JP3546323B2 - Cleaning method for electrophotographic recording device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録装置の感光体上に付着したトナーを所定のタイミングで除去する電子写真記録装置のクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真記録装置は、感光体ドラムの表面を帯電器により一様に帯電させ、印刷すべき画像を露光して静電潜像を形成し、更にこの静電潜像をトナーを用いて現像し、得られたトナー像を用紙に転写するといった工程を経て画像の印刷を行う。転写工程においては、トナー像がクーロン力によって用紙上に転写される。しかしながら、一部のトナーが転写されずに、感光体ドラム上に残留することがある。こうした残留トナーを付着させたまま、再び感光体ドラムを露光すると、正常な露光が妨げられる。従って、残留トナーを清掃するためにクリーニング部が設けられる。クリーニング部では、感光体ドラム上に残留し付着したトナーをクーロン力によって除去する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には次のような解決すべき課題があった。転写工程を経て感光体ドラム上に残留したトナーには、現像部において正規に帯電しトナー像の形成に寄与した正規帯電トナーとは別に、正規帯電トナーと逆の極性に帯電した逆帯電トナーが含まれる。正規帯電トナーは、クリーニング部において、感光体ドラムからクリーニング部方向にクーロン力を受けて、クリーニング部側に取り込まれる。
【０００４】
一方、逆帯電トナーは、クリーニング部では逆方向のクーロン力を受けるから、感光体ドラム上に付着したままクリーニング部を通過する。これが帯電部に進むと、帯電部と感光体ドラムとの電位差関係はクリーニング部と感光体ドラムとの電位差関係と反対のため、逆帯電トナーが帯電器側に取り込まれる。
これにより、帯電器に逆帯電トナーが蓄積し、感光体ドラムの帯電電位を不安定にする原因となり、これが問題となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の点を解決するため次の構成を採用する。
〈構成１〉
感光体を所定の電位に帯電するための帯電器を、上記感光体に直接電気的に接触する主帯電器と、この主帯電器に直接電気的に接触して、上記感光体とは上記主帯電器を介して間接的に電気接続された補助帯電器により構成し、印刷動作中には、正規に帯電したトナーとは逆の極性に帯電して上記感光体表面に付着した逆帯電トナーが、上記感光体と主帯電器との電気的接触部でクーロン力により感光体から主帯電器側に移動し、さらに、当該逆帯電トナーが、上記補助帯電器と主帯電器との電気的接触部でクーロン力により主帯電器から補助帯電器側に移動するような電位差を、上記感光体と主帯電器と補助帯電器との間に与え、上記印刷動作を終了してクリーニング動作を開始すると、補助帯電器に蓄積した上記逆帯電トナーが、上記補助帯電器と主帯電器との電気的接触部でクーロン力により補助帯電器から主帯電器側に移動するような電位差を、上記補助帯電器と主帯電器との間に与え、さらに、当該逆帯電トナーが、主帯電器と感光体との電気的接触部でクーロン力により主帯電器から感光体に移動するような電位差を、上記感光体と主帯電器との間に与え、上記クーロン力により感光体の表面に付着した上記逆帯電トナーが、感光体の相対移動に伴って、現像部を通過するとき、上記逆帯電トナーが感光体側に保持されるような電位差を、上記感光体と上記現像部との間に与え、上記現像部を通過した上記逆帯電トナーが、感光体の相対移動に伴って、感光体表面の清掃をするためのクリーニング部に達したとき、上記逆帯電トナーが、上記感光体とクリーニング部との電気的接触部でクーロン力により感光体からクリーニング部側に移動するような電位差を、上記感光体とクリーニング部の間に与えることを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。
【０００６】
〈構成２〉
構成１に記載の方法において、クリーニング動作を実行中に、補助帯電器から逆帯電トナーを主帯電器側に移動させる間に、主帯電器から正規帯電トナーが補助帯電器側に移動し、補助帯電器に正規帯電トナーが蓄積したとき、補助帯電器に蓄積した正規帯電トナーが、上記補助帯電器と主帯電器との電気的接触部でクーロン力により補助帯電器から主帯電器側に移動するような電位差を、上記補助帯電器と主帯電器との間に与え、さらに、当該正規帯電トナーが、主帯電器と感光体との電気的接触部でクーロン力により主帯電器から感光体に移動するような電位差を、上記感光体と主帯電器との間に与え、上記クーロン力により感光体の表面に付着した上記正規帯電トナーが、感光体の相対移動に伴って、現像部に達したとき、上記正規帯電トナーが、上記感光体と現像部との電気的接触部でクーロン力により感光体から現像部側に移動するような電位差を、上記感光体と現像部の間に与えて、正規帯電トナーを現像部に回収することを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。
【０００７】
〈構成３〉
構成１に記載の方法において、感光体上に付着した逆帯電トナーが転写部を通過してクリーニング部まで運ばれる際に、転写部と感光体との電気的接触部で、クーロン力により感光体から転写部に正規帯電トナーが移動して蓄積したとき、転写部と感光体との間に、正規帯電トナーが感光体側に移動するような電位差を与えることを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。
【０００９】
〈構成４〉
構成１に記載の方法において、印刷動作中に、補助帯電器に蓄積した逆帯電トナーの量を示す任意のパラメータを選定して、そのパラメータを監視し、そのパラメータが所定の内容に変化するタイミングでクリーニング動作を実行することを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。
【００１０】
〈構成５〉
構成１に記載の方法において、クリーニング部に逆帯電トナーが蓄積したとき、感光体とクリーニング部との機械的な接触部で、上記逆帯電トナーを摩擦帯電させて極性を反転させ、極性反転の結果得られた正規帯電トナーを、クーロン力により感光体側に移動させ、上記クーロン力により感光体の表面に付着した上記正規帯電トナーが、感光体の相対移動に伴って、現像部に達したとき、上記正規帯電トナーが、上記感光体と現像部との電気的接触部でクーロン力により感光体から現像部側に移動するような電位差を、上記感光体と現像部の間に与えて、正規帯電トナーを現像部に回収することを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
〈具体例１〉
〈装置の構成〉
図１は、本発明に関わる電子写真記録装置の要部断面図である。
この装置は、一般の電子写真記録装置と同様に、感光体ドラム１０の外周に、露光部３０、現像部４０、転写部５０、クリーニング部６０及び帯電部７０を順に配置している。感光体ドラム１０は矢印Ｒ方向に回転しながら、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を経て印刷処理を実行する。
【００１２】
感光体ドラム１０は、例えばアルミニウム材等の基材に負帯電型誘起光導電性材料が塗布された構成のものである。露光部３０は、図示しない信号処理部から受け入れた画像データに対応する光像を、感光体ドラム１０上に露光する発光ダイオードアレイ等により構成される。こうして感光体ドラム１０上には、露光部３０によって静電潜像が書き込まれる。
【００１３】
現像部４０の現像ローラ４１には電源４２が接続されている。現像ローラ４１は半導体ゴム等により構成される。電源４２は、感光体ドラム１０の露光部の表面電位よりも十分低い電位を現像ローラ４１に与えている。現像部４０は、現像ローラ４１の外周面に薄層化されて付着したトナーを感光体ドラム１０に移動させ、静電潜像を現像する部分である。
【００１４】
以下の全ての説明に登場する電位や電位差という言葉は、一般物理学で定義されたものと同様に用いる。例えば、座標のＹ軸に電位をとれば、下から順に、−１００ｖ、−５０ｖ、０ｖ、＋３０ｖ、＋２００ｖというように電位が表示される。図２以下の動作説明図中には、装置各部の電位差を明確にするためにこの要領でそれぞれ簡単なグラフを図示した。いずれも、下から順に上に向かって電位が高くなる。例えば−１７００ｖと−１３５０ｖとの間には、３５０ｖの電位差がある。接地電位は０ｖである。各グラフのスケールはスペースの都合上正確ではない。また、符号表示との混同を避けるため、明細書中ではｖをボルトと表現して説明を進める。
【００１５】
このトナーは、例えば負に帯電したトナーである。こうして現像部４０によって現像に寄与するトナーを正規帯電トナーと呼ぶことにする。この正規帯電トナーとは逆の極性、ここでは正電荷を帯びたトナーを、逆帯電トナーと呼ぶ。
この電子写真記録装置は、このように、負に帯電した正規帯電トナーを用いて現像、転写等を行うものとして説明をする。正規帯電トナーが正電荷を帯びたものの場合には、以下の説明は全て逆の極性に置き換えて読めばよい。
【００１６】
転写部５０には、転写ローラ５１が設けられている。用紙１は感光体ドラム１０と転写ローラ５１との間を通って矢印Ｘ方向に搬送される。転写ローラ５１には電源５２が接続され、転写ローラ５１に対し感光体ドラム１０の表面電位より高い電位を与えるように構成されている。これにより、感光体ドラム１０の表面に形成されたトナー像は、クーロン力で転写部５０側に引き寄せられる。そのトナー像が用紙１上に転写され、図示しない定着器において定着される。
【００１７】
クリーニング部６０には、クリーニングローラ６１が配置されている。クリーニングローラ６１にはスイッチ６２を介して２種類の電源６３ａ，６３ｂが接続されている。電源６３ａは、スイッチ６２を介してクリーニングローラ６１に対し正電圧を印加する。一方、電源６３ｂはスイッチ６２を介してクリーニングローラ６１に対し負電圧を印加する。スイッチ６２は、通常動作時には、電源６３ａをクリーニングローラ６１に接続し、クリーニング動作時には電源６３ａあるいは電源６３ｂを所定のタイミングでクリーニングローラ６１に接続し、クリーニングローラ６１の電位を反転制御する。電源６３ａと６３ｂを含めて電源６３と呼ぶ。
【００１８】
帯電部７０には、主帯電ローラ２１と補助帯電ローラ７１とが設けられている。主帯電ローラ２１は、感光体ドラム１０に対し直接電気的に接触する半導体ゴムローラ等から構成される。また、補助帯電ローラ７１は、感光体ドラム１０に対し主帯電ローラ２１を介して電気的に間接的に接続する金属ローラ等から構成される。主帯電ローラ２１には電源２２が接続されており、感光体ドラム１０の表面を負の所定電位に帯電させる負電圧が印加されている。具体的には、電源２２は、主帯電ローラ２１に対し−１３５０ボルトの一定電圧を印加する定電圧電源等により構成される。これにより、感光体ドラム１０の表面電位は−８００ボルトに帯電される。なお、以下の説明において例示する電圧はいずれもおおよその平均的な値であり、精密な電圧を示すものではない。
【００１９】
補助帯電ローラ７１には、スイッチ７２を介して電源７３ａと抵抗７３ｂのいずれか一方が接続される。電源７３ａはスイッチ７２を介して補助帯電ローラ７１に対し負の電圧を与える。具体的には、−１７００〜−１８００ボルトの電圧を印加する。この電源７３ａは、主帯電ローラ２１が感光体ドラム１０を帯電している動作時に、感光体ドラム１０から主帯電ローラ２１を介して補助帯電ローラ７１の方向に常に一定の電流が流れるように制御する定電流電源とされている。抵抗７３ｂは、補助帯電ローラ７１をほぼ接地電位にするためのものである。スイッチ７２は印刷動作時に電源７３ａを補助帯電ローラ７１に接続し、クリーニング動作時に抵抗７３ｂを補助帯電ローラ７１に接続するように構成されている。電源７３ａと抵抗７３ｂを含めて電源７３と呼ぶ。
【００２０】
〈装置の印刷動作〉
次に、図１に示した装置の具体的な印刷動作を説明する。
図２には、装置の印刷動作説明図を示す。図２（ａ）〜（ｄ）は、装置の断面図であるが、それぞれ動作に着目すべき部分以外の構成部分の図示は省略している。
印刷動作が開始されると、まず図２（ａ）に示すように、主帯電ローラ２１に電源２２から−１３５０ボルトの電圧が印加される。これによって、感光体ドラム１０の表面は帯電部通過後に−８００ボルトに帯電される。なお、補助帯電ローラ７１には、電源７３ａによって−１７００〜−１８００ボルトの電圧が印加されている。その作用は後で説明するが、こうして感光体ドラム１０の表面の一様に帯電した部分は、図に示すように矢印Ｒの方向に回転し、露光部３０に達する。ここで、露光により静電潜像が形成される。
【００２１】
感光体ドラム１０の表面のうち、光が照射された部分は表面電位が０ボルトに近い電位になる。その静電潜像は、感光体ドラム１０の矢印Ｒ方向の回転によって現像部４０に達する。図２（ｂ）に示すように、現像部４０では、現像ローラ４１が所定の圧力で感光体ドラム１０に接触し、回転している。
【００２２】
現像ローラ４１には、電源４２によって感光体ドラム１０の表面電位よりやや電位の低い例えば−４００ボルトの負の電圧が印加されている。これにより、現像ローラ４１上に付着した正規帯電トナー３は、感光体ドラム１０の表面電位が０ボルトに近い部分にクーロン力によって引き付けられ付着する。こうして、感光体ドラム１０上にトナー像が形成される。現像工程を終えた感光体ドラム１０の回転によって、トナー像は転写部５０に達する。
【００２３】
図２（ｃ）に示すように、転写ローラ５１には電源５２によって例えば＋１０００ボルトの正の高電圧が印加されている。感光体ドラム１０と転写ローラ５１との間には用紙１が挟み込まれ、矢印Ｘ方向に搬送されている。正規帯電トナー３は、転写部においてクーロン力によって転写ローラ５１方向に引き付けられ、用紙１の上に転写される。転写部通過後の感光体ドラム１０の表面電位は、０ボルト〜１００ボルト程度の範囲になる。用紙１は、転写工程終了後、図示しない定着器に導かれ、トナー像が用紙１の表面に熱処理によって定着される。一方、この転写工程で、感光体ドラム１０の表面に付着したトナー像は全て用紙１上に転写されるべきであるが、様々な原因により、その一部は感光体ドラム１０の外周面に残留する。
【００２４】
この残留トナーには、図２（ｄ）に示すように、転写部において完全に転写しきれなかった正規帯電トナー３と、転写部において正電圧を印加されたために正規帯電トナー３とは逆極性に帯電した逆帯電トナー５とが存在する。これらはいずれも感光体ドラム１０の表面に付着したまま図１に示すクリーニング部６０に達する。図２（ｄ）に示すように、クリーニング部では、クリーニングローラ６１に対し電源６３ａを用いて例えば＋４００ボルトの正の高電圧が印加されている。従って、感光体ドラム１０の表面に付着した正規帯電トナー３は、クリーニング部においてクーロン力を受けてクリーニングローラ６１側に取り込まれる。
【００２５】
こうして、正規帯電トナーは、クリーニングローラ６１によって感光体ドラム１０の表面から除去される。クリーニングローラ６１と感光体ドラム１０との間で放電は発生しないから、感光体ドラム１０の表面電位は、クリーニング部通過の前後を通じて０ボルト〜１００ボルト程度の範囲のまま変化しない。
【００２６】
ところが、逆帯電トナー５は、正規帯電トナー３と極性が反対のため、感光体ドラム１０の表面に付着したままクリーニング部を通過する。一方、図２（ａ）に示したように、主帯電ローラ２１には負の高電圧が印加されている。従って、逆帯電トナー５がこの部分に達すると、クーロン力を受けて、主帯電ローラ２１の側に移動する。
【００２７】
本発明においては、このようにして主帯電ローラ２１側に移動した逆帯電トナーにより印刷画質が劣化するのを防止することを主たる目的とする。
【００２８】
〈具体例１の動作〉
図３には、具体例１の電子写真記録装置の動作を示すタイミングチャートを図示した。
