JP2000206768A

JP2000206768A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000206768A
Application number: JP11008418A
Authority: JP
Inventors: 裕史 ▲崎▼田; Yasushi Sakida; Shoichi Fujita; 庄一藤田; Eiji Nishimitsu; 英二西光; Mitsuru Tokuyama; 満徳山; Hiroo Naoi; 宏夫直井; Koichi Takenouchi; 幸一竹ノ内
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2000-07-28
Anticipated expiration: 2019-01-14
Also published as: JP3568808B2

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体表面電位の立ち上がり時におけるキャ
リア上がりを防止する。【解決手段】回転する感光体ドラム１１と、放電ワイ
ヤ１２ａから感光体ドラム１１へ到達するコロナイオン
量を制御する制御グリッド１２ｂを備え、コロナ放電に
より感光体表面を規定電位に帯電させる帯電器１２と、
帯電器１２により帯電された感光体ドラム１１に光照射
により静電潜像を形成する露光装置１３と、静電潜像を
現像剤により現像する現像装置１４と、制御グリッド１
２ｂに制御電圧を供給するとともに、この制御電圧を、
感光体表面電位が規定電位に立ち上がるまでの間に、低
圧側から高圧側に複数段に切り替える制御電圧供給手段
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザプリ
ンタおよびＬＥＤプリンタ等の光プリンタや、電子複写
機およびファクシミリ装置等、現像剤により被転写材へ
の画像形成を行う画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタや電子複写機等の従来の
画像形成装置は、例えば図１１に示す構成を備えてい
る。この画像形成装置において、感光体ドラム１０１で
の静電潜像の形成は、感光体ドラム１０１の表面を帯電
器１０２によって均一に帯電した後、露光装置１０３に
よる露光にて上記表面の電位を部分的に下げることによ
り行われる。このとき、感光体ドラム１０１の基体をな
すアルミニウム素管（図示せず）は、ドラムフランジか
らドラムシャフトを介してグランドに接続されており、
これによって感光体ドラム１０１における上記露光部の
部分的な電位の低下が可能となる。

【０００３】また、上記静電潜像の現像は、現像装置１
０４に現像バイアスを印加し、上記静電潜像に現像装置
１０４にて現像剤を付着させることにより行われる。

【０００４】上記帯電器１０２としては、通常、スコロ
トロン帯電器が使用されている。この帯電器は、同図に
示すように、放電ワイヤ１０２ａから感光体ドラム１０
１の表面に到達するコロナイオンの量を制御可能な制御
グリッド１０２ｂを備えている。

【０００５】なお、画像形成装置は、さらに転写装置１
０５、剥離装置１０６、クリーニング装置１０７および
除電ランプ１０８を備えている。

【０００６】従来の画像形成装置において、感光体ドラ
ム１０１の表面の電位は、帯電器１０２により電位が印
加されていないとき、０Ｖである。このため、反転現像
方式を使用する画像形成装置では、装置の初期設定時、
ウォーミングアップ時、プリントスタート時あるいはプ
リントエンド時等の非画像形成期間において、現像装置
１０４や感光体ドラム１０１を回転させた場合、感光体
ドラム１０１に現像剤が付着し、不必要に現像剤が消費
されることになる。このような不都合を防止するために
は、上記非画像形成期間においても、感光体ドラム１０
１と現像装置１０４との両方に電位が印加される。

【０００７】例えば特開平６−２８２１２６号公報に
は、メインモーターのスタート時の回転不安定期間にお
いて、感光体における現像装置が作用する領域に、現像
剤と同極性の電位を印加する構成が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に開示された構成においても、次のような問題点は解
決されていない。即ち、反転現像方式の画像形成装置で
は、帯電器１０２に高電圧トランス（Ｔ_H）を備えた電
源が必要となる。例えば、図１１に示した装置では、制
御グリッド１０２ｂの電源として高電圧トランス電源１
０９が接続されている。この構成においては、上記の非
画像形成期間に、図１２示すタイミングにて各部が作動
する。なお、ドラムモーターは感光体ドラム１０１の駆
動モーターであり、レーザー発光は露光装置１０３が備
えるレーザー装置からのレーザー光の出射動作である。

