JP3306267B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像形成手段
によって、回転駆動される像担持体上に静電潜像を形成
し、この静電潜像を現像装置によってトナー像として可
視像化し、該トナー像を転写装置によって記録媒体に転
写し、そのトナー像転写後に像担持体上に残留付着して
いるトナーをクリーニング装置によって除去回収して当
該像担持体表面を清掃する画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は
その複合機などとして構成される上記形式の画像形成装
置においては、トナー像転写後の像担持体表面にトナー
が残留付着しているので、これをクリーニング装置によ
って清掃する必要がある。

【０００３】近時、資源節約等の観点から、クリーニン
グ装置によって回収されたトナーを現像装置に戻して再
使用する技術が種々提案されている。例えば、クリーニ
ング装置から現像装置へ向けて回収トナーを搬送する専
用の搬送経路を設けて、回収トナーを現像装置に戻すよ
うにした技術が提案されている。ところが、これによる
ものでは、パイプなどのトナーの搬送経路が必要とな
り、装置が大型化する欠点を免れない。

【０００４】そこで、クリーニング装置が、像担持体上
の残留トナーを除去回収するトナー回収機能のほかに、
そのトナー回収後に、回収したトナーを像担持体表面に
排出し、これをその表面に再付着させるトナー再付着機
能を遂行する画像形成装置が提案されている（例えば、
特開平６−５１６７２号公報参照）。

【０００５】かかる画像形成装置は、そのクリーニング
装置がクリーニング部材を有していて、クリーニング装
置がトナー回収機能を遂行するとき、像担持体上の残留
トナーをクリーニング部材の側に吸着して保持する。ま
た、トナー再付着機能を遂行するときは、クリーニング
部材に吸着保持されたトナーが、次の静電潜像の形成に
影響を与えない像担持体表面部分に逆移転される。この
ようにして像担持体上に再付着したトナーは現像装置に
対向する部分に搬送され、ここでその現像装置に回収さ
れる。このような画像形成装置によれば、トナーを現像
装置において再利用できると共に、トナーの戻し搬送経
路が不要であるため、画像形成装置が大型化する欠点を
阻止できる。

【０００６】ところで、従来の上記形式の画像形成装置
は、像担持体上の画像形成領域以外の部分、すなわち非
画像形成領域に、クリーニング部材からトナーを排出さ
せてこれを再付着させ、これによって次の静電潜像の形
成に影響を与えないようにしている。すなわち、像担持
体上の画像形成領域に形成されたトナー像を記録媒体に
転写した後、その画像形成領域がクリーニング部材を通
過する間、当該領域上の残留トナーをクリーニング部材
の側に移行させ、トナー像転写後の画像形成領域の後端
がクリーニング部材を通過した後、その画像形成領域よ
りも後方の非画像形成領域にクリーニング部材からのト
ナーを再付着させていたのである。そして、トナーが再
付着している像担持体部分よりも後方の像担持体表面部
分に次の静電潜像を形成する。このようにすれば、再付
着トナーが次の静電潜像の形成に影響を与えることはな
い。

【０００７】ところが、この構成によると、像担持体回
転方向上の先行する画像形成領域と、次の画像形成領域
との間の領域にトナーを再付着させ、このトナー再付着
領域を非画像形成領域とするので、画像形成領域間にか
なり長い非画像形成領域を確保しなければならない。す
なわち、像担持体上に形成される各トナー像の間に、像
担持体回転方向に長い非画像形成領域ができてしまうの
である。このため、画像形成速度を高めることができ
ず、高速の画像形成装置を構成することが困難となる欠
点を免れない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来欠点を除去し、トナーの再利用を簡単な構成で実現
可能にすると共に、画像形成領域間の間隔を短縮して、
画像形成速度を上げることができるようにした画像形成
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、回転駆動される像担持体と、該担持体表面
に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を
トナー像として可視像化する現像装置と、前記トナー像
を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像転写後に像
担持体表面に残留付着するトナーを、クリーニング部材
に回収して像担持体表面を清掃するトナー回収機能を遂
行すると共に、そのトナー回収後に、回収したトナーを
次の静電潜像の形成に影響を与えない像担持体表面部分
に排出して、当該トナーを像担持体表面に再付着させる
トナー再付着機能を遂行するクリーニング装置とを具備
し、像担持体表面に再付着したトナーを前記現像装置に
おいて回収する画像形成装置において、像担持体上の画
像形成領域のうち、像担持体回転方向上の先端と後端と
の間の中間部が、クリーニング部材を通過するとき、ク
リーニング装置の機能がトナー回収機能からトナー再付
着機能に切り換えられるように、当該クリーニング装置
を制御するクリーニング装置制御手段を有することを特
徴とする画像形成装置を提案する。

【００１０】その際、上記構成において、クリーニング
装置から像担持体上に排出された再付着トナーの像担持
体回転方向上の後端部が、潜像形成手段に至った直後か
ら、その再付着トナーの存在しない像担持体表面に次の
静電潜像が形成されるように、当該潜像形成手段を制御
する潜像形成制御手段を有すると有利である。

【００１１】また、上記各構成において、前記クリーニ
ング装置制御手段は、像担持体上の画像形成領域の後端
がクリーニング部材を通過した直後に、クリーニング装
置が像担持体へのトナーの排出を停止するように、当該
クリーニング装置を制御すると有利である。

