JPH0764379A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジャンピング現像で現像バイアスをオフにす
る時にトナーが感光体に残ったままにならないようにす
る。 【構成】 位相検出回路１５１の出力する位相検出信号
１５２は、現像バイアスが正の時にＨレベルになり負の
時にＬレベルになる。位相制御部１５３は中央処理装置
５１から現像バイアスのオフ信号を受け取ると、その後
初めて位相検出信号１５２がＨレベルからＬレベルに変
化した時に、出力制御部５４に現像バイアスのオフ信号
を送出する。これを受けて出力制御部５４が発振回路５
２の発振を停止させると、トナーが現像装置に戻ってき
ているタイミングで現像バイアスがオフになり、感光体
にトナーが残らない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録媒体に画像形成を行
うレーザビームプリンタや複写機等の画像形成装置に係
わり、特に感光体上に形成された静電潜像をジャンピン
グ現像法によって現像するようにした画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタや複写機等の画像
形成装置の多くは感光体と、これを露光するためのレー
ザ走査装置等の露光装置を備えている。感光体の表面近
傍には静電潜像を現像する現像装置や、現像によって得
られたトナー像を記録用紙に転写する転写装置が設けら
れている。さらに、記録用紙の排出口付近には、記録用
紙上の画像を定着させる定着装置が配置されている。

【０００３】さて、画像形成装置の感光体上に形成され
た静電潜像を現像する方式は、一成分現像方式と二成分
現像方式とに大別される。このうち一成分現像方式は機
構が簡単であるため、特に小型レーザビームプリンタに
用いられている。

【０００４】図８は、このような一成分現像方式の一つ
であるジャンピング現像法の動作原理を表わしたもので
ある。感光体ドラム１１と導電性スリーブ１２は、それ
らの回転軸が平行かつそれらの表面が互いに接触しない
ように配置されている。導電性スリーブ１２には、図示
しないトナー供給部からトナーが供給されるようになっ
ている。このトナーは磁性粉を半分程度含んでおり、マ
グネットでできた導電性スリーブ１２によって捕捉され
る。捕捉されたトナー１４は導電性スリーブ１２の回転
に伴い感光体ドラム１１と対向する位置へ運ばれる。そ
の途中、トナー１４は導電性スリーブ１２の近傍に設け
られた磁性体ブレード１３によって薄層に絞り込まれ
る。その際、トナー粒子はスリーブ表面あるいは他のト
ナー粒子と激しく摩擦されて負に帯電する。こうして、
感光体ドラム１１と対向するスリーブ上には負に帯電し
た薄いトナー層１５が形成される。

【０００５】感光体ドラム１１は、露光前、図示しない
チャージコロトロンにより負に一様に帯電されている。
感光体ドラム１１が矢印の方向に回転するのに伴い、感
光体表面は画像情報に従って順次露光される。露光され
た部分は電荷が中和されるが、未露光部分は負に帯電し
たままなので、感光体ドラム１１上には静電潜像１６が
形成されることになる。このとき、感光体ドラム１１の
未露光領域の電位は−３００Ｖ程度であり、露光領域の
電位は−数１０Ｖである。

【０００６】導電性スリーブ１２には、負に帯電したト
ナーを感光体ドラム１１に飛翔させるために現像バイア
スが印加されている。この現像バイアスは、直流電圧発
生回路１７で発生した直流電圧成分に、交流電圧発生回
路１８で発生した交流電圧成分を重畳したものである。
交流電圧成分は導電性スリーブ１２と感光体ドラム１１
の間で常にトナーを往復運動させておくために印加する
もので、ジャンピング現像法に特有なものである。一
方、直流電圧成分はこの交流電圧成分により供給される
トナーを感光体ドラム１１上の露光領域に付着させてト
ナー像を形成させるためのものである。

【０００７】図９は、ジャンピング現像法における典型
的な現像バイアスの波形を表わしたものである。現像バ
イアス３１の直流電圧成分３２は、感光体ドラム１１の
未露光領域の電位３３と露光領域の電位３４の中間に相
当する−２００Ｖ程度に設定されている。また、交流電
圧成分は、振幅が２ｋＶ程度、周波数が数ｋＨｚの正弦
波である。図中斜線で示した位相では、現像バイアス３
１が感光体ドラム１１の帯電電位よりも低く、トナーが
感光体ドラム１１へ飛翔している。逆に、現像バイアス
３１が正の十分大きな値になったときには、トナーは現
像装置に戻ってきている。本明細書では、このような位
相をトナー帰還位相と呼ぶことにする。

【０００８】図１０は、このような現像バイアスを発生
させるために従来提案された現像バイアス発生部を表わ
したものである。この現像バイアス発生部は、現像バイ
アスのオン・オフを制御する中央処理装置５１と、その
制御のもとに発振する発振回路５２を備えている。

【０００９】中央処理装置５１は、図示しない記憶装置
に格納されたプログラムにしたがって所定のタイミング
で現像バイアスオン・オフ信号５３を出力制御部５４に
送る。出力制御部５４は発振回路５２を発振させるため
の電源を有しており、中央処理装置５１から送られる現
像バイアスオン・オフ信号５３に基づいてこの電源のス
イッチングを行う。

【００１０】発振回路５２は、コンデンサ５５、トラン
ス５６の１次巻線側インダクタンスおよびトランジスタ
５７から構成されている。出力制御部５４は中央処理装
置５１からオン信号を受け取ると、電源を投入して出力
端子５８および出力端子５９を所定の電位に設定する。
これにより、発振回路５２は発振を開始する。逆に、中
央処理装置５１からオフ信号を受け取った時は電源を遮
断し、その結果、発振回路５２の発振が停止する。

【００１１】トランス５６の２次巻線側にはコンデンサ
６０とダイオード６１が接続されており、２つの抵抗６
２、６３とともに閉回路を構成している。発振回路５２
が発振を始めると、このコンデンサ６０には電荷が蓄え
られる。ダイオード６１には時計回りの電流のみが流れ
るので、コンデンサ６０に蓄えられた電荷によって現像
バイアス６４の電位は負の方向にシフトする。すなわ
ち、コンデンサ６０によって負の直流電圧成分が作られ
るようになっている。このようにして、直流電圧成分に
交流電圧成分が重畳された現像バイアス６４が得られ
る。