【０００９】ところで、高電圧トランス電源１０９で
は、電圧の立上げ時において、低電圧側の立ち上がりに
電圧の制御不可能な領域である不安定領域が生じる。こ
の不安定領域により、感光体表面電位は、図１３に示す
ように、直線的に上昇せず、いわゆるなまり１１１を含
むいびつなものとなる。このため、規定電位への感光体
表面電位の上昇過程において、感光体表面電位と現像バ
イアスとの電位差（カブリ電位）が過度に大きくなる。
この結果、現像装置１０４からのキャリアの飛散（キャ
リア上がり）が発生し、感光体ドラム１０１における感
光体の短命化や、トナーリサイクル時の飛散キャリアを
核としたトナー凝集物の生成等により、画像の劣化を招
来するという問題点を有している。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、装置の初期設定時、ウォーミングアップ時、
プリントスタート時あるいはプリントエンド時等の非画
像形成期間において、キャリアの飛散による感光体の短
命化や、トナーリサイクル時の飛散キャリアを核とした
トナー凝集物の生成等により、画像が劣化することを防
止し得る画像形成装置の提供を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１に記載の画像形成装置は、回転
する感光体と、放電電極から感光体へ到達するコロナイ
オン量を制御する制御電極を備え、コロナ放電により前
記感光体の表面を規定電位に帯電させる帯電手段と、こ
の帯電手段により帯電された感光体に光照射により静電
潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤
により現像する現像手段と、前記制御電極に制御電圧を
供給するとともに、この制御電圧を、感光体の表面電位
が規定電位に立ち上がるまでの間に、低圧側から高圧側
に複数段に切り替える制御電圧供給手段とを備えている
ことを特徴としている。

【００１２】請求項１に記載の構成によれば、回転する
感光体が帯電手段により規定電位に帯電され、潜像形成
手段により感光体の表面に静電潜像が形成され、この静
電潜像が現像手段により現像される。

【００１３】帯電手段により感光体が規定電位に帯電さ
れるとき、帯電手段の制御電極に制御電圧供給手段から
供給される制御電圧は、感光体の表面電位が規定電位に
立ち上がるまでの間に、低圧側から高圧側に複数段に切
り替えられる。

【００１４】これにより、感光体表面電位の立ち上がり
時における電位の不安定部分の発生を防止し、感光体の
表面電位を規定電位まで直線的に立ち上げることができ
る。この結果、キャリアの飛散による感光体の劣化やト
ナーリサイクル時の飛散キャリアを核としたトナーの凝
集による画質の劣化、並びに感光体への逆帯電トナーの
付着やトナー消費量の増大を防止し得るとともに、安定
した画質の画像を得ることができる。

【００１５】本発明の請求項２に記載の画像形成装置
は、請求項１に記載の構成において、前記の制御電圧供
給手段が、低圧側の電源としてツェナーダイオードを備
えた電源を有していることを特徴としている。

【００１６】請求項２に記載の構成によれば、制御電圧
供給手段が、低圧側の電源としてツェナーダイオードを
備えているので、構成の簡素化を図り得るとともに、装
置の小型化が可能である。

【００１７】本発明の請求項３に記載の画像形成装置
は、請求項１に記載の構成において、前記の制御電圧供
給手段が、低圧側から高圧側に複数の出力端子を有する
１個のトランスを備えたものからなることを特徴として
いる。

【００１８】請求項３に記載の構成によれば、制御電圧
供給手段が電源部として１個のみのトランスを備えた構
成とすることができるので、構成の簡素化を図り得ると
ともに、装置の小型化が可能である。

【００１９】本発明の請求項４に記載の画像形成装置
は、請求項１から３の何れかに記載の構成において、前
記現像手段に現像バイアスを供給する現像バイアス供給
手段をさらに備え、感光体が回転中でありかつ前記現像
手段により現像動作が行われていない非画像形成期間中
には、感光体の表面電位と前記現像バイアスとの電位差
が５０〜４００Ｖの範囲内に保持されることを特徴とし
ている。

【００２０】請求項４に記載の構成によれば、感光体が
回転中でありかつ前記現像手段により現像動作が行われ
ていない非画像形成期間中には、感光体の表面電位と前
記現像バイアスとの電位差が５０〜４００Ｖの範囲内に
保持されるので、現像手段からのキャリアの飛散量、並
びに逆帯電、弱帯電およびゼロ帯電トナーの感光体表面
への付着量を確実に抑制することができる。この結果、
感光体表面にキャリアが付着することによる感光体の劣
化や、トナー消費量の増大を防止し得るとともに、安定
した画質の画像を得ることができる。