【００１２】更に、上記各構成において、前記クリーニ
ング装置制御手段は、像担持体上の画像形成領域の後端
がクリーニング部材を通過するのと同時に、クリーニン
グ装置が像担持体へのトナーの排出を停止するように、
当該クリーニング装置を制御すると有利である。

【００１３】更に、上記各構成において、前記クリーニ
ング装置制御手段は、クリーニング装置が、トナー回収
機能を遂行する時間よりも短時間でトナー再付着機能を
遂行するように、当該クリーニング装置を制御すると有
利である。

【００１４】更に、上記各構成において、前記クリーニ
ング装置制御手段は、クリーニング装置が、そのクリー
ニング部材と像担持体との間に付与された電界の作用に
よって、像担持体上の残留トナーをクリーニング部材側
に吸着保持して前記トナー回収機能を遂行し、そのトナ
ー回収機能遂行後、前記電界の方向を切り換えることに
より、クリーニング部材に吸着保持したトナーを像担持
体表面に逆移転させて前記トナー再付着機能を遂行する
ように、当該クリーニング装置を制御すると有利であ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に従って詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明一実施形態例の画像形成装置
の概略構成図であり、同図において符号１は像担持体の
一例であるドラム状感光体を示している。一方、図４は
この画像形成装置の動作態様を示すタイミングチャート
である。先ずこれらの図を参照して、本例の画像形成装
置の構成と作用の概略を説明する。

【００１７】感光体１は、画像形成動作の開始に伴っ
て、図４の〈１〉に示すように、図示していない駆動手
段によって、図１における時計方向に回転駆動される。
感光体１は一方向に回転するのである。図１に示す如
く、感光体１の周囲には、帯電装置の一例である帯電ロ
ーラ２、像露光系の一例であるレーザ光学系３、現像装
置４、転写装置の一例である転写ローラ６、分離装置と
しての分離チャージャ７、クリーニング前チャージャ
８、クリーニング装置９、及び除電装置の一例である除
電ランプ１１が、それぞれこの順に感光体１の回転方向
に配置されている。かかる構成の画像形成装置によっ
て、次に述べるような画像形成のための一連のプロセス
が行われる。

【００１８】有機光導電層を有する感光体１が回転を開
始すると、先ず、除電ランプ１１が図４の〈１２〉に示
す如く点灯（オン）し、その作用で感光体１の表面が除
電状態にされる。帯電ローラ２は、感光体１の表面に対
して接離自在に支持され、図４の〈２〉に示すように、
感光体１に当接した状態で感光体１の回転に従動して回
転する。このとき、電源１６によって帯電バイアス電圧
を印加された帯電ローラ２により、感光体１の表面が所
定の極性に、本例では−７００Ｖの負極性に均一に帯電
される（図４の〈３〉）。感光体１の表面が、後述する
画像形成領域の全長に亘って所定極性に帯電されるので
ある。

【００１９】次いで、感光体１の帯電面に対して、レー
ザ光学系３より放射される光変調されたレーザ光１２に
より光書き込み走査が行われる。これによって、感光体
１の表面に所定の静電潜像が形成される（図４の
〈４〉）。かかる静電潜像を形成する明部電位（レーザ
光の当てられた画像部となる部位の電位）は−１００Ｖ
となり、レーザ光の当てられない地肌部となる部位の電
位はほぼ−７００Ｖに維持される。

【００２０】レーザ光１２は、レーザ光学系３内の半導
体レーザ（不図示）から発せられて、高速回転する六角
柱の多面鏡（不図示）によって、感光体表面を、この感
光体の軸線方向に走査する。感光体１はレーザ光の走査
速度に比較して極めて低速度で回転するため、感光体表
面の全体をレーザ光によって走査することが可能であ
る。このように、本例では帯電ローラ２とレーザ光学系
３が、感光体１より成る像担持体表面に静電潜像を形成
する潜像形成手段を構成している。

【００２１】現像装置４は、感光体１に対向配置された
現像剤担持搬送部材の一例である現像ローラ５を有し、
かかる現像装置４の現像容器には、例えば、非磁性トナ
ーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤が収容され、
かかる現像剤が現像ローラ５上に供給され、磁気ブラシ
を形成しながら現像ローラ上に担持される。現像ローラ
５は図１における反時計方向に回転駆動されると共に、
その現像ローラ５には、現像時にバイアス電圧電源２１
によって所定の極性、本例では−５５０Ｖの負極性の現
像バイアス電圧が印加される（図４における〈５〉，
〈６〉）。その際、直流成分−５５０Ｖに交流成分４Ｋ
Ｈz、２ＫＶ（ＰＰ）が重畳されたバイアス電圧を現像
ローラ５に印加すると特に有利である。

【００２２】現像容器には、現像剤を撹拌する現像剤撹
拌部材３３，３４が設けられ、その回転によって現像剤
が撹拌され、これによってトナーは所定の極性、本例で
は負極性に摩擦帯電される。

【００２３】図示した画像形成装置では、二成分系現像
剤を用いる現像装置４を採用したが、キャリアを有しな
い磁性又は非磁性のトナーより成る一成分系現像剤を用
いる現像装置を採用することもできる。

