JPH04310977A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子写真方式の
プリンタ等に装備され、所定のバイアス電圧が印加され
る現像器を有する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、この種の画像形成装置の一般例
を示す構成図である。以下、図面に従って、一連の画像
形成プロセスを説明する。感光体ドラム１０２が矢印Ｘ
で示す方向に回転するに伴って、メインチャージャ１０
１が感光体ドラム１０２の表面を均一に帯電する。次に
、この帯電された感光体ドラム１０２の表面に対し、Ｌ
ＥＤアレイ等からなる光書き込みユニット１０３により
画像部に対応して光を照射する。この時、画像部に対応
した露光部分は帯電電荷が除去され（光導電現象による
）、その他の露光部以外の部分は電荷を残した状態で、
感光体ドラム１０２上に静電潜像が形成される。続いて
現像器１０４により、かかる静電潜像と同極性に帯電し
たトナー（着色微粒子）を感光体ドラム１０２の表面に
供給すると、露光部分にトナーが静電吸着してトナー像
（可視像）が得られる。

【０００３】更に、この感光体ドラム１０２上に形成さ
れたトナー像に対して用紙Ｐを重ねるように搬送し、用
紙Ｐについては、その裏側よりトナーの帯電極性とは逆
極性の電荷を転写チャージャ１０５により与えると、静
電力が発生して感光体ドラム１０２上のトナー像が用紙
Ｐの表面上に転写される。そして、転写を終えた用紙は
続く定着器（図示せず）によって熱及び圧力を加えられ
、トナー像は用紙Ｐ上に融着して永久像となる。一方、
転写後の感光体ドラム１０２については、除電ランプ１
０６により除電され、また転写されずに感光体ドラム１
０２上に残ったトナーについてはクリーナ１０７で除去
される。

【０００４】また、上記メインチャージャ１０１、現像
器１０４、転写チャージャ１０５は、夫々に対し高電圧
が印加される。先ず、メインチャージャ１０１について
は、高圧電源装置Ａによって−５ＫＶ程度の高電圧がそ
のワイヤ部１１０に印加される。図面ではメインチャー
ジャ１０１としてグリッド電極１１１を有するスコロト
ロンチャージャを使用しているが、この場合には通常の
帯電チャージャを使用する場合に比べ、感光体ドラム１
０２の表面における帯電電位のムラを少なくすることが
できる。ここで、グリッド電極１１１は通常−７００Ｖ
程度にバイアス印加され、感光体ドラム１０２表面の帯
電電位を規制している。

【０００５】次に、現像器１０４については、高圧電源
装置Ｂにより現像ローラ１４０（マグネットローラ表面
に現像スリーブを設けたもの）に−３００〜−６００Ｖ
程度のバイアス電圧が印加される。また、転写チャージ
ャ１０５については、そのワイヤ部１５０に高圧電源装
置Ｃにより＋５ＫＶ程度の高電圧が印加される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した高
圧電源装置Ａ、Ｂ、Ｃは、外部ＤＣ電源を入力するため
のＤＣ／ＤＣコンバータ、これより出力されたＤＣパル
スを昇圧する昇圧トランス、昇圧パルスを整流するため
の整流器、これらの機器を制御する制御機器等の多数の
機器から構成されており、全体としてかなりの大きさと
なる。従って、画像形成装置を組み立てるにあたり、各
高圧電源装置が占める設置スペースはかなり大きなもの
となる。