このタイミングチャートと以下に示す図４、図５、図６の説明図を用いて、具体例１の装置によるクリーニング動作を順に説明する。
図３に示す（ａ）は、図１に示した主帯電ローラ２１に印加される電圧の時間的な変化を示す。また、図３（ｂ）は、補助帯電ローラ７１に印加される電圧の時間的変化を示す。（ｃ）は、クリーニングローラ６１に印加される電圧の時間的変化を示す。（ｄ）は、現像ローラ４１に印加される電圧の時間的変化を示す。（ｅ）は、転写ローラ５１に印加される電圧の時間的変化を示す。図の横軸は時間の経過を表し、（ｔ０〜ｔ９）はそれぞれクリーニング動作中の所定の時刻を示している。
【００２９】
図４〜図６には、具体例１のクリーニング方法説明図（その１）〜（その３）を示す。これらの図は、このタイミングチャートに示された所定のタイミングにおける各部の状態を示している。図２と同様に、それぞれ動作に着目すべき部分以外の構成部分の図示は省略している。
【００３０】
まず、図４（ａ）において、感光体ドラム１０の表面電位は、帯電ローラに接する前には０ボルトから１００ボルト程度の電位である。主帯電ローラ２１には、−１３５０ボルトの電圧が印加され、補助帯電ローラ７１には、−１７００ボルトの電圧が印加されている。これにより、感光体ドラム１０の表面は−８００ボルト程度の電位に帯電する。通常の印刷動作中に感光体ドラム１０の外周面に残留した逆帯電トナー５は、主帯電ローラ２１に負の高電圧が印加されているため、感光体ドラム１０から主帯電ローラ２１の側に移動する。
【００３１】
一方、補助帯電ローラ７１には、主帯電ローラ２１よりも低い電位の電圧が加えられ、既に説明したように、感光体ドラム１０から主帯電ローラ２１を介して補助帯電ローラ７１の側に一定の電流が流れるよう定電流制御がされている。従って、主帯電ローラ２１の外周面に移動した正電荷を帯びた逆帯電トナー５は、補助帯電ローラ７１の側にクーロン力により移動し、主帯電ローラ２１の外表面に残留しない。これによって、主帯電ローラ２１の外表面は常にクリーニングされ、感光体ドラム１０を一定の電位に帯電できるようコンディションが整えられている。
【００３２】
このような状態で印刷動作を繰り返すと、補助帯電ローラ７１の外表面に逆帯電トナー５が多量に層状に付着して固化し、次第に補助帯電ローラ７１の機能を低下させる。そこで、図３に示す時刻ｔ０以降のクリーニング動作が開始される。
【００３３】
図４（ｂ）は、クリーニング動作が開始された直後の転写ローラ５１の状態を示し、転写ローラ５１は図１に示す電源５２をオフされ、電位が０ボルトに設定される。これによって、転写部において感光体ドラム１０の表面電荷が放電し、感光体ドラム１０の表面電位は０ボルトから−２５０ボルト程度の値になる。転写ローラ５１は時刻ｔ６までこの状態に維持される。感光体ドラム１０の回転に伴って、表面電位が０ボルトにされた部分が図１に示すクリーニング部６０に達する。
【００３４】
図４（ｃ）に示すように、クリーニングローラ６１は、時刻ｔ１において、電源６３ｂと接続される。これによって、クリーニングローラ６１には、例えば−１３５０ボルトの負の電圧が印加される。時刻ｔ１〜ｔ９の間には、このクリーニングローラ６１の手前にある転写ローラ５１の電位が０ボルトになったり正の高電圧になったりする。従って、クリーニングローラ６１に進入する直前の感光体ドラム１０の表面電位は−８００ボルトから＋１００ボルトの範囲の値になる。クリーニングローラ６１を通過後の感光体ドラム１０の表面電位は−８００ボルトになる。クリーニングローラ６１の外周面には、印刷中、感光体ドラム１０からクリーニングローラ６１方向に移動した正規帯電トナー３が付着している。感光体ドラム１０の表面電位が０ボルトで、クリーニングローラ６１が負の電位に維持されているため、正規帯電トナー３は、感光体ドラム１０の側にクーロン力を受けて移動し、感光体ドラム１０の表面に付着する。クリーニングローラ６１の電位は時刻ｔ９即ちクリーニング動作の終了までこの状態に維持される。
【００３５】
図４（ｄ）には、こうして感光体ドラム１０側に移動して付着した正規帯電トナー３が帯電部に達した状態を示す。帯電部では、時刻ｔ２に補助帯電ローラ７１の電位が０ボルトに切り換えられる。即ち、図１に示した抵抗７３ｂがスイッチ７２を介して補助帯電ローラ７１に接続される。主帯電ローラ２１には、まだ印刷動作時と同様に−１３５０ボルトの負の電圧が印加されたまままの状態となっている。感光体ドラム１０の表面電位は帯電部の通過前後を通じて−８００ボルト程度である。従って、補助帯電ローラ７１に付着した逆帯電トナー５は、クーロン力によって主帯電ローラ２１の側に移動する。この状態は、Ｔ１時間継続する。このＴ１時間は、補助帯電ローラ７１が１周して補助帯電ローラ７１の外周面に付着した逆帯電トナー５が主帯電ローラ２１の側に移動するような時間に設定される。
【００３６】
一方、感光体ドラム１０の表面に付着した正規帯電トナー３は、感光体ドラム１０の表面電位が主帯電ローラ２１よりも高いため、感光体ドラム１０の表面に付着したまま帯電部を通過する。なお、感光体ドラム１０の外表面はクリーニングローラ６１に接したことにより、−８００ボルト程度に帯電されている。
【００３７】
次に、時刻ｔ３において、主帯電ローラ２１に接続された図１に示す電源２２がオフされ、主帯電ローラ２１の電位が０ボルトに切り換えられる。図５（ａ）は、その状態を示す。感光体ドラム１０の表面電位は、帯電部通過前は−８００ボルト、通過後は−２００ボルト程度になる。従って、主帯電ローラ２１の外周面に付着した逆帯電トナー５は、感光体ドラム１０の側にクーロン力により移動する。こうして、感光体ドラム１０の外表面には、正規帯電トナー３に続いて逆帯電トナー５が付着した状態になる。
【００３８】
なお、図５（ａ）に示す状態は、図３に示すように、Ｔ２時間だけ維持される。このＴ２時間は、主帯電ローラ２１が少なくとも１回転回転し、主帯電ローラ２１の外周面に付着した逆帯電トナー５が全て感光体ドラム１０の側に移動するような時間に設定される。感光体ドラム１０の外表面に付着した正規帯電トナー３や逆帯電トナー５は、感光体ドラム１０の回転に伴って現像部に移動する。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ４に、現像ローラ４１に接続された図１に示す電源４２がオフされ、現像ローラ４１が０ボルトの電位に切り換えられる。感光体ドラムの表面電位は現像部通過の前後を通じて−２００ボルトであるから、感光体ドラム１０の表面に付着した負電荷を帯びた正規帯電トナー３は現像ローラ４１の側にクーロン力によって移動する。こうして、感光体ドラム１０の外表面に付着した正規帯電トナー３は、現像部に回収されて再び現像に利用される。
【００４０】
一方、逆帯電トナー５は、正規帯電トナー３と極性が反対の正電荷を帯びているため、感光体ドラム１０の外周面に付着したまま現像部を通過する。なお、現像ローラ４１は、少なくともＴ２時間この状態が維持される。こうして、帯電部でＴ２時間をかけて感光体ドラム１０の表面に移動した全ての逆帯電トナーが現像部を通過するまで、この状態が維持されることになる。現像部へ逆帯電トナーが移動しないようにするためである。
【００４１】
図５（ｃ）に示すように、転写部における転写ローラ５１には、時刻ｔ６から時刻ｔ８まで、Ｔ２時間だけ例えば＋１０００ボルトの正の電圧が印加される。感光体ドラム１０の表面電位は転写部の通過前は−２００ボルトで、通過後は０ボルト〜１００ボルトの範囲である。感光体ドラム１０よりも転写ローラ５１の電位を高くし、逆帯電トナー５が転写ローラ５１の外表面に付着しないようにするためである。なお、このとき、現像部で回収しきれずに感光体ドラム１０の表面にわずかに残留した正規帯電トナー３は、転写ローラ５１の側にクーロン力により移動する。
【００４２】
図５（ｄ）に示すように、感光体ドラム１０の回転に伴って、クリーニング部方向に移動した逆帯電トナー５は、クリーニングローラ６１に接触する。このとき、クリーニングローラ６１には、電源６３ｂによって例えば−１３５０ボルトの負の電圧が印加されている。感光体ドラム１０の表面電位は、クリーニングローラ６１通過前は０ボルト〜１００ボルトで、通過後は−８００ボルトになる。このように感光体ドラム１０の表面電位はクリーニングローラ６１以上の電位に保持される。従って、逆帯電トナー５は、クリーニングローラ６１の側にクーロン力を受けて移動する。こうして、逆帯電トナー５は、感光体ドラム１０の外周面から除去され、クリーニングされる。
【００４３】
図６に示すように、クリーニングローラ６１は、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの間、電源５２によって負電圧が印加される。この状態は、時間Ｔ３の間、維持される。この時間Ｔ３は、時間Ｔ２より長い。従って、感光体ドラム１０の外周面に付着した逆帯電トナー５を全てクリーニングできる。また、この時間Ｔ３は、転写ローラ５１が少なくとも１回転回転するための時間とする。転写ローラ５１には、時刻ｔ８から、例えば−１２００ボルトの負電源５２が接続される。感光体ドラム１０の表面電位は、転写部通過の前後を通じて−８００ボルトである。
【００４４】
これによって、転写ローラ５１の外周面に付着した正規帯電トナー３が感光体ドラム１０の側にクーロン力によって全て移動する。こうして、転写ローラ５１の外周面がクリーニングされる。これにより、次に印刷動作が再開されたとき、転写ローラ５１の外周面に付着した正規帯電トナーが用紙の裏面に付着して用紙を汚すことも防止される。
【００４５】
〈具体例１の効果〉
以上のように、主帯電ローラ２１の外周面に感光体ドラム１０の側から移動した逆帯電トナーを補助帯電ローラ７１の側に取り込んで、主帯電ローラ２１の外周面をクリーニングするので、主帯電ローラ２１によって感光体ドラム１０を安定に帯電できる。また、補助帯電ローラ７１の外周面に蓄積された逆帯電トナーをクリーニング工程によってはがし、感光体ドラム１０の側に移動させるので、補助帯電ローラ７１の外周面に逆帯電トナーが蓄積して、その機能を低下させることがない。
【００４６】
また、こうして逆帯電トナーが移動すると、逆帯電トナー同士が凝集して固化するといった弊害を防止できる。逆帯電トナーが補助帯電ローラまたは主帯電ローラに付着して回転している間、または、逆帯電トナーが補助帯電ローラから主帯電ローラを経て感光体ドラム側に移動する間に、摩擦帯電によって正規帯電トナーに反転し、現像部に回収されることもあり、トナーの再利用が可能になるという効果もある。
【００４７】
〈具体例２〉
図７には、具体例２の電子写真記録装置の動作を示すタイミングチャートを図示した。
このタイミングチャートの記載要領は、図３を用いて説明した具体例１の場合と全く同一である。図のタイミングチャートにおいて、時刻ｔ０〜時刻ｔ９までを第１クリーニング動作と呼び、時刻ｔ９以降を第２クリーニング動作と呼ぶ。第１クリーニング動作は、具体例１で説明した通りの内容の動作である。具体例２では、この第１クリーニング動作を終了後、第２クリーニング動作を実行する点が異なる。
【００４８】
上記具体例１においては、１ページ分の印刷動作終了後に、補助帯電ローラ７１の外周面に付着した逆帯電トナーをはがして、感光体ドラム方向に移動させた。これによって、逆帯電トナーが補助帯電ローラ上に固着するのを防止した。ところが、転写部における転写効率が低く、正規帯電トナーが感光体ドラム上に大量に残留するような場合、後で説明するような印刷用紙の汚れが発生する。具体例２はこのようなケースを防止するために、第２クリーニング動作を実行する。
【００４９】
図８〜図１１には、具体例２のクリーニング方法説明図（その１）〜（その４）を示す。これらの図は、図７のタイミングチャートに示された所定のタイミングにおける各部の状態を示している。図２と同様に、それぞれ動作に着目すべき部分以外の構成部分の図示は省略している。
【００５０】
図８と図９に示した状態は、具体例１のクリーニング動作と同様である。ただし、具体例１の場合よりも、残留トナー量が多いので、トナーの蓄積状態が若干異なる。図８（ａ）に示すように、時刻ｔ０〜ｔ６の間、転写ローラ５１が接地電位に設定される。また、図８（ｂ）に示すように、クリーニングローラ６１に電源６３ｂが接続されて例えば−１３５０ボルトの負電位に設定される。感光体ドラム１０の電位は０ボルトである。この状態で、クリーニングローラ６１から感光体ドラム１０の方向に正規帯電トナー３が移動する。こうしてクリーニングローラ６１上に付着した正規帯電トナーが既に具体例１で説明した要領で現像部方向に運ばれ回収される。また、クリーニングローラ６１に接触後の感光体ドラム１０の表面電位は−８００ボルトになる。
【００５１】
図９（ａ）に示す状態では、補助帯電ローラ７１は接地電位即ち０ボルトに保持され、主帯電ローラ２１は、−１３５０ボルトに保持されている。このため、感光体ドラム１０の表面電位は帯電部通過の前後を通じて−８００ボルトのままである。図９（ａ）において、感光体ドラム１０の回転と共にクリーニングローラ６１から感光体ドラム１０側に移動した正規帯電トナー３は感光体ドラム１０側が電位が高いので帯電部を通過する。
【００５２】
一方、補助帯電ローラ７１に付着した逆帯電トナーは電位差により主帯電ローラ２１側に移動する。そして、図９（ｂ）に示すように、次のタイミングで主帯電ローラ２１が接地電位に設定されると、逆帯電トナー５が主帯電ローラ２１から感光体ドラム１０の側にクーロン力によって移動する。感光体ドラム１０の表面電位はこれにより、−８００ボルトから−２００ボルトに変化する。
【００５３】
一方、この状態で、感光体ドラム１０上に更に正規帯電トナー３が付着しているような場合には、既に帯電部の電位が感光体ドラム１０の表面電位より高く設定されているため、正規帯電トナー３が感光体ドラム１０から主帯電ローラ２１側にクーロン力を受けて移動する。即ち、逆帯電トナー５は、主帯電ローラ２１から感光体ドラム１０の側に移動するが、正規帯電トナー３は、感光体ドラム１０から主帯電ローラ２１の側に移動する。
【００５４】
そして、その後、時刻ｔ５以降に主帯電ローラ２１の電位が補助帯電ローラ７１の電位よりも低く切り換えられるため、正規帯電トナー３は補助帯電ローラ７１の側に移動する。この正規帯電トナーは、印刷動作が開始されると、再びクーロン力により感光体ドラム側に移動する。従って、少量ならば、そのまま現像部に回収されて弊害を生じない。しかし、量が多いと、印刷動作時に露光部で照射される光を妨げるから、印刷品質を低下させる。そこで、後で説明する要領でこの正規帯電トナーを回収する。
【００５５】
図９（ｃ）の状態では、現像ドラムは接地電位０ボルトに保持され、現像部通過後の感光体ドラム１０の表面電位は−２００ボルトになる。感光体ドラム１０の表面に付着した正規帯電トナー３は図９（ｃ）に示すように現像ローラ４１と接触して、クーロン力により現像ローラ４１の側に移動する。こうして、正規帯電トナー３は現像用として回収される。逆帯電トナー５は電界の向きが逆のため感光体ドラム１０の表面に付着したままとなる。
【００５６】
一方、こうして感光体ドラム１０上に残留し、現像部に運ばれる正規帯電トナー３の量が多い場合、現像部を１回通過しただけでは全ての正規帯電トナー３が現像ローラ４１側に回収しきれないことがある。このため、感光体ドラム１０に付着したまま現像部を通過するものが増える。
【００５７】
その後、図９（ｄ）に示すように、感光体ドラム１０上に付着した正規帯電トナー３や逆帯電トナー５は、転写ローラ５１の部分に達する。転写ローラ５１は、電源５２によって感光体ドラム１０よりも高い電位に設定されている。従って、逆帯電トナー５は、転写部をそのまま通過するが、正規帯電トナー３は、転写ローラ５１側に移行する。
【００５８】
図１０（ａ）の状態では、クリーニングローラ６１は−１３５０ボルトに保持され、感光体ドラム１０の表面電位は、クリーニングローラ６１通過前は０ボルト〜１００ボルトで、通過後は−８００ボルトになる。図１０（ａ）に示すように、クリーニング部まで運ばれた逆帯電トナー５はクリーニングローラ６１側にクーロン力を受けて移動する。こうした状態で、次の印刷動作が開始されると、図１に示すように、用紙１が感光体ドラム１０と転写ローラ５１の側に挟み込まれるから、用紙１の裏側に残留した正規帯電トナー３が付着し、その後定着されて、用紙１の裏側が黒く汚れることになる。
