JPH0667518A - 現像バイアス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーによる静電電子写真プロセス内の汚れ
および画像への悪影響をなくし、且つコピースピードを
あげる。 【構成】 静電帯電された感光体ドラム１１にミラー４
を介してレーザ光Ｌを露光する露光位置と現像装置１２
との間に感光体ドラム１１の電位を検出する表面電位検
出装置１８を配設し、電位測定ユニット１９で測定す
る。測定した電圧値を現像バイアス電位決定回路２０に
より複数段階の区分を決定し、測定された感光体ドラム
１１の電圧に対応した現像バイアス電圧を現像バイアス
切換回路２１で切換えて、この電圧を時間ｔを遅らせて
現像バイアス供給回路２２から現像ローラ１７に印加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、現像バイアス制御装置に関し、
より詳細には、電子写真プロセスを用いて画像を出力す
る画像出力装置における現像装置のバイアス電圧制御装
置に関する。

【０００２】図４は、従来のレーザプリンタ装置を説明
するための図で、図中、３１はモータ、３２は回転多面
鏡、３３はｆθレンズ、３４はミラー、３５は帯電器、
３６は除電ランプ、３７はクリーニング装置、３８は用
紙スタッカ、３９は定着装置、４０は転写器、４１は感
光体ドラム、４２は現像装置、４３は給紙装置、４４は
用紙カセット、４５はインターロックＳＷ、４６はイン
ターロックＳＷ動作部材、４７は現像ローラ、Ａは上部
構造体、Ｂは上部構造体回転支点である。

【０００３】以上の構成によるレーザプリンタ装置の動
作を以下に説明する。まず、レーザ光発生部（図示せ
ず）より発射されたレーザ光が、モータ３１により回転
している回転多面鏡３２により走査され、走査光はｆθ
レンズ３３及びミラー３４を介して感光体ドラム４１に
結像する。このとき感光体ドラム４１は帯電器３５によ
り静電帯電されている。例えば、感光体ドラム４１がＯ
ＰＣ（Orgnic Photo Conductor：有機感光体）の場合は
通常マイナス（−）７００Ｖ程度に帯電している。以下
の機器動作は、通常の電子写真プロセスを用いる画像出
力装置と同様に感光体ドラム４１の形成された静電潜像
をトナー現像しトナー像を用紙に転写し定着する。

【０００４】通常、電子写真プロセスの現像方式には、
Ｐ／Ｐ（正現像）方式と、Ｎ／Ｐ（反転現像）方式とが
ある。Ｐ／Ｐ方式は、潜像電荷と逆極性帯電のトナーに
よる吸引力でトナーを付着させる方式で、例えば、感光
体ドラム４１の材質がＯＰＣの場合、レーザ光が感光体
ドラム４１上に露光すると、レーザ光が当った部分の電
位が下り（−３０〜−１００Ｖ程度）、電位の下った部
分は現像されず電位の高い場所（−７００Ｖ程度）が現
像される。また、Ｎ／Ｐ方式は、同極性帯電トナーによ
る反発で非帯電部にトナーを付着させるもので、レーザ
光が当った場所が現像される。

【０００５】特に、Ｎ／Ｐ方式の現像方式においては、
転写器３５の電位がプラス電位であるから、転写器３５
が作動して用紙に転写を行っている間に感光体ドラム４
１の表面にプラス電荷が帯電する。しかし、プラス電荷
は除電ランプの照射を受けても光除電されないため、プ
ラス電荷に帯電した感光体ドラム４１の部分が現像装置
４２にかかった際には、現像装置４２の現像ローラ４７
にバイアス電圧が印加されているか否かにかかわらずプ
ラス電荷が帯電した感光体ドラム４１の部分はトナー現
像されてしまうという欠点がある。

