JPH11133823A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 転写ローラ２２および除電ローラ２６（接触
部材）に対し、感光体１２の帯電極性と同極性であり、
絶対値が、感光体１２の表面電位の絶対値よりも大きい
電圧が選択的に印加される。これにより、接触部材に付
着したトナーは、感光体１２側へ電気的に変位する。ま
た、感光体１２の非画像領域に対応して、露光器１８を
強制的に能動化し、非画像領域の表面電位を減衰させる
ことによって、接触部材に印加する電圧の電位は小さく
できる。 【効果】 接触部材の清掃不良による画像劣化などの問
題は解消される。しかも、非画像領域の電位を予め減衰
させれば、接触部材に接触後の感光体１２の表面電位が
上昇して、放電破壊に至らしめることもない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像形成装置に関し、
特にたとえば電子写真方式を用いた複写機およびプリン
タ等に適用され、現像と同時に感光体上に残留した未転
写トナーを回収する、画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来廃棄処分していた感光体上の残留ト
ナー（未転写トナー）を、反転現像方式を用いて、現像
と同時に現像器（現像手段）で回収して、再び現像剤と
して利用するいわゆる現像同時クリーニング方式が、省
資源化および環境保護の観点から多用化される傾向にあ
る。そして、この種の従来の画像形成装置が、平成６年
３月１６日付で出願公告された特公平６−１９６０２号
公報［Ｇ０３Ｇ １５／００，１５／０９，２１／０
０］、および平成８年３月２１日付で出願公告された特
公平８−２７５８７号公報［Ｇ０３Ｇ ２１／１４，１
５／０６，１５／０８］等によって開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、トナー
をリサイクルして使用するため、現像装置内に帯電量の
低いトナー，未帯電トナー，本来の帯電極性と逆極性に
帯電するトナーが経時的に増加して、現像器で未転写ト
ナーを満足に回収できず、感光体上に残留させてしまう
ことがあった。そして、その残留トナーが、現像器（現
像手段）に変位した後の感光体の表面に接触配置される
転写ローラや除電ローラ等のプロセス部材（接触部材）
に付着し、画像劣化などを招来するという問題があっ
た。

【０００４】つまり、転写ローラ（転写手段）にトナー
が付着した場合には、紙などの転写材の裏面側（非画像
面側）にトナーが付着して転写材を汚染し、一方、転写
後の感光体表面を除電する除電ローラにトナーが付着し
た場合には、トナー飛散を生じたり、除電後の帯電工程
において帯電不良、または露光工程において露光不良を
発生させていた。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、接
触部材の汚染による画像劣化などの問題を解消して、高
画質画像を得ることができる、画像形成装置を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、表面に静電
潜像を形成する感光体、表面を第１電位に帯電する第１
の帯電手段、第１電位に帯電された表面を露光して静電
潜像を形成する露光手段、表面の帯電極性と同極性の現
像バイアス電圧を受けて静電潜像を現像剤像に顕像化す
る現像手段、および帯電極性と逆極性の転写バイアス電
圧を受けて現像剤像を転写材に転写する転写手段を少な
くとも含み、現像手段に変位した後の表面に接触する接
触部材を備える画像形成装置において、接触部材に対し
帯電極性と同極性であり絶対値が第１電位の絶対値より
も大きい電圧を印加する第１の印加手段を備えることを
特徴とする、画像形成装置である。

【０００７】

【作用】感光体の表面およびそれに付着している現像剤
は、第１の帯電手段により、第１電位に帯電され、露光
により形成した感光体上の静電潜像が、帯電極性と同極
性の現像バイアス電圧が印加される現像手段により現像
される。そして、感光体上の現像剤像（静電潜像）に対
応して、転写手段（接触部材）には、帯電極性と逆極性
の転写バイアス電圧が印加されて、感光体上の現像剤像
は転写材に転写される。