【００５９】
そこで、図１０（ｂ）に示すように、時刻ｔ８以降転写ローラ５１が１回転する間、転写ローラ５１に感光体ドラム１０よりも低い電位の電圧が印加される。転写ローラ５１には、時刻ｔ８から、例えば−１２００ボルトの負電源５２が接続される。感光体ドラム１０の表面電位は、転写部通過の前後を通じて−８００ボルトである。これにより、転写ローラ５１上に付着した正規帯電トナー３は、クーロン力により感光体ドラム１０側に移動する。こうして転写ローラ５１から感光体ドラム１０に移動した正規帯電トナー３は、大部分感光体ドラム１０の回転により現像部４０まで運ばれて回収される。
【００６０】
上記時刻ｔ８とｔ９で転写ローラ５１に負の電圧を印加している間、感光体ドラム１０上の逆帯電トナー５が転写ローラ５１に移動することがある。従って、図１０（ｃ）に示すように、時刻ｔ９から時刻ｔ１２までの間に転写ローラ５１に例えば＋１０００ボルトの正の電圧を印加して、転写ローラ５１上の逆帯電トナー５を感光体ドラム１０に移動させる。これにより、転写部通過後の感光体ドラム１０の表面電位は０ボルト〜＋１００ボルトの範囲になる。
【００６１】
図１１（ａ）に示すように、時刻ｔ１０には、クリーニングローラ６１のスイッチが切り換えられ、クリーニングローラ６１に例えば＋４００ボルトの正電圧が印加される。感光体ドラム１０の表面電位は、このクリーニング部通過前後で０ボルト〜＋１００ボルトの範囲で変化しない。感光体ドラム１０上に付着した正規帯電トナーは、図１１（ａ）に示す状態でクリーニングローラ６１側にクーロン力を受け、感光体ドラム１０から除去される。
【００６２】
一方、既に説明した図９（ａ）に示す状態で、補助帯電ローラ７１上に移動して蓄積してしまった正規帯電トナーは、時刻ｔ１１に補助帯電ローラの電位が切り換わることによって、回収動作が開始される。図１１（ｂ）に示すように、補助帯電ローラ７１に例えば−１７００ボルトの電源７３ａが接続され、主帯電ローラ２１には−１３５０ボルトの電圧が印加される。これにより、補助帯電ローラ７１と主帯電ローラ２１と感光体ドラム１０の表面電位の関係がこの順番に高くなるように設定されると、補助帯電ローラ７１の外周面に付着した正規帯電トナー３はクーロン力によって主帯電ローラ２１を経て感光体ドラム１０の側に移動する。感光体ドラム１０の表面電位は、この帯電部通過前は０ボルト〜＋１００ボルトで、通過後は−８００ボルトになる。
【００６３】
なお、クリーニングローラ６１に対し、時刻ｔ１０に正電圧を印加したので、感光体ドラム１０の表面電位は０ボルト付近まで上昇している。時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの時間Ｔ４は、感光体ドラム１０の表面がクリーニングローラ６１に接してから帯電部に達するまでの時間以上に設定しておく。これによって、感光体ドラム１０の表面を主帯電ローラ２１の電位よりも高くし、正規帯電トナーの移動を可能にする。
【００６４】
図１１（ｂ）に示す状態は、少なくともＴ５時間継続させる。これは、即ち、補助帯電ローラ７１が１周以上回転し、その外周面に付着した正規帯電トナー３が主帯電ローラ２１を介して感光体ドラム１０にまで移動する時間と、感光体ドラム１０上に移動した正規帯電トナー３が感光体ドラムの回転によって現像部まで達する時間とを加えた時間とする。これによって、補助帯電ローラ７１上に付着した正規帯電トナー３がクーロン力によりはがされて感光体ドラム１０によって現像部に運ばれる。図１１（ｃ）の状態では、感光体ドラム１０の表面電位は−８００ボルト、現像ローラ４１には−４００ボルトの電圧が印加される。この図１１（ｃ）に示すようにして、正規帯電トナー３が現像ローラ４１に全て回収される。
【００６５】
〈具体例２の効果〉
補助帯電ローラ外周に蓄積した逆帯電トナーをはがす第１クリーニング動作を実行すると、その副作用として、補助帯電ローラに正規帯電トナーが付着し、次の印刷動作の際に印刷画質を劣化させる。以上の方法によれば、第２クリーニング動作によって、補助帯電ローラから主帯電ローラを経て感光体ドラム側に正規帯電トナーを移動させ、現像部に回収させる。従って、印刷品質を維持することができる。また、この間に転写部から現像部へ正規帯電トナーを回収する操作を含めることができる。
【００６６】
〈具体例３〉
図１２は、具体例３の電子写真記録装置の動作を示すフローチャートを図示した。
具体例１及び具体例２は、いずれも、要求された全てのページの印刷動作を終了した後に実行される。ところが、要求された印刷ページ数が多くて、連続的に多数のページを印刷し続けると、逆帯電トナーが上記補助帯電ローラに蓄積してその機能を低下させ、次第に印刷品質を劣化させるおそれがある。そこで、具体例３では、印刷動作を監視し、逆帯電トナーが補助帯電ローラに蓄積する前に所定のタイミングでクリーニング動作を行うよう制御する。
【００６７】
具体的には、この図のフローチャートに示すように、まずステップＳ３１において、パラメータＰを初期化する。このパラメータＰはクリーニング動作実行のためのパラメータで、１ページ印刷を行う度に１ずつカウントアップさせる。即ち、ステップＳ３２において、１ページの印刷を行うと、ステップＳ３３において、Ｐをインクリメントする。次にステップＳ３４で、ＰがＮに達したかどうかを判断する。例えば、Ｎを１０に設定すると、１０ページ分印刷を行う度にステップＳ３８に進み、第３クリーニング動作を実行するといった手順になる。
【００６８】
一方、ＰがＮに満たない場合には、ステップＳ３５に進み、次のページの印刷データがあるかどうかを判断する。次のページの印刷データがあれば再びステップＳ３２に戻り、次のページの印刷を行う。全ての印刷が終了すると、ステップＳ３６に進み、第１クリーニング動作を行う。さらにステップＳ３７に進み、第２クリーニング動作を行う。ステップＳ３６のみの処理を実行すると具体例１のクリーニング動作となり，ステップＳ３７の処理まで実行すると、具体例２のクリーニング動作となる。なお、このステップＳ３７の第２クリーニング動作は、省略してもよい。
【００６９】
一方、ステップＳ３４で、パラメータＰがＮに達した場合には、ステップＳ３８に進み、第３クリーニング動作を行う。このクリーニング動作は図１３のタイミングチャートに示した内容のものである。ステップＳ３９において、次のページの印刷データがあるかどうかを判断する。次のページの印刷データがあればステップＳ３１に戻り、パラメータＰをリセットし、再びステップＳ３２から次のページの印刷に進む。即ち、印刷ページが何ページあろうとも、例えば１０枚を印刷する度にクリーニング動作が実行される。これによって、過剰に補助帯電ローラに逆帯電トナーが蓄積するのを防止できる。
【００７０】
この具体例では、補助帯電ローラに蓄積した逆帯電トナーの量を示すパラメータを設定する。このパラメータは、図のフローチャートのように、印刷をするページ数でもよいし、感光体ドラムやその他のローラの回転数でもよい。そのパラメータを適当な方法で監視し、そのパラメータが次第に内容を変化させて予め設定した閾値に達したタイミングでクリーニング動作を実行すればよい。
【００７１】
図１３に、具体例３の電子写真記録装置の動作を示すタイミングチャートを図示した。
この図の記載要領は、図３を用いて説明した具体例１のタイミングチャートと同一である。この図に示すように、時刻ｔ２０の部分で、Ｎページの印刷動作が終了している。即ち、図１２で説明したフローチャートにおいて設定したＮページの印刷が終了すると、自動的に第３クリーニング動作に進み、そのクリーニング動作が終了すると、時刻ｔ３４から次ページの印刷動作が開始されるといった内容になっている。各時刻ｔ２１〜ｔ３３までの動作を既に説明した要領で図１４〜図１７を用いて説明する。
【００７２】
図１４〜図１７には、具体例３のクリーニング方法説明図（その１）〜（その４）を示す。これらの図は、このタイミングチャートに示された所定のタイミングにおける各部の状態を示している。図２と同様に、それぞれ動作に着目すべき部分以外の構成部分の図示は省略している。
【００７３】
まず、クリーニング動作に入ると、時刻ｔ２０で、図１４（ａ）に示すように、転写ローラ５１の電位を０ボルトに設定する。そして、感光体ドラム１０の表面電位を０ボルト近傍にする。次に、図１４（ｂ）に示すように、この電位になった部分がクリーニングローラ６１に達する直前の時刻ｔ２１に、クリーニングローラ６１の電源を切り換えて電源６３ｂを接続する。これによって、クリーニングローラ６１には例えば−１３５０ボルトの負電圧が印加される。
【００７４】
クリーニングローラ６１を通過後の感光体ドラム１０の表面電位は−８００ボルトになる。クリーニングローラ６１には、クリーニング動作中に付着した正規帯電トナー３が蓄積されている。これがクーロン力によって感光体ドラム１０の側に移動し付着する。この正規帯電トナー３が感光体ドラム１０の表面に付着したまま回転をし、帯電ローラに達する。
【００７５】
これらのトナーが帯電ローラに達する直前の時刻ｔ２２に、図１４（ｃ）に示すように、補助帯電ローラ７１の電位を０ボルトに設定する。主帯電ローラ２１には、−１３５０ボルトの負の電圧が印加されている。感光体ドラム１０の表面電位は帯電部の通過前後を通じて−８００ボルト程度である。これにより、補助帯電ローラの電位が主帯電ローラ２１の電位よりも高くなり、補助帯電ローラ７１に付着している逆帯電トナー５が主帯電ローラ２１の側に移動する。なお、感光体ドラム１０の側に付着している正規帯電トナー３は感光体ドラム１０が主帯電ローラ２１よりも電位が高いため、帯電部を通過し、現像部方向に運ばれる。
【００７６】
図１４（ｃ）に示す状態は、補助帯電ローラ７１の１回転分の時間Ｔ１１だけ持続される。この時間が経過した後、時刻ｔ２３に、図１４（ｄ）に示すような状態に、主帯電ローラ２１の電位が切り換わる。即ち、主帯電ローラ２１の電源がオフとされ、主帯電ローラ２１が０ボルトの電位に切り換わる。感光体ドラム１０の表面電位は、帯電部通過前は−８００ボルト、通過後は−２００ボルト程度になる。この状態は、その後、時間Ｔ１２だけ継続する。時間Ｔ１１は、補助帯電ローラ７１への逆帯電トナーの付着量が多い場合、補助帯電ローラ７１の２周あるいは３周分と長く設定する。そして、補助帯電ローラ７１から主帯電ローラ２１を経て、感光体ドラム１０方向に逆帯電トナー５が移動する。
【００７７】
こうして感光体ドラム１０上に移動して付着した逆帯電トナー５は現像部方向に運ばれる。この逆帯電トナー５が現像部に達する直前の時刻ｔ２４に、図１５（ａ）に示すように、現像ローラ４１にこれまで負電圧を印加していた電源４２が現像ローラ４１に０ボルトを印加するように切り換わる。感光体ドラムの表面電位は現像部通過の前後を通じて−２００ボルトである。感光体ドラム１０に付着した逆帯電トナー５は、感光体ドラム１０の方が現像ローラ４１よりも電位が低いため、現像部を通過して転写部に向かう。
【００７８】
この逆帯電トナー５が転写部に達する直前に、図１５（ｂ）に示すように、転写ローラ５１に０ボルトを印加していた電源５２が例えば＋１０００ボルトの正電圧を印加するように切り換わる。感光体ドラム１０の表面電位は転写部の通過前後を通じて０ボルト〜１００ボルトの範囲である。このため、転写ローラ５１の方が感光体ドラム１０よりも電位が高く、感光体ドラム１０に付着した逆帯電トナー５は転写部も通過する。
【００７９】
図１５（ｃ）に示すように、クリーニングローラ６１は、既に時刻ｔ２１より電源６３ｂによって例えば−１３５０ボルトの負電圧が印加された状態になっている。感光体ドラム１０の表面電位は、クリーニングローラ６１通過前は０ボルト〜１００ボルトで、通過後は−８００ボルトになる。このため、感光体ドラム１０の回転によってクリーニング部に達した逆帯電トナー５は、クリーニングローラ６１の側にクーロン力を受けて感光体ドラム１０から移動し、クリーニング部に取り込まれる。
【００８０】
一方、時刻ｔ２６以後は、図１５（ｄ）に示すように、主帯電ローラ２１の電位が時刻ｔ２２〜時刻ｔ２３の間の状態に戻される。即ち、主帯電ローラ２１には−１３５０ボルトの電圧が印加される。感光体ドラム１０の表面電位は，帯電部の通過前後を通じて−８００ボルトと変化しない。このとき、主帯電ローラ２１の外周面に正規帯電トナー３が付着している場合には、この正規帯電トナー３が補助帯電ローラ７１あるいは感光体ドラム１０の側にクーロン力によって移動する。感光体ドラム１０の側に移動した正規帯電トナー３は、後で現像部に取り込まれ、再利用される。
【００８１】
図１６（ａ）は、その状態を示し、感光体ドラム１０の表面に付着した正規帯電トナー３が現像部に達する直前、即ち時刻ｔ２７に現像ローラ４１に負電圧が加わるように状態が切り換えられる。感光体ドラム１０の表面電位は−８００ボルト、現像ローラ４１には−４００ボルトの電圧が印加される。既に説明した図１３に示したように、時間Ｔ１２の間、主帯電ローラ２１から感光体ドラム１０に逆帯電トナーが移動すると、この逆帯電トナーを通過させるために現像ローラ４１や転写ローラ５１が所定のタイミングで時間Ｔ１２だけ感光体ドラムよりも高い電位に設定される。そして、その後は、再び負電位に切り換えられる。
【００８２】
なお、図１６（ａ）に示す状態で、現像ローラ４１の電位は、感光体ドラム１０の電位に比べると高い電位になる。これは既に帯電部において感光体ドラム１０が十分低い負電位に帯電されているためである。従って、感光体ドラム１０の表面に付着した正規帯電トナー３は、現像ローラ４１側に取り込まれ、再利用されることになる。
【００８３】
その後、時刻ｔ２８に、図１６（ｂ）に示すように、転写ローラ５１の電位が電源５２によって負に切り換えられる。転写ローラ５１には、例えば−１２００ボルトの負電源５２が接続される。感光体ドラム１０の表面電位は、転写部通過の前後を通じて−８００ボルトである。その後感光体ドラム１０の表面がクリーニング部に達する。図１６（ｃ）に示すように、クリーニングローラ６１に、クリーニングローラ６１と感光体ドラム１０の間で放電が発生しない程度の例えば−１３５０ボルトの負電圧が印加されているので、両者の間で電荷の移動が生じない。即ち、感光体ドラム１０の表面電位は、クリーニング部通過の前後を通じて−８００ボルトである。
【００８４】
クリーニングローラ６１は、クリーニング効果を高めるために、感光体ドラム１０の回転と同期せず、両者の接点では絶えずスリップが生じている。このとき、クリーニングローラ６１の外周面に付着している逆帯電トナーは、クリーニングローラ６１と感光体ドラム１０との間のスリップによる摩擦帯電によって極性を反転し、正規帯電トナーに戻る。このように、摩擦帯電によって正規帯電トナーとなった逆帯電トナーは感光体ドラム１０の表面に付着して現像部に再び運ばれ、再利用される。
【００８５】
なお、こうした摩擦帯電による極性反転効果を十分に引き出すため、図１３に示す時間Ｔ１３は、クリーニングローラ６１に取り込まれた逆帯電トナー量に見合った十分長い時間に選定することが好ましい。
【００８６】
次に、時刻ｔ２９において、図１６（ｄ）に示すように、転写ローラ５１に接続された電源５２は、負電圧の印加から例えば＋１０００ボルトの正電圧の印加に切り換わる。これによって、転写部通過後の感光体ドラム１０の表面電位は０ボルト〜＋１００ボルトの範囲になる。その後感光体ドラム１０が回転し、クリーニングローラ６１に達する直前の時刻ｔ３０にクリーニングローラ６１に接続されたスイッチが切り換えられ、クリーニングローラ６１に対し電源６３ａが接続される。この状態を図１７（ａ）に示す。クリーニングローラ６１には、＋４００ボルトの電圧が印加される。感光体ドラム１０の表面電位はクリーニング部通過の前後を通じて０ボルト〜＋１００ボルトの範囲になる。
【００８７】
こうして、クリーニングローラ６１に正電圧が印加され、クリーニングローラ６１上に付着していた逆帯電トナー５は、感光体ドラム１０の側にクーロン力を受けて移動する。逆帯電トナーが付着した感光体ドラム１０の表面は回転と共に帯電部に進む。主帯電ローラ２１にこの逆帯電トナー５が達する直前の時刻ｔ３１に、補助帯電ローラ７１に接続されていた電源が切り換えられて、補助帯電ローラ７１、主帯電ローラ２１、感光体ドラム１０の順に電位が高くなるように設定が切り換えられる。