【００１２】ところで、感光体ドラムを露光するための
光源として用いた半導体レーザでは、周囲の温度や経時
的要因によってその出力レベルが大きく変動する。この
出力レベルの変動を補償するために、通常、フィードバ
ック制御が行われる。このフィードバック制御では、半
導体レーザを所定の調整用駆動電流で発光させ、その出
力が一定になるように駆動回路の利得を調節する。この
ような光強度調整を定期的に行うことにより、半導体レ
ーザの出力レベルを常に一定に保つことが可能である。

【００１３】上記のような光強度調整は、画像情報に従
って感光体ドラムを露光しているときに行うことはでき
ない。特開平２−１３４６５６号公報には、半導体レー
ザの出射光が走査する領域のうち、感光体上を走査しな
い期間中に光強度調整を行うようにした画像記録装置が
開示されている。このような画像記録装置では、プリン
ト時間を短縮しようとすると、光強度調整のための時間
を十分に確保できなくなるので、画像の品質を維持する
のが困難になる。

【００１４】これに対して特開平２−１３１２６１号公
報には、画像間の所定のタイミングで光強度調整を行う
ようにした電子写真プリンタが開示されている。このよ
うな電子写真プリンタでは、調整用の発光により画像情
報とは関係ない無意味な静電潜像が感光体ドラム上に形
成されてしまう。この静電潜像が現像されるとトナーが
無駄になるばかりでなく、転写装置が汚れてしまう。さ
らに、接触転写方式の画像形成装置においては、記録用
紙の裏面が汚れるという問題が生じる。そこで、特開平
２−１３１２６１号公報では、調整用の発光による静電
潜像が現像装置に対向する位置を通過する間、現像バイ
アスが現像されない電位になるような制御を行ってい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、画像間の
所定のタイミングで光強度調整を行うようにした従来の
画像形成装置では、現像バイアスの電位を切り換えるこ
とによって、画像情報と無関係な静電潜像が現像される
のを防止している。

【００１６】図１１は、従来行われていたように、交流
電圧成分の位相と関係なく現像バイアスをオフにした場
合の信号波形を表わしたものである。同図（ａ）は現像
バイアスの波形を表わしており、トナーが感光体に飛翔
している位相が斜線で示されている。また、同図（ｂ）
は現像バイアスオン・オフ信号を表わしたものである。
この信号がＨ（ハイ）レベルのときには現像バイアスが
オンになっており、逆に、Ｌ（ロー）レベルのときには
オフになっている。同図（ｃ）は半導体レーザのオン・
オフを表わしており、Ｈレベルのときにオンになってい
る。

【００１７】初め導電性スリーブには、図９に示された
のと同じ現像バイアスが印加されている。このとき、半
導体レーザはオフになっており、感光体ドラムは露光さ
れていない。ここで光強度調整を行うため、中央処理装
置は現像バイアスオン・オフ信号をＬレベルにして現像
バイアスをオフにする。この例では、斜線の期間、すな
わち、トナーが感光体ドラムに飛翔して現像装置に戻っ
てくる前に現像バイアスがオフにされており、トナーは
感光体に残ったままになる。このように、交流電圧成分
の位相と関係なく現像バイアスをオフにすると、トナー
が感光体に飛翔したままになってしまうことがある。こ
のような場合にはトナーが無駄になるだけでなく転写装
置を汚してしまい、前記した問題が解決されていないこ
とになる。なお、このような問題は光強度調整を行うと
きのみならず、現像バイアスをオフにするときには常に
発生する問題である。

【００１８】そこで本発明の目的は、現像バイアスをオ
フにしたときにトナーが感光体に付着することのない画
像形成装置を提供することにある。

【００１９】また、本発明のもう１つの目的は、印字し
ていないときに光強度調整を行うことができるように
し、その際、現像バイアスをオフにしてもトナーが感光
体に付着することのない画像形成装置を提供することに
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、感光体と、この感光体を入力画像情報に従って露光
する光源と、感光体の近傍にこれと直接接触しないよう
に配置され帯電したトナーを飛翔させてこの感光体上の
静電潜像を現像する現像装置と、この現像装置と感光体
との間でトナーを往復運動させるための交流電圧成分と
静電潜像を現像するための直流電圧成分とからなる現像
バイアスをこの現像装置と感光体との間に印加する現像
バイアス印加手段と、この現像バイアス印加手段が印加
する現像バイアスをオンまたはオフにする現像バイアス
印加制御手段と、現像バイアスの位相が感光体から現像
装置にトナーが戻っている状態のトナー帰還位相である
かどうかを検出する位相検出手段と、この位相検出手段
の検出結果に基づいて現像バイアスをトナー帰還位相で
オフにするオフ時位相制御手段とを画像形成装置に具備
させる。

【００２１】すなわち請求項１記載の発明では、帯電し
たトナーを現像バイアスの交流電圧成分によって現像装
置と感光体の間で往復運動させておき、直流電圧成分に
よって静電潜像を現像するようにしている。また、時間
とともに振動する現像バイアスの位相を検出する位相検
出手段と、この位相検出手段の出力信号を入力して現像
バイアスをオフにする位相を制御するオフ時位相制御手
段とを設けている。オフ時位相制御手段は、位相検出手
段の出力信号に従って、必ず現像バイアスのオフが現像
装置にトナーが戻ってきている位相で行われるように制
御しているので、感光体にトナーが付着したままになる
のを防止することができる。

