JPH052325A - 現像同時クリーニング方式の画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】準備回転開始時の逆クリーニング作用を防止
し、準備回転時間短縮を図りつつ残留トナーの完全クリ
ーニングと高品位画像形成を達成する。 【構成】現像同時クリーニング方式の画像形成装置にお
いて、現像バイアス電源（１０）を画像形成時現像バイ
アス電位（−Ｖｂ）とこれと同極性で絶対値の低い低位
現像バイアス電位（−Ｖｂｏ）とを切替出力可能に形成
する、とともに感光ドラム（１）の準備回転中において
設定時間（Ｔｓ）だけ低位現像バイアス電位（−Ｖｂ
ｏ）に切替える現像バイアス電位切替制御手段（２０）
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像同時クリーニング
方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像器と掻落しブレードを含む廃トナー
回収装置とを転写器を挟んで感光ドラムの両側に配設
し、現像と感光ドラム上の残留トナーのクリーニングと
を別個独立に行わせる周知画像形成装置に対し、本出願
人は現像とクリーニングとを同時に行ういわゆる現像同
時クリーニング方式の図４に示す画像形成装置を先に提
案（例えば特開平３−７９７２号）している。この現像
同時クリーニング方式によれば、トナー消費量の軽減に
よるランニングコストの低下，装置小型化，感光ドラム
に傷を付けずにクリーニングできる等々の画期的効果を
得られる。

【０００３】図４において、１は潜像担持体としての感
光ドラム，２は帯電器，３は現像器，７は転写器であ
る。また、現像器３は、現像剤（トナー）担持体として
の弾性導電ローラ（現像ローラ）６を用いた接触型一成
分非磁性現像方式とされ，ボックス４内に収容された一
成分トナーＴ０はシリコンゴム等からなる帯電ブラシ５
によって帯電トナーＴ１とされ、感光ドラム１側に供給
現像される。

【０００４】また、２０は制御装置で、メーンモータ１
１，レーザ発光源１２，現像バイアス電源１０（−Ｖ
ｂ）の開閉器１４，帯電器用電源（−Ｖｏ）の開閉器１
３等を、図５に示すタイミングで駆動制御する。転写器
７の開閉器１５等も同様に駆動制御する。

【０００５】かかる構成の画像形成装置では、制御装置
２０でメーンモータ１１を図５の時刻ｔ１において回転
駆動開始すると、感光ドラム１と現像ローラ６とが同期
回動される。また、感光ドラム１の周面は、帯電器２で
画像形成時帯電電位−Ｖｏに帯電され、その後の時刻ｔ
３以降においてレーザ走査ビームＢが照射された露光部
が電位−Ｖｒとなる。未露光部は、帯電電位−Ｖｏのま
まである。一方、現像ローラ６も現像バイアス電位−Ｖ
ｂに帯電される。

【０００６】露光部の帯電電位−Ｖｒは、図６（Ｃ）に
示す如く、現像ローラ６への現像バイアス電位−Ｖｂと
極性は同じだが絶対値は低い（｜Ｖｒ｜＜｜Ｖｂ｜）。
したがって、現像ローラ６上の帯電トナーＴ１は、図４
に示すように現像トナーＴ３として露光部に電界作用に
よって吸着される。つまり、現像される〔図６
（Ｃ）〕。なお、現像ローラ６に残ったトナーＴ４は、
現像器３内に回収され再利用される。

【０００７】この現像トナーＴ３は、その後に図４の転
写器７（図５の時刻ｔ３においてＯＮされている。）に
よって用紙Ｐの反対面（表面）に、図４，図６（Ｄ）に
示すように画像トナーＴ５として転写される。

【０００８】一方、転写後にも感光ドラム１にトナー
（Ｔ６）が残留することがある。この残留トナーＴ６
は、帯電器２において図６（Ａ）に示すように上記電位
−Ｖｏに帯電される。ところが、その後に露光部となる
部位に付着している残留トナーＴ６は、図６（Ｂ）に示
す如く、露光時に現像バイアス電位−Ｖｂより絶対値の
低い電位−Ｖｒに帯電されるので問題はない。むしろ、
図６（Ｃ）に示す現像に有効利用されるので有利であ
る。

