JPH052324A - 現像同時クリーニング方式の画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】準備回転開始時の逆クリーニング作用の完全防
止と積極的クリーニング促進を併せて発揮させ、準備回
転時間大幅短縮を図りつつ残留トナーの完全クリーニン
グと高品位画像形成を達成する。 【構成】現像同時クリーニング方式の画像形成装置にお
いて、現像バイアス電源（１０）を画像形成時現像バイ
アス電位（−Ｖｂ）とこれと極性が異なる現像逆バイア
ス電位（＋Ｖｂ１）とを切替出力可能に形成する、とと
もに感光ドラム（１）の準備回転中において設定時間
（Ｔｓ）だけ現像逆バイアス電位（＋Ｖｂ１）に切替え
る現像バイアス電位切替制御手段（２０）を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像同時クリーニング
方式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像器と掻落しブレードを含む廃トナー
回収装置とを転写器を挟んで感光ドラムの両側に配設
し、現像と感光ドラム上の残留トナーのクリーニングと
を別個独立に行わせる周知画像形成装置に対し、本出願
人は現像とクリーニングとを同時に行ういわゆる現像同
時クリーニング方式の図４に示す画像形成装置を先に提
案（例えば特開平３−７９７２号）している。この現像
同時クリーニング方式によれば、トナー消費量の軽減に
よるランニングコストの低下，装置小型化，感光ドラム
に傷を付けずにクリーニングできる等々の画期的効果を
得られる。

【０００３】図４において、１は潜像担持体としての感
光ドラム，２は帯電器，３は現像器，７は転写器であ
る。また、現像器３は、現像剤（トナー）担持体として
の弾性導電ローラ（現像ローラ）６を用いた接触型一成
分非磁性現像方式とされ，ボックス４内に収容された一
成分トナーＴ０はシリコンゴム等からなる帯電ブラシ５
によって帯電トナーＴ１とされ、感光ドラム１側に供給
現像される。

【０００４】また、２０は制御装置で、メーンモータ１
１，レーザ発光源１２，現像バイアス電源１０（−Ｖ
ｂ）の開閉器１４，帯電器用電源（−Ｖｏ）の開閉器１
３等を、図５に示すタイミングで駆動制御する。転写器
７の開閉器１５等も同様に駆動制御する。

【０００５】かかる構成の画像形成装置では、制御装置
２０でメーンモータ１１を図５の時刻ｔ１において回転
駆動開始すると、感光ドラム１と現像ローラ６とが同期
回動される。また、感光ドラム１の周面は、帯電器２で
画像形成時帯電電位−Ｖｏに帯電され、その後の時刻ｔ
３以降においてレーザ走査ビームＢが照射された露光部
が電位−Ｖｒとなる。未露光部は、帯電電位−Ｖｏのま
まである。一方、現像ローラ６も現像バイアス電位−Ｖ
ｂに帯電される。

【０００６】露光部の帯電電位−Ｖｒは、図６（Ｃ）に
示す如く、現像ローラ６への現像バイアス電位−Ｖｂと
極性は同じだが絶対値は低い（｜Ｖｒ｜＜｜Ｖｂ｜）。
したがって、現像ローラ６上の帯電トナーＴ１は、図４
に示すように現像トナーＴ３として露光部に電界作用に
よって吸着される。つまり、現像される〔図６
（Ｃ）〕。なお、現像ローラ６に残ったトナーＴ４は、
現像器３内に回収され再利用される。

【０００７】この現像トナーＴ３は、その後に図４の転
写器７（図５の時刻ｔ３においてＯＮされている。）に
よって用紙Ｐの反対面（表面）に、図４，図６（Ｄ）に
示すように画像トナーＴ５として転写される。

【０００８】一方、転写後にも感光ドラム１にトナー
（Ｔ６）が残留することがある。この残留トナーＴ６
は、帯電器２において図６（Ａ）に示すように上記電位
−Ｖｏに帯電される。ところが、その後に露光部となる
部位に付着している残留トナーＴ６は、図６（Ｂ）に示
す如く、露光時に現像バイアス電位−Ｖｂより絶対値の
低い電位−Ｖｒに帯電されるので問題はない。むしろ、
図６（Ｃ）に示す現像に有効利用されるので有利であ
る。

