Ｔ２の経過を待って現像バイアス電圧をオ
フし（Ｓ１０）、その後、モータ２１の駆動を止めて感
光体ドラム１０の回転を停止する（Ｓ１１）。

【００１９】上述したような画像形成動作で、まず、画
像形成動作開始時においては、感光体ドラム１０が回転
を開始した後、その帯電領域が現像スリーブ１６と対向
する位置ｂに到達しないうちに現像バイアス電圧が印加
されるので、感光体ドラム１０の表面にキャリアが付着
するのを防ぐことができる。一方、この間現像スリーブ
１６は停止状態に保たれているので感光体ドラム１１へ
の現像剤の新たな供給は無い。従って、現像スリーブ１
６表面に残存していた僅かな量のトナーは感光体ドラム
１０表面に付着するものの、それ以上の無駄なトナー付
着は起こらない。そして、現像スリーブ１６が回転し始
めて現像剤の供給が開始された時には、位置ｂには感光
体ドラム１０の既に帯電が施された領域が位置するため
、トナー付着は起こらない。画像形成動作終了時におい
ても、位置ｂに帯電領域が位置している間に現像スリー
ブ１６の回転が停止されて現像剤の供給が終了するので
、感光体ドラム１０表面の帯電が施された領域が位置ｂ
を通過し終った時、非帯電領域に現像スリーブ１６表面
に残存したトナーが僅かに付着するだけで済む。一方、
非帯電領域と対向する状態になってから現像バイアス電
圧の印加が終了するので、キャリアの付着も起こらない
。以上のようにして、キャリア付着を防止しつつ、無駄
なトナー付着をほぼ完全に防ぐことができる。

【００２０】尚、本発明における画像形成装置は本実施
例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で適宜
変更可能である。例えば、本実施例では、本発明をレー
ザビームプリンタに適用した場合について説明したが、
反転現像方式の複写機やファクシミリ等にも適用するこ
とができる。

【００２１】また、本実施例では感光体ドラム１０，現
像スリーブ１６，撹拌ローラ１８の駆動をひとつのモー
タ２１で行ない、現像スリーブ１６の駆動をクラッチ２
２により独立させているが、クラッチ２２を排し、現像
スリーブ１６を別のモータで駆動させることにより、モ
ータ２１の駆動系統と分離して制御してもよい。一方、
本実施例の現像装置には磁気ブラシ式のものを用い、現
像スリーブ１６を回転させて現像する方式にしたが、現
像スリーブを固定し、内部の磁石を磁気ローラとして回
転させる方式にしてもよい。また、本実施例では感光体
ドラム１０を用いたが、ベルト式の感光体を用いてもよ
い。

【００２２】さらに、本実施例では、画像形成動作開始
時にまず感光体ドラム１０を回転させ、次に帯電装置１
１をオンし、現像バイアス電圧を印加した後現像スリー
ブ１６の回転を始めることにしたが、各装置の画像形成
動作における動作開始順序はこれに限定されるものでは
ない。例えば、感光体ドラム１０の回転開始と同時ある
いは少し遅れて現像バイアス電圧を印加し、帯電装置１
１をオンしてから時間Ｔ経過以後に現像スリーブ１６を
回転すれば同じ作用が得られる。画像形成動作終了時に
おいても、まず現像スリーブ１６を止め、帯電装置１１
をオフしてから時間Ｔ経過以後に現像バイアス電圧をオ
フすればよい。いずれにしても、画像形成動作開始時に
おいて感光体ドラム１０や現像スリーブ１６の回転が徐
々に加速されていく点や終了時においてモータ２１がオ
フされた後も感光体ドラム１０や現像スリーブ１６が慣
性で回転する点、及び開始時，終了時における現像バイ
アス電圧がそれぞれ徐々に印加，減衰する点を考慮し、
結果的に、位置ｂが帯電していない時に現像バイアス電
圧が、一方、帯電している時に現像スリーブ１６が、そ
れぞれ画像形成動作開始時にはオンされ、終了時にはオ
フされればよい。

【００２３】加えて、本実施例では現像スリーブ１６が
回転した後に露光を開始するようにしたが、感光体ドラ
ム１０表面上の露光開始位置が位置ｂに達した時現像ス
リーブ１６が回転しているタイミングであるならば、レ
ーザ光による露光開始が現像スリーブ１６の回転前であ
っても構わない。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、反転現像方式による画像形成装置において、
画像形成動作開始時及び終了時における感光体へのキャ
リア付着を防止することができると共にトナー付着を抑
えることもできる。従って、キャリア付着による帯電不
良トナーの飛散や画像の乱れ等を防ぐことができると共
に、トナーの無駄な浪費を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の正面断面図である
。

【図２】本発明に係る画像形成装置を制御する回路図で
ある。

【図３】本発明に係る画像形成装置の動作を示すタイム
チャートである。

【符号の説明】

１０　　感光体ドラム １１　　帯電チャージャ １２　　現像装置 １６　　現像スリーブ １７　　磁気ローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　感光体上に画像情報を露光して形成さ
   れた潜像を、潜像と同極性のトナーを用いて反転現像す
   る画像形成装置において、感光体と、前記感光体を帯電
   する帯電装置と、前記帯電装置による前記感光体の帯電
   を開始する帯電制御手段と、現像バイアス電圧が印加さ
   れる現像電極を有する現像装置と、画像形成動作開始時
   において、前記帯電装置により帯電された感光体の領域
   が前記現像装置と対向する位置まで移動する以前に、現
   像バイアス電圧の印加を開始するよう制御するバイアス
   制御手段と、前記領域が前記位置まで移動した以後に、
   前記現像装置による現像剤の供給を開始するよう制御す
   る駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】　　感光体上に画像情報を露光して形成さ
   れた潜像を、潜像と同極性のトナーを用いて反転現像す
   る画像形成装置において、感光体と、前記感光体を帯電
   する帯電装置と、前記帯電装置による前記感光体の帯電
   を終了する帯電制御手段と、現像バイアス電圧が印加さ
   れる現像電極を有する現像装置と、画像形成動作終了時
   において、感光体の非帯電領域が前記現像装置と対向す
   る位置まで移動する以前に、前記現像装置による現像剤
   の供給を終了するよう制御する駆動制御手段と、前記領
   域が前記位置まで移動した以後に、前記現像バイアス電
   圧の印加を終了するよう制御するバイアス制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。