JPH10171305A

JPH10171305A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10171305A
Application number: JP8331943A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ogawa; 小川賢一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置における転写手段を、クリーニ
ング用の高圧印加手段を要せず、像担持体の損傷を可及
的小にしてクリーニングすること。【解決手段】像担持体と、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
現像剤により顕像化する現像手段と、現像した現像像を
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
写手段とを備えた画像形成装置において、前記転写手段
の清掃時に、前記転写手段表面は暗電位Ｖ_D とされると
ともに前記像担持体の表面に明電位部Ｖ_L と暗電位部Ｖ
_D が形成され、その明電位部と暗電位部は略清掃開始前
の露光領域のみに形成されることを特徴とする画像形成
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば電子写真
を応用した複写機やレーザービームプリンター、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】従来技術について、本発明のに１実施形
態を示す図１を援用して説明する。図１において、像担
持体としての電子感光体等の感光ドラム１は、矢印Ａ方
向に回転し、感光ドラム１を帯電処理するための帯電装
置２によって一様に帯電され、感光ドラム１に静電潜像
を書き込む露光手段３からのレーザー光により、その表
面に静電潜像が形成される。この静電潜像を、感光ドラ
ム１に対して近接配置され、プロセスカートリッジの一
部として、画像形成装置本体に対し着脱可能である現像
装置４のトナー７により現像し、トナー像として可視化
する。可視化された感光ドラム１上のトナー像は、転写
ローラ６によって記録媒体である紙８に転写され、転写
されずに感光ドラム１上に残存した転写残トナーは、ク
リーニングブレード９によりかきとられ廃トナー容器１
１に回収され、クリーニングされた感光ドラム１は上述
作用を繰り返し画像形成を行う。

【０００３】一方トナー像を転写された紙８は定着装置
１０により定着処理され、装置外に排紙されプリント動
作が終了する。そして転写工程終了後感光ドラムに対し
クリーナーにより、残留トナーを除去して次の画像形成
プロセスに移行する。

【０００４】ところで従来の画像形成装置では、クリー
ニングシーケンスを行うときは、帯電バイアスをｏｆｆ
して感光ドラムを０Ｖに除電するとともに、転写ローラ
ーにはトナーと同極性のバイアスを印加して転写ローラ
ー上に付着したトナーを感光ドラムに戻すといった作業
を行っている。転写ローラー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に転写ローラーが
直接触れた時などに感光ドラム上にごく微量に付着した
トナーが転写ローラーに転移する場合、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
させてしまった場合に転写紙からはみ出た部分の画像が
転写ローラーに転写されてしまう場合等が考えられる。
いまここでは転写ローラーのクリーニング効率をよくす
るため感光ドラム上の電位は０Ｖに除電している。一般
に反転現像を用いた装置では感光ドラムの帯電はトナー
と同極性であるため、０Ｖに除電をせずに帯電電位のま
まだと転写ローラー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上の電位により反発して、十分
感光ドラムにもどってはくれないのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置では通常作像時には逆極性のバイアスの転写ローラー
への印加が必要になり高価な電気部材がいる。また、転
写ローラーに付着するトナーは正規トナーとは限らず反
転トナーも多く含まれており、これを除去するため、転
写ローラーに正規トナーと同極性のバイアスを印加して
クリーニングを行うが、反転トナーを完全に除去するこ
とは困難である。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、紙の裏汚
れとなる。また正規トナーのクリーニングにおいても、
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
ナーが転写ローラーに蓄積し転写ローラーの能力低下や
機内へのトナーの飛散を引き起こす恐れがある。また、
クリーニングを行うためにはバイアスを印加するため感
光ドラムへのダメージが発生してしまう。

【０００６】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、感光ドラムへのダメージを
極力少なくした上で、正規トナー、反転トナーともに効
率よ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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本出願に係る第１の発明は、像担持体と、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
持体上の潜像を現像剤により顕像化する現像手段と、現
像した現像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た画像形成装置におい
て、前記転写手段の清掃時に、前記転写手段表面は暗電
位とされるとともに前記像担持体の表面に明電位部と暗
電位部が形成され、その明電位部と暗電位部は略清掃開
始前の露光領域のみに形成されることを特徴とする。

