JPH07111610B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、複写機等の電子写真法を用いた画像形成装
置に関する。

（ｂ）発明の概要 この発明に係る画像形成装置は要約すれば、ウォーミン
グアップ処理実行中の感光体の予備回転中に逆極性帯電
手段により、感光体表面を静電潜像を形成する電位とは
逆極性の電位に帯電させることにより、現像装置内の不
良現像剤を感光体表面に吸着して除去するようにしたも
のである。

（ｃ）従来の技術 電子写真法を用いた画像形成装置は、感光体の外周部近
傍に現像装置装置を備え、この現像装置内に現像剤を収
納している。現像装置は感光体表面に対し内部に収納し
た現像剤を供給し、感光体表面に予め形成されている静
電潜像を顕像化する。この現像剤として熱可塑性樹脂粉
末のトナーと磁性体の微細粒のキャリアとからなる２成
分現像剤を用いたものでは、現像装置内においてトナー
とキャリアを攪拌し、両者を摩擦帯電させてキャリアの
表面にトナーを静電吸着させる。現像装置内の感光体表
面に対向した窓部にはマグネットローラが露出してお
り、このマグネットローラの表面にトナーを保持したキ
ャリアが磁気吸着する。トナーおよびキャリアからなる
現像剤は感光体表面とマグネットローラ表面との間にお
いて磁気ブラシを形成し、感光体表面に形成された静電
潜像にトナーのみが吸着される。静電潜像を形成する電
位は帯電チャージャの駆動により感光体表面に帯電する
から、帯電チャージャのコロナ放電の極性は、トナーの
摩擦帯電による帯電電位の極性とは逆にされている。

（ｄ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の２成分現像剤を用いた画像形
成装置では、経時劣化により現像剤を構成するトナーの
帯電量が不均一になり、逆極性の電位を帯電する場合も
ある。このような不良トナーは現像工程において感光体
表面の静電潜像のない部分、すなわち画像がない部分に
付着する。これによって用紙上に形成される画像の白地
部分にもトナーが付着して画像品質が低下する欠点があ
った。

この発明の目的は、現像装置内に発生した不良トナーの
みを感光体表面に吸着させてこれを取り除くことによ
り、形成される画像の品質を向上できる画像形成装置を
提供することにある。

（ｅ）問題点を解決するための手段 感光体に付着した余剰の現像剤を除去するクリーナを備
えるとともに、ウォーミングアップ処理実行中に感光体
を予備回転させる画像形成装置において、 前記予備回転中に静電潜像を形成する電位とは逆極性の
電位に感光体表面を帯電させる逆極性帯電手段を設けた
ことを特徴とする。

（ｆ）作用 この発明の画像形成装置においては、ウォーミングアッ
プ処理実行中の感光体の予備回転時に、感光体表面は逆
極性帯電手段により静電潜像を形成する電位とは逆極性
の電位に帯電する。この逆極性の電位を帯電した感光体
表面に対し現像装置から現像剤を供給すると、静電潜像
に吸着する正常なトナーは逆極性の電位を帯電した感光
体表面には吸着せず、正常なトナーとは反対の極性に帯
電したトナーや帯電電位の低い不良トナーが感光体表面
に吸着する。予備回転時には用紙は給紙されないから、
感光体表面に吸着した不良トナーはそのままクリーナに
導かれ感光体表面から除去される。これによって現像装
置内に発生した不良トナーは感光体表面を介してクリー
ナ内に導かれる。また、これら感光体およびクリーナ
は、画像形成装置に既存の部材であり、不良現像剤を除
去するための専用の部材を別途設ける必要がない。