【０００７】また、高圧電源装置はその構成部品点数が
多いことから、画像形成装置の全体コストに占めるコス
ト比率については結構大きなものとなっている。本発明
はかかる現状に鑑みてなされたものであり、現像器に対
して通常設けられる高圧電源装置を不要とすることによ
り、コンパクトな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】本発明は、グリッド電極
を有する帯電器により一定電位に帯電された像担持体表
面に光書き込みを行って静電潜像を形成した後、現像器
によりトナーを供給して可視像となす画像形成装置にお
いて、前記帯電器のグリッド電極に印加されたバイアス
電圧を利用し、所定の電流を発生させる定電流発生手段
と、前記定電流発生手段により発生した定電流を利用し
、所定の高電圧を発生させる高電圧発生手段と、現像時
に前記高電圧発生手段を作動し、前記現像器に所定の高
電圧をバイアス印加させる操作手段とを備えた現像バイ
アス印加手段を有することを特徴としている。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、グリッド電極を有する帯電
器が像担持体表面を一定電位に帯電した後、かかる像担
持体表面に対して光書き込みが行われて静電潜像が形成
される。次に現像の際、現像バイアス印加手段が所定の
高電圧を現像器にバイアス印加する。その結果、像担持
体表面と現像器との間には所定の電位差が形成される。 従って、この電位差に起因する静電力により、現像器か
ら像担持体表面へトナーが移行して現像が実行される。

【００１０】この場合、現像バイアス印加手段では、定
電流発生手段が帯電器のグリッド電極にバイアス印加さ
れた電圧を利用して所定の電流を発生し、高電圧発生手
段がこの発生電流を利用して高電圧を発生する。また、
この高電圧発生手段は操作手段によって作動され、発生
した所定の高電圧を、現像の際に現像器にバイアス印加
する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って具体
的に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の要部
を示す構成図である。この画像形成装置の基本的構成は
図３で示す一般例と同一であり、感光体ドラム２の周辺
にはスコロトロンチャージャ１、光書き込みユニット３
、現像器４、転写チャージャ５、除電ランプ６、クリー
ナ７の各作用機器が配される。そして、スコロトロンチ
ャージャ１には、そのワイヤ部１０にリード線１２を通
じて−５ＫＶ程度の高電圧を印加し、そのグリッド電極
１１にリード線１３を通じて−７００Ｖ程度の高電圧を
印加するために高圧電源装置Ｅが接続されている。また
転写チャージャ５には、そのワイヤ部５０に＋５ＫＶ程
度の高電圧を供給するために高圧電源装置Ｆが接続され
ている。

【００１２】一方、現像器４における現像ローラ４０に
対し−３００〜−６００Ｖ程度のバイアス電圧を印加す
るために、現像バイアス印加手段２０（図中一点鎖線で
囲む内部の回路を構成する）が基板上に形成され、スコ
ロトロンチャージャ１の近辺に設けられる。この現像バ
イアス印加手段２０は、スコロトロンチャージャ１のグ
リッド電極１１に印加されるバイアス電圧Ｖｇを利用し
、所定の電流を発生させる定電流発生回路２１（図中破
線２１ａで囲む内部の回路を構成する）と、この定電流
発生回路２１により発生した定電流を利用し、所定の高
電圧を発生させる高電圧発生回路２２（図中二点鎖線２
２ｂで囲む内部の回路を構成する）と、現像時にこの高
電圧発生回路２２を作動し、現像器４に所定の高電圧を
バイアス印加させる操作回路２３（図中三点鎖線２３ｃ
で囲む内部の回路を構成する）とからなる。

【００１３】定電流発生回路２１は抵抗Ｒ６、可変抵抗
ＶＲ、定電流ダイオードＤ１、Ｄ２及びトランジスタＱ
２からなる閉回路を形成する。図で示すように、抵抗Ｒ
６と可変抵抗ＶＲは直列に接続され、更に抵抗Ｒ６はト
ランジスタＱ２のエミッタ端子ｅ２に接続される。また
、定電流ダイオードＤ１、Ｄ２も同様に直列接続され、
更に定電流ダイオードＤ１はトランジスタＱ２のベース
端子ｂ２に接続される。一方、可変抵抗ＶＲと定電流ダ
イオードＤ２は共にスコロトロンチャージャ１のグリッ
ド電極１１に接続される。

【００１４】上記構成によれば、直列接続された定電流
ダイオードＤ１、Ｄ２の両端にグリッド電極１１に印加
されたグリッドバイアス電圧Ｖｇが印加されることにな
るので（定電流ダイオードＤ１については抵抗Ｒ６、可
変抵抗ＶＲ、トランジスタＱ２を介して印加されること
になる）、所定の定電流が発生される。ここで発生する
電流値については、可変抵抗ＶＲにより調整される。ま
た、かかる発生電流はトランジスタＱ２により増幅され
、高電圧発生回路２２に供給される。