【００２１】本発明の請求項５に記載の画像形成装置
は、請求項１から４の何れかに記載の構成において、前
記現像手段に現像バイアスを供給する現像バイアス供給
手段をさらに備え、この現像バイアス供給手段は、前記
制御電極への前記制御電圧の印加により感光体表面電位
の上昇した部分が感光体と現像手段との間の現像部に到
達するまでの期間、前記現像手段に前記制御電圧の極性
とは逆極性の現像バイアスを供給することを特徴として
いる。

【００２２】請求項５に記載の構成によれば、現像バイ
アス供給手段は、制御電極への制御電圧の印加により感
光体表面電位の上昇した部分が感光体と現像手段との間
の現像部に到達するまでの期間、現像手段に制御電圧の
極性とは逆極性の現像バイアスを供給するので、上記の
期間において、現像手段から逆帯電トナー、弱帯電トナ
ーおよびゼロ帯電トナーが飛散し、感光体表面に付着す
る事態を防止することができる。

【００２３】即ち、感光体が回転を開始し、制御電極へ
の制御電圧の印加により感光体表面電位の上昇した部分
が前記現像部に到達するまでの期間、現像バイアスが０
Ｖのままでは、現像部を通過する部分の感光体表面電位
が０Ｖであるために、前記部分に前記各トナーが付着す
る。また、このときに制御電圧と同極性の電圧を現像バ
イアスとして印加すると、トナーの電荷の強弱に関わら
ず、感光体表面へのトナーの付着が生じる。

【００２４】そこで、前記期間において、制御電圧とは
逆極性の現像バイアスを現像手段に印加することで、感
光体表面への前記各トナーの付着を防止することができ
る。この結果、トナー消費量の増大を防止し得るととも
に、安定した画質の画像を得ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態を図１ないし図８に基づいて以下に説明する。本
実施の形態における画像形成装置は、図１に示すよう
に、感光体ドラム１１を備え、この感光体ドラム１１の
周りに、帯電器（帯電手段）１２、露光装置１３、現像
装置（現像手段）１４、転写装置１５、剥離装置１６、
クリーニング装置１７および除電ランプ１８を感光体ド
ラム１１の回転方向にこの順序で備えている。

【００２６】上記現像装置１４は、内部に粒状のキャリ
アと粉体状のトナーとを収容し、キャリアにてトナーを
吸着して搬送し、現像ローラ１４ａにてトナーを感光体
ドラム１０１の表面に供給するようになっている。上記
キャリアは磁性キャリアであり、上記トナーは非磁性ト
ナーあり、現像装置１４は２成分反転現像方式を用いて
いる。

【００２７】この画像形成装置における画像形成動作
は、次のようにして行われる。まず、感光体ドラム１１
がドラムモーターにより回転駆動され、感光体ドラム１
１の表面が帯電器１２によって均一な電位に帯電され
る。次に、感光体ドラム１１の表面に、露光装置１３か
らレーザー光が照射されて静電潜像が形成される。感光
体ドラム１１での静電潜像の形成は、前述のように、感
光体ドラム１１の基体をなすアルミニウム素管（図示せ
ず）がドラムフランジからドラムシャフトを介してグラ
ンドに接続されており、上記レーザー光による露光部の
電位が低下することにより行われる。

【００２８】上記の静電潜像は現像装置１４から供給さ
れるトナーによって現像され、トナー像となる。このと
き、現像装置１４の現像ローラ１４ａには、トナーを感
光体ドラム１１の表面に供給するために、現像バイアス
電源（現像バイアス供給手段）２６から現像バイアスが
印加されている。

【００２９】その後、上記のトナー像は、転写装置１５
と感光体ドラム１１との間に供給された被転写材として
の用紙（図示せず）に転写装置１５によって転写され
る。このとき感光体ドラム１１の表面に吸着された用紙
は、剥離装置１６によってその表面から剥離される。

【００３０】また、感光体ドラム１１の表面に残留する
トナーはクリーニング装置１７によって回収される一
方、感光体ドラム１１の表面に残留する電荷は、除電ラ
ンプ１８によって除去される。