【０００８】本出願に係る第２の発明は、第１の発明に
おける前記転写手段の清掃時に前記転写手段が収束する
電位をＶ_CL、像担持体の暗電位をＶ_D、明電位をＶ_Lと
して、｜Ｖ_D｜＞｜Ｖ_CL｜≧｜Ｖ_D＋Ｖ_L｜／２の関係
が成立されることを特徴とする。

【０００９】本出願に係る第３の発明は、第１又は第２
の発明における前記像担持体の表面の明電位部は、少な
くとも前記転写手段の表面一周に相当する範囲に形成さ
れることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】

［実施形態１］本実施形態について以下に説明を行う。
図１において、装置本体に着脱可能なプロセスカートリ
ッジ中の像担持体としての感光ドラム１は矢印Ａ方向に
回転し、帯電装置２により一様に帯電され、画像情報を
光に変換しレーザー光を照射する露光装置３からのレー
ザー光により潜像が形成される。該潜像は、プロセスカ
ートリッジ中の現像装置４の現像剤であるトナー７によ
り現像され可視化される。現像されたトナー像は、転写
ローラ６により転写材である記録紙６に転写される。ト
ナー像を転写された記録紙は定着装置へ送られ、そこで
トナー像は記録媒体である記録紙に定着され、その後装
置外へ排出される。前記転写工程終了後感光ドラム１上
に残ったトナーは、クリーニングブレード９によりかき
取られ、廃トナー容器１１に回収される。

【００１１】本実施形態では、上記画像形成装置におい
て転写ローラーのクリーニングを行う際は、転写ローラ
ーは設置電位に対しフロート状態とされ、画像形成時と
同様の暗電位が帯電装置により感光ドラムに印加される
とともに、該感光ドラムを介して転写ローラーに印加さ
れ、そしてこの帯電した感光ドラムの表面に対して前記
露光手段によりレーザー光を照射される。このレーザー
露光は図２に示すように細かいｏｎ、ｏｆｆを繰り返す
ように行い、潜像は図３のような千鳥又は市松模様を形
成する。

【００１２】図４は本実施形態のクリーニングシーケン
スを説明するための図で、図４の（ａ）はクリーニング
前の紙上の画像領域を示す図、（ｂ）はクリーニング時
に感光ドラムに露光した電位分布図で、該電位は略画像
形成領域内に分布し、（ｃ）はクリーニング時の転写ロ
ーラーの電位分布図である。ここで図４（ｂ）のように
クリーニングシーケンスを行う前の略露光範囲即ち画像
形成領域（ａ）のみに露光（クリーニングパターン）す
ることで、感光ドラムにダメージを与えることなく、さ
らにコントラストを大きくとることが可能になりクリー
ニングを行うことができる。クリーニング動作中は感光
ドラム上は帯電手段で暗電位Ｖ_Dに一様帯電される。露
光領域は、感光ドラム上で主走査方向クリーニング前の
画像の幅を被うようにとる（ｂ）。露光領域の副走査方
向は転写ローラーの一周分を最低限被うことができる長
さとする。図４（ｂ）のように感光ドラムに千鳥状に模
様を作った場合には、図４（ｃ）のように転写ローラー
が千鳥状にクリーニングされる。したがって、転写ロー
ラー一周分をＶ_L部が必ず接してクリーニングを行うた
めには２周以上の長さで露光領域を形成しなければなら
ない。また、図２のように感光ドラムの回転に伴いこの
千鳥模様に潜像形成された感光ドラムの表面は現像器の
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しておかなければならない。ここ
でクリーニングが行われるクリーニングプロセスを説明
する。クリーニングを行うときは感光ドラム１をＶ
_D（暗電位）に帯電させる。一方その場合、中抵抗（約
１０⁶ 〜１０¹²Ω）の転写ローラー６は、断続手段（図
示せず）により接地及び帯電手段からｏｆｆとされて接
地電位に対し浮遊状態即ちフロートとされており、長手
方向の感光ドラムの前記暗電位の帯電電位に収束してい
く（Ｖ_CL）。その状態でクリーニングパターンのレーザ
ー露光を行うと、感光ドラム上の感光した部分は明電位
部（Ｖ_L＝約−１５０Ｖ）となる。この場合の電位関係
は、相対的に｜Ｖ_L｜＜｜Ｖ_CL｜の状態になっている。
感光ドラムの明電位部分が当接する転写部材の部分は、
明電位となる。このような帯電による電位関係を図５に
示す。ここでは感光ドラム上の明電位部（Ｖ_L）と転写
部材の収束した電位（Ｖ_CL）の相対関係により上向き矢
印のような電位差が生じる。その電位差により転写部材
上のトナーが感光ドラムに引き付けられてクリーニング
が行われる。また、反転トナーの場合も同様の原理によ
って感光ドラム上の明電位部（Ｖ_L ）部に引き付けられ
ていき、転写部材のクリーニングが行われる。以上のク
リーニングシーケンスは図示しない制御装置の指令によ
り実行される。

