JPH04204986A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は画像形成装置に係り、特に現像剤の劣化による
画像濃度の低下及びかぶりの増大を防止した画像形成装
置に関する。

（従来の技術） 電子複写機やレーザープリンター等の画像形成装置にお
いて、通常の文章を印字する場合には、現像器内のトナ
ーは、適度にかつ均一に消費される。従って、トナーか
現像器内に消費されずに滞留することがない。しかし、
封筒の宛先のようにわずかな文字しか印字しない場合に
は、トナーの消費量は少ないため、同一のトナーが長期
間現像器内に滞留することとなる。

例えば、通常の文章を印字する場合、印字率（非印字部
に対する印字部の割合）は約５％であるが、封筒の宛先
を印字する場合には、印字率は約０．５％であり、従っ
て、封筒の宛先を印字する場合のトナーの消費量は、通
常の文章を印字する場合の約１／１０である。

（発明が解決しようとする課題） このように印字率の低いプリントを頻繁に行なう場合に
は、同一のトナーが長期間現像器内に滞留するため、ト
ナーが劣化し、画像濃度の低下や、白地かふり（以下、
単に「かぶり」と呼ぶ）等の不都合か生し易くなる。

本発明は、このような課題を解決するものであって、ト
ナーの劣化による画像濃度の低下や、白地かぶり（以下
、単に「かぶり」と呼ぶ）を防止した画像形成装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） 本発明の画像形成装置は、像担持体上に現像剤を付着さ
せる現像手段と、この現像手段によって像担持体上に付
着した現像剤を転写材に転写する転写手段と、転写後の
像担持体表面にに留する現像剤を除去するクリーニング
手段とを具備する画像形成装置であって、前記現像手段
により現像剤を像担持体上に強制的に付着せしめ、前記
転写手段による転写を行なうことなく前記クリーニング
手段により現像剤を除去させる処理を実行させる制御手
段と、この制御手段による処理の実行を転写材の印字率
に応して選択する選択手段とを具備することを特徴とす
る。

（作用） 本発明者らは、二成分現像剤を用いて画像形成を行なっ
た場合に、印字率か画像に与える影響につき、検討を行
なった。その結果を第１２図に示す。第１２図は、印字
率と、画像濃度及びかぶりとの関係を示すグラフである
。第１２図から明らかなように、印字率が０．５％と低
い場合には画像濃度か低下するとともに、かぶりも増大
する。

本発明者らは、この原因を調査した結果、印字率が低い
場合にトナーか現像器内に消費されずに滞留し、同一の
トナーが現像ローラ上て摩擦され、かつ現像器の壁でこ
すられて粉砕されるため、粒径が小さくなり、それが画
像濃度の低下やかぶりを生じていることを見出だした。

第１３図は、平均トナー粒径とかふりとの関係を示すグ
ラフである。第１３図から、平均トナー粒径が小さい場
合に、かぶりが生じていることかわかる。

以上の結果から、印字率の低い現像器中の現像剤を強制
的に消費すれば、このような不都合が解消出来ることが
わかる。本発明では、強制的にダミーのトナーを像担持
体上に付着せしめるとともに、弾性ローラの下流にある
弾性ブレードにより除去し、排トナーボックス内に回収
することにより、現像剤を強制的に消費することとして
いる（以下、ダミー印字と呼ぶ）。これにより、印字率
の低い画像形成を行なった場合にも、画像濃度が低下し
たり、かぶりが増大することが防止出来る。

なお、ダミー印字は、紙面上に現れないようなタイミン
グで行なう必要がある。装置がウオームアツプ中やスタ
ンバイ中の、文章を印字していない時にダミー印字を行
なう場合には、転写材を給紙しないで行なう。これは転
写材を無駄にしないためである。文章を印字している時
にダミー印字を行なう場合には、文章中にダミー印字か
は入らないように行なう。

従って、゛ダミー印字を行なうタイミングとして、以下
の３つが考えられる。

１、画像形成装置かウオームアツプ中、２、画像形成装
置がスタンバイ中、 ３、画像形成装置が印字動作中。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の画像形成装置としてのレーザプリンタの
内部構成を示す概略的縦断面図である。

図中１は、レーザプリンタ装置本体であり、次のように
構成されている。即ち、装置本体１内には、像担持体と
してのドラム状の感光体ドラム１２が設けられており、
この感光体ドラム１２の周囲には矢印で示す回転方向に
沿って、スコロトロンからなる帯電装置１４、静電潜像
形成手段としての露光部１６、静電潜像の現像を行う現
像装置１８、コロトロンからなる転写装置３０、ドラム
クリーナ装置４０、および前露光装置４１か順次配置さ
れている。これらのうち、感光体ドラム１２、帯電装置
１４、現像装置１８、およびドラムクリーナ装置４０、
および前露光装置４１か−体化して装置本体１内に着脱
可能とした電子写真プロセスユニット１０として配置さ
れている。