【００２２】請求項２記載の発明では、感光体と、この
感光体を入力画像情報に従って露光するレーザ光源と、
このレーザ光源が入力画像情報に従ってページ単位の露
光を行うときこれらページ単位の露光の間でレーザ光源
の出力レベルの変動を補償する光強度調整手段と、感光
体の近傍にこれと直接接触しないように配置され帯電し
たトナーを飛翔させてこの感光体上の静電潜像を現像す
る現像装置と、この現像装置と感光体との間でトナーを
往復運動させるための交流電圧成分と静電潜像を現像す
るための直流電圧成分とからなる現像バイアスをこの現
像装置と感光体との間に印加する現像バイアス印加手段
と、入力画像情報に従って生成された静電潜像のみが現
像され光強度調整に伴い生成された静電潜像は現像され
ないように現像バイアスをオン・オフ制御する現像バイ
アス印加制御手段と、現像バイアスの位相が感光体から
現像装置にトナーが戻っている状態のトナー帰還位相で
あるかどうかを検出する位相検出手段と、この位相検出
手段の検出結果に基づいて現像バイアスをトナー帰還位
相でオフにするオフ時位相制御手段とを画像形成装置に
具備させる。

【００２３】すなわち請求項２記載の発明では、記録用
紙１ページ分に対応する入力画像情報ごとに露光を行
い、このページ単位の露光の間でレーザ光源の出力レベ
ルの変動を補償する光強度調整を行うようにしている。
また、光強度調整に伴って感光体上に形成された無意味
な静電潜像が現像されないように、この領域が現像装置
と対向しているときには現像バイアスをオフにしてい
る。さらに、現像バイアスをオフにする場合、トナーが
現像装置に戻ってきている位相で現像バイアスをオフに
することにより、感光体にトナーが付着したままになる
のを防止するようにしている。

【００２４】請求項３記載の発明では、感光体と、この
感光体を入力画像情報に従って露光するレーザ光源と、
このレーザ光源が入力画像情報に従ってページ単位の露
光を行うときこれらページ単位の露光の間でレーザ光源
の出力レベルの変動を補償する光強度調整手段と、感光
体の近傍にこれと直接接触しないように配置され帯電し
たトナーを飛翔させてこの感光体上の静電潜像を現像す
る現像装置と、この現像装置と感光体との間でトナーを
往復運動させるための交流電圧と静電潜像を現像するた
めの直流電圧とをそれぞれ独立にこの現像装置と感光体
との間に印加可能な現像バイアス印加手段と、入力画像
情報に従って生成された静電潜像のみが現像され光強度
調整に伴い生成された静電潜像は現像されないように直
流電圧をオン・オフ制御する現像バイアス印加制御手段
とを画像形成装置に具備させる。

【００２５】すなわち請求項３記載の発明では、交流電
圧と直流電圧をそれぞれ独立に印加可能な現像バイアス
印加手段を備え、光強度調整時に感光体上に形成された
静電潜像が現像装置と対向しているときには、直流電圧
をオフにしてこれが現像されないようにするとともに、
交流電圧をオンのままにしてトナーの往復運動を続けさ
せ、感光体にトナーが付着したままになるのを防止する
ようにしている。

【００２６】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２７】図２は本発明の一実施例における画像形成
装置としてのレーザビームプリンタの概略を表したもの
である。この図はこのレーザビームプリンタを側面から
見たもので、図の左方がレーザビームプリンタの前面に
なる。

【００２８】レーザビームプリンタ１００は、レーザ走
査装置１０１を備えている。レーザ走査装置１０１に
は、画像信号に応じてレーザ光を変調して出力する図示
しない半導体レーザが配置されている。この半導体レー
ザから射出されたレーザビームはポリゴンミラー１０２
に入射し、この回転に応じて偏向される。偏向されたレ
ーザビームはｆθレンズ１０３を通過した後、２つのミ
ラー１０４、１０５により進行方向を変えられ、このレ
ーザ走査装置から出力される。

【００２９】レーザ走査装置１０１から出力されたレー
ザビームの延長上には一定速度で回転する感光体ドラム
１０６が配置されている。レーザ走査装置１０１から出
力されたレーザビームは、この感光体ドラム１０６の所
定の露光位置１０７をその軸方向すなわち主走査方向に
繰り返し走査する。この露光位置１０７よりもわずかに
上流側には感光体ドラム１０６に対向してチャージコロ
トロン１０８が配置されており、感光体ドラム１０６の
表面を一様に帯電させるようになっている。この帯電後
の感光体ドラム１０６にレーザビームが照射されること
で、ドラム表面には画像情報に対応した静電潜像が形成
される。この静電潜像は、露光位置よりも下流側のドラ
ム表面で現像装置１０９によって現像される。この現像
装置１０９内には、トナーを磁気的に穂立ちさせて静電
潜像の現像を行うための現像ロール１１０や、カートリ
ッジ内のトナーを現像ロール１１０に供給するためのト
ナー供給機構１１１等の部品が配置されている。現像ロ
ール１１０には所定の現像バイアスが印加されている。

【００３０】現像装置１０９の現像によって形成された
トナー像は、感光体ドラム１０６の回転によってトラン
スファコロトロン１１２に対向する位置まで移動し、こ
こで記録用紙（普通紙）に静電的に転写されることにな
る。なお、本実施例で使用されるチャージコロトロン１
０８およびトランスファコロトロン１１２は単線のコロ
トロンワイヤをシールド部材で覆った空間に張り渡し、
その一端に電圧印加端子を設けた構造となっている。

【００３１】次に、記録用紙の搬送経路について簡単に
説明する。図示しない記録用紙は、このレーザビームプ
リンタ１００の下部に着脱自在に配置された用紙給紙装
置１１３内に前面から挿入されたカセットトレイ１１４
に積層されるようになっている。カセットトレイ１１４
の最上層に配置された記録用紙は、半月状の形状をした
半月ロール１１５によってトレイ１１４外に送り出され
る。なお、半月ロール１１５の代りにリタードロール等
の他の給送手段を用いてもよい。