【０００９】一方、図６（Ｂ）に示す未露光部に付着し
た残留トナーＴ６は、現像ローラ６の現像バイアス電位
−Ｖｂと同極性で絶対値が高い帯電電位−Ｖｏのままで
ある。したがって、図６（Ｃ）に示すように、残留トナ
ーＴ６は現像ローラ６側に電界作用によって吸着され
る。すなわち、未露光部に付着された残留トナーＴ６
は、感光ドラム１から取除かれるわけで、ここにクリー
ニングが行われたと理解される。また、取除かれた残留
トナーＴ６は、図４，図６（Ｃ）の供給トナーＴ１とし
て再利用可能となる。

【００１０】かくして、感光ドラム１と現像ローラ６の
接触する上流側位置でクリーニングが行われ、引続きそ
の下流側で現像が同時的に行われる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる装置
で画像形成するには、その先に感光ドラム１を規定回転
数に立上げる準備回転や各電位を安定させる等の準備作
業が必要となる。このために、制御装置２０は各手段を
図５に示すタイミングで駆動制御しているわけである。

【００１２】ここに、感光ドラム１の図４に示すＰ２−
Ｐ１間周面部位は、準備回転開始時に帯電器２を通過す
ることなく、現像ローラ６と接触することになる。した
がって、Ｐ２−Ｐ１間周面部位は、画像形成時帯電電位
−Ｖｏに帯電されないことは当然として、停止時間の長
さ等によっては、図７に示すように、現像バイアス電位
−Ｖｂよりも絶対値が低い残留電位−Ｖｓとなっている
ことがある。

【００１３】すると、図６（Ｃ）に示す現像（｜Ｖｂ｜
−｜Ｖｒ｜）と同様な電界作用（｜Ｖｂ｜−｜Ｖｓ｜）
が生じてしまう。つまり、現像バイアス電位−Ｖｂが印
加された現像ローラ６に担持された供給トナーＴ１が、
残留電位−Ｖｓとなっている感光ドラム１のＰ２−Ｐ１
間周面部位に多量に付着してしまう。本来クリーニング
と逆現象が生じる。

【００１４】したがって、現像ローラ６を通過した後
に、飛散し装置内を汚染する。また、その付着量が多量
となると、準備回転中に帯電器２を数回通過しても所定
の値（−Ｖｏ）に帯電されずに当該Ｐ２−Ｐ１間周面部
位に付着したまま画像形成時に用紙Ｐに転写され、画質
を劣悪化する虞れもある。これを防止するために準備回
転時間を長くすることは、迅速な画像形成を妨げるので
許し難い。

【００１５】本発明の目的は、感光ドラムの残留電位の
高低に拘わらず準備回転時間の短縮を図りつつ完全なク
リーニングを行い高品位画像を迅速に形成することがで
きる現像同時クリーニング方式の画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、準備回転中に
現像バイアス電位を画像形成時における現像バイアス電
位より同極性だが絶対値を低くし、感光ドラム側と現像
ローラ側との電位差つまり電界強度を下げて、電界作用
による逆クリーニング作用を大幅に軽減する構成とし、
前記目的を達成するものである。

【００１７】すなわち、本発明は帯電器を通過した感光
ドラム周面にレーザ走査ビームを照射した露光部と未露
光部とを形成し、感光ドラム側と現像バイアスが印加さ
れた現像ローラ側との電位差を利用して未露光部に付着
している残留トナーを現像ローラ側へ吸着させて未露光
部のクリーニングを行うと同時に露光部へ現像ローラ側
からトナーを供給して現像する現像同時クリーニング方
式の画像形成装置において、前記現像バイアス電源を画
像形成時現像バイアス電位の他に画像形成時現像バイア
ス電位と同極性でかつ絶対値が低い低位現像バイアス電
位を出力可能に形成し、画像形成前における感光ドラム
の準備回転中に設定時間だけ低位現像バイアス電位を出
力させ、かつその後に画像形成時現像バイアス電位を出
力させるように現像バイアス用電源を切替える現像バイ
アス電位切替制御手段を設けたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明によれば、感光ドラムを準備回転開始す
ると、現像バイアス電位切替制御手段は、現像バイアス
電源を画像形成時現像バイアス電位よりも同極性でかつ
絶対値の低い高位現像バイアス電位を出力するように切
替える。したがって、感光ドラム側の残留電位と現像ロ
ーラ側の現像バイアス電位との電位差（電界強度）を小
さくできるので、逆クリーニング作用を大幅に軽減でき
る。

