JP2641648B2 - 現像同時クリーニング方式の画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像同時クリーニング
方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像器と掻落しブレードを含む廃トナー
回収装置とを転写器を挟んで感光ドラムの両側に配設
し、現像と感光ドラム上の残留トナーのクリーニングと
を別個独立に行わせる周知画像形成装置に対し、本出願
人は現像とクリーニングとを同時に行ういわゆる現像同
時クリーニング方式の図３に示す画像形成装置を先に提
案（例えば特開平３−７９７２号）している。この現像
同時クリーニング方式によれば、トナー消費量の軽減に
よるランニングコストの低下，装置小型化，感光ドラム
に傷を付けずにクリーニングできる等々の画期的効果を
得られる。

【０００３】図３において、１は潜像担持体としての感
光ドラム，２は帯電器，３は現像器，７は転写器であ
る。また、現像器３は、現像剤（トナー）担持体として
の弾性導電ローラ（現像ローラ）６を用いた接触型一成
分非磁性現像方式とされ，ボックス４内に収容された一
成分トナーＴ０はシリコンゴム等からなる帯電ブラシ５
によって帯電トナーＴ１とされ、感光ドラム１側に供給
現像される。

【０００４】また、２０は制御装置で、メーンモータ１
１，レーザ発光源１２，現像バイアス用電源（−Ｖｂ）
の開閉器１４，帯電器用電源（−Ｖｏ）の開閉器１３等
を、図４に示すタイミングで駆動制御する。転写器７の
開閉器１５等も同様に駆動制御する。

【０００５】かかる構成の画像形成装置では、制御装置
２０でメーンモータ１１を図４の時刻ｔ１において準備
回転駆動すると、感光ドラム１と現像ローラ６とが同期
回動される。また、感光ドラム１の周面は、帯電器２で
画像形成時帯電電位−Ｖｏに帯電され、その後に画像デ
ータに基づいてレーザ走査ビームＢが照射（図４でハッ
チングして表わしている。）された露光部が電位−Ｖｒ
となる。未露光部は、帯電電位−Ｖｏのままである。一
方、現像ローラ６も現像バイアス電位−Ｖｂに帯電され
る。

【０００６】露光部の帯電電位−Ｖｒは、図５（Ｃ）に
示す如く、現像ローラ６への現像バイアス電位−Ｖｂと
極性は同じだが絶対値は低い（｜Ｖｒ｜＜｜Ｖｂ｜）。
したがって、現像ローラ６上の帯電トナーＴ１は、図３
に示すように現像トナーＴ３として露光部に電界作用に
よって吸着される。つまり、現像される〔図５
（Ｃ）〕。なお、現像ローラ６に残ったトナーＴ４は、
現像器３内に回収され再利用される。

【０００７】この現像トナーＴ３は、その後に図３の転
写器７によって用紙Ｐの反対面（表面）に、図３，図５
（Ｄ）に示すように画像トナーＴ５として転写される。

【０００８】一方、転写後にも感光ドラム１にトナー
（Ｔ６）が残留することがある。この残留トナーＴ６
は、帯電器２において図５（Ａ）に示すように上記電位
−Ｖｏに帯電される。ところが、その後に露光部となる
部位に付着している残留トナーＴ６は、図５（Ｂ）に示
す如く、露光時に現像バイアス電位−Ｖｂより絶対値の
低い電位−Ｖｒに帯電されるので問題はない。むしろ、
図５（Ｃ）に示す現像に有効利用されるので有利であ
る。

【０００９】一方、図５（Ｂ）に示す未露光部に付着し
た残留トナーＴ６は、現像ローラ６の現像バイアス電位
−Ｖｂと同極性で絶対値が高い帯電電位−Ｖｏのままで
ある。

【００１０】したがって、図５（Ｃ）に示すように、残
留トナーＴ６は現像ローラ６側に電界作用によって吸着
される。すなわち、未露光部に付着された残留トナーＴ
６は、感光ドラム１から取除かれるわけで、ここにクリ
ーニングが行われたと理解される。また、取除かれた残
留トナーＴ６は、図３，図５（Ｃ）の供給トナーＴ１と
して再利用可能となる。