【００２４】現像ローラ５の回転に伴い、該ローラ上の
現像剤は磁気的に担持されつつ、現像ローラ５と感光体
１の対向した現像領域１３に向けて搬送され、ここで、
その負極性のトナーが感光体１上に形成されている静電
潜像、すなわちレーザ光を照射された電位の低い部位に
静電的に移行し、その可視像化に供される。このよう
に、現像装置４は、感光体１に形成された静電潜像をト
ナー像として可視像化する用をなす。

【００２５】一方、図示していない給紙部からは、同じ
く図示していないレジストローラを経て、記録媒体の一
例である転写紙１４が、感光体上のトナー像の先端と同
期をとって、感光体１と転写ローラ６との間の転写領域
１５に向けて送られ、感光体上のトナー像が転写紙１４
上に転写される。このとき転写ローラ６は図１における
矢印方向に回転し、その転写ローラ６には電源１７によ
り、トナーの帯電極性と反対極性の＋９５０Ｖ程度の転
写バイアス電圧が印加される（図４における〈７〉）。
これによって感光体１上のトナー像が転写紙１４上に静
電的に移行し、トナー像が転写される。このように転写
ローラ６より成る転写装置は、感光体上のトナー像を転
写紙１４より成る記録媒体に転写する用をなす。そのト
ナー像の転写後、転写紙１４は、分離バイアス電圧の印
加された分離チャージャ７（図４における〈８〉）の作
用により感光体１から分離され、定着装置１８を経てコ
ピー紙として機外に排出される。

【００２６】トナー像転写後の感光体表面には、転写紙
１４に転写されなかったトナーが残留付着している。一
般に、転写効率は７０乃至９０％程度である。かかる転
写残トナーは、クリーニング装置９によって回収され、
感光体表面が清掃される。

【００２７】その際、転写領域１５に向かう感光体１上
のトナーは、ほぼ全てのものが負極性に帯電されている
が、転写ローラ６には正極性の電圧が印加されるため、
トナー像転写後の転写残トナーの一部には、転写ローラ
６からの電荷が注入されて、その帯電極性が正極性に反
転したものも出てくる。このようなトナーは、オン状態
にあるクリーニング前チャージャ（以下「ＰＣＣ」と言
う）より負コロナが供給され、負極性に再帯電される
（図４における〈９〉）。

【００２８】クリーニング装置９は、その本体ケースに
対して回転自在に支持されたクリーニング部材の一例で
あるクリーニングローラ１０を有している。かかるクリ
ーニングローラ１０は、感光体１の清掃時に、バイアス
電圧電源３１により、トナーの帯電極性と反対極性の正
極性のバイアス電圧（例えば＋５００Ｖ）が印加される
と共に、このクリーニングローラ１０が感光体１の表面
に圧接しながら実線矢印の向きに回転駆動される（図４
における〈１０〉，〈１１〉）。クリーニングローラ１
０と感光体１との間のクリーニング領域２８に至る前
に、ＰＣＣ８によって負極性に揃えられた感光体１上の
転写残トナーは、正極性の電圧が印加されたクリーニン
グローラ１０上に静電的に転移し、該ローラ上に回収さ
れる。このようにして感光体表面が清掃される。このと
きの状態を図４の〈１０〉に「トナー回収」として示し
てある。

【００２９】上述のように、クリーニング装置９は、ト
ナー像転写後に感光体表面に残留付着するトナーをクリ
ーニングローラ１０に回収して感光体表面を清掃するト
ナー回収機能を遂行する。

【００３０】感光体１の表面がクリーニング装置９のク
リーニングローラ１０によって清掃されたあと、その表
面は、点灯している除電ランプ１１によって、負極性の
電荷が消去されるように除電作用を受け、引き続き前述
した画像形成動作が行われる。このようにして、１枚分
のトナー像が感光体上に形成され、これが前述のように
転写紙１４上に転写されるのである。このようにトナー
像が形成される感光体１上の領域が画像形成領域であ
る。かかるトナー像の感光体周方向長さを、感光体の１
周分よりも短かくすることもできるが、通常は、感光体
１を１回転以上させてその表面に１つのトナー像を形成
している。

【００３１】ここで、図１において、符号Ａは感光体１
上の画像形成領域を示し、図１及び図４における符号ａ
は、感光体回転方向上の画像形成領域の先端を示してい
る。同じく、図２及び図４における符号ｂは、感光体回
転方向上の画像形成領域の後端を示している。画像形成
領域Ａの先端ａが転写領域１５を通ったあと、図１に示
したようにクリーニング領域２８に来ると、前述の如
く、感光体１からクリーニングローラ１０への転写残ト
ナーの清掃回収が開始され、クリーニング装置９がトナ
ー回収機能を遂行する。画像形成動作が連続して行われ
るときは、上述した画像形成領域Ａよりも感光体回転方
向下流側の次の画像形成領域に次のトナー像が形成され
る。

【００３２】ここで、本例の画像形成装置においては、
クリーニング装置９が、前述のように感光体表面から転
写残トナーを回収するトナー回収機能を遂行すると共
に、そのトナー回収後に、回収したトナーを次の静電潜
像の形成に影響を与えない感光体表面部分に排出して、
そのトナーを感光体表面に再付着させるトナー再付着機
能を遂行するように構成されている。感光体表面に再付
着したトナーは、後述するように現像装置４において回
収される。