【０００８】転写工程が終了すると、続いて、転写手段
（接触部材）には、感光体の帯電極性と同極性であり、
絶対値が、第１電位の絶対値よりも大きい電圧が印加さ
れて、転写手段（接触部材）上の現像剤は電気的に感光
体に変位する。すなわち、接触部材に付着した現像剤は
除去される。また、電位設定手段で感光体の表面を、感
光体の帯電極性と同極性であり絶対値が当該第１電位よ
りも小さい第２電位に設定すれば、接触部材に印加する
電圧の電位を小さくすることができる。つまり、第２の
帯電手段で感光体の表面を第２電位に帯電する、また
は、露光手段を強制的に能動化して感光体表面の電位を
減衰させることにより、感光体（非画像領域）の表面を
第２電位に設定して、表面を清掃するために接触部材に
印加する電圧の電位を小さくすることができる。したが
って、接触部材に接触した後の感光体表面電位が著しく
上昇して、感光体上に放電破壊（ピンホール）が発生す
るのを防止することができる。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、接触部材と感光体と
の間の電位差を用いて、接触部材に付着している現像剤
を除去して、接触部材の清掃不良による画像劣化などの
問題を解決することができる。しかも、感光体の表面電
位が著しく上昇して、放電破壊に至らしめるのを防止す
ることもできる。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【実施例】図１に示すこの実施例の画像形成装置１０
は、後述する現像ローラ２０ａに感光体１２の帯電極性
と同極性のバイアス電圧を印加して、感光体１２上に残
留している現像剤（以下、「トナー」という。）を現像
ローラ２０ａにより回収するものである。なお、この実
施例では、ドラム状の感光体を用いたが、たとえばベル
ト状または板状のものを用いてもよい。

【００１２】感光体１２の上方には、帯電器（帯電手
段）１４が設けられ、この帯電器１４は、グリッド電極
（図示せず）を有するスコロトロン型の帯電器である。
そして、ツェナーダイオード（電位設定手段）１６によ
り帯電電位が規定される帯電器１４によって、感光体１
２の表面は所定電位（第１電位）に帯電される。第１電
位（たとえば＋８００Ｖ）に帯電された感光体１２に
は、露光器１８で形成された光像が、図示しないミラー
などを介して、入射されて、感光体１２上に画像データ
（原稿）に応じた静電潜像が形成される。

【００１３】また、感光体１２の右側には、現像手段と
しての現像器２０が設けられ、この現像器２０は、感光
体１２の表面に回転可能に接触して、感光体１２に対し
トナーを供給する現像ローラ２０ａを含む。また、この
現像ローラ２０ａに関連して、たとえば非磁性一成分の
トナーを収容するトナーホッパ２０ｂが設けられ、この
トナーホッパ２０ｂ内の供給ローラ２０ｃによって、現
像ローラ２０ａにトナーが供給される。さらに、トナー
ホッパ２０ｂ内には、現像ローラ２０ａの表面に接触し
て現像ローラ２０ａに担持されたトナーを薄層化すると
ともに、トナーを摩擦帯電する現像ブレード２０ｄが設
けられる。なお、この実施例では、現像ローラ２０ａに
は、極性の異なるバイアス電圧（たとえば＋４００Ｖ，
−１５０Ｖ）が選択的に印加され、供給ローラ２０ｃに
は、帯電極性と同極性のバイアス電圧（たとえば＋６０
０Ｖ）が印加される。

【００１４】さらに、感光体１２の下方には、転写手段
としての転写ローラ２２が配置され、この転写ローラ２
２は、給紙装置（図示せず）によって搬送された紙など
の転写材２４に感光体１２上のトナー像を静電吸着させ
る。つまり、転写ローラ２２には、感光体１２の帯電極
性と逆極性（この実施例では負極）のバイアス電圧が、
感光体１２上のトナー像（画像領域）に対応して印加さ
れて、感光体１２上のトナー像は電気的に転写材２４に
転写される。また、感光体１２の左側には、導電性部材
からなる除電ローラ２６が設けられ、この除電ローラ２
６に帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加することに
よって、転写後の感光体１２上の残留電位は除去され
る。

【００１５】このような画像形成装置１０において、周
知の電子写真プロセスが営まれるが、図１実施例では、
図２のタイミング図に示すように、転写ローラ２２およ
び除電ローラ２６のように、現像ローラ２０ａに変位し
た後の感光体１２の表面に接触するプロセス部材（接触
部材）に対し、感光体１２の帯電極性と同極性（この実
施例では正極性）であり、絶対値が、第１電位（＋８０
０Ｖ）の絶対値よりも大きい電圧を印加して、接触部材
と感光体１２との間の電位差によって、接触部材に付着
したトナーを電気的に感光体１２側へ変位させるように
している。なお、図２からもわかるように、静電潜像が
形成される感光体１２上の画像領域に対応して、転写ロ
ーラ２２に対し、感光体１２の帯電極性と逆極性（この
実施例では負極）のバイアス電圧を印加する必要がある
ため、転写ローラ２２に正極の電圧を印加する期間は、
画像領域を除いた非画像領域に限定される。

