JP2642813B2 - 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レード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，光照射用のレーザ発光源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。現像ロ
ーラ６は、感光ドラム１とともにメーンモータ１１で同
期回転される。

【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、その後の時刻ｔ
３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も時刻ｔ１から現像バイ
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ｔ３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
に、制御装置２０はメーンモータ１１，帯電器２（１
３），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、かつ回動する現像ローラ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、準備回転時間の短縮を図
りつつ確実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、帯電器を通過
した感光ドラム周面に光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、遅延時間設定手段と、画像形成前に
おける前記感光ドラムの準備回転開始時から該遅延時間
設定手段でセットされた設定遅延時間が経過する迄の間
は前記現像ローラを回転停止しかつ設定遅延時間経過後
に現像ローラを回転駆動する遅延駆動制御手段と、を設
けたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明によれば、遅延時間設定手段に適宜な遅
延時間をセットしておき、準備回転運転に入る。する
と、遅延駆動制御手段は、設定遅延時間だけ遅らせて現
像ローラを回転駆動させる。つまり、設定遅延時間中は
現像ローラを回転停止させておく。したがって、現像ロ
ーラが回転停止中でも、感光ドラムの残留電位と現像ロ
ーラのバイアス電位との電位差は存在するが、現像ロー
ラを感光ドラムと同時に回転状態とする場合に比べて、
遥かに感光ドラムへのトナー付着量を極減させることが
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。

【００２０】

【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、かつ遅延時間設定手段２１と遅延駆
動制御手段（２０）を設け、感光ドラム１の準備回転開
始時から設定遅延時間（Ｔｓ）だけ現像ローラ６を回転
停止し、設定遅延時間経過後に回転駆動開始するように
構成されている。

【００２１】まず、遅延時間設定手段２１は、図１に示
す如く、制御装置２０に接続され、任意の時間（Ｔｓ）
をセットできる。この実施例では、手段２１をキー入力
方式としているが、他の構造（例えば、デジタルスイッ
チあるいはＲＯＭ等のメモリに予め記憶させておく方
式）としてもよい。

【００２２】次に遅延駆動制御手段は、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ＣＰＵ，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を図２に示す時刻ｔ１で準備回転開始したと
きから、設定遅延時間Ｔｓ経過前は現像ローラ６を回転
停止させておき、その経過後の時刻ｔ２において現像ロ
ーラ６を回転駆動開始するように形成されている。

【００２３】なお、感光ドラム１は、図１に示す制御装
置２０からモータドライバ１１Ｄに信号ＳＴＲを入力さ
せ、メーンモータ１１を回転することにより、準備回転
に入る。そして現像ローラ６の回転駆動源は、上記メー
ンモータ１１を兼用するものとされている。

【００２４】したがって、メーンモータ１１の回転軸と
現像ローラ６の回転軸との間にクラッチ１１Ｄを介在さ
せ、遅延駆動制御手段（２０）は、信号ＳＴＲより設定
遅延時間Ｔｓだけ遅れて信号Ｄ・ＳＴＲを出力し、その
クラッチ１１ＤをＯＮさせることにより現像ローラ６を
回転駆動開始するものとされている。

【００２５】なお、現像ローラ６にメーンモータ１１と
別個の専用モータを採用する場合には、その専用モータ
のドライバに信号Ｄ・ＳＴＲを入力するように形成すれ
ばよい。

【００２６】次に、作用を説明する。まず、遅延時間設
定手段２１に、諸条件から選択した設定遅延時間Ｔｓを
セットしておく。設定遅延時間Ｔｓは、準備回転開始直
前における感光ドラム１が図１に示す位置状態にある場
合、Ｐ２−Ｐ１間周面部位が感光ドラム１の回転に伴っ
て現像ローラ６を経過する迄に必要とする時間を最小時
間としてセットするのが好ましい。当該Ｐ２−Ｐ１間周
面部位は、前出図６で説明したように、現像バイアス｜
Ｖｂ｜よりも絶対値の小さな電位｜Ｖｓ｜となっている
場合があるからである。

【００２７】ここに、図２の時刻ｔ１において、制御装
置２０が図１の信号ＳＴＲをドライバ１１Ｄに入力して
メーンモータ１１を準備回転開始する。また、帯電器２
（１３），レーザ光源，現像バイアス電源（１４）をＯ
Ｎする。しかし、遅延駆動制御手段（２０）は、図２の
時刻ｔ１から設定遅延時間Ｔｓ経過前においては信号Ｄ
・ＳＴＲを出力しない。つまり、現像ローラ６は回転停
止されたままである。