【００１９】また、残留電位または現像バイアス電位の
値によっては、画像形成時におけるクリーニング作用と
同様なクリーニング作用を引起すことができる。

【００２０】よって、準備回転時間を短縮しつつ残留ト
ナーの確実なクリーニングが行え、高品位画像を迅速に
形成できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本現像同時クリーニング方式の画像形成装置は、
図１に示すように、基本的構成が前出図４に示した従来
構造と同じとされ、かつ現像バイアス電源１０を現像バ
イアス電位切替可能構造とするとともに現像バイアス電
位切替制御手段（２０）を設け、準備回転中に設定時間
Ｔｓだけ現像バイアス電源１０の出力を低位現像バイア
ス電位（−Ｖｂｏ）に切替える構成とされている。

【００２２】図１において、現像バイアス電源１０は、
図３に示す画像形成時現像バイアス電位−Ｖｂ（例えば
−２００Ｖ）と同極性で絶対値が低い低位現像バイアス
電位−Ｖｂｏ（例えば−７５Ｖ）とを出力可能と形成さ
れ、切替信号ＣＨＮＧによって自動切替される。

【００２３】一方、現像バイアス電位切替制御手段は、
この実施例の場合、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含み形
成された本装置全体を駆動制御するための制御装置２０
のＣＰＵ，ＲＯＭ等の構成要素とそれらの持つ機能を利
用して構成され、感光ドラム１の準備回転中に図２に示
す設定時間Ｔｓだけ、切替信号ＣＨＮＧを出力（例え
ば、Ｈレベル）して現像バイアス電源１０を低位現像バ
イアス電位−Ｖｂｏを出力するように切替え、かつ設定
時間Ｔｓ経過後（時刻ｔ２）に画像形成時現像バイアス
電位−Ｖｂを出力するように切替えることができる。

【００２４】設定時間Ｔｓは、準備回転開始時における
感光ドラム１と帯電器２との位置状態が図１に示す関係
にある場合、感光ドラム１の回転に伴なってＰ２−Ｐ１
間周面部位が現像ローラ６を通過できる時間を最低時間
とする。

【００２５】ここに、本実施例では、図１に示す時間設
定器２１を設け、感光ドラム１の回転速度，画像形成時
帯電電位−Ｖｏ，トナーの性状，残留トナーＴ６の多少
等に即応した運用ができる構成とされている。但し、こ
の設定時間Ｔｓは、上記ＲＯＭあるいはＲＡＭ等に記憶
させたものでもよい。また、感光ドラム１の回転動作等
により間接的に定めるものとしてもよい。

【００２６】なお、制御装置２０および現像バイアス電
位切替制御手段（２０）は、各手段を図２に示すような
タイミングで起動・停止するものとされている。設定時
間Ｔｓは、準備回転開始時（図２の時刻ｔ１）から計数
されるものとされている。

【００２７】次に、作用を説明する。まず、時間設定器
２１に、諸条件から選択した設定時間Ｔｓをセットして
おく。この実施例では、設定時間Ｔｓを感光ドラム１が
図１に示す状態から１回転するだけの時間としてセット
されている。さて、制御装置２０が、図２の時刻ｔ１に
おいて、モータ１１，レーザ発光源１２，帯電器用電源
の開閉器１３等を駆動して準備回転開始すると、感光ド
ラム１は、図１で時計方向に回転し始める。ここに、現
像バイアス電位切替制御手段（２０）は、切替信号ＣＨ
ＮＧを出力して、開閉器１４つまり現像バイアス電源１
０を図３に示す低位現像バイアス電位−Ｖｂｏを出力す
るように切替える。

