JPH05257344A

JPH05257344A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05257344A
Application number: JP4055948A
Authority: JP
Inventors: Mitsunaga Saitou; 三長斉藤; Chiaki Tanuma; 千秋田沼; Kenichi Mori; 健一森; Hiroki Takano; 浩樹高野; Yukihiro Osugi; 之弘大杉
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Tec Corp
Priority date: 1992-03-16
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1993-10-08

Abstract

(57)【要約】【目的】クリーナーレス画像形成装置の動作開始、停
止の時、または紙づまりによる停止の時などにも、装置
の汚れを防止することができ常に正常な画像を出力する
ことができる。【構成】転写残りトナーを現像装置内に吸引回収する
と同時に静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成
装置において、潜像保持体と現像装置とがそれぞれ独立
に駆動源を有し、動作時にはまず潜像保持体が駆動さ
れ、動作開始時に潜像保持体の前記帯電手段と対向して
いた部分が現像領域を通過した後に現像装置が駆動され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式に基づく
画像形成装置に関し、さらに詳しくは転写残りトナー用
のクリーニング装置を用いないで、転写残りトナーを現
像装置内に吸引回収すると同時に静電潜像を現像するク
リーナレス画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式に基づく画像形成装
置の一つに、装置の小型化、トナーの効率的使用などの
点で有利な反転現像法を適用したクリーナレスレーザー
プリンターが知られている。このようなクリーナレスレ
ーザープリンターの要部構成を図６に断面図的に示す。

【０００３】図６において、１は、例えばＯＰＣなどの
感光ドラムからなる潜像保持体、２は潜像保持体１に形
成された静電潜像を顕像化するトナー３を担持搬送する
現像ローラ４とトナー３の層厚を規制するブレード２ａ
とを具備した現像装置、５は潜像保持体１上で顕像化さ
れたトナー像を転写材、例えば記録紙６に転写する転写
手段、７は転写後の潜像保持体１面に残留している残留
電荷を除去する除電ランプ、８は潜像保持体１に表面電
位を付与する帯電手段、９は表面電位の付与された潜像
保持体１を露光して所要の静電潜像を形成するためのレ
ーザービーム（静電潜像形成手段）である。

【０００４】而して上記画像形成装置による画像形成は
次のように行われている。先ず、帯電手段８によって潜
像保持体（感光ドラム）１面が所要の帯電電位Ｖ_o（Ｖ
_o＜0）に帯電され、次いでレーザービーム９の露光に
よって静電潜像形成が行われる。この露光により潜像保
持体１面の露光部は表面電位が減衰し残留電位Ｖ_rとな
る。かくして所要の静電潜像を形成した後、現像装置２
によって潜像保持体１面と同極性に帯電（負帯電）して
いるトナー３を用いて反転現像を行う。つまりトナー担
持体である現像ローラ４に、潜像保持体１面の未露光部
（非画像部）の電位Ｖ_oと露光部（画像部）の電位Ｖ_r
の間の電位Ｖ_b（｜Ｖ_r｜＜｜Ｖ_b｜＜｜Ｖ_o｜）
を現像バイアス電圧として印加し、前記潜像保持体１と
の間に形成される電界によって、前記未露光部（非画像
部）ではトナー３の付着を抑制し、露光部（画像部）で
はトナー３の付着を行う。

【０００５】上述したような工程により潜像保持体１面
に付着したトナー３は、転写手段５によって記録紙６に
転写されるが、トナー３はすべてが転写されるとは限ら
ず、潜像保持体１面上には転写残りトナー３ａが画像状
に付着分布している。クリーナレス画像形成装置におい
ては、この転写残りトナー３ａが潜像保持体１面上に残
留したままの状態で次の画像形成プロセスに対する帯電
電位Ｖ_oが帯電手段８によって付与される。帯電電位Ｖ
_o付与時には、転写残りトナー３ａも潜像保持体１と同
極性に帯電（負極性）され、レーザービーム９の露光に
よって、再び静電潜像形成が行われる。この静電潜像形
成により、露光部（画像部）は転写残りトナー３ａが存
在する領域を含め表面電位が減衰し残留電位Ｖ_rとな
る。

