JPH06308807A

JPH06308807A - 電子写真装置

Info

Publication number: JPH06308807A
Application number: JP5097691A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Tamiya; 孝弘田宮; Iwao Matsumae; 巌松前
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体との間に微小ギャップを形成する帯電
器に付着した異物を静電力によって除去する。【構成】ＣＰＵ41は、帯電ローラ21に対するクリーニ
ング時に感光体ドラム１に−800Ｖのバイアス電圧を印
加すると共に、帯電ローラ21に印加していたバイアス電
圧をオフし、さらに電磁ソレノイド11に励磁電圧を印加
して、現像ローラ２aを感光体ドラム１から離間させ
る。このことにより、正電荷に帯電した状態で帯電ロー
ラ21に付着したトナーや紙粉等の異物に感光体ドラム１
方向の静電力が作用し、かつ現像ローラ２aから感光体
ドラム１にトナーが転移することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ，複写
機等において適用される電子写真装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、レーザプリンタ等に用いられる帯
電器は、オゾンの発生を抑制することを目的としたもの
が各種開発されている。例えば、帯電ローラを用いた帯
電器は、感光体に導電性ローラを接触させて、接触領域
の前後に形成される感光体との微小ギャップにおいて局
所放電を発生させることにより、感光体表面を均一に帯
電させるものであり、放電を微小な空間において発生さ
せるためスコロトロン帯電器等に比較してオゾンの発生
を大幅に減少させることができる。また、帯電ブレード
を用いた帯電器は、帯電ブレードを感光体から0.5mm以
下離間した位置に配置し、帯電ブレードと感光体との間
に形成される微小ギャップでコロナ放電を発生させて感
光体を帯電するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ローラ
帯電器や微小ギャップ帯電器には、シリカ(ＳiＯ₂)や紙
粉等の異物が静電的に転移しやすいという問題がある。
転写完了後に感光体に残留したシリカ，トナーおよび紙
粉等の異物は正電荷に帯電しており、帯電器には負のバ
イアス電圧が印加されているため、静電引力によって帯
電器に吸着される。特に、ローラ帯電器の場合、帯電ロ
ーラに吸着された異物は帯電ローラおよび感光体に挾持
されて加圧されるので、帯電ローラ表面に固着して剥離
することが困難になる。帯電器に付着した異物は、感光
体との間に形成される微小ギャップの間隙を変化させ、
かつ帯電器表面に絶縁層を形成することにより、帯電器
から感光体への放電を不安定にして感光体表面における
帯電電位を不均一にし、画像品質を低下させる。

【０００４】本発明の目的は、感光体との間に微小ギャ
ップを形成する帯電器に付着した異物を静電力によって
除去する手段を備えた電子写真装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、第１の手段は、感光体と、この感光体に対して僅か
に離間して微小ギャップを形成する帯電器と、前記感光
体に対する画像形成時に感光体および前記帯電器にそれ
ぞれ異なるバイアス電圧を印加して、前記微小ギャップ
間で帯電器から感光体にコロナ放電を発生させる電源部
とを備えた電子写真装置において、帯電器に対するクリ
ーニング時に、前記バイアス電圧の設定値を変更し前記
電源部を駆動させて、感光体と帯電器との間に前記画像
形成時と逆方向の電界を発生させ、帯電器に付着する異
物に感光体方向の静電力を作用させる制御部を備えたこ
とを特徴とする。

【０００６】また、第２の手段は、感光体と、この感光
体に接触すると共に前記感光体から僅かに離間した微小
ギャップを形成する帯電器と、感光体に当接し現像剤を
保持する現像器と、感光体に対する画像形成時に感光体
および前記帯電器にそれぞれ異なるバイアス電圧を印加
して、前記微小ギャップ間で帯電器から感光体にコロナ
放電を発生させる電源部とを備えた電子写真装置におい
て、前記現像器を感光体から離間させる離間手段と、帯
電器に対するクリーニング時に、前記離間手段を作動さ
せ、かつ前記バイアス電圧の設定値を変更し前記電源部
を駆動させて、感光体と帯電器との間に前記画像形成時
と逆方向の電界を発生させ、帯電器に付着する異物に感
光体方向の静電力を作用させる制御部とを備えたことを
特徴とする。

【０００７】また第３の手段は、作像方向に移動する感
光体と、この感光体に対して僅かに離間して微小ギャッ
プを形成する帯電器と、前記感光体に対向して現像剤を
保持する現像器と、感光体に対する画像形成時に感光体
および前記帯電器および前記現像器にそれぞれ異なるバ
イアス電圧を印加して、前記微小ギャップ間で帯電器か
ら感光体にコロナ放電を発生させ、かつ現像器から感光
体に現像剤を転移させる電源部とを備えた電子写真装置
において、帯電器に対するクリーニング時に、前記バイ
アス電圧の設定値を変更し前記電源部を駆動させて、感
光体と帯電器との間に前記画像形成時と逆方向の電界を
発生させ、帯電器に付着する異物に感光体方向の静電力
を作用させ、かつ現像器に対するバイアス電圧の印加を
中止させる制御部を備えたことを特徴とする。

【０００８】さらに、第４の手段は、前記制御部が、前
記感光体に対する画像形成の完了時に次の画像の画像形
成命令が非入力状態であることを判断した場合、前記帯
電器をクリーニングするための制御を実行することを特
徴とする。

【０００９】さらに第５の手段は、前記制御部が、装置
に対する消耗品の交換・補給後に前記帯電器をクリーニ
ングするための制御を実行することを特徴とする。

【００１０】さらに第６の手段は、前記制御部が、前記
感光体に対する画像形成回数を計数して、前記画像形成
回数の計数値が予め設定された値になった場合、前記計
数値をリセットすると共に、前記帯電器をクリーニング
するための制御を実行することを特徴とする。

【００１１】さらに第７の手段は、前記制御部が、前記
感光体に形成された画像における黒色領域の面積を累積
して、累積値を記憶部に記憶させ、かつ前記累積値が予
め設定されている値以上になった場合、累積値をリセッ
トすると共に、前記帯電器をクリーニングするための制
御を実行することを特徴とする。

