JPH0569427B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、反転現像プロセスにより像担持体上
に一旦画像を形成したのち、この画像を転写材に
転写するようにした画像形成装置の改良に関す
る。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、レーザプリンタは電子計算機の出力記録
用等に多用されている。

通常、露光光線として半導体レーザ光線等を用
いる場合には、像担持体としての感光体に形成し
た静電潜像の電荷放電部に帯電電荷と逆極性に帯
電した着色粉体（トナー）を付着させて現像する
反転現像プロセスを採用している。

しかしながら、従来の反転現像プロセスは第１
図に示すように(1)帯電→(2)露光→(3)現像→(4)転写
→(5)清掃→(6)除電→(1)帯電を繰返すことにより連
続的に画像形成が行なえるようにしている。な
お、図中１は像担持体としての感光体、２は帯電
チヤージヤ、３は露光光源、４は現像ローラ、５
は転写チヤージヤ、６は剥離チヤージヤ、７はク
リーニングブレード、８は除電ランプ、Ｐは転写
材、ａは着色粉体（トナー）を示す。

このように従来においては除電ランプ８による
光除電工程を転写チヤージヤ５による転写工程の
後に行なうようにしており、転写材Ｐが感光体１
から剥離されるときにはまだ、感光体１の除電が
なされていない。なお、半導体レーザ光源等によ
り線画的に電荷が除去された部分に着色粉体ａ…
を付着する反転現像プロセスにおいては、現像工
程後、感光体１のほとんど全体に亘つて電荷が除
去されずに残つた状態にある。

したがつて、この状態で転写材Ｐに粉体像を転
写した場合、転写材Ｐが感光体１上の電荷により
ほぼ全体に亘つて静電吸着されて感光体１からの
剥離がしずらくなり、ジヤムの機会が多くなる。
また、転写材Ｐを感光体１から剥離したとき感光
体１と転写材Ｐとの間に生じる放電作用によつて
粉体像が乱れるといつた問題がある。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情にもとづきなされたもの
で、その目的とするところは、反転現像プロセス
により像担持体上に一旦画像を形成したのち、こ
の画像を転写材に転写するようにしたものにおい
て、転写材の剥離が容易に行なえるとともに剥離
時に生じる放電現像による粉体像の乱れもない良
好な画像形成が行なえる画像形成装置を提供しよ
うとするものである。

［発明の概要］ 本発明は、かかる目的を達成するために、反転
現像プロセスにより移動する像担持体上に像を形
成する画像形成手段と、この画像形成手段にて形
成された像を転写材に転写する転写手段とを具備
し、像担持体の１回転で１画像を得る画像形成装
置であつて、前記画像形成手段は、前記像担持体
を特定の極性に帯電する帯電手段と、この帯電手
段により帯電された前記像担持体に光を照射して
光が照射された部分に静電潜像を形成する露光手
段と、前記像担持体に対向して設けられ回転に伴
つて前記帯電手段が像担持体を帯電するのと同極
性の電荷を有する現像剤を像担持体側に搬送する
現像剤搬送部材およびこの現像剤搬送部材に対し
前記像担持体の未露光部分に付着している現像剤
が現像剤搬送部材に向かい、かつ、前記像担持体
の露光部分に現像剤搬送部材から現像剤が向かう
ような電界が生じるようなバイアスを印加するバ
イアス印加手段を有し、前記露光手段により光が
照射されることにより像担持体に形成された前記
静電潜像を前記現像剤により顕像化すると同時に
残留現像剤を清掃する現像清掃手段と、前記像担
持体の移動方向に沿い前記現像清掃手段と前記転
写手段との間に設けられ前記像担持体への光除電
を行う光除電手段とを有し、前記転写材の剥離前
に前記像担持体上の電荷を除去し得る構成とした
ものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明を第２図〜第６図に示す一実施例
を参照して説明する。