【００３３】その際、先にも述べたように、従来の画像
形成装置においては、画像形成領域Ａの後端ｂがクリー
ニング領域２８にきたとき、転写残トナーの回収、すな
わちクリーニング装置のトナー回収機能を停止し、その
画像形成領域よりも感光体回転方向下流側の非画像形成
領域にトナーを再付着させていた。これにより、再付着
トナーが次の静電潜像の形成に影響を与えないようにし
ていたのである。

【００３４】ところが、この構成によると、感光体回転
方向上の先行する画像形成領域と、これよりも下流側の
次の画像形成領域との間に、トナーを付着させるべく、
感光体周方向における長い非画像形成領域を確保しなけ
ればならず、これにより画像形成速度を高めることが困
難となっていた。クリーニングローラから排出されたト
ナーが付着している感光体表面部分をそのまま図１に示
した帯電ローラ２で帯電し、その部分にレーザ光１２を
照射しても、ここに所定の潜像を形成できないため、そ
のトナーの付着した部分が帯電ローラ２を通過したあと
の感光体表面部分に次の静電潜像を形成する必要があ
る。これによって、従来は、画像形成領域間に、トナー
を再付着させるための長い非画像形成領域を確保しなけ
ればならず、画像形成速度を高めることできなかったの
である。

【００３５】このような不具合を除去すべく、本例の画
像形成装置においては、感光体１上の画像形成領域Ａの
後端ｂがクリーニングローラ１０を通過する前に、クリ
ーニング装置の機能がトナー回収機能からトナー再付着
機能に切り換えられるように構成されている。すなわ
ち、感光体１上の画像形成領域Ａのうち、感光体回転方
向上の先端ａと後端ｂの間の中間部、例えば図２に符号
ｄで示した感光体部分がクリーニングローラ１０を通過
するとき、クリーニング装置９の機能が前述のトナー回
収機能からトナー再付着機能に切り換えられるように、
クリーニング装置９が制御される。クリーニング装置９
をこのように制御するクリーニング装置制御手段を有し
ているのである。

【００３６】より具体的に説明すると、図４に示すよう
に、画像形成領域Ａの先端ａが図１及び図２に示したク
リーニングローラ１０の位置するクリーニング領域２８
に至ると、クリーニング装置９がそのクリーニングロー
ラ１０と感光体との間に付与された電界の作用によっ
て、感光体１上の残留トナーをクリーニングローラ１０
の側に吸着保持してトナー回収機能を遂行する。この動
作の開始時点が、図４におけるＥ時点である。次いで、
画像形成領域の先端ａと後端ｂの間の中間部ｄがクリー
ニング領域２８に至るＦ時点において、感光体１からク
リーニングローラ１０にトナーを回収する動作を終了す
る。図２に符号２５を付して模式的に示すものは、クリ
ーニングローラ１０に回収されたトナーであり、符号２
６で示すものは、クリーニングローラ１０に至る前の感
光体表面部分に付着した転写残トナーである。このよう
に、感光体１上に転写残トナーの一部が残っている状態
で、クリーニングローラ１０へのトナー回収動作を終了
するのである。

【００３７】この終了と同時に、すなわち図４にＦで示
した時点において、クリーニングローラ１０へ電圧を印
加する電源を符号３１で示すものから符号３２で示すも
のに切り換え、クリーニングローラ１０に対してトナー
と同極性、すなわち負極性の電圧を印加する（図４の
〈１１〉）。このときの印加電圧は、例えば−１０００
Ｖ程度である。その際、感光体上には負極性の電荷が存
在するが、その表面電位よりも負側に高い電圧をクリー
ニングローラ１０に印加するのである。これによって、
感光体表面に接しながら回転するクリーニングローラ１
０上のトナーは、クリーニングローラ１０と感光体１と
の間の電位差により感光体１の表面に転移する。トナー
回収機能遂行後、クリーニングローラ１０と感光体１と
の間の電界の方向を切り換えることにより、クリーニン
グローラ１０に吸着保持したトナーを感光体表面に逆移
転させてトナー再付着機能を遂行するのである。図４に
は、かかるトナー再付着動作を「トナー排出」として示
してある。

【００３８】このトナー再付着動作の実行時に、クリー
ニングローラ１０に回収されなかった感光体１上の転写
残トナー２６（図２）がクリーニング領域２８に至る
と、このトナー２６はクリーニングローラ１０に回収さ
れず、クリーニングローラ１０から感光体１上に排出さ
れたトナーと共に、クリーニング領域２８を通過する。
転写残トナー２６も、ＰＣＣ８によってクリーニングロ
ーラ１０への印加電圧の極性と同極性である負極性に帯
電されているので、そのトナー２６がクリーニングロー
ラ１０へ回収されることを阻止できる。

【００３９】図４に示した例では、画像形成領域の後端
ｂがクリーニング領域２８をＧ時点で通過してからｔ秒
後のＨ時点で、クリーニングローラ１０へ電圧を印加す
る電源を、３２から３１に切り換え、当該ローラ１０に
正極性の電圧を印加する。このようにしてクリーニング
ローラ１０から感光体１へのトナーの排出、すなわちク
リーニング装置によるトナー再付着動作を終了するので
ある。