【００３２】送り出された記録用紙は破線で示したよう
な経路を搬送ロール１２８によって進行し、レジストロ
ール１２９の先端に到達した時点でその進行を一旦停止
させる。この後、感光体ドラム１０６の回転位置と同期
をとって図示しない電磁クラッチがレジストロール１２
９の回転を開始し、これにより記録用紙が一定した速度
でかつ安定して搬送される。このようにして、記録用紙
は所望のタイミングで感光体ドラム１０６とトランスフ
ァコロトロン１１２との間を通過する。この通過の時点
だけ、トランスファコロトロン１１２は放電を行う。こ
れによって、感光体ドラム１０６上のトナー像が静電的
にトランスファコロトロン１１２方向に吸引され、記録
用紙上にトナー像の転写が行われる。転写の行われた記
録用紙は、トランスファコロトロン１１２の下流側に配
置された図示しない除電針によってその背面から除電さ
れ、ドラム表面から剥離される。剥離された記録用紙
は、その緊張を解くために所定の長さの搬送路上を搬送
された後、ヒートロール１１６とプレッシャロール１１
７との対からなる定着装置１１８に運ばれる。定着装置
１１８で記録用紙は、所定幅でニップしているヒートロ
ール１１６とプレッシャロール１１７との間を通過す
る。このとき、記録用紙におけるトナー像の転写された
側がヒートロール１１６側となり、プレッシャロール１
１７は記録用紙をヒートロール１１６に押し付けて効率
的な熱伝達を可能にする。ヒートロール１１６は高温の
一定した温度に制御されている。この状態で、記録用紙
上のトナー像は用紙面に熱定着される。

【００３３】定着装置１１８の出口側には出口ロール１
１９が用意されており、この出口ロール１１９に搬送さ
れた記録用紙はレーザビームプリンタ１００の上部へ排
出される。記録用紙は前述の径路を経るために記録面が
下になって排出され、１ページづつ順に印刷したものを
排出された順序のままステープラで閉じることができ
る。

【００３４】一方、記録用紙に転写されなかったトナー
像は、トランスファコロトロン１１２のさらに下流側に
配置されたクリーニング装置１２０によってドラム表面
から除去される。クリーニング装置１２０には、ドラム
表面からトナーを削りとるためのブレード１２０ｂや、
トナー漏れを防止するためのフィルム１２０ａが配置さ
れている。

【００３５】ところで本実施例のレーザビームプリンタ
１００では、感光体ドラム１０６とクリーニング装置１
２０とチャージコロトロン１０８および現像装置１０９
とが、ＥＰカートリッジ１２１として一体で構成されて
いる。また本実施例のレーザビームプリンタ１００で
は、前カバー１２３を有しており、これはヒンジ１２２
を中心に開閉するようになっている。この前カバー１２
３を開くことにより、使用者は用紙詰まりの除去や、Ｅ
Ｐカートリッジ１２１やトランスファコロトロン１１２
の交換を極めて容易に行うことができる。また本実施例
のレーザビームプリンタ１００では定着装置１１８の着
脱も使用者が容易に行えるようになっている。

【００３６】レーザ走査装置１０１の後方には低圧電源
と高圧電源とからなる電源部１２４が配置されており、
各構成部品へ必要な電力を供給している。電源部１２４
の後方には制御装置１２５が配置されており、レーザビ
ームプリンタ１００の電気的制御を行っている。電源部
１２４と制御装置１２５の上方には画像情報処理装置１
２６が配置され、コンピュータ等から送られてきた画像
情報をレーザビームプリンタ１００の言語に翻訳して制
御装置１２５へ送るようになっている。

【００３７】図１は、以上のような構成のレーザビーム
プリンタの電気的構成部品の一部として設けられた現像
バイアス発生部を表わしたものである。同図において、
図１０と同一部分には同一の符号を付しており、これら
の説明を適宜省略する。図１に示す現像バイアス発生部
は、現像バイアスの位相を検出する位相検出回路１５１
と、これから出力される位相検出信号１５２を入力し
て、現像バイアスのオンオフが所定の位相で行われるよ
うにタイミングを制御する位相制御部１５３とを備えて
いる。

【００３８】位相検出回路１５１はコンパレータ１５４
により、現像バイアスがある基準電位より大きいか小さ
いかを検出するようになっている。コンパレータ１５４
の一方の入力端子には、抵抗１５５と抵抗１５６の分圧
により生成される基準電位が入力され、他方の入力端子
には、現像バイアスを抵抗１５７と抵抗１５８で分圧し
た電圧信号が入力されている。いま、時刻ｔの現像バイ
アスをＶ(t) とし、抵抗１５５が図示しない電位Ｖ_ref
の電圧源に接続されているとする。また、抵抗１５５の
抵抗値をＲ₁₅₅ 、抵抗１５６の抵抗値をＲ₁₅₆ 、抵抗１
５７の抵抗値をＲ₁₅₇ 、抵抗１５８の抵抗値をＲ₁₅₈ と
する。次の式（１）が成り立つときに、コンパレータ１
５４から出力される位相検出信号１５２はＨ（ハイ）レ
ベルになり、その他のときにはＬ（ロー）レベルにな
る。

【００３９】

【数１】

【００４０】従って、これらの抵抗値を変えれば、コン
パレータ１５４の出力レベルが切りかわる現像バイアス
の閾値を、所望の電位に設定することができる。さら
に、これらの抵抗として可変抵抗を用いれば、回路を組
んだ後も自由に調整することが可能である。本実施例で
は、抵抗１５５を接地して電位Ｖ_ref を“０”にしてお
り、現像バイアスが正のときには位相検出信号１５２が
Ｈレベルとなり、その他のときにはＬレベルになる。ま
た、本明細書で定義したトナー帰還位相は、この位相検
出信号１５２がＨレベルからＬレベルに変化するとき、
すなわち現像バイアスが正から負に変わる位相としてい
る。

【００４１】位相制御部１５３には、中央処理装置５１
から出力される現像バイアスオン・オフ信号と、位相検
出回路１５１から出力される位相検出信号１５２とが入
力されている。すでに説明したように、中央処理装置５
１は現像バイアスをオンにするときにはＨレベルを出力
し、現像バイアスをオフにするときにはＬレベルを出力
する。

