JPH09190093A

JPH09190093A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09190093A
Application number: JP8018058A
Authority: JP
Inventors: Daizo Fukuzawa; 大三福沢
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1996-01-09
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】転写手段に付着したトナーを、正規トナー、
反転トナーともに効率良くクリーニングする。【解決手段】転写手段の清掃時に前記転写手段に対向
する像担持体の表面に明電位部と暗電位部が形成されて
おり、その転写手段の清掃時に印加されるバイアスをＶ
_Clとし、像担持体の暗電位をＶ_D 、明電位をＶ_L とする
と｜Ｖ_D ｜＞｜Ｖ_Cl｜＞｜Ｖ_L ｜の関係が成り立ってい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真を
応用した複写機やレーザープリンター、ファクシミリ等
の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子写真を用いた画像形成装置は
例えば図８のように構成されている。１はインターフェ
ースコントローラ、２はレーザー駆動回路、３はレーザ
ーダイオード、４はポリゴンミラー、５はｆ・θレン
ズ、６は反射ミラー、７は帯電ローラ、８は感光ドラ
ム、９は現像器、９′は現像スリーブ、１０は給紙ロー
ラ、１１はペーパーカセット、１２はレジストローラ
対、１３は転写手段としての転写ローラ、１４は定着
器、１５はクリーナー、１６はコリメータレンズであ
る。

【０００３】ホストコンピュータ（図示せず）から送ら
れた画像情報はインターフェースコントローラ１に入力
され、信号処理され、この出力により、レーザー駆動回
路２でレーザーダイオード３が適宜発光する。

【０００４】レーザー光はコリメータレンズ１６により
集光され、回転するポリゴンミラー４、ｆ・θレンズ
５、反射ミラー６を経て感光ドラム８上に投射される。
感光ドラム８は帯電ローラ７により一様に帯電された
後、上述のレーザー光の照射を受け、レーザー光のＯＮ
・ＯＦＦに応じて静電潜像が形成される。

【０００５】次いで感光ドラム８の矢印方向への回転に
ともない現像器９により静電潜像に応じてトナーが付与
され、感光ドラム８上に顕像が得られる。

【０００６】一方、ペーパーカセット１１より給紙ロー
ラ１０で１枚ずつ取り出された転写紙をレジストローラ
対１２でタイミングを合わせて、感光ドラム８に接触さ
せた上、転写ローラ１３にトナーと逆極性のバイアスを
印加することにより転写紙上に顕像を転写させる。

【０００７】転写紙上の顕像は定着器１４により転写紙
上に定着される。そして転写工程終了後感光ドラム８に
対しクリーナー１５により、残留トナーを除去して次の
画像形成プロセスに入る。

【０００８】ここで、次回のプリント信号入力がない場
合、装置は後回転モードに移行し、帯電バイアスをＯＦ
Ｆして感光ドラム８を０Ｖに除電するとともに、転写ロ
ーラ１３にはトナーと同極性のバイアス（クリーニング
バイアス）を印加して転写ローラ１３上に付着したトナ
ーを感光ドラム８に戻すことで転写ローラ１３のクリー
ニングを行う。

【０００９】上述したプリントスタートから後回転終了
（プリント終了（停止））までの装置の動作シーケンス
の概略を図９に示す。

【００１０】転写ローラ１３がトナーで汚れる原因とし
ては転写紙間等において感光ドラム８に転写ローラ１３
が直接触れた時などに感光ドラム８上にごく微量に付着
したトナー（かぶり）が転写ローラ１３に転移する場
合、あるいはユーザーが誤って出力する画像よりも幅の
小さな転写紙を給紙させてしまった時に転写紙からはみ
出た部分の画像が転写ローラ１３に転写されてしまう場
合等が考えられる。

【００１１】また、転写ローラ１３のクリーニングはプ
リントの前回転時や、プリンタの電源投入時、あるいは
ジャム処理後の前多回転時にも行われる。

【００１２】これはジャム処理後に、感光ドラム８に残
ったトナーが転写ローラ１３に付着するのを防止するこ
とが目的である。この場合にも転写ローラ１３のクリー
ニング効率をよくするため感光ドラム８上の電位は０Ｖ
で除電している。