【００４０】感光体上に再付着したトナーは感光体の回
転に伴って搬送され、かかるトナーが帯電ローラ２を通
過するとき、そのローラ２は感光体表面から離間してお
り（図４の〈２〉）、よってそのトナーが帯電ローラ２
にそのまま付着することはない。またトナーの付着した
感光体表面部分の除電ランプ１１を通過するとき、その
表面に光が照射され、感光体１の表面電位はほぼ０Ｖに
下げられる（図４の〈１２〉）。

【００４１】再付着トナーが図１に示した現像装置４に
対向する部位に至ると、このとき現像ローラ５へ電圧を
印加する電源が２１から２２に切り換えられており（図
４の〈６〉）、現像ローラ５にはトナーの帯電極性と反
対の正極性のバイアス電圧が印加されている。すなわち
現像ローラ５には、例えば直流成分＋２００Ｖのトナー
回収バイアス電圧が印加されている。このように現像ロ
ーラ５への印加電圧の極性を切り換えることによって、
実質的に表面電位が０Ｖの感光体１上の再付着トナーを
現像ローラ５の側に静電的に引き付け、これを現像装置
４に回収することができる。その際、回転駆動される現
像ローラ５上の現像剤により形成された磁気ブラシによ
って、感光体１上の再付着トナーに衝撃力を与え、効率
よくそのトナーを現像ローラ５へ回収することができ
る。図４における〈６〉の「トナー回収」が、現像装置
４への再付着トナーの回収動作を示している。このよう
に、現像装置４は、感光体１に形成された静電潜像をト
ナー像として可視像化する機能と、感光体１上に再付着
したトナーを回収する機能をそれぞれ遂行するのであ
る。

【００４２】上述のようにして、クリーニングローラ１
０から感光体１に排出されたトナーを実質的に全て現像
装置４に回収でき、そのトナーをこの現像装置４におい
て再利用することができる。特別な搬送経路を設けずと
も、クリーニング装置９に一時的に回収したトナーを現
像装置４へ戻すことができる。画像形成装置のコストを
抑えつつ、回収トナーを現像装置４において再利用する
ことができるのである。

【００４３】しかも、従来のように画像形成領域Ａの後
端ｂがクリーニング領域２８を通過してから、クリーニ
ングローラ１０上のトナーを感光体１上に再付着させる
のではなく、その後端ｂがクリーニング領域２８を通過
する前に、感光体１へのトナーの排出を開始し、その画
像形成領域内の後部領域にトナーを再付着させるので、
その画像形成領域にトナー再付着用の大きな面を確保で
きる。従って、その画像形成領域と次の画像形成領域の
間に、トナーを再付着させるための大きな非画像形成領
域を確保する必要がなくなり、支障なく画像形成速度を
高めることができる。

【００４４】連続して次の画像を形成する場合、クリー
ニング装置９から感光体１上に排出された再付着トナー
の感光体回転方向上の後端部が潜像形成手段を構成する
帯電ローラ２を通過した後、その帯電ローラ２が再び感
光体１の表面に当接してこれを帯電させ、その帯電面に
レーザ光学系３によりレーザ光を照射することによっ
て、次の静電潜像が形成される。このように、再付着ト
ナーが通過したあとのクリーニングされた感光体表面に
帯電ローラ２を当接させるので、その帯電ローラ２がト
ナーで汚されたり、レーザ光が感光体上の再付着トナー
によって遮られたり、逆帯電トナーが現像装置４へ混入
することを阻止し、所定の静電潜像を形成できる。

【００４５】その際、クリーニング装置１０から感光体
１上に排出された再付着トナーの感光体回転方向上の後
端部が、潜像形成手段、すなわちその帯電ローラ２に至
った直後から、再付着トナーの存在しない感光体表面に
帯電ローラ２を当接させ、その感光体表面に次の静電潜
像を形成するように、図示していない潜像形成制御手段
がその潜像形成手段を制御すると、画像形成領域間の間
隔をより一層短かくでき、画像形成速度をより確実に高
めることができる。

【００４６】その際、図４に示した例では、画像形成領
域の後端ｂがクリーニングローラ１０の位置するクリー
ニング領域２８に至ったＧ時点からｔ秒後に、感光体１
へのトナーの排出、すなわち感光体へのトナーの再付着
動作を停止しているが、この時間ｔを図５に示すように
より短かくすれば、その画像形成領域Ａと、次の画像形
成領域との間の非画像形成領域の感光体周方向における
長さを一層短かくでき、画像形成速度のより一層の高速
化を図ることができる。

【００４７】すなわち、感光体１上の画像形成領域Ａの
後端ｂがクリーニングローラ１０を通過した直後に、ク
リーニング装置９が感光体１へのトナーの排出を停止す
るように、すなわち時間ｔが極く短かくなるように、前
述のクリーニング装置制御手段がクリーニング装置９を
制御するように構成するのである。なお、図５に示した
他の動作態様は図４と変りはない。

【００４８】この考えをさらに進め、時間ｔをゼロ、す
なわち画像形成領域の後端ｂがクリーニング領域２８に
至ったとき、同時に感光体１へのトナー再付着動作を停
止すれば、理論上、画像形成領域間の非画像形成領域を
なくすことができ、より一層画像形成速度を高めること
ができる。この場合、前述のクリーニング装置制御手段
は、感光体上の画像形成領域の後端ｂがクリーニングロ
ーラ１０を通過すると同時に、クリーニング装置９が感
光体へのトナーの排出を停止するように、そのクリーニ
ング装置９を制御する。