【０００６】その後、現像領域において現像装置２によ
り現像同時クリーニングが行われる。つまり、潜像保持
体１の画像部では、転写残りトナー３ａが残留していて
も露光による残留電位Ｖ_rと現像ローラ４の現像電位Ｖ
_bとからなる電界によって、現像ローラ４により担持搬
送されるトナー３は潜像保持体１に付着させられる。な
お、この際非画像部では、潜像保持体１の表面電位Ｖ_o
と現像ローラ４の現像電位Ｖ_bとからなる電界によっ
て、転写残りトナー３ａは現像ローラ４に転移（付着）
して転写残りトナー３ａのクリーニングが行われる一
方、現像ローラ４上のトナー３の潜像保持体１への付着
が抑制される。

【０００７】このようにクリーナレス画像形成装置によ
れば、クリーニング装置やクリーニングされたトナー３
（廃トナー）を収容する容器が不要となり装置の小型化
を図り得るばかりではなく、現像後の転写残りトナー３
ａも現像装置４に回収され再使用し得るという利点があ
る。このようなクリーナレス画像形成装置は、例えば特
開昭５９−１３３７５３号公報、特開昭５９−１５７６
６１号公報などによって知られている。

【０００８】しかし、前記クリーナレス画像形成装置に
おいては、転写後の転写残りトナー３ａの状態によって
形成される画像に欠陥を生じ易いという問題がある。例
えば、記録紙６が吸湿により低抵抗化した場合や記録紙
６の材質・厚さなどの相違により転写条件が最適値から
ズレた場合においては、転写工程でトナー３が潜像保持
体１面に団塊状に残留する傾向があり、最悪の場合、記
録紙６のシワなどにより転写工程で、記録紙６と潜像保
持体１面との接触が行われず、転写がなされない場合が
ある。この結果、団塊状の転写残りトナー３ａを付着し
たままでも、潜像保持体１面に対する所要の帯電はなし
得るため、潜像保持体１には帯電電位Ｖ_oが付与される
が、次のレーザービーム９の露光時には、団塊状の転写
残りトナー３ａによる遮光のため、団塊状の転写残りト
ナー３ａが付着された領域における潜像保持体１面の表
面電位の減衰が不十分となり、帯電電位Ｖ_oと所要の残
留電位Ｖ_rとの中間的な電位状態となる。従って次の現
像同時クリーニングにおいては、Ｖ_oとＶ_rとの間の中
間的な電位状態にある団塊状の転写残りトナー３ａを付
着した領域での現像ローラ４からのトナー３の移動量
は、周辺領域に比べ少なくなる。あるいは潜像保持体１
面に付着している団塊状の転写残りトナー３ａがクリー
ニングされて現像ローラ４に移行してしまう。一方、非
画像部では、団塊状の転写残りトナー３ａが過大になる
と、現像装置２で完全にクリーニングすることができな
くなり、団塊状の転写残りトナー３ａは潜像保持体１面
に付着したままになっている。かくして、画像部では、
前の画像形成プロセスの転写残りトナー３ａによる遮光
に起因した帯電電位Ｖ_oの不十分な減衰に伴って、転写
残りトナー３ａが付着していた部分へのトナー３の付着
量が周辺に比べ少なくなり、画像中に前の画像形成プロ
セスの画像が、潜像保持体１の一周分の長さをおいてゴ
ーストとして現れる（ネガメモリーと称される）。ま
た、非画像部では、前の画像形成プロセスの転写残りト
ナー３ａが上記したように潜像保持体１面上に付着して
いるため、これが記録紙６に転写され、白地部に前の画
像形成プロセスの画像が、潜像保持体１の一周分の長さ
をおいて黒くゴーストとして現れる（ポジメモリーと称
される）。なお、このようなメモリー現象は、露光工程
で潜像保持体１面の帯電電位Ｖ_oと露光による残留電位
Ｖ_rとの中間電位を呈する網点画像やハーフトーン画像
の場合特に顕著に現れる。