【０００６】従って、感光体ドラム４１の電位を常に−
７００Ｖに維持するためには帯電器３５を作動し続けな
れけばならない。しかし、感光体ドラム４１の電位が−
７００Ｖの状態で現像装置４２の現像ローラ４７に現像
バイアス電圧を印加しないと、逆チャージトナーと呼ば
れる電荷量が不十分なトナーが感光体ドラム４１上に付
着し、更に、このトナーは、機器内部を汚したり、ま
た、画像に悪影響を与える。この結果、トナーの消費量
も多くなり不経済である等の問題がある。このような逆
チャージトナーをなくすため、帯電器３５を作動して感
光体ドラム４１の電位を保つための静電電圧印加し、現
像ローラ４７に現像バイアス電圧を印加していると、今
度は以下の問題が生ずる。これは、レーザ光源としてレ
ーザダイオードを使用した場合、ページ間に必ず発光さ
せ続けてレーザパワーを設定しなければならない。この
ため、ページ間部分が現像されるという問題であった。

【０００７】上述のように、従来の現像装置において
は、トナーによる機器内部汚染や画像に悪影響を与えな
いために転写器４０が作動中は、帯電器３５を作動さ
せ、現像ローラ４７に現像バイアス電圧を印加し続けな
れけばならず、また、レーザパワー設定時には現像バイ
アス電圧の印加を停止しなければならない。上述のよう
なタイミングでプロセスで機器を動作させるとページ間
が長くなり、その分コピーボリュームが減少するとか、
レーザパワー設定のタイミングが難かしい等の欠点があ
った。

【０００８】

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みなされたも
ので、感光体ドラムの露光位置より後方で、現像ローラ
前方に配設した表面電位検出器により、感光体ドラムの
表面電位を検出し、この検出電圧に基いて現像ローラに
印加する現像バイアス電圧の印加タイミング及び電圧値
を制御することにより、プロセス機器内のトナーによる
汚れを防止しコピースピードを上げ画像への悪影響がな
く、高品位の画像が得られるようにする。更には、現像
バイアスの印加電圧を制御し帯電時間を短かくする感光
体ドラム寿命を延ばす。更には、又、印加現像バイアス
電圧を可変にして感光体やトナーの劣化及び環境の変化
に対し最適な条件を与える電子写真プロセスを用いる画
像出力装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
感光体の静電潜像をトナー現像するための現像装置と前
記感光体の露光位置との間に配設され前記感光体電位を
検出する表面電位検出手段と、前記現像装置に印加する
現像バイアス電圧を印加する印加時期を制御する現像バ
イアス電圧印加タイミング制御手段を有すること、更に
は、（１）前記（１）において、現像装置に印加する現
像バイアス電圧を制御する現像バイアス電圧制御手段を
配設したこと、更には、（３）前記（１）又は（２）の
何れかにおいて、現像バイアス電圧を変化可能に調整
し、調整した電圧を任意設定する現像バイアス設定手段
を有することを特徴とするものである。以下、本発明の
実施例に基いて説明する。

【００１０】図１は、本発明における現像バイアス制御
装置を説明するためのレーザプリンタ装置の構造図で、
図中、１はモータ、２は回転多面鏡、３はｆθレンズ、
４はミラー、５は帯電器、６は除電ランプ、７はクリー
ニング装置、８は用紙スタック、９は定着装置、１０は
転写器、１１は感光体ドラム、１２は現像装置、１３は
給紙装置、１４は用紙カセット、１５はインターロック
ＳＷ、１６はインターロックＳＷ動作部材、１７は現像
ローラ、１８は表面電位検出装置、Ａは上部構造体、Ｂ
は上部構造体回転支点である。

【００１１】図示のレーザプリンタ装置は、レーザ光発
生部（図示せず）より発射され、画像変調されたレーザ
光がモータ１により回転している回転多面鏡２により走
査され、走査される走査光は走査ひずみを補正するｆθ
レンズ３及びミラー３を介して感光体ドラム１１上面に
結像し静電潜像が形成される。このとき、感光体ドラム
１１は帯電器５により帯電されている。感光体ドラム１
１の露光位置の下流側に現像ローラ１７を有し、トナー
（現像剤）を収容する現像装置１２が配設され、感光体
ドラム１１の露光位置と現像装置１２との間に感光体ド
ラム１１の表面電位を検出する表面電位検出装置１８が
配設されている。感光体ドラム１１には後述する感光体
ドラムの表面電位に基いて定められた現像バイアス電圧
が印加される。