【００３１】上記の帯電器１２は、スコロトロン帯電器
からなり、放電ワイヤ（放電電極）１２ａから感光体ド
ラム１１の表面に到達するコロナイオンの量を制御可能
な制御グリッド（制御電極）１２ｂを備えている。

【００３２】上記放電ワイヤ１２ａには数ｋＶの高電圧
を出力する高電圧電源（図示せず）が接続されている。
また、制御グリッド１２ｂには、切替えスイッチ（制御
電圧供給手段）１９を介して、高電圧用トランス
（Ｔ_H）を有する高電圧電源（制御電圧供給手段）２０
と、定電圧電源であり、低電圧用トランス（Ｔ_L）を有
する低電圧電源（制御電圧供給手段）２１とが接続され
ている。本実施の形態において、低電圧電源２１の出力
電圧は約１００Ｖであり、高電圧電源２０の出力電圧は
約１０００Ｖである。但し、電圧の極性は何れもマイナ
スである。

【００３３】上記切替えスイッチ１９の切換動作は、例
えばマイクロコンピュータを備えた制御装置２２によっ
て制御される。

【００３４】上記の構成において、本画像形成装置は、
一連の画像形成動作が前述のようにして行われる。この
場合における感光体ドラム１１の駆動モーター、即ちド
ラムモーターの回転開始から、露光装置１３が備えるレ
ーザー装置でのレーザー発光までの非画像形成期間は、
図２に示すタイミングにて各部が作動する。

【００３５】即ち、先ずドラムモーターが回転を開始す
ると同時に、除電ランプ１８および帯電器１２がＯＮと
なる。このとき、帯電器１２では、放電ワイヤ１２ａに
高電圧が供給されるとともに、切替えスイッチ１９が低
電圧電源２１側に切り替えられることにより、制御グリ
ッド１２ｂに低電圧電源２１から所定の低電圧が供給さ
れる。

【００３６】次に、切替えスイッチ１９が高電圧電源２
０側に切り替えられ、制御グリッド１２ｂに所定の高電
圧が供給され、その後もこの高電圧が維持される。その
後、現像装置１４の現像ローラ１４ａに現像バイアスが
印加され、さらにその後、レーザー発光が開始される。

【００３７】上記切り替えスイッチ１９による低電圧電
源２１側から高電圧電源２０側への切り替えタイミング
は、例えば感光体ドラム１１の表面電位が制御グリッド
１２ｂへの低電圧電源２１の印加後に立ち上がった直後
に設定される。

【００３８】上記のようにして帯電器１２から電位が供
給されることにより、感光体ドラム１１の表面電位は上
昇していき、最終的に規定電位となる。このとき、帯電
器１２の制御グリッド１２ｂには、先ず低電圧電源２１
から低電圧バイアスを印加し、次に高電圧電源２０から
高電圧を印加するようにしているので、感光体表面電位
の立ち上がりは、図３に示すように、直線状の滑らかな
ものとなる。

【００３９】したがって、同図に示すように、感光体表
面電位と現像バイアスとの電位差、即ちいわゆるカブリ
電位（現像バイアス電位一感光体表面電位）は安定に変
化し、過度に大きくなることがない。即ち、カブリ電位
は安定時の電位（感光体表面電位の−６５０Ｖと現像バ
イアスの−５００Ｖとの電位差）以上に広がらず、カブ
リ電位が所定値を超えないように制御することが可能と
なる。この結果、キャリア上がり、即ち現像装置１４か
らのキャリア飛散による感光体表面へのキャリアの付着
や、ＰＣカブリすなわち現像装置１４からのトナー飛散
による感光体表面へのトナーの付着を防止することがで
きる。

【００４０】これに対し、従来の画像形成装置において
は、図１３に示したようになまり１１１によってカブリ
電位が過度に大きくなる。この場合のカブリ電位はなま
り１１１の発生部において約５００Ｖであり、従来の装
置でのカブリ電位の最大値は５００〜６００Ｖ程度と考
えらえる。

【００４１】ここで、上記カブリ電位とキャリア上がり
との関係について示すと図４のようになる。同図から明
らかなように、カブリ電位が大きくなると現像装置１４
からのキャリア上がりが増加する。カブリ電位が４００
Ｖ以下となれば、キャリア上がりの個数（Ｃａｒ個数）
は急激に低下し、コピー画質上問題ないレベルになる。