【００１３】本実施形態では転写ローラー一周にわたり
感光ドラム上の明電位部を転写ローラーに当接させたこ
とで転写ローラーのクリーニング効果が認められた。さ
らなるクリーニング性が必要とされる場合には、転写ロ
ーラー数周にわたって明電位部を当接させてもよい。

【００１４】本実施形態では、転写ローラーをフロート
にし、感光ドラム上の帯電による暗電位部により転写ロ
ーラーを暗電位に帯電し、感光ドラム上に露光により明
電位部を前記暗電位部と混在するパターンで形成し、そ
れにより感光ドラムと転写ローラーとの間に電位差を生
じさせて、転写ローラーに付着した正規トナーや反転ト
ナーをクリーニングバイアスを設けることなく除去する
ことができる。そうすることによって、感光ドラムの高
耐久化を図ることができ、またクリーニングのための高
圧印加手段を不要としてそのコストダウンや、また装置
全体の小型化、本体の高耐久化が得られる。

【００１５】［実施形態２］次に本実施形態に係る画像
形成装置について説明する。尚、画像形成装置の機械的
構造は上記実施形態と同様であるから、その説明は省略
する。

【００１６】本実施形態では、実施形態１と同様に転写
ローラーのクリーニングを行うときに感光ドラムに対し
てレーザー露光を行うが、その転写ローラーが収束する
電位Ｖ_CLを｜Ｖ_D｜＞｜Ｖ_CL｜≧｜Ｖ_D＋Ｖ_L｜／２の範囲にもっていくようにする。

【００１７】本実施形態の目的は、露光範囲を限定して
クリーニングコントラストを引き出し正規トナー、反転
トナーをより高効率にクリーニングすることにある。

【００１８】ここでは、クリーニング前の画像が転写ロ
ーラー長手方向の半分に印字された場合のクリーニング
方式を説明する（図６−ａ）。実施形態１では、図６−
ｂのように感光ドラム上に、転写ローラーの約半分の面
積に相当する未露光部Ｖ_D （＝−６５０Ｖ）と明電位部
分Ｖ_L（−１５０Ｖ）を形成した。感光ドラムを長手方
向Ｋで切ったときのＶ_DとＶ_Lの比は１０対２となるの
で、転写ローラーの電位Ｖ_CLは、Ｖ_CL＝（１０×Ｖ_D＋２×Ｖ_L）／１２＝５６６つまりＶ_CLは約−５６６Ｖになる。なお、長手方向Ｋに
沿う転写ローラーの暗電位部の長さＬ１＝Ｌ２であり、
また中央部の長さＬ３＝２・Ｌ２の関係になされている
ので、上式が成立する。

【００１９】図７−ａでは、図６の円周方向Ｋ１で切っ
たときの電位図である。破線で示されているのが転写ロ
ーラー上の電位は収束電位Ｖ_CLである。まず転写ローラ
ーは前述のように暗電位に収束している。そして露光さ
れた感光ドラム部分が転写ローラーに当接するとだんだ
んとＶ_Lに近づいていく。露光した部分が長手にわたっ
て図６−ａのように多いため、それに伴い転写ローラー
の電位が高くなり、矢印Ａで示されるクリーニングコン
トラストは少ないものになっている。この場合のクリー
ニングコントラスト電位は上記計算値から５６６−１５
０＝４１６、即ち４１６Ｖである。この状態で転写ロー
ラーを２周回転させればクリーニングが終了する。

【００２０】第２の実施形態では、上記コントラストを
大とするもので、同じ面積をクリーニングするのにまず
その面積の半分をクリーニングし終わってから、残りの
半分をクリーニングするものである。

