JPH09281801A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本願発明は現像同時クリーニング方式において
現像装置によるトナー回収する能力を向上させた画像形
成装置を提供することを課題とする。 【解決装置】 感光体と、帯電装置と、露光装置と、現
像装置と、転写装置と、転写工程後に感光体に残留する
残留トナーを電気的に制御する導電性を有するリサイク
ル部材と、トナー引き付け用の第１のリサイクル電圧供
給手段と、トナー放出用の第２のリサイクル電圧供給手
段とを備えた現像同時クリーニング方式の画像形成装置
において、現像剤像を感光体に形成する現像用電圧を現
像ローラへ供給する現像用電圧供給装置と、感光体にお
ける非画像形成領域が現像装置を通過している期間の少
なくとも一部の間に現像ローラと感光体との間に作用す
る静電力を強める清掃用電圧を現像ローラへ供給する清
掃用電圧供給装置とを具備す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】本発明は電子写真プロセスを
利用した画像形成装置に関し、特に感光体に残留する現
像剤を現像装置により回収する現像同時クリ−ニング方
式を採用した画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電子写真プロセスを利用した画像
形成装置は、感光体である感光体の表面を帯電装置によ
り一様に帯電させ（帯電工程）、次いで光露光により感
光体の表面に所望の画像バターンの潜像を形成し（露光
工程）、次いでその潜像に応じた現像剤であるトナーを
感光体の表面に現像してトナー像を形成し（現像工程）
する。現像工程は、現像装置に設けた現像ローラに電圧
を印加して現像ローラから感光体へトナーを供給するも
のである。次いで、このトナー像を記録紙へ転写し（転
写工程）、次いで記録紙上のトナー像を熱もしくは圧力
などを用いて定着する（定着工程）。

【０００３】この画像形成装置では、転写工程を終えた
感光体の表面に未転写のトナーが残留するので、感光体
の表面に残留する未転写トナーを除去（清掃工程）した
後に次の画像形成動作に移る必要がある。そうしなけれ
ば、未転写トナーにより形成された未転写トナー像を感
光体の表面に残したままの状態で次の画像形成を行うこ
ととなり、次に形成する画像の品質を著しく劣化させて
しまう。通常この未転写トナー像はメモリゴーストと呼
ばれている。

【０００４】従来、未転写トナーの除去は、掻き落しブ
レードにより感光体の表面から未転写トナーを機械的に
掻き落とし、掻き落としたトナーをシートですくって回
収室に回収する方式のクリーニング装置を感光体の近傍
に設けることにより実施している。

【０００５】一方、最近の画像作成装置には、現像装置
において感光体にトナーを供給して現像を行うとととも
に、感光体の表面に残留する未転写トナーを回収する現
像同時クリ−ニング方式を採用したものがある。すなわ
ち、この方式は、感光体と現像装置に設けて感光体に接
触してトナーを供給する現像ローラとの間に電界を形成
して、感光体と現像ローラとの間に感光体にある未転写
トナーを現像ローラ弐移動させるための静電力を発生さ
せて行うものである。

【０００６】しかし、このような回収方法を採用する場
合には、クリーナを使用して機械的に掻き落とす場合に
比ぺて、どうしても感光体からの未転写トナーを回収す
る効率が低くなってしまう。これは未転写トナー粒子毎
の特性、例えば帯電量が異なるために、現像ローラと感
光体との間の静電力が全てのトナー粒子に対して均一に
働かないためである。

【０００７】そこで、感光体におけるメモリゴーストの
発生を効率的に抑える方法として、特願平６−２０９７
９３号が提案されている。図７および図８はこの提案の
内容例を示している。図７および図８では、回転するド
ラム形の感光体１の周囲に帯電装置２、現像装置３およ
び転写ローラ４を設け、さらに転写ローラ４に対して感
光体回転方向下流側であって帯電装置２より上流側に位
置してリサイクル部材とである回転する導電性ブラシロ
ーラ５を設けている。導電性ブラシローラ５にはトナー
引き付けのために電圧を印加する。なお、現像装置３は
トナーホッパ３３、現像ローラ３１および供給ローラ３
２を有している。

【０００８】図７は転写工程後に感光体１における画像
形成予定領域が導電性ブラシローラ５に接触している場
合を示している。すなわち、感光体１の表面における画
像形成予定領域に残留する未転写トナーＴを導電性ブラ
シローラ５に引き付けるために、導電性ブラシローラ５
に第１の電圧を印加して未転写トナーＴを感光体１から
導電性ブラシローラ５へ吸い取る。感光体１に形成され
たトナーＴの像は記録紙などの記録媒体Ｐに転写する。

【０００９】図８は転写工程後に感光体１における非画
像形成予定領域が導電性ブラシローラ５に接触している
場合を示している。すなわち、導電性ブラシローラ５に
第２の電圧を印加することにより、感光体１における非
画像予定領域の任意の期間に先に導電性ブラシローラ５
が引き付けしたトナーＴを感光体１の表面に放出する。
そして、放出したトナーＴは帯電装置２で帯電でさせた
後、現像装置３の現像ローラ３１で回収する。仮に感光
体１の表面に放出したトナーＴの量が多くて現像ローラ
３１を通過するトナーＴが多過ぎて現像装置３で回収し
きれない場台でも、トナーＴが感光体１の非画像領域に
あるために形成画像の画質に直接悪影響を与えない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した画像
形成装置には次に述べる問題がある。記録媒体Ｐの抵抗
値や表面性が変化し転写効率が極端に低下した場合に
は、転写工程後に感光体１に未転写のトナーＴが多くな
る。この場合、前述した導電性ブラシローラ５が引き付
けるトナーＴの量が増加するため、トナー引き付け後に
導電性ブラシローラ５から感光体１の表面に放出するト
ナーＴの量が増加して感光体１の表面のトナーＴが帯電
工程を妨害する。

