JP3054871B2 - 劣化トナー除去方法 - Google Patents

劣化トナー除去方法

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JP3054871B2 JP1228402A JP22840289A JP3054871B2 JP 3054871 B2 JP3054871 B2 JP 3054871B2 JP 1228402 A JP1228402 A JP 1228402A JP 22840289 A JP22840289 A JP 22840289A JP 3054871 B2 JP3054871 B2 JP 3054871B2
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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電子複写機やある種のプリンタあるいはフ
ァクシミリ装置のように、感光体上に静電潜像を形成し
て現像する画像処理装置における、特にこれらの画像処
理装置の現像装置内に存在する寿命が近づいたり劣化し
たトナーを除去するための劣化トナー除去方法に関す
る。
「従来の技術」 電子複写機や感光体を用いて記録を行うプリンタやフ
ァクシミリ装置のような画像処理装置では、トナーとキ
ャリアからなる二成分現像剤あるいはこれらの機能を1
つにした、いわゆるキャリアレストナーとしての一成分
現像剤を使用して静電潜像の現像を行っている。
二成分現像剤を例にとると、トナーはキャリアと接触
することによって所定の極性に帯電し、感光体上の静電
潜像に静電的に吸着する。ところが、現像剤のこのよう
な特性はいつまでも変わらないものではなく、使用によ
って帯電性を劣化させる。ここで帯電性の劣化とは、低
帯電を生じたり、逆極性を帯電するようなトナーの増加
することをいう。このような劣化したトナーが増加する
と、画像の低濃度の領域や非画像領域にかぶりを発生さ
せてしまい、画像の品位を害することになる。
「発明が解決しようとする課題」 周知のように、電子複写機等の現像装置では、静電潜
像の形成された領域に供給されるトナーが一度に100%
その領域で消費されるものではない。大半のトナーは静
電潜像に吸着保持されることなく、現像装置内に留ま
り、再び装置内を循環して後の現像に使用される。この
ため、現像装置内では内部循環によって帯電性の劣化し
たトナーが次第に量を増しながら蓄積されることにな
る。そこで、現像装置内に部分的に新しい現像剤が含ま
れていたとしても全体的に現像特性が劣化していき、寿
命が到来して現像装置内のトナーを全部交換するといっ
た事態が発生した。
そこで本発明の目的は、このような劣化トナーを現像
装置内から効率的に除去することのできる劣化トナー除
去方法を提供することにある。
「課題を解決するための手段」 本発明では、感光体上の画像情報の形成されるべき画
像領域以外の領域としての非画像領域に対してもレーザ
光を照射する一方、非画像領域についてはその電位を現
像バイアスに近づいた所定の電位になるように、レーザ
光の照射レベルを画像領域の照射レベルに比べて低下し
た状態に切り替え、レーザ光が照射される画像領域に対
してはこの非画像領域で低下した照射レベルを画像領域
の照射レベルに切り替えるように切替制御を行うことに
よって、非画像領域で画像領域に比べてかぶりが生じや
すい状態に設定し、感光体の非画像領域にポジ現像によ
って吸着したトナーを感光体の清掃によって除去するこ
とで、低帯電を生じたり逆極性に帯電する劣化トナーを
現像装置内から積極的に除去することを特徴としてい
る。
すなわち本発明では、ポジ現像を行う装置に置いて、
感光体上の画像情報の形成されるべき画像領域以外の領
域としての非画像領域に対して、感光体上の電位を現像
バイアスに近づいた所定の電位になるように、レーザ光
の照射レベルを画像領域に比べて低下させ、かぶり状態
で現像を行うようにし、かぶりを生じさせた劣化トナー
を積極的に現像装置から取り除くことにする。
「発明の原理」 実施例の説明に移る前に、非画像領域とかぶりの関係
について説明する。
第2図は新しい現像剤が帯電したときの電位とそれら
帯電の割合を表わしたものである。この例で示す新しい
現像剤の場合には、すべて+(プラス)側に帯電し、電
位の特別に低い所や特別に高い所は割合的に少なくなっ
ている。
第3図は、これに対して劣化した現像剤の同様な特性
を表わしたものである。この例の現像剤は+に現像され
るべきものであるが、古くなり劣化が進むと、現像剤の
一部は領域11で示すように−(マイナス)方向に帯電し
てしまう。また、+方向に帯電したとしても、領域12で
示したように電位の低い所に多くのトナーが存在してし
まう。
第4図は、ネガ現像の場合における電位形状を表わし
たものである。ここで電位VBKGは感光体における非画像
領域(画像の背景部分)の電位であり、一例としては+
1000V程度の電位である。電位Viは画像の部分の電位で
あり、一例としては+100V程度の電位である。電位V1
現像装置の図示しないマグネットロールに通常の記録の
際に印加される現像バイアス(デベバイアス)であり、
一例としては+600Vから+700V程度の電位である。
このような電位形状の下では、画像部分の電位Viの所
に第2図または第3図における正常な程度で正に帯電し
たトナー粒子が吸着する。現像バイアスV1と非画像領
域の電位VBKGの差の部分はクリーニングフィールドC.F.