現像装置１８は、ケース２０内に、マグネットローラ２
２、攪拌ローラ２２ａ、２２ｂ、キャリアとトナーから
なる２成分現像剤（図示しない）等を収容しており、感
光体ドラム１２の静電潜像をトナーにて現像するように
なっている。また、この現像装置１８には、消費された
トナーを補給するためのトナー補給装置２６か取り付け
られている。

ドラムクリーナ装置４０は、ケース４２内に感光体ドラ
ム１２に接触している弾性ブレード４４かあり、感光体
ドラム１２上に残ったトナーを感光体ドラム１２からか
き落とすようになっている。

かき落とされたトナーは、搬送ローラ４６によりケース
内のトナー収容部４８に送りこまれるようになっている
。

定着装置５０は、ヒータランプを内蔵したヒートローラ
５２と、このヒートローラ５２に圧接された加圧ローラ
５３を備え、これらローラ５２゜５２間を用紙Ｐか通過
することによりトナー像か用紙Ｐに溶融定着されるよう
になっている。ヒートローラ５２および加圧ローラ５３
は下部ケーシング５４および上部ケーシング５６により
囲まれており、定着に必要な良好な温度雰囲気を確保す
るように外部に熱か逃げないような構造となっている。

このヒートローラ５２には、クリーナ５８か接した状態
となっており、常に良好な定着か行えるように正常な状
態となっているとともに、サーミスタによりヒートロー
ラ５２の表面温度を検出して定着に必要な温度を保つよ
うに温度制御がなされる構成になっている。

また、上部ケーシング５６内でかつヒートローラ５２と
加圧ローラ５３との接触部の下流側近傍には、用紙剥離
ガイド６０が配置され、定着装置５０に導かれた用紙Ｐ
の先端を確実にヒートローラ５２から剥離させるように
なっている。なお、定着装置５０の用紙出口側には、用
紙ガイド６６か設けられていて、定着済の用紙Ｐを第１
の排紙ローラ対６８に導くようになっている。

装置本体１内には、感光体ドラムユ２と転写装置３０と
の間に形成される画像転写部３２か設けられており、こ
の画像転写部３２の上流側には、転写ガイドローラ３４
、用紙ガイド対３６、アライニングローラ対３８か設け
られている。

装置本体１の下部には、用紙カセット８０゜８１が配置
されている。

次に、以上説明した装置を用いた、反転現像法による印
字サイクルについて説明する。

まず、感光体ドラム１２は、帯電装置１４により約−７
００ｖの電位になるように表面が均一に帯電される。こ
の感光体ドラム１２の帯電された表面に、画像信号に応
じてレーザ光が照射される。

レーザ光か照射された感光体ドラム１２の表面は、約−
１００Ｖの電位となり、潜像か形成される。

現像装置１８内に収容されているマグネットローラ２２
は、内部に固定された磁石を有し、表面に磁力により吸
引された二成分現像剤を担持しつつ回転する。マグネッ
トローラ２２には約−５００■のバイアス電圧が印加さ
れていて、負の極性に帯電されたトナーを、感光体ドラ
ム１２のレーザ光照射部分に約４００ｖの電位差で付着
させ、潜像を可視化させる。

表面にトナー像を有、する感光体ドラム１２は回転し、
下流に位置する転写装置３０によりトナー像か用紙Ｐに
転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置
５０に入り、そこで加熱圧縮され、トナー像が用紙Ｐに
定着される。

一方、転写しきれずに感光体ドラム１２の表面の残留し
たトナーは、下流の弾性ブレード４４により感光体ドラ
ム１２の表面からかきお、とされ、トナー収容部４８に
回収される。感光体ドラム１２は、弾性ブレード４４の
近傍に位置する前露光装置４１としてのタングステン除
電ランプにより照射され、表面の電位ムラが均一にされ
る。

以上のサイクルにより、印字プロセスが行われる。

上述のように、感光体ドラム１２の表面にトナーを付着
させるためには、帯電装置１４を動作させて感光体ドラ
ム１２の表面を均一に帯電し、し−ザを照射して潜像を
形成し、マグネットローラ２２にバイアス電圧を印加す
るという動作が必要である。

