JPH0373865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像形方法及び装置に関するものであ
り、詳しくは現像バイアスを現像時と非現像時と
で変化させて、非現像時の現像抑制を行なう方法
に関する。

従来、電子写真装置等においては画像形成後に
潜像保持体の残余現像剤のクリーニング、或いは
露光光学系の正規位置への戻りための期間が必要
であり、このとき潜像保持体に潜像が形成されて
いると、不必要な現像画像が形成され、現像剤を
浪費する。そこで従来この期間に画像形成されな
いようにするための露光手段や潜像保持体上の電
荷を除去する手段等が余分に必要であつた。

本発明は斯かる問題点を解決することにあり、
その目的は、画像形成期間以外において、特別別
個の手段を設けることなしに現像剤の消費を抑制
する画像形成方法を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、回転する潜像保
持体に現像剤担持体からトナーを飛翔させて静電
潜像を現像して画像を得る画像形成方法におい
て、静電潜像が現像部を通る現像時には上記現像
剤担持体に静電潜像画像部にトナーを飛翔付着さ
せる交番バイアス電圧を印加して現像を行ない、
静電潜像が現像部を通過しない非現像時の潜像保
持体の回転の際には上記とは異なつた交番バイア
ス電圧であつて、潜像保持体にトナーを付着させ
ない交番バイアス電圧を上記現像剤担持体に印加
することを特徴とする画像形成方法。にあり、更
に具体的には、交流に直流を重畳した交番バイア
ス電圧の直流分を現像時と非現像時とで変化させ
ることや、交流分を非対称の波形に歪ませること
等によつて画像形成を行なうものである。

以下本発明に係る実施態様の詳細を図面を以つ
て説明する。

第１図は、本発明に係る実施態様における現像
方法の原理を示したものである。１は静電像等の
潜像保持体、２はその背面電極であつて、矢印方
向に移動する。３は現像剤担持体でキヤリヤーを
有しないトナー粒子からのみなる所謂１成伏現像
剤４を担持する。トナー層の厚みは現像領域Ａに
おいて現像剤担持体３と潜像保持体１との間隙よ
りも薄く、したがつてトナー層表面と潜像保持体
との間には空隙が形成されている。本例の場合、
担持体３は導電部材、例えば金属もしくは導電性
ゴムより成つている。５は両部材２と３の間に外
部交互電圧を印加するための電源である。

静電像電位と印加される外部交互電圧の大小関
係を第２図に示す。図中V_Dは該潜像保持体１の
画像部（最終的にトナーの付着すべき部分）の電
位であり、V_Lは非画像部（最終的にトナーの付
着すべきでない部分）の電位である。図において
は外部交互電圧として矩形波の例が示されている
が、これに限るものではなく、他の波形例えばサ
インカーブ、のこぎり波等の形の交互電圧が使用
できる。第２図の横軸は時間であつて、、外部交
互電圧は位相t₁においては、現像剤担持体３より
潜像保持体１へ前記空隙を介して現像剤を転移さ
せることを促すべく作用する。図の矢印ａ，ｂは
それぞれ非画像部V_L、画像部V_Dへの転移の大き
さを表わす。一方、位相t₂においては、逆に潜像
保持体１より現像剤担持体３へ前記空隙を介して
現像剤を引き戻す（逆転移）べく作用する。図の
矢印ｃ，ｄはそれぞれ非画像部V_L、画像部V_Dへ
逆転移の大きさを表わす。

第１図において潜像保持体１と現像剤担持体３
の最も近接した領域Ａから両者が次第にその距離
を拡げて行く領域Ｂに移る間で、位相t₁とt₂が繰
り返されることによつて、潜像保持体１への現像
は完成される。この際、領域Ａにおいては画像
部、非画像部とも現像剤担持体から潜像保持体へ
現像剤の転移が生じており、Ｂ領域を通過して行
く過程で、非画像部へ転移した現像剤は現像剤担
持体へ完全に引き戻される。このような過程を経
て得られる画像は、細線再現性、階調再現性にお
いて極めて優れたものである。この現像方法の詳
細は、本出願人による特開昭55−18656〜９号公
報等に詳しく記載されている。

第３図ａ，ｂ，ｃは、何らかの要因によつて潜
像電位が変動した場合、それに対して外部交互電
圧を変化させることにより、安定した画質を提供
するための方法を示している。

第３図ａは画像部電位V_D及び非画像部電位V_L
（以後これらをそれぞれ暗電位、明電位と呼ぶ）
がほぼ同程度シフトする傾向にある場合である。
これに対しては、交互電圧をその変動分と同じ量
だけシフトすれば、即ち交互電圧の直流レベルを
シフトしてやればよく、図にそのような一例を示
した。

同ｂ図は、明電位V_Lのみが動する傾向にある
場合である。この場合には、外部交互電圧の位相
t₂における電圧値を該明電位の変動に応じて変化
させればよい。

同ｃ図は、暗電位V_Dのみが変動する傾向にあ
る場合で、外部交互電圧の位相t₁における電圧値
を該暗電位の変動に応じて変化させればよい。こ
れら外部交互電圧の変化方法は、操作者がダイヤ
ル調節を行う形式にしてもよい。この場合には、
原稿濃度やユーザーの好みに応じた画像濃度が得
られるというメリツトも加わる。