【００４２】まず、現像バイアスをオフにするときの動
作について説明する。現像バイアスがオンのとき、位相
制御部１５３の出力、すなわち位相制御済み現像バイア
スオン・オフ信号１５９はＨレベルになっている。位相
制御部１５３は、現像バイアスオン・オフ信号がＬレベ
ルになると、その後初めて位相検出信号１５２がＨレベ
ルからＬレベルに変化するタイミングで位相制御済み現
像バイアスオン・オフ信号１５９をＬレベルにする。こ
れにより、現像バイアスのオフが必ずトナー帰還位相で
行われることになる。

【００４３】一方、現像バイアスをオンにするときはこ
のようなタイミング制御を行わない。すなわち、現像バ
イアスオン・オフ信号がＨレベルになると、位相制御部
１５３は直ちに位相制御済み現像バイアスオン・オフ信
号１５９をＨレベルにする。

【００４４】出力制御部５４は、位相制御部１５３から
出力される位相制御済み現像バイアスオン・オフ信号１
５９に基づいて発振回路５２の発振を制御する。位相制
御済み現像バイアスオン・オフ信号１５９がＨレベルに
なると、この出力制御部５４はその一部として設けられ
た電源のスイッチをオンにして、出力端子５８および出
力端子５９が所定の電位になるように設定する。これに
より、発振回路５２は発振を開始する。逆に、位相制御
済み現像バイアスオン・オフ信号１５９がＬレベルにな
ると、電源のスイッチをオフにして発振回路５２の発振
を停止させる。

【００４５】図３は、本実施例の現像バイアス発生部に
おいて現像バイアスをオフにしたときの信号波形を表わ
したものである。同図（ａ）は現像バイアスの波形を表
わしたものであり、トナーが感光体ドラムに飛翔してい
る位相が斜線で示されている。同図（ｂ）は現像バイア
スオン・オフ信号１５９の信号変化を表わしたものであ
る。また、同図（ｃ）は位相検出信号１５２であり、現
像バイアスがオンの間はＨレベルとＬレベルを周期的に
繰り返している。同図（ｄ）は半導体レーザのオン・オ
フを表わしており、Ｈレベルのときにオンになってい
る。

【００４６】現像バイアスオン・オフ信号１５９がＨレ
ベルのときは、図９に示されたのと同じ現像バイアスが
導電性スリーブに印加されている。このとき、半導体レ
ーザは出力を停止しており、感光体ドラム１０６は露光
されていない。また、位相検出信号１５２は前記した通
り、現像バイアスが正の時のみＨレベルになっている。
ここで光強度調整を行うために、中央処理装置５１が同
図（ｂ）に示したように現像バイアスオン・オフ信号１
５９をＬレベルにしたとする。この出力レベルの切り換
えは現像バイアスの位相とは関係なく行われ、同図の場
合は斜線の区間、すなわちトナーが感光体ドラムに飛翔
して現像装置に戻ってくる前にＬレベルになっている。
従って、このタイミングのままで現像バイアスをオフに
すると、トナーが感光体ドラムに残ったままになってし
まう。そこで本実施例では、現像バイアスオン・オフ信
号１５９がＬレベルになった後、初めて位相検出信号１
５２がＨレベルからＬレベルに変化するタイミングで、
現像バイアスをオフにするようにしている。これによ
り、トナーが感光体ドラムに残ったまま現像バイアスが
オフになることはなくなる。

【００４７】ところで、記録用紙の搬送路近傍には用紙
センサが設けられており、その出力信号は中央処理装置
５１に送られている。本実施例では、この用紙センサの
出力信号を基にして本来の画像情報に関する露光が行わ
れていないときに光強度調整を行うようにしている。用
紙センサが記録用紙を検出していないとき、その出力は
Ｌレベルとなっている。記録用紙の先端が用紙センサに
よって検知されるとその出力はＬレベルからＨレベルに
変化する。記録用紙が更に搬送され、その後端が用紙セ
ンサに検知された後、その出力はＨレベルからＬレベル
に戻る。

【００４８】中央処理装置５１には、現像バイアスをオ
ンにする時間をセットする第１のタイマと、光強度調整
を開始する時間をセットする第２のタイマと、現像バイ
アスをオフにする時間をセットする第３のタイマとが設
けられている。これらのタイマは、中央処理装置５１が
用紙センサの出力変化に基づいて現像バイアスのオンオ
フや光強度調整の開始のタイミングを制御するのに用い
られる。また、中央処理装置５１にはＲＯＭ（Read Onl
y Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）が設けら
れている。これらは、用紙サイズごとに適切なタイミン
グで光強度調整およびこれに伴う現像バイアスのオフと
オンを行うために用いられる。

【００４９】図４は、現像バイアスのオン・オフのタイ
ミングおよび光強度調整の開始のタイミングを用紙セン
サの出力信号との関係で表わしたものである。同図
（ａ）は用紙センサの出力信号であり、Ｈレベルのとき
用紙を検出している。用紙センサが用紙を検出している
時間の長さは、そのとき使用している記録用紙のサイズ
によって異なる。同図（ｂ）は半導体レーザの駆動信号
を表わしている。期間Ｔ_Aでは印字データに従って半導
体レーザが発光しており、期間Ｔ_B では光強度調整が行
われている。また、同図（ｃ）は現像バイアスオン・オ
フ信号１５９である。

【００５０】同図に示すように、記録用紙の先端が用紙
センサの前にさしかかったときから計って、現像バイア
スをオンにするまでの時間を現像バイアスオン時間
ｔ₁ 、光強度調整を開始するまでの時間を光強度調整開
始時間ｔ₂ 、現像バイアスをオフにするまでの時間を現
像バイアスオフ時間ｔ₃ と表わすことにする。

【００５１】用紙センサが記録用紙の先端を検出してか
ら後端を検出するまでの間は印字が行われており、光強
度調整を行うことはできない。このため、用紙センサが
記録用紙の後端を検出してから光強度調整が開始される
ように制御しなければならない。ところが、用紙センサ
が記録用紙を検出している時間の長さは用紙サイズによ
って異なる。

