JPH06274018A

JPH06274018A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06274018A
Application number: JP5877993A
Authority: JP
Inventors: Jiro Nagata; 二郎永田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】現像ローラの汚れを防いでかぶりを防止し、常
に高品質の画像を得る。【構成】現像器１２の現像動作中、現像ローラ４１には
バイアス用電源５２からの−３００Ｖのバイアス電圧を
印加し、帯電ローラ４２と帯電ブレード４７とにはバイ
アス用電源５３からの−２００Ｖのバイアス電圧を印加
し、現像に使われない時間のクリーニングサイクルに入
ると、スイッチ５５を切換えて帯電ローラ４２と帯電ブ
レード４７とにバイアス用電源５４からの−４００Ｖの
バイアス電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば非磁性１成
分現像器を用いる電子複写機などの画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機などの画像形成装置では、感
光体ドラムに原稿に対応する潜像を形成し、この潜像に
現像器でトナーを付与することにより顕像化し、この顕
像化されたトナー像を転写装置を用いて用紙上に転写
し、この後、定着装置を用いて用紙上のトナー像を定着
するようになっている。

【０００３】例えば、図７の従来の非磁性１成分現像器
においては、トナー収納部９１に入っているトナーｔ
が、トナー攪拌器９２、金属ローラである搬送ローラ９
３、モルトプレン製の掻落しローラ９４によって順次図
７上を左方に送られ、導電ゴムで出来ている現像ローラ
９５に付着する。非磁性１成分現像器は、現像ローラ９
５に付着しているトナーｔを感光体ドラム９６上の表面
電位−８００Ｖの静電潜像に付着させて現像している。

【０００４】コーティングを施したゴムローラである現
像ローラ９５に金属製の帯電ローラ９７を接触させて互
いに同方向に回転させる。この２つのローラの接触部を
通って現像ローラ９５上に引き出されてくるトナーｔ
は、接触部で相対的に逆方向に動いている帯電ローラ９
７によって摩擦帯電される。また、帯電ブレード９８を
通って帯電ローラ９７の回転に連れられて引き出されて
くるトナーｔもあるが、これは帯電ブレード９８と帯電
ローラ９７との間を通り抜けるときに摩擦によって帯電
される。帯電ローラ９７には、トナーｔを帯電ローラ９
７から現像ローラ９５へ向かう方向にバイアス電圧が印
加される。

【０００５】図７の現像器の場合、トナーｔはプラスト
ナーで、現像ローラ９５のバイアス電圧Ｖ１の−３００
Ｖに対して、帯電ローラ９７と帯電ブレード９８とのバ
イアス電圧Ｖ２を−２００Ｖとする。こうすることによ
って現像ローラ９５上へのトナー塗布の効率が上り、画
像濃度を濃くすることができる。

【０００６】しかしながら、帯電ローラ９７が金属製、
現像ローラ９５が表面をコーティングしたゴム製、掻落
しローラ９４がスポンジ製で、現像バイアス電圧が固定
であるこのような方法においては、使用されるに従って
現像ローラ９５のローラ表面層にトナーｔが堆積して現
像ローラ９５が汚れ、かぶりのレベルが上がってしまう
という欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、使用
されるに従って現像ローラのローラ表面層にトナーが堆
積して現像ローラが汚れ、かぶりのレベルが上がって画
像の品質が低下してしまうという問題があった。そこ
で、この発明は、現像ローラの汚れを防いでかぶりを防
止し、常に高品質の画像が得られる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】この発明の画像形成装置
は、電子写真用の非磁性１成分現像器を用いた画像形成
装置において、現像剤を供給する現像剤供給体と、この
現像剤供給体上の現像剤を帯電する帯電手段と、この帯
電手段と上記現像剤供給体とにバイアス電圧を印加する
印加手段と、この印加手段から上記帯電手段に印加され
るバイアス電圧を、上記画像形成装置の画像形成動作に
応じて制御する制御手段とから構成されている。

【０００９】

【作用】現像剤を供給する現像剤供給体と、この現像剤
供給体上の現像剤を帯電する帯電手段とにバイアス電圧
を印加手段で印加し、この印加手段で上記帯電手段に印
加するバイアス電圧を、画像形成装置の画像形成動作に
応じて制御するようにしたものである。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。

【００１１】図２はこの発明の画像形成装置としての複
写機の内部構成を示すものである。すなわち、１は複写
機本体であり、この本体１の上面には原稿を支承する原
稿台（透明ガラス）２が固定されている。この原稿台２
には原稿のセット基準となる固定スケール２₁が設けら
れ、さらに、原稿台２の近傍には開閉自在の原稿カバー
１₁が設けられている。