【００１１】かくして、感光ドラム１と現像ローラ６の
接触する上流側位置でクリーニングが行われ、引続きそ
の下流側で現像が同時的に行われる。

【００１２】ここに、図４の時刻ｔ２におて画像データ
に基づくレーザ走査ビームＢの走査が終了し、かつ当該
露光部についての現像，転写，用紙排出が終了した後の
時刻ｔ３において、制御装置２０はメーンモータ１１，
帯電器２（１３），レーザ発光源１２等を停止させる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる装置
で画像形成するには、その先に感光ドラム１を規定回転
数に立上げる準備回転や各電位を安定させる等の準備作
業が必要となる。このために、制御装置２０は各手段を
図４に示す如くレーザ走査ビームＢを走査する前に先立
ったタイミング（ｔ１）で駆動制御しているわけであ
る。

【００１４】ここに、再起動を考えると、感光ドラム１
の図３に示すＰ２−Ｐ１間周面部位は、準備回転開始時
（ｔ１）に帯電器２を通過することなく、現像ローラ６
と接触することになる。したがって、Ｐ２−Ｐ１間周面
部位は、画像形成時帯電電位−Ｖｏに帯電されないこと
は当然として、停止時間の長さ等によっては、図６に示
すように、時刻ｔ１においてＯＮされた現像バイアス電
位−Ｖｂよりも絶対値が低い残留電位−Ｖｓとなってい
ることがある。

【００１５】すると、図５（Ｃ）に示す現像（｜Ｖｂ｜
−｜Ｖｒ｜）と同様な電界作用（｜Ｖｂ｜−｜Ｖｓ｜）
が生じてしまう。つまり、現像バイアス電位−Ｖｂが印
加された現像ローラ６に担持された供給トナーＴ１が、
残留電位−Ｖｓとなっている感光ドラム１のＰ２−Ｐ１
間周面部位に多量に付着してしまう。本来クリーニング
と逆現象が生じる。

【００１６】したがって、現像ローラ６を通過した後
に、飛散し装置内を汚染する。また、その付着量が多量
となると、準備回転中に帯電器２を数回通過しても所定
の値（−Ｖｏ）に帯電されずに当該Ｐ２−Ｐ１間周面部
位に付着したまま画像形成時に用紙Ｐに転写され、画質
を劣悪化する虞れもある。これを防止するために準備回
転時間を長くすることは、迅速な画像形成を妨げるので
許し難い。

【００１７】本発明の目的は、感光ドラムの残留電位を
積極的に調整することにより、準備回転時間の短縮を図
りつつ完全なクリーニングを行い高品位画像を迅速に形
成することができる現像同時クリーニング方式の画像形
成装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、再起動時にお
ける感光ドラムおよびこれに付着している残留トナーの
電位が、準備回転開始時の現像バイアス電位よりも極性
は同じだが絶対値が低くなってしまうことにより、上記
問題点を誘発している。すなわち、レーザ発光源を図４
の時刻ｔ３においてメーンモータ等とともにＯＦＦする
と、時刻ｔ２−ｔ３間では、画像データに基づくレーザ
走査ビームの走査はないが、レーザビーム光学系の構
成，ホームポジション検出方式等々の構造上、感光ドラ
ムの周面上にレーザビームが必然的，偶発的に照射され
ることがある。すると、レーザビームが最終照射された
感光ドラム周面部位は、画像形成時における露光部の電
位（−Ｖｒ）と同じ電位となってしまうことがある事実
分析に着目し、装置停止時に帯電器を積極的に利用し
て、感光ドラム周面を次起動時における現像バイアス電
位よりも同極性で絶対値の高い電位に保持できる構成と
し、前記目的を達成するものである。

【００１９】すなわち、本発明は、帯電器を通過した感
光ドラム周面にレーザ走査ビームを照射した露光部と未
露光部とを形成し、感光ドラム側と現像バイアスが印加
された現像ローラ側との電位差を利用して未露光部に付
着している残留トナーを現像ローラ側へ吸着させて未露
光部のクリーニングを行うと同時に露光部へ現像ローラ
側からトナーを供給して現像する現像同時クリーニング
方式の画像形成装置において、前記感光ドラムへのレー
ザビーム最終照射終了時から設定時間が経過する迄の
間、前記感光ドラムの回転動作と前記帯電器の帯電動作
とを続行させる強制帯電制御手段を設けたことを特徴と
する。

【００２０】

【作用】本発明によれば、強制帯電制御手段は、レーザ
ビーム最終照射終了時（例えば、レーザ発光源の停止
時）から設定時間が経過する迄の間、感光ドラムを回転
させつつ帯電器により画像形成時帯電と同様に感光ドラ
ム周面を帯電する。