（ｇ）実施例 第１図は、この発明の実施例である画像形成装置の要部
の構成を示す正面断面の略図である。

感光体ドラム２は円筒形形状を呈し、回転自在に支持さ
れている。この感光体ドラム２には図外のメインモータ
の回転が伝達される。この感光体ドラム２の外周部近傍
には、帯電チャージャ３、ブランクランプ４、現像装置
５、逆極性チャージャ１、転写チャージャ６、剥離チャ
ージャ７およびクリーナ８が備えられている。帯電チャ
ージャ３は感光体ドラム２の表面に対してコロナ放電を
行い単一極性の電位を帯電させる。ブランクランプ４は
感光体ドラム２の表面において原稿に対向しない非画像
領域に光を照射する。感光体ドラム２の表面において画
像形成領域には図外の光学系装置から原稿に照射された
光の反射光が図中一点斜線で示すように配光され、静電
潜像が形成される。この静電潜像に対して現像装置５か
ら現像剤が供給され顕像化される。現像装置５は内部に
マグネットローラ5aおよび攪拌ローラ5bを備えている。
攪拌ローラ5bは現像装置５内に収納された２成分現像剤
を攪拌し、トナーおよびキャリアを摩擦帯電させる。マ
グネットローラ5aには現像装置クラッチ5cを介して回転
力が伝達される。また、マグネットローラ5aの内部には
磁極が備えられており、マグネットローラ5aが回転する
とその外周部には回転磁界が形成される。この回転磁界
によりマグネットローラ5aの表面にはトナーを静電吸着
したキャリアが磁気吸着する。これによってトナーおよ
びキャリアは感光体ドラム２に対向するマグネットロー
ラ5aの表面において磁気ブラシを形成し、感光体ドラム
２の表面の静電潜像にトナーが吸着する。

このようにして感光体ドラム２の表面に形成されたトナ
ー画像は、転写チャージャ６に対向する。転写チャージ
ャ６はタイミングローラ10により搬送された用紙に対し
て帯電チャージャ３と同一極性のコロナ放電を行い、用
紙の表面にトナー画像を転写する。剥離チャージャ７は
トナー画像を転写された用紙に対しACコロナ放電を行
い、感光体ドラム２への吸着力を緩和する。これによっ
て感光体ドラム２の表面から剥離した用紙は搬送ベルト
11により定着装置に導かれ、加熱および加圧を受けてト
ナー画像を溶融定着する。

転写工程を終了した感光体ドラム２の表面はクリーナ８
が有するブレード8aに当接する。このブレード8aは感光
体ドラム２の表面に残留しているトナーをかき落とし下
方に落下させる。更に、感光体ドラム２の表面は除電ラ
ンプ９により光を照射され、残留している電位が消去さ
れる。感光体ドラム２の回転軸にはスリット円板12が固
定されている。このスリット円板12は外周部に同一間隔
のスリットを複数有し、このスリットにフォトインタラ
プタ13が対向する。フォトインタラプタ13はスリットが
通過する毎に検出信号を出力する。

第２図は、上記画像形成装置の制御部の一部を示すブロ
ック図である。

CPU21にはI/Oインターフェース24を介して各入出力機器
が接続されている。CPU21はROM22に予め書き込まれたプ
ログラムに従ってこれら入出力機器に対し制御データを
出力する。RAM23のメモリエリアの一部はこのときのワ
ーキングエリアとして割り当てられている。I/Oインタ
ーフェース24にはチャージャ駆動部25、除電ランプ駆動
部26、クラッチ駆動部27、ブランクランプ駆動部28およ
びカウンタ29等が接続されており、入出力機器の一部を
構成している。I/Oインターフェース24にはこれらの他
にもメインモータを駆動するモータドライバや画像形成
装置が有する各装置を駆動する駆動部が接続されてい
る。

チャージャ駆動部25には帯電チャージャ３、転写チャー
ジャ６、剥離チャージャ７および逆極性チャージャ１が
接続されている。除電ランプ駆動部26には除電ランプ９
が接続されている。クラッチ駆動部27には現像装置クラ
ッチ5cが接続されている。ブランクランプ駆動部28には
ブランクランプ24が接続されている。カウンタ29はフォ
トインタラプタ13が出力した検出信号を計数し、この計
数値が予め設定された値になるとCPU21にタイミングパ
ルスを出力する。CPU21はカウンタ29からタイミングパ
ルスが出力されると、そのタイミングに応じた装置を制
御するデータを出力する。従って、画像形成装置に備え
られた各装置は感光体ドラム２の回転に同期して動作す
る。

第３図は、上記画像形成装置の動作の一部を示すフロー
チャートである。

画像形成装置に電源が投入されると、定着装置を加熱す
るヒータランプを駆動する（n1）。次いでメインモータ
を駆動し（n2）、感光体ドラム２の予備回転を行う。こ
のとき、逆極性チャージャ１および現像装置クラッチ5c
を駆動する（n3,n4）。逆極性チャージャ１は帯電チャ
ージャ３のコロナ放電と反対極性のコロナ放電を行い、
静電潜像を形成する電位とは逆極性の電位が感光体ドラ
ム２の表面に帯電する。従って、感光体ドラム２の表面
には正常なトナーがキャリアとの摩擦により帯電する電
位と同極性の電位が帯電する。