【００１２】さらに第８の手段は、前記制御部が、前記
感光体の画像形成面を主走査方向において一定間隔で区
切って分割領域を設定し、かつ前記分割領域に形成され
た画像における黒色領域の面積を累積して、分割領域ご
との累積値を記憶部に記憶させ、前記累積値の任意の１
つが予め設定されている値以上になった場合、すべての
累積値をリセットすると共に、前記帯電器をクリーニン
グするための制御を実行することを特徴とする。

【００１３】さらに第９の手段は、前記電源部が複数の
抵抗素子を備え、前記制御部からの選択信号に応じて選
択された前記抵抗素子によって分圧されたバイアス電圧
を発生することを特徴とする。

【００１４】さらに第10の手段は、前記感光体における
任意の位置が前記帯電器による帯電位置から前記現像器
による現像位置に移動する時間をｔとした場合、前記制
御部が、画像形成からクリーニングへの切換時に前記帯
電器に印加するバイアス電圧を変更してから時間ｔ経過
前に前記現像器に対するバイアス電圧の印加を中止さ
せ、かつクリーニングから画像形成への切換時に帯電器
に対するバイアス電圧を帯電電圧に復帰させてから時間
ｔ経過後に現像器にバイアス電圧を印加させることを特
徴とする。

【００１５】さらに第11の手段は、前記制御部が、前記
感光体に印加するバイアス電圧を画像形成からクリーニ
ングへの切換時に前記帯電器に対するバイアス電圧と同
時に変更し、かつクリーニングから画像形成への切換時
に前記現像器に対するバイアス電圧の印加と同時に画像
形成電圧に復帰させることを特徴とする。

【００１６】さらに第12の手段は、前記微小ギャップに
おいて、前記帯電器から前記感光体にコロナ放電が発生
開始する電位差が放電開始電圧Ｖ_t、前記現像器から感
光体に現像剤が転移開始する電位差が現像開始電圧Ｖ_s
である場合、前記制御部が、前記クリーニング時におけ
る感光体に対するバイアス電圧Ｖ_bを(Ｖ_t＋Ｖ_s)以上に
設定することを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記の第１の手段によれば、帯電器に対するク
リーニング時に、感光体と帯電器との間に画像形成時と
逆方向の電界を発生させ、帯電器に付着する異物に感光
体方向の静電力を作用させる制御部によって、帯電器に
付着する現像剤や紙粉等の異物が剥離して感光体に転移
する。

【００１８】また、第２の手段によれば、現像器を感光
体から離間させる離間手段と、帯電器に対するクリーニ
ング時に離間手段を作動させ、かつ感光体と帯電器との
間に画像形成時と逆方向の電界を発生させ、帯電器に付
着する異物に感光体方向の静電力を作用させる制御部と
によって、帯電器に付着する現像剤や紙粉等の異物が剥
離して感光体に転移し、かつ現像器が感光体から離間す
る。

【００１９】また第３の手段によれば、帯電器に対する
クリーニング時に、感光体と帯電器との間に画像形成時
と逆方向の電界を発生させ、帯電器に付着する異物に感
光体方向の静電力を作用させ、かつ現像器に対するバイ
アス電圧の印加を中止させる制御部によって、帯電器に
付着する現像剤や紙粉等の異物が剥離して感光体に転移
し、かつクリーニング時に現像剤が現像器から感光体に
転移することが抑制される。

【００２０】さらに、第４の手段によれば、画像形成完
了時に次の画像形成命令が非入力状態であることを判断
した場合、帯電器をクリーニングするための制御を実行
する制御部によって、画像形成作業の効率を低下させる
可能性が低い時期に帯電器がクリーニングされる。

【００２１】さらに第５の手段によれば、消耗品の交換
・補給後に帯電器をクリーニングするための制御を実行
する制御部によって、画像形成作業の効率を低下させる
ことなく、帯電器がクリーニングされる。

【００２２】さらに第６の手段によれば、感光体に対す
る画像形成回数を計数して、計数値が設定値になった場
合、計数値をリセットすると共に帯電器をクリーニング
するための制御を実行する制御部によって、感光体に対
して設定回数だけ画像が形成された場合、帯電器がクリ
ーニングされる。

【００２３】さらに第７の手段によれば、画像における
黒色領域の面積を累積して、累積値を記憶部に記憶さ
せ、かつ累積値が設定値以上になった場合、累積値をリ
セットすると共に帯電器をクリーニングするための制御
を実行する制御部によって、感光体に現像剤が付着する
黒色領域の面積の累積値が設定値以上になった場合、帯
電器がクリーニングされる。

【００２４】さらに第８の手段によれば、前記制御部
が、主走査方向において一定間隔で区切られた感光体の
画像形成面の分割領域に形成された画像における黒色領
域の面積を累積して、分割領域ごとの累積値を記憶部に
記憶させ、前記累積値の１つが設定値以上になった場
合、すべての累積値をリセットすると共に帯電器をクリ
ーニングするための制御を実行する制御部によって、分
割領域において現像剤が付着する黒色領域の面積の累積
値が設定値以上になった場合、帯電器がクリーニングさ
れる。

【００２５】さらに第９の手段によれば、抵抗値の異な
る複数の抵抗素子を備え、制御部からの選択信号に応じ
て選択された抵抗素子によって分圧されたバイアス電圧
を発生する電源部によって、制御部からの選択信号に対
応して１つの電源部がバイアス電圧の電圧値を変化させ
る。

【００２６】さらに第10の手段によれば、感光体の任意
の位置が帯電位置から現像位置に移動する時間をｔとし
た場合、画像形成からクリーニングへの切換時に帯電器
に印加するバイアス電圧を変更してから時間ｔ経過前に
現像器に対するバイアス電圧の印加を中止させ、かつク
リーニングから画像形成への切換時に帯電器に対するバ
イアス電圧を帯電電圧に復帰させてから時間ｔ経過後に
現像器にバイアス電圧を印加させる制御部によって、画
像形成からクリーニングへの切換時またはクリーニング
から画像形成への切換時に、現像器の現像剤が感光体に
転移することが抑制される。

