JPH07333991A

JPH07333991A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07333991A
Application number: JP6125508A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 亮井上; Hiroyuki Suzuki; 鈴木啓之; Kenichiro Waki; 健一郎脇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1995-12-22
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JP3224688B2; US5781832A

Abstract

(57)【要約】【目的】像担持体に潜像を形成し、該潜像を現像手段
により現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写材
に転写し、該転写後に像担持体に残留した残トナー粒子
をクリーニングする場合、該クリーニングする手段を前
記現像手段が兼ねる画像形成装置において、紙詰まりな
どによって動作が中断し、その後再起動する場合に、像
担持体の帯電処理によるトナー電荷量の増加によりトナ
ー回収率が低下することを防止すること。【構成】前記工程を行う画像形成装置において、現像
又は転写中に紙つまりなどによって動作が中断した場
合、再起動時にトナー粒子を回収する際、少なくとも像
担持体移動方向１周期について回収する間は、像担持体
に対し帯電器（３）による帯電処理を行わない構成と
し、トナー電荷量を増加させず、その回収率を向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被記録画像に対応して像
担持体に形成された静電潜像を、現像剤により現像して
用紙等に記録する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、フルカラー化、システム化にとも
なって複写機、プリンター等の画像形成装置におけるデ
ジタル化が進んでいる。

【０００３】例えば、レーザー光を走査し、このレーザ
ー光のＯＮ、ＯＦＦにより感光ドラム上に潜像を形成し
て所望の画像を記録するレーザービームプリンター等の
装置が広くしられるようになってきている。その代表的
な用途は文字、図形等の二値記録である。その点、文
字、図形等の記録は、中間調を必要としないので、プリ
ンター構造も簡単にできる。

【０００４】ところで、このような二値記録方式であっ
ても中間調形成出来るプリンターがある。かかるプリン
ターとしてはディザ法、濃度パターン法等を採用したも
のがよく知られている。しかし周知のごとく、ディザ
法、濃度パターン法を採用したプリンターでは、高解像
が得られない。そこで近年、高記録密度を低下させずに
各画素において中間調画素を形成する方法が提案されて
いる。これはレーザービームを画像信号でパルス幅（Ｐ
ＷＭ）変調することにより、中間調形成を行うもので、
この方式によれば、高解像度かつ高階調性の画像を形成
出来る。

【０００５】図２に示す従来例の画像形成装置について
簡単に説明する。

【０００６】まず、原稿台１０上に原稿Ｇを複写すべき
面を下側にしてセットする。次にコピーボタンを押すこ
とにより複写が開始される。原稿照射用ランプ、短焦点
レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体のユニット９とな
って原稿を照射しながら走査することにより、その照明
走査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによって
結像されてＣＣＤセンサーに入射される。ＣＣＤセンサ
ーは受光部、転送部、出力部より構成されている。ＣＣ
Ｄ受光部において光信号が電気信号に変えられ、転送部
でクロックパルスに同期して順次出力部へ転送され、出
力部において電荷信号を電圧信号に変換し、増幅、低イ
ンピーダンス化して出力する。このようにして得られた
アナログ信号を周知の画像処理を行なってデジタル信号
に変換してプリンター部に送られる。プリンター部にお
いては、上記の画像信号を受けて以下のようにして静電
潜像を形成する。感光ドラム１は、中心支軸を中心に所
定の周速度で回転駆動され、その回転過程に帯電器３に
より正極性または負極性の一様な帯電処理を受け、その
一様帯電面に画像信号に対応してＯＮ、ＯＦＦ発光され
る固体レーザー素子１０２（図３）の光を高速で回転す
る回転多面鏡１０４によって走査することにより感光ド
ラム１面には、原稿画像に対応した静電潜像が順次形成
されていく。

【０００７】図３は、前記の装置においてレーザー光を
走査するレーザー走査部１００の概略構成を示すもので
ある。このレーザー走査部１００によりレーザー光を走
査する場合には、まず入力された画像信号に基づき発光
信号発生器１０１により、固体レーザー素子１０２を所
定タイミングで明滅させる。そして固体レーザー素子１
０２から放射されたレーザー光は、コリメーターレンズ
系１０３により略平行な光束に変換され、更に矢印ｂ方
向に回転する回転多面鏡１０４により矢印ｃ方向に走査
されると共にｆθレンズ群１０５ａ，１０５ｂ，１０５
ｃ、により感光ドラム等の被走査面１０６にスポット上
に結像される。この様なレーザー光の走査により被走査
面１０６上には画像一走査分の露光分布が形成され、更
に各走査毎に被走査面１０６を前記走査方向とは垂直に
所定量だけスクロールさせれば、該被走査面１０６上に
画像信号に応じた露光分布が得られる。