【００４２】キャリア上がりは本来発生しないことがコ
ピー品質を維持していく上で重要であるものの、５〜６
個程度ではほとんど目立たず、コピー画像に影響を及ぼ
さない許容範囲として、従来、実験的かつ経験的に考え
られている。

【００４３】したがって、従来の装置では、キャリア上
がりの個数が許容範囲を超える結果、キャリア飛散によ
る感光体ドラム１１の劣化や、トナーリサイクル時のキ
ャリアを核とした凝集物の生成等による画質の劣化を招
くことになる。

【００４４】また、上記カブリ電位といわゆるＰＣカブ
リ（弱帯電もしくはゼロ帯電トナーの感光体表面への付
着）との関係について示すと図５のようになる。同図か
ら明らかなように、ＰＣカブリは、カブリ電位が過度に
小さくあるいは大きくなると増加し、５０〜４００Ｖの
範囲で比較的少なく、１００〜２００Ｖの範囲で安定し
ている。

【００４５】即ち、特にカブリ電位を１００〜２００Ｖ
の範囲とすれば、感光体ドラム１１への逆帯電、弱帯電
あるいはゼロ帯電トナーの付着が安定的に少なくなり、
またキャリア飛散による問題も生じない。この結果、ト
ナー飛散、トナー消費量の悪化や感光体の劣化を防ぎ、
長期間に渡って安定した画質を維持できる。

【００４６】ＰＣカブリは、トナーを感光体表面に付着
させてコピーを繰り返し行う限りゼロにすることはでき
ないものの、コピー画像に影響を与えない量であれば許
容できる。図５に示すＰＣカブリ（ΔＩＤ）において
０．０３という数値は、長期的な観点から見て、コピー
画質上、許容の臨界値と考えられる。

【００４７】したがって、ＰＣカブリが許容範囲外とな
るカブリ電位は、５０Ｖ未満の範囲と４００Ｖを超える
範囲であり、図１３に示したように、なまり１１１によ
ってカブリ電位が過度に大きくなる従来の画像形成装置
では、ＰＣカブリが許容範囲外となる。この結果、トナ
ー飛散によるコピー画質の劣化や、トナー消費量の増大
を招くことになる。一方、本画像形成装置では、上記の
ように、感光体表面電位を円滑に立ち上がらせ、カブリ
電位を安定に変化させることができるので、上記のよう
な問題は生じない。

【００４８】また、図４と図５とから、キャリア上がり
とＰＣカブリとの両者を許容範囲内に抑制し得るカブリ
電位は５０〜４００Ｖの範囲であり、本画像形成装置で
は、上記のように、カブリ電位をこの範囲に制御するこ
とが可能である。

【００４９】また、以上の説明から、感光体ドラム１１
が駆動される期間のうちの非画像形成期間中は、感光体
表面電位が現像バイアス電位よりもマイナス側でなけれ
ばならないことが分かる。

【００５０】なお、図５においては、感光体表面の初期
状態のトナー濃度に対する各カブリ電位でのコピー後の
残留トナー濃度をＰＣカブリとして示している。縦軸は
マクベス濃度計を用いて測定した画像濃度（ＩＤ：Imag
e Density ）の変化を示している。即ち、感光体表面の
初期状態の画像濃度とコピー後のトナーが残存している
状態の画像濃度（残留トナー濃度）との差を示してい
る。残留トナー濃度は、感光体表面の初期状態のトナー
濃度と、それぞれのカブリ電位に対応する状態での感光
体表面のトナー濃度とから得られる。具体的には、粘着
テープを使用し、それぞれの状態で感光体表面の残留ト
ナーをはぎ取り、それをペーパー上に移し、濃度計によ
りＩＤを測定した。

【００５１】また、本画像形成装置では、低電圧電源２
１による制御グリッド１２ｂへの電圧印加時間を、感光
体ドラム１１の１回転以内とした。これは、１回転を超
えて低電圧電源２１による電圧印加を継続すると、感光
体ドラム１１の寿命が短くなることが分かったからであ
る。即ち、上記の構成とすれば、感光体ドラム１１の余
分な回転時間を短縮し得るとともに、感光体ドラム１１
における感光膜の膜減りによる帯電劣化を防ぎ、安定し
た画像を長期に渡って得ることができる。