【００１２】そして、上記原稿台２に載置された原稿
は、露光ランプ４、ミラー５、６、７からなる走査系が
原稿台２の下面に沿って矢印ａ方向に往復動することに
より、その往復時に露光走査されるようになっている。
この場合、ミラ−６、７は光路長を保持するようにミラ
−５の１／２の速度にて移動する。上記走査系の走査に
よる原稿からの反射光、つまり露光ランプ４の光照射に
よる原稿からの反射光は、上記ミラ−５、６、７によっ
て反射された後変倍用レンズブロック８を通り、更にミ
ラ−９₁、９₂、９₃によって反射されて感光体ドラム
１０に導かれ、原稿の像が感光体ドラム１０の表面に結
像されるようになっている。上記露光ランプ４、ミラー
５、６、７、変倍用レンズブロック８、ミラ−９₁、９
₂、９₃によって光学系３が構成されている。

【００１３】上記感光体ドラム１０は図示矢印ｂ方向に
回転し、先ず、帯電用帯電器１１によって表面が帯電さ
れ、しかる後、画像が露光部Ｐｈでスリット露光される
ことにより、表面に静電潜像が形成される。この静電潜
像は現像器１２によってトナーが付着されることにより
可視像化される。前記現像器１２は、複写機本体１に対
して着脱自在とされている。

【００１４】一方、用紙（画像形成媒体）は、選択され
た上段給紙カセット１３₁、あるいは下段給紙カセット
１３₂から送出ローラ１４₁、１４₂およびロ−ラ対１
５₁、１５₂によって一枚ずつ取出され、用紙案内路
１６₁、１６₂を通ってレジストローラ対１７へ案内さ
れ、このレジストローラ対１７によって転写部へ案内さ
れるようになっている。ここで、上記給紙カセット１３
₁、１３₂は、本体１の右側下端部に着脱自在に設けら
れており、図示しない操作パネルにおいていずれか一方
が選択できるようになっている。

【００１５】また、上記各給紙カセット１３₁、１３₂
は、それぞれカセットサイズ検知スイッチ３０₁、３０
₂によってカセットサイズが検知されるようになってい
る。このカセットサイズ検知スイッチ３０₁、３０₂は
サイズの異なるカセットの挿入に応じてオン−オフされ
る複数のマイクロスイッチにより構成されている。さら
に、前記給紙カセット１３₁の上面部には、手差しガイ
ド１３ａが設けられており、この手差しガイド１３ａを
介して手差し挿入された用紙は、送出ローラ１４ａによ
って前記ローラ対１５₁に導かれ、この後、給紙カセッ
ト１３₁から給紙された用紙と同様に搬送されるように
なっている。

【００１６】一方、転写部に送られた用紙は、転写用帯
電器１８の部分で感光体ドラム１０の表面と密着するこ
とにより、上記帯電器１８の作用で感光体ドラム１０上
のトナー像が転写される。この転写された用紙Ｐは、剥
離用帯電器１９の作用で感光体ドラム１０から静電的に
剥離されて搬送ベルト２０で搬送され、その終端部に設
けられた定着装置２１へ送られ、ここを通過することに
より転写像が定着される。

【００１７】そして、定着後の用紙は、送出ローラ対２
２によって本体１外のトレイ２５に排出されるようにな
っている。また、転写後の感光体ドラム１０は、クリー
ナ２６で表面の残留トナーが除去され、さらに除電ラン
プ２７によって残像が消去されることにより、初期状態
に戻るようになっている。

【００１８】なお、２９は本体１内の温度上昇を防止す
るための冷却ファンである。また、前記露光ランプ４、
ミラー５は第１キャリッジ３１₁に設けられ、ミラー
６、７は第２キャリッジ３１₂に設けられ、ミラー
９₁、９₂は第３キャリッジ３１₃に設けられている。

【００１９】現像器１２は、図１に示すように構成され
ている。すなわち、コーティングを施したゴムローラで
ある現像ローラ４１、金属製の帯電ローラ４２、現像ロ
ーラ４１を１周してきたトナーを掻落とすモルトプレイ
ン製の掻落しローラ４３、金属ローラである搬送ローラ
４４、トナーｔを収納するトナー収納部４５、トナー収
納部４５内でトナーｔを攪拌するトナー攪拌器４６、帯
電ローラ４２に接触する帯電ブレード４７、帯電ブレー
ド４７が取付けられる帯電ブレードホルダ４８、帯電ブ
レードホルダ４８を支持して回転軸となるホルダ支持軸
４９、支点（軸）５０を中心にして回転される偏心カム
５１、現像ローラ４１のバイアス用電源５２、帯電ロー
ラ４２と帯電ブレード４７とのバイアス用電源５３，５
４、およびバイアス用電源５３，５４とを切換えるスイ
ッチ５５によって構成されている。