【００１１】そうすると、現像装置３でのトナー回収の
推進力である現像ローラ３１と感光体１との間の静電力
が弱くなり、現像装置３におけるトナー回収能力を著し
く低下させる。現像装置３で回収しきれない導電性ブラ
シローラ５からの放出卜ナーＴは、再度現像装置３によ
り回収する。このため、連続記録を行ったときに導電性
ブラシローラ５から放出されたトナーＴを回収する機会
は、連続記録される記録媒体Ｐの間の距離によって制約
される。すなわち、感光体１における各画像形成領域の
間にある非画像形成領域の長さによって規定される。

【００１２】そして、図９に示すように次の記録媒体Ｐ
が次の画像形成準備動作に入るために、導電性ブラシロ
ーラ５への印加電圧を変化させて感光体１の表面にある
未転写のトナーＴを引き付けると、導電性ブラシローラ
５に再度未転写のトナーＴが付看する。さらに、連続記
録の際には，前述したように導電性ブラシローラ５に付
着するトナーＴの量が徐々に増加するために、画像形成
動作中に感光体１にある未転写のトナーＴを導電性ブラ
シローラ５により回収することが困難になってしまうと
いう問題が発生する。

【００１３】本願発明は前記事情に基づいてなされたも
ので、現像同時クリーニング方式において現像装置の現
像ローラによりトナーを回収する能力を向上させてリサ
イクル部材におるトナー付着量の増加を抑えることがで
きる画像形成装置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための装置】請求項１の発明の画像形
成装置は、感光体と、この感光体の表面を帯電する帯電
装置と、帯電後に前記感光体の表面を露光して静電潜像
を形成する露光装置と、前記感光体に接触する現像ロー
ラを有し前記静電潜像と同極性に帯電した現像剤を前記
現像ローラにより前記感光体の静電潜像に接触させて反
転現像する現像装置と、前記感光体に形成した現像剤像
を記録紙に転写する転写装置と、前記静電潜像形成装置
より上流側であって前記転写装置の下流側である位置に
設けられ前記感光体に接触するリサイクル部材と、前記
静電潜像形成装置により前記静電潜像を形成する予定の
前記感光体における画像形成領域が前記リサイクル部材
を通過する前から前記画像形成領域が前記リサイクル部
材を通過する第１の期間に転写工程後に前記感光体に残
留する現像剤を前記リサイクル部材に引き付ける第１の
電圧を前記リサイクル部材へ供給する第１のリサイクル
電圧供給手段と、前記感光体における画像形成予定領域
とは異なる非画像形成領域が前記リサイクル部材を通過
する前から前記非画像形成領域が前記リサイクル部材を
通過する第２の期間の少なくとも一部の間に前記リサイ
クル部材に引き付けている前記現像剤を前記感光体に放
出する第２の電圧を前記リサイクル部材へ供給する第２
のリサイクル電圧供給手段とを備え、前記感光体におけ
る前記非画像形成領域が前記現像装置を通過している期
間に前記非画像形成領域へ放出した前記現像剤を前記現
像ローラと前記感光体との間に作用する静電力により前
記現像ローラへ移動させて回収する画像形成装置におい
て、前記感光体に現像剤像を形成する現像用電圧を前記
現像ローラへ供給する現像用電圧供給手段と、前記感光
体における前記非画像形成領域が前記現像装置を通過し
ている期間の少なくとも一部の間に前記現像ローラと前
記感光体との間に作用して前記感光体にある現像剤を前
記現像ローラへ移動させる静電力を強める清掃用電圧を
前記現像ローラへ供給する清掃用電圧供給手段とを具備
することを特徴とするものである。

【００１５】この発明の作用について説明する。所望の
画像データに従って、感光体の表面に静電潜像を形成さ
せて画像形成を行っている時には、現像装置に通常の現
像電位の電圧を電圧印加手段により印加を行うことによ
り感光体の表面にトナー像を形成する。この時、リサイ
クル部材では、静電力を利用して未転写残留トナーの引
き付けを行っているので、現像装置に到達する転写残留
トナー量が微量となりメモリゴーストのない画像形成が
可能となる。また、画像形成動作の前工程や後工程、連
続画像形成時のページ間などの非画像形成動作時に、ト
ナー現像装置へ移動させる静電力を強くするように現像
装置への印加電圧を変化させると、現像装置のトナー回
収能力が向上する。このため、リサイクル部材から多量
のトナーが感光体の表面に放出しても画質劣化を防止す
ることができる。

【００１６】すなわち、この発明の構成によれば、現像
装置が通常の画像形成を行う場合には、現像用電圧供給
手段により現像用電圧を現像装置の現像ローラに印加
し、現像ローラが現像剤を感光体に移動する。

【００１７】現像装置がトナー回収を行う場合には、現
像ローラと感光体との間に電界を形成し、感光体にある
現像剤を前記現像ローラへ移動させる静電力を発生させ
る。これにより感光体にある現像剤を現像ローラへ移動
させて現像剤を現像ローラにより回収する。この発明で
は、現像装置がトナー回収を行う場合に、清掃用電圧供
給手段により清掃用電圧を現像装置の現像ローラに印加
し、現像ローラと感光体との間に形成した電界を強め
て、現像ローラと感光体との間に作用して感光体にある
現像剤を前記現像ローラへ移動させる静電力を従来に比
較して充分強める。このため、感光体の表面に残留する
未転写のトナーは強力な静電力により現像ローラへ移動
されて現像装置へ回収される。