【０００９】一方、図６（Ｂ）に示す未露光部に付着し
た残留トナーＴ６は、現像ローラ６の現像バイアス電位
−Ｖｂと同極性で絶対値が高い帯電電位−Ｖｏのままで
ある。したがって、図６（Ｃ）に示すように、残留トナ
ーＴ６は現像ローラ６側に電界作用によって吸着され
る。すなわち、未露光部に付着された残留トナーＴ６
は、感光ドラム１から取除かれるわけで、ここにクリー
ニングが行われたと理解される。また、取除かれた残留
トナーＴ６は、図４，図６（Ｃ）の供給トナーＴ１とし
て再利用可能となる。

【００１０】かくして、感光ドラム１と現像ローラ６の
接触する上流側位置でクリーニングが行われ、引続きそ
の下流側で現像が同時的に行われる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる装置
で画像形成するには、その先に感光ドラム１を規定回転
数に立上げる準備回転や各電位を安定させる等の準備作
業が必要となる。このために、制御装置２０は各手段を
図５に示すタイミングで駆動制御しているわけである。

【００１２】ここに、感光ドラム１の図４に示すＰ２−
Ｐ１間周面部位は、準備回転開始時に帯電器２を通過す
ることなく、現像ローラ６と接触することになる。した
がって、Ｐ２−Ｐ１間周面部位は、画像形成時帯電電位
−Ｖｏに帯電されないことは当然として、停止時間の長
さ等によっては、図７に示すように、現像バイアス電位
−Ｖｂよりも絶対値が低い残留電位−Ｖｓとなっている
ことがある。

【００１３】すると、図６（Ｃ）に示す現像（｜Ｖｂ｜
−｜Ｖｒ｜）と同様な電界作用（｜Ｖｂ｜−｜Ｖｓ｜）
が生じてしまう。つまり、現像バイアス電位−Ｖｂが印
加された現像ローラ６に担持された供給トナーＴ１が、
残留電位−Ｖｓとなっている感光ドラム１のＰ２−Ｐ１
間周面部位に多量に付着してしまう。本来クリーニング
と逆現象が生じる。

【００１４】したがって、現像ローラ６を通過した後
に、飛散し装置内を汚染する。また、その付着量が多量
となると、準備回転中に帯電器２を数回通過しても所定
の値（−Ｖｏ）に帯電されずに当該Ｐ２−Ｐ１間周面部
位に付着したまま画像形成時に用紙Ｐに転写され、画質
を劣悪化する虞れもある。これを防止するために準備回
転時間を長くすることは、迅速な画像形成を妨げるので
許し難い。

【００１５】本発明の目的は、感光ドラムの残留電位の
高低に拘わらず準備回転時間の短縮を図りつつ完全なク
リーニングを行い高品位画像を迅速に形成することがで
きる現像同時クリーニング方式の画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、準備回転中に
現像バイアス電位に代えて現像バイアス電位と極性の異
なる現像逆バイアス電位に切替え、感光ドラム側と現像
ローラ側との電位差つまり電界強度を反転させて、逆ク
リーニング作用を完全に防止する構成とし、前記目的を
達成するものである。

【００１７】すなわち、本発明は帯電器を通過した感光
ドラム周面にレーザ走査ビームを照射した露光部と未露
光部とを形成し、感光ドラム側と現像バイアスが印加さ
れた現像ローラ側との電位差を利用して未露光部に付着
している残留トナーを現像ローラ側へ吸着させて未露光
部のクリーニングを行うと同時に露光部へ現像ローラ側
からトナーを供給して現像する現像同時クリーニング方
式の画像形成装置において、前記現像バイアス電源を画
像形成時現像バイアス電位の他に画像形成時現像バイア
ス電位と極性の異なる現像逆バイアス電位を出力可能に
形成し、画像形成前における感光ドラムの準備回転中に
設定時間だけ現像逆バイアス電位を出力させ、かつその
後に画像形成時現像バイアス電位を出力させるように現
像バイアス用電源を切替える現像バイアス電位切替制御
手段を設けたことを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明によれば、感光ドラムを準備回転開始す
ると、現像バイアス電位切替制御手段は、現像バイアス
電源を画像形成時現像バイアス電位と極性の異なる現像
逆バイアス電位を出力するように切替える。したがっ
て、感光ドラム側の残留電位と現像ローラ側の現像逆バ
イアス電位との電位差は、現像バイアス電位を印加した
場合と反転するので、逆クリーニング作用を完全に防止
できる。