第５図は画像形成装置としてのレーザプリンタ
を示す。図中２０は本体であり、この本体２０内
には像担持体としてのドラム状感光体２１が設け
られているとともにこの感光体２１の周囲にはそ
の回転方向に沿つて帯電チヤージヤ２２、レーザ
露光装置２３のビーム照射部、現像清掃手段とし
ての現像清掃兼用装置２４、光除電手段としての
除電ランプ２５、転写手段としての転写チヤージ
ヤ２６、および剥離チヤージヤ２６が順次配設さ
れている。

上記レーザ露光装置２３はレーザ発振器（図示
しない）から発振したレーザビーム２８をレーザ
スキヤンモータ２９で走査するとともにFQレン
ズ３０、第１ミラー３１、および第２ミラー３２
を介して感光体２上に照射するようになつてい
る。また、上記現像清掃兼用装置２４は第１の現
像ローラ３３および第２の現像ローラ３４を有し
た構成となつている。

一方、本体１内下部にはカセツト３５が装着さ
れていて取出しローラ３６を介して転写材Ｐが順
次１枚ずつ取出されるようになつている。この取
出ローラ３６によつて取出された転写材Ｐは上記
感光体２１の周面かつ回転方向に沿うようＬ字状
に曲げて形成された搬送路３７を介して本体１の
上部に設けられたトレイ３８に向けて搬出される
ようになつている。

また搬送路３７の上流側にはアライニングロー
ラ対３９ａ，３９ｂが、また、下流側には定着器
４０、および排出ローラ対４１ａ，４１ｂが配設
されている。さらに、アライニングローラ対３９
ａ，３９ｂの前後にはアライニングローラ前ガイ
ド対４２ａ，４２ｂおよび転写前ガイド対４３
ａ，４３ｂが、また、定着器４０の前後には定着
器前ガイド４４および排出ローラ前ガイド対４５
ａ，４５ｂが配設されている。また、上記転写前
ガイド対４３ａ，４３ｂに対応して転写前センサ
４６が、また、排出ローラ前ガイド対４５ａ，４
５ｂに対応して排出ローラ前センサ４７が配置さ
れている。

さらに、上記アライニングローラ前ガイド４２
ｂ、アライニングローラ３９ｂ、転写前ガイド４
３ｂ、転写チヤージヤ２６、剥離チヤージヤ２
７、および定着器前ガイド４４は支軸４８を支点
として回動自在なフレーム（図示しない）に取着
されており、２点鎖線で示すように全体を本体２
０に形成されたメインテナンス用開口部４９側に
変位するようになつている。

図中５０は搬送路３７に対向して形成されたメ
インテナンス用開口部４９を開閉するアクセスド
アであり、２点鎖線で示すように支軸５１を支点
として大きく外方に回動変位し得る構成となつて
いる。

また、上記排出ローラ前ガイド４５ａおよび排
出ローラ４１ａは支軸５２を介して本体１に枢支
されたカバー５３に取着されていて、２点鎖線で
示すように回動変位するようになつている。

なお、上記感光体２の周速は133.3mm／秒、感
光体２の直径78mm、感光体２上のレーザパワーは
3.5mWである。

さらに、この画像形成装置においては、連続し
た１つの記録画像の感光体２の回転方向に沿う最
長画像長よりも感光体２の周長が短くなつてお
り、また、感光体２の表面の画像転写領域を像形
成領域より大として完全にカバーするようになつ
ている。

つぎに、本装置の動作について説明する。印字
命令が本装置に伝達されると、まず、駆動モータ
が回転し、装置の各部分が動きだす。同時に帯電
チヤージヤ２２、及び、除電ランプ２５がSW・
ONされる。こうして、帯電チヤージヤ２２によ
り一様に帯電された感光体２１にレーザ光２８
がスキヤナ２９により走査され、感光体２１にネ
ガテイブ（Negative）な静電潜像が形成される。