従って、ダミー印字も同様のサイクルで行われるが、ダ
ミー印字の場合には、感光体ドラム１２の表面に付着し
たダミートナーが転写装置３ｏの近傍にあるときは、転
写装置３０である転写チャージャーの動作を停止しなけ
ればならない。転写チャージャーを動作させた場合には
、感光体ドラム１２上のトナーは負の極性の電荷を有し
ているので、正の極性で約５Ｖに印加された転写チャー
ジャーのワイヤに吸引され、その結果、転写チャージャ
ーのワイヤを汚すことになる。通常、高電圧を印加して
ワイヤからコロナ放電を発生させるときには、ワイヤを
中心に放射状にコロナが放電されるが、ワイヤの近くに
ケースや像担持体等があると、コロナは湾曲して放電さ
れる。転写コロナの場合、第２図に示すように、負の極
性のトナーに引かれて転写チャージャーケースの外側ま
でコロナが回り込む。従って、転写チャージャー１４の
ケースの外側にコロナが回り込む範囲内に、ダミー印字
により感光体ドラム１２に付着したトナーか入ってくる
以前に、転写を停止する必要がある。

次に、具体的なダミー印字のプロセスタイミングについ
て説明する。

帯電チャージャーのタイミングと現像バイアスのタイミ
ングは連動されている。第３図に示すように、感光体ド
ラムの直径をＺｒ（ｍｍ）、帯電チャージャーと現像ロ
ーラーとのなす角度をθ（°）、感光体ドラムの周速を
Ｐ（ｍｍ／５ｅｃ）とすると、第４図において、帯電の
立ち上げ時間ｔｏ、立ち下げ時間ｔ　、現像バイアスの
立ち上げ時間ｔ　、立ち下げ時間ｔ５の間には以下の関
係が成立する。

ｔ２−ｔｏ−ｔ５−ｔ３ （２πｒ×θ／３６０）／Ｐ ｔ　　−ｔｏ＞（２πｒ×θ／３６０）／Ｐのときは、
感光体ドラムにキャリアの付着か生し、ｔ　　−ｔｏ＜
　（２πｒｘθ／３６０）／Ｐのときは、不必要にトナ
ーの付着が生ずる。

画像形成装置本体の電源を立ち上げてウオーミングアツ
プしている時と、スタンバイ状態の時にダミー印字する
ときは、紙等の転写材を給紙しない。ダミー印字は帯電
のチャージを受けている領域の内側で行われ、ｔ１〜ｔ
４の間に照射されているところでダミー印字が行われる
。このとき、転写チャージャーは動作していない。

プリント動作中では、ファーストプリントの前、プリン
ト間、及びラストプリントの後でダミー印字が可能であ
る。

第５図に示すように、ｔ　１ｏ−ｔ　ｔｉ　（１枚目の
プリントの前）、ｔ１４〜ｔ１５（プリントとプリント
の間）、ｔ１８〜ｔ１９（最後のプリントの後）がダミ
ー印字可能なタイミングであり、そのタイミング内でレ
ーザが照射されたところでダミー印字が形成される。転
写チャージャーは、その上を転写材が通過するときに動
作する。ダミー印字は、転写チャージャーに吸引されな
い位置で感光体ドラム上に印字される。

他の方法として、第６図に示すように、プリント中に転
写材の外側にダミー印字を行なうことも出来る。この場
合には、転写が行われる範囲を転写材の幅に制限する手
段を設ければ、転写チャージャーが汚れず、好ましい。

この方法の利点は、プリント間で転写を停止する必要が
ないので、そのような制御が不必要であること、１スキ
ヤンの主走査中てレーザのＯＮの時間か規定以下の時に
ダミー印字を行なうことか出来る等、走査単位でダミー
印字の制御か出来ることである。特に、−成分現像方式
のように、印字率の大小の影響が直ちに一枚のプリント
中でも生じ易い場合には、第１０図に示すように、この
方式のダミー印字は有効である。即ち、紙の前半分で印
字を行わず、後半分でベタ印字を行ない、第７図はダミ
ー印字を行わない場合、第８図はダミー印字を行った場
合を示す。ダミー印字を行わない場合には、第７図に示
すように、紙の紙の前半分で印字を行わないため、この
間で現像ローラ上のトナーの帯電量がアップし、現像ロ
ーラ１回分の印字部の先端部の領域Ａにおいて濃度か低
くなる。これに対し、紙には印字しないか紙の外側の感
光体ドラム上にダミートナーを印字する場合には、現像
ローラ上のトナーか新陳代謝されるため帯電量の上昇か
なく、第８図に示すように画像濃度か低下することかな
い。

次に、ダミー印字のパターンについて第９図を参照して
説明する。

ダミー印字のパターンは、感光体ドラム上にキャリアの
付着を生じにくいパターンである必要がある。感光体ト
ラム上にキャリアが存在すると、下流の弾性プレートに
おいてクリーニングされる時に、キャリアが感光体ドラ
ムに擦り付けられるので、感光体ドラムを傷つけること
になる。例えば、第９図（ａ）に示すように、「１ドツ
トおきの１ドツト線」や「２ドツトおきの２ドツト線」
等の細かすぎるパターンでは、感光体ドラム上でエツジ
効果が強調されて、キャリア付着を生じ易い。