【００２０】現像ローラ９５には、バイアス用電源５２
により−３００Ｖのバイアス電圧が印加されている。ま
た、帯電ローラ４２と帯電ブレード４７とには、スイッ
チ５５の切換えによって、バイアス用電源５３側の場合
は−２００Ｖのバイアス電圧が印加され、バイアス用電
源５４側の場合は−４００Ｖのバイアス電圧が印加され
るようになっている。このような構成において、図３に
示すタイムチャートを参照して動作を説明する。

【００２１】本実施例では、図１に示すように帯電ロー
ラ４２のバイアス電圧（バイアス用電源５３，５４）を
２種類設け、現像器１２が現象に使用されていないタイ
ミング時に、現像ローラ４１に付着しているトナーｔが
帯電ローラ４２に向かう方向の電界になるように、帯電
ローラ４２のバイアス電圧をスイッチ５５により切換え
る。このように現像ローラ４１上の汚れトナーｔが帯電
ローラ４２に向かうことにより、現像ローラ４１のクリ
ーニングをすることができる。

【００２２】複写機本体１における現像の時間は、帯電
チャージャーオンの時間より０．７秒遅れた時間、即ち
図示しないコピースイッチを押してから２．５秒から
４．３秒の間である。このほかの時間は現像には使われ
ていないので、図示しない出口スイッチオンのタイミン
グ、即ち図示しないコピーボタンを押してから５．４秒
から７．１秒の間を用いてクリーニングサイクルとする
ことができる。

【００２３】従って通常の現像動作中、現像ローラ４１
にはバイアス用電源５２からの−３００Ｖのバイアス電
圧が印加され、帯電ローラ４２と帯電ブレード４７とに
はバイアス用電源５３からの−２００Ｖのバイアス電圧
が印加されている。

【００２４】クリーニングサイクルに入ると図示しない
ＣＰＵはスイッチ５５を切換えて、帯電ローラ４２と帯
電ブレード４７とにバイアス用電源５４からの−４００
Ｖのバイアス電圧を印加する。このように現像ローラ４
１に対する帯電ローラ４２の相対的なバイアス電圧を逆
にすることによって現像ローラ４１上の汚れトナーｔが
クリーニングされる。

【００２５】現像ローラ４１に付着する汚れトナーｔ
は、帯電量の異常に高いトナーｔであり、現像プロセス
で働くことができないトナーｔである。上述したように
現像ローラ４１と帯電ローラ４２のバイアス電圧を逆転
することによるクリーニング作用は、比較的早く進むの
で現像時間とクリーニング時間を同じにとる必要はな
い。

【００２６】実際の回路構成においては、帯電ローラ４
２のバイアス電圧の切換えを高圧部で行うとスパーク等
の障害が起こりやすいので、高圧トランスの入力側の基
準電圧を切換えることによって行う。

【００２７】図４は、高圧トランスの入力側の基準電圧
を切換える回路構成を示すもので、電源６１、入力スイ
ッチ６２、ダイオード６３、トランジスタ６４、抵抗Ｒ
１，Ｒ２，Ｒ３とから構成されている。すなわち、入力
スイッチ６２のオン、オフにより、出力である基準電圧
を切換えることができる。この際、帯電ローラ４２と帯
電ブレード４７への出力電圧−４００Ｖと−２００Ｖと
の２種類の電圧を基準電圧の変化に対応して安定的に発
生させる図示しないトランスが必要である。

【００２８】図５は、帯電ローラ４２と帯電ブレード４
７への出力電圧−４００Ｖと−２００Ｖとの２種類の電
圧出力の回路構成を示すもので、ツェナーダイオードＺ
Ｄ１，ＺＤ２、抵抗Ｒ，Ｒｆ、現像ローラ４１のバイア
ス用電源Ｅｄ、帯電ローラ４２と帯電ブレード４７との
バイアス用電源Ｅｃ、およびバイアス電圧の切換え用の
スイッチＳとから構成されている。

【００２９】すなわち、ツェナーダイオードＺＤ１、Ｚ
Ｄ２が逆向きで直列に接続されていて、帯電ローラ４２
と帯電ブレード４７とのバイアス用電源Ｅｃが１つで、
この電源ＥｃをスイッチＳでオン、オフさせるだけであ
る。この場合のスイッチＳも、もちろん、トランスの入
力側で切換えることができる。例えば、バイアス用電源
Ｅｄが−３００Ｖ、バイアス用電源Ｅｃが−６００Ｖ、
ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２が１００Ｖのツェナ
ーダイオードとする。

【００３０】バイアス用電源ＥｃがスイッチＳによりオ
フの場合、抵抗Ｒ，Ｒｆを通って流れる電流により、ツ
ェナーダイオードＺＤ１で帯電ローラ４２と帯電ブレー
ド４７とに現像ローラ４１に対して＋１００Ｖのバイア
ス電圧、すなわち、現像ローラ４１のバイアス電圧が−
３００Ｖならば帯電ローラ４２と帯電ブレード４７とに
−２００Ｖのバイアス電圧が印加される。