【００２１】そのクリーニングパターンを形成する工程
について説明する。クリーニング前の露光領域に関して
１周目から２周目にかけてまず右半分を露光する（図６
−ｃ）。図７−ｂでは、図６の円周方向Ｋ２で切ったと
きの電位図である。破線で示されているのが転写ローラ
ー上の電位である。まず転写ローラーは最初は暗電位に
収束している。そして回転していくうちに露光された部
分が転写ローラーに当接するとだんだんとＶ_Lに近づい
ていく。露光した部分が長手にわたって、実施形態１の
場合よりも少ないため矢印Ｂのクリーニングコントラス
トは大きなものになっている。この時のＶ_CLは次のよう
になる。

【００２２】即ち、感光ドラムを長手方向Ｋで切ったと
きのＶ_DとＶ_Lの比は１１対１であるので転写ローラー
のＶ_CLはＶ_CL＝（１１×Ｖ_D＋１×Ｖ_L）／１２＝６０８つまりＶ_CLは約−６０８Ｖになる。以上により、この場
合のクリーニングコントラストは上記計算値から６０８
−１５０＝４５８、即ち４５８Ｖになる。

【００２３】つまり実施形態２においてこのようにクリ
ーニングパターンを形成すると、実施形態１のクリーニ
ングコントラストよりも４２Ｖも多いコントラストがえ
られ、転写ローラーのクリーニングが高効率に行える。
次に上記と同様な工程を３周目から４周目にかけて残り
の左半分（図６−ｄ）にも行うことによって転写ローラ
ーのクリーニングが終了する。この状態で転写ローラー
を４周回転させればクリーニングが終了する。これは一
例であって画像範囲が広いときは転写ローラーを数周回
転させて感光ドラム上の明電位部を当接させてもよい。

【００２４】実施形態１では、４１６Ｖのクリーニング
コントラストでクリーニングを行っていたが、本実施形
態の形態では４５８Ｖのクリーニングコントラストでク
リーニングを行ったためより高効率なクリーニングが行
われた。

【００２５】本実施形態では転写ローラー一周にわたり
感光ドラム上の明電位部を転写ローラーに当接させたこ
とで転写ローラーのクリーニング効果が認められた。さ
らなるクリーニング性が必要とされる場合には、転写ロ
ーラー数周にわたって明電位部を当接させてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写ローラーをフロートにしかつ感光ドラム上に帯電に
よる暗電位部と露光による明電位部とを混在させること
により、感光ドラムと転写ローラーに電位差を設けて、
転写ローラーに付着した正規トナーや反転トナーをクリ
ーニングバイアスを設けることなく除去することができ
る。そして、感光ドラムの高耐久化を可能とするととも
に、クリーニング用の高圧印加手段を不要とし、画像形
成装置のコストダウンや小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態に係る画像形成装置の断面
図

【図２】本発明の実施形態１に用いた高圧制御のタイミ
ング図

【図３】本発明の実施形態１に用いた潜像を示す図

【図４】本発明の実施形態１に用いたクリーニング時に
おける紙、感光ドラム、転写ローラの電位分布図

【図５】本発明の実施形態１によるクリーニング効果の
説明図

【図６】本発明の実施形態２によるクリーニング露光図

【図７】本発明の実施形態２によるクリーニング露光と
電位差の図

【符号の説明】１…感光ドラム２…帯電装置３…露光装置４…現像装置６…転写ローラー７…現像剤９…ブレード１０…定着装置１１…廃トナー容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、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
現像剤により顕像化する現像手段と、現像した現像像を
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
写手段とを備えた画像形成装置において、前記転写手段の清掃時に、前記転写手段表面は暗電位と
されるとともに前記像担持体の表面に明電位部と暗電位
部が形成され、その明電位部と暗電位部は略清掃開始前
の露光領域のみに形成され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前記転写手段が
収束する電位をＶ_CL、像担持体の暗電位をＶ_D、明電位
をＶ_Lとして、｜Ｖ_D｜＞｜Ｖ_CL｜≧｜Ｖ_D＋Ｖ_L｜／２の関係が成立され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】前記像担持体の表面の明電位部は、少な
くとも前記転写手段の表面一周に相当する範囲に形成さ
れることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成
装置。