【００１２】感光体ドラム１１上の静電潜像は、現像装
置１２内に収納されたトナーを現像バイアス電圧が印加
された現像ローラ１７により供給されるトナーによりト
ナー現像され、トナー像は用紙カセット１４から給紙装
置１３を介して感光体ドラム１１に搬送された用紙に転
写器１０の逆極性の電圧により転写され現像装置９によ
り加熱加圧されて定着される。画像が定着された用紙
は、用紙スタッカに搬送される。なお、感光体ドラム１
１のトナー像を用紙に転写後、感光体ドラム１１の表面
に残留したトナーをクリーニング装置７により取り除
き、更に除電ランプ６の照射により感光体ドラムの帯電
電圧を除き、再び帯電器５により静電帯電される。

【００１３】現像器１２の前方に配設された表面電位検
出装置１８により感光体ドラム１１の表面電位を検出す
る。検出された感光体ドラム１１の表面電位により現像
ローラ１７に印加する現像バイアス電圧を制御する。感
光体ドラム１１がＯＰＣ（有機感光体）の場合は、通常
−７００Ｖ程度に帯電しているので、前記検出電圧が−
７００Ｖのときは現像バイアス電圧をＯＮ（印加）し、
それ以外のときはＯＦＦ（遮断）にする。また、レーザ
光源であるレーザダイオードにより画像書込みが行われ
ているときは現像バイアス電圧をＯＮにする。このよう
に、感光体ドラム１１の検出電圧に基いて、現像装置の
現像ローラに印加する印加電圧の印加タイミングを制御
する制御手段を有している。

【００１４】また、感光体ドラム１１の疲労を防止する
ためには感光体ドラム１１への帯電時間を短くし、なる
べく帯電器５をＯＦＦしておく方が好ましいが、帯電器
５をＯＦＦすると転写器１２のプラス電圧により感光体
ドラム１１がプラス電位に帯電するという問題はある
が、この際は、検出電位がプラスになったとき現像ロー
ラ１７の現像バイアス電圧を通常の−５００Ｖ程度から
プラス（＋）数十ボルト〜数百ボルトに制御すると感光
体ドラム１１の電位がプラスになるという上記問題はな
くなる。

【００１５】図２は、本発明における現像バイアス制御
装置の、現像ローラの現像バイアス電圧を制御する制御
ブロック図を示し、図中、１９は電位測定ユニット、２
０は現像バイアス電圧設定回路、２１は現像バイアス切
換回路、２２は現像バイアス供給回路であり、図１と同
じ作用する部分には図１と同一の参照番号を付してい
る。

【００１６】表面電位検出装置１８の出力に基いて電位
測定ユニット１９により感光体ドラム１１の表面電位を
検出し、検出された感光体ドラム１１の表面電位を複数
の電圧に区分し、この区分に対応した等級を定める。次
に、この等級の感光体１１の表面電圧に対応した現像ロ
ーラ１７に印加する電圧を現像バイアス電圧設定回路２
０により複数段階に区分設定する。例えば、電位測定ユ
ニット１９により３段階に区分し、−７００Ｖ以下の電
圧を１、−７００Ｖ〜０Ｖの電圧を２、０Ｖ〜＋１００
０Ｖを３の等級に設定すると、現像バイアス電位決定回
路２０により上記感光体ドラム１１の電圧等級に応じた
等級電圧を定める。この電圧は現像バイアス切換回路２
１に入力し、現像バイアス切換回路２１により切換えら
れ、切換えられた電圧は、前記感光体ドラム１１の表面
電位に応じた現像ローラ１７に印加する電圧で現像バイ
アス供給回路２２により現像ローラ１７に印加される。
現像ローラ１７に印加する電圧は例えば、上記感光体ド
ラム１１の電圧等級が１の場合は−５００Ｖ、２の場合
は−３５０Ｖ、３の場合は＋３００Ｖであり、この電圧
は、バイアス切換回路２１により切換えられ現像バイア
ス供給回路２２から出力され現像ローラ１７に印加され
る。