【００１３】すなわち、一般に反転現像を用いた装置で
は感光ドラム８の帯電はトナーと同極性であるため、０
Ｖに除電をせずに帯電電位のままだと転写ローラ１３に
クリーニングバイアスを印加しても、トナーは感光ドラ
ム８上の電位により反発して、十分感光ドラム８に戻っ
てはくれないのである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、転写ロ
ーラ１３に付着するトナーは全て正規トナーとは限らず
反転トナーも多く含まれているため、転写ローラ１３に
正規トナーと同極性のバイアスを印加してクリーニング
を行っても反転トナーを除去することは全くできない。

【００１５】したがってクリーニングされない反転トナ
ーはプリント時に転写紙の裏側に転移し、裏汚れとな
る。

【００１６】また、正規トナーのクリーニングにおいて
も、より高効率なクリーニングという点で従来の構成に
はまだ疑問の余地があった。クリーニング効率がよくな
いと、トナーが転写ローラ１３に蓄積し、転写ローラ１
３の能力低下や装置内へのトナーの飛散を引き起こす恐
れがある。

【００１７】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたもので、その目的とするところは、
転写手段に付着したトナーを、正規トナー、反転トナー
ともに効率良くクリーニングし得る画像形成装置を提供
することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本出願に係る第１の発明は、画像情報を光に変換して像
担持体を露光し潜像を形成する画像露光手段と、像担持
体を一様に帯電させる帯電手段と、像担持体上の潜像を
トナーにより現像する現像手段と、現像したトナー像を
転写材に転写する前記像担持体に対向して設けられた転
写手段と、を備え、前記転写手段にトナーと同極性のバ
イアスを印加することで前記転写手段に付着したトナー
を前記像担持体に転移させて前記転写手段の清掃を行う
画像形成装置において、前記転写手段の清掃時に前記転
写手段に対向する前記像担持体の表面には明電位部と暗
電位部が形成されていることを特徴とする。

【００１９】上記目的を達成するため本出願に係る第２
の発明は、第１の発明に係る画像形成装置において、前
記転写手段の清掃時に印加されるバイアスをＶ_cl、像担
持体の暗電位をＶ_D 、明電位をＶ_L とすると、｜Ｖ_D ｜
＞｜Ｖ_cl｜＞｜Ｖ_L ｜の関係が成り立っていることを特
徴とする。

【００２０】上記目的を達成するため本出願に係る第３
の発明は、第１の発明に係る画像形成装置において、前
記転写手段の清掃時に２種類のバイアスを交互に切り替
えて印加することを特徴とする。

【００２１】上記第１の発明に係る画像形成装置にあっ
ては、転写手段の清掃時に転写手段に対向する像担持体
の表面に明電位部と暗電位部が形成されていることか
ら、トナーと同極性のバイアスが印加された転写手段か
らはこのバイアスに反発して正規トナーが離れ、像担持
体の表面に付着しようとするが、この際正規トナーは像
担持体の表面の明電位部に付着する。また転写手段に付
着していた反転トナーは像担持体の表面の暗電位部に引
き寄せられ転写手段からクリーニングされる。

【００２２】そして上記第２の発明に係る画像形成装置
にあっては、転写手段の清掃時に印加するバイアスはそ
の絶対値を暗電位よりも小さく、明電位よりも大きくす
ることで、より効果的に転写手段に付着したトナーを、
正規トナー、反転トナーともクリーニングすることがで
きる。

【００２３】さらに上記第３の発明に係る画像形成装置
にあっては、転写手段の清掃時に２種類のバイアスを交
互に切り替えて印加することで、転写材に付着したトナ
ーの正規トナー、反転トナーに対してそれぞれ印加する
ことができるため、より積極的に各トナーを転写手段か
ら除去できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）以下に本発明を図示の実施の形態に基
づいて説明する。