【００１５】次に、高電圧発生回路２２は抵抗Ｒ３、Ｒ
４、Ｒ５、バリスタＶＲＳ、定電圧ダイオードＺＤ及び
トランジスタＱ２（定電流発生回路２１と共用される）
とからなる閉回路を形成する。図で示すように、抵抗Ｒ
３、Ｒ４、Ｒ５は直列接続され、更に抵抗Ｒ５はトラン
ジスタＱ２のコレクタ端子ｃ２に接続される。また、抵
抗Ｒ３とバリスタＶＲＳは共に接地される。更にバリス
タＶＲＳは定電圧ダイオードＺＤに、定電圧ダイオード
ＺＤはトランジスタＱ２のベース端子ｂ２に夫々接続さ
れる。

【００１６】上記構成によれば、トランジスタＱ２を介
して供給された増幅電流が、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を流
れることにより、抵抗Ｒ５が接続されるコレクタ端子ｃ
２には所定の高電圧が発生する。従って、リード線１４
によりコレクタ端子ｃ２を現像ローラ４０に接続するこ
とにより、現像ローラ４０に対して所定のバイアス電圧
Ｖｄが印加される。なお、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は３個
に限定するものではなく、現像ローラ４０のバイアス電
圧を−３００〜−６００Ｖ程度に調整できるように抵抗
値を適宜決定するものである。また、バリスタＶＲＳは
回路の保護の為に、そして定電圧ダイオードＺＤは高電
圧発生回路２２における発生電圧を安定化させるために
夫々上記回路に組み込まれている。

【００１７】高電圧発生回路２２を作動させる為の操作
回路２３は、作動用のトランジスタＱ１、フォトカプラ
ＰＣ、抵抗Ｒ２、定電圧ダイオードＺＤ（高電圧発生回
路２２と共用される）とからなる閉回路を形成するもの
であり、機能的にはスイッチ回路を形成する。フォトカ
プラＰＣの入力部は、抵抗Ｒ１を介して直流電源Ｖｃｃ
と接続されると共に、図示しないＣＰＵからの作動信号
ＣＯＮＴが入力される。また、フォトカプラＰＣの出力
部はトランジスタＱ１のベース端子ｂ１と抵抗Ｒ２並び
にエミッタ端子ｅ１に夫々接続される。更にトランジス
タＱ１のコレクタ端子ｃ１は定電圧ダイオードＺＤと、
そして定電圧ダイオードＺＤは抵抗Ｒ２と夫々接続され
る。

【００１８】上記構成によれば、ＣＰＵからの作動信号
ＣＯＮＴがフォトカプラＰＣに入力され、フォトカプラ
ＰＣが導通状態となった時は、トランジスタＱ１が非導
通状態となるため、トランジスタＱ２は導通状態となる
。また、ＣＰＵから作動信号ＣＯＮＴがフォトカプラＰ
Ｃに入力しない時は、その逆となる。従って、操作回路
２３により、トランジスタＱ２のスイッチ操作が可能と
なる。

【００１９】以上説明したように、定電流発生回路２１
により発生した電流を、高電圧発生回路２２が増幅して
所定の高電圧を発生し、ここで発生した高電圧を現像ロ
ーラ４０に印加することにより、現像ローラ４０がバイ
アス印加されることになる。この場合、操作回路２３が
高電圧発生回路２２において高電圧を発生させるか否か
を操作する為、現像ローラ４０のバイアス印加及びその
除去をコントロールすることができる。