【００５２】また、図１に示した画像形成装置は図６に
示す構成としてもよい。この構成では、低電圧用トラン
ス（Ｔ_L）を使用した低電圧電源２１に代えて、ツェナ
ーダイオードを使用した低電圧電源２３を備えている。
この構成では、低電圧用トランス（Ｔ_L）に代えてツェ
ナーダイオードを使用することにより、構成を簡素化
し、小型化できる。

【００５３】さらに、本画像形成装置は図７に示す構成
としてもよい。この構成では、図１に示した高電圧用ト
ランス（Ｔ_H）を備える高電圧電源２０および低電圧用
トランス（Ｔ_L）を備える低電圧電源２１に代えて、１
個の制御グリッド電源（制御電圧供給手段）２４を備え
ている。この制御グリッド電源２４は、定電圧トランス
を備え、低圧端子Ｔ₁と高圧端子Ｔ₂とを有する。これ
ら低圧端子Ｔ₁と高圧端子Ｔ₂とは、前述の場合と同様
にして順次切り替えられる。このような構成では、装置
全体を小型化でき、量産コストも低減できる。

【００５４】さらに、本画像形成装置は図８に示す構成
としてもよい。この構成では、図７に示した制御グリッ
ド電源２４に代えて、制御グリッド電源（制御電圧供給
手段）２５を備えている。この制御グリッド電源２５
は、定電圧トランスを備え、低圧側から高圧側にかけて
３個以上の出力端子Ｔ₁、Ｔ₂、…、Ｔ_nを有する。こ
れら出力端子Ｔ₁〜Ｔ_nは、低圧側から高圧側へ切替え
スイッチ１９により順次切り替えられる。このような制
御グリッド電源２５を備えることにより、感光体表面電
位の立ち上がりを、さらに円滑かつ安定なものにするこ
とができる。即ち、感光体ドラム１１の表面電位をより
高精度かつ安定に制御できる。この結果、カブリ電位を
さらに安定に変化させることができ、ＰＣカブリとキャ
リア上がりとを一層確実に防止することができる。

【００５５】〔実施の形態２〕本発明の実施の他の形態
を図１、図９および図１０に基づいて以下に説明する。
なお、説明の便宜上、前記の図面に示した手段と同一の
機能を有する手段には同一の符号を付記し、その説明を
省略する。

【００５６】本画像形成装置では、例えば図１に示した
構成において、現像バイアス電源２６が出力電圧を変化
できるようになっており、現像ローラ１４ａに対する現
像バイアスが以下のように制御される。

【００５７】即ち、現像バイアスとしては、図９に示す
ように、帯電器１２の制御グリッド１２ｂへの低電圧電
源２１による低電圧（マイナス側出力）の印加と同時
に、プラス側出力の電圧を印加し、その後、マイナス側
出力の通常の現像バイアス電圧を印加する。上記プラス
側出力の電圧は、制御グリッド１２ｂに印加する制御電
圧およびトナーの帯電極性と同極性である。上記プラス
側出力の電圧は例えば＋１５０Ｖであり、この電圧を印
加する期間は、上記制御グリッド１２ｂへのグリッド電
圧の印加により感光体ドラム１１の表面電位の上昇した
部分が現像部、即ち感光体ドラム１１と現像ローラ１４
ａとの対向部に到達するまでの期間である。この期間に
上記現像部を通過する感光体ドラム１１部分の表面電位
は０Ｖである。

【００５８】上記のように現像バイアスを制御すること
により、図１０に示すように、カブリ電位は、感光体表
面電位の立ち上がり当初から、安定してほぼ一定値を維
持することができる。これにより、カブリ電位が過小に
なること（図５に示すカブリ電位５０Ｖ未満の範囲）に
より生じるＰＣカブリを確実に防止することができる。

【００５９】また、以上の各画像形成装置は反転現像方
式を使用している。この反転現像方式は、一様に帯電し
た感光体ドラム１１の表面に対し、レーザービーム、Ｌ
ＥＤ等により、記録すべき画像情報に対応した画像露光
を行って静電潜像を形成し、その際に露光を受けて電位
の低下した部分に感光体ドラム１１の帯電極性と同極性
に帯電したトナーを付着させてトナー像を形成するもの
である。したがって、各画像形成装置は、電子写真方式
を利用したデジタル複写機やプリンター等への応用が可
能となる。