このようにして、潜像保持体上の潜像が現像領
域を通過する際は、画像形成装置の操作者が手動
で、或いは自動的に現像バイアスを調整して、第
２図に示したようなトナーの転移・逆転移が生ず
るようにするわけである。

一方、上述した現像の終了後に現像像を転写材
上に転写する転写工程、潜像保持体上に転写後も
残存するトナーをクリーニングするクリーニング
工程、及び潜像形成のための原稿の走査後の光学
系等の正規位置への戻り工程の期間中は、通常潜
像は現像領域を通過していない。したがつてこの
ような非画像期間中には現像剤担持体から潜像保
持体へのトナーの転移を抑制すると共に、その逆
の逆転移の工程を促進することが好ましい。この
ため、第２図の位相t₁に印加される電圧より位相
t₂に印加される電圧の大きさを大とた交互バイア
スを印加すると上述のトナー転移の抑制、逆転移
の促進が達成できる。

第４図に本発明の実施態様の図を示す。第４図
ａ，ｄには交互電圧を変化させるためのモデル的
な回路例が示され、同ｂ，ｃ，ｅ，ｆにはそれら
による電圧波形が示されている。第４図ａは、正
弦波交流電圧に直流電圧を重畳するタイプの回路
例であり、同ｂはそれによる出力波形図である。
入力は２つの交流電源５，６から成り、そのうち
一方の電源６を電圧可変とすることにより交互電
圧の直流分を可変としている。現像時には、潜像
保持体上の電位に応じて第３図ａに示すように交
互電圧を変化させて、常に良好な現像が行なわれ
るようにする。

一方、非画像期間中（非現像時）には、シーケ
ンスコントローラ７からの信号により交互電圧を
第４図ｂの状態からｃの状態に大きく変化させ現
像作用を抑制する。即ち、第２図で説明すると、
転移電界ａ，ｂを小さく（又は全く無し）にし、
一方逆転移電界ｃ，ｄを大きくしてカブリを防止
している。第４図ｄは、正弦波交流電圧の（−）
側のみをダイオード８と抵抗９，１０によつて小
くしたものであつて、出力端子の抵抗９をスライ
ドさせることにより、現像時に（−）側電圧を可
変としている。この出力波形は画像形成期間中現
像時は第４図ｅの如くであり抵抗の調整により任
意に（−）側電圧を可変とでき、また、非画像期
間中（非現像時）においては、第４図ｆの如く
（−）側電圧は小さい値におさえられ、トナーの
転移は極く少ないか全くなく、逆転移方向のみの
電界が働いて現像が抑制される。この第４図ｅか
らｆの切り替えは画像形成シーケンスを司どるシ
ーケンスコントローラ７信号に応じてスイツチン
グ手段１１により行なわれる。

次にこのような可変交互電圧印加手段とその調
整手段を組込んだ画像形成装置の実施態様を第５
図に示した。１２はセレン（Se）層を有する静
電潜像保持体、１３はその背面電極であつて、１
２と１３でドラム形状を形成する。１４は内部に
磁石ロール１５を有する非磁性ステンレス製スリ
ーブである。静電潜像保持体１２とスリーブ１４
はこの最小間隔を300μに周知の間隙維持手段に
より保持されている。１６は現像容器１７内の一
成分磁性現像剤であつて、スチレンマレイン酸樹
脂70wt％，フエライト25wt％，カーボンブラツ
ク3wt％，負性荷電制御剤（Cr^-）2wt％を混
練粉砕させたものであつて、さらに流動性向上の
ためにコロイダルシリカ0.2wt％が外添されてい
る。１８は鉄製のブレードであつて、スリーブ１
４に内包される磁石ロール１５の主極１５ａ（Ｎ
極850G）位置に対向しており、磁力によつて磁
性現像剤１６のスリーブ１４上への塗布厚を規制
する（更に詳しくは特開昭55−93177号公報参
照）。ブレード１８とスリーブ１４の間隙は250μ
に保持されており、スリーブ１４上に該ブレード
１８により塗布される現像剤層の厚みは約80μで
ある。１９は可変交互電圧電源であつて、背面電
極１３とスリーブ１４の導体部との間に印加され
る。又、現像剤の塗布ムラを防止するため、ブレ
ード１８とスリーブ１４は同一電位とされてい
る。

静電像電位の平均的な値は、暗電位＋700V、
明電位＋50V、外部交互電圧は、周波数800Hz、
ピーク・ツー・ピーク1200Vの正弦波に、＋50V
より＋350Vまで可変の直流電圧が重畳されてお
り、上記電源１９に接続された第４図に示した回
路例等を含む制御回路２０を通して、絞りダイヤ
ル調整によつて前述したように操作者の好みの画
調を選択できるようになつている。