今、感光体２１の回転速度をωラジアン／sec
とし、帯電チヤージヤ２２と第１現像ローラ３３
の位相差θ₁ラジアンとすると、θ₁／ω秒後静電潜
像の先端部が第１現像ローラ３３に到達する。こ
のとき、第１現像ローラ３３、及び第２現像ロー
ラ３４に現像バイアスＶが印加される。現像バイ
アスＶは、感光体２１の未露光部の表面電位V₀
の約半分V₀／２に設定されている（０＜Ｖ＜
V₀）。したがつて前記のレーザ光２８により露光
され、形成された静電潜像の露光部には帯電極性
と同一の極性、つまり、帯電された着色粉体
（トナー）が吸着され、上記静電潜像の未露光部
には粉体は吸着されず、つまり、ネガテイブな静
電潜像が第１、及び第２の現像ローラ３３，３４
で現像される。一方、感光体２１上の前記静電潜
像の移動に同期され、カセツト（転写材収納容
器）３５より、転写材Ｐが取出しローラ３６によ
りアライニングローラ対３９ａ，３９ｂに向つて
送り出される。さらに、転写材Ｐと前記静電潜像
は、予め設定されたタイミングでアライニングロ
ーラ対３９ａ，３９ｂが回転されることにより、
レジストレーシヨンされて像転写位置まで移動す
る。転写材Ｐが像転写位置に到達すると、つまり
現像バイアスＶが印加されてからθ₃／ω秒（ここ
でθ₃は第１現像ローラ３３と転写チヤージヤ２６
の位相差である）経過すると、転写チヤージヤと
剥離チヤージヤ（転写材除電チヤージヤ）２７が
同時にSW・ONされる。こうして、転写材Ｐの
裏面より電荷が印加され、転写材Ｐの電位が下
降し、これによつて、感光体２１上の現像された
粉体像が転写材Ｐ上に移動する。この後転写材Ｐ
は1kVにバイアスされたACチヤージヤの剥離
チヤージヤ２７によつて、除電されて感光体２１
より剥離された後、定着器前ガイド４４に沿つて
上昇し定着器４０の加熱ローラに挟持される。こ
こで、転写材Ｐの粉体像は溶融し、転写材Ｐに定
着される。この後、転写材Ｐはさらに排出ローラ
対４１ａ，４１ｂに回転挟持され、装置外に排出
され、トレイ３８上に積載される。