【０００９】上記メモリー現象の防止ないし除去対策と
して、例えば特開昭６４−５００８９号公報や特開昭６
４−５００９０号公報には、導電性ブラシからなるメモ
リー除去部材を潜像保持体面に軽く接触させたクリーナ
レス画像形成装置が開示されている。図７は、前記メモ
リー除去部材１０を具備したクリーナレス画像形成装置
の要部構成を断面的に示したものである。このクリーナ
レス画像形成装置におけるメモリー除去部材（単極ブラ
シ）１０の基本的な作用は、メモリー除去部材１０にト
ナー３との帯電極性と逆極性の電圧（Ｖ_u）を印加する
事によって、転写後潜像保持体１面に残留している転写
残りトナー３ａをクーロン力により吸引除去するもので
ある。さらに潜像保持体１面の非画像部であった領域に
は、メモリー除去部材１０上で逆極性に帯電（正帯電）
したトナー３がメモリー除去部材１０から放出されるた
め、団塊状の転写残りトナー３ａが均一化される。従っ
て、次の除電・帯電・露光および現像同時クリーニング
の各工程は、不具合なく行われメモリー現象の発生が防
止されることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、メモリー除去
部材を具備したクリーナレス画像形成装置においても次
のような問題点がある。

【００１１】すなわちクリーナレス画像形成装置の動作
開始、停止の時、または紙づまりによる停止の時などに
は、潜像保持体表面が帯電電位（Ｖ_o）に達しないタイ
ミングで現像装置を駆動する場合も生じ、この場合潜像
保持体の電位は画像部の電位である残留電位（Ｖ_r）と
なりベタ画像が潜像保持体全面に形成されてしまうこと
になる。通常の工程ではベタ画像が形成されても記録紙
へ転写されてしまうので問題はないが、この動作開始時
には転写が行われないため、その過大なトナー像はその
ままメモリー除去部材である導電性ブラシへ達してしま
う。従って、クーロン力による吸引除去が困難となり、
前記導電性ブラシや装置内を著しく汚染し、さらにはメ
モリー現象発生の原因となる。また転写手段がコロナ帯
電器のような非接触型であれば問題はないが、転写ロー
ラや転写ブラシを用いた接触型の転写手段であればこれ
を汚染してしまうことになり、記録紙の裏面を汚すこと
になる。

【００１２】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであって、装置の動作開始、停止の時、または紙
づまりによる停止の時などにも、装置を汚染することな
く常に正常な画像を出力することができるクリーナレス
画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、潜像保持体と、この潜像保持体の表面に表面電位を
付与する帯電手段と、表面電位が付与された潜像保持体
に所望の静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、静電
潜像にトナーを付着させることによってトナー像を形成
する現像装置と、トナー像を転写材に転写する転写手段
とを具備し、前述の現像装置によって、転写残りトナー
を現像装置内に吸引回収すると同時に静電潜像を現像す
る画像形成装置において、潜像保持体と現像装置とがそ
れぞれ独立に駆動源を有し、動作時にはまず潜像保持体
が駆動され、動作開始時に潜像保持体の帯電手段と対向
していた部分が現像領域を通過した後に現像装置が駆動
されることを特徴とする。

【００１４】転写残りトナーを現像装置内に吸引回収す
ると同時に静電潜像を現像する本発明のクリーナレス画
像形成装置は、潜像保持体と現像装置とがそれぞれ独立
に駆動源を有し、潜像保持体の動作開始タイミング（Ｔ
Ｉ_O（秒））と現像装置の動作開始タイミング（ＴＩ₁
（秒））との間の遅延時間（Ｔ_d（秒）＝ＴＩ_O−ＴＩ
₁）を最適に設定する。すなわち、一般的には、まず潜
像保持体が駆動され、動作開始時に潜像保持体の帯電手
段と対向していた部分が現像領域を通過した後に現像装
置が駆動されるように遅延時間（Ｔ_d（秒））を設定す
る。なお、潜像保持体の動作開始タイミング（ＴＩ
_O（秒））とは、潜像保持体の駆動を開始する時間であ
り、現像装置の動作開始タイミング（ＴＩ₁（秒））と
は、潜像保持体の駆動を開始した後、現像装置の駆動を
開始する時間である。