【００１８】これにより感光体の表面に残留する未転写
のトナーが現像装置へ充分に回収されず再度リサイクル
部材へ付着する事態の発生をできるだけ抑制して、再度
リサイクル部材へ付着するトナーの量を減少させる。

【００１９】従って、現像同時クリーニング方式におい
て現像装置の現像ローラによりトナーを回収する能力を
向上させてリサイクル部材におるトナー付着量の増加を
抑えることができる。

【００２０】また、清掃用電圧供給手段は、既存のもの
である現像用電圧を現像ローラへ供給する現像用電圧供
給手段と併用することにより経済的に得ることができ
る。

【００２１】さらに、この発明では感光体と現像ローラ
とを接触させた接触現像方式を採用しており、この方式
では両者を離した方式に比較して感光体と現像ローラと
の間において強い電界を得ることができる。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記清掃用電圧供給手段が前記現像
ローラへ供給する清掃用電圧は接地レベルであることを
特徴とするものである。

【００２３】この発明の構成によれば清掃用電圧供給手
段として新たな電源を必要とすることがなく大変経済的
である。

【００２４】請求項３の発明は、請求項１に記載の画像
形成装置において、前記清掃用電圧供給手段は、画像形
成動作起動時に前記帯電装置と前記現像装置の現像ロー
ラとの間に位置する前記感光体における未帯電領域が前
記現像ローラを通過する時に前記現像ローラに電圧を供
給する電圧供給手段と共用することを特徴とするもので
ある。

【００２５】従来から画像形成動作起動時に帯電装置と
現像装置の現像ローラとの間に位置する感光体における
未帯電領域が現像ローラを通過する時に、現像ローラに
現像時に印加する電圧とは逆極性の電圧を印加して、感
光体の未帯電領域にトナーが付着することを防止してい
る。この発明の構成によれば、清掃用電圧供給手段を前
記の操作に用いる電圧供給手段と共用することにより、
両方の電圧供給手段を別個に設ける場合に比較して大変
経済的である。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
面を参照して説明する。この実施の形態では、画像形成
装置として、電子写真感光体の帯電極性が正極である接
触型非磁性一成分反転現像方式で現像同時クリーニング
プロセス（クリーナレス方式）を用いたプリンタを対象
にしている。図１はプリンタの概略的構成を示す図であ
り、図２は画像形成プロセスを示す概念図である。図１
および図２において図７ないし図９と同じ部分は同じ符
号を付して示している。

【００２７】感光体１は正帯電有機材で形成されたドラ
ム形をなすもので、これは図示しない回転駆動装置によ
り図示矢印方向に回転させる。この実施の形態では感光
体１を正帯電しているが、負帯電とすることもできる。

【００２８】スコロトロン型の帯電装置２はこの感光体
１の表面を帯電するものであり、露光装置１４はこの帯
電装置２に対して感光体１の回転方向下流側に位置し画
データに基づいて感光体１の表面を露光して静電潜像を
形成するものである。露光装置１４はポリゴンモータ１
４１を有している。

【００２９】非磁性一成分接触式の現像装置３は、非磁
性一成分であるトナーＴを溜めるトナーホッパ３３と、
トナーＴを担持するとともに感光体１の表面（外周面）
に接触する現像ローラ３１を有している。

【００３０】また、トナーホッパ３３に溜めたトナーＴ
を現像ローラ３１に供給する供給ローラ３２と、現像ロ
ーラ３１で担持したトナーＴを薄層化するとともにトナ
ーＴを摩擦帯電する現像ブレード３４を有している。現
像ローラ３１と供給ローラ３２は図示しない回転駆動装
置により図示矢印方向に回転させる。トナーカートリッ
ジ３５はトナーホッパ３３へトナーＴを供給するもので
ある。

【００３１】転写ローラ４は接触型転写装置において感
光体１の表面に接触する部材の一例であり、これは現像
装置３に対して感光体１の回転方向下流側に位置して感
光体１の表面に接触して設けている。この転写ローラ４
は図示しない回転駆動装置により図示矢印方向に回転さ
せる。

【００３２】導電性ブラシローラ５はリサイクル部材の
一例であり、これは転写ローラ４に対して感光体１の回
転方向下流側であって、且つ帯電装置２に対して回転方
向上流側に位置して設けてある。

【００３３】この導電性ブラシローラ５は例えば軸の周
囲に導電性材料からなる多数の毛を植設して構成してい
る。導電性ブラシローラ５は感光体１に対して平行に配
置し、軸を電子写真装置を装備する図示しないフレーム
に回転自在に支持して、毛の先端を感光体１の表面に接
触させている。この導電性ブラシローラ５は図示しない
回転駆動装置によりさせる。

【００３４】導電性ブラシローラ５は、例えば１０³ 〜
１０⁷ Ωｃｍ、６００デニール／１００フイラメントの
ブラシロールを用いている。しかし、リサイクル部材と
しては、これに限定されず導電性弾性ローラや固定型導
電性ブラシを採用することができる。

【００３５】なお、記録紙カセット１２は記録紙Ｐを積
層して収容するものであり、記録紙カセット１２と感光
体１との間にはレジストローラ１３を設けている。感光
体１に対して記録紙搬送方向下流側には熱ローラ１６と
加圧ローラ１７を有する定着装置１５を設け、さらに下
流側には排出ローラ１８を設けている。そして、これら
各構成部品は装置本体１１の内部に装備してある。