【００４９】ところで、図１に示した画像形成装置にお
いては、クリーニング装置９がトナー回収機能を遂行す
るとき、クリーニングローラ１０は、その感光体１との
当接部が感光体１の移動方向に対して逆方向となるよう
に、カウンタ方向に回転する。その際、クリーニングロ
ーラ１０が１回転以下の回転で１回のトナー回収作業を
終了するように、そのローラ１０の回転数を設定するこ
とが望ましい。このようにすれば、感光体１上の転写残
トナーの回収時に、その転写残トナーが、クリーニング
ローラ１０上に既に回収されたトナーが付着していない
クリーニングローラ面に常に接触するので、回収されよ
うとしている感光体１上の転写残トナーと、クリーニン
グローラ１０上に既に回収されたトナーとが接触するこ
とがなくなり、その転写残トナーの回収効率を高めるこ
とができる。

【００５０】この場合、画像形成領域の感光体周方向に
おける長さの変動に伴って、その先端ａから、トナー回
収を終える中間部ｄまでの長さが変化するようなとき
は、その各トナー回収動作時におけるクリーニングロー
ラ１０の回転数が変わるように、当該ローラ１０を制御
することもできる。例えば、クリーニングローラ１０を
１回転させることによって転写残トナーを回収するとし
て、画像形成領域Ａの感光体周方向長さがＡ４縦送りに
相当する２９７mmであるときと、Ａ３縦送りに相当する
４２０mmであるときを考えたとき、後者の場合には、前
者の場合よりもクリーニングローラ１０を高速で回転さ
せ、感光体１上の転写残トナーをクリーニングローラ１
０に回収するのである。このようにすれば、常にクリー
ニングローラ１０を１回転させる間に、先端ａから中間
部ｄまでの転写残トナーを回収することができる。

【００５１】また、本例では図４の〈１０〉に示すよう
に、クリーニングローラ１０の回転方向を、トナー回収
時とトナー排出時とで切り換え、トナー排出にはクリー
ニングローラ１０を図１に破線矢印で示した向きに回転
駆動している。図４の〈１０〉における「回収回転」は
トナー回収時のクリーニングローラ１０の回転方向を、
また「逆転移回転」はトナー排出時のクリーニングロー
ラ１０の回転方向を示している。

【００５２】このように、本例では、クリーニングロー
ラ１０上のトナーを感光体１に再付着させるトナー排出
動作時に、そのクリーニングローラ１０が、感光体１と
の当接部において感光体１の移動方向と同じ方向、すな
わち順方向に回転するのであるが、このように構成した
場合、トナー排出時にクリーニングローラ１０の回転数
を高めるなどして、感光体１とクリーニングローラ１０
の表面線速に相違ができるようにするとよい。特に、ク
リーニングローラ１０の表面線速が感光体１の表面線速
よりも高速となるように、クリーニングローラ１０を回
転駆動することが好ましい。このようにすると、クリー
ニングローラ１０から感光体１へ移行しようとするトナ
ーに剪断力が作用し、かかるトナーに静電気力が加わる
ので、当該トナーは効率よく感光体１へ移行することが
できる。またクリーニングローラ１０の回転数を高めれ
ば、感光体１へのトナーの排出時間の短縮も達成でき
る。

【００５３】また、トナーの排出時に、トナー回収時と
同じく、感光体１に対してカウンタ向きに回転させて
も、クリーニングローラ１０から感光体１へ移行しよう
とするトナーに剪断力を及ぼすことができ、トナーの排
出効率を高めることができる。この場合も、クリーニン
グローラ１０の回転数を、トナー回収時より高めること
が望ましい。

【００５４】上述のようにして、クリーニングローラ１
０上にトナーが残留することを防止でき、このクリーニ
ングローラ１０が感光体１を清掃するときのクリーニン
グ効率を高めることができ、地汚れのないトナー像を感
光体上に形成することができるのである。

【００５５】ところで、感光体１へのトナーの排出を開
始する中間部ｄは、画像形成領域Ａの先端ａと後端ｂを
除く、その両者間の適宜な位置であってよいが、その先
端ａと中間部ｄの間の長さが短かすぎると、１つの画像
形成領域に未だ静電潜像を形成しているときに、感光体
１に再付着されたトナーが帯電ローラ２へ侵入するおそ
れがある。このような不具合を回避するために、画像形
成領域Ａの先端ａから、トナーの再付着を開始する中間
部ｄまでの長さをあまり短かくすることはできない。そ
こで、先端ａから中間部ｄまでの長さを、その中間部ｄ
から後端ｂまでの長さよりも長くなるように、その中間
部ｄの位置を設定したとする。ところが、この場合にク
リーニングローラ１０によるトナーの回収と、感光体１
へのトナーの排出に要する時間が同じとなるように設定
したとすると、その画像形成領域内にクリーニングロー
ラ１０からのトナーを再付着させることができなくなる
ばかりか、後端ｂがクリーニング領域２８を通過してか
ら、トナーの再付着（トナー排出）を終えるまでの時間
ｔ（図４の〈１０〉）が徒らに長くなる。これによって
画像形成領域間の長さを縮めることが難しくなり、画像
形成速度が低下するおそれがある。