【０００８】ここで現像工程について説明する。一般的
に現像方法は、非磁性トナーについてはブレード等でス
リーブ上にコーティングし、磁性トナーは磁気力によっ
てコーティングして搬送し感光ドラムに対して非接触状
態で現像する方法（１成分非接触現像）と、上記のよう
にしてコーティングしたトナーを感光ドラムに対して接
触状態で現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒
子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤とし
て用いて磁気力によって搬送し感光ドラムに対して接触
状態で現像する方法（２成分接触現像）と、上記の２成
分現像剤を非接触状態にして現像する方法（２成分非接
触現像）の４種類に大別される。画像の高画質化や高安
定性の面から、２成分接触現像法が多く用いられてい
る。

【０００９】図４は本従来例において用いた２成分磁気
ブラシ現像用の現像装置４の該略図である。図中１１は
現像スリーブ、１２は現像スリーブ内に固定配置された
マグネットローラー、１３，１４は撹拌スクリュー、１
５は現像剤を現像スリーブ表面に薄層形成するために配
置された規制ブレード、１６は現像容器である。ここで
前記静電潜像を、上記の現像装置を用いて２成分磁気ブ
ラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系につ
いて以下説明する。まず、現像スリーブ１１の回転に伴
いＮ₃ 極で汲み上げられた現像剤は、Ｓ₂ 極→Ｎ₁ 極と
搬送される過程において、現像スリーブ１１に対して垂
直に配置された規制ブレード１５によって規制され、現
像スリーブ１１上に薄層形成される。ここで薄層形成さ
れた現像剤が、現像主極Ｓ₁ 極に搬送されてくると磁気
力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成された
現像剤によって前記静電潜像を現像し、その後Ｎ₃ 極、
Ｎ₂ 極の反発磁界によって現像スリーブ１１上の現像剤
は、現像容器１６内に戻される。

【００１０】現像スリーブ１１には図示しない電源から
直流バイアス及び交流バイアスが印加され、本実施例で
は交流成分としてＶｐｐ＝２０００Ｖ，ｆ＝２０００Ｈ
ｚが印加されている。一般に２成分現像法においては交
流バイアスを印加すると現像効率が増し、画像は高品位
になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も
生じる。

【００１１】このようにして、感光ドラム１上に形成さ
れたトナー像は、転写帯電器８によって転写材上に静電
転写される。その後転写材は、分離帯電器７によって静
電分離されて定着器６へと搬送され、熱定着されて画像
が出力される。

【００１２】一方、トナー像転写後の感光ドラム１の面
は、クリーナー５によって転写残りトナー等の付着汚染
物の除去を受けて繰り返し画像形成に使用される。

【００１３】クリーナー５は感光ドラムに接触して残ト
ナーを除去するので、そのクリーニング効率は残トナー
の量や帯電量の大小には左右されない。

【００１４】本構成は一例であって、例えば帯電器３は
コロナ帯電器でなく帯電ローラであったり、転写帯電器
も転写ローラであったりと様々な方式があるが、基本的
には上記のような工程で画像が形成される。

【００１５】近年、このような装置の小型化が進んでき
たが、前記したような帯電、露光、現像、転写、定着、
クリーニングの工程がそれぞれ小型になるだけでは限界
があった。また、前記した転写残トナーはクリーナー５
によって回収されるが、この廃トナーは環境保護の面か
らもないことが好ましい。

【００１６】そこで、上記のクリーナーを取り外し現像
装置によって現像同時クリーニングを行なう、クリーナ
ーレス装置も出現している。現像同時クリーニングと
は、転写後に感光ドラム上に若干残留したトナーを次工
程以後の現像時にかぶり取りバイアスによって回収する
方法である。