【００３６】電圧供給手段Ｖ１は感光体１を正帯電する
ものであり、電圧供給手段Ｖ２は帯電装置２に＋（プラ
ス）の電圧を印加するものである。電圧供給手段Ｖ４ａ
とＶ４ｂは転写ローラ１０に対して＋（プラス）の電圧
と−（マイナス）の電圧を印加するものである。

【００３７】電圧供給手段Ｖ５ａと電圧供給手段Ｖ５ｂ
は導電性ブラシローラ１１に電圧を印加するものであ
る。第１のリサイクル電圧供給手段Ｖ５ａは、露光装置
１４により静電潜像を形成する予定の感光体１１におけ
る画像形成領域が導電性ブラシローラ５を通過する前か
ら画像形成領域がリサイクル部材５を通過する第１の期
間に転写工程後に感光体１に残留するトナーＴを導電性
ブラシローラ５に引き付けるために第１の電圧を導電性
ブラシローラ５へ印加するものである。

【００３８】第２のリサイクル電圧供給手段Ｖ５ｂは、
感光体１における画像形成予定領域とは異なる非画像形
成領域が導電性ブラシローラ５を通過する前から非画像
形成領域が導電性ブラシローラ５を通過する第２の期間
の少なくとも一部の間に導電性ブラシローラ５に引き付
けているトナーＴを感光体１１に放出するために第２の
電圧を導電性ブラシローラ５へ印加するものである。

【００３９】電圧供給手段Ｖ３１ａと電圧供給手段Ｖ３
１ｂは現像装置３における現像ローラ３１に対して電圧
を印加するものである。現像用電圧供給手段Ｖ３１ａ
は、トナーＴを感光体１に移動して感光体１の表面にト
ナー像を形成するために現像用電圧を現像ローラ３１へ
印加するものである。すなわち、反転現像の場合には感
光体１の帯電と同じ極性の電圧（この実施の形態では正
極）を現像ローラ３１に印加する。

【００４０】清掃用電圧供給手段Ｖ３１ｂは、感光体１
における非画像形成領域が現像装置３を通過している期
間の少なくとも一部の間に、現像ローラ３１と感光体１
との間に作用して感光体１にあるトナーＴを現像ローラ
３１へ移動させる静電力を従来に比較して充分に強める
ために清掃用電圧を現像ローラ３１へ印加するものであ
る。すなわち、導電性ブラシローラ５が感光体１に放出
したトナーＴを回収する場合に、現像ローラ３１と感光
体１との間に形成する電界を強める。具体的には、現像
用電圧供給手段Ｖ３１ａが印加する現像用電圧とは逆極
性の電圧、または接地レベルの電圧を現像ローラ３１へ
印加する。また、電圧供給手段Ｖ３２は供給ローラ３２
に対して電圧を印加するものである。

【００４１】この実施の形態の画像形成装置における画
像形成プロセスの動作について説明する。画像形成時に
は感光体１が回転される過程で次に述べる動作を行う。
画像形成は、ネガ潜像を形成して反転現像を行い、感光
体１は正帯電させて、トナーＴも正帯電させる。感光体
１を回転駆動装置により図示矢印方向に回転させる。感
光体１が回転する過程で以下に述べるプロセスにより画
像形成を行う。

【００４２】先ず、通常の画像形成プロセスについて説
明する。プリンタに接続された図示しない制御装置が画
像形成に関する命令と画像形成データを発信する。そう
すると、レーザー露光装置１４内のポリゴンモータ１４
１が所望の回転数で回転し、定着装置１５の加熱ローラ
１６がヒーターにより所望の温度になるように温度制御
を開始する。

【００４３】次に紙搬送系統と現像装置３および感光体
１などを回転駆動させる回転駆動装置を駆動する。感光
体１が回転する前に電圧供給手段Ｖ２により帯電装置２
に電圧を印加し、帯電装置２が感光体１を帯電してその
表面電位を所定の電圧（絶対値で３００〜Ｉ０００Ｖ）
にする。

【００４４】この画像形成動作起動時には帯電装置２と
現像ローラ３１の間に位置する感光体１の表面を帯電さ
せることが物理的に不可能である。この場合、感光体１
の部分が現像ローラ３１を通過する間だけ現像ローラ３
１の駆動を停止させて、感光体１へのトナーＴが付着す
ることを防止する。または、現像ローラ３１へ現像バイ
アスと逆極性の電位（絶対値で５０〜４００Ｖ）を印加
して感光体１へのトナーと付着を防止する。

【００４５】転写ローラ４を回転駆動装置により感光体
１の表面に対して順方向に回転駆動させる。転写作業を
行う前に、電圧供給手段Ｖ４ａによりトナーＴと同極性
の電圧（絶対値で２００Ｖ〜５０００Ｖ）を転写ローラ
４に印加し、転写ローラ４に付着していたトナーＴを感
光体１に移動させる。この感光体１に移動したトナーＴ
は現像ローラ３１にて回収される。その後、感光体１の
表面電位が均一になり、現像装置３における現像ローラ
３１の駆動を開始する。そして、用紙カセット１２に積
層した記録紙Ｐの搬送を開始する。

【００４６】次いで、制御装置から送信された画像デー
タに従って、露光装置１４が感光体１の表面の電荷を消
滅させて表面電位の絶対値を低下させることにより、感
光体１の表面に静電潜像を形成する。現像用電圧供給手
段Ｖ３１ａにより現像ローラ３１に対して帯電電位と感
光体１の露光電位との間の電位の電圧を印加する。これ
により現像ローラ３１にあるトナーＴを感光体１の表面
に移動し、感光体１の表面にトナー像を形成する。