と呼ばれており、この例のようにこの電位差がある程度
大きいと、非画像領域の電位Vの場所に低帯電および弱
逆極性に帯電したトナー等の劣化したトナー(第3図の
領域11、12)が付着しにくい。すなわち、通常の現像に
おいては現像バイアスを電位V1に設定して非画像領域に
おけるかぶりを防止している。
この第4図で、電位V2は電位V1よりも非画像領域の電
位VBKGに近く設定されており、例えば900Vあるいは非画
像領域の電位と同一の+1000V程度の値となっている。
現像バイアスを電位V1の代わりに電位V2に変更すると、
現像バイアスV2と非画像領域の電位VBKGの差の部分とし
てのクリーニングフィールドC.F.が減少する。これに応
じて、非画像領域の電位VBKGの場所に低帯電および弱逆
極性となったトナー粒子(第3図の領域11、12)等の劣
化トナーが付着しやすくなり、この部分にかぶりを発生
させることになる。
本発明では、非画像領域で例えば現像バイアスをこの
例のように電位V1から電位V2に変更することによって、
積極的にかぶりを発生させる。そして、このときかぶっ
て感光体上に吸着した劣化トナーをクリーニングによっ
て積極的に除去するようにする。
なお、現像バイアスを電位V1から電位V2に引き上げる
と、画像の部分の電位Viは相対的に低くなり、正常に正
に帯電したトナー粒子は画像領域により吸着しやすく
なる。そこで、これによる画像領域の“かぶり”発生を
防止するために現像バイアスを電位V2にするのは、非画
像領域のみに限定され、画像領域では現像バイアスが通
常の電位V1となるように設定される。
「実施例」 以下、実施例につき本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例として電子複写機における
劣化トナー除去装置の回路構成の概要を表わしたもので
ある。この劣化トナー除去装置はCPU(中央処理装置)2
1を備えている。このCPU21はデータバス等のバス22を通
じて次の各部と接続され、劣化トナーの除去の他、電子
複写機としての一般的な制御を行うようになっている。
(i)ROM23:制御のための各種プログラムを格納したリ
ード・オンリ・メモリである。
(ii)RAM24:制御のための各種データを一時的に格納し
ておくためのランダム・アクセス・メモリである。
(iii)モータ駆動回路26:メインモータ27の駆動を制御
する回路である。
(iv)電圧制御回路28:高圧電源29の出力を制御する回
路である。
(v)マグネットロール33には、高圧電源29から電位V2
の現像バイアスが印加されるようになっている。
第5図は本発明の実施例における劣化トナー除去装置
の動作タイミングを表わしたものである。この実施例で
は、電子複写機の図示しないスタートボタンが押された
時刻T4にメインモータ27および高圧電源29が起動される
(第5図a、b)。そして、僅か後の時刻T5にポジ現像
により現像を行う現像装置のマグネットロール33に印加
される現像バイアスが電位V2に設定され(第5図c)、
同時にクラッチ32の制御によってマグネットロール33の
回転が開始される(第5図d)。
第7図は、このポジ現像が行われる場合の劣化トナー
の除去を説明するためのものである。この図でも、第4
図と同様の符号を用いている。第4図のネガ現像の場合
と異なり、ポジ現像が行われる場合には、クリーニング
フィールドの大小を現像バイアスのコントロールだけで
はなく、レーザや発光ダイオード等の照射の大小により
制御することもできる。したがって、非画像領域にレー
ザ光が照射される状態で、非画像領域の電位VBKGを通常
の場合の電位VBKR-1よりも照射レベルを低下させること
で現像バイアスVDに近づいた電位VBKG-2に設定し、クリ
ーニングフィールドを狭くして、かぶりを生じさせやす
い状態に設定する。レーザ光の照射レベルが低下したこ
の状態は、所定の劣化トナー除去期間だけ継続し、この
後の時刻T6にレーザ光の照射レベルは、画像領域におけ
る通常の強度に変更される。
この状態で、第5図eに示すように複写用紙1枚ずつ
に対する複写41−1〜41−Nが行われる。最後の複写41
−Nが終了すると、これから間もない時刻T7にレーザ光
の照射レベルがかぶりを生じさせるための前記した非画
像領域での弱い照射レベルに変更される。そして、この
状態で劣化トナーの除去が行われる。劣化トナーの除去
作業は所定時間だけ行われ、この後の時刻T8に感光体ド
ラム等のすべての動作が終了する。
すなわち、本実施例ではオペレータがスタートボタン
を押して複写動作を開始させると、実際に複写が行われ
る前後において所定時間ずつ劣化トナーの除去が行われ
る。しかも、この実施例では感光体ドラムの“慣らし運
転”が通常行われるスタートボタン押下直後の比較的短
い期間を劣化トナー除去のための前半の期間に当ててい
る。したがって、オペレータがスタートボタンを押して
から最初のコピーを得るまでの時間が、これによって特