【００１６】つまり、露光により形成された静電潜像を
反転現像すると同時に、転写後の感光体１２上に残留し
たトナーを回収することによって、トナーの無駄を省略
するようにした画像形成装置では、現像器２０（トナー
ホッパ２０ｂ）内に、帯電量の低いトナー，未帯電トナ
ー，本来の帯電極性と逆極性に帯電するトナーが経時的
に増加して、回収能力が低下するという問題がある。し
たがって、感光体１２上には、残留トナーが増加し、そ
のトナーが転写ローラ２２や除電ローラ２６に付着し
て、種々（帯電不良，露光不良等）の問題を招来してい
た。

【００１７】図３のフロー図を参照して、上述の動作に
ついて説明する。図３のステップＳ１において、感光体
１２を駆動し、帯電器１４および除電ローラ２６をオン
するとともに、ステップＳ３において、現像ローラ２０
ａにたとえば−１５０Ｖの電圧を印加する。すなわち、
感光体１２の非画像領域に対応して、現像ローラ２０ａ
には、感光体１２の帯電極性と逆極性の電圧が一時的に
印加されて、感光体１２に余分なトナーが付着して黒べ
た画像が形成されるのが防止される。次のステップＳ５
では、転写ローラ２２に感光体１２の帯電極性と同極性
であり第１電位よりも絶対値の大きい電圧（たとえば＋
９００Ｖ）を印加する。そして、ステップＳ７におい
て、帯電器１４を能動化してから所定期間が経過したか
どうかを判断し、そこにおいて“ＹＥＳ”が判断される
と、ステップＳ９に進み、現像ローラ２０ａにたとえば
＋４００Ｖの電圧を印加し、転写ローラ２２にたとえば
−１０００Ｖの電圧を印加する。すなわち、ステップＳ
７において、帯電がなされた領域つまり画像領域が露光
器１８に変位したかどうかが判断され、変位したと判断
されると、ステップＳ９で現像ローラ２０ａおよび転写
ローラ２２が能動化される。

【００１８】そして、続くステップＳ１１において、露
光器１８をオンし、感光体１２上に静電潜像を形成する
とともに、ステップＳ１３で、露光器１８を能動化して
から所定期間が経過したかどうかを判断して、所定期間
が経過したときすなわち形成すべき１ページ分に相当す
る画像データの露光が終了すると、ステップＳ１５に進
んで、露光器１８を不能化する。そして、次のステップ
Ｓ１７において、再び、転写ローラ２２に正極の電圧
（たとえば＋９００Ｖ）を印加する。ステップＳ１９で
は、プリントリクエストがあったかどうかが判断され、
そこにおいて“ＹＥＳ”が判断されるすなわち形成すべ
き別ページの画像データがある場合には、ステップＳ７
に戻って、上述の電子写真プロセスを繰り返し実施する
が、ステップＳ１９において“ＮＯ”が判断されると、
ステップＳ２１に進んで、帯電器１６，現像器２０，除
電ローラ２６を不能化するとともに、ステップＳ２３で
感光体１２を停止して、全ての動作を終了する。

【００１９】次に、図４を参照して、転写ローラ２２お
よび除電ローラ２６に付着したトナーが、感光体１２に
変位し、現像ローラ２０ａによって回収されるまでの動
作について説明する。なお、図４において、●は正帯電
トナーを示す。転写ローラ２２と感光体１２との接触位
置において、感光体１２の表面電位は０Ｖの未帯電領域
と＋８００Ｖの非画像領域とが存在し、上述の如く、転
写ローラ２２に対し、帯電極性と同極性であり感光体１
２表面電位よりも大きい電圧を印加することによって、
転写ローラ２２上のトナーは感光体１２に電気的に変位
する。同様に、除電ローラ２６と感光体１２との接触位
置において、感光体１２の表面電位は、０Ｖの未帯電領
域と＋１５０Ｖ〜＋８００Ｖの領域が存在し、除電ロー
ラ２６上のトナーは、正極の電圧（たとえば＋９５０
Ｖ）によって、感光体１２に変位する。