【００４７】さらに、電圧供給手段Ｖ４ｂにより転写ロ
ーラ４にトナーＴと逆極性の電位（絶対値で２００Ｖ〜
５０００Ｖ）の電圧を静電潜像印加することにより、記
録紙Ｐにトナー像を転写する。その後、記録紙Ｐを定着
装置３へ搬送してトナー像を定着する。

【００４８】一方、転写工程後には感光体１の表面に転
写しきれなかったトナーＴが残留する。この実施の形態
における現像同時クリーニングプロセスでは感光体１の
表面に残留する未転写トナーＴを現像ローラ３１で回収
する。これは現像ローラ３１に電圧を印加して現像ロー
ラ３１と感光体１との間に電界を形成して、両者の間に
感光体１のトナーを現像ローラ３１に移動させるための
静電力を作用させることにより行う。

【００４９】しかし、転写残留トナー量が多い場合、現
像ローラ３１では回収しきれなくなり、この結果クリー
ニング不良を引き起こす。そこで、未転写残留トナーＴ
はは現像されたトナー像に応じて付着しているので、電
圧印加した導電性ブラシローラ５により感光体１の表面
にある未転写残留トナーＴを引き付けてクリーニング不
良を回避して良好な画像形成を保持する。

【００５０】導電性ブラシローラ５は回転駆動装置によ
り回転する。導電性ブラシローラ５は感光体１に対して
周速差をもたせて回転させる（固定式導電性ブラシの場
合はこの限りではない）。この場合、感光体１からトナ
ーＴを回収するために導電性ブラシローラ５と感光体１
との接触部における導電性ブラシローラ５と感光体１と
の電位との間にトナーＴを感光体１へ移動させる静電力
を発生させる。これは前記接触部にあるトナーＴが電荷
ｑを持っているので、導電性ブラシローラ５と感光体１
との接触部弐おける電界Ｅにより（１）式で示される静
電力Ｆが作用する。

【００５１】Ｆ＝ｑ−Ｅ…（１） また、導電性ブラシローラ５は未転写トナーＴとの接触
時に生じる物理力によってもトナーＴを感光体１から導
電性ブラシローラ５へ移動させる。

【００５２】次に図３に示すシーケンスを参照して画像
形成のシーケンスについて説明を加える。

【００５３】まず、受け待ち状態において、画像形成実
行開始信号により回転駆動装置を駆動させて感光体１と
回転ブラシローラ５と転写ローラ４を回転させる。さら
に、電圧供給手段Ｖ５ａにより導電性ブラシローラ５に
正極電圧（＋３００Ｖ）を印加する。この結果、導電性
ブラシローラ５は前回の記録時に引き付けした正電荷を
持ったトナーＴを感光体１の表面に吐き出す。これと同
時に電圧供給手段Ｖ４ａにより転写ローラ４にも正極電
圧を印加して、感光体１の表面の正極性に帯電したトナ
ーＴが転写ローラに付着しないようにする。

【００５４】ところで、画像形成動作起動時に帯電装置
２と現像ローラ３１との間に位置する感光体１の部分は
帯電装置２により帯電することが物理的にできない。そ
こで、この感光体１の未帯電部が現像ローラ３１を通過
した後に（Ｔ１）、現像ローラ３１を駆動することによ
って現像ローラ３１から感光体１へトナーＴが付着する
ことを防止する。定着装置２の温度が設置温度になり、
露光装置１４のポリゴンモータ１４１の回転数が規定値
に到達した時に（ＴＩ０）、導電性ブラシローラ５に印
加する電圧を電圧供給手段Ｖ５ｂにより負極性（ー３０
０Ｖ）に変化させる。これにより導電性ブラシローラ５
は感光体１の表面のトナーＴを引き付けして回収する。

【００５５】導電性ブラシローラ５が感光体１の表面の
トナーＴを回収した領域が露光装置１４に到達した時に
（Ｔ３）、露光装置１４がデータに従って感光体１に対
して露光を行う。この感光体１における露光領域が現像
装置３の現像ローラ３１に達する前に（Ｔ４）、電圧供
給手段Ｖ３１ａにより現像ローラ３１に現像用電圧であ
る正極電圧を印加して感光体１の表面にトナー像を現像
する。

【００５６】次いで、トナー像が転写ローラ３１に到着
する前に（Ｔ５）、電圧供給手段Ｖ４ｂにより転写ロー
ラ３１の印加電圧極性を変化させる（−Ｉ０００Ｖ）。
さらに、感光体１のトナー像が転写ローラ４に到達する
のに合わせて、記録紙Ｐを感光体１と転写ローラ４との
間に搬送する。正極性に帯電した感光体１のトナー像を
転写ローラ４によって記録紙Ｐに転写する。

【００５７】次いで、電圧供給手段Ｖ５ａにより導電性
ブラシローラ５への印加電圧の極性を変化させる（＋３
００Ｖ）。これにより導電性ブラシローラ５に付着した
トナーＴを感光体１の表面に吐き出す。