また、ダミー印字のパターンは、トナー飛散を起こしに
くいパターンである必要かある。例えば、第９図（ｂ）
に示すように２０ｍｍ角のベタ黒等の粗すぎるパターン
では、パターンの中央ではエツジ効果がなく、感光体ド
ラムとトナーとの吸着力か弱いので、感光体ドラムから
飛散し易い。

更に、ダミー印字のパターンは、クリーニング不良を起
こしにくいパターンであってはならない。

例えば、第９図（Ｃ）に示すように、「１ドツトおきの
１ドツト線」等の細かいパターンはエツジ効果が強調さ
れて、感光体ドラムとトナーとの吸着が強く、クリーニ
ング装置内の弾性ブレードによりクリーニングしきれな
いときがある。感光体ドラムの局部にパターンが集中し
たり、ドラムの端部にパターンがあると、−度クリーニ
ングされたトナーがクリーニング装置からこぼれること
がある。

以上を総合すると、感光体ドラムの端部を除いた部分で
ドラムの長手方向に均−名トナー量を有し、適度なエツ
ジ効果を有するパターンが適当である。

例えば、第９図（ｄ）に１辺か３ｍｍ程度の正方形を基
本に、−絵模様に白、黒パターンを形成してもよい。こ
の−絵模様を感光体ドラムの端部２０ｍｍ程度を除いた
部分で均一に印字するうとが好ましい。二松模様を印字
する面積−は、印字する領域で周方向の長さを８１長手
方向の長さを１とすると、Ｓと１との積で決定され１．
ダミー印字・で消費されるトナーの量はＳと１とで制御
される。

Ｓは、上述したように、ダミー印字のパターンを、８転
写材に印字されず、転写チャージャーに吸引さ　゛れな
いように選択されなければならない。ｌはダミー印字パ
ターンが感光体ドラムの端部２、Ｏｍｍ程度に入らず、
又、感光体ドラ−ムの局部に集中しない用に５０ｍｍ程
度より長くなるように選択しなければならない。

一松模様の正方形は、辺の長さを種々選択出来る。エツ
ジ効果が強調されてキャリアの付着が生じ易くなるのは
、レーサ画像３ドツト以下（解像度３００ドツト／イン
チならば０．２５ｍｍ）であり、エツジ効果が弱く、ト
ナー飛散を生じ易くなるのは５ｍｍ以上である。従って
、−絵模様の一辺は、約０．３〜５ｍｍの範囲で選択す
るのが好ましい。

本発明の装置では、感光体ドラムの長手方向に２０６ｍ
ｍの幅（レターサイズ紙の最大印字可能幅）で、−絵模
様の正方形の一片を０．４２ｍｍ（５ドツトの長さ）を
用いることが出来る。

［発明の効果］ 以上説明しｔ♀ように、本発明の画像形成装置によると
、ダミーの現像剤を像担持体表面に強制的に付着せしめ
、転写材に転写させることなく前記クリーニング手段に
より除去する現像剤消費モードを、転写材の印字率に応
じて選択する手段を具備しているため、どのような転写
材を用いても現像側を均一に消費することが可能であり
、その結果、トナーの劣化による画像濃度の低下や、白
地かぶりを防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る画像形成装置として
のレーザプリンタの内部構成を示す概略的縦断面図、第
２図は、帯電チャージャーの外側にコロナが回り込む状
態を示す図、第３図は、感光体ドラムと、帯電チャージ
ャーと、現像ローラーの位置関係を示す図、第４図及び
第５図は、ダミー印字のプロセスタイミングを示す図、
第６図は、プリント中に転写材の外側にダミー印字を行
なう例を示す図、第７図及び第８図は、ダミー印字を行
わなかった場合と行なった場合の印字の状態を比較して
示す図、第９図は、種々のダミー印字のパターンを示す
図である。 １・・・レーザプリンタ装置本体、１２・・・感光体ド
ラム、１４・・・帯電装置、１６・・・露光部、１８・
・現像装置、３０・・・転写装置、４０・・・ドラムク
リーナ装置、４１・・・前露光装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 １ム 第３図 第６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、像担持体上に現像剤を付着させる現像手段と、
   この現像手段によって像担持体上に付着した現像剤を転
   写材に転写する転写手段と、転写後の像担持体表面に残
   留する現像剤を除去するクリーニング手段とを具備する
   画像形成装置であって、前記現像手段により現像剤を像
   担持体上に強制的に付着せしめ、前記転写手段による転
   写を行なうことなく前記クリーニング手段により現像剤
   を除去させる処理を実行させる制御手段と、この制御手
   段による処理の実行を転写材の印字率に応じて選択する
   選択手段とを具備することを特徴とする画像形成装置。