【００２０】感光体１２との電位差によって感光体１２
側に変位したトナーは、感光体１２の回転方向において
下流に設けられた帯電器１４により感光体１２とともに
再帯電され、帯電電位は＋８００Ｖ上まで引き上げられ
る。そして、感光体１２上のトナーは、＋４００Ｖの電
圧が印加される現像ローラ２０ａに電位的に吸引され
て、トナーホッパ２０ｂに収容される。なお、回収され
たトナーは、電位的に供給ローラ２０ｃ側に変位するこ
ともない。

【００２１】このように、図１実施例によれば、接触部
材（転写ローラ２２および除電ローラ２６）に付着して
いるトナーを感光体１２に変位させ、現像ローラ２０ａ
で回収することができるので、接触部材の清掃不良によ
る画像劣化，転写材２４の汚れなどの問題は解消され
る。図５は、この発明の他の実施例のタイミング図であ
る。すなわち、図５実施例は、図１実施例とタイミング
図のみ異なり、部品構成は同一である。したがって、以
下の説明において、図１実施例と同一または類似の部分
に同一または類似の参照符号を用い、図５実施例の構成
に関する詳細な説明は省略する。

【００２２】すなわち、この実施例では、図５に示すよ
うに、感光体１２表面を２段階に帯電し、電位設定手段
としてのツェナーダイオード１６を制御して、静電潜像
が形成される感光体１２の画像領域を、その帯電極性と
同極性の第１電位（たとえば＋８００Ｖ）に帯電し、画
像領域を除いた非画像領域を、帯電極性と同極性であり
絶対値が当該第１電位の絶対値よりも小さい第２電位
（たとえば＋１５０Ｖ）に帯電するようにしている。し
たがって、接触部材（転写ローラ２２および除電ローラ
２６）との間の電位差を拡大して、接触部材に付着した
トナーをより効率よく除去することができる。しかも、
接触部材に印加する電圧の電位をより小さい値に設定す
ることもできる。

【００２３】図６は、この発明の別の実施例のタイミン
グ図である。すなわち、図６実施例は、図１および図５
実施例とタイミング図のみ異なり、部品構成は同一であ
る。したがって、図５実施例と同様、以下の説明におい
て、図１実施例と同一または類似の部分に同一または類
似の参照符号を用い、図６実施例の構成に関する詳細な
説明は省略する。

【００２４】すなわち、図６実施例では、露光器１８を
強制的に能動化し、画像領域のみならず、感光体１２の
非画像領域も露光して、非画像領域の表面電位を減衰さ
せるようにしている。したがって、図５実施例と同様、
感光体１２と接触部材（転写ローラ２２および除電ロー
ラ２６）との間の電位差を拡大して、接触部材に付着し
たトナーをより効率よく除去することができ、しかも、
接触部材に印加する電圧の電位をより小さい値に設定し
て、接触部材に接触した後の感光体１２表面電位が著し
く上昇したことによって感光体１２上に放電破壊（ピン
ホール）が発生するのを防止することができる。

【００２５】図７は、図６実施例の動作の一部を示すフ
ロー図を示す。図７のステップＳ１において、感光体１
２を駆動し、帯電器１４，露光器１８および除電ローラ
２６をオンするとともに、ステップＳ３において、現像
ローラ２０ａにたとえば−１５０Ｖの電圧を印加する。
このとき、感光体１２の非画像領域の表面電位は、たと
えば＋１５０Ｖに減衰する。すなわち、非画像領域の表
面電位が第２電位に設定される。次のステップＳ５で
は、転写ローラ２２に感光体１２の帯電極性と同極性の
電圧（たとえば＋６００Ｖ）を印加する。そして、ステ
ップＳ７において、帯電器１４を能動化してから所定期
間が経過したかどうかを判断し、そこにおいて“ＹＥ
Ｓ”が判断されると、ステップＳ９に進み、現像ローラ
２０ａにたとえば＋４００Ｖの電圧を印加し、転写ロー
ラ２２にたとえば−１０００Ｖの電圧を印加する。すな
わち、ステップＳ７において、帯電がなされた領域つま
り画像領域が露光器１８に変位したかどうかが判断さ
れ、変位したと判断されると、ステップＳ９で現像ロー
ラ２０ａおよび転写ローラ２２は能動化される。