【００２８】したがって、現像ローラ６側の電位（−Ｖ
ｂｏ）と感光ドラム１側の残留電位（−Ｖｓ）との電位
差（｜Ｖｂｏ｜−｜Ｖｓ｜）が、画像形成時における電
位差（｜Ｖｂ｜−｜Ｖｓ｜）よりも小さく電界強度が弱
まるので、現像ローラ６側の供給トナーＴ１が感光ドラ
ム１側に吸着される逆クリーニング作用を大幅に軽減で
きる。

【００２９】また、Ｐ２−Ｐ１間周面部位が現像ローラ
６を通過した後に、現像ローラ６と接触する部位は帯電
器２を通過するときに所定電位−Ｖｏに帯電されている
ので、従来クリーニング作用（｜Ｖｏ｜−｜Ｖｂ｜）よ
りも強力な、図３に示すようなクリーニング作用（｜Ｖ
ｏ｜−｜Ｖｂｏ｜）が発揮される。

【００３０】さらに、低位現像バイアス電位（−Ｖｂ
ｏ）を、図３に示す電位−Ｖｂｏ′（残留電位−Ｖｓよ
り小さい。）と設定すれば、上記逆クリーニング作用を
防止するとともに積極的クリーニング作用を促進するこ
とができる。

【００３１】次に、図２の時刻ｔ２で設定時間Ｔｓが経
過すると、現像バイアス電位切替制御手段（２０）は、
画像形成時現像バイアス電位−Ｖｂを出力するように現
像バイアス電源１０を切替える。したがって、図２の時
刻ｔ３からレーザ走査ビームＢによって露光部を形成し
図６（Ｃ）のクリーニングと現像とを同時に行える。な
お、時刻ｔ２−ｔ３のタイムラグは、帯電器２によって
画像形成時帯電電位−Ｖｏとされた図１に示す部位Ｐ１
がレーザ走査部位Ｐｂに到達するまでの時間とされてい
る。

【００３２】ここに、図２の時刻ｔ３以後の画像形成時
には、レーザ走査ビームＢが照射されない未露光部の電
位は、帯電電位−Ｖｏとほぼ同じ例えば−５００Ｖであ
り、未露光部に付着していた残留トナーＴ６も同様に−
５００Ｖである。かくして、残留トナーＴ６（−Ｖｏ）
と現像ローラ６（−Ｖｂ）との間には、前出図６（Ｃ）
に示すような大きな電位差（｜Ｖｏ｜−｜Ｖｂ｜）が生
じ、この電界作用によって残留トナーＴ６は現像ローラ
６側に吸着される。つまり、感光ドラム１上の未露光部
はクリーニングされる。

【００３３】一方、露光部（−Ｖｒ）と現像ローラ６
（−Ｖｂ）との間には、現像ローラ６側が極性が同じで
絶対値が高い関係の電位差（｜Ｖｂ｜−｜Ｖｒ｜）が生
じるので、供給トナーＴ１は絶対値が低い露光部に吸着
される。つまり、現像がなされる。電位−Ｖｒは例えば
−５０Ｖである。

【００３４】しかして、この実施例によれば、現像バイ
アス電源１０を画像形成時現像バイアス電位−Ｖｂとこ
れと同極性で絶対値の低い低位現像バイアス電位−Ｖｂ
ｏとを切替出力可能に形成する、とともに感光ドラム１
の準備回転中において設定時間Ｔｓだけ低位現像バイア
ス電位−Ｖｂｏに切替える現像バイアス電位切替制御手
段（２０）を設けた構成とされているので、感光ドラム
１の残留電位（−Ｖｓ）の高低に拘わらず準備回転開始
時における現像相当作用つまり逆クリーニング作用を大
幅に軽減できるから、準備回転時間の短縮を図りつつ完
全なクリーニングを行い高品位画像を迅速に形成するこ
とができる。