【００２５】図１は本発明の実施の形態１に係る画像形
成装置の動作シーケンスを示している。そして、本発明
の実施の形態１に係る画像形成装置の機械的構成は従来
例と同一であるため図８を用い、同一符号を付して以下
に説明する。

【００２６】１はインターフェースコントローラ、２は
レーザー駆動回路、３はレーザーダイオード、４はポリ
ゴンミラー、５はｆ・θレンズ、６は反射ミラー、７は
帯電手段としての帯電ローラ、８は像担持体としての感
光ドラム、９は感光ドラム８上の潜像をトナーにより現
像する現像手段としての現像器、９′は現像器９に有す
る現像スリーブ、１０は給紙ローラ、１１はペーパーカ
セット、１２はレジストローラ対、１３は現像したトナ
ー像を転写材に転写する感光ドラム８と対向して設けら
れた転写手段としての転写ローラ、１４は定着器、１５
はクリーナー、１６はコリメータレンズである。

【００２７】ホストコンピュータ（図示せず）から送ら
れた画像情報はインターフェースコントローラ１に入力
され、信号処理され、この出力により、レーザー駆動回
路２でレーザーダイオード３が適宜発光する。

【００２８】レーザー光はコリメータレンズ１６により
集光され、回転するポリゴンミラー４、ｆ・θレンズ
５、反射ミラー６を経て感光ドラム８上に投射される。
感光ドラム８は帯電ローラ７により一様に帯電された
後、上述のレーザー光の照射を受け、レーザー光のＯＮ
・ＯＦＦに応じて静電潜像が形成される。これら構成部
品により画像露光手段としてのレーザー露光手段を成し
ている。

【００２９】次いで感光ドラム８の矢印方向への回転に
ともない現像器９により静電潜像に応じてトナーが付与
され、感光ドラム８上に顕像が得られる。

【００３０】一方、ペーパーカセット１１より給紙ロー
ラ１０で１枚ずつ取り出された転写材としての転写紙を
レジストローラ対１２でタイミングを合わせて、感光ド
ラム８に接触させた上、転写ローラ１３にトナーと逆極
性のバイアスを印加することにより転写紙上に顕像を転
写させる。

【００３１】転写紙上の顕像は定着器１４により転写紙
上に定着される。そして転写工程終了後感光ドラム８に
対しクリーナー１５により、残留トナーを除去すること
で、次の画像形成プロセスに入る。

【００３２】ここで、本実施の形態に係る画像形成装置
の転写ローラ１３のクリーニングを含めた動作シーケン
スについて図１を参照して説明する。

【００３３】本実施の形態では画像形成プロセスが終了
し、装置が後回転モードに移行した際、帯電ローラ７に
は画像形成時と同様に帯電電圧（帯電バイアス）を印加
し続ける。そして、この帯電した感光ドラム８の表面に
対して上記レーザー露光手段でレーザー光の照射を行
う。

【００３４】このレーザー露光は図２に示す矩形波状の
細かいＯＮ・ＯＦＦを繰り返すように行われ、潜像は例
えば図３のような市松模様状になる。すなわち、感光ド
ラム８の表面に、非常に微小な明電位領域と暗電位領域
が互いに隣接して無数に形成されることになる。

【００３５】そしてこのレーザー露光は後回転終了まで
続けられる。ここで明電位をＶ_L 、暗電位をＶ_D とす
る。

【００３６】感光ドラム８の回転にともない、この市松
模様状の潜像が形成された感光ドラム８の表面は次に現
像器９の現像部に達するが、ここで現像バイアスが印加
されていると潜像に対して現像が行われてしまうため、
到達前に現像バイアスはＯＦＦしておかねばならない。

【００３７】さらに感光ドラム８が回転し、市松模様状
潜像が転写ローラ１３の転写部に到達するのにタイミン
グを合わせ、転写ローラ１３にトナーと同極性のクリー
ニングバイアスＶ_Clが印加される。