【００２１】したがって、先の装置停止動作中におい
て、画像データに基づくレーザ走査ビームの走査終了後
レーザ発光源をＯＦＦする間に、感光ドラム上に必然
的，偶発的にレーザビームが照射されその照射部位が画
像形成時における露光部と同様な電位となったとして
も、帯電器を通過する際に未露光部と同様に現像バイア
ス電位よりも極性同一で絶対値の高い画像形成時帯電電
位と同じ電位に帯電される。したがって、次の装置起動
の際、感光ドラム周面の残留電位は、現像バイアス電位
より極性同一で絶対値の高いものに保持されているの
で、現像ローラ側から当該部位にトナーが多量に付着す
るいわゆる本来クリーニングの逆現像つまり現像相当作
用を防止できる。よって、準備回転時間を短縮しつつ残
留トナーの確実なクリーニングが行え、高品位画像を迅
速に形成できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本現像同時クリーニング方式の画像形成装置は、
図１に示すように、基本的構成が前出図３に示した従来
構造と同じとされ、かつ強制帯電制御手段（２０）を設
け、レーザビーム照射終了時から設定時間（Ｔｓ）だけ
感光ドラム１の回転動作と帯電器２の帯電動作とを続行
する構成とされている。

【００２３】図１において、強制帯電制御手段は、この
実施例の場合、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含み形成さ
れた本装置全体を駆動するための制御装置２０のＣＰ
Ｕ，ＲＯＭ等の構成要素とそれらの持つ機能を利用して
構成され、感光ドラム１の周面へのレーザビーム最終照
射終了時（ｔ３）から図２に示す設定時間Ｔｓだけ、信
号ＲＥＶを出力してメーンモータ１１を回転動作続行さ
せかつ信号ＤＥＳを出力して開閉器１３をＯＮ続行させ
帯電器２に帯電動作を続行させるように形成されてい
る。

【００２４】ここに、レーザビーム最終照射終了時と
は、この実施例の場合、レーザ発光源１２のＯＦＦタイ
ミングつまり図２の時刻ｔ３である。レーザビーム光学
系構成等々によって必然的，偶発的に感光ドラム１の周
面上にレーザビームが照射されることがあったとして
も、レーザ発光源１２をＯＦＦした後は誤照射はあり得
ないからである。

【００２５】また、設定時間Ｔｓは、図２の時刻ｔ３に
おける感光ドラム１と帯電器２との位置状態が図１に示
す関係にあると仮定した場合、感光ドラム１の回転に伴
って周面部位Ｐｂが最低１回転するに要する時間以上の
時間である。

【００２６】ここに、本実施例では、図１に示す時間設
定器２１を設け、感光ドラム１の回転速度，画像形成時
帯電電位−Ｖｏ，トナーの性状，残留トナーＴ６の多少
等に即応した運用ができる構成とされている。但し、こ
の設定時間Ｔｓは、上記ＲＯＭあるいはＲＡＭ等に記憶
させたものでもよい。また、感光ドラム１の回転動作等
により間接的に定めるものとしてもよい。

【００２７】因みに、制御装置２０は、図２に示す如
く、時刻ｔ１においてメーンモータ１１を回転して感光
ドラム１を準備回転開始するとともに帯電器２（１３）
とレーザ発光源１２とを駆動し、また、時刻ｔ３におい
てこれら（１１，１３，１２）を停止するものとされて
いる。

【００２８】なお、設定時間Ｔｓは、レーザビーム最終
照射時（図２の時刻ｔ３）から計数されるものとされて
いる。

【００２９】次に、作用を説明する。まず、時間設定器
２１に、諸条件から選択した設定時間Ｔｓをセットして
おく。この実施例では、設定時間Ｔｓを感光ドラム１が
図１に示す状態（周面部位Ｐｂがレーザ走査ビームＢの
照射位置にある。）から、周面部位Ｐｂが１回転半する
までの時間としてセットしてある。

【００３０】さて、図２において、制御装置２０が時刻
ｔ３において現像バイアス電源（１４），レーザ発光源
１２等をＯＦＦすると、強制帯電制御手段（２０）は、
信号ＲＥＶを出力してメーンモータ１１つまり感光ドラ
ム１を回転動作続行させ、かつ信号ＤＥＳを出力して開
閉器１３をＯＮさせ帯電器２により感光ドラム１の周面
上に画像形成時帯電電位（−Ｖｏ）と同じ電位で帯電動
作続行させる。これは設定時間Ｔｓが経過する時刻ｔ４
まで続行させれる。