【００２７】さらに第11の手段によれば、感光体に印加
するバイアス電圧を画像形成からクリーニングへの切換
時に帯電器に印加するバイアス電圧と同時に変更し、か
つクリーニングから画像形成への切換時に現像器に対す
るバイアス電圧の印加と同時に画像形成電圧に復帰させ
る制御部によって、切換時におけるバイアス電圧の制御
が簡略化される。

【００２８】さらに第12の手段によれば、帯電器から感
光体にコロナ放電が発生開始する電位差をＶ_t、現像器
から感光体に現像剤が転移開始する電位差がＶ_sである
場合、クリーニング時における感光体に対するバイアス
電圧Ｖ_bを(Ｖ_t＋Ｖ_s)以上に設定する制御部によって、
帯電器から感光体にコロナ放電が発生して帯電器に付着
した異物が効率的に除去され、かつ現像器から感光体へ
の現像剤の転移が確実に防止される。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３０】図２は本発明の電子写真装置の第１実施例
または第２実施例が適用され得るプリンタの概略構成図
である。

【００３１】１は感光体ドラム、２は現像ローラ２aを
備えた現像器、３は転写ローラ、４はクリーニングブレ
ード４aを感光体ドラム１に当接させたクリーニング
器、５は除電器、６はレーザ光学系、７は定着器、８は
ピックアップローラ、９はレジストローラ対、10は記録
紙Ｐを収納した給紙カセット、20は微小ギャップ帯電器
である。

【００３２】微小ギャップ帯電器20は、後述する帯電ロ
ーラまたは帯電ブレードによって構成されており、感光
体ドラム１との間に形成される微小ギャップにおいてコ
ロナ放電を発生させて感光体ドラム１表面を所定の電位
に帯電する。

【００３３】レーザ光学系６は、均一に帯電された感光
体ドラム１を画像情報に対応するレーザビームによって
走査して、感光体ドラム１に静電潜像を形成する。現像
器２は、内部に収納する現像剤であるトナーを負電荷に
帯電し、このトナーを現像ローラ２aによって静電的に
静電潜像の露光領域に転移させることにより、静電潜像
をトナー像に現像する。

【００３４】また、ピックアップローラ８によって分離
された記録紙Ｐは、図示を省略した搬送機構によってレ
ジストローラ対９に到達し、レジストローラ対９によっ
てタイミングをとられて搬送開始される。レジストロー
ラ対９によって搬送開始された記録紙Ｐは、感光体ドラ
ム１と転写ローラ３とによって挾持される転写位置にお
いて、静電的にトナー像が転写される。この記録紙Ｐ
は、定着器７においてトナー像が定着された後、装置外
部に排出される。

【００３５】一方、転写完了後に感光体ドラム１に残留
した残留トナーは、クリーニングブレード４aによって
感光体ドラム１表面から剥離されてクリーニング器４内
部に収納される。また除電器５は、クリーニングされた
感光体ドラム１表面の電荷を中和する。

【００３６】またクリーニング器４は、装置本体に対し
て着脱可能に装着されており、内部が残留トナーで満杯
になった場合に新しいものに交換され、現像器２は内部
のトナーがなくなった場合に外部から現像剤が補給され
る。

【００３７】図３は第１実施例または第２実施例におけ
る帯電ローラを用いた画像形成プロセスの説明図であ
る。

【００３８】帯電ローラ21は感光体ドラム１に当接し
て、感光体ドラム１に同期して回転するように構成され
ており、感光体ドラム１との接触領域の前後において微
小ギャップを形成する。また、感光体ドラム１および帯
電ローラ21には、画像形成時に電源部30によってそれぞ
れ異なる負のバイアス電圧が印加されて電位差が生じ
る。このことにより、帯電ローラ21は、微小ギャップに
おいてコロナ放電を発生させて感光体ドラム１を帯電す
る。

【００３９】また、現像器２はトナーＴを負電荷に帯電
すると共に、現像ローラ２aにトナーＴを付着させる。
現像ローラ２aに付着したトナーＴは、電位差によって
生ずる静電力によって感光体ドラム１に転移し、静電潜
像をトナー像に現像する。図３において負電荷に帯電し
た正規帯電トナーＴmを白抜きの円で示す。感光体ドラ
ム１で現像されたトナー像は転写ローラ３によって記録
紙Ｐに転写される。転写完了時、感光体ドラム１には、
現像器２において十分帯電されなかったトナーＴ，記録
紙Ｐから発生した紙粉およびタルク(ＣaＣＯ₃)等の粉
末，トナーＴに混入したシリカ(ＳiＯ₂)等の異物Ｆが残
留または付着し、この異物Ｆは、転写ローラ３によって
正電荷に帯電される。

【００４０】感光体ドラム１に付着している異物Ｆは、
そのほとんどがクリーニングブレード４aによって剥離
されてクリーニング器４内に回収されるが、少量の異物
Ｆは感光体ドラム１に残留する。異物Ｆは、前述したよ
うに正電荷に帯電していることにより、負電圧が印加さ
れている帯電ローラ21によって吸引されて、除電器５に
よって電荷が中和された感光体ドラム１から帯電ローラ
21に転移する。帯電ローラ21において異物Ｆは、静電引
力によって吸着されると共に加圧されてローラ表面に圧
着する。

【００４１】図４は第１実施例または第２実施例におけ
る帯電ブレードを用いた画像形成プロセスの説明図であ
る。

【００４２】帯電ブレード22は、その放電面と感光体ド
ラム１との離間距離ｇが0.5mm以下になる位置で支持さ
れて、感光体ドラム１との間に微小ギャップを形成して
いる。また、感光体ドラム１，帯電ブレード22および現
像ローラ２aには、画像形成時に電源部30によってそれ
ぞれ異なる負のバイアス電圧が印加されており、帯電ブ
レード22は、微小ギャップにおいてコロナ放電を発生さ
せて感光体ドラム１を帯電し、現像ローラ２aは、電位
差によって生ずる静電力によってトナーＴを感光体ドラ
ム１に転移させて、静電潜像をトナー像に現像する。