【００５８】ここで、放出した卜ナーＴが露光装置１４
による露光領域に達するまで（Ｔ６）に露光装置１４に
よる露光（Ｔ２）を終了するように、導電性ブラシロー
ラ５からのトナー放出夕イミングを設定する。放出卜ナ
ーＴが現像ローラ３１を通過する前（Ｔ７）に、現像ロ
ーラ３１への電圧印加を電圧供給手段Ｖ３１ａから電圧
供給手段Ｖ３１ｂに切り換える。例えば電圧供給手段Ｖ
３１ｂにより接地レベルの電位の電圧を印加する。つま
り、現像ローラ３１を接地電位にする。この他に電圧供
給手段Ｖ３１ａから印加する正極電圧とは逆極性の負極
電圧を印加する方法がある。これにより感光体１に放出
された卜ナーＴは現像ローラ３１によって強力に且つ効
率的に引き付けされて回収される。

【００５９】すなわち、現像ローラ３１と感光体１との
間に形成した電界を強めて、現像ローラ３１と感光体１
との間に作用して感光体にあるトナーＴを現像ローラ３
１へ移動させる静電力を従来に比較して充分強めてい
る。

【００６０】さらに、感光体１に形成したトナー像が転
写ローラ４を通過した後に（Ｔ８）、電圧供給手段Ｖ４
ａにより転写ローラ４への印加電位の極性を反転させて
（＋１０００Ｖ）、転写ローラ４へのトナー付着を防止
するとともに転写ローラ４に付着したトナーＴを感光体
１へ放出する。以上の工程を繰り返すことにより記録紙
Ｐに順次連続して画像を形成する。

【００６１】次に本願発明の画像形成装置における考え
方について説明を加える。

【００６２】ところで、画像形成を繰り返し行っていく
と、徐々に導電性ブラシローラ５に付着するトナーＴの
量が増加していき、導電性ブラシローラ５でのトナーの
引き付けおよび放出作用が正常に行われなくなる。そこ
で、導電性ブラシローラ５にトナーが多量に付着した状
態で、画像形成時の感光体１の表面のトナー量の観察を
行った．この結果、導電性ブラシローラ５へトナーＴを
放出するように電圧を印加したところ多量のトナーＴが
感光体１に放出されるが、この放出トナーが現像装置３
で充分回収できていないことが判明した。また、現像装
置３で回収できなかったトナーＴは感光体１の表面に残
留し、また再び導電性ブラシローラ５に回収されること
がわかった。

【００６３】現像装置３でトナーＴを充分回収できない
理由として考えられることとしては、次に述べる点が挙
げられる。

【００６４】（１）トナーＴが帯電工程を妨害し、トナ
ーＴの下側に位置する感光体１の電位が充分得られず、
このため現像装置３でトナー回収用の電界が充分に得ら
れないこと。

【００６５】（２）リサイクル部材である導電性ブラシ
ローラ５に長時間トナーＴが保持されることにより帯電
量が低くなる。また、帯電工程でも多量のトナーＴが存
在するために、感光体１の表面層のみしか帯電が行われ
ない。このため、現像装置３でトナーＴを充分な回収が
できない。

【００６６】（３）リサイクル部材である導電性ブラシ
ローラ５からのトナーＴの放出量が多いので、感光体１
表面におけるトナー層の層厚が厚くなり、現像ローラ３
１と感光体１との間の距離が大きくなる。この結果、現
像装置３での電界が弱くなり、トナーＴを充分回収でき
ない。

【００６７】本願発明の発明者は、これらの理由に基づ
いて現像装置３でトナーＴを充分回収できるようにする
ための方法を考え、感光体１と現像装置３の現像ローラ
３１との間の電界を強くすることにより、現像ローラ３
１と感光体１との間に作用して感光体１にある現像剤を
現像ローラ３１へ移動させる静電力を強くするが効果的
であることを見出した。

【００６８】そこで、図５および図６に示すように感光
体１と現像ローラ３１との電界を変化させてトナー回収
状態を観察する実験を行った。

【００６９】すなわち、導電性ブラシローラ５のトナー
付着重量がほぼ飽和するまで連続画像形成を行う。その
後、導電性ブラシローラ５からトナーＴを感光体１へ放
出して、このトナーを現像ローラ３１を通過させる。図
５に示すように、この時の現像ローラ３１に対して前段
位置と後段位置で夫々感光体１表面のトナー濃度を透明
テープａ，ｂで採取した。そして、図６に示すようにこ
れらテープａ，ｂを未記録用紙に貼り、テープａ，ｂ上
から反射率（現像部前トナー反射率：ＯＤＩ，現像部後
トナー反射率：ＯＤ２）を測定した。また、リフアレン
ス用にトナーを採取してないテーブｃを未記録用紙に貼
り、リフアレンステーブｃの反射率（ＯＤｒｅｆ）との
差により感光体１の表面のトナー濃度として数値化を行
った。これは（２）式および（３）式によるものであ
る。ここで、数値が大きい方がトナー量が多いことを示
している。これはトナーが未記録用紙の反射を妨害して
いるためである。

【００７０】 現像部材前トナー濃度＝（ＯＤＩ一ＯＤｒｅｆ）・・・（２） 現像部材後トナー濃度＝（ＯＤ２一ＯＤｒｅｆ）・・・（３） そして、現像ローラ３への印加電圧を−２２０Ｖ，０
Ｖ，２００Ｖに変化させて現像ローラ３１でのトナー回
収状態を観察した。表１にその結果を示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】表１によれば現像部上流側の感光体の表面
トナーによる反射率がほぼ等しいので、現像部通過トナ
ー量が夫々等しいと考えた時、現像ローラ３１でのトナ
ー回収量は−２２０Ｖ，０Ｖの方が２００Ｖより多いこ
とがわかった。

【００７３】以上のことより、リサイクル部材である導
電性ブラシローラ５から感光体１へのトナーＴの放出量
が多い場合、感光体１と現像ローラとの間の電界が大き
い方が、現像ローラ３１が回収するトナーＴの量が多い
ことが判明した。