【００８８】
感光体ドラム１０の表面電位は、帯電ローラに接する前には０ボルトから１００ボルト程度の電位である。主帯電ローラ２１には、−１３５０ボルトの電圧が印加され、補助帯電ローラ７１には、−１７００ボルトの電圧が印加されている。これにより、感光体ドラム１０の表面は−８００ボルト程度の電位に帯電する。
【００８９】
図１７（ｂ）に示すように、補助帯電ローラ７１に付着していた正規帯電トナー３は、主帯電ローラ２１を経て感光体ドラム１０の側に移動する。また、感光体ドラム１０に付着していた逆帯電トナーは、主帯電ローラ２１を経て補助帯電ローラ７１方向に移動する。感光体ドラム１０上に付着した正規帯電トナー３は、感光体ドラム１０の回転に伴って、現像部方向に移動する。
【００９０】
図１７（ｃ）に示すように、現像部の現像ローラ４１は、この正規帯電トナー３が現像部に到達する直前の時刻ｔ３２から全ての正規帯電トナー３が現像部に達する時刻ｔ３３までの時間Ｔ１４の間、電位を０ボルトにする。感光体ドラム１０の表面電位は主帯電ローラ２１によって−８００ボルトの負電位に帯電されている。従って、感光体ドラム１０に付着した正規帯電トナー３はクーロン力によって現像ローラ４１の側に移動する。これによって、正規帯電トナー３は現像部に回収され再利用される。感光体ドラム１０の表面電位は、その後−２００ボルト程度になる。以上の処理が終了し、時刻ｔ３４を経過すると、再び次のページの印刷動作が開始されることになる。
【００９１】
〈具体例３の効果〉
以上のように、具体例３によれば、印刷動作を監視し、所定のページ数印刷を行ったとき、クリーニング動作を実行するので、印刷動作が連続した場合に、補助帯電ローラに逆帯電トナーが多量に蓄積するのを防止できる。なお、このクリーニング動作を割り込ませるタイミングは、印刷ページ数あるいはドラムの回転数、その他印刷時間の累積結果を示す各種のパラメータを用いて設定することが可能である。また、蓄積した逆帯電トナー量を直接計測することができるような手段があれば、その量が一定量に達したときこうしたクリーニング動作を割り込ませるようにしてもよい。
【００９２】
更に、クリーニング部におけるクリーニングローラが、感光体ドラムと互いにスリップしながら回転していることを利用し、摩擦帯電による逆帯電トナーの極性変換を図ったので、クリーニングローラに蓄積した逆帯電トナーを可能な限り現像部に回収して再利用することが可能になる。
【００９３】
なお、電子写真記録装置には、感光体ドラムを回転させる構造の他に、感光体ベルトを帯電器等に対して相対移動させる構造を採用するものがある。上記全ての具体例について、本発明は、どのような構造の感光体を使用しても適用が可能である。
また、上記の各具体例で使用した電圧値は、いずれも装置の構造やサイズ、感光体材料やトナーの材料によって適宜増減変更されることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子写真記録装置の要部断面図である。
【図２】装置の印刷動作説明図である。
【図３】具体例１の電子写真記録装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】具体例１のクリーニング方法説明図（その１）である。
【図５】具体例１のクリーニング方法説明図（その２）である。
【図６】具体例１のクリーニング方法説明図（その３）である。
【図７】具体例２の電子写真記録装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】具体例２のクリーニング動作説明図（その１）である
【図９】具体例２のクリーニング動作説明図（その２）である。
【図１０】具体例２のクリーニング動作説明図（その３）である。
【図１１】具体例２のクリーニング動作説明図（その４）である。
【図１２】具体例３の電子写真記録装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】具体例３の電子写真記録装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】具体例３のクリーニング方法説明図（その１）である。
【図１５】具体例３のクリーニング方法説明図（その２）である。
【図１６】具体例３のクリーニング方法説明図（その３）である。
【図１７】具体例３のクリーニング方法説明図（その４）である。
【符号の説明】
１０ 感光体ドラム
２１ 主帯電ローラ
３０ 露光部
４０ 現像部
５０ 転写部
６０ クリーニング部
７１ 補助帯電ローラ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning method for an electrophotographic recording apparatus that removes toner adhered on a photoconductor of an electrophotographic recording apparatus at a predetermined timing.
[0002]
[Prior art]
An electrophotographic recording apparatus uniformly charges the surface of a photosensitive drum by a charger, exposes an image to be printed to form an electrostatic latent image, and further develops the electrostatic latent image using toner. Then, the image is printed through a process of transferring the obtained toner image to paper. In the transfer step, the toner image is transferred onto paper by Coulomb force. However, some toner may not remain on the photosensitive drum without being transferred. If the photosensitive drum is exposed again with such residual toner attached, normal exposure is hindered. Therefore, a cleaning unit is provided for cleaning the residual toner. In the cleaning section, the toner remaining on and adhering to the photosensitive drum is removed by Coulomb force.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional techniques as described above have the following problems to be solved. The toner remaining on the photoconductor drum after the transfer process includes, in addition to the normally charged toner that has been regularly charged in the developing section and contributed to the formation of the toner image, a reversely charged toner charged to the opposite polarity to the normally charged toner. included. In the cleaning unit, the normally charged toner receives Coulomb force from the photosensitive drum toward the cleaning unit, and is taken into the cleaning unit.
[0004]
On the other hand, the oppositely charged toner receives a Coulomb force in the opposite direction in the cleaning unit, and therefore passes through the cleaning unit while adhering to the photosensitive drum. When this proceeds to the charging section, the oppositely charged toner is taken into the charger side because the potential difference between the charging section and the photosensitive drum is opposite to the potential difference between the cleaning section and the photosensitive drum.
As a result, the oppositely charged toner accumulates in the charger, which causes the charging potential of the photosensitive drum to become unstable, which is a problem.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following configuration to solve the above points.
<Configuration 1>
A charger for charging the photoreceptor to a predetermined potential is a main charger that is in direct electrical contact with the photoreceptor, and is in direct contact with the main charger, and the photoreceptor is in contact with the main charger. It consists of an auxiliary charger electrically connected indirectly via a charger.During printing operation, the oppositely charged toner that is charged to the opposite polarity to the normally charged toner and adheres to the photoreceptor surface is removed. The Coulomb force causes the Coulomb force to move from the photoconductor to the main charger at the electrical contact portion between the photoconductor and the main charger, and further, the oppositely charged toner causes electrical contact between the auxiliary charger and the main charger. When a potential difference that moves from the main charger to the auxiliary charger side due to Coulomb force is applied between the photosensitive member, the main charger and the auxiliary charger at the section, the printing operation is completed and the cleaning operation is started. The oppositely charged toner accumulated in the auxiliary charger is A potential difference that moves from the auxiliary charger to the main charger due to Coulomb force at an electrical contact portion between the charger and the main charger is provided between the auxiliary charger and the main charger, and A charged toner is provided with a potential difference between the photoconductor and the main charger, which moves from the main charger to the photoconductor by Coulomb force at an electrical contact portion between the main charger and the photoconductor, When the oppositely charged toner adhered to the surface of the photoreceptor due to the Coulomb force passes through the developing unit along with the relative movement of the photoreceptor, the potential difference such that the oppositely charged toner is held on the photoreceptor side, Applied between the photoreceptor and the developing unit, the above Passed the developing section When the oppositely charged toner reaches a cleaning unit for cleaning the surface of the photoreceptor with the relative movement of the photoreceptor, the oppositely charged toner is transferred to an electrical contact portion between the photoreceptor and the cleaning unit. A cleaning method for an electrophotographic recording apparatus, wherein a potential difference that moves from the photoconductor to the cleaning unit due to Coulomb force is applied between the photoconductor and the cleaning unit.