感光体ドラム２が矢印Ａ方向に回転し、静電潜像を形成
する電位と逆極性の電位に帯電した部分が現像装置５に
対向すると、正常なトナーは感光体ドラム２の表面の電
位に反発し感光体ドラム２の表面には吸着しない。これ
に対して現像装置５の内部で生成された不良トナーは感
光体ドラム２の表面に引かれてこれに吸着する。感光体
ドラム２が引き続き矢印Ａ方向に回転すると、表面に吸
着した不良トナーはクリーナ８のブレード8aによりかき
落とされ、クリーナ８内に収納される。以上のステップ
n3,n4はRAM23のメモリエリアM1に割当てられたカウンタ
Ｃが所定数Ａを計数するまで連続して行われる（n5）。
このステップn3〜n5がこの発明の逆極性帯電手段に相当
する。

カウンタＣの内容が所定数Ａに一致し感光体ドラム２が
一定数回転すると、逆極性チャージャ１の駆動を停止す
る（n6）。これとともに、カウンタＣが所定数Ｂを計数
するまで帯電チャージャ３、転写チャージャ６、剥離チ
ャージャ７、現像装置５および除電ランプ９を駆動し
（n7〜n10）、感光体ドラム２が一定数回転する間通常
の画像形成プロセスに係る動作を実行する。感光体ドラ
ム２が一定数回転すると、画像形成プロセスに係る各装
置の駆動を停止するとともにメインモータをオフし（n1
1〜n14）、感光体ドラム２の予備回転を終了する。

こののちヒータランプの温度ｔが基準温度Ｔに一致する
と（n25）、ウォーミングアップを完了したとしてレデ
ィランプをオンし（n16）、画像形成プロセスの実行を
受け付ける。

以上のように電源投入時毎に実行されるウォーミングア
ップの予備回転中に、感光体ドラム２の表面に対して逆
極性チャージャ１によりコロナ放電を行い、現像装置５
から不良トナーを取り除くと、第４図に示すように形成
画像の劣化を効果的に防止することができた。すなわ
ち、この発明を実施しない場合には同図中実線で示すよ
うに画像形成した用紙の下地の濃度は画像形成回数の増
加に伴って濃くなっていく。これは、現像装置５内で生
成された不良トナーが画像形成プロセスにおいて感光体
ドラム２の静電潜像部分以外に付着し、用紙上に転写さ
れたものである。

一方、この発明を実施した画像形成装置では同図中破線
で示すように、用紙の下地濃度は画像形成回数の増加に
対し略不変であるといえる。このように、下地濃度が一
定であると画像とのコントラストが明確になり鮮明な画
像を得ることができる。

（ｈ）発明の効果 この発明によれば、逆極性帯電手段により感光体表面に
静電潜像を形成する電位とは逆極性の電位を帯電させる
ことができる。これを感光体の予備回転中に実行するこ
とにより現像装置内の不良現像剤を感光体表面に吸着さ
せ、現像装置内から除去することができる。従って、正
規の画像形成プロセス中に画像部分以外に付着する不良
現像剤を予め取り除いておくことができるため、画像の
形成状態を良好に維持することができる。また、不良現
像剤除去のための専用の部材を別途設ける必要がなく、
装置の大型化およびコストの上昇を防止できる。しか
も、逆極性帯電手段はウォーミングアップ処理実行中の
予備回転においてなされ、ウォーミングアップ処理は電
源投入時毎になされるから、電源投入時毎に逆極性帯電
手段により不良現像剤を取り除くことができるため、不
良現像剤の除去を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である画像形成装置の要部を
示す正面断面の略図、第２図は同画像形成装置の制御部
の一部を示すブロック図、第３図は同画像形成装置の動
作の一部を示すフローチャートである。第４図は同画像
形成装置と従来の画像形成装置とにおける画像形成回数
と用紙の下地濃度との関係を示す図である。 １−逆極性チャージャ、２−感光体ドラム、３−帯電チ
ャージャ、５−現像装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木梨 洋 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 川端 格 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 野口 輝彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−104956（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−108561（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−42779（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−97675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−17480（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体に付着した余剰の現像剤を除去する
   クリーナを備えるとともに、ウォーミングアップ処理実
   行中に感光体を予備回転させる画像形成装置において、 前記予備回転中に静電潜像を形成する際の電位とは逆極
   性の電位に感光体表面を帯電させる逆極性帯電手段を設
   けてなる画像形成装置。