【００３８】このクリーニングバイアスＶ_Clにより、正
規トナーには転写ローラ１３から離れる方向に力が働く
が、感光ドラム８の表面上の電位にはＶ_L とＶ_D が存在
しているため、正規トナーはＶ_D の部分にはほとんど行
かず、Ｖ_L の領域に付着することになる。

【００３９】Ｖ_L の部分に付着した正規トナーはこの領
域が微小である上に、まわりが全てＶ_D で囲まれている
ために、エッジ効果により強く感光ドラム８の表面上に
保持される。すなわち、クリーニング効率としては、従
来のように０Ｖに除電された感光ドラム８の表面に対し
て転写クリーニングバイアスをかけた場合よりも大きな
効果がある。

【００４０】また、反転トナーはクリーニングバイアス
だけでは逆に転写ローラ１３に付着する方向に力が働く
が、転写ローラ１３と対向する感光ドラム８の表面にＶ
_D が存在することにより、このＶ_D の部分に吸い寄せら
れやはり感光ドラム８に付着する。従来の感光ドラム８
の表面が０Ｖであった場合には反転トナーのクリーニン
グは全くできないのに対し、本実施の形態では反転トナ
ーも効率的にクリーニングできる。

【００４１】この時、反転トナーを効率よく感光ドラム
８のＶ_D 部に付着させるためには当然、｜Ｖ_D ｜＞｜Ｖ
_Cl｜である必要があり、正規トナーをＶ_L 部に転移させ
るためには｜Ｖ_Cl｜＞｜Ｖ_L ｜でなくてはならない。す
なわち｜Ｖ_D ｜＞｜Ｖ_Cl｜＞｜Ｖ_L ｜の成り立っている
時が、反転トナー、正規トナー両方のクリーニングにお
いて最も効率が良い。

【００４２】例えばＶ_D が−７００Ｖ、Ｖ_L が−１５０
Ｖに対し、Ｖ_Clを−５００Ｖに設定する等が考えられ
る。もっとも、Ｖ_D とＶ_Clの関係については上記の関係
を満たさなくても正規トナーのクリーニング性の向上は
図ることができる。

【００４３】つまり正規トナーのクリーニングだけなら
ば｜Ｖ_D ｜＜｜Ｖ_Cl｜でもかまわない。後回転を行う時
間は、転写ローラ１３のクリーニングに要する時間で決
まるが、本実施の形態に用いた装置では誤って転写ロー
ラ１３にベタ黒を転写させてしまった場合で４周を必要
とした。もちろんこれは装置によって異なるものであ
る。

【００４４】また、転写ローラ１３のクリーニングはジ
ャム復帰後等を考慮して前回転、前多回転時にも行われ
るが、この時にも感光ドラム８の表面に対してレーザー
露光を行う。ただし停止時に感光ドラム８の露光−転写
間にあたっていた部分は当然露光はできない。

【００４５】ところでジャム復帰後の場合、現像−転写
間には感光ドラム８上に画像形成されたトナーが残って
いる可能性が高い。したがって前多回転時はこの感光ド
ラム８上の残留トナーが転写ローラ１３に付着しないよ
うにクリーニングバイアスが印加されたあと、さらに所
定の転写ローラ１３の回転部分のクリーニングが行われ
る。

【００４６】前多回転のクリーニングでは後回転時のよ
うに転写ローラ１３にベタ黒が転写されていることはま
ずないため、クリーニングに要する回転数は後回転より
もすくなくてよく、本実施の形態では２周である。

【００４７】なお、本実施の形態ではレーザー露光時の
潜像パターンに図３の市松模様状のものを用いたが、他
のパターンでもよいことはいうまでもない。たとえば図
４のようなライン画像、図５のような誤差拡散的なパタ
ーン等が考えられる。あるいはエッジ効果を期待しなく
てもよいなら、Ｖ_L ・Ｖ_D 領域ともに微小である必要は
ない。

【００４８】ここで潜像でのＶ_L 部とＶ_D 部の比率は
１：１が好ましいが、別にこれに限らずとも十分効果は
ある。ただし、正規トナーのクリーニング性からＶ_L 部
の比率は５０％以下にしない方がよい。