【００６０】また、以上の各画像形成装置では、トナー
の荷電制御が容易で、画像の高画質化や高安定性の面か
ら、２成分接触現像法を用いている。この方式では、非
磁性トナーに対して磁性キャリアを混合したものを現像
剤として用い、非磁性トナーをブレード等で現像ローラ
１４ａのスリーブ上にコーティングして搬送し、感光体
ドラム１１に対して接触状態で現像を行う。各画像形成
装置で使用する高抵抗のフェライトキャリアは、静電潜
像を乱すことなく、細線画像およびハイライトな画像の
再現性が非常に良好となり、高精細な画像を得ることが
可能となる。また、非磁性トナーと磁性キャリアを主成
分とした２成分現像剤は、フルカラー、マルチカラー画
像を形成する画像形成装置において、画像の色味などの
観点から有効である。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に記載
の画像形成装置は、回転する感光体と、放電電極から感
光体へ到達するコロナイオン量を制御する制御電極を備
え、コロナ放電により前記感光体の表面を規定電位に帯
電させる帯電手段と、この帯電手段により帯電された感
光体に光照射により静電潜像を形成する潜像形成手段
と、前記静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、
前記制御電極に制御電圧を供給するとともに、この制御
電圧を、感光体の表面電位が規定電位に立ち上がるまで
の間に、低圧側から高圧側に複数段に切り替える制御電
圧供給手段とを備えている構成である。

【００６２】これにより、感光体表面電位の立ち上がり
時における電位の不安定部分の発生を防止し、感光体の
表面電位を規定電位まで直線的に立ち上げることができ
る。この結果、キャリアの飛散による感光体の劣化やト
ナーリサイクル時の飛散キャリアを核としたトナーの凝
集による画質の劣化、並びに感光体への逆帯電トナーの
付着やトナー消費量の増大を防止し得るとともに、安定
した画質の画像を得ることができるという効果を奏す
る。

【００６３】本発明の請求項２に記載の画像形成装置
は、請求項１に記載の構成において、前記の制御電圧供
給手段が、低圧側の電源としてツェナーダイオードを備
えた電源を有している構成である。

【００６４】これにより、請求項１に記載の構成による
効果に加え、構成の簡素化を図り得るとともに、装置の
小型化が可能であるという効果を奏する。

【００６５】本発明の請求項３に記載の画像形成装置
は、請求項１に記載の構成において、前記の制御電圧供
給手段が、低圧側から高圧側に複数の出力端子を有する
１個のトランスを備えたものからなる構成である。

【００６６】これにより、請求項１に記載の構成による
効果に加え、制御電圧供給手段が電源部として１個のみ
のトランスを備えた構成とすることができるので、構成
の簡素化を図り得るとともに、装置の小型化が可能であ
るという効果を奏する。

【００６７】本発明の請求項４に記載の画像形成装置
は、請求項１から３の何れかに記載の構成において、前
記現像手段に現像バイアスを供給する現像バイアス供給
手段をさらに備え、感光体が回転中でありかつ前記現像
手段により現像動作が行われていない非画像形成期間中
には、感光体の表面電位と前記現像バイアスとの電位差
が５０〜４００Ｖの範囲内に保持される構成である。

【００６８】これにより、請求項１から３の何れかに記
載の構成による効果に加え、現像手段からのキャリアの
飛散量、並びに逆帯電、弱帯電およびゼロ帯電トナーの
感光体表面への付着量を確実に抑制することができる。
この結果、感光体表面にキャリアが付着することによる
感光体の劣化や、トナー消費量の増大を防止し得るとと
もに、安定した画質の画像を得ることができるという効
果を奏する。

【００６９】本発明の請求項５に記載の画像形成装置
は、請求項１から４の何れかに記載の構成において、前
記現像手段に現像バイアスを供給する現像バイアス供給
手段をさらに備え、この現像バイアス供給手段は、前記
制御電極への前記制御電圧の印加により感光体表面電位
の上昇した部分が感光体と現像手段との間の現像部に到
達するまでの期間、前記現像手段に前記制御電圧の極性
とは逆極性の現像バイアスを供給する構成である。

