JPH052327A - 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、現像ローラ（６）に印加する現像バイアス（Ｖ
ｂ）を感光ドラム（１）の準備回転開始時（ｔ１）から
設定時間（Ｔｓ）だけ遅らせて印加させるように現像バ
イアス電源（１０）を印加遅延制御する現像バイアス印
加遅延制御手段（２０）を設けた構成とされているの
で、感光ドラム（１）の残留電位の高低や付着した残留
トナー（Ｔ６）の多少に拘わらず、節電を図りつつ逆ク
リーニング作用を防止する構成。

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，現像バイアス用電源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において準備
回転駆動すると、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（図５の時刻ｔ３においてＯＮされている。）７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（ｔ１）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、時刻ｔ１
においてＯＮされた現像バイアス電位−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、現像バイアス
を感光ドラムの準備回転や帯電器駆動のタイミングより
も遅延させ、感光ドラムの準備回転開始時に帯電器を通
過することなく現像ローラと接触する部位と現像ローラ
側との間に現像相当作用が生じないように構成し、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、現像ローラに印加する現
像バイアスを感光ドラムの準備回転開始時から設定時間
だけ遅らせて印加させるように現像バイアス電源を印加
遅延制御する現像バイアス印加遅延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する
と、現像バイアス印加遅延制御手段は、準備回転開始時
よりも設定時間だけ遅延したタイミングで現像ローラに
現像バイアスを印加するように現像バイアス電源を印加
遅延制御する。したがって、設定時間を適宜に設定して
おけば、感光ドラムの帯電器を１回も通過しない部位の
残留電位の値に関係なく、現像ローラ側から当該部位に
トナーが多量に付着するいわゆる本来クリーニングの逆
現像つまり現像相当作用を防止できる。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。

【００１９】

【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、かつ現像バイアス遅延制御手段（２
０）を設け、現像バイアス電源１０を遅延制御して、現
像ローラ６への現像バイアス（−Ｖｂ）を感光ドラム１
の準備回転開始時（ｔ１）よりも設定時間（Ｔｓ）だけ
遅延して印加する構成とされている。

【００２０】図１において、現像バイアス印加遅延制御
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だけ現像バイアス電源１０の開閉器
１４をＯＮせない。つまり、現像ローラ６への現像バイ
アス電位−Ｖｂの印加を遅延する手段を形成する。

【００２１】設定時間Ｔｓは、準備回転開始時（図２の
時刻ｔ１）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
伴って周面部位Ｐ１が現像ローラ６を通過できる時間を
最短時間としてセットされる。感光ドラム１が最低１回
転するに要する時間以上とすれば、一段のクリーニング
効果を上げられる。

【００２２】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。

【００２３】因みに、制御装置２０は、図２に示す如
く、時刻ｔ１においてメーンモータ１１を回転して感光
ドラム１を準備回転開始するとともに帯電器２（１３）
とレーザ発光源１２とを駆動し、また準備回転終了時
（ｔ３）以降に転写器７（１５）をＯＮしかつレーザ走
査ビームＢの描画を許容する。

【００２４】なお、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。

【００２５】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（周面部位Ｐ１が帯電器２に対応する位
置にある。）から、周面部位Ｐ１が現像ローラ６を通過
するまでの時間としてセットしてある。

【００２６】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２（開
閉器１３）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、感光ド
ラム１の全周面の残留電位（Ｖｓ）が例えば−５０Ｖだ
とすると、Ｐ２−Ｐ１間周面部位は残留電位−Ｖｓのま
ま現像ローラ６を通過することになる。

【００２７】しかし、現像バイアス印加遅延制御手段
（２０）は、準備回転開始時（ｔ１）から設定時間Ｔｓ
だけ現像バイアス電源１０（開閉器１４）をＯＮしな
い。すなわち、現像ローラ６には、所定の現像バイアス
電位−Ｖｂ（例えば−２００Ｖ）が印加されず、その電
位はほぼ零（０）Ｖとなっている。

【００２８】したがって、Ｐ２−Ｐ１間周面部位が残留
電位−Ｖｓのまま現像ローラ６を通過しても、図３に示
す如く、残留電位−Ｖｓの方が現像ローラ６の初期電位
（０Ｖ）よりも低いから、現像ローラ６側の供給トナー
Ｔ１がＰ２−Ｐ１間周面部位に多量に吸着してしまう現
象を完全に防止できる。