【００４９】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２に係る画像形成装置について説明する。尚、画像形成
装置の機械的構成は上記実施の形態１と同一なので、そ
の説明は省略する。

【００５０】図６に本実施の形態に係る画像形成装置の
動作シーケンスを示す。

【００５１】本実施の形態では、実施の形態１と同様
に、転写ローラ１３のクリーニング時に感光ドラム８に
対してレーザー露光を行うが、転写ローラ１３に印加す
るクリーニングバイアスは１種類だけではなく、２種類
を切り替えるようにする。

【００５２】例えば、Ｖ_D が−７００Ｖ、Ｖ_L が−１５
０Ｖに対してＶ_Cl1 を−６００Ｖ、Ｖ_cl2 を−２５０Ｖ
として設定し、図６に示すように後回転でのクリーニン
グバイアスを転写ローラ１３の回転１周目でＶ_Cl1 、２
周目をＶ_Cl2 、３周目で再びＶ_Cl1 、４周目にＶ_Cl2 を
印加する。

【００５３】本実施の形態の目的は、正規トナー，反転
トナーそれぞれにより効率的なクリーニングバイアスを
交互に印加することでクリーニング性の向上を図ること
にある。

【００５４】実施の形態１のクリーニングバイアスＶ_Cl
では正規トナー，反転トナー両者のバランスを考慮し、
どちらかというと正規トナーのクリーニングに重点を置
いたバイアス設定をとることになるのに対し、本実施の
形態では２種類のバイアスをもつことでどちらのトナー
に対してより積極的に除去できるバイアス設定が可能に
なる。

【００５５】Ｖ_Cl1 はＶ_L に対して電位差が大きく、正
規トナーをＶ_L 部に除去しやすく、Ｖ_Cl2 はＶ_D に対し
て電位差が大きく、反転トナーをＶ_D 部に付着させるの
に有効である。しかも、クリーニング能力としては若干
落ちるもののＶ_Cl1 は反転トナー、Ｖ_Cl2 は正規トナー
もそれぞれクリーニングしているため、トータルとして
のクリーニング効率はたいへん良い。

【００５６】本実施の形態ではクリーニングバイアスの
切り替えを転写ローラ１３の回転１周ごとに行っている
が、Ｖ_Cl1 を最初に２周分印加し、その後Ｖ_Cl2 を印加
するようにしてもよい。

【００５７】また、転写紙サイズ不一致などのエラーが
発生した時（検知した時）にかぎり正規トナーの除去に
重点を置いてＶ_Cl1 を印加する比率を増やす、或はずっ
とＶ_Cl1 をかけ続けることもできる。

【００５８】尚、本実施の形態ではＶ_Cl1 ，Ｖ_Cl2 とも
に同極性であるが反転トナーの除去という観点からそれ
ぞれ異なる極性にしてもよい。

【００５９】（実施の形態３）次に本発明の実施の形態
３に係る画像形成装置について説明する。尚、画像形成
装置の機械的構成は上記各実施の形態と同一なので、そ
の説明は省略する。

【００６０】図７に本実施の形態に係る画像形成装置の
動作シーケンスを示す。

【００６１】本実施の形態では実施の形態１，２と同様
に、転写ローラ１３のクリーニングバイアス印加時に、
あらかじめ感光ドラム８上をレーザー露光して潜像を作
っておくのは変わらないが、後回転終了の感光ドラム８
の回転の１周前から感光ドラム８の帯電をやめ、表面電
位０Ｖに除電を行う。当然、この０Ｖの領域に対してレ
ーザー露光は行わない。

【００６２】実施の形態１，２のように後回転終了まで
帯電，レーザー露光を続けて動作を終了した場合、次回
プリント時に帯電電位が安定せず、画像にムラが生じる
恐れがある。これに対し、本実施の形態のように、動作
終了前に感光ドラム８の全周分の除電を行えばそのよう
な問題は発生しない。