【００１７】図３は、図２におけるブロック図におい
て、現像ローラに印加する電圧供給のタイムチャートを
説明するための図で、横軸に時間、縦軸に、（ａ）；感
光体ドラム１１の表面電位、（ｂ）；電位測定ユニット
１９で測定された感光ドラム１１の表面電位に基いて定
められた等級、（ｃ）；現像バイアス供給回路２２の出
力を示している。この現像バイアス供給回路２２の出力
は、表面電位検出装置１８により感光体ドラムの表面電
位を検出してから時間ｔを遅らせて現像ローラ１７に印
加する。

【００１８】また、現像バイアス供給回路２２の電圧レ
ベルを外部よりオペレータ、サービスマンが操作部（図
示せず）より入力またはボリューム等で調整できるよう
にすると、経時における感光体底劣、トナー攻化、環境
変化（温度・湿度）にも最適な現像バイアスの設定する
ことが可能となる。

【００１９】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば以下の効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：感光体の表面電位を検
出し、現像ローラに印加する現像バイアス電圧を制御す
ることにより、機器の汚れを防止しコピースピードを上
げ、画像への悪影響のない機器の提供が可能となる。 （２）請求項２に対応する効果：（１）に加え、現像バ
イアスの印加電圧を制御することにより感光体の寿命を
延ばすことが可能となり、経済的である。また、各タイ
ミングを最小とすることが可能となりコピースピードを
上げることも可能となる。 （３）請求項３に対応する効果：（２）に加え、外部よ
り印加電圧を可変することができるので、感光体、トナ
ーの劣化、環印の変化に対して最適な条件が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における現像バイアス制御装置を説明
するためのレーザプリンタ装置の構造図である。

【図２】 本発明における現像バイアス制御装置の他の
実施例の現像ローラの現像バイアス電圧を制御する制御
ブロック図を示す図である。

【図３】 図２におけるブロック図において現像ローラ
に印加する電圧供給のタイムチャートを説明するための
図である。

【図４】 従来のレーザプリンタ装置を説明するための
図である。

【符号の説明】

１…モータ、２…回転多面鏡、３…ｆθレンズ、４…ミ
ラー、５…帯電器、６…除電ランプ、７…クリーニング
装置、８…用紙スタック、９…定着装置、１０…転写
器、１１…感光体ドラム、１２…現像装置、１３…給紙
装置、１４…用紙カセット、１５…インターロックＳ
Ｗ、１６…インターロックＳＷ動作部材、１７…現像ロ
ーラ、１８…表面電位検出装置、Ａ…上部構造体、Ｂ…
上部構造体回転支点、１９…電位測定ユニット、２０…
現像バイアス電圧設定回路、２１…現像バイアス切換回
路、２２…現像バイアス供給回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の静電潜像をトナー現像するため
   の現像装置と前記感光体の露光位置との間に配設され前
   記感光体電位を検出する表面電位検出手段と、前記現像
   装置に印加する現像バイアス電圧を印加する印加時期を
   制御する現像バイアス電圧印加タイミング制御手段を有
   することを特徴とする現像バイアス制御装置。
2. 【請求項２】 現像装置に印加する現像バイアス電圧を
   制御する現像バイアス電圧制御手段を配設したことを特
   徴とする請求項１記載の現像バイアス制御装置。
3. 【請求項３】 現像バイアス電圧を変化可能に調整し、
   調整した電圧を任意設定する現像バイアス設定手段を有
   することを特徴とする請求項２記載の現像バイアス制御
   装置。