【００３１】また、バイアス用電源ＥｃがスイッチＳに
よりオンの場合、抵抗Ｒを通って流れる電流により、ツ
ェナーダイオードＺＤ２で帯電ローラ４２と帯電ブレー
ド４７とに現像ローラ４１に対して−１００Ｖのバイア
ス電圧、すなわち、現像ローラ４１のバイアス電圧が−
３００Ｖならば帯電ローラ４２と帯電ブレード４７とに
−４００Ｖのバイアス電圧が印加される。

【００３２】なお、現像ローラ４１と帯電ローラ４２
（および帯電ブレード４７）との間のバイアス電圧をど
の程度にすれば適当であるかは、現像ローラ４１と帯電
ローラ４２（および帯電ブレード４７）との間で現像が
行われていると考えれば良い。従って、現像ローラ４１
と感光体ドラム１０とのバイアス電圧を測定し、その時
のトナーｔの移動量、即ち画像濃度ＩＤから推測するこ
とができる。

【００３３】図６は、現像器１２の現像特性の例で、感
光体ドラム１０の表面電位をＶ₀、現像ローラ４１のバ
イアス電圧をＶd として、バイアス電圧をＶ₀−Ｖd と
した場合の画像濃度ＩＤを示したものである。

【００３４】バイアス電圧Ｖ₀−Ｖd が「０」の場合に
は、全トナーｔの約半分が感光体ドラム１０に与えら
れ、バイアス電圧Ｖ₀−Ｖd が「３００」の場合には、
全てのトナーｔが感光体ドラム１０に移って画像濃度を
２倍にすることができる。

【００３５】図６の現像特性から現像ローラ４１と帯電
ローラ４２との間に、トナーｔが現像ローラ４１に動く
方向に３００Ｖのバイアス電圧を印加すれば、全てのト
ナーｔが現像ローラ４１に移り、逆に、現像ローラ４１
上のトナーｔをはぎとるには、トナーｔが現像ローラ４
１から帯電ローラ４２へ移る方向に３００Ｖのバイアス
電圧を印加すれば良い。

【００３６】実際には、無制限にバイアス電圧を印加し
た場合、導電性の現像ローラ４１ではリーク（絶縁破
壊）が起こる可能性があり、このことからバイアス電圧
はなるべく低い方が良い。

【００３７】また、高抵抗の現像ローラ４１を用いた場
合、帯電ローラ４２のバイアス電圧も現像特性に影響を
与えてしまう。例えば、現像ローラ４１のバイアス電圧
を３００Ｖで、帯電ローラ４２のバイアス電圧を０Ｖに
して印加するとかぶりが発生する。

【００３８】従って、現像ローラ４１と帯電ローラ４２
との間のバイアス電圧は上記により０Ｖ〜３００Ｖの範
囲内であるが、本実施例においてはこのバイアス電圧を
１００Ｖとしている。

【００３９】以上説明したように上記実施例によれば、
現像器の帯電ローラのバイアス電圧を時間的に切換える
という方法で、現像ローラの汚れを防ぎ、汚れに応じて
増加するかぶりを防止することによって、常に高品質の
画像の得られる現像器とすることができる。

【００４０】なお、金属の回収ローラを別に設け、トナ
ーを回収する方向にバイアス電圧を印加する複写機が開
発されているが、本発明ではこのように別にローラを設
ける必要がなく、しかも、回収されたトナーが帯電ブレ
ードで掻き落とされて他のトナーと混じるので、トナー
の異常帯電状態を早く復帰させることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
現像ローラの汚れを防いでかぶりを防止し、常に高品質
の画像が得られる画像形成装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における現像器の構成を概
略的に示す断面図。

【図２】この発明の実施例における複写機の全体の構成
を示す断面図。

【図３】バイアス電圧の切換えのタイミングを示すタイ
ムチャート。

【図４】高圧トランスの入力側の基準電圧を切換える回
路構成を示す図。

【図５】バイアス電圧を切換える回路構成を示す図。

【図６】現像器の現像特性を示す図。

【図７】従来の現像器を説明するための図。

【符号の説明】

１２…現像器４１，９５…現像ローラ４２，９７…帯電ローラ４３，９４…掻落しローラ４４，９３…搬送ローラ４７，９８…帯電ブレード５５…スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真用の非磁性１成分現像器を用い
た画像形成装置において、現像剤を供給する現像剤供給体と、この現像剤供給体上の現像剤を帯電する帯電手段と、この帯電手段と上記現像剤供給体とにバイアス電圧を印
加する印加手段と、この印加手段から上記帯電手段に印加されるバイアス電
圧を、上記画像形成装置の画像形成動作に応じて制御す
る制御手段と、を具備したことを特徴とする画像形成装置。