【００１７】この方法によれば、転写残トナーは回収さ
れて次工程以後用いられるため、廃トナーをなくすこと
ができる。またスペースの面での利点も大きく、大幅に
小型化できるようになる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記のようなク
リーナーレス装置で現像または転写工程中に紙づまり等
の原因で動作が中断した場合、感光ドラム上には未転写
の大量のトナーが残留したままになってしまう。この状
態のまま従来の再起動工程をへて復帰後、現像同時回収
によって画像を形成すると画像汚れが発生する。現像同
時クリーニングにおけるトナー回収効率は感光ドラム上
の残留トナーの単位面積あたりの量（Ｍ（ｍｇ）／Ｓ
（ｃｍ² ））あるいは電荷量に依存するところが大き
い。

【００１９】従来の工程では再起動時に電位制御のため
に感光ドラムは帯電処理される。画像汚れの原因はこの
とき与えられる電荷によりトナー電荷量が増加し、それ
によるトナーの感光ドラム上に対する静電的付着力の増
加とトナー回収効率のＭ／Ｓ、及び電荷量依存性により
トナー回収がより困難になったためであることが分かっ
た。

【００２０】本発明の目的は、現像または転写工程中に
動作が中断した場合、再起動後の画像に画像汚れが現れ
るのを防止することを目的とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は現像同時回収に
よるトナーのクリーニング機構を持つ画像形成装置にお
いて、現像又は転写工程中に動作が中断した場合、再起
動時における電位制御の前に帯電工程を省略し、現像器
に与える直流バイアスを変更してドラム上に残留するト
ナーを回収する。その後、更に好ましくは、前述の方法
では少量残留してしまう可能性がある反転トナーを回収
するために、帯電工程を行ないながら画像形成時のバイ
アスによって回収する。このような方法により、再起動
後に現われる画像汚れを防止するものである。

【００２２】

【実施例】

実施例１図１に本発明の第１の実施例を示す。像担持体としての
感光ドラム１は１次帯電器３によってマイナスのコロナ
が付与され−６００Ｖに帯電される。画像信号に対応し
たレーザービームが照射され感光ドラム１上の電位はレ
ーザーが照射されたところの電位が落ち、潜像が形成さ
れる。現像器４によって潜像のレーザーが照射されたと
ころのマイナスのトナーが反転現像され、転写帯電器８
によって転写材Ｐに転写される。転写されたトナーは定
着器６によって転写紙上に熱定着される。

【００２３】一方、本発明には従来例のクリーナーがな
く、転写帯電器７によって転写できなかった転写残トナ
ーはドラム上を運ばれて次の記録工程にはいる。この転
写残トナーがこのまま次の転写工程まで運ばれると記録
信号のないところのトナーが転写材上に転写され画像汚
れとなってしまうが、該現像工程において、白地部には
かぶり取り電界がトナー粒子を現像手段方向に引き戻す
電界が印加されており、像担持体をクリーニングしてい
る。

【００２４】図４に現像部の説明図を示すが、感光ドラ
ム１には前記した転写残トナーが残留したまま現像部に
搬送される。現像装置には、固定されたマグネットロー
ル１２を内包した回転するスリーブ１１が設けられ、現
像容器４内の現像材をブレード１５で薄層にスリーブ上
にコーティングし現像部へ搬送している。現像剤は２成
分現像剤でマイナス帯電性の８μｍトナーと５０μｍの
磁性キャリアが重量トナー濃度５％で混合されている。
本実施例で使用しているトナーは重合法によって製造さ
れたトナーであって、通常この種の機械に用いられる粉
砕法によってつくられたトナーよりも形状が球形で流動
性が非常に良い。トナー濃度は図示しない光学式トナー
濃度センサーによって制御され、トナーホッパーＲ３内
のトナーが供給ローラによって補給される。容器内の現
像剤は撹拌部材１３，１４により均一に撹拌される。ス
リーブには図示せぬ電源から２ｋＶｐｐ、２ｋＨｚ、Ｖ
ｄｃ＝−４５０ＶのＡＣ＋ＤＣ電圧が印加される。薄層
にコーティングされ、現像部に搬送された現像剤は前記
ＡＣ電圧による電界によって感光ドラム１上に現像に寄
与する。