[0006]
<Configuration 2>
In the method according to the first aspect, while the cleaning operation is being performed, the normally-charged toner moves from the main charger to the auxiliary charger while the oppositely-charged toner moves from the auxiliary charger to the main charger. When the normally-charged toner accumulates in the charger, the normally-charged toner accumulated in the auxiliary charger moves from the auxiliary charger to the main charger due to Coulomb force at an electrical contact portion between the auxiliary charger and the main charger. Between the auxiliary charger and the main charger, and the normally charged toner is transferred from the main charger to the photoconductor by Coulomb force at an electrical contact portion between the main charger and the photoconductor. Is applied between the photoreceptor and the main charger, and the normally charged toner adhered to the surface of the photoreceptor by the Coulomb force is applied to the developing unit by the relative movement of the photoreceptor. When it reaches the above regular band Developing a normally charged toner by applying a potential difference between the photoconductor and the developing unit such that the toner moves from the photoconductor to the developing unit due to Coulomb force at the electrical contact between the photoconductor and the developing unit A method for cleaning an electrophotographic recording apparatus, comprising:
[0007]
<Configuration 3>
In the method according to the first aspect, when the oppositely charged toner adhered to the photoconductor passes through the transfer unit and is carried to the cleaning unit, the photoconductor is electrically contacted by the Coulomb force at the transfer unit and the photoconductor. Cleaning the electrophotographic recording apparatus by applying a potential difference between the transfer unit and the photoconductor when the normally charged toner moves and accumulates from the transfer unit to the photoconductor. Method.
[0009]
<Constitution 4 〉
The method according to Configuration 1, wherein during the printing operation, the auxiliary charging is performed. vessel An arbitrary parameter indicating the amount of the oppositely charged toner accumulated in the apparatus is selected, the parameter is monitored, and a cleaning operation is performed at a timing when the parameter changes to a predetermined content. Cleaning method.
[0010]
<Constitution 5 〉
In the method according to Configuration 1, when the oppositely charged toner accumulates in the cleaning unit, the oppositely charged toner is frictionally charged at a mechanical contact portion between the photoreceptor and the cleaning unit to invert the polarity. The resulting normally charged toner is moved to the photoconductor side by Coulomb force. Let When the normally charged toner adhered to the surface of the photoreceptor due to the Coulomb force reaches the developing unit with the relative movement of the photoreceptor, the normally charged toner contacts the photoreceptor and the developing unit. An electrophotographic recording apparatus, wherein a potential difference that moves from the photoreceptor to the developing unit due to Coulomb force is applied between the photoreceptor and the developing unit, and a normally charged toner is collected in the developing unit. Cleaning method.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using specific examples.
<Specific example 1>
<Device configuration>
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an electrophotographic recording apparatus according to the present invention.
In this device, an exposure unit 30, a development unit 40, a transfer unit 50, a cleaning unit 60, and a charging unit 70 are sequentially arranged on the outer periphery of the photoconductor drum 10, as in a general electrophotographic recording apparatus. The photoreceptor drum 10 performs a printing process through a charging process, an exposing process, a developing process, and a transferring process while rotating in the direction of arrow R.
[0012]
The photoreceptor drum 10 has a configuration in which a negatively charged induction photoconductive material is applied to a base material such as an aluminum material. The exposure unit 30 includes a light-emitting diode array that exposes a light image corresponding to image data received from a signal processing unit (not shown) onto the photosensitive drum 10. Thus, the electrostatic latent image is written on the photosensitive drum 10 by the exposure unit 30.
[0013]
A power supply 42 is connected to the developing roller 41 of the developing unit 40. The developing roller 41 is made of semiconductor rubber or the like. The power supply 42 supplies a potential sufficiently lower than the surface potential of the exposed portion of the photosensitive drum 10 to the developing roller 41. The developing unit 40 is a part that transfers the toner thinned and adhered to the outer peripheral surface of the developing roller 41 to the photosensitive drum 10 to develop the electrostatic latent image.
[0014]
The terms potential and potential difference appearing in all the following descriptions are used in the same way as those defined in general physics. For example, if the potential is set on the Y axis of the coordinates, the potentials are displayed in the order of -100v, -50v, 0v, + 30v, + 200v from the bottom. In the operation explanatory diagrams of FIG. 2 and subsequent figures, simple graphs are respectively illustrated in this manner in order to clarify the potential difference of each unit of the apparatus. In each case, the potential increases from bottom to top. For example, there is a potential difference of 350v between -1700v and -1350v. The ground potential is 0V. The scale of each graph is not accurate due to space limitations. In addition, in order to avoid confusion with reference numerals, the description will be given by expressing v as a bolt in the specification.
[0015]
This toner is, for example, a negatively charged toner. The toner that contributes to the development by the developing unit 40 in this manner is referred to as normally charged toner. A toner having a polarity opposite to that of the normally charged toner, that is, a toner having a positive charge here, is referred to as a reversely charged toner.
The electrophotographic recording apparatus will be described on the assumption that development, transfer, and the like are performed using the negatively charged normally charged toner. In the case where the normally charged toner has a positive charge, the following description may be replaced with the opposite polarity.
[0016]
The transfer unit 50 includes a transfer roller 51. The sheet 1 is conveyed in the direction of the arrow X between the photosensitive drum 10 and the transfer roller 51. A power supply 52 is connected to the transfer roller 51, and is configured to apply a potential higher than the surface potential of the photosensitive drum 10 to the transfer roller 51. As a result, the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 10 is attracted to the transfer unit 50 by Coulomb force. The toner image is transferred onto the sheet 1 and fixed in a fixing unit (not shown).
[0017]
A cleaning roller 61 is disposed in the cleaning unit 60. Two types of power sources 63a and 63b are connected to the cleaning roller 61 via a switch 62. The power supply 63a applies a positive voltage to the cleaning roller 61 via the switch 62. On the other hand, the power supply 63 b applies a negative voltage to the cleaning roller 61 via the switch 62. The switch 62 connects the power supply 63a to the cleaning roller 61 during the normal operation, and connects the power supply 63a or 63b to the cleaning roller 61 at a predetermined timing during the cleaning operation, and inverts the potential of the cleaning roller 61. The power supply 63 includes the power supplies 63a and 63b.
[0018]
The charging unit 70 includes a main charging roller 21 and an auxiliary charging roller 71. The main charging roller 21 is constituted by a semiconductor rubber roller or the like which is in direct electrical contact with the photosensitive drum 10. The auxiliary charging roller 71 includes a metal roller or the like that is electrically and indirectly connected to the photosensitive drum 10 via the main charging roller 21. A power supply 22 is connected to the main charging roller 21, and a negative voltage for charging the surface of the photosensitive drum 10 to a predetermined negative potential is applied. Specifically, the power supply 22 is configured by a constant voltage power supply that applies a constant voltage of −1350 volts to the main charging roller 21. As a result, the surface potential of the photosensitive drum 10 is charged to -800 volts. Note that the voltages illustrated in the following description are all approximate average values, and do not indicate precise voltages.
[0019]
One of a power supply 73 a and a resistor 73 b is connected to the auxiliary charging roller 71 via a switch 72. The power supply 73a applies a negative voltage to the auxiliary charging roller 71 via the switch 72. Specifically, a voltage of -1700 to -1800 volts is applied. The power supply 73a is controlled so that a constant current always flows from the photosensitive drum 10 to the auxiliary charging roller 71 via the main charging roller 21 during the operation of charging the photosensitive drum 10 by the main charging roller 21. Constant current power supply. The resistor 73b is for setting the auxiliary charging roller 71 to a substantially ground potential. The switch 72 is configured to connect the power supply 73a to the auxiliary charging roller 71 during the printing operation, and to connect the resistor 73b to the auxiliary charging roller 71 during the cleaning operation. The power supply 73 includes the power supply 73a and the resistor 73b.
[0020]
<Device printing operation>
Next, a specific printing operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 2 illustrates a printing operation explanatory diagram of the apparatus. 2 (a) to 2 (d) are cross-sectional views of the apparatus, but illustration of components other than those for which attention should be paid to operations is omitted.
When the printing operation is started, first, a voltage of -1350 volts is applied to the main charging roller 21 from the power supply 22 as shown in FIG. Thus, the surface of the photosensitive drum 10 is charged to -800 volts after passing through the charging section. A voltage of -1700 to -1800 volts is applied to the auxiliary charging roller 71 by the power supply 73a. Although the operation will be described later, the uniformly charged portion of the surface of the photosensitive drum 10 rotates in the direction of the arrow R as shown in the figure and reaches the exposure unit 30. Here, an electrostatic latent image is formed by exposure.
[0021]
The portion of the surface of the photoconductor drum 10 irradiated with light has a surface potential close to 0 volt. The electrostatic latent image reaches the developing unit 40 by the rotation of the photosensitive drum 10 in the direction of arrow R. As shown in FIG. 2B, in the developing unit 40, the developing roller 41 is in contact with the photosensitive drum 10 at a predetermined pressure and is rotating.
[0022]
A negative voltage of, for example, −400 volts, which is slightly lower than the surface potential of the photosensitive drum 10, is applied to the developing roller 41 by a power supply 42. As a result, the normally charged toner 3 adhered to the developing roller 41 is attracted and adhered to the portion where the surface potential of the photosensitive drum 10 is close to 0 volt by Coulomb force. Thus, a toner image is formed on the photosensitive drum 10. The toner image reaches the transfer unit 50 by the rotation of the photosensitive drum 10 after the development process.
[0023]
As shown in FIG. 2C, a positive high voltage of, for example, +1000 volts is applied to the transfer roller 51 by a power supply 52. The paper 1 is sandwiched between the photosensitive drum 10 and the transfer roller 51, and is transported in the direction of the arrow X. The normally charged toner 3 is attracted toward the transfer roller 51 by the Coulomb force in the transfer section, and is transferred onto the sheet 1. The surface potential of the photosensitive drum 10 after passing through the transfer unit is in a range of about 0 volt to 100 volt. After the transfer step, the sheet 1 is guided to a fixing device (not shown), and the toner image is fixed on the surface of the sheet 1 by heat treatment. On the other hand, in this transfer step, all the toner images adhered to the surface of the photosensitive drum 10 should be transferred onto the paper 1, but a part of the toner image remains on the outer peripheral surface of the photosensitive drum 10 due to various causes. I do.
[0024]
As shown in FIG. 2D, the residual toner has a polarity opposite to that of the normally charged toner 3 that has not been completely transferred in the transfer portion, and has a polarity opposite to that of the normally charged toner 3 because a positive voltage has been applied to the transfer portion. And the oppositely charged toner 5 that has been charged. All of these arrive at the cleaning unit 60 shown in FIG. 1 while adhering to the surface of the photosensitive drum 10. As shown in FIG. 2D, in the cleaning unit, a positive high voltage of, for example, +400 volts is applied to the cleaning roller 61 using the power supply 63a. Therefore, the normally charged toner 3 adhered to the surface of the photoconductor drum 10 receives Coulomb force in the cleaning section and is taken into the cleaning roller 61 side.
[0025]
Thus, the normally charged toner is removed from the surface of the photosensitive drum 10 by the cleaning roller 61. Since no discharge occurs between the cleaning roller 61 and the photosensitive drum 10, the surface potential of the photosensitive drum 10 remains unchanged in the range of about 0 to 100 volts before and after passing through the cleaning unit.
[0026]
However, the polarity of the oppositely charged toner 5 is opposite to that of the normally charged toner 3, so that the oppositely charged toner 5 passes through the cleaning unit while being attached to the surface of the photosensitive drum 10. On the other hand, as shown in FIG. 2A, a negative high voltage is applied to the main charging roller 21. Accordingly, when the oppositely charged toner 5 reaches this portion, it moves toward the main charging roller 21 under the Coulomb force.
[0027]
The main object of the present invention is to prevent the print quality from deteriorating due to the oppositely charged toner moved to the main charging roller 21 side in this way.
[0028]
<Operation of Specific Example 1>
FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of the electrophotographic recording apparatus of the first embodiment.
With reference to this timing chart and the following explanatory diagrams of FIGS. 4, 5, and 6, the cleaning operation by the apparatus of the first embodiment will be described in order.
FIG. 3A shows a temporal change of the voltage applied to the main charging roller 21 shown in FIG. FIG. 3B shows a temporal change of the voltage applied to the auxiliary charging roller 71. (C) shows a temporal change of the voltage applied to the cleaning roller 61. (D) shows a temporal change of the voltage applied to the developing roller 41. (E) shows a temporal change of the voltage applied to the transfer roller 51. The horizontal axis in the drawing represents the passage of time, and (t0 to t9) each indicate a predetermined time during the cleaning operation.
[0029]
4 to 6 are views (part 1) to (part 3) for explaining the cleaning method of the specific example 1. FIG. These figures show the state of each unit at the predetermined timing shown in the timing chart. As in FIG. 2, the illustration of the components other than the portions to be focused on the operations is omitted.
[0030]
First, in FIG. 4A, the surface potential of the photosensitive drum 10 is about 0 to 100 volts before contacting the charging roller. A voltage of -1350 volts is applied to the main charging roller 21, and a voltage of -1700 volts is applied to the auxiliary charging roller 71. As a result, the surface of the photosensitive drum 10 is charged to a potential of about -800 volts. The oppositely charged toner 5 remaining on the outer peripheral surface of the photoconductor drum 10 during a normal printing operation is moved from the photoconductor drum 10 to the main charging roller 21 side because a high negative voltage is applied to the main charging roller 21. Moving.
[0031]
On the other hand, a voltage having a lower potential than the main charging roller 21 is applied to the auxiliary charging roller 71, and as described above, a fixed voltage is applied from the photosensitive drum 10 to the auxiliary charging roller 71 side via the main charging roller 21. Constant current control is performed so that current flows. Therefore, the positively charged reversely charged toner 5 that has moved to the outer peripheral surface of the main charging roller 21 moves to the auxiliary charging roller 71 side by Coulomb force and does not remain on the outer surface of the main charging roller 21. As a result, the outer surface of the main charging roller 21 is constantly cleaned, and the condition is adjusted so that the photosensitive drum 10 can be charged to a constant potential.