一方、転写材Ｐに転写された粉体像の一部が感
光体２１上に残る。この感光体２１上の転写残り
粉体の挙動について、第３図の感光体２１のくり
返し使用プロセスに沿つて説明する。上述した説
明により、各工程は(1)→(2)→(3)→(4)→(5)と転写工
程(5)まで進んでいる。ここでは、(5)の転写工程か
らさらに、もう１シート印字記録の動作される場
合における、本実施例装置の感光体２１のくり返
し使用方法について述べる。転写工程(5)で感光体
２１上に反転現像された粉体像はほとんど大部分
が転写材Ｐに転写する。しかし、図示するように
一部の粉体は感光体２１に残る。ここで、感光体
２１の吸着電荷は予め除電工程(4)でほとんど全て
放電された状態にあり、ついで帯電工程(1)におい
て、感光体２１、及び感光体２１上の残存粉体は
一様に帯電されることになる。しかし、第４図お
よび第５図の実験結果より次のことが明らかにな
つた。つまり、感光体２１上にＤ＝1.3ぐらいの
濃度で現像された粉体層が上から感光体２１に帯
電した場合、大部分の電荷は粉体層を通過して、
感光体２１の表面を一様に帯電してしまうという
事実である。第４図は実験装置の概略図で、＋
400Vにバイアスを印加した、二成分の現像ロー
ラ６０で感光体２１にＤ＝1.3まで一様に黒色ト
ナーを付着させている状態を示す。この後、感光
体２１上の粉体層の上から帯電チヤージヤ６１に
より一様に帯電する。次に、粉体層の上から、
表面電位計Ａで感光体の表面電位を測定する。こ
れが第５図の図の横軸で示した値である。さら
に、この後、感光体２１上の粉体導をクリーニン
グブレード６２で完全に除去し、粉体層のなくな
つた感光体２１の表面電位を、表面電位計Ｂで測
定する。これが第５図の縦軸の値である。表面電
位計Ａでの電位が＋700Vのとき、表面電位計Ｂ
による電位は約＋500Vである。したがつて、こ
の状態では、粉体層の担つた表面電位は約＋
200Vになる。しかし、実際は、感光体２１のSe
とクリーニングブレード６２のウレタンゴムとの
摩擦帯電により、感光体２１は約−100Vに帯電
することが分つているため、実際に粉体層の担つ
た上記表面電位は約100Vになる。すなわち、感
光体２１上に、Ｄ＝1.3の濃度で粉体層を付着さ
せた上から帯電しても帯電電荷はほとんど大部分
感光体２１の表面にいつてしまうということが分
る。まして、本実施例のように転写残り粉体の濃
度は極めて薄い。したがつて、本実施例のように
感光体２１上の残存粉体層の上から帯電しても、
感光体２１は一様に帯電されうるし、帯電電荷は
大部分、残存粉体層の下側にまわり込んでしま
う。次に再び第３図の感光体２１のくり返し使用
プロセスにもどると、次の露光工程(2)において、
前記した帯電した感光体２１が露光される。この
場合、露光部に、先に述べた転写残り粉体が存在
することはありうることである。そこで、一様に
帯電した感光体２１に一様にベタ現像（感光体の
濃度Ｄ＝1.3）し、これを転写チヤージヤ２６の
強さを変化させて転写効率を変え、転写残り粉体
層の上からさらに＋750Vになるように両帯電し
た後、レーザ露光した時の感光体２１の表面電位
を調べた。この実験結果が第６図に示されてい
る。このときの条件は、帯電後露光前ドラム電位
750V、感光ドラムの現像濃度Ｄ＝1.3、現像バイ
アス400V、ドラム感度；半減露光量1.5μJ／cm²、
レーザパワー；5.6μJ／cm²（ドラム表面）第６図
から分るように、転写効率約70％以上では感光体
２１の表面電位は約80Tぐらいまで落ちてしま
う。これは、正常露光時の感光体２１の残留電位
と全く同じである。つまり、転写効率が70％以上
になると、感光体２１上の転写残り粉体層は露光
に悪影響を与えないことがわかる。したがつて、
露光工程(2)では、露光部に転写残り粉体が存在し
ても静電潜像の形成にあまり悪影響を与えないと
いうことがわかる。こうして、次の現像工程(3)に
到達する。ここで、前述した第４図、第５図およ
び第６図の実験にもとづいて、また、実際に印字
記録実験でも、次のことが確認された。 本実施
例のような二成分反転現像プロセスにおいては、
静電潜像の帯電部に存在する転写残り粉体は現像
工程(3)で感光体２１より除去され、上記静電潜像
の露光・放電部には帯電と同極性に帯電した粉体
が吸着する。すなわち、静電潜像の現像と同時
に、感光体２１の清掃が行なわれるということが
確認されたのである。この理由について考えてみ
ると次のようになる。まず、帯電工程(1)では感光
体２１は一様に＋V₀に帯電された。この後、露
光工程(2)において、露光部に転写残り粉体層が存
在しても第６図の説明から分るように、感光体２
１の露光部表面電位は露光残留電位まで下降して
いる。一方、未露光部においては大部分の帯電電
荷が転写残り粉体層の下側の感光体２１の表面
に、一様に吸着するようになることは、第４図お
よび第５図の実験から知れ、かつ、この未露光部
の表面電位は＋V₀である。ここで、ほぼＶ＝
V₀／２（０＜Ｖ＜V₀）にバイアスされた現像ロー
ラ３３，３４により、先に静電潜像の形成された
感光体２１の表面が摺でられる。したがつて、静
電潜像の未露光・帯電部では、感光体２１から現
像ローラ３３，３４に向う電界が発生する。この
電界内に、先に述べた未露光部の転写残り粉体は
置かれており、自らも帯電極性と同極性に帯電し
ているために、感光体表面より離脱し、現像ロー
ラ側３３，３４に移動するのである。これが感光
体２１の清掃作用である。