【００７４】表１により、本発明を適用することにより
リサイクル部材である導電性ブラシローラ５に付看する
トナー量を低減できることが判明した。

【００７５】このように請求項１の発明では、現像装置
３がトナー回収を行う場合には、現像ローラ３１と感光
体１との接触部に電界を形成し、感光体１にあるトナー
Ｔを現像ローラ３１へ移動させる静電力を発生させる。
これにより感光体１にあるトナーＴを現像ローラ３１へ
移動させてトナーＴを現像ローラ３１により回収する。
ここで、現像装置３がトナー回収を行う場合に、清掃用
電圧供給手段Ｖ３１ｂにより清掃用電圧を現像装置３の
現像ローラ３１に印加し、現像ローラ３１と感光体１と
の間に形成した電界を強めて、現像ローラ３１と感光体
１との間に作用して感光体１にあるトナーＴを現像ロー
ラ３１へ移動させる静電力を従来に比較して充分強めて
いる。このため、感光体１の表面に残留する未転写のト
ナーＴは強力な静電力により現像ローラ３１へ移動され
て現像装置３へ回収される。

【００７６】これにより感光体１の表面に残留する未転
写のトナーＴが現像装置３へ充分に回収されず再度リサ
イクル部材へ付着する事態の発生をできるだけ抑制し
て、再度リサイクル部材へ付着するトナーＴの量を減少
させることができる。

【００７７】従って、この発明の画像形成装置は、現像
同時クリーニング方式において現像装置の現像ローラに
よりトナーを回収する能力を向上させてリサイクル部材
におるトナー付着量の増加を抑えることができる。

【００７８】また、清掃用電圧供給装置は、既存のもの
である現像用電圧を現像ローラへ供給する現像用電圧供
給装置と併用することにより経済的に得ることができ
る。

【００７９】さらに、この発明は感光体１と現像ローラ
３１とを接触させた接触現像方式を採用しており、この
方式では両者を離した方式に比較して感光体１と現像ロ
ーラ３１との間において強い電界を得ることができる。

【００８０】さらに、請求項２の発明によれば、清掃用
電圧供給手段Ｖ３１ｂが現像ローラ３１へ供給する清掃
用電圧を接地レベルとするので、清掃用電圧供給手段と
してとして新たな電源を設ける必要がなく大変経済的で
ある。

【００８１】また、請求項３の発明では、画像形成動作
起動時に帯電装置２と現像装置３の現像ローラ３１との
間に位置する感光体１における未帯電領域が現像ローラ
３１を通過する時に、感光体３の未帯電領域にトナーＴ
が付着することを防止するために、現像ローラ３１に現
像時に印加する電圧とは逆極性の電圧を印加する手段を
清掃用電圧供給手段Ｖ３１ｂと共用にしている。これに
より両方の電圧供給手段を別個に設ける場合に比較して
経済性を向上させている。

【００８２】この点について説明を加える。画像形成動
作起動時に帯電装置２と現像装置３との間に位置する感
光体１の部分は物理的に帯電が不可能である。このた
め、接触現像方式の場合に感光体１の表面における未帯
電領域を現像してしまう。その対策として、現像ローラ
３１と感光体１との間の電界を変化させることにより未
帯電領域の現像を防止することが良く知られている。

【００８３】なお、その他の対策としては、少なくとも
未帯電領域が現像ローラを通過するまでの間、現像ロー
ラと感光体を非接触にしたり、現像ロ一ラを駆動させな
いという方法が挙げられる。

【００８４】現像ローラ３１と感光体１との間の電界を
変化させる方法について説明する。図４にトナーの現像
特性を示す。この線図は、縦軸にトナー現像量（濃度）
をとり、横軸に感光体電位と現像装置との電位差をとっ
て、その関係を示したものである。この線図における非
現像量域の条件にすることにより（本トナーの場合は現
像電位一感光体電位が約−１００Ｖ以下）、感光体未帯
電領域へのトナー現像を防止する。

【００８５】具体的には、現像ローラ３１の印加電圧を
トナー極性とは反対側に変化させることである。この方
法では、トナーＴが現像ローラ３１に移動するような電
界条件を設定するための電源を持っている。

【００８６】そこで、本発明ではこの電源を現像ローラ
３１への清掃用電圧供給手段Ｖ３１ｂと共有することに
より、表２からわかるように現像装置でのトナー回収能
力を向上させることができる。表２は、非画像形成領域
通過時の現像ローラ印加電圧（清掃電圧）を接地電位に
した本発明による制御で連続画像形成を行った場合と、
従来の方法により連続画像形成を行った場合における、
リサイクル部材のトナー付着量と画像形成記録紙枚数と
の関係を示している。

【００８７】なお、従来例とは、図４に示したシーケン
スで画像形成起動時における感光体１の未帯電領域が現
像ローラ３１を通過するまでの間現像ローラ３１を接地
電位とし、その後は現像用現像電圧（＋２２０Ｖ）を印
加したままのシーケンスで画像形成したものである。す
なわち、トナー回収時に現像ローラ３１を接地電位とし
ていない。

【００８８】

【表２】

【００８９】表２からわかるとおり本発明では、連続画
像形成を行った場合でも従来に比較してリサイクル部材
におけるトナー付着量を少なく抑えることができること
がわかる。