[0032]
When the printing operation is repeated in such a state, a large amount of the oppositely charged toner 5 adheres in a layered manner to the outer surface of the auxiliary charging roller 71 and solidifies, and the function of the auxiliary charging roller 71 gradually decreases. Therefore, the cleaning operation after time t0 shown in FIG. 3 is started.
[0033]
FIG. 4B shows the state of the transfer roller 51 immediately after the start of the cleaning operation. In the transfer roller 51, the power supply 52 shown in FIG. 1 is turned off, and the potential is set to 0 volt. As a result, the surface charge of the photoconductor drum 10 is discharged in the transfer section, and the surface potential of the photoconductor drum 10 becomes a value from 0 volt to about -250 volt. The transfer roller 51 is maintained in this state until time t6. As the photosensitive drum 10 rotates, a portion where the surface potential is set to 0 volt reaches the cleaning unit 60 shown in FIG.
[0034]
As shown in FIG. 4C, the cleaning roller 61 is connected to the power supply 63b at time t1. As a result, a negative voltage of, for example, −1350 volts is applied to the cleaning roller 61. Between times t1 and t9, the potential of the transfer roller 51 in front of the cleaning roller 61 becomes 0 volt or a positive high voltage. Therefore, the surface potential of the photosensitive drum 10 immediately before entering the cleaning roller 61 has a value in the range of -800 volts to +100 volts. The surface potential of the photosensitive drum 10 after passing through the cleaning roller 61 becomes -800 volts. The normally charged toner 3 that has moved from the photosensitive drum 10 toward the cleaning roller 61 during printing adheres to the outer peripheral surface of the cleaning roller 61. Since the surface potential of the photosensitive drum 10 is 0 volt and the cleaning roller 61 is maintained at a negative potential, the normally charged toner 3 moves toward the photosensitive drum 10 under Coulomb force, and Attached to the surface of No. 10. The potential of the cleaning roller 61 is maintained in this state until time t9, that is, until the end of the cleaning operation.
[0035]
FIG. 4D shows a state in which the normally charged toner 3 that has moved toward and adhered to the photosensitive drum 10 has reached the charging section. In the charging section, the potential of the auxiliary charging roller 71 is switched to 0 volt at time t2. That is, the resistor 73 b shown in FIG. 1 is connected to the auxiliary charging roller 71 via the switch 72. The negative charging voltage of -1350 volts is still applied to the main charging roller 21 as in the printing operation. The surface potential of the photosensitive drum 10 is about -800 volts before and after passing through the charging unit. Therefore, the oppositely charged toner 5 attached to the auxiliary charging roller 71 moves toward the main charging roller 21 by Coulomb force. This state continues for the time T1. The time T1 is set such that the auxiliary charging roller 71 makes one rotation and the oppositely charged toner 5 attached to the outer peripheral surface of the auxiliary charging roller 71 moves to the main charging roller 21 side.
[0036]
On the other hand, the normally charged toner 3 adhering to the surface of the photoconductor drum 10 passes through the charging section while adhering to the surface of the photoconductor drum 10 because the surface potential of the photoconductor drum 10 is higher than that of the main charging roller 21. The outer surface of the photosensitive drum 10 is charged to about -800 volts by contacting the cleaning roller 61.
[0037]
Next, at time t3, the power supply 22 shown in FIG. 1 connected to the main charging roller 21 is turned off, and the potential of the main charging roller 21 is switched to 0 volt. FIG. 5A shows this state. The surface potential of the photoreceptor drum 10 is about -800 volts before passing through the charging unit and about -200 volts after passing through the charging unit. Therefore, the oppositely charged toner 5 attached to the outer peripheral surface of the main charging roller 21 moves to the side of the photosensitive drum 10 by Coulomb force. Thus, the oppositely charged toner 5 adheres to the outer surface of the photosensitive drum 10 following the normally charged toner 3.
[0038]
The state shown in FIG. 5A is maintained for a time T2 as shown in FIG. The T2 time is set such that the main charging roller 21 rotates at least one rotation, and all the oppositely charged toner 5 attached to the outer peripheral surface of the main charging roller 21 moves to the photosensitive drum 10 side. The normally-charged toner 3 and the oppositely-charged toner 5 attached to the outer surface of the photosensitive drum 10 move to the developing unit as the photosensitive drum 10 rotates.
[0039]
As shown in FIG. 5B, at time t4, the power supply 42 shown in FIG. 1 connected to the developing roller 41 is turned off, and the potential of the developing roller 41 is switched to 0 volt. Since the surface potential of the photosensitive drum is -200 volts before and after passing through the developing unit, the negatively charged normally charged toner 3 attached to the surface of the photosensitive drum 10 moves toward the developing roller 41 by Coulomb force. . Thus, the normally charged toner 3 attached to the outer surface of the photosensitive drum 10 is collected by the developing unit and is used again for development.
[0040]
On the other hand, since the oppositely charged toner 5 has a positive charge opposite in polarity to the normally charged toner 3, it passes through the developing unit while being attached to the outer peripheral surface of the photosensitive drum 10. The state of the developing roller 41 is maintained for at least T2 time. In this way, this state is maintained until all the oppositely charged toner that has moved to the surface of the photosensitive drum 10 in the charging section over the time T2 passes through the developing section. This is to prevent the oppositely charged toner from moving to the developing unit.
[0041]
As shown in FIG. 5C, a positive voltage of, for example, +1000 volts is applied to the transfer roller 51 in the transfer section from time t6 to time t8 for a time T2. The surface potential of the photoconductor drum 10 is -200 volts before passing through the transfer portion, and is in a range of 0 volt to 100 volts after passing through. This is to make the potential of the transfer roller 51 higher than that of the photosensitive drum 10 so that the oppositely charged toner 5 does not adhere to the outer surface of the transfer roller 51. At this time, the normally charged toner 3 slightly remaining on the surface of the photosensitive drum 10 without being collected by the developing unit moves toward the transfer roller 51 by Coulomb force.
[0042]
As shown in FIG. 5D, the oppositely charged toner 5 that has moved in the direction of the cleaning unit with the rotation of the photosensitive drum 10 comes into contact with the cleaning roller 61. At this time, a negative voltage of, for example, -1350 volts is applied to the cleaning roller 61 by the power supply 63b. The surface potential of the photosensitive drum 10 is 0 to 100 volts before passing through the cleaning roller 61, and becomes -800 volts after passing. As described above, the surface potential of the photosensitive drum 10 is maintained at the potential of the cleaning roller 61 or higher. Therefore, the oppositely charged toner 5 moves toward the cleaning roller 61 by receiving the Coulomb force. Thus, the oppositely charged toner 5 is removed from the outer peripheral surface of the photosensitive drum 10 and is cleaned.
[0043]
As shown in FIG. 6, a negative voltage is applied to the cleaning roller 61 by the power supply 52 from time t8 to time t9. This state is maintained for a time T3. This time T3 is longer than the time T2. Therefore, all the oppositely charged toner 5 attached to the outer peripheral surface of the photosensitive drum 10 can be cleaned. The time T3 is a time for the transfer roller 51 to make at least one rotation. From time t8, a negative power supply 52 of, for example, -1200 volts is connected to the transfer roller 51. The surface potential of the photosensitive drum 10 is -800 volts before and after passing through the transfer unit.
[0044]
As a result, the normally charged toner 3 attached to the outer peripheral surface of the transfer roller 51 is entirely moved toward the photosensitive drum 10 by the Coulomb force. Thus, the outer peripheral surface of the transfer roller 51 is cleaned. As a result, when the printing operation is restarted next time, it is also possible to prevent the normally charged toner adhered to the outer peripheral surface of the transfer roller 51 from adhering to the back surface of the paper and staining the paper.
[0045]
<Effect of Specific Example 1>
As described above, the oppositely charged toner moved from the photosensitive drum 10 side to the outer peripheral surface of the main charging roller 21 is taken into the auxiliary charging roller 71 side, and the outer peripheral surface of the main charging roller 21 is cleaned. The photosensitive drum 10 can be stably charged by the roller 21. Further, since the oppositely charged toner accumulated on the outer peripheral surface of the auxiliary charging roller 71 is peeled off by the cleaning process and moved toward the photosensitive drum 10, the oppositely charged toner is accumulated on the outer peripheral surface of the auxiliary charging roller 71, and There is no loss of function.
[0046]
Further, when the oppositely charged toner moves as described above, it is possible to prevent the adversely charged toner from aggregating and solidifying. While the oppositely charged toner adheres to the auxiliary charging roller or the main charging roller and rotates, or while the oppositely charged toner moves from the auxiliary charging roller to the photosensitive drum through the main charging roller, the toner is normally charged by friction charging. The toner is inverted to the charged toner and may be collected by the developing unit, so that the toner can be reused.
[0047]
<Specific example 2>
FIG. 7 shows a timing chart illustrating the operation of the electrophotographic recording apparatus of the second embodiment.
The manner of describing the timing chart is exactly the same as that of the specific example 1 described with reference to FIG. In the timing chart shown in the figure, the period from time t0 to time t9 is called a first cleaning operation, and the period after time t9 is called a second cleaning operation. The first cleaning operation is an operation having the same contents as described in the first embodiment. The specific example 2 is different in that the second cleaning operation is performed after the first cleaning operation is completed.
[0048]
In the specific example 1, after the printing operation for one page is completed, the oppositely charged toner attached to the outer peripheral surface of the auxiliary charging roller 71 is removed, and the auxiliary charging roller 71 is moved in the direction of the photosensitive drum. This prevents the oppositely charged toner from sticking to the auxiliary charging roller. However, when the transfer efficiency in the transfer section is low and a large amount of the normally charged toner remains on the photosensitive drum, the printing paper is stained as described later. In the specific example 2, the second cleaning operation is performed to prevent such a case.
[0049]
8 to 11 show explanatory views (part 1) to (part 4) of the cleaning method of the specific example 2. These figures show the state of each unit at the predetermined timing shown in the timing chart of FIG. As in FIG. 2, the illustration of the components other than the portions to be focused on the operations is omitted.
[0050]
The state shown in FIGS. 8 and 9 is the same as the cleaning operation of the first embodiment. However, since the residual toner amount is larger than in the case of the specific example 1, the toner accumulation state is slightly different. As shown in FIG. 8A, the transfer roller 51 is set to the ground potential between times t0 and t6. Further, as shown in FIG. 8B, a power supply 63b is connected to the cleaning roller 61, and the cleaning roller 61 is set to a negative potential of, for example, -1350 volts. The potential of the photosensitive drum 10 is 0 volt. In this state, the normally charged toner 3 moves from the cleaning roller 61 toward the photosensitive drum 10. In this way, the normally charged toner adhered to the cleaning roller 61 is conveyed toward the developing unit and collected as described in the first embodiment. The surface potential of the photosensitive drum 10 after contact with the cleaning roller 61 becomes -800 volts.
[0051]
In the state shown in FIG. 9A, the auxiliary charging roller 71 is maintained at the ground potential, that is, 0 volt, and the main charging roller 21 is maintained at -1350 volt. Therefore, the surface potential of the photosensitive drum 10 remains at -800 volts before and after passing through the charging unit. In FIG. 9A, the normally charged toner 3 moved from the cleaning roller 61 to the photosensitive drum 10 with the rotation of the photosensitive drum 10 passes through the charging unit because the potential of the photosensitive drum 10 is high.
[0052]
On the other hand, the oppositely charged toner attached to the auxiliary charging roller 71 moves to the main charging roller 21 due to a potential difference. Then, as shown in FIG. 9B, when the main charging roller 21 is set to the ground potential at the next timing, the oppositely charged toner 5 moves from the main charging roller 21 to the photosensitive drum 10 by Coulomb force. I do. As a result, the surface potential of the photosensitive drum 10 changes from -800 volts to -200 volts.
[0053]
On the other hand, in this state, if the normally charged toner 3 further adheres to the photosensitive drum 10, the potential of the charged portion has already been set higher than the surface potential of the photosensitive drum 10, The charged toner 3 moves from the photosensitive drum 10 to the main charging roller 21 under the Coulomb force. That is, the oppositely charged toner 5 moves from the main charging roller 21 to the photosensitive drum 10, while the normally charged toner 3 moves from the photosensitive drum 10 to the main charging roller 21.
[0054]
Then, after time t5, the potential of the main charging roller 21 is switched to be lower than the potential of the auxiliary charging roller 71, so that the normally charged toner 3 moves to the auxiliary charging roller 71 side. When the printing operation is started, the normally charged toner moves to the photosensitive drum side again by the Coulomb force. Therefore, if the amount is small, it is collected as it is in the developing section and no harm is caused. However, when the amount is large, the light irradiated from the exposure unit during the printing operation is blocked, so that the print quality is reduced. Therefore, the normally charged toner is collected in a manner described later.
[0055]
In the state shown in FIG. 9C, the developing drum is maintained at the ground potential of 0 volt, and the surface potential of the photosensitive drum 10 after passing through the developing section becomes -200 volt. The normally charged toner 3 attached to the surface of the photosensitive drum 10 comes into contact with the developing roller 41 as shown in FIG. 9C and moves to the side of the developing roller 41 by Coulomb force. Thus, the normally charged toner 3 is collected for development. The oppositely charged toner 5 remains attached to the surface of the photosensitive drum 10 because the direction of the electric field is reversed.
[0056]
On the other hand, when the amount of the normally charged toner 3 remaining on the photosensitive drum 10 and being conveyed to the developing unit is large, all the normally charged toner 3 is collected on the developing roller 41 side only by passing once through the developing unit. There are times when you can't. For this reason, the amount of the toner that passes through the developing unit while being attached to the photosensitive drum 10 increases.
[0057]
Thereafter, as shown in FIG. 9D, the normally-charged toner 3 and the oppositely-charged toner 5 attached to the photosensitive drum 10 reach the transfer roller 51. The transfer roller 51 is set to a higher potential than the photosensitive drum 10 by a power supply 52. Therefore, the oppositely charged toner 5 passes through the transfer portion as it is, while the normally charged toner 3 moves to the transfer roller 51 side.
[0058]
In the state of FIG. 10A, the cleaning roller 61 is held at −1350 volts, and the surface potential of the photosensitive drum 10 is 0 to 100 volts before passing through the cleaning roller 61, and −800 volts after passing through the cleaning roller 61. . As shown in FIG. 10A, the oppositely charged toner 5 carried to the cleaning unit moves to the cleaning roller 61 side by receiving a Coulomb force. In this state, when the next printing operation is started, the paper 1 is sandwiched between the photosensitive drum 10 and the transfer roller 51 as shown in FIG. Adheres and is fixed thereafter, so that the back side of the paper 1 is stained black.