【００４３】転写およびクリーニング後に感光体ドラム
１に残留する正電荷に帯電した異物Ｆは、静電力によっ
て帯電ブレード22に転移する。

【００４４】前述したように、帯電ローラ21または帯電
ブレード22に付着した異物Ｆは帯電不良を発生させて画
質を低下させる。以下に述べる微小ギャップ帯電器20に
対するクリーニングプロセスにおいては、説明を簡略化
するため、帯電ローラ21を用いた装置に基づいて説明す
るが、帯電ブレード22を用いた装置においても同様の制
御および制御条件によって同様の作用効果が得られる。

【００４５】図１は本発明の第１実施例における要部を
示す構成図である。

【００４６】電源部30は、感光体ドラム１，現像ローラ
２aおよび帯電ローラ21にバイアス電圧を印加するバイ
アス電源31a〜31d，現像ローラ２aを感光体ドラム１か
ら離間させる電磁ソレノイド11に励磁電圧を印加する励
磁電源32およびＣＰＵ(中央処理装置)41からの選択信号
に対応して接点を切換える切換スイッチ33a〜33cを備え
ている。ここで、バイアス電源31aは−100Ｖのバイアス
電圧を、バイアス電源31bは−800Ｖのバイアス電圧を、
バイアス電源31cは−1700Ｖのバイアス電圧を、バイア
ス電源31dは−700Ｖのバイアス電圧を、励磁電源32は電
磁ソレノイド11の定格電圧である励磁電圧をそれぞれ発
生する。

【００４７】また、制御部40は、装置全体を制御するＣ
ＰＵ41および不揮発性のメモリ42を備え、ＣＰＵ41は、
切換スイッチ33a〜33cにそれぞれ選択信号を出力して、
バイアス電源31a〜31cおよび励磁電源32を切換え、また
はオン／オフする。ここで、ＣＰＵ41は、外部から画像
形成命令が入力した場合、画像を形成するための制御を
実行し、またメモリ42に予め設定されたデータに基づい
て帯電ローラ21に対するクリーニングのタイミングを判
断し、帯電ローラ21をクリーニングするための制御を実
行する。(表１)にＣＰＵ41によって設定される画像形成
時およびクリーニング時の制御条件を示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】ＣＰＵ41は、クリーニング時に(表１)の制
御条件を設定する選択信号を電源部30に対して出力し、
かつ感光体ドラム１および帯電ローラ21を回転させる。
このとき、帯電ローラ21を少なくとも１回転以上回転さ
せる必要があり、ＣＰＵ41はメモリ42に設定された条件
に対応させて帯電ローラ21の回転数を設定する。

【００５０】感光体ドラム１に−800Ｖのバイアス電圧
を印加し、かつ帯電ローラ21に対するバイアス電圧をオ
フすることにより、帯電ローラ21が感光体ドラム１との
間に形成する微小ギャップは、画像形成時とは逆方向の
電界が発生する。このことにより、帯電ローラ21に付着
する正電荷に帯電した異物Ｆには、感光体ドラム１方向
の静電力が作用するため、帯電ローラ21から剥離して感
光体ドラム１に転移する。感光体ドラム１に付着した異
物Ｆは、クリーニング器４によって剥離回収される。ま
た、クリーニング時に電磁ソレノイド11への励磁電圧を
オンにして現像ローラ２aを感光体ドラム１から離間さ
せることにより、現像ローラ２aに付着するトナーＴが
感光体ドラム１に転移することを防止できる。

【００５１】上記した帯電ローラ21に対するクリーニン
グの実行タイミングは、ＣＰＵ41によって判断される
が、ユーザは、操作部(図示省略)によって複数のクリー
ニングモード１〜５の中から１つの、または複数のクリ
ーニングのモードを選択でき、ＣＰＵ41は、ユーザによ
って選択されたクリーニングモードに対応するタイミン
グで帯電ローラ21をクリーニングする。

【００５２】図５はクリーニングモード１によってクリ
ーニングタイミングを判断する場合のフローチャートで
ある。

【００５３】クリーニングモード１が選択された場合、
ＣＰＵ41は、記録紙Ｐに対する画像形成が完了したなら
ば(Ｓ1)、外部から次の画像形成を指示する画像形成命
令が入力しているか、入力していないかを判断して、画
像形成命令が入力済であるならば(Ｓ2においてYESの場
合)、次の画像を形成し(Ｓ3)、画像形成命令が非入力状
態であるならば(Ｓ2においてNOの場合)、帯電ローラ21
に対するクリーニングを実行する(Ｓ4)。

【００５４】図６はクリーニングモード２によってクリ
ーニングタイミングを判断する場合のフローチャートで
ある。

【００５５】装置には、図示を省略した複数のセンサが
配置されており、ＣＰＵ41は、前記センサからの信号に
よってクリーニング器４や、現像器２内のトナーＴ等の
消耗品の交換または補給の開始および終了を判断するよ
うに構成されている。

【００５６】クリーニングモード２が選択された場合、
ＣＰＵ41は、消耗品の交換または補給が完了したならば
(Ｓ11)、このときに必要な装置の立上げ時間の間に、帯
電ローラ21に対するクリーニングを実行する(Ｓ12)。ま
た、装置の立上げには、一定以上の時間が必要であるた
め、その時間内であるならば、クリーニング時間をクリ
ーニングモード１の場合より長くしても、装置の効率を
低下させてユーザの待ち時間を長くすることが防止され
る。

【００５７】図７はクリーニングモード３によってクリ
ーニングタイミングを判断する場合のフローチャートで
ある。

【００５８】クリーニングモード３が選択された場合、
ＣＰＵ41は、記録紙Ｐに対する画像形成が完了したなら
ば(Ｓ21)、メモリ42が記憶している画像形成回数Ｎに１
を加算し(Ｓ22)、この画像形成回数Ｎと、メモリ42に予
め定数として設定されている設定値ＳＮとを比較し、画
像形成回数Ｎと設定値ＳＮとが一致した場合(Ｓ23にお
いてYESの場合)、帯電ローラ21に対するクリーニングを
実行すると共に(Ｓ24)、画像形成回数Ｎをリセットして
０とし(Ｓ25)、また画像形成回数Ｎが、まだ設定値ＳＮ
になっていない場合(Ｓ23においてNOの場合)、継続して
画像形成回数Ｎをカウントする。