【００９０】

【発明の効果】請求項１の発明の画像形成装置によれ
ば、現像装置がトナー回収を行う場合に、清掃用電圧供
給手段により清掃用電圧を現像装置の現像ローラに印加
し、現像ローラと感光体との間に作用して感光体にある
トナーを現像ローラへ移動させる静電力を従来に比較し
て充分強めている。このため、感光体の表面に残留する
未転写のトナーを強力な静電力により現像ローラへ移動
して現像装置へ充分回収できてトナー回収能力を高め、
これにより感光体の表面に残留する未転写のトナーを現
像装置へ充分に回収されず再度リサイクル部材へ付着す
る事態の発生をできるだけ抑制して、再度リサイクル部
材へ付着するトナーの量を減少させることができる。

【００９１】請求項２の発明によれば、清掃用電圧供給
手段が現像ローラへ供給する清掃用電圧を接地レベルと
するので、清掃用電圧供給手段としてとして新たな電源
を設ける必要がなく大変経済的である。

【００９２】請求項３の発明によれば、画像形成動作起
動時に前記帯電装置と前記現像装置の現像ローラとの間
に位置する感光体の未帯電領域が現像ローラを通過する
時に、感光体の未帯電領域にトナーが付着することを防
止するために、現像ローラに現像時に印加する電圧とは
逆極性の電圧を印加する手段を、清掃用電圧供給手段と
兼用することにより、両方の電圧供給装置を別個に設け
る場合に比較して経済性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施の形態であるプ
リンタを示す概略的構成図。

【図２】同プリンタの画像形成プロセスを示す図。

【図３】同プリンタの画像形成動作のシーケンスを示す
図。

【図４】トナーの特性を示す線図。

【図５】同プリンタにおける感光体のトナー付着を測定
する方法を示す図。

【図６】同プリンタにおける感光体のトナー付着を測定
する方法を示す図。

【図７】従来のプリンタにおける画像形成動作を示す
図。

【図８】従来のプリンタにおける画像形成動作を示す
図。

【図９】従来のプリンタにおける画像形成動作を示す
図。

【符号の説明】

１…感光体、 ２…帯電装置、 ３…現像装置、 ４…転写ローラ、 ５…導電性ブラシローラ（リサイクル部材）、 １１…装置本体、 １２…給紙カセット、 １４…露光装置、 ３１…現像ローラ、 ３２…供給ローラ、 ３３…トナーホッパ、 Ｖ１…電圧供給手段、 Ｖ２…電圧供給手段、 Ｖ４ａ…電圧供給手段、 Ｖ４ｂ…電圧供給手段、 Ｖ５ａ…電圧供給手段、 Ｖ５ｂ…電圧供給手段、 Ｖ３１ａ…電圧供給手段、 Ｖ３１ｂ…電圧供給手段、 Ｖ３２…電圧供給手段、 Ｔ…トナー、 Ｐ…記録紙。

フロントページの続き (72)発明者 岡野 義明 静岡県三島市南町６番78号 株式会社テッ ク技術研究所内 (72)発明者 中村 鐵也 静岡県三島市南町６番78号 株式会社テッ ク技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、 この感光体の表面を帯電する帯電装置と、 帯電後に前記感光体の表面を露光して静電潜像を形成す
   る露光装置と、 前記感光体に接触する現像ローラを有し前記静電潜像と
   同極性に帯電した現像剤を前記現像ローラにより前記感
   光体の静電潜像に接触させて反転現像する現像装置と、 前記感光体に形成した現像剤像を記録紙に転写する転写
   装置と、 前記帯電装置より上流側であって前記転写装置の下流側
   である位置に設けられ前記感光体に接触する導電性を有
   するリサイクル部材と、 前記露光装置により前記静電潜像を形成する予定の前記
   感光体における画像形成領域が前記リサイクル部材を通
   過する前から前記画像形成領域が前記リサイクル部材を
   通過する第１の期間に転写工程後に前記感光体に残留す
   る現像剤を前記リサイクル部材に引き付ける第１の電圧
   を前記リサイクル部材へ供給する第１のリサイクル電圧
   供給手段と、 前記感光体における画像形成予定領域とは異なる非画像
   形成領域が前記リサイクル部材を通過する前から前記非
   画像形成領域が前記リサイクル部材を通過する第２の期
   間の少なくとも一部の間に前記リサイクル部材に引き付
   けている前記現像剤を前記感光体に放出する第２の電圧
   を前記リサイクル部材へ供給する第２のリサイクル電圧
   供給手段とを備え、 前記感光体における前記非画像形成領域が前記現像装置
   を通過している期間に前記非画像形成領域へ放出した前
   記現像剤を前記現像ローラと前記感光体との間に作用す
   る静電力により前記現像ローラへ移動させて回収する画
   像形成装置において、 前記感光体に現像剤像を形成する現像用電圧を前記現像
   ローラへ供給する現像用電圧供給手段と、 前記感光体における前記非画像形成領域が前記現像装置
   を通過している期間の少なくとも一部の間に前記現像ロ
   ーラと前記感光体との間に作用して前記感光体にある現
   像剤を前記現像ローラへ移動させる静電力を強める清掃
   用電圧を前記現像ローラへ供給する清掃用電圧供給手段
   とを具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記清掃用電圧供給手段が前記現像ロー
   ラへ供給する清掃用電圧は接地レベルである請求項１に
   記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記清掃用電圧供給手段は、画像形成動
   作起動時に前記帯電装置と前記現像ローラとの間に位置
   する前記感光体における未帯電領域が前記現像ローラを
   通過する時に前記現像ローラに電圧を供給する電圧供給
   手段と共用することを特徴とする請求項１に記載の画像
   形成装置。