【００２５】このような現像同時クリーニングでクリー
ニングされるトナーの量はＭ／Ｓが０．２以下の少量の
転写残トナーを対象にしている。しかし紙詰まりなどで
現像あるいは転写工程中に動作が停止した場合、ドラム
１上にはＭ／Ｓが０．２以上の大量のトナーが残留して
しまう可能性がある。これを従来の再起動工程を経て回
収しようとすると、電位制御におけるドラム１の帯電処
理によりトナーの電荷量が上昇し、ドラム１への静電的
付着力が増加するために回収が困難になる。回収しきれ
ないトナーは再起動後の画像に画像汚れとなって現われ
る。これを防止するためには電位制御の前に帯電工程を
省いたクリーニング工程を設けることが有効である。

【００２６】図５に複写開始から動作停止、再起動、待
機終了までの従来のシーケンスを示す。図６には本実施
例におけるシーケンスを示す。図５に示すように従来の
シーケンスでは再起動後の電位制御時に一次帯電器によ
りドラムが帯電処理され、このときドラム上のトナーの
電荷量は上昇してしまう。図６に示すように、本実施例
では電位制御の前にクリーニング工程を設けることでト
ナーの電荷量の上昇は防ぐことができる。このとき後述
する回収バイアスを現像スリーブ１１に印加する。ま
た、この間ドラムは停止位置から少なくとも一回転させ
る。

【００２７】つぎにトナーの電荷量の上昇が回収効率に
与える影響について具体的に述べる。図７に帯電処理前
の電荷量２０μＣ／ｇの重合トナーと、それを帯電処理
した電荷量４０μＣ／ｇの重合トナーにおける、ドラム
上Ｍ／Ｓと回収効率の関係を示す。現像スリーブにはＶ
ｐｐ＝２０００Ｖ、周波数２ｋＨｚの交流バイアスと、
Ｖ＝＋２００Ｖの直流バイアスが印加されておりドラム
電極はアースされている。図７からわかるように転写残
トナーのようにＭ／Ｓが小さい場合には電荷量に関係な
く回収されているが、Ｍ／Ｓが大きくなると電荷量が大
きいトナーは回収が困難になる。このことは再起動時に
ドラム１上に残った大量のトナーを回収するためには帯
電工程を省いて現像同時クリーニングを行なうことが有
効であることを示している。

【００２８】尚、上述のトナー回収時のバイアス条件は
画像形成時のそれとは異なる。現像同時クリーニングに
よるトナー回収は非画像部の残トナーをかぶり取り電位
によって回収するものであったが、ここでは画像部の残
トナーを回収しなければならないので、画像形成時とは
反対の電界を与える必要がある。このため再起動後のク
リーニング工程においては、現像スリーブ１１に印加す
る直流バイアスを画像部の潜像電位よりも５０〜２００
Ｖ高い値に変更することが必要である。ただし交流バイ
アスは変更する必要はない。このクリーニング時のバイ
アスを回収バイアスとする。

【００２９】このような方法により画像部の未転写トナ
ーを回収することができた。

【００３０】実施例２実施例１においては現像あるいは転写工程中に紙詰まり
等の原因で動作が中断した場合、残留したトナーを回収
する際、帯電工程を省略し、回収バイアスを現像スリー
ブに印加するものであったが、これは正規トナーを対象
としたものである。現像剤に含まれるトナーのなかには
逆極性の電荷を持つトナー、すなわち反転トナーが若干
含まれている場合がある。未転写トナーのなかに反転ト
ナーが含まれている場合、反転トナーは電界に対し正規
トナーとは逆の動きをするために、実施例１の方法では
回収することができない。反転トナーを回収するために
は、実施例１の方法で正規トナーを回収した後、ドラム
１を一次帯電器３で帯電処理することでドラム上の反転
トナーを正規化させてから行なえばよい。このとき現像
スリーブ１１には現像バイアスを印加し、かぶり取り電
位によって回収する。交流バイアスは変更する必要はな
い。また、この間帯電処理は少なくともドラム１周期分
について行ない、かつ帯電処理した部分については全て
回収を行なう。この方法で反転トナーを回収することが
できた。実施例１、実施例２で述べた方法を組み合わせ
ることによりドラム上に残存したトナーを全て回収する
ことができた。図８に実施例１、実施例２を組み合わせ
た場合の複写開始から動作停止、再起動、待機終了まで
のシーケンスを示す。