【００５９】クリーニングモード３のタイミングでクリ
ーニングを実行することにより、帯電ローラ21がほとん
ど汚れていない場合にクリーニングを実行することが防
止される。

【００６０】図８はクリーニングモード４によってクリ
ーニングタイミングを判断する場合のフローチャートで
ある。

【００６１】クリーニングモード４が選択された場合、
ＣＰＵ41は、記録紙Ｐに対する画像形成が完了したなら
ば(Ｓ31)、形成した画像においてトナーが付着した黒色
領域の黒色領域面積Ａを算出し(Ｓ32)、算出した黒色領
域面積Ａをメモリ42が記憶している累積黒色領域面積Ｔ
Ａに加算し(Ｓ33)、この累積黒色領域面積ＴＡとメモリ
42に予め設定されている設定値ＳＡとを比較する(Ｓ3
4)。累積黒色領域面積ＴＡが設定値ＳＡ以上である場合
(Ｓ34においてYESの場合)、帯電ローラ21に対するクリ
ーニングを実行すると共に(Ｓ35)、累積黒色領域面積Ｔ
Ａをリセットして０とし(Ｓ36)、また累積黒色領域面積
ＴＡが設定値ＳＡより小さい場合(Ｓ34においてNOの場
合)、継続して黒色領域面積Ａを累積する。

【００６２】累積黒色領域面積ＴＡをパラメータとして
クリーニングの実行タイミングを判断することにより、
帯電ローラ21の汚れは累積黒色領域面積ＴＡに略対応す
るので、画質低下がまだ発生せず、かつ帯電ローラ21が
ある程度汚れた適正なタイミングで帯電ローラ21がクリ
ーニングされる。

【００６３】図９はクリーニングモード５によってクリ
ーニングタイミングを判断する場合のフローチャートで
ある。

【００６４】ＣＰＵ41は、図10の説明図に示すように、
感光体ドラム１表面を主走査方向において一定のピッチ
で区切って分割領域Ｃ1〜ＣＮを設定する。

【００６５】クリーニングモード５が選択された場合、
ＣＰＵ41は、記録紙Ｐに対する画像形成が完了したなら
ば(Ｓ41)、各分割領域Ｃ1〜ＣＮごとの黒色領域面積Ａ1
〜ＡＮをそれぞれ算出し(Ｓ42)、算出した各黒色領域面
積Ａ1〜ＡＮをメモリ42が記憶している各分割領域Ｃ1〜
ＣＮごとの累積黒色領域面積ＴＡ1〜ＴＡＮにそれぞれ
対応させて加算し(Ｓ43)、この累積黒色領域面積ＴＡ1
〜ＴＡＮとメモリ42に予め設定されている設定値ＳＡ′
とを比較する(Ｓ44)。少なくとも１つ以上の累積黒色領
域面積ＴＡ1〜ＴＡＮが設定値ＳＡ′以上である場合(Ｓ
44においてYESの場合)、帯電ローラ21に対するクリーニ
ングを実行すると共に(Ｓ45)、すべての累積黒色領域面
積ＴＡ1〜ＴＡＮをリセットして０とし(Ｓ46)、またす
べての累積黒色領域面積ＴＡ1〜ＴＡＮが設定値ＳＡ′
より小さい場合(Ｓ44においてNOの場合)、継続して黒色
領域面積Ａ1〜ＡＮを累積する。

【００６６】累積黒色領域面積ＴＡ1〜ＴＡＮをパラメ
ータとしてクリーニングの実行タイミングを判断するこ
とにより、全体としては黒色領域の比率が高くなくても
局部的に黒色領域が集中した画像を形成して、主走査方
向において帯電ローラ21が局部的に汚れるような場合
に、帯電ローラ21がクリーニングされる。

【００６７】図11は本発明の第２実施例における要部を
示す構成図である。

【００６８】電源部30は、高圧電源34と、この高圧電源
34が発生する電圧を分圧して感光体ドラム１および現像
ローラ２aに印加するバイアス電圧を設定する抵抗素子3
5およびバリスタ36a〜36cと、ＣＰＵ(中央処理装置)43
からの選択信号に対応して接点を切換える切換スイッチ
37a〜37cとを備えている。ここで、接点を切換えること
により、切換スイッチ37aは感光体ドラム１に−100Ｖま
たは−800Ｖのバイアス電圧を印加し、切換スイッチ37b
は帯電ローラ21に−1700Ｖのバイアス電圧を印加し、ま
たはバイアス電圧をオフし、切換スイッチ37cは現像ロ
ーラ２aに−700Ｖのバイアス電圧を印加し、またはバイ
アス電圧をオフする。

【００６９】また、ＣＰＵ43は、図５ないし図９に基づ
いて説明したクリーニングモード１〜５からユーザによ
って選択された１つ、または複数のクリーニングモード
に基づいて帯電ローラ21に対するクリーニングを実行す
る。ＣＰＵ43は、画像形成からクリーニングへの切換時
に、後述するタイミングで感光体ドラム１，帯電ローラ
21および現像ローラ２aに印加するバイアス電圧を変化
させ、またはオン／オフすることにより、帯電ローラ21
に付着した異物に静電力を作用させて帯電ローラ21から
異物Ｆを除去する。

【００７０】図12は第２実施例におけるバイアス電圧の
切換タイミングを示すタイミングチャート、図13ないし
図17は第２実施例における画像形成からクリーニングま
たはクリーニングから画像形成への切換時の状態を示す
説明図である。

【００７１】図13は画像形成からクリーニングへの切換
時の状態を示しており、図中においてＬ1およびＬ2は、
感光体ドラム１と現像ローラ２aとの接線および感光体
ドラム１と帯電ローラ21との接線をそれぞれ示し、Ｆ1
は切換時に感光体ドラム１が帯電ローラ21に接していた
位置を示す。このとき、ＣＰＵ43は、感光体ドラム１に
対するバイアス電圧を−100Ｖから−800Ｖに、帯電ロー
ラ21に対するバイアス電圧を−1700Ｖから０Ｖにそれぞ
れ変化させる。このことにより、感光体ドラム１表面に
おけるＬ1〜Ｆ1間の領域は、電位が−1000Ｖから−1700
Ｖになる。