【００２０】なお、操作回路２３が動作するのは、現像
のために現像ローラ４０がバイアス印加されるに必要な
時点であり、具体的にはスコロトロンチャージャ１によ
り感光体ドラム２の表面が均一に帯電され、光書込みユ
ニット３によりその表面が露光された後である。この場
合、操作回路２３はフォトカプラＰＣ及びトランジスタ
Ｑ１によるスイッチング回路を形成しているため、その
応答性は極めて良好であり、現像ローラ４０は必要な時
に確実にバイアス印加される。従って、一般の高圧電源
装置を使用する場合のように、スイッチオンしてから現
像ローラ４０が所定の電位に達するまでの間に現像が始
まるおそれが全くなく、確実に現像が行われる。　　図
２は画像形成装置の各機器部の設定電位を示す相対比較
図である。図面からも明らかなように、各機器部の電位
は次のように設定されている。

【００２１】スコロトロンチャージャ１のワイヤ部１０
の印加電位（Ｖ０　）＜感光体ドラム２の表面の帯電電
位（Ｖ１　）＜スコロトロンチャージャ１のグリッドバ
イアス電位（Ｖｇ）＜現像ローラ４０のバイアス電位（
Ｖｄ）＜露光電位（光書き込みユニット３により露光さ
れた感光体ドラム２の表面電位）（Ｖ２　）＜零電位（
０Ｖ）＜転写後の感光体ドラム２の表面電位（Ｖ３　）
＜転写チャージャのバイアス電位（Ｖ４　）。

【００２２】この図面において、上記Ｖｇは約−７００
Ｖであり、Ｖｄは約−３００〜−６００Ｖであるから、
両者の設定電位差は少ない。従って、スコロトロンチャ
ージャ１の安定したグリッドバイアス電圧Ｖｇを利用し
て、現像バイアス印加手段２０（図１参照）により現像
ローラ４０をバイアス印加することは、エネルギー的に
有利となる。

【００２３】

【発明の効果】以上の本発明によれば、現像器をバイア
ス印加するために必要であった高圧電源装置が不要とな
り、基板上にコンバクトにまとめられた現像バイアス印
加手段によって現像器のバイアス印加を行うことが可能
となる。従って、高圧電源装置の設置スペースを確保す
る必要がなくなり、その分、画像形成装置全体のコンパ
クト化の実現にプラスとなる。

【００２４】また、現像バイアス印加手段は構成が簡単
であり、しかも使用する回路部品はいずれも入手が容易
であり、コスト的にも安価なものである。特に、使用す
る可変抵抗は、高抵抗・高耐圧性を必要とせず、更に使
用するトランジスタについてはＮＰＮ型のものを使用す
るので、容易に現像バイアス印加手段を形成することが
可能である。従って、画像形成装置全体としてのコスト
ダウンに大きく寄与する。

【００２５】更に、現像バイアス印加手段は、電圧の安
定したスコロトロンチャージャのグリッドバイアス電圧
を利用するため、現像器に印加するバイアス電圧を安定
化させることができる。そして、かかるバイアス電圧の
調整についても可変抵抗により簡単に行うことができる
。従って、現像器による現像動作を確実に実行できるた
め、画像品質の格段の向上を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の要部を示す構成図
である。

【図２】画像形成装置の各機器部の設定電位を示す相対
比較図である。

【図３】画像形成装置の一般例を示す構成図である。

【符号の説明】

１　　　　スコロトロンチャージャ ４　　　　現像器 １１　　グリッド電極 ２０　　現像バイアス印加手段 ２１　　定電流発生回路 ２２　　高電圧発生回路 ２３　　操作回路 ４０　　現像ローラ Ｐ　　　　用紙

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　グリッド電極を有する帯電器により一
   定電位に帯電された像担持体表面に光書き込みを行って
   静電潜像を形成した後、現像器によりトナーを供給して
   可視像となす画像形成装置において、前記帯電器のグリ
   ッド電極に印加されたバイアス電圧を利用し、所定の電
   流を発生させる定電流発生手段と、前記定電流発生手段
   により発生した定電流を利用し、所定の高電圧を発生さ
   せる高電圧発生手段と、現像時に前記高電圧発生手段を
   作動し、前記現像器に所定の高電圧をバイアス印加させ
   る操作手段とを備えた現像バイアス印加手段を有するこ
   とを特徴とする画像形成装置。