【００３５】また、低位現像バイアス電位−Ｖｂｏを適
宜に選択すれば、すなわち、｜Ｖｂｏ｜＝｜Ｖｓ｜と選
択すれば逆クリーニング作用を完全に防止でき、さら
に、｜Ｖｂｏ｜＜｜Ｖｓ｜つまり図３の｜Ｖｂｏ′｜と
選択すれば逆クリーニング作用の防止はもとより残留電
位−Ｖｓの残留トナーＴ６の積極的クリーニングを促進
できる。

【００３６】また、帯電器２を一旦通過した感光ドラム
１の周面部位は、所定帯電電位（−Ｖｏ）のところ現像
ローラ６は画像形成時現像バイアス電位（−Ｖｂ）より
も同極性で絶対値の低い低位現像バイアス電位（−Ｖｂ
ｏ）であるから、通常的クリーニング作用（｜Ｖｏ｜−
｜Ｖｂ｜）よりも強力なクリーニング作用（｜Ｖｏ｜−
｜Ｖｂｏ｜）を行える。したがって、感光ドラム１を１
回転するだけで完全なクリーニングが行え、残留トナー
Ｔ６を供給トナーＴ１として有効に再利用できる。

【００３７】また、低位現像バイアス電位−Ｖｂｏに切
替える時間（Ｔｓ）は、時間設定器２１によって任意に
設定できるから、残留トナーＴ６の付着量等々の諸条件
に応じた最適かつ最小的時間として設定する運用が可能
となり、準備回転時間の大幅の短縮と消費電力の軽減が
図れる。さらに、現像バイアス電源１０の出力電位（−
Ｖｂｏ，−Ｖｂ）を切替えるだけで、感光ドラム１，帯
電器２等に手を加えないから、具現化が非常に容易であ
る。なお、本発明において、帯電電位Ｖｏ，現像バイア
ス電位Ｖｂ等の極性は、（−）極に限定されない。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、現像バイアス電源を画像形成
時現像バイアス電位とこれと同極性で絶対値の低い低位
現像バイアス電位とを切替出力可能に形成する、ととも
に感光ドラムの準備回転中において設定時間だけ低位現
像バイアス電位に切替える現像バイアス電位切替制御手
段を設けた構成とされているので、感光ドラムの残留電
位の高低や付着した残留トナーの多少に拘わらず、準備
回転開始時における逆クリーニング作用の防止、さらに
は積極的クリーニング作用を発揮させることができる。
もって、準備回転時間の短縮を図りつつ完全なクリーニ
ングを行い高品位画像を迅速に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す全体構成図である。

【図２】同じく、動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図３】同じく、クリーニング動作を説明するための図
である。

【図４】従来例の全体構成図である。

【図５】従来例の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図６】従来例の帯電−露光−クリーニング同時現像−
転写の動作を説明するための図である。

【図７】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 帯電器 ３ 現像器 ６ 現像ローラ ７ 転写器 １０ 現像バイアス電源 １１ メーンモータ １２ レーザ発光源 ２０ 制御装置（現像バイアス電位切替制御手段） Ｔ１ 供給トナー Ｔ６ 残留トナー Ｖｂ 画像形成時現像バイアス電位 Ｖｂｏ，Ｖｂｏ′ 低位現像バイアス電位 Ｔｓ 設定時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 帯電器を通過した感光ドラム周面にレー
   ザ走査ビームを照射した露光部と未露光部とを形成し、
   感光ドラム側と現像バイアスが印加された現像ローラ側
   との電位差を利用して未露光部に付着している残留トナ
   ーを現像ローラ側へ吸着させて未露光部のクリーニング
   を行うと同時に露光部へ現像ローラ側からトナーを供給
   して現像する現像同時クリーニング方式の画像形成装置
   において、前記現像バイアス電源を画像形成時現像バイ
   アス電位の他に画像形成時現像バイアス電位と同極性で
   かつ絶対値が低い低位現像バイアス電位を出力可能に形
   成し、画像形成前における感光ドラムの準備回転中に設
   定時間だけ低位現像バイアス電位を出力させ、かつその
   後に画像形成時現像バイアス電位を出力させるように現
   像バイアス用電源を切替える現像バイアス電位切替制御
   手段を設けたことを特徴とする現像同時クリーニング方
   式の画像形成装置。