【００６３】転写ローラ１３のクリーニングの点では最
後の感光ドラム８の回転１周分でクリーニング効率が落
ちることになるが、大部分のトナーはそれ以前にすでに
クリーニングされているため問題はない。なんとなれ
ば、後回転を感光ドラム８の１周分長くしてもよい。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、転写手段の清掃時に転写手段に対向する像担持体の
表面に明電位部と暗電位部が形成されているので、トナ
ーと同極性のバイアスが印加された転写手段からはこの
バイアスに反発して正規トナーが離れ、像担持体の表面
に付着しようとするが、この際正規トナーは像担持体の
表面の明電位部に付着する。また転写手段に付着してい
た反転トナーは像担持体の表面の暗電位部に引き寄せら
れ転写手段からクリーニングされる。

【００６５】このように、正規トナーと反転トナーの両
方のクリーニングが同時に可能になる。これにより転写
手段のクリーニング性は、従来のものと比べ格段に向上
する。

【００６６】第２の発明によれば、転写手段の清掃時に
印加するバイアスはその絶対値を暗電位よりも小さく、
明電位よりも大きくしていることから、より効果的に転
写手段に付着したトナーを、正規トナー、反転トナーと
もクリーニングすることができる。そのため、より転写
手段のクリーニング性の向上を図ることができる。

【００６７】第３の発明によれば、転写手段の清掃時に
２種類のバイアスを交互に切り替えて印加することで、
転写材に付着したトナーの正規トナー、反転トナーに対
してそれぞれ印加することができることから、より積極
的に各トナーを転写手段から除去できるる。そのため、
さらにクリーニング性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る画像形成装
置の動作シーケンスを説明する図である。

【図２】図２は本発明の一実施の形態に係る画像形成装
置のレーザー発光の模式図である。

【図３】図３は本発明の一実施の形態に係る画像形成装
置の潜像パターンの模式図である。

【図４】図４は本発明の一実施の形態に係る画像形成装
置の潜像パターンの模式図である。

【図５】図５は本発明の一実施の形態に係る画像形成装
置の潜像パターンの模式図である。

【図６】図６は本発明の実施の形態２に係る画像形成装
置の動作シーケンスを説明する図である。

【図７】図７は本発明の実施の形態３に係る画像形成装
置の動作シーケンスを説明する図である。

【図８】図８は従来、および本発明の一実施の形態に係
る画像形成装置の概略断面図である。

【図９】図９は従来の画像形成装置の動作シーケンスを
説明する図である。

【符号の説明】

１インターフェースコントローラ２レーザー駆動回路３レーザーダイオード４ポリゴンミラー５ｆ・θレンズ６反射ミラー７帯電ローラ（帯電手段）８感光ドラム（像担持体）９現像器（現像手段）９′ 現像スリーブ１０給紙ローラ１１ペーパーカセット１２レジストローラ対１３転写ローラ（転写手段）１４定着器１５クリーナー１６コリメータレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報を光に変換して像担持体を露光
し潜像を形成する画像露光手段と、像担持体を一様に帯
電させる帯電手段と、像担持体上の潜像をトナーにより
現像する現像手段と、現像したトナー像を転写材に転写
する前記像担持体に対向して設けられた転写手段と、を
備え、前記転写手段にトナーと同極性のバイアスを印加するこ
とで前記転写手段に付着したトナーを前記像担持体に転
移させて前記転写手段の清掃を行う画像形成装置におい
て、前記転写手段の清掃時に前記転写手段に対向する前記像
担持体の表面には明電位部と暗電位部が形成されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記転写手段の清掃時に印加されるバイ
アスをＶ_cl、像担持体の暗電位をＶ_D 、明電位をＶ_L と
すると、｜Ｖ_D ｜＞｜Ｖ_cl｜＞｜Ｖ_L ｜の関係が成り立っていることを特徴とする請求項１に記
載の画像形成装置。
【請求項３】前記転写手段の清掃時に２種類のバイア
スを交互に切り替えて印加することを特徴とする請求項
１に記載の画像形成装置。