【００５２】そこで、中央処理装置５１はその時レーザ
ビームプリンタ１００に装着されているカセットトレイ
１１４から用紙サイズを判断し、この情報をＲＡＭに記
憶保持しておくようにする。また、ＲＯＭには用紙サイ
ズとその用紙サイズに対して用いる上記の各時間ｔ₁ 〜
ｔ₃ との関係をテーブルとして記憶保持しておく。用紙
センサがＨレベルになると、まず中央処理装置５１は用
紙サイズをＲＡＭから読み出す。次にこの用紙サイズを
もとにＲＯＭ上のテーブルを参照して、上記の各時間ｔ
₁ 〜ｔ₃ を決定する。このように、光強度調整およびそ
れに伴う現像バイアスのオフとオンが、用紙サイズを考
慮した適切なタイミングで行われるようになっている。

【００５３】現像バイアスオン時間ｔ₁ は、印字データ
の転送開始直後に現像バイアスがオンになるような値に
設定されている。また、現像バイアスオフ時間ｔ₃ は、
光強度調整の開始直後に現像バイアスがオフになるよう
な値に設定されている。

【００５４】このように、本実施例では用紙センサが記
録用紙の先端を検出すると、まず現像バイアスがオン
となり、次に光強度調整が開始し、この後に現像バ
イアスがオフにされる。なお、印字データに関する現像
が終了していれば現像バイアスをオフにしてもよいの
で、光強度調整の開始直前に現像バイアスがオフとなる
ように現像バイアスオフ時間ｔ₃ を設定することも可能
である。

【００５５】図５は、現像バイアスのオン・オフのタイ
ミングおよび光強度調整を開始するタイミングを作るた
めに中央処理装置で行う制御を表わしたものである。記
録用紙が搬送路近傍に設けられた用紙センサを通過する
と、用紙センサはその出力をＨレベルにする。中央処理
装置５１では、用紙センサの出力がＨレベルになると
（ステップＳ２０１；Ｙ）、第１のタイマに現像バイア
スオン時間ｔ₁ をセットし（ステップＳ２０２）、続い
て第２のタイマに光強度調整開始時間ｔ₂ をセットし
（ステップＳ２０３）、さらに第３のタイマに現像バイ
アスオフ時間ｔ₃ をセットする（ステップＳ２０４）。
これらの各時間のセットは連続的に行われ、上記の各時
間自身と比べて十分短い時間内に終了するので、その順
序はここに示したものと異なっていてもよい。

【００５６】第１〜第３のタイマのセットが終了する
と、第１のタイマがタイムアップしていないかどうかの
監視（ステップＳ２０５）を始める。タイムアップして
いないとき（ステップＳ２０５；Ｎ）は、ポーリングし
てこの監視を続ける。もし、タイムアップしていたら
（ステップＳ２０５；Ｙ）、現像バイアスオン・オフ信
号１５９をＨレベルにする（ステップＳ２０６）。これ
により、現像バイアスがオンになる。

【００５７】続いて、第２のタイマがタイムアップして
いないかどうかの監視（ステップＳ２０７）を始める。
タイムアップしていないとき（ステップＳ２０７；Ｎ）
は、ポーリングしてこの監視を続ける。もし、タイムア
ップしていたら（ステップＳ２０７；Ｙ）、光強度調整
を開始する（ステップＳ２０８）。

【００５８】さらに、第３のタイマがタイムアップして
いないかどうかの監視（ステップＳ２０９）を始める。
タイムアップしていないとき（ステップＳ２０９；Ｎ）
は、ポーリングしてこの監視を続ける。もし、タイムア
ップしていたら（ステップＳ２０９；Ｙ）、現像バイア
スオン・オフ信号１５９をＬレベルにする（ステップＳ
２１０）。これにより、現像バイアスがオフになる。

【００５９】以上説明したように本実施例では、光強度
調整を行うときに、現像バイアスをその電位が正から負
に変わるタイミングでオフにしている。これにより、ト
ナーが感光体に付着したままになるのを防止している。

【００６０】変形例

【００６１】以上説明した実施例では、光強度調整に伴
って感光体上に形成された静電潜像が現像されないよう
に現像バイアス全体をオフにした。ところで、静電潜像
が現像されるかどうかは現像バイアスの直流電圧成分に
よって決まる。そこで、光強度調整を行うときに直流電
圧成分のみをオフにすることが考えられる。この場合に
は、交流電圧成分が常に印加されているので、どのよう
なタイミングで直流電圧成分をオフにしても、トナーが
感光体に飛翔したままになってしまうということはな
い。

【００６２】図６は、このような本発明の変形例におけ
る現像バイアス発生部を表わしたものである。図１０と
同一部分には同じ符号を付しており、これらの説明を適
宜省略する。この変形例では、交流電圧成分のスイッチ
ングを行う交流電圧出力制御部１７１と、直流電圧成分
のスイッチングを行う直流電圧出力制御部１７２とを別
々に設けている。中央処理装置１７３は、交流電圧出力
制御部１７１を制御する現像バイアス交流電圧オン・オ
フ信号１７４と、直流電圧出力制御部１７２を制御する
現像バイアス直流電圧オン・オフ信号１７５とを別々に
出力している。これによって、交流電圧成分のオン・オ
フと直流電圧成分のオン・オフとを独立して制御するこ
とができる。

【００６３】交流電圧出力制御部１７１は、中央処理装
置１７３から出力される現像バイアス交流電圧オン・オ
フ信号１７４に従って、発振回路５２を駆動する。その
動作は従来の現像バイアス発生部で用いられていた出力
制御部５４と同様であり、現像バイアス交流電圧オン・
オフ信号１７４がＨレベルになると発振回路５２は発振
を開始し、Ｌレベルになると発振を停止する。

【００６４】直流電圧出力制御部１７２は、中央処理装
置１７３から出力される現像バイアス直流電圧オン・オ
フ信号１７５がＨレベルのとき、その出力端子１７６に
交流電圧を出力する。トランス１７７の２次巻線側には
コンデンサ１７８とダイオード１７９が直列に接続され
ている。このコンデンサ１７８に蓄えられた電荷によっ
て現像バイアスの直流電圧成分が作られるが、ダイオー
ド１７９があるため電流が反時計回りにしか流れず、こ
の直流電圧成分は負となる。現像バイアス直流電圧オン
・オフ信号１７５がＬレベルのときには、直流電圧出力
制御部１７２は交流電圧を出力しない。従って、コンデ
ンサ１７８に蓄えられて直流電圧成分を作っていた電荷
が放電され、直流電圧成分が“０”となる。