に長くなるようなことはない。
(変形例) 第5図に対応する第6図は本発明の変形例における劣
化トナー除去装置の動作タイミングを表わしたものであ
る。この変形例は、カット紙を使用した電子複写機に適
用されるものであるが、実施例と同様にカット紙を使用
したレーザプリンタ等の画像処理装置に適用することが
できる。
この変形例では、時刻T10から時刻T11までの期間のよ
うにカット紙の合間で複写41が行われていない時間帯
で、非画像領域の電位VBKGを通常の場合の電位VBKG-1
りも照射レベルを低下させることで現像バイアスVDに近
づけた電位VBKG-2に設定し、クリーニングフィールドを
狭くして、かぶりを生じさせやすい状態に設定する。す
べての複写41が行われた後の時刻T12に感光体ドラム等
のすべての動作が終了する。このようにこの変形例で
は、連続コピーあるいは連続プリントの合間にレーザ光
の照射レベルのスイッチングを行い、現像バイアスVD
近づけた電位VBKG-2に設定することで劣化トナーの除去
を行うようにしている。
ポジ現像の場合には、スイッチングに時間を要する現
像バイアスに比較して短時間に光量関係のパワーのコン
トロールが可能である。このため、この変形例のような
連続コピーあるいは連続プリントの合間にも高速でスイ
ッチングが可能となる。この結果、劣化トナーの除去を
高速複写機や高速プリンタ等においても実現することが
できるようになる。
なお、実施例では感光体ドラムについて説明したが、
感光体ベルト等の他の感光体上の静電潜像を現像する現
像装置内の劣化トナーを除去する場合にも本発明を適用
することができることは当然である。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば感光体上にかぶ
りを発生させて劣化トナーの除去を行うので、感光体が
非画像領域でもその間トナー粒子によって積極的に覆わ
れる場合が生じ、これらトナーがクリーニングブレード
に対するクリーニング助材として機能する。すなわち、
トナー粒子の除去を行うクリーニングブレードの寿命を
延長させる効果を生じさせることができる。
しかも本発明では、レーザ光を使用して感光体上の電
位の切り替えを行うので、切り替えに時間を要する現像
バイアスを使用した方法に比べて高速制御が可能であ
る。このため、連続コピーあるいは連続プリントの合間
にも高速複写機や高速プリンタ等で劣化トナーの除去を
実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第1図は劣化トナー除去方法を使用した
電子複写機の回路構成の要部を示すブロック図、第2図
は新しい現像剤が帯電したときの電位とそれら帯電の割
合を表わした特性図、第3図は劣化した現像剤の同様な
特性を表わした特性図、第4図はネガ現像の場合におけ
る感光体ドラムの電位形状とバイアス電位との関係を表
わした説明図、第5図は劣化トナー除去装置の動作タイ
ミングを表わしたタイミング図、第6図は本発明の変形
例における劣化トナー除去装置の動作タイミングを表わ
したタイミング図、第7図はポジ現像が行われる場合の
劣化トナーの除去原理を表わした説明図である。 21……CPU、23……ROM、 24……RAM、 28……高圧制御回路、 VBKG……非画像領域の電位、 Vi……画像領域の電位、 V2、VD……現像バイアス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−75654(JP,A) 特開 昭60−232575(JP,A) 特開 昭58−163967(JP,A) 特開 昭59−147366(JP,A) 特開 昭64−18157(JP,A) 特開 昭63−169673(JP,A) 特開 平1−172874(JP,A) 実開 昭62−135154(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光体上の画像情報の形成されるべき画像
    領域以外の領域としての非画像領域に対してもレーザ光
    を照射する一方、前記非画像領域についてはその電位を
    現像バイアスに近づいた所定の電位になるように、前記
    レーザ光の照射レベルを前記画像領域の照射レベルに比
    べて低下した状態に切り替え、レーザ光が照射される前
    記画像領域に対してはこの非画像領域で低下した照射レ
    ベルを前記画像領域の照射レベルに切り替えるように切
    替制御を行うことによって、前記非画像領域で画像領域
    に比べてかぶりが生じやすい状態に設定し、感光体の非
    画像領域にポジ現像によって吸着したトナーを感光体の
    清掃によって除去することで、低帯電を生じたり逆極性
    に帯電する劣化トナーを現像装置内から積極的に除去す
    る ことを特徴とする劣化トナー除去方法。
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