【００７２】ＣＰＵ43は、バイアス電圧を変化させた状
態で感光体ドラム１，帯電ローラ21および現像ローラ２
aをそれぞれ回転させる。このとき、図14に示すＬ1〜Ｆ
1間においては、感光体ドラム１表面と現像ローラ２aと
の間に十分な電位差があるので、現像ローラ２aが保持
する負電荷に帯電したトナーＴが感光体ドラム１に転移
することが防止される。またＦ1〜Ｌ2間においては、接
線Ｌ1前後の微小ギャップで感光体ドラム１から帯電ロ
ーラ21への逆放電が発生して、表面電位が−100Ｖにな
る。このとき、微小ギャップにおける電界は、画像形成
時と方向が逆になる。微小ギャップにおいて、逆放電が
発生することにより、放電イオン流によって帯電ローラ
21に付着した異物Ｆが振動，撹拌され、かつ電界の方向
が逆転することにより、正電荷に帯電した異物に感光体
ドラム１方向の静電力が作用するため、帯電ローラ21に
付着した異物Ｆを効率的に剥離し、かつ感光体ドラム１
に転移させることができる。

【００７３】ＣＰＵ43は、図15に示すように位置Ｆ1が
接線Ｌ1に到達する直前に、現像ローラ２aへのバイアス
電圧を−700Ｖから０Ｖに変化させて、現像ローラ２aか
ら−100Ｖに帯電したＦ1〜Ｌ2間にトナーＴが転移する
ことを防止し、この状態を設定時間だけ維持する。この
とき、帯電ローラ21は、前述したように微小ギャップに
おける逆放電および静電力によって付着している異物が
除去される。

【００７４】ＣＰＵ43は、設定時間だけ帯電ローラ21を
クリーニングしたときに画像形成命令が入力していない
場合、装置を停止させて待機状態に保持し、また画像形
成命令が入力している場合、まず図16に示すように帯電
ローラ21へのバイアス電圧を０Ｖから−1700Ｖに復帰さ
せる。図中においてＦ2は、帯電ローラ21へのバイアス
電圧復帰時に感光体ドラム１が帯電ローラ21に接してい
た位置を示す。帯電ローラ21へのバイアス電圧を−1700
Ｖにすることにより、Ｆ2〜Ｌ2間は、レーザビームによ
って静電潜像を形成することが可能な−1000Ｖに帯電す
る。このとき、現像ローラ２aへのバイアス電圧は０Ｖ
に保持されているので、−100Ｖに帯電したＬ1〜Ｆ2間
において、トナーＴが現像ローラ２aから感光体ドラム1
へ転移することが防止される。

【００７５】次に、ＣＰＵ43は、図17に示すように位置
Ｆ2が接線Ｌ1を通過した直後に現像ローラ２aへのバイ
アス電圧を−700Ｖに復帰し、かつ感光体ドラム１への
バイアス電圧を−100Ｖに復帰する。このことにより、
感光体ドラム１に対して画像を形成することが可能にな
る。

【００７６】上記プロセスにおいて、位置Ｆ1が接線Ｌ1
に移動するのに必要な時間をｔとすれば、図12に示す感
光体ドラム１および帯電ローラ21へのバイアス電圧を変
化させてから現像ローラ２aへのバイアス電圧を変化さ
せるまでの時間ｔ1は、ｔより僅かに短くなり、また帯
電ローラ21へのバイアス電圧を復帰させてから感光体ド
ラム１および現像ローラ２aへのバイアス電圧を復帰さ
せるまでの時間ｔ2は、ｔより僅かに長くなる。

【００７７】図18は帯電ローラ21に印加するバイアス電
圧と感光体ドラム１表面の帯電電位との関係を示す特性
図、図19は感光体ドラム１および帯電ローラ21の電位差
と感光体ドラム１へのトナー転移量との関係を示す特性
図である。

【００７８】上記したプロセスにおいて、クリーニング
時に感光体ドラム１に印加するバイアス電圧を−800Ｖ
に設定したが、このバイアス電圧Ｖ_bは、帯電ローラ21
が感光体ドラム１へ放電を開始する放電開始バイアス電
圧Ｖ_tおよび帯電ローラ21から感光体ドラム１へトナー
Ｔが転移を開始する帯電ローラ21と感光体ドラム１との
転移開始電位差Ｖ_sに対応させて設定する。

【００７９】ここで、図18に示す帯電ローラ21から感光
体ドラム１に放電を開始するバイアス電圧Ｖ_tは約−700
Ｖであり、感光体ドラム１は帯電ローラ21に印加される
バイアス電圧と放電開始バイアス電圧との差に略等しい
電位に帯電する。また、接触現像の場合、負電荷に帯電
したトナーＴに反発力を作用させなければ現像ローラ２
aから感光体ドラム１へのトナーＴの転移が発生するこ
とにより、感光体ドラム１を負電荷に帯電させなければ
ならず、図19に示す転移開始電位差Ｖ_sは約−100Ｖであ
る。

【００８０】したがって、微小ギャップにおいて逆放電
を発生させ、かつ感光体ドラム１と現像ローラ２aとの
間でトナーＴの転移を防止するためには、｜Ｖ_b｜≧｜
Ｖ_t＋Ｖ_s｜＝｜(−700)＋(−100)｜の関係を満足させる
必要があり、第２実施例においては、クリーニング時の
感光体ドラム１へのバイアス電圧Ｖ_bを−800Ｖに設定し
た。

【００８１】第２実施例によれば、第１実施例と比較し
て現像ローラ２aを感光体ドラム１から離間させる離間
手段である電磁ソレノイド11等が不要になるため、装置
の構成部材の点数を減少でき、かつ装置を小型化でき
る。