帯電手段２１により感光ドラム１２上に＋の帯
電を施し、次に露光光学系２２により原稿２３の
光像を感光体ドラム上に照射する。このとき原稿
２３は図矢印Ｒ方向に移動する。更に図示の現像
装置２４より現像が行なわれ、得られた顕画像は
転写手段２５により転写機２６上に転写され、残
余の現像剤はクリーニング手段２６によりクリー
ニングされる。このような複写工程の終了後、原
稿２３は図中矢印Ｌ方向に移動し、正規位置に戻
り、この時感光体ドラムは図中矢印方向に連続し
て回転しており、ドラム上には潜像がなく、非画
像期間となつている。この非画像期間中（必現像
時）には外部交互電圧として電源１９より周波数
800Hz、ピーク・ツー・ピークVpp1200Vの正弦
波に＋750Vの直流電圧を重畳して第４図Ｃの如
き波形とし現像を抑制する。

更に感光体１２として有機光導電体OPCを用
いる場合は、一極性に一次帯電し、画像露光を施
した後、現像バイアスとして周波数800Hz、、ピー
ク・ツー・ピークVpp1300Vの正弦波に−100V
の直流電圧を重畳し現像を行ない、非現像時には
直流電圧を−500Vにしたところ、非画像期間中
にドラムへのトナー付着がな、トナー飛散も生じ
なかつた。

第４図ａ，ｄのシーケンスコントローラ７及び
第５図の制御回路２０では、第６図に示すような
シーケンスで現像時と非現像時のバイアスとが切
り換えられている。また第６図で現像時の開始時
点が前回転の終了時点より遅れているのは、像露
光開始によつてまず形成された静電像の先端が露
光部から現像部に到達するのに或る時間がかかる
為であり、また現像時の終了時点が後回転の開始
時点より遅れているのも、同様に静電像の後端が
露光部から現像部に到達するのに或る時間がかか
る為である。従つて、スリーブに現像バイアスを
印加開始する時点も前回転終了時点より遅れる
し、現像バイアスと非現像バイアスの切換時点も
後回転開始時点より遅れることは言う迄もない。

尚特開昭56−14266号公報には、非現像時に直
流バイアスに切り換えるか、或いは電気的にフロ
ート状態にする方法が示されている。しかしなが
ら、上述の方法では非現像時にトナーが静止状態
に近く凝固したり、微粉トナーがスリーブ表面を
覆つてしまつたりしやすい。

これに対して、本発明では非現像時にもトナー
には交互電圧が与えられているので、トナーは常
に撹拌され励起された状態にあり、現像時バイア
スに切換わつた時に直ちに転移・逆転移作用を起
こすことが可能である。

以上詳述した如く、本発明は現像時と非現像時
とで交互電圧を切換え、非現像時にはトナーを像
保持体から現像剤担持体へ引き戻す逆転移の電界
を大きくするようにしたから、非現像時の像保持
体上にはカブリが生ずることがなく、またトナー
の飛散もない。また機構が簡単で特別別個の高圧
スイツチや露光手段等を設けなくとも現像を抑制
できる利点を有する。

また、現像時にもバイアスを手動又は自動的に
可変としておくことにより、 (a) 地カブリがなく、かつ階調性が極めて高い現
像方法の画像濃度の調節を極めて容易になし
得、上記現像方法の果を一層高めることができ
る。

(b) 使用条件、環境条件、原稿又はオリジナル光
像等の濃炎により、操作者が希望する所望の顕
画像濃度を極めて容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像方法の原理を説明す
る説明図、第２図は潜像電位に対して印加される
バイアス交互電圧の位相と波形を示す説明図、第
３図ａ〜ｃは第２図に示した潜像電位の変動に応
じてバイアス交互電圧を調整する三つの態様を
夫々示す説明図、第４図ａ，ｄはその調整を行う
回路例の結線図、第４図ｂ，ｃ，ｅ，ｆはその回
路例による出力波形図、第５図は本発明に係る現
像方法を適用した現像装置の実施態様の断面図、
第６図は本発明を実施するためのシーケンス図で
ある。 図において、１，１２…像保持体、３，１４…
現像剤担持体、４，１６…トナー、７…シーケン
スコントローラー、１９…交互電圧電源、２０…
制御回路を表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転する潜像保持体に現像剤担持体からトナ
   ーを飛翔させて静電潜像を現像して画像を得る画
   像形成方法において、静電潜像が現像部を通る現
   像時には上記現像剤担持体に静電潜像画像部にト
   ナーを飛翔付着させる交番バイアス電圧を印加し
   て現像を行ない、静電潜像が現像部を通過しない
   非現像時の潜像保持体の回転の際には上記とは異
   なつた交番バイアス電圧であつて、潜像保持体に
   トナーを付着させない交番バイアス電圧を上記現
   像剤担持体に印加することを特徴とする画像形成
   方法。 ２ 前記現像剤担持体には直流電圧が重畳された
   交流バイアス電圧が印加され、現像時と非現像時
   とで、この直流電圧の値が変更される特許請求の
   範囲第１項記載の画像形方法。