【００６５】このように、交流電圧出力制御部１７１と
直流電圧出力制御部１７２とを別々に設けることによ
り、交流電圧成分の制御と直流電圧成分の制御を独立に
行うことが可能となる。この変形例では、交流電圧成分
を印加したまま直流電圧成分のみをオフにするようにし
ている。

【００６６】図７は、この変形例の現像バイアス発生部
において現像バイアスの直流電圧成分をオフにしたとき
の信号波形を表わしたものである。同図（ａ）は現像バ
イアスの波形を表わしたものであり、トナーが感光体ド
ラムに飛翔している位相が斜線で示されている。同図
（ｂ）は現像バイアス直流電圧オン・オフ信号１７５で
ある。また、同図（ｃ）は半導体レーザのオン・オフを
表わしており、Ｈレベルのときにオンになっている。

【００６７】現像バイアス直流電圧オン・オフ信号１７
５がＨレベルのときは、図９に示されたのと同じ現像バ
イアスが導電性スリーブに印加されている。このとき、
半導体レーザはオフになっており、感光体ドラムは露光
されていない。ここで光強度調整を行うために、中央処
理装置１７３が同図（ｂ）に示したように現像バイアス
直流電圧オン・オフ信号１７５をＬレベルにしたとす
る。これに同期して現像バイアスの直流電圧成分がオフ
になり、現像バイアスの波形は正の向きにおよそ２００
Ｖシフトする。この直流電圧成分のオフは現像バイアス
の位相とは関係なく行われ、同図の場合、トナーが感光
体ドラムに飛翔して現像装置に戻ってくる前に行われて
いる。しかし、交流電圧成分は印加されたままであるの
で、トナーは感光体ドラムに取り残されることなく現像
装置と感光体ドラムの間の往復運動を続ける。また、光
強度調整時に半導体レーザによって露光された感光体ド
ラム上の領域は、直流電圧成分がオフになっているので
現像されることはない。このように、直流電圧成分のみ
をオフにすることにより、どのようなタイミングで現像
を打ち切っても、トナーが感光体ドラム上に残ったまま
になることはなくなる。

【００６８】この変形例では、用紙間の所定の位置で光
強度調整を行うための処理や所定のタイミングで直流電
圧成分のオン・オフを切りかえるための処理を、先に説
明した実施例とほぼ同様に行っている。唯一異なる点
は、光強度調整を行うとき実施例のように現像バイアス
全体をオフにするのではなく、直流電圧成分のみをオフ
にすることである。それ以外の点、例えば上記のタイミ
ングをタイマによって作っている点などは実施例と同じ
であり、その説明を省略する。

【００６９】以上説明したように、実施例および変形例
では図５に示したような逐次処理によって現像バイアス
のオンオフや光強度調整の開始を行っているが、この処
理を並列化することも可能である。例えば、３つのタイ
マがタイムアップしたらＣＰＵに割込みをかけるように
すれば、逐次的なタイマ監視を行う必要がない。

【００７０】また、実施例および変形例では３つのタイ
マを用いたが、これとは異なる構成で同様の制御を行う
ことも可能である。例えば、初めタイマに現像バイアス
オン時間をセットする。このタイマがタイムアップした
ら、現像バイアスをオンにするとともに、同じタイマに
光強度調整開始時間と現像バイアスオン時間の差で表わ
される時間をセットしなおす。再びこのタイマがタイム
アップしたら、光強度調整を開始するとともに、同じタ
イマに現像バイアスオフ時間と光強度調整開始時間の差
で表わされる時間をセットしなおす。もう一度このタイ
マがタイムアップしたら、現像バイアスをオフにする。
このようにすればタイマが１つであってもよい。

【００７１】また、実施例では現像バイアスのオフをそ
の電位が正から負になるときに行っているが、これ以外
のタイミングで行うことも可能である。現像バイアスが
正のピークに達したときにはトナーが現像装置に戻って
来ていると考えられる。従って、例えば正のピークに達
した直後や、正のピークから位相が４５°進んだときに
現像バイアスをオフにするようにしてもよい。そのため
には、コンパレータ１５４の出力レベルが切りかわる閾
値を対応する電位に設定すればよく、すでに述べたよう
に、抵抗１５５〜抵抗１５８の抵抗値の組合せを変える
ことによって実現できる。

【００７２】また、実施例および変形例では本来の画像
情報に関するページ単位の露光の間で光強度調整を行う
ために、用紙センサの出力信号を用いているが、これに
代わる他の手段によって光強度調整を行うタイミングを
制御するようにしてもよい。

【００７３】また、実施例および変形例では現像バイア
スの交流電圧成分として正弦波を用いているが、トナー
を現像装置と感光体ドラムの間で往復運動させられる波
形であれば正弦波以外の波形であっても構わない。例え
ば、交流電圧成分が矩形波であってもよい。

【００７４】さらに、実施例および変形例では感光体と
して感光体ドラムを用いているが、感光体ベルト等の他
の感光体であってもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、現像バイアスの位相を検出する位相検出手段
と、この位相検出手段の出力結果に従って現像バイアス
をオフにするタイミングを制御するオフ時位相制御手段
とを備えており、トナーが現像装置に戻ってきている位
相で現像バイアスをオフにするようにしたので、感光体
にトナーが付着したままになるのを防止できるという効
果がある。

【００７６】また、請求項２記載の発明によれば、レー
ザ光源の出力レベルの変動を補償する光強度調整手段を
設け、本来の画像情報に関するページ単位の露光を間で
光強度調整を行うようにしたので、本来の印字を妨げず
にレーザ光源の出力を安定化させることが可能となる。
また、光強度調整に伴って感光体上に形成された無意味
な静電潜像が現像装置と対向しているときには、現像バ
イアスをオフにするようにしたので、この無意味な静電
潜像が現像されるのを防止することができる。しかも、
トナーが現像装置に戻ってきている位相で現像バイアス
をオフにするようにしたので、感光体にトナーが付着し
たままになるのを防止することができるという効果があ
る。