【００１９】しかも、画像形成時におけるクリーニング
作用と同様なクリーニング作用を引起すことができる。

【００２０】よって、準備回転時間を短縮しつつ残留ト
ナーの確実なクリーニングが行え、高品位画像を迅速に
形成できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本現像同時クリーニング方式の画像形成装置は、
図１に示すように、基本的構成が前出図４に示した従来
構造と同じとされ、かつ現像バイアス電源１０を現像バ
イアス電位と現像逆バイアス電位とを切替可能構造とす
るとともに現像バイアス電位切替制御手段（２０）を設
け、準備回転中に設定時間Ｔｓだけ現像バイアス電源１
０の出力を現像逆バイアス電位（＋Ｖｂ１）に切替える
構成とされている。

【００２２】図１において、現像バイアス電源１０は、
図３に示す画像形成時現像バイアス電位−Ｖｂ（例えば
−２００Ｖ）とこれと極性の異なる現像逆バイアス電位
＋Ｖｂ１（例えば＋１００Ｖ）とを出力可能と形成さ
れ、切替信号ＣＨＮＧによって自動切替される。

【００２３】一方、現像バイアス電位切替制御手段は、
この実施例の場合、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含み形
成された本装置全体を駆動制御するための制御装置２０
のＣＰＵ，ＲＯＭ等の構成要素とそれらの持つ機能を利
用して構成され、感光ドラム１の準備回転中に図２に示
す設定時間Ｔｓだけ、切替信号ＣＨＮＧを出力（例え
ば、Ｈレベル）して現像バイアス電源１０を現像逆バイ
アス電位＋Ｖｂ１を出力するように切替え、かつ設定時
間Ｔｓ経過後（時刻ｔ２）に画像形成時現像バイアス電
位−Ｖｂを出力するように切替えることができる。

【００２４】設定時間Ｔｓは、準備回転開始時における
感光ドラム１と帯電器２との位置状態が図１に示す関係
にある場合、感光ドラム１の回転に伴なってＰ２−Ｐ１
間周面部位が現像ローラ６を通過できる時間を最低時間
とする。

【００２５】ここに、本実施例では、図１に示す時間設
定器２１を設け、感光ドラム１の回転速度，画像形成時
帯電電位−Ｖｏ，トナーの性状，残留トナーＴ６の多少
等に即応した運用ができる構成とされている。但し、こ
の設定時間Ｔｓは、上記ＲＯＭあるいはＲＡＭ等に記憶
させたものでもよい。また、感光ドラム１の回転動作等
により間接的に定めるものとしてもよい。

【００２６】なお、制御装置２０および現像バイアス電
位切替制御手段（２０）は、各手段を図２に示すような
タイミングで起動・停止するものとされている。設定時
間Ｔｓは、準備回転開始時（図２の時刻ｔ１）から計数
されるものとされている。

【００２７】次に、作用を説明する。まず、時間設定器
２１に、諸条件から選択した設定時間Ｔｓをセットして
おく。この実施例では、設定時間Ｔｓを感光ドラム１が
図１に示す状態から１回転するだけの時間としてセット
されている。

【００２８】さて、制御装置２０が、図２の時刻ｔ１に
おいて、モータ１１，レーザ発光源１２，帯電器用電源
の開閉器１３等を駆動して準備回転開始すると、感光ド
ラム１は、図１で時計方向に回転し始める。

【００２９】ここに、現像バイアス電位切替制御手段
（２０）は、切替信号ＣＨＮＧを出力して、開閉器１４
つまり現像バイアス電源１０を図３に示す現像逆バイア
ス電位＋Ｖｂ１を出力するように切替える。