【００５６】そこで、クリーニング装置９が、トナー回
収機能を遂行する時間よりも短時間でトナー再付着機能
を遂行するように、前述のクリーニング装置制御手段が
クリーニング装置９を制御することが望ましい。例えば
前述のように、トナー回収時のクリーニングローラ１０
の回転数よりも、トナー排出時のクリーニングローラ１
０の回転数を高め、短時間で感光体１へトナーを排出さ
せるのである。このようにすれば、たとえ先端ａから中
間部ｄまでの長さが、その中間部ｄから後端ｂまでの長
さよりも長い場合にも、クリーニングローラ１０からの
トナーを、その画像形成領域内、又はその後方の近傍領
域に付着させることができる。前述の時間ｔを極く短か
く、又はこれをゼロにすることができるのである。これ
によって支障なく画像形成領域間を短縮し、又はこれを
ゼロにすることができ、画像形成速度を高めることがで
きる。

【００５７】前述のように、本例では、クリーニング装
置９が、そのクリーニングローラ１０と感光体１との間
に付与された電界の作用によって、感光体上の残留トナ
ーをクリーニングローラ１０の側に吸着保持してトナー
回収機能を遂行し、そのトナー回収機能遂行後、上述の
電界の方向を切り換えることにより、クリーニングロー
ラに吸着保持したトナーを感光体表面に逆移転させてト
ナー再付着機能を遂行するように、クリーニング装置制
御手段が当該クリーニング装置９を制御している。

【００５８】同様に、現像装置４の現像ローラ５へのバ
イアス電圧の切り換えによって、その現像装置４が静電
潜像を可視像化する機能と、感光体上の再付着トナーを
現像装置４に回収する機能をそれぞれ遂行するように構
成されている。

【００５９】このような構成によれば、クリーニング装
置と現像装置におけるその各機能の切り換えを高速でか
つ確実に行うことができ、その切り換え時に感光体１が
トナーで汚されるような不具合の発生を阻止できる。

【００６０】なお、帯電ローラ２と転写ローラ６とは、
感光体１に接触してそれぞれの機能を果すが、感光体１
上に付着したトナーがそれらのローラに付着し、これら
が汚れるおそれがある。そこで、連続記録終了後、又は
所定の記録枚数毎に、ローラ２，６から感光体に向けて
トナーが静電的に転移する向きのバイアス電圧を、それ
らのローラ２，６に印加したり、それらのローラ２，６
を感光体１に強く接触させたりすることによって、トナ
ーを感光体の方に戻すようにすると、各ローラ２，６を
清浄な状態に保持することができる。

【００６１】図３は、感光体１を均一帯電するための帯
電装置として、感光体１から常に離間している帯電チャ
ージャ（従来より使用されているスコロトロン）２７を
用いた画像形成装置を示し、図６はそのタイミングチャ
ートを示している。

【００６２】この例でも、感光体１は帯電チャージャ２
７によって−７００Ｖに一様に帯電され、レーザ光１２
の照射によって感光体上に静電潜像が形成され、その潜
像は現像装置４によって負極性に帯電したトナーによっ
て可視像化される。このとき、現像装置４の現像ローラ
５には電源２１によって−５００Ｖのバイアス電圧が印
加されている。図３に示した画像形成装置の他の基本動
作も、図１に示した画像形成装置と変りはなく、よって
同一部分についてのこれ以上の説明は省略する。

【００６３】図１に示した画像形成装置と異なるところ
は、クリーニングローラ１０から感光体１に排出されて
再付着したトナーが帯電チャージャ２７を通過するとき
も、そのチャージャ２７から引き続き負コロナが放電さ
れる点と（図６の〈３〉）、現像装置４が静電潜像をト
ナー像として可視像化するときも、また再付着トナーを
その現像装置４に回収するときも、同じ負極性のバイア
ス電圧が印加し続けられる点である（図６の〈６〉）。

【００６４】すなわち、クリーニングローラ１０から排
出されたトナーが付着した感光体表面部分が帯電チャー
ジャ２７を通るとき、その表面が−７００Ｖに帯電され
る。そして、この再付着トナーが現像装置４に対向した
部位に達したとき、現像ローラ５には−５００Ｖの電圧
が印加されているので、これによって生じる電界の作用
によって、負極性に帯電したトナーは、感光体１から現
像ローラ５の側に静電的に移行する。このときも、その
トナーに対して磁気ブラシによる衝撃力が加えられ、効
率よく現像装置４の側に回収される。またこの現像装置
４において、非磁性トナーから成る一成分系現像剤を使
用しても、感光体１上の再付着トナーを回収できる。

【００６５】上述のように、図３に示した画像形成装置
によれば、図１に示した画像形成装置による利点のほか
に、感光体に対して帯電装置を接離させる必要がなくな
ると共に、再付着トナーがその帯電チャージャ２７を通
るときに、感光体をそのチャージャ２７により帯電させ
ることにより、現像装置４の現像ローラへの印加電圧を
切り換えることなく、当該現像装置４に再付着トナーを
回収できる利点が得られる。逆極性に帯電したトナーが
現像装置にそのまま回収される不具合も阻止できる。