【００８２】また、第２実施例においては、図13に示す
タイミングで感光体ドラム１に印加するバイアス電圧を
−100Ｖから−800Ｖに変化させたが、図15に示した現像
ローラ２aへのバイアス電圧を−700Ｖから０Ｖに変化さ
せるタイミングと同時に感光体ドラム１へのバイアス電
圧を変化させても、正常に帯電ローラ21をクリーニング
できる。しかし、この場合は、帯電ローラ21に対する実
質的なクリーニング開始が遅延するため、帯電ローラ21
を十分にクリーニングするために必要な時間が長くな
る。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の手
段によれば、帯電器に付着する現像剤や紙粉等の異物が
剥離して感光体に転移することにより、帯電器の放電部
をクリーニングすることができるので、感光体を所定の
電位に確実に帯電することができる。

【００８４】また、第２の手段によれば、帯電器に付着
する現像剤や紙粉等の異物が剥離して感光体に転移し、
かつ現像器が感光体から離間することにより、帯電器の
放電部をクリーニングすることができるので、感光体を
所定の電位に確実に帯電することができ、かつ現像器が
保持する現像剤がクリーニング時に感光体に転移するこ
とを防止できるので、現像剤が無駄に消費されることを
抑制できる。

【００８５】また第３の手段によれば、帯電器に付着す
る現像剤や紙粉等の異物が剥離して感光体に転移し、か
つクリーニング時に現像剤が現像器から感光体に転移す
ることが抑制されることにより、帯電器の放電部をクリ
ーニングすることができるので、感光体を所定の電位に
確実に帯電することができ、かつクリーニング時に現像
剤が無駄に消費されることを抑制できる。

【００８６】さらに、第４の手段によれば、画像形成作
業の効率を低下させる可能性が低い時期に帯電器がクリ
ーニングされることにより、ユーザの待ち時間が増加す
ることを抑制でき、かつ帯電器を良好な状態に維持でき
る。

【００８７】さらに第５の手段によれば、画像形成作業
の効率を低下させることのない時期に帯電器がクリーニ
ングされることにより、ユーザの待ち時間が増加するこ
とを防止でき、かつクリーニングする時間を十分とるこ
とができるので、帯電器を確実に良好な状態に維持でき
る。

【００８８】さらに第６の手段によれば、感光体に対し
て設定回数だけ画像が形成された場合、帯電器がクリー
ニングされることにより、帯電器がある程度汚れた状態
でクリーニングされるので、汚れていない状態で帯電器
がクリーニングされることを防止できる。

【００８９】さらに第７の手段によれば、感光体に現像
剤が付着する黒色領域の面積の累積値が設定値以上にな
った場合、帯電器がクリーニングされることにより、画
像の形成回数，画像の黒色領域の比率および画像サイズ
に対応してクリーニング時期が判断されるので、適正な
時期に帯電器がクリーニングされて、帯電器を常に良好
な状態に維持でき、かつ無駄なクリーニングが実行され
ることを防止できる。

【００９０】さらに第８の手段によれば、分割領域にお
いて現像剤が付着する黒色領域の面積の累積値が設定値
以上になった場合、帯電器がクリーニングされることに
より、主走査方向において局部的に黒色領域が集中する
画像を連続して形成した場合に、帯電器がクリーニング
されるので、帯電器が主走査方向において局部的に汚れ
ることを防止できる。

【００９１】さらに第９の手段によれば、制御部からの
選択信号に対応して１つの電源部がバイアス電圧の電圧
値を変化させることにより、電源部の構成を簡略化でき
る。

【００９２】さらに第10の手段によれば、画像形成から
クリーニングへの切換時またはクリーニングから画像形
成への切換時に、現像器の現像剤が感光体に転移するこ
とが抑制されることにより、現像剤が無駄に消費される
ことを抑制できる。

【００９３】さらに第11の手段によれば、画像形成から
クリーニングへの切換時におけるバイアス電圧の制御が
簡略化されることにより、制御部への負荷を低減でき
る。

【００９４】さらに第12の手段によれば、帯電器から感
光体にコロナ放電が発生して帯電器に付着した異物が効
率的に除去され、かつ現像器から感光体への現像剤の転
移が確実に防止されることにより、帯電器をクリーニン
グする能力を強化でき、かつクリーニング時に現像剤が
無駄に消費されることを防止できる。

【００９５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置の第１実施例における要
部を示す構成図である。