【００３０】したがって、現像ローラ６側の電位（＋Ｖ
ｂ１）と感光ドラム１側の残留電位（−Ｖｓ）との電位
差（｜Ｖｂ１｜−｜Ｖｓ｜）が、画像形成時における電
位差（｜Ｖｂ｜−｜Ｖｓ｜）よりも大きく電界強度が強
まるのみならず電界作用方向が逆転するので、現像ロー
ラ６側の供給トナーＴ１が感光ドラム１側に吸着される
逆クリーニング作用を完全に防止できる。しかも、図６
（Ｄ）に示す転写の場合と同様な電界作用を営むので、
Ｐ２−Ｐ１間周面部位についても完全なクリーニングが
行える。

【００３１】また、Ｐ２−Ｐ１間周面部位が現像ローラ
６を通過した後に、現像ローラ６と接触する部位は帯電
器２を通過するときに所定電位−Ｖｏに帯電されている
ので、従来クリーニング作用（｜Ｖｏ｜−｜Ｖｂ｜）よ
りも一段と強力な、図３に示すようなクリーニング作用
（｜Ｖｏ｜−｜Ｖｂ１｜）が発揮される。これは、準備
回転時間を大幅に短縮できるとも理解される。

【００３２】次に、図２の時刻ｔ２で設定時間Ｔｓが経
過すると、現像バイアス電位切替制御手段（２０）は、
画像形成時現像バイアス電位−Ｖｂを出力するように現
像バイアス電源１０を切替える。したがって、図２の時
刻ｔ３からレーザ走査ビームＢによって露光部を形成し
図６（Ｃ）のクリーニングと現像とを同時に行える。

【００３３】なお、時刻ｔ２−ｔ３のタイムラグは、帯
電器２によって画像形成時帯電電位−Ｖｏとされた図１
に示す部位Ｐ１がレーザ走査部位Ｐｂに到達するまでの
時間とされている。

【００３４】ここに、図２の時刻ｔ３以後の画像形成時
には、レーザ走査ビームＢが照射されない未露光部の電
位は、帯電電位−Ｖｏとほぼ同じ例えば−５００Ｖであ
り、未露光部に付着していた残留トナーＴ６も同様に−
５００Ｖである。かくして、残留トナーＴ６（−Ｖｏ）
と現像ローラ６（−Ｖｂ）との間には、前出図６（Ｃ）
に示すような大きな電位差（｜Ｖｏ｜−｜Ｖｂ｜）が生
じ、この電界作用によって残留トナーＴ６は現像ローラ
６側に吸着される。つまり、感光ドラム１上の未露光部
はクリーニングされる。

【００３５】一方、露光部（−Ｖｒ）と現像ローラ６
（−Ｖｂ）との間には、現像ローラ６側が極性が同じで
絶対値が高い関係の電位差（｜Ｖｂ｜−｜Ｖｒ｜）が生
じるので、供給トナーＴ１は絶対値が低い露光部に吸着
される。つまり、現像がなされる。電位−Ｖｒは例えば
−５０Ｖである。

【００３６】しかして、この実施例によれば、現像バイ
アス電源１０を画像形成時現像バイアス電位−Ｖｂとこ
れと極性が異なる現像逆バイアス電位＋Ｖｂ１とを切替
出力可能に形成する、とともに感光ドラム１の準備回転
中において設定時間Ｔｓだけ現像逆バイアス電位＋Ｖｂ
１に切替える現像バイアス電位切替制御手段（２０）を
設けた構成とされているので、感光ドラム１の残留電位
（−Ｖｓ）の高低に拘わらず準備回転開始時における現
像相当作用つまり逆クリーニング作用を完全に防止でき
るから、準備回転時間の大幅短縮を図りつつ完全なクリ
ーニングを行い高品位画像を迅速に形成することができ
る。

【００３７】また、現像逆バイアス電位＋Ｖｂ１を適宜
に選択すれば、逆クリーニング作用の防止はもとより残
留電位−Ｖｓの残留トナーＴ６の積極的クリーニングを
強力に促進できる。この点からも、準備回転時間を一段
と短縮できる。