なお、本実施例では、第１現像ローラ３３と第
２現像ローラ３４を有しているため、感光体２１
の上述した清掃作用はきわめて完全に実行され
る。第１現像ローラ３３より見れば、第２現像ロ
ーラ３４は、上記清掃作用の点からみて、清掃補
助手段として見ることもできる。

一方、静電潜像の露光・放電部では、現像ロー
ラ３３，３４から感光体２１に向う電界が発生す
る。本実施例の二成分現像剤では、キヤリアが現
像ローラ３３，３４の磁場の力で現像ローラ３
３，３４に保持され、粉体はこのキヤリアと摩擦
帯電して、に帯電し、キヤリアの鏡像電荷
（）により、キヤリア表面に電気的に吸着して
いる。この帯電した着色粉体が上記した現像ロ
ーラ３３，３４から感光体２１に向う電界内に置
かれ、現像ローラ３３，３４より感光体２１の露
光・放電部に向つて移動し、感光体２１のベース
の鏡像電荷（）によりこの露光・放電部に電気
的に吸着するのである。すなわち、静電潜像が現
像されるのである。こうして、本実施例装置の感
光体２１のくり返し使用方法では現像と同時に感
光体清掃が行なわれるのである。したがつて、転
写工程で転写残り粉体が転写材Ｐに転写し、印字
画像の地カブリや地汚れの原因となることはない
のである。

さて、次に感光体２１の光除電の方法について
述べる。従来では転写工程と帯電工程の間に光除
電工程を有しているが、本発明はこの光除電工程
を現像工程と転写工程の間に光除電工程を配置し
ている。第３図の感光体のくり返し使用方法から
分るように、本発明の反転現像プロセスを使用す
る電子写真記録装置においては、第３図の(1)→(2)
→(3)→(4)→(5)→(1)という感光体２１のくり返し使
用方法であつても、感光体２１上の帯電電位のメ
モリを除去できる。つまり、光除電が妨害される
である粉体付着部分、つまり、現像部分は、すで
に露光工程において露光され放電しており、未露
光・帯電部分には粉体は付着していないので、除
電工程(4)において、完全に放電するからである。
このように除電工程(4)を現像工程と転写工程の間
に配置すれば、従来例に比較し、次のような利点
が存在する。反転現像プロセスでは現像領域に比
較し、バツクグランドの未露光・未放電部分の面
積が圧倒的に大きい。このため、転写工程直後の
転写材Ｐの感光体２１よりの剥離が上記感光体２
１の残存電荷の影響で、悪化したり、剥離時に放
電が生じて粉体像がずれるという現像が生じる。
しかし、転写工程前に光除電工程を設けることに
より、このような転写材Ｐの剥離悪化要因を予め
除去できるという長所があると共に、他のどの部
分にも光除電工程を配置する必要がなく、画像形
成装置の性能を向上させながら、装置体積を小型
化することが可能になるという長所が存在する。

なお、上述の一実施例では除電タンプ２５を現
像清掃兼用装置２４と転写装置２６との間のほぼ
中間部に配置したが、第７図に示すように転写装
置２６に隣設して設けてもよいことは勿論であ
る。

また露光光線として半導体レーザ光線を感光体
２１上に集光し、かつ、感光体２１の軸方向に走
査・記録しているが、これは、他の露光手段によ
つても可能なことは勿論である。例えば、衆知の
露光方法であるがレーザ光線の代りにLEDアレ
イを使用し、この光線をセルフオツクレンズ等を
用い感光体２１上に投影しても良い。