【００７７】さらに、請求項３記載の発明によれば、交
流電圧と直流電圧をそれぞれ独立に印加可能な現像バイ
アス印加手段を備えており、光強度調整時に感光体上に
形成された静電潜像が現像装置と対向している時には、
直流電圧をオフにするようにしたので、この無意味な静
電潜像が現像されるのを防止することができる。また、
この間も交流電圧は印加されたままであり、トナーは往
復運動を続ける。従って、現像バイアスの位相を検出し
たり、あるいはその検出結果をもとに現像バイアスをオ
フにするタイミングを制御したりしなくても、感光体に
トナーが付着したままになるのを防止できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例における現像バイアス
発生部の構成を表わした概略構成図である。

【図２】 本発明の第１の実施例に係るレーザビームプ
リンタの構成を表わした概略構成図である。

【図３】 本発明の第１の実施例において現像バイアス
をオフにした時の波形、および現像バイアスオン・オフ
信号や位相検出信号等とのタイミング関係を表わしたタ
イミング説明図である。

【図４】 用紙センサの出力信号と現像バイアスのオン
・オフ、および光強度制御のタイミング関係を表わした
タイミング説明図である。

【図５】 現像バイアスをオン・オフするタイミングお
よび光強度調整を開始するタイミングを生成するための
制御の流れを表わした流れ図である。

【図６】 本発明の第２の実施例における現像バイアス
発生部の構成を表わした概略構成図である。

【図７】 本発明の第２の実施例において現像バイアス
の直流電圧成分をオフにしたときの波形、および現像バ
イアスオン・オフ信号等とのタイミング関係を表わした
タイミング説明図である。

【図８】 ジャンピング現像法の動作原理を表わした説
明図である。

【図９】 ジャンピング現像法における典型的な現像バ
イアスの波形を表わした波形図である。

【図１０】 ジャンピング現像法における現像バイアス
を発生するために従来提案された現像バイアス発生部を
表わした概略構成図である。

【図１１】 交流電圧成分の位相と関係なく現像バイア
スをオフにした場合の問題点を説明するための説明図で
ある。

【符号の説明】

１１、１０６…感光体ドラム、１２…導電性スリーブ、
１３…磁性体ブレード、１４…トナー、１５…トナー薄
層、１７…直流電圧発生回路、１８…交流電圧発生回
路、５１、１７３…中央処理装置、５２…発振回路、５
４…出力制御部、５５、６０、１７８…コンデンサ、５
６、１７７…トランス、１０１…レーザ走査装置、１０
９…現像装置、１１２…トランスファコロトロン、１１
４…カセットトレイ、１１８…定着装置、１５１…位相
検出回路、１５３…位相制御部、１５４…コンパレー
タ、１５５、１５６、１５７、１５８…抵抗、１７１…
交流電圧出力制御部、１７２…直流電圧出力制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、 この感光体を入力画像情報に従って露光する光源と、 前記感光体の近傍にこれと直接接触しないように配置さ
   れ帯電したトナーを飛翔させてこの感光体上の静電潜像
   を現像する現像装置と、 この現像装置と前記感光体との間でトナーを往復運動さ
   せるための交流電圧成分と静電潜像を現像するための直
   流電圧成分とからなる現像バイアスをこの現像装置と感
   光体との間に印加する現像バイアス印加手段と、 この現像バイアス印加手段が印加する現像バイアスをオ
   ンまたはオフにする現像バイアス印加制御手段と、 前記現像バイアスの位相が前記感光体から前記現像装置
   にトナーが戻っている状態のトナー帰還位相であるかど
   うかを検出する位相検出手段と、 この位相検出手段の検出結果に基づいて前記現像バイア
   スをトナー帰還位相でオフにするオフ時位相制御手段と
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 感光体と、 この感光体を入力画像情報に従って露光するレーザ光源
   と、 このレーザ光源が入力画像情報に従ってページ単位の露
   光を行うときこれらページ単位の露光の間で前記レーザ
   光源の出力レベルの変動を補償する光強度調整手段と、 前記感光体の近傍にこれと直接接触しないように配置さ
   れ帯電したトナーを飛翔させてこの感光体上の静電潜像
   を現像する現像装置と、 この現像装置と前記感光体との間でトナーを往復運動さ
   せるための交流電圧成分と静電潜像を現像するための直
   流電圧成分とからなる現像バイアスをこの現像装置と感
   光体との間に印加する現像バイアス印加手段と、 前記入力画像情報に従って生成された静電潜像のみが現
   像され前記光強度調整に伴い生成された静電潜像は現像
   されないように前記現像バイアスをオン・オフ制御する
   現像バイアス印加制御手段と、 前記現像バイアスの位相が前記感光体から前記現像装置
   にトナーが戻っている状態のトナー帰還位相であるかど
   うかを検出する位相検出手段と、 この位相検出手段の検出結果に基づいて前記現像バイア
   スをトナー帰還位相でオフにするオフ時位相制御手段と
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 感光体と、 この感光体を入力画像情報に従って露光するレーザ光源
   と、 このレーザ光源が入力画像情報に従ってページ単位の露
   光を行うときこれらページ単位の露光の間で前記レーザ
   光源の出力レベルの変動を補償する光強度調整手段と、 前記感光体の近傍にこれと直接接触しないように配置さ
   れ帯電したトナーを飛翔させてこの感光体上の静電潜像
   を現像する現像装置と、 この現像装置と前記感光体との間でトナーを往復運動さ
   せるための交流電圧と静電潜像を現像するための直流電
   圧とをそれぞれ独立にこの現像装置と感光体との間に印
   加可能な現像バイアス印加手段と、 前記入力画像情報に従って生成された静電潜像のみが現
   像され前記光強度調整に伴い生成された静電潜像は現像
   されないように前記直流電圧をオン・オフ制御する現像
   バイアス印加制御手段とを具備することを特徴とする画
   像形成装置。