【００３１】したがって、時刻ｔ２〜ｔ３の間に、レー
ザ発光源１２からのレーザビームが必然的，偶発的に感
光ドラム１の周面上に照射され、画像形成時における露
光部と同じ電位（−Ｖｒ）に帯電された部位があったと
しても、帯電器２を通過する際に当該部位は画像形成時
帯電電位（−Ｖｏ）と同様な電位に帯電される。

【００３２】かくして、装置再起動時までに相当の時間
があったとしても、感光ドラム１の周面はどの部位も全
面的に画像形成時帯電電位（−Ｖｏ）と同様な値（例え
ば−５００Ｖ）に保持されている。

【００３３】次に、装置再起動に際し、制御装置２０
が、図２の時刻ｔ１において、モータ１１，レーザ発光
源１２，帯電器２（開閉器１３）を駆動して準備回転開
始すると、感光ドラム１は、図１で時計方向に回転し始
める。ここに、現像ローラ６を通過する感光ドラム１上
のどの部位およびそこに付着している残留トナーＴ６の
電位も、現像バイアス電位−Ｖｂ（例えば−２００Ｖ）
よりも同極性だが絶対値の高い値（例えば−５００Ｖ）
となっている。

【００３４】したがって、先の装置停止動作の際にレー
ザビームが誤照射されて露光部の電位（−Ｖｒ）相当に
帯電されたままの部位があった場合、そのまま再装置起
動に入ると逆クリーニング作用（｜Ｖｂ｜−｜Ｖｒ｜）
を生じたが、この発明ではこの逆クリーニング作用を完
全に防止できることはもとより、図１に示すＰ２−Ｐ１
部位等についても画像形成時における正規のクリーニン
グを確実に行える。

【００３５】しかして、この実施例によれば、強制帯電
制御手段（２０）を設け、レーザビーム最終照射終了時
（ｔ３）から設定時間Ｔｓだけ感光ドラム１の回転動作
と帯電器２の帯電動作とを続行させる構成とされている
ので、現像ローラ６側から感光ドラム１側に供給トナー
Ｔ１が吸着されてしまう逆クリーニング現象を完全に防
止できるとともに画像形成時における正規のクリーニン
グを確実に行える。

【００３６】よって、残留トナーＴ６の再利用を図りつ
つ高品位画像を迅速に形成できる。

【００３７】また、設定時間Ｔｓが時間設定器２１によ
って任意に選択設定できる構成であるから、例えば感光
ドラム１が１回転するに要する時間にセットすれば、準
備回転時間を大幅に短縮できる。

【００３８】なお、本発明において、帯電電位Ｖｏ，現
像バイアス電位Ｖｂ等々の極性は、（−）極に限定され
ない。また、レーザビーム最終照射終了時もレーザ発光
源１２のＯＦＦ時に限定されない。

【００３９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、強制帯電
制御手段を設け、レーザビーム最終照射終了時から設定
時間だけ感光ドラムの回転動作と帯電器の帯電動作とを
続行させる構成であるから、準備回転時間の大幅短縮を
図りつつ完全なクリーニングを行い高品位画像を迅速に
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す全体構成図である。

【図２】同じく、動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図３】従来例の全体構成図である。

【図４】従来例の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図５】従来例の帯電−露光−クリーニング同時現像−
転写の動作を説明するための図である。

【図６】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 帯電器 ３ 現像器 ６ 現像ローラ ７ 転写器 １０ 現像バイアス電源 １１ メーンモータ １２ レーザ発光源 ２０ 制御装置（強制帯電制御手段） Ｔ１ 供給トナー Ｔ６ 残留トナー Ｔｓ 設定時間 ｔ３ レーザ発光源ＯＦＦ時（レーザビーム最終照射終
了時）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−7972（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4276（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−165672（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−183282（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電器を通過した感光ドラム周面にレー
   ザ走査ビームを照射した露光部と未露光部とを形成し、
   感光ドラム側と現像バイアスが印加された現像ローラ側
   との電位差を利用して未露光部に付着している残留トナ
   ーを現像ローラ側へ吸着させて未露光部のクリーニング
   を行うと同時に露光部へ現像ローラ側からトナーを供給
   して現像する現像同時クリーニング方式の画像形成装置
   において、前記感光ドラムへのレーザビーム最終照射終
   了時から設定時間が経過する迄の間、前記感光ドラムの
   回転動作と前記帯電器の帯電動作とを続行させる強制帯
   電制御手段を設けたことを特徴とする現像同時クリーニ
   ング方式の画像形成装置。