【００６６】以上、所定極性に帯電した感光体表面に光
を照射し、その光の当てられた部分によって静電潜像を
形成し、その静電潜像に、感光体の帯電極性と同一極性
に帯電したトナーを静電的に付着させてトナー像を形成
する所謂ネガポジプロセスを採用した画像形成装置に本
発明を適用した実施形態例を説明したが、本発明は、帯
電した感光体表面の背景部分に光を照射し、感光体の帯
電極性と逆極性に帯電したトナーを、感光体上の光の当
てられなかって部分により形成された静電潜像に静電的
に付着させてトナー像を形成するポジポジプロセスを採
用した画像形成装置にも適用できるものである。ネガポ
ジプロセスは主にデジタル複写機やプリンタに多く採用
され、ポジポジプロセスはアナログ複写機に多く採用さ
れている。

【００６７】また、本発明はベルト状の感光体や、感光
体以外の像担持体を用いる画像形成装置にも適用でき、
さらには記録媒体として転写紙を用いる代りに、像担持
体上に形成されたトナー像が転写される中間転写体を用
い、その中間転写体上のトナー像を最終の記録媒体であ
る転写紙に転写される画像形成装置にも適用可能であ
る。

【００６８】さらに、クリーニング装置で用いられるク
リーニング部材として、クリーニングローラの代りに回
転駆動される無端ベルトなどを用いることもできる。

【００６９】

【発明の効果】請求項１に記載の画像形成装置によれ
ば、簡単な構成によってトナーを現像装置において再使
用できると共に、画像形成領域の後端がクリーニング部
材を通過する前にそのクリーニング部材から像担持体に
トナーを排出させるので、各画像形成領域の間の非画像
形成領域を短かくでき、場合によってはこれをなくすこ
とができる。これによって画像形成速度を高めることが
できる。

【００７０】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
確実に各画像形成領域の間の非画像形成領域の長さを短
かくでき、画像形成速度を高めることができる。

【００７１】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
確実に各画像形成領域の間の非画像形成領域の長さを短
かくでき、画像形成速度を高めることができる。

【００７２】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
各画像形成領域の間の非画像形成領域をなくすことも可
能である。

【００７３】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
画像形成領域の先端から、トナーの排出を開始する中間
部までの長さを長くとっても、画像形成速度を確実に高
めることができる。

【００７４】請求項６に記載の画像形成装置によれば、
クリーニング装置のトナー回収機能とトナー再付着機能
の高速切り換えを実現である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施形確例の画像形成装置の概略構成
図である。

【図２】クリーニングローラから感光体へのトナーの排
出の開始時の様子を示す説明図である。

【図３】別実施形態例の画像形成装置の概略構成図であ
る。

【図４】図１に示した画像形成装置に対応したタイミン
グチャートである。

【図５】別の例のタイミングチャートである。

【図６】図３に示した画像形成装置に対応したタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

４ 現像装置 ９ クリーニング装置 ２５ トナー ２６ トナー Ａ 画像形成領域 ａ 先端 ｂ 後端 ｄ 中間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−24640（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−61538（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される像担持体と、該担持体表
   面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像
   をトナー像として可視像化する現像装置と、前記トナー
   像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像転写後に
   像担持体表面に残留付着するトナーを、クリーニング部
   材に回収して像担持体表面を清掃するトナー回収機能を
   遂行すると共に、そのトナー回収後に、回収したトナー
   を次の静電潜像の形成に影響を与えない像担持体表面部
   分に排出して、当該トナーを像担持体表面に再付着させ
   るトナー再付着機能を遂行するクリーニング装置とを具
   備し、像担持体表面に再付着したトナーを前記現像装置
   において回収する画像形成装置において、 像担持体上の画像形成領域のうち、像担持体回転方向上
   の先端と後端との間の中間部が、クリーニング部材を通
   過するとき、クリーニング装置の機能がトナー回収機能
   からトナー再付着機能に切り換えられるように、当該ク
   リーニング装置を制御するクリーニング装置制御手段を
   有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 クリーニング装置から像担持体上に排出
   された再付着トナーの像担持体回転方向上の後端部が、
   潜像形成手段に至った直後から、その再付着トナーの存
   在しない像担持体表面に次の静電潜像が形成されるよう
   に、当該潜像形成手段を制御する潜像形成制御手段を有
   する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記クリーニング装置制御手段は、像担
   持体上の画像形成領域の後端がクリーニング部材を通過
   した直後に、クリーニング装置が像担持体へのトナーの
   排出を停止するように、当該クリーニング装置を制御す
   る請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記クリーニング装置制御手段は、像担
   持体上の画像形成領域の後端がクリーニング部材を通過
   するのと同時に、クリーニング装置が像担持体へのトナ
   ーの排出を停止するように、当該クリーニング装置を制
   御する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記クリーニング装置制御手段は、クリ
   ーニング装置が、トナー回収機能を遂行する時間よりも
   短時間でトナー再付着機能を遂行するように、当該クリ
   ーニング装置を制御する請求項１乃至４のいずれかに記
   載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記クリーニング装置制御手段は、クリ
   ーニング装置が、そのクリーニング部材と像担持体との
   間に付与された電界の作用によって、像担持体上の残留
   トナーをクリーニング部材側に吸着保持して前記トナー
   回収機能を遂行し、そのトナー回収機能遂行後、前記電
   界の方向を切り換えることにより、クリーニング部材に
   吸着保持したトナーを像担持体表面に逆移転させて前記
   トナー再付着機能を遂行するように、当該クリーニング
   装置を制御する請求項１乃至５のいずれかに記載の画像
   形成装置。