【００２８】したがって、現像ローラ６を通過する感光
ドラム１の現像バイアス−Ｖｂより絶対値の小さな電位
（−Ｖｒ）の周面部位には、現像ローラ６側からトナー
Ｔ１がその電位差による電界作用によって付着すること
があり得るが、現像ローラ６が回転停止中であるからそ
の付着量は僅かである。なぜなら、新たなトナーＴ０は
現像ローラ６上に供給されないからである。もとより、
その後に帯電器２を一旦通過した周面部位の電位（−Ｖ
ｏ）は、現像バイアス−Ｖｂよりも絶対値が大きいの
で、本来的クリーニングが行われる。

【００２９】かくして、設定遅延時間Ｔｓが経過する時
刻ｔ２で信号Ｄ・ＳＴＲが出力され、クラッチ１１Ｄが
ＯＮしモータ１１の回転動力で現像ローラ６が回転す
る。つまり、現像ローラ６が現像スタンバイ状態とな
る。

【００３０】なお、時刻ｔ１において、残留電位−Ｖｒ
であった図１に示す周面部位Ｐ２−Ｐ１も、感光ドラム
１の回転に伴って帯電器２を通過すれば、所定の電位−
Ｖｏに帯電される。時刻ｔ３でレーザ走査ビームＢが照
射され、以下は従来例と同様に作用する。

【００３１】しかして、この実施例によれば、遅延時間
設定手段２１と遅延駆動制御手段（２０）とを設け、感
光ドラム１の準備回転開始時（ｔ１）から設定遅延時間
（Ｔｓ）が経過するまでは現像ローラ６を回転停止さ
せ、その経過後に回転駆動する構成であるから、帯電器
２を一度も通過しないで現像ローラ６を通過する周面部
位（Ｐ２−Ｐ１）の残留電位（−Ｖｓ）と現像ローラ６
の現像バイアス（−Ｖｂ）との電位差によって現像ロー
ラ６側からその周面部位（Ｐ２−Ｐ１）に付着すること
があるトナー（Ｔ１）の量を非常に少量に止められる。
よって、感光ドラム１の準備回転中に確実なクリーニン
グを行うことができる。

【００３２】また、Ｐ２−Ｐ１周面部位に付着するトナ
ーＴ１が僅かであるから、帯電器２を１回通過させるだ
けで本来クリーニングを確実に行える。したがって、準
備回転開始直後に現像ローラ６を通過するＰ２−Ｐ１周
面部位に回転中の現像ローラ６側から多量のトナーＴ１
が付着していた従来例に比較して、準備回転時間を大幅
に短縮できる。よって、高画質で迅速な画像形成ができ
る。

【００３３】なお、以上の実施例では、レーザ発光源１
２からのレーザ走査ビームＢで感光ドラム１に潜像描画
用の光照射をするように構成されていたが、発光源（１
２）はＥＬ素子を配列したいわゆるラインヘッドから形
成してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、現像同時
クリーニング方式の画像形成装置において、感光ドラム
の準備回転開始時から遅延時間をセットする遅延時間設
定手段と設定遅延時間経過前は現像ローラを回転停止さ
せかつその経過後に回転駆動する構成であるから、帯電
器を１回も通過せずに現像ローラを通過してしまう感光
ドラムの周面部位に逆クリーニング現像によって付着し
てしまうトナー量を最小限とすることができる。

【００３５】よって、確実なクリーニングが行え、準備
回転時間の大幅短縮を図りつつ迅速に高画質の画像形成
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】従来例を示す全体構成図である。

【図４】同じく、従来動作を説明するためのタイミング
チャートである。

【図５】現像同時クリーニング方式の動作原理を説明す
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 ４ ボックス ５ 帯電ブラシ ６ 現像ローラ ７ 転写器 １１ メーンモータ １１Ｄ クラッチ １２ レーザ発光源 ２０ 制御装置（遅延駆動制御手段） ２１ 遅延時間設定手段 Ｂ レーザ走査ビーム ｜Ｖｂ｜ 現像バイアス Ｔｓ 設定遅延時間

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光照
   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、 遅延時間設定手段と、 画像形成前における前記感光ドラムの準備回転開始時か
   ら該遅延時間設定手段でセットされた設定遅延時間が経
   過する迄の間は前記現像ローラを回転停止しかつ設定遅
   延時間経過後に現像ローラを回転駆動する遅延駆動制御
   手段と、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。