【００２６】そして、続くステップＳ１１において、露
光器１８を能動化してから所定期間が経過したかどうか
を判断して、所定期間が経過したときすなわち形成すべ
き１ページ分に相当する画像データの露光が終了する
と、ステップＳ１３に進んで、現像ローラ２０ａに−１
５０Ｖの電圧を印加し、転写ローラ２２に正極の電圧
（＋６００Ｖ）を印加する。ステップＳ１５では、プリ
ントリクエストがあったかどうかが判断され、そこにお
いて“ＹＥＳ”が判断されるすなわち形成すべき別ペー
ジの画像データがある場合には、ステップＳ７に戻っ
て、上述の電子写真プロセスを繰り返し行うが、ステッ
プＳ１５において“ＮＯ”が判断されると、ステップＳ
１７に進んで、帯電器１６，露光器１８，現像器２０お
よび除電ローラ２６を不能化するとともに、ステップＳ
１９で感光体１２を停止して、全ての動作を終了する。

【００２７】次に、図８を参照して、転写ローラ２２お
よび除電ローラ２６に付着しているトナーが、感光体１
２に変位し、現像ローラ２０ａによって回収されるまで
の動作について説明する。なお、図８において、●は正
帯電トナーを示す。転写ローラ２２と感光体１２との接
触位置において、感光体１２の表面電位は０Ｖの未帯電
領域と＋１５０Ｖの非画像領域とが存在し、上述の如
く、転写ローラ２２に対し、帯電極性と同極性であり感
光体１２表面電位よりも大きい電圧（＋６００Ｖ）を印
加することによって、転写ローラ２２上のトナーは感光
体１２に電気的に変位する。同様に、除電ローラ２６と
感光体１２との接触位置において、感光体１２の表面電
位は、０Ｖの未帯電領域と＋１５０Ｖ前後の領域が存在
し、除電ローラ２６上のトナーは、正極の電圧（たとえ
ば＋７００Ｖ）によって、感光体１２に変位する。感光
体１２との電位差によって感光体１２側に変位したトナ
ーは、感光体１２の回転方向において下流に設けられた
帯電器１４により感光体１２とともに再帯電され、帯電
電位は＋８００Ｖ上まで引き上げられる。そして、感光
体１２上のトナーは、−１５０Ｖの電圧が印加される現
像ローラ２０ａに電位的に吸引されて、トナーホッパ２
０ｂに収容される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。

【図２】図１実施例のタイミング図である。

【図３】図１実施例の動作の一部を示すフロー図であ
る。

【図４】図１実施例において接触部材上のトナーが現像
ローラによって回収される状態を示す説明図ある。

【図５】他の実施例のタイミング図である。

【図６】別の実施例のタイミング図である。

【図７】図６実施例の動作の一部を示すフロー図であ
る。

【図８】図６実施例において接触部材上のトナーが現像
ローラによって回収される状態を示す説明図ある。

【符号の説明】

１０ …画像形成装置 １２ …感光体 １４ …帯電器 １８ …露光器 ２０ …現像器 ２０ａ …現像ローラ ２２ …転写ローラ ２６ …除電ローラ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面に静電潜像を形成する感光体、 前記表面を第１電位に帯電する第１の帯電手段、 前記第１電位に帯電された前記表面を露光して前記静電
   潜像を形成する露光手段、 前記表面の帯電極性と同極性の現像バイアス電圧を受け
   て前記静電潜像を現像剤像に顕像化する現像手段、およ
   び前記帯電極性と逆極性の転写バイアス電圧を受けて前
   記現像剤像を転写材に転写する転写手段を少なくとも含
   み、前記現像手段に変位した後の前記表面に接触する接
   触部材を備える画像形成装置において、 前記接触部材に対し前記帯電極性と同極性であり絶対値
   が前記第１電位の絶対値よりも大きい電圧を印加する第
   １の印加手段を備えることを特徴とする、画像形成装
   置。
2. 【請求項２】前記感光体の前記表面を、前記帯電極性と
   同極性であり絶対値が前記第１電位の絶対値よりも小さ
   い第２電位に設定する電位設定手段をさらに備えること
   を特徴とする、請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記静電潜像が形成される前記表面の画像
   領域を前記第１の帯電手段で前記第１電位に帯電し、前
   記画像領域を除いた非画像領域の表面電位を前記電位設
   定手段で前記第２電位に設定する、請求項２記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】前記電位設定手段は、前記感光体の表面を
   前記第２電位に帯電する第２の帯電手段を含む、請求項
   ２または３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】前記電位設定手段は、前記感光体の前記表
   面の電位を減衰する減衰手段を含む、請求項２または３
   記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】前記減衰手段は前記露光手段を強制的に能
   動化する能動化手段を含む、請求項５記載の画像形成装
   置。