【図２】本発明の第１実施例または第２実施例が適用さ
れ得るプリンタの概略構成図である。

【図３】本発明の第１実施例または第２実施例における
帯電ローラを用いた画像形成プロセスの説明図である。

【図４】本発明の第１実施例または第２実施例における
帯電ブレードを用いた画像形成プロセスの説明図であ
る。

【図５】クリーニングモード１によってクリーニングタ
イミングを判断する場合のフローチャートである。

【図６】クリーニングモード２によってクリーニングタ
イミングを判断する場合のフローチャートである。

【図７】クリーニングモード３によってクリーニングタ
イミングを判断する場合のフローチャートである。

【図８】クリーニングモード４によってクリーニングタ
イミングを判断する場合のフローチャートである。

【図９】クリーニングモード５によってクリーニングタ
イミングを判断する場合のフローチャートである。

【図１０】感光体ドラムにおける分割領域の説明図であ
る。

【図１１】本発明の第２実施例における要部を示す構成
図である。

【図１２】第２実施例におけるバイアス電圧の切換タイ
ミングを示すフローチャートである。

【図１３】第２実施例における画像形成からクリーニン
グまたはクリーニングから画像形成への切換時の状態を
示す説明図である。

【図１４】第２実施例における画像形成からクリーニン
グまたはクリーニングから画像形成への切換時の状態を
示す説明図である。

【図１５】第２実施例における画像形成からクリーニン
グまたはクリーニングから画像形成への切換時の状態を
示す説明図である。

【図１６】第２実施例における画像形成からクリーニン
グまたはクリーニングから画像形成への切換時の状態を
示す説明図である。

【図１７】第２実施例における画像形成からクリーニン
グまたはクリーニングから画像形成への切換時の状態を
示す説明図である。

【図１８】帯電ローラに印加するバイアス電圧と感光体
ドラム表面の帯電電位との関係を示す特性図である。

【図１９】感光体ドラムおよび帯電ローラの電位差と感
光体ドラムへのトナー転移量との関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…現像器、２a…現像ロー
ラ、 11…電磁ソレノイド、 20…微小ギャップ帯電
器、 21…帯電ローラ、 22…帯電ブレード、 30…電
源部、 40…制御部、 41，43…ＣＰＵ(中央処理装
置)、 42…メモリ、Ｔ…トナー、Ｔm…正規帯電ト
ナー、Ｆ…異物、Ｐ…記録紙。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、この感光体に対して僅かに離
間して微小ギャップを形成する帯電器と、前記感光体に
対する画像形成時に感光体および前記帯電器にそれぞれ
異なるバイアス電圧を印加して、前記微小ギャップ間で
帯電器から感光体にコロナ放電を発生させる電源部とを
備えた電子写真装置において、帯電器に対するクリーニ
ング時に、前記バイアス電圧の設定値を変更し前記電源
部を駆動させて、感光体と帯電器との間に前記画像形成
時と逆方向の電界を発生させ、帯電器に付着する異物に
感光体方向の静電力を作用させる制御部を備えたことを
特徴とする電子写真装置。
【請求項２】感光体と、この感光体に接触すると共に
前記感光体から僅かに離間した微小ギャップを形成する
帯電器と、感光体に当接して現像剤を保持する現像器
と、感光体に対する画像形成時に感光体および前記帯電
器にそれぞれ異なるバイアス電圧を印加して、前記微小
ギャップ間で帯電器から感光体にコロナ放電を発生させ
る電源部とを備えた電子写真装置において、前記現像器
を感光体から離間させる離間手段と、帯電器に対するク
リーニング時に、前記離間手段を作動させ、かつ前記バ
イアス電圧の設定値を変更し前記電源部を駆動させて、
感光体と帯電器との間に前記画像形成時と逆方向の電界
を発生させ、帯電器に付着する異物に感光体方向の静電
力を作用させる制御部とを備えたことを特徴とする電子
写真装置。
【請求項３】作像方向に移動する感光体と、この感光
体に対して僅かに離間して微小ギャップを形成する帯電
器と、前記感光体に対向し現像剤を保持する現像器と、
感光体に対する画像形成時に感光体および前記帯電器お
よび前記現像器にそれぞれ異なるバイアス電圧を印加し
て、前記微小ギャップ間で帯電器から感光体にコロナ放
電を発生させ、かつ現像器から感光体に現像剤を転移さ
せる電源部とを備えた電子写真装置において、帯電器に
対するクリーニング時に、前記バイアス電圧の設定値を
変更し前記電源部を駆動させて、感光体と帯電器との間
に前記画像形成時と逆方向の電界を発生させ、帯電器に
付着する異物に感光体方向の静電力を作用させ、かつ現
像器に対するバイアス電圧の印加を中止させる制御部を
備えたことを特徴とする電子写真装置。
【請求項４】前記制御部が、前記感光体に対する画像
形成の完了時に次の画像の画像形成命令が非入力状態で
あることを判断した場合、前記帯電器をクリーニングす
るための制御を実行することを特徴とする請求項１，２
または３記載の電子写真装置。
【請求項５】前記制御部が、装置に対する消耗品の交
換・補給後に前記帯電器をクリーニングするための制御
を実行することを特徴とする請求項１，２または３記載
の電子写真装置。
【請求項６】前記制御部が、前記感光体に対する画像
形成回数を計数して、前記画像形成回数の計数値が予め
設定された値になった場合、前記計数値をリセットする
と共に、前記帯電器をクリーニングするための制御を実
行することを特徴とする請求項１，２または３記載の電
子写真装置。
【請求項７】前記制御部が、前記感光体に形成された
画像における黒色領域の面積を累積して、累積値を記憶
部に記憶させ、かつ前記累積値が予め設定されている値
以上になった場合、累積値をリセットすると共に、前記
帯電器をクリーニングするための制御を実行することを
特徴とする請求項１，２または３記載の電子写真装置。
【請求項８】前記制御部が、前記感光体の画像形成面
を主走査方向において一定間隔で区切って分割領域を設
定し、かつ前記分割領域に形成された画像における黒色
領域の面積を累積して、分割領域ごとの累積値を記憶部
に記憶させ、前記累積値の任意の１つが予め設定されて
いる値以上になった場合、すべての累積値をリセットす
ると共に、前記帯電器をクリーニングするための制御を
実行することを特徴とする請求項１，２または３記載の
電子写真装置。
【請求項９】前記電源部が複数の抵抗素子を備え、前
記制御部からの選択信号に応じて選択された前記抵抗素
子によって分圧されたバイアス電圧を発生することを特
徴とする請求項１，２または３記載の電子写真装置。
【請求項１０】前記感光体における任意の位置が前記
帯電器による帯電位置から前記現像器による現像位置に
移動する時間をｔとした場合、前記制御部が、画像形成
からクリーニングへの切換時に前記帯電器に印加するバ
イアス電圧を変更してから時間ｔ経過前に前記現像器に
対するバイアス電圧の印加を中止させ、かつクリーニン
グから画像形成への切換時に帯電器に対するバイアス電
圧を帯電電圧に復帰させてから時間ｔ経過後に現像器に
バイアス電圧を印加させることを特徴とする請求項３記
載の電子写真装置。
【請求項１１】前記制御部が、前記感光体に印加する
バイアス電圧を画像形成からクリーニングへの切換時に
前記帯電器に対するバイアス電圧と同時に変更し、かつ
クリーニングから画像形成への切換時に前記現像器に対
するバイアス電圧の印加と同時に画像形成電圧に復帰さ
せることを特徴とする請求項３記載の電子写真装置。
【請求項１２】前記微小ギャップにおいて、前記帯電
器から前記感光体にコロナ放電が発生開始する電位差が
放電開始電圧Ｖ_t、前記現像器から感光体に現像剤が転
移開始する電位差が現像開始電圧Ｖ_sである場合、前記
制御部が、前記クリーニング時における感光体に対する
バイアス電圧Ｖ_bを(Ｖ_t＋Ｖ_s)以上に設定することを特
徴とする請求項３記載の電子写真装置。