[0059]
Therefore, as shown in FIG. 10B, a voltage having a lower potential than the photosensitive drum 10 is applied to the transfer roller 51 during one rotation of the transfer roller 51 after time t8. From time t8, a negative power supply 52 of, for example, -1200 volts is connected to the transfer roller 51. The surface potential of the photosensitive drum 10 is -800 volts before and after passing through the transfer unit. As a result, the normally charged toner 3 attached to the transfer roller 51 moves to the photosensitive drum 10 due to Coulomb force. Most of the normally charged toner 3 moved from the transfer roller 51 to the photosensitive drum 10 is carried to the developing unit 40 by the rotation of the photosensitive drum 10 and collected.
[0060]
While a negative voltage is applied to the transfer roller 51 at times t8 and t9, the oppositely charged toner 5 on the photosensitive drum 10 may move to the transfer roller 51. Accordingly, as shown in FIG. 10C, a positive voltage of, for example, +1000 volts is applied to the transfer roller 51 from time t9 to time t12, and the oppositely charged toner 5 on the transfer roller 51 is transferred to the photosensitive drum. Move to 10. As a result, the surface potential of the photosensitive drum 10 after passing through the transfer unit is in the range of 0 volt to +100 volt.
[0061]
As shown in FIG. 11A, at time t10, the switch of the cleaning roller 61 is switched, and a positive voltage of, for example, +400 volts is applied to the cleaning roller 61. The surface potential of the photosensitive drum 10 does not change in the range of 0 volt to +100 volt before and after passing through the cleaning section. The normally charged toner adhered to the photosensitive drum 10 receives Coulomb force on the cleaning roller 61 side in the state shown in FIG. 11A and is removed from the photosensitive drum 10.
[0062]
On the other hand, in the state shown in FIG. 9A described above, the normally charged toner that has moved and accumulated on the auxiliary charging roller 71 is recovered by switching the potential of the auxiliary charging roller at time t11. Is started. As shown in FIG. 11B, for example, a power supply 73a of -1700 volts is connected to the auxiliary charging roller 71, and a voltage of -1350 volts is applied to the main charging roller 21. Accordingly, when the relationship between the surface potentials of the auxiliary charging roller 71, the main charging roller 21, and the photosensitive drum 10 is set to increase in this order, the regular charged toner 3 attached to the outer peripheral surface of the auxiliary charging roller 71 The photosensitive drum 10 is moved to the photosensitive drum 10 via the main charging roller 21 by the Coulomb force. The surface potential of the photoreceptor drum 10 is 0 volts to +100 volts before passing through the charging section, and becomes -800 volts after passing through the charging section.
[0063]
Since a positive voltage was applied to the cleaning roller 61 at time t10, the surface potential of the photosensitive drum 10 has increased to around 0 volt. The time T4 from time t10 to time t11 is set to be equal to or longer than the time from when the surface of the photosensitive drum 10 contacts the cleaning roller 61 to when the photosensitive drum 10 reaches the charging section. As a result, the surface of the photosensitive drum 10 is made higher than the potential of the main charging roller 21 to enable the movement of the normally charged toner.
[0064]
The state shown in FIG. 11B is continued for at least T5 time. That is, the time required for the auxiliary charging roller 71 to rotate one or more turns and the normally charged toner 3 attached to the outer peripheral surface to move to the photosensitive drum 10 via the main charging roller 21, And the time required for the normally charged toner 3 moved to the position to reach the developing unit due to the rotation of the photosensitive drum. As a result, the normally charged toner 3 attached to the auxiliary charging roller 71 is peeled off by the Coulomb force, and is carried to the developing unit by the photosensitive drum 10. In the state shown in FIG. 11C, the surface potential of the photosensitive drum 10 is -800 volts, and the developing roller 41 is -400 volts. As shown in FIG. 11C, all the normally charged toner 3 is collected by the developing roller 41.
[0065]
<Effect of Specific Example 2>
When the first cleaning operation for removing the oppositely charged toner accumulated on the outer periphery of the auxiliary charging roller is performed, as a side effect, the regular charging toner adheres to the auxiliary charging roller, and the print quality is deteriorated in the next printing operation. According to the above-described method, the normally-charged toner is moved from the auxiliary charging roller to the photosensitive drum via the main charging roller by the second cleaning operation, and is collected by the developing unit. Therefore, print quality can be maintained. During this time, an operation of collecting the normally charged toner from the transfer unit to the developing unit can be included.
[0066]
<Specific example 3>
FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the electrophotographic recording apparatus according to the third embodiment.
The specific examples 1 and 2 are both executed after the printing operation of all requested pages is completed. However, if the requested number of printed pages is large and a large number of pages are continuously printed, the oppositely charged toner may accumulate in the auxiliary charging roller, deteriorating its function, and gradually deteriorating the print quality. is there. Therefore, in the third embodiment, the printing operation is monitored, and the cleaning operation is performed at a predetermined timing before the reversely charged toner accumulates on the auxiliary charging roller.
[0067]
Specifically, as shown in the flowchart of this figure, first, in step S31, the parameter P is initialized. This parameter P is a parameter for executing the cleaning operation, and is incremented by one every time one page is printed. That is, when one page is printed in step S32, P is incremented in step S33. Next, in step S34, it is determined whether P has reached N. For example, if N is set to 10, the process proceeds to step S38 every time printing is performed for 10 pages, and the procedure is such that the third cleaning operation is executed.
[0068]
On the other hand, if P is less than N, the process proceeds to step S35 to determine whether there is print data for the next page. If there is print data for the next page, the process returns to step S32 to print the next page. When all printing is completed, the process proceeds to step S36, where a first cleaning operation is performed. Then, the process proceeds to step S37 to perform a second cleaning operation. When the processing in step S36 alone is performed, the cleaning operation of the specific example 1 is performed, and when the processing up to step S37 is performed, the cleaning operation of the specific example 2 is performed. Note that the second cleaning operation in step S37 may be omitted.
[0069]
On the other hand, when the parameter P has reached N in step S34, the process proceeds to step S38, and the third cleaning operation is performed. This cleaning operation has the contents shown in the timing chart of FIG. In step S39, it is determined whether there is print data for the next page. If there is print data for the next page, the process returns to step S31, resets the parameter P, and proceeds to printing the next page again from step S32. That is, no matter how many pages are printed, the cleaning operation is executed every time, for example, ten sheets are printed. Thereby, it is possible to prevent the oppositely charged toner from being excessively accumulated on the auxiliary charging roller.
[0070]
In this specific example, a parameter indicating the amount of the oppositely charged toner accumulated in the auxiliary charging roller is set. This parameter may be the number of pages to be printed as shown in the flowchart in the drawing, or the number of rotations of the photosensitive drum and other rollers. The parameter may be monitored by an appropriate method, and the cleaning operation may be performed at a timing when the parameter gradually changes and reaches a preset threshold.
[0071]
FIG. 13 is a timing chart illustrating the operation of the electrophotographic recording apparatus of the third embodiment.
The manner of describing this diagram is the same as the timing chart of the first embodiment described with reference to FIG. As shown in this figure, the printing operation of N pages has been completed at time t20. That is, when printing of the N pages set in the flowchart described with reference to FIG. 12 ends, the process automatically proceeds to the third cleaning operation, and when the cleaning operation ends, the printing operation of the next page starts at time t34. It has become. The operation from time t21 to time t33 will be described with reference to FIGS.
[0072]
14 to 17 are views (part 1) to (part 4) for explaining the cleaning method according to the third embodiment. These figures show the state of each unit at the predetermined timing shown in the timing chart. As in FIG. 2, the illustration of the components other than the portions to be focused on the operations is omitted.
[0073]
First, when the cleaning operation starts, at time t20, as shown in FIG. 14A, the potential of the transfer roller 51 is set to 0 volt. Then, the surface potential of the photosensitive drum 10 is set to around 0 volt. Next, as shown in FIG. 14B, at time t21 immediately before the portion at which this potential has reached the cleaning roller 61, the power supply of the cleaning roller 61 is switched to connect the power supply 63b. As a result, a negative voltage of, for example, −1350 volts is applied to the cleaning roller 61.
[0074]
The surface potential of the photosensitive drum 10 after passing through the cleaning roller 61 becomes -800 volts. The cleaning roller 61 stores the normally charged toner 3 attached during the cleaning operation. This moves to and adheres to the photosensitive drum 10 due to the Coulomb force. The normally charged toner 3 rotates while adhering to the surface of the photosensitive drum 10 and reaches the charging roller.
[0075]
At time t22 immediately before these toners reach the charging roller, the potential of the auxiliary charging roller 71 is set to 0 volt as shown in FIG. A negative voltage of -1350 volts is applied to the main charging roller 21. The surface potential of the photosensitive drum 10 is about -800 volts before and after passing through the charging unit. As a result, the potential of the auxiliary charging roller becomes higher than the potential of the main charging roller 21, and the oppositely charged toner 5 attached to the auxiliary charging roller 71 moves to the side of the main charging roller 21. The normally charged toner 3 adhering to the photosensitive drum 10 passes through the charging unit and is carried toward the developing unit because the photosensitive drum 10 has a higher potential than the main charging roller 21.
[0076]
The state shown in FIG. 14C is maintained for a time T11 for one rotation of the auxiliary charging roller 71. After this time has elapsed, at time t23, the potential of the main charging roller 21 switches to the state shown in FIG. That is, the power supply of the main charging roller 21 is turned off, and the main charging roller 21 is switched to a potential of 0 volt. The surface potential of the photoreceptor drum 10 is about -800 volts before passing through the charging unit and about -200 volts after passing through the charging unit. This state then continues for a time T12. The time T11 is set as long as two or three rotations of the auxiliary charging roller 71 when the amount of the oppositely charged toner adhered to the auxiliary charging roller 71 is large. Then, the oppositely charged toner 5 moves from the auxiliary charging roller 71 to the photosensitive drum 10 via the main charging roller 21.
[0077]
The oppositely charged toner 5 that has moved and adhered to the photosensitive drum 10 in this way is carried toward the developing unit. At time t24 immediately before the oppositely charged toner 5 reaches the developing section, as shown in FIG. 15A, the power supply 42, which has applied a negative voltage to the developing roller 41, applies 0 volt to the developing roller 41. Switch to The surface potential of the photosensitive drum is -200 volts before and after passing through the developing section. The oppositely charged toner 5 adhering to the photosensitive drum 10 passes through the developing unit toward the transfer unit because the potential of the photosensitive drum 10 is lower than that of the developing roller 41.
[0078]
Immediately before the oppositely charged toner 5 reaches the transfer portion, as shown in FIG. 15B, the power supply 52 that has applied 0 volt to the transfer roller 51 is switched to apply a positive voltage of +1000 volts, for example. . The surface potential of the photosensitive drum 10 ranges from 0 volt to 100 volts before and after passing through the transfer unit. For this reason, the potential of the transfer roller 51 is higher than that of the photosensitive drum 10, and the oppositely charged toner 5 attached to the photosensitive drum 10 also passes through the transfer section.
[0079]
As shown in FIG. 15C, the cleaning roller 61 is already in a state where a negative voltage of, for example, -1350 volts has been applied by the power supply 63b from time t21. The surface potential of the photosensitive drum 10 is 0 to 100 volts before passing through the cleaning roller 61, and becomes -800 volts after passing. Therefore, the oppositely charged toner 5 that has reached the cleaning unit by the rotation of the photosensitive drum 10 moves from the photosensitive drum 10 by receiving the Coulomb force on the side of the cleaning roller 61 and is taken into the cleaning unit.
[0080]
On the other hand, after time t26, as shown in FIG. 15D, the potential of the main charging roller 21 is returned to the state between time t22 and time t23. That is, a voltage of -1350 volts is applied to the main charging roller 21. The surface potential of the photosensitive drum 10 does not change to -800 volts before and after passing through the charging unit. At this time, when the regularly charged toner 3 is attached to the outer peripheral surface of the main charging roller 21, the regularly charged toner 3 moves to the auxiliary charging roller 71 or the photosensitive drum 10 by Coulomb force. The normally charged toner 3 that has moved to the side of the photoconductor drum 10 is later taken into the developing unit and reused.
[0081]
FIG. 16A shows this state, and the state is switched so that a negative voltage is applied to the developing roller 41 immediately before the normally charged toner 3 attached to the surface of the photosensitive drum 10 reaches the developing unit, that is, at time t27. . The surface potential of the photosensitive drum 10 is applied with a voltage of -800 volts, and the developing roller 41 is applied with a voltage of -400 volts. As shown in FIG. 13 described above, when the oppositely charged toner moves from the main charging roller 21 to the photosensitive drum 10 during the time T12, the developing roller 41 and the transfer roller 51 are moved to pass the oppositely charged toner. At a predetermined timing, the potential is set higher than that of the photosensitive drum for a time T12. Thereafter, the potential is switched to the negative potential again.
[0082]
In the state shown in FIG. 16A, the potential of the developing roller 41 is higher than the potential of the photosensitive drum 10. This is because the photosensitive drum 10 has already been charged to a sufficiently low negative potential in the charging section. Therefore, the normally charged toner 3 attached to the surface of the photosensitive drum 10 is taken into the developing roller 41 side and is reused.
[0083]
Thereafter, at time t28, the potential of the transfer roller 51 is switched to negative by the power supply 52 as shown in FIG. The transfer roller 51 is connected to a negative power supply 52 of, for example, -1200 volts. The surface potential of the photosensitive drum 10 is -800 volts before and after passing through the transfer unit. Thereafter, the surface of the photosensitive drum 10 reaches the cleaning section. As shown in FIG. 16C, a negative voltage of, for example, -1350 volts is applied to the cleaning roller 61 such that no discharge occurs between the cleaning roller 61 and the photosensitive drum 10. No charge transfer occurs. That is, the surface potential of the photosensitive drum 10 is -800 volts before and after passing through the cleaning unit.
[0084]
The cleaning roller 61 is not synchronized with the rotation of the photosensitive drum 10 in order to enhance the cleaning effect, and a slip is constantly generated at a contact point between the two. At this time, the polarity of the oppositely charged toner attached to the outer peripheral surface of the cleaning roller 61 is reversed by frictional charging due to slippage between the cleaning roller 61 and the photosensitive drum 10, and returns to the normally charged toner. In this way, the oppositely charged toner, which has become the normally charged toner due to the frictional charging, adheres to the surface of the photosensitive drum 10 and is transported to the developing unit again for reuse.