その他、本発明は本発明の要旨を変えない範囲
で種々変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように、像担持体に形
成された静電潜像を現像剤により顕像化すると同
時に残留現像剤を清掃する現像清掃手段を備えた
構成となつている。このため、像担持体の１回転
で１画像形成が可能となり、像担持体の使用効率
を高めることができるとともに、画像形成効率を
高めることができる。

また、従来、像担持体を繰返して使用するため
に必要とされた専用の清掃手段を不要とすること
ができ、清掃手段により引起こされていた現像剤
の飛散による汚損や像担持体の損傷を防止でき、
しかも、装置の大幅な小型化ができる。

また、現像清掃手段が、静電潜像部分に現像剤
を付着させ、そうでない部分から現像剤を除去す
る方向の電界が生じるようなバイアス電圧を現像
剤搬送手段に印加して現像と清掃を行うため、残
留現像剤はバイアスによつて生じる電界によつて
積極的に吸引除去されるため、確実かつ安定した
清掃が行える。

また、現像清掃手段と転写手段との間に光除電
手段を設け、像担持体への光除電を行うようにし
たから、転写剤の剥離前に像担持体上の電荷を除
去でき、転写剤の剥離が容易に行えるとともに剥
離時に生じる放電現像による粉体像の乱れを防止
できる。

さらに、光除電を行うことにより転写効率が向
上させることができ、これにより残留現像剤の量
が少なくなつて現像清掃手段の清掃負担が軽くな
り、良好な清掃状態を維持でき良好な画像形成が
可能となる。また、現像清掃手段に回収される現
像剤の量が少なくなることから、例えば回収現像
剤が再使用される際の帯電不足等の悪影響による
現像機能の低下等を極力防止することができ、良
好な現像状態が維持できるといつた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の反転現像による画像形成プロセ
スを示す説明図、第２図ないし第６図は本発明の
一実施例を示すもので、第２図は画像形成装置全
体の概略的断面図、第３図は画像形成プロセスを
示す説明図、第４図はプロセス調査用実験装置の
概略図、第５図はトナー層を介しての感光体表面
への電荷注入特性を示す図、第６図は感光体上の
残存トナーを介しての感光体露光特性を示す図、
第７図は本発明の他の実施例を示す概略的構成図
である。 Ｐ……転写材、２１……像担持体（感光体）、
２４……現像清掃手段（現像清掃兼用装置）、２
６……転写手段（転写チヤージヤ）、２５……光
除電手段（除電ランプ）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反転現像プロセスにより移動する像担持体上
   に像を形成する画像形成手段と、この画像形成手
   段にて形成された像を転写材に転写する転写手段
   とを具備し、像担持体の１回転で１画像を得る画
   像形成装置であつて、 前記画像形成手段は、 前記像担持体を特定の極性に帯電する帯電手段
   と、 この帯電手段により帯電された前記像担持体に
   光を照射して光が照射された部分に静電潜像を形
   成する露光手段と、 前記像担持体に対向して設けられ回転に伴つて
   前記帯電手段が像担持体を帯電するのと同極性の
   電荷を有する現像剤を像担持体側に搬送する現像
   剤搬送部材およびこの現像剤搬送部材に対し前記
   像担持体の未露光部分に付着している現像剤が現
   像剤搬送部材に向かい、かつ、前記像担持体の露
   光部分に現像剤搬送部材から現像剤が向かうよう
   な電界が生じるようなバイアスを印加するバイア
   ス印加手段を有し、前記露光手段により光が照射
   されることにより像担持体に形成された前記静電
   潜像を前記現像剤により顕像化すると同時に残留
   現像剤を清掃する現像清掃手段と、 前記像担持体の移動方向に沿い前記現像清掃手
   段と前記転写手段との間に設けられ前記像担持体
   への光除電を行う光除電手段とを有し、 前記転写材の剥離前に前記像担持体上の電荷を
   除去し得る構成としたことを特徴とする画像形成
   装置。