【００３８】また、帯電器２を一旦通過した感光ドラム
１の周面部位は、所定帯電電位（−Ｖｏ）のところ現像
ローラ６は画像形成時現像逆バイアス電位（−Ｖｂ）と
極性の異なる現像逆バイアス電位（＋Ｖｂ１）であるか
ら、通常的クリーニング作用（｜Ｖｏ｜−｜Ｖｂ｜）よ
りも強力なクリーニング作用（｜Ｖｏ｜＋｜Ｖｂ１｜）
を行える。したがって、感光ドラム１を１回転するだけ
で完全なクリーニングが行え、残留トナーＴ６を供給ト
ナーＴ１として有効に再利用できる。

【００３９】また、現像逆バイアス電位＋Ｖｂ１に切替
える時間（Ｔｓ）は、時間設定器２１によって任意に設
定できるから、残留トナーＴ６の付着量等々の諸条件に
応じた最適かつ最小的時間として設定する運用が可能と
なり、準備回転時間の大幅の短縮と消費電力の軽減が図
れる。

【００４０】さらに、現像バイアス電源１０の出力電位
（＋Ｖｂ１，−Ｖｂ）を切替えるだけで、感光ドラム
１，帯電器２等に手を加えないから、具現化が非常に容
易である。また、現像バイアス電位と現像逆バイアス電
位との絶対値を同じ（｜Ｖｂ｜＝｜Ｖｂ１｜）とすれ
ば、現像バイアス電源１０と現像ローラ６とのケーブル
接続切替えだけをすればよく、簡単に実施できる。

【００４１】なお、本発明において、帯電電位Ｖｏ，現
像バイアス電位Ｖｂ等の極性は、（−）極に限定されな
い。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、現像バイアス電源を画像形成
時現像バイアス電位とこれと極性の異なる現像逆バイア
ス電位とを切替出力可能に形成する、とともに感光ドラ
ムの準備回転中において設定時間だけ現像逆バイアス電
位に切替える現像バイアス電位切替制御手段を設けた構
成とされているので、感光ドラムの残留電位の高低や付
着した残留トナーの多少に拘わらず、準備回転開始時に
おける逆クリーニング作用の完全防止と積極的クリーニ
ング作用を併せて発揮させることができる。もって、準
備回転時間の大幅短縮を図りつつ完全なクリーニングを
行い高品位画像を迅速に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す全体構成図である。

【図２】同じく、動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図３】同じく、クリーニング動作を説明するための図
である。

【図４】従来例の全体構成図である。

【図５】従来例の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図６】従来例の帯電−露光−クリーニング同時現像−
転写の動作を説明するための図である。

【図７】従来例の問題点を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 帯電器 ３ 現像器 ６ 現像ローラ ７ 転写器 １０ 現像バイアス電源 １１ メーンモータ １２ レーザ発光源 ２０ 制御装置（現像バイアス電位切替制御手段） Ｔ１ 供給トナー Ｔ６ 残留トナー Ｖｂ 画像形成時現像バイアス電位 Ｖｂ１ 現像逆バイアス電位 Ｔｓ 設定時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 帯電器を通過した感光ドラム周面にレー
   ザ走査ビームを照射した露光部と未露光部とを形成し、
   感光ドラム側と現像バイアスが印加された現像ローラ側
   との電位差を利用して未露光部に付着している残留トナ
   ーを現像ローラ側へ吸着させて未露光部のクリーニング
   を行うと同時に露光部へ現像ローラ側からトナーを供給
   して現像する現像同時クリーニング方式の画像形成装置
   において、前記現像バイアス電源を画像形成時現像バイ
   アス電位の他に画像形成時現像バイアス電位と極性の異
   なる現像逆バイアス電位を出力可能に形成し、画像形成
   前における感光ドラムの準備回転中に設定時間だけ現像
   逆バイアス電位を出力させ、かつその後に画像形成時現
   像バイアス電位を出力させるように現像バイアス用電源
   を切替える現像バイアス電位切替制御手段を設けたこと
   を特徴とする現像同時クリーニング方式の画像形成装
   置。