【００２９】一方において、Ｐ２−Ｐ１間周面部位に残
留トナーＴ６が付着していたならば、電位差（｜Ｖｓ｜
−０）の電界により、その残留トナーＴ６は現像ローラ
６側に吸着され得る。つまり、感光ドラム１の準備回転
時に帯電器２を通過しない部位（Ｐ２−Ｐ１）をもクリ
ーニングできるという従来例に起こり得ないクリーニン
グ作用を奏し得るわけである。

【００３０】かくして、設定時間Ｔｓは、準備回転開始
時ｔ１から上記Ｐ２−Ｐ１間周面部位が現像ローラ６を
通過するに用する時間よりも長くすればするほど、従来
電位差（｜Ｖｏ｜−｜Ｖｂ｜）に比較して準備回転中の
電位差（｜Ｖｏ｜−０）が大きくなるので、Ｐ２−Ｐ１
間周面部位のみならず全周面について一段と強力なクリ
ーニングを行えると理解される。

【００３１】次に、図２の時刻ｔ２で設定時間Ｔｓが経
過すると、現像バイアス印加遅延制御手段（２０）は、
遅延して現像バイアス電源１０（１４）をＯＮさせ、現
像ローラ６に現像バイアス電位−Ｖｂ（−２００Ｖ）を
印加する。したがって、時刻ｔ２以降の時刻ｔ３におい
て制御装置２０が転写器７（１５）をＯＮさせ、レーザ
走査ビームＢを照射すれば直ちに高品位の画像を形成す
ることができる。

【００３２】したがって、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（Ｖ
ｏ）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
アス印加遅延制御手段（２０）を設け、現像バイアス電
源１０を印加遅延制御して、感光ドラム１の準備回転開
始時ｔ１から設定時間Ｔｓだけ遅らせて現像ローラ６に
現像バイアス（−Ｖｂ）を印加させる構成であるから、
帯電器２を通過しないで現像ローラ６と接触する部位
（Ｐ２−Ｐ１間）の残留電位（−Ｖｓ）の値に拘わらず
現像ローラ６側から当該部位（Ｐ２−Ｐ１間）に供給ト
ナーＴ１が吸着されてしまう逆クリーニング現象を完全
に防止できる。よって、高品位画像を迅速に形成でき
る。

【００３５】また、帯電器２を通過しないで現像ローラ
６と接触する感光ドラム１のＰ２−Ｐ１間周面部位に付
着していた残留トナーＴ６は、その残留電位（−Ｖｓ）
と現像ローラ６の電位（０Ｖ）との関係から、その電界
作用により現像ローラ６側に吸着される。つまり、現像
ローラ６側の供給トナーＴ１が当該部位（Ｐ２−Ｐ１
間）に吸着することを防止するのみならず、当該部位
（Ｐ２−Ｐ１間）に付着していた残留トナーＴ６を現像
ローラ６側に追出すつまりクリーニングを行えるわけで
ある。

【００３６】また、遅延時間（設定時間Ｔｓ）が時間設
定器２１によって任意に選択設定できる構成であるか
ら、帯電器２を通過した部位が未だ現像バイアス（−Ｖ
ｂ）の印加されていない現像ローラ６と接触する際のク
リーニング効果も強化できる。（｜Ｖｏ｜−｜ｖｂ｜）
＜（｜Ｖｏ｜−０）の関係となるからである。つまり、
一層完璧な初期クリーニングを行える。

【００３７】また、設定時間Ｔｓの間は、現像バイアス
電源１０がＯＦＦであるから、消費電力を軽減できる。
さらに、逆クリーニング作用（現像作用）を防止し積極
クリーニング作用を防止する構成であるから、準備回転
時間を短縮できる。

【００３８】なお、本発明において、帯電電位Ｖｏ，現
像バイアス電位Ｖｂ等々の極性は、（−）極に限定され
ない。

【００３９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、現像バイ
アス電源を印加遅延制御して感光ドラムの準備回転開始
時から設定時間だけ遅らせて現像ローラに現像バイアス
を印加させる現像バイアス印加遅延制御手段を設けた構
成であるから、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。

【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、遅延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（現像バイアス印加遅延制御手段） Ｔ１ 供給トナー Ｔ６ 残留トナー Ｖｂ 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、前記現像ローラに印加する現像バイアスを感
   光ドラムの準備回転開始時から設定時間だけ遅らせて印
   加させるように現像バイアス電源を印加遅延制御する現
   像バイアス印加遅延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。