【００３１】実施例３実施例１，２においては、図４に示すような２成分現像
装置を用いたが、本実施例においては、図９のような構
成の１成分接触現像装置を用いた。図９において、１９
はＳＵＳの支軸２０の上に導電性ゴムで成形した現像ロ
ーラであり、金属ブレード２２を前記現像ローラに当接
することによって、非磁性のトナーをコーティングして
いる。図中ウレタンスポンジで形成されたローラ２１
は、現像ローラ１９に残った現像残トナーの回収と現像
ローラ１９へのトナー２３の供給を行なっている。

【００３２】このような構成の現像装置において現像を
行なう場合には、導電性ゴムと感光ドラムが当接するた
め、通常直流電界にて現像を行なっている。例えば、ド
ラムの帯電電位（白地部電位）が−６５０Ｖであったと
すると、現像スリーブには現像バイアスとして−３００
Ｖの直流電圧を印加しており、かぶり取り電位に３５０
Ｖ必要としている。これは、１成分接触現像を行なう際
には、ドラムに対して接触するトナーの個数が２成分接
触現像時よりも多くなるため、かぶりに対して不利とな
るためである。

【００３３】この１成分接触現像法を用いた場合、実施
例１，２で述べた２成分現像法と異なる点は上記現像工
程のみであり、他の工程は特に異なるところはない。し
たがってこの場合も、かぶり取り電界によって非画像部
のトナーを取り除く現像同時クリーニングを行なうこと
ができる。

【００３４】本実施例では、１成分接触現像法において
紙詰まりなどで現像あるいは転写工程中に動作が停止
し、ドラム上に大量のトナーが残留した場合の回収方法
について述べる。トナー回収ためのシーケンスは実施例
２で用いたものと全く同じでよい。ただし回収バイアス
は２成分現像法の場合よりも大きめにとる必要があり、
潜像電位よりも１００〜３５０Ｖ高い電位をスリーブに
印加することが好ましい。

【００３５】このような方法により１成分接触現像法に
おいてもトナーを全て回収することができた。

【００３６】

【発明の効果】均一に帯電された像担持体に潜像を形成
し、現像剤担持体に担持された現像剤によってトナー像
を形成する現像手段を備え、該現像手段が該トナー像を
転写材に転写した後に、該像担持体に残留した残トナー
粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成装置
において、現像あるいは転写工程中に紙詰まりなどの原
因で動作が中断した場合、該像担持体上に残留した残ト
ナーを回収する際に、帯電工程を省略し、かつ、現像ス
リーブに回収バイアスを与えることにより、残トナーを
回収することができる。

【００３７】また、更にその後ドラムを帯電処理するこ
とにより、回収できなかった少量の反転トナーを正規化
し、これを現像バイアスによって回収することで、ドラ
ム上に残留したトナーを全て回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１において用いた画像形成装置
の該略図

【図２】従来例において用いた画像形成装置の該略図

【図３】レーザー走査部を示す該略図

【図４】現像装置を示す該略図

【図５】本発明の実施例１の比較に用いた従来のシーケ
ンスを示す図

【図６】本発明の実施例１で用いたシーケンスを示す図

【図７】本発明の実施例１で用いたＭ／Ｓと回収率の関
係を示す図

【図８】本発明の実施例２で用いたシーケンスを示す図

【図９】本発明の実施例３において用いた現像装置を示
す該略図

【符号の説明】

１…像担持体３，７，８…帯電
器４…現像装置６…定着器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】均一に帯電処理された像担持体に潜像を
形成し、現像剤担持体に担持されたトナー粒子によって
該潜像を現像しトナー像を形成する現像手段を備え、該
現像手段が該トナー像を転写材に転写したあとに該像担
持体に残留した残トナー粒子を回収するクリーニング手
段も兼ねる画像形成装置において、現像又は転写中に紙
詰まりなどによって動作が中断した場合、再起動時に該
残トナー粒子及び該トナー像を回収する際、少なくとも
該像担持体移動方向１周期について回収する間は、該像
担持体に対し帯電処理を行なわないことを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記帯電処理を行なうことなく、該残ト
ナー及び該トナー像を回収した後、少なくとも該像担持
体移動方向１周期について、該像担持体に対し帯電処理
を行ないながら、再度、該残トナー及び該トナー像を回
収することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】該残トナー及び前記トナー像を回収する
時に、現像剤担持体に該トナー像形成時とは異なる現像
バイアスを印加することを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
【請求項４】現像手段内に収容される現像剤のうち、
トナー粒子が重合法で製造されたものであることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装
置。