[0085]
It is preferable that the time T13 shown in FIG. 13 be set to a sufficiently long time corresponding to the amount of the oppositely charged toner taken into the cleaning roller 61, in order to sufficiently bring out the polarity reversal effect due to such frictional charging.
[0086]
Next, at time t29, as shown in FIG. 16D, the power supply 52 connected to the transfer roller 51 switches from applying a negative voltage to applying a positive voltage of, for example, +1000 volts. As a result, the surface potential of the photosensitive drum 10 after passing through the transfer unit is in the range of 0 volt to +100 volt. Then, at time t30 immediately before the photosensitive drum 10 rotates and reaches the cleaning roller 61, the switch connected to the cleaning roller 61 is switched, and the power supply 63a is connected to the cleaning roller 61. This state is shown in FIG. A voltage of +400 volts is applied to the cleaning roller 61. The surface potential of the photoreceptor drum 10 ranges from 0 volts to +100 volts before and after passing through the cleaning unit.
[0087]
In this way, the positive voltage is applied to the cleaning roller 61, and the oppositely charged toner 5 adhering to the cleaning roller 61 moves toward the photosensitive drum 10 by receiving the Coulomb force. The surface of the photoreceptor drum 10 to which the oppositely charged toner has adhered advances to the charging section with rotation. At time t31, immediately before the oppositely charged toner 5 reaches the main charging roller 21, the power supply connected to the auxiliary charging roller 71 is switched, and the potential of the auxiliary charging roller 71, the main charging roller 21, and the photosensitive drum 10 is changed in this order. The setting is switched so that is higher.
[0088]
The surface potential of the photosensitive drum 10 is a potential of about 0 to 100 volts before contacting the charging roller. A voltage of -1350 volts is applied to the main charging roller 21, and a voltage of -1700 volts is applied to the auxiliary charging roller 71. As a result, the surface of the photosensitive drum 10 is charged to a potential of about -800 volts.
[0089]
As shown in FIG. 17B, the normally charged toner 3 attached to the auxiliary charging roller 71 moves to the photosensitive drum 10 via the main charging roller 21. The oppositely charged toner attached to the photosensitive drum 10 moves toward the auxiliary charging roller 71 via the main charging roller 21. The normally charged toner 3 attached to the photoconductor drum 10 moves toward the developing unit with the rotation of the photoconductor drum 10.
[0090]
As shown in FIG. 17 (c), the developing roller 41 of the developing unit takes a time from time t32 immediately before the normally charged toner 3 reaches the developing unit to time t33 when all the normally charged toner 3 reaches the developing unit. During T14, the potential is brought to 0 volt. The surface potential of the photosensitive drum 10 is charged by the main charging roller 21 to a negative potential of -800 volts. Therefore, the normally charged toner 3 attached to the photosensitive drum 10 moves to the developing roller 41 side by the Coulomb force. As a result, the normally charged toner 3 is collected by the developing unit and reused. Thereafter, the surface potential of the photoconductor drum 10 becomes about -200 volts. When the above processing is completed and the time t34 has elapsed, the printing operation of the next page is started again.
[0091]
<Effect of Specific Example 3>
As described above, according to the third embodiment, the printing operation is monitored, and the cleaning operation is performed when a predetermined number of pages have been printed. Therefore, when the printing operation is continuous, the reverse charging toner is applied to the auxiliary charging roller. Can be prevented from accumulating in large quantities. The timing at which this cleaning operation is interrupted can be set using various parameters indicating the number of pages to be printed, the number of rotations of the drum, and other accumulated results of the printing time. Further, if there is a unit capable of directly measuring the amount of the oppositely charged toner accumulated, such a cleaning operation may be interrupted when the amount reaches a certain amount.
[0092]
Furthermore, by utilizing the fact that the cleaning roller in the cleaning unit is rotating while slipping with the photosensitive drum, the polarity of the oppositely charged toner is changed by frictional charging, so that the oppositely charged toner accumulated in the cleaning roller can be used. It is possible to collect and reuse as much as possible in the developing unit.
[0093]
Some electrophotographic recording apparatuses employ a structure in which a photosensitive belt is relatively moved with respect to a charger or the like, in addition to a structure in which a photosensitive drum is rotated. In all the above specific examples, the present invention is applicable regardless of the photoconductor having any structure.
In addition, it goes without saying that the voltage values used in each of the above specific examples can be appropriately increased or decreased depending on the structure and size of the apparatus, the photoconductor material and the toner material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of an electrophotographic recording apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a printing operation of the apparatus.
FIG. 3 is a timing chart showing an operation of the electrophotographic recording apparatus of the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view (part 1) of a cleaning method according to a specific example 1.
FIG. 5 is an explanatory view (part 2) of the cleaning method according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view (part 3) of the cleaning method according to the first embodiment.
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the electrophotographic recording apparatus of the second embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram (part 1) of a cleaning operation of a specific example 2.
FIG. 9 is a diagram (part 2) for explaining the cleaning operation of the specific example 2.
FIG. 10 is an explanatory view (part 3) of the cleaning operation in the specific example 2.
FIG. 11 is an explanatory view (part 4) of the cleaning operation in the specific example 2.
FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of the electrophotographic recording apparatus according to the third embodiment.
FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the electrophotographic recording apparatus of the third embodiment.
FIG. 14 is an explanatory diagram (part 1) of a cleaning method according to the third embodiment.
FIG. 15 is an explanatory diagram (part 2) of the cleaning method according to the third embodiment.
FIG. 16 is an explanatory diagram (part 3) of a cleaning method according to the third embodiment.
FIG. 17 is an explanatory view (No. 4) of the cleaning method according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Photoconductor drum
21 Main charging roller
30 Exposure unit
40 Developing unit
50 Transfer unit
60 Cleaning unit
71 Auxiliary charging roller

Claims (5)

感光体を所定の電位に帯電するための帯電器を、
前記感光体に直接電気的に接触する主帯電器と、
この主帯電器に直接電気的に接触して、前記感光体とは前記主帯電器を介して間接的に電気接続された補助帯電器により構成し、
印刷動作中には、
正規に帯電したトナーとは逆の極性に帯電して前記感光体表面に付着した逆帯電トナーが、前記感光体と主帯電器との電気的接触部でクーロン力により感光体から主帯電器側に移動し、さらに、当該逆帯電トナーが、前記補助帯電器と主帯電器との電気的接触部でクーロン力により主帯電器から補助帯電器側に移動するような電位差を、前記感光体と主帯電器と補助帯電器との間に与え、
前記印刷動作を終了してクリーニング動作を開始すると、
補助帯電器に蓄積した前記逆帯電トナーが、前記補助帯電器と主帯電器との電気的接触部でクーロン力により補助帯電器から主帯電器側に移動するような電位差を、前記補助帯電器と主帯電器との間に与え、
さらに、当該逆帯電トナーが、主帯電器と感光体との電気的接触部でクーロン力により主帯電器から感光体に移動するような電位差を、前記感光体と主帯電器との間に与え、
前記クーロン力により感光体の表面に付着した前記逆帯電トナーが、感光体の相対移動に伴って、現像部を通過するとき、前記逆帯電トナーが感光体側に保持されるような電位差を、前記感光体と前記現像部との間に与え、
前記現像部を通過した前記逆帯電トナーが、感光体の相対移動に伴って、感光体表面の清掃をするためのクリーニング部に達したとき、前記逆帯電トナーが、前記感光体とクリーニング部との電気的接触部でクーロン力により感光体からクリーニング部側に移動するような電位差を、前記感光体とクリーニング部の間に与えることを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。A charger for charging the photoconductor to a predetermined potential,
A main charger directly in electrical contact with the photoconductor,
The main charger is electrically connected directly, and the photoconductor is constituted by an auxiliary charger electrically connected indirectly via the main charger,
During the printing operation,
The oppositely charged toner, which has the opposite polarity to the normally charged toner and adheres to the photoreceptor surface, is moved from the photoreceptor to the main charger side by Coulomb force at an electrical contact portion between the photoreceptor and the main charger. Move further, the oppositely charged toner, the electrical contact portion between the auxiliary charger and the main charger, the Coulomb force to move from the main charger to the auxiliary charger side potential difference between the photoconductor and Given between the main charger and the auxiliary charger,
When the cleaning operation is started after the printing operation is completed,
The electric potential difference such that the oppositely charged toner accumulated in the auxiliary charger moves from the auxiliary charger to the main charger side due to Coulomb force at an electrical contact portion between the auxiliary charger and the main charger. And between the main charger
Further, a potential difference is applied between the photoconductor and the main charger so that the oppositely charged toner moves from the main charger to the photoconductor by Coulomb force at an electrical contact portion between the main charger and the photoconductor. ,
When the oppositely charged toner adhered to the surface of the photoreceptor due to the Coulomb force passes through a developing unit along with the relative movement of the photoreceptor, the potential difference such that the oppositely charged toner is held on the photoreceptor side, Applied between the photoreceptor and the developing unit,
When the oppositely charged toner that has passed through the developing unit reaches a cleaning unit for cleaning the surface of the photoreceptor along with the relative movement of the photoreceptor, the oppositely charged toner is transferred to the photoreceptor and the cleaning unit. Wherein a potential difference between the photosensitive member and the cleaning portion is applied between the photosensitive member and the cleaning portion by a Coulomb force at the electrical contact portion of the electrophotographic recording device. 請求項１に記載の方法において、
クリーニング動作を実行中に、
補助帯電器から逆帯電トナーを主帯電器側に移動させる間に、主帯電器から正規帯電トナーが補助帯電器側に移動し、補助帯電器に正規帯電トナーが蓄積したとき、
補助帯電器に蓄積した正規帯電トナーが、前記補助帯電器と主帯電器との電気的接触部でクーロン力により補助帯電器から主帯電器側に移動するような電位差を、前記補助帯電器と主帯電器との間に与え、
さらに、当該正規帯電トナーが、主帯電器と感光体との電気的接触部でクーロン力により主帯電器から感光体に移動するような電位差を、前記感光体と主帯電器との間に与え、
前記クーロン力により感光体の表面に付着した前記正規帯電トナーが、感光体の相対移動に伴って、現像部に達したとき、前記正規帯電トナーが、前記感光体と現像部との電気的接触部でクーロン力により感光体から現像部側に移動するような電位差を、前記感光体と現像部の間に与えて、正規帯電トナーを現像部に回収することを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。The method of claim 1, wherein
During the cleaning operation,
When the normally-charged toner moves from the main charger to the auxiliary charger while the oppositely-charged toner moves from the auxiliary charger to the main charger, and the normally-charged toner accumulates in the auxiliary charger,
The normally charged toner accumulated in the auxiliary charger has a potential difference such that it moves from the auxiliary charger to the main charger side due to Coulomb force at an electrical contact portion between the auxiliary charger and the main charger. Give between the main charger,
Further, a potential difference is applied between the photoconductor and the main charger so that the normally charged toner moves from the main charger to the photoconductor by Coulomb force at an electrical contact portion between the main charger and the photoconductor. ,
When the normally charged toner that has adhered to the surface of the photoconductor due to the Coulomb force reaches the developing unit with the relative movement of the photoconductor, the normally charged toner contacts the photoconductor and the developing unit. An electrophotographic recording apparatus, wherein a potential difference that moves from the photoreceptor to the developing unit due to Coulomb force is applied between the photoreceptor and the developing unit, and the normally charged toner is collected in the developing unit. Cleaning method. 請求項１に記載の方法において、
感光体上に付着した逆帯電トナーが転写部を通過してクリーニング部まで運ばれる際に、転写部と感光体との電気的接触部で、クーロン力により感光体から転写部に正規帯電トナーが移動して蓄積したとき、
転写部と感光体との間に、正規帯電トナーが感光体側に移動するような電位差を与えることを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。The method of claim 1, wherein
When the oppositely charged toner adhering to the photoconductor passes through the transfer unit and is carried to the cleaning unit, the normally charged toner is transferred from the photoconductor to the transfer unit by the Coulomb force at the electrical contact between the transfer unit and the photoconductor. When you move and accumulate,
A method for cleaning an electrophotographic recording apparatus, wherein a potential difference is applied between a transfer unit and a photosensitive member such that normally charged toner moves toward the photosensitive member. 請求項１に記載の方法において、
印刷動作中に、補助帯電器に蓄積した逆帯電トナーの量を示す任意のパラメータを選定して、そのパラメータを監視し、そのパラメータが所定の内容に変化するタイミングでクリーニング動作を実行することを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。 The method of claim 1, wherein
During the printing operation, an arbitrary parameter indicating the amount of the oppositely charged toner accumulated in the auxiliary charger is selected, the parameter is monitored, and the cleaning operation is executed at a timing when the parameter changes to a predetermined content. A method for cleaning an electrophotographic recording apparatus. 請求項１に記載の方法において、
クリーニング部に逆帯電トナーが蓄積したとき、感光体とクリーニング部との機械的な接触部で、前記逆帯電トナーを摩擦帯電させて極性を反転させ、極性反転の結果得られた正規帯電トナーを、クーロン力により感光体側に移動させ、
前記クーロン力により感光体の表面に付着した前記正規帯電トナーが、感光体の相対移動に伴って、現像部に達したとき、前記正規帯電トナーが、前記感光体と現像部との電気的接触部でクーロン力により感光体から現像部側に移動するような電位差を、前記感光体と現像部の間に与えて、正規帯電トナーを現像部に回収することを特徴とする電子写真記録装置のクリーニング方法。 The method of claim 1, wherein
When the oppositely charged toner accumulates in the cleaning unit, the oppositely charged toner is frictionally charged at the mechanical contact portion between the photoconductor and the cleaning unit to invert the polarity, and the normally charged toner obtained as a result of the polarity inversion is removed. , Moved to the photoconductor side by Coulomb force,
When the normally charged toner that has adhered to the surface of the photoconductor due to the Coulomb force reaches the developing unit with the relative movement of the photoconductor, the normally charged toner contacts the photoconductor and the developing unit. An electrophotographic recording apparatus , wherein a potential difference that moves from the photoreceptor to the developing unit due to Coulomb force is applied between the photoreceptor and the developing unit, and the normally charged toner is collected in the developing unit . Cleaning method.
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