【００７０】これにより、請求項１から４の何れかに記
載の構成による効果に加え、制御電極への制御電圧の印
加により感光体表面電位の上昇した部分が感光体と現像
手段との間の現像部に到達するまでの期間において、現
像手段から逆帯電トナー、弱帯電トナーおよびゼロ帯電
トナーが飛散し、感光体表面に付着する事態を防止する
ことができる。この結果、トナー消費量の増大を防止し
得るとともに、安定した画質の画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態における画像形成装置の
全体構成図である。

【図２】図１に示した画像形成装置における各部の動作
タイミングを示すタイミングチャートである。

【図３】図１に示した画像形成装置における感光体表面
電位と現像バイアスとの立ち上がり時の関係を示すグラ
フである。

【図４】画像形成装置におけるカブリ電位とキャリア上
がりとの関係を示すグラフである。

【図５】画像形成装置におけるカブリ電位とＰＣカブリ
との関係を示すグラフである。

【図６】図１に示した画像形成装置において、制御グリ
ッド電源の低電圧電源としてツェナーダイオードからな
る電源を備えた場合における画像形成装置の全体構成図
である。

【図７】図１に示した画像形成装置において、制御グリ
ッド電源として１個の定電圧トランスからなる電源を備
えた場合における画像形成装置の全体構成図である。

【図８】図７に示した画像形成装置において、１個の定
電圧トランスからなる電源が低圧側から高圧側に３個以
上の出力端子を備えた場合における画像形成装置の全体
構成図である。

【図９】本発明の実施の他の形態の画像形成装置におけ
る各部の動作タイミングを示すタイミングチャートであ
る。

【図１０】図９に示した動作における感光体表面電位と
現像バイアスとの立ち上がり時の関係を示したグラフで
ある。

【図１１】従来の画像形成装置の全体構成図である。

【図１２】図１１に示した画像形成装置における各部の
動作タイミングを示すタイミングチャートである。

【図１３】図１１に示した画像形成装置における感光体
表面電位と現像バイアスとの立ち上がり時の関係を示す
グラフである。

【符号の説明】

１１感光体ドラム１２帯電器（帯電手段）１２ａ放電ワイヤ（放電電極）１２ｂ制御グリッド（制御電極）１４現像装置（現像手段）１４ａ現像ローラ１９切替えスイッチ（制御電圧供給手段）２０高電圧電源（制御電圧供給手段）２１低電圧電源（制御電圧供給手段）２２制御装置２３低電圧電源（制御電圧供給手段）２４制御グリッド電源（制御電圧供給手段）２５制御グリッド電源（制御電圧供給手段）２６現像バイアス電源（現像バイアス供給手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西光英二大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者徳山満大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者直井宏夫大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者竹ノ内幸一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC01 DD01 DD03 EE03 EE11 2H073 AA03 AA05 BA09 BA13 BA45 CA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する感光体と、放電電極から感光体へ到達するコロナイオン量を制御す
る制御電極を備え、コロナ放電により前記感光体の表面
を規定電位に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により帯電された感光体に光照射により静
電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤により現像する現像手段と、前記制御電極に制御電圧を供給するとともに、この制御
電圧を、感光体の表面電位が規定電位に立ち上がるまで
の間に、低圧側から高圧側に複数段に切り替える制御電
圧供給手段とを備えていることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】前記の制御電圧供給手段は、低圧側の電源
としてツェナーダイオードを備えた電源を有しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記の制御電圧供給手段は、低圧側から高
圧側に複数の出力端子を有する１個のトランスを備えた
ものからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形
成装置。
【請求項４】前記現像手段に現像バイアスを供給する現
像バイアス供給手段をさらに備え、感光体が回転中であ
りかつ前記現像手段により現像動作が行われていない非
画像形成期間中には、感光体の表面電位と前記現像バイ
アスとの電位差が５０〜４００Ｖの範囲内に保持される
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像
形成装置。
【請求項５】前記現像手段に現像バイアスを供給する現
像バイアス供給手段をさらに備え、この現像バイアス供
給手段は、前記制御電極への前記制御電圧の印加により
感光体表面電位の上昇した部分が感光体と現像手段との
間の現像部に到達するまでの期間、前記現像手段に前記
制御電圧の極性とは逆極性の現像バイアスを供給するこ
とを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の画像形
成装置。