【００１５】次に、潜像保持体が円柱状の場合の具体例
について、図１をもとに説明する。この場合、遅延時間
（Ｔ_d（秒））は、以下の（１）式のように設定する。Ｔ_d ≧（（θ／ 360）・Ｄ・π）／Ｒ_m………………（１）ここで、θ（度）は潜像保持体１の周上において帯電手
段８による帯電領域と現像装置２による現像領域とのな
す角度であり、Ｄ（mm）は潜像保持体１の直径を、Ｒ_m
（mm／秒）は潜像保持体１を駆動した時の表面速度を表
す。

【００１６】（１）式の分子部である（（θ／ 360）・
Ｄ・π）は、潜像保持体１の周上における帯電手段８に
よる帯電領域と現像装置２による現像領域との間の距離
Ｌの値である。従って、潜像保持体１を駆動した時の表
面速度Ｒ_m（mm／秒）を（１）式の分母部とすることに
より、潜像保持体１を前述した距離Ｌだけ駆動するため
に必要な時間を算出することができる。

【００１７】従って、潜像保持体が円柱状の場合は、現
像装置と潜像保持体の動作開始時間の差、すなわち遅延
時間Ｔ_dは（１）式に示す範囲にあればよい。しかし、
遅延時間（Ｔ_d（秒））があまりに長すぎると、画像の
出力が必要以上に遅れ非効率的となるため、好ましくは
Ｔ_d ≦（ 10 ・Ｄ・π）／Ｒ_mである。

【００１８】次に、本発明の画像形成装置を用いて画像
を形成する場合の制御の流れを図２により説明する。画
像形成装置のスイッチがオンされると、駆動が開始さ
れ、潜像保持体、帯電手段およびメモリー除去部材とし
ての単極型ブラシバイアス電圧がそれぞれ同時にオンさ
れる。また、前述の（１）式を満足する遅延時間（Ｔ_d
（秒））の値が設定される。この遅延時間の値は画像形
成装置の各要素のデータに基づいて自動的に設定させる
こともできるし、また予め入力しておくこともできる。
遅延時間経過の有無の判断がなされた後、設定された遅
延時間経過とともに、停止していた現像装置と現像バイ
アス電圧が同時にオンされる。その後、記録紙送り機
構、転写手段が順にオンされ記録紙への画像出力が開始
される。

【００１９】ここで、潜像保持体および現像装置の現像
ローラは、ステッピングモーターなどを用いてそれぞれ
独立して駆動制御するようにする。

【００２０】なお、本発明のクリーナレス画像形成装置
を構成する各要素、たとえば、潜像保持体、帯電手段、
静電潜像形成手段、現像装置、転写手段等は、通常のク
リーナレス画像形成装置に使用されるものが適用でき、
特に制限はない。

【００２１】

【作用】本発明の画像形成装置は、潜像保持体と現像装
置の駆動をそれぞれ独立した駆動装置で駆動するように
し、潜像保持体の動作開始タイミングより現像装置の動
作開始タイミングを遅らせている。

【００２２】すなわち、現像装置による現像領域で潜像
保持体の表面電位を測定した場合、潜像保持体の駆動が
開始されてから潜像保持体の周面が前述した距離Ｌだけ
駆動するまでの間は、潜像保持体の表面電位は帯電手段
による帯電がなされない部分であるため、ほぼ 0Ｖを示
すことになる。一方これを過ぎると、潜像保持体の表面
電位は帯電手段による帯電領域を通過した部分であるた
め、所定の帯電電位Ｖ_oを示すことになる。従ってこれ
以降に現像装置の駆動を開始すると不用意な現像が行わ
れることがなく、本発明の画像形成装置では、このよう
な制御を行うことにより装置のトナーによる汚染を防止
でき常に正常な画像を出力することが可能となる。

【００２３】

【実施例】本発明の画像形成装置を実施例により詳細に
説明する。図３は本実施例の画像形成装置のエンジン部
の要部を略図化したものである。本実施例では、潜像保
持体１として直径 30mm φの潜像保持体に有機感光体を
塗布したものを用い、帯電手段８としては、コロナ帯電
器を用いた。静電潜像の形成は、コンピュータなどから
の信号によるレーザービーム９の露光により行い、現像
においては１成分非磁性トナーを用いた接触型のクリー
ナレス現像装置２を用いた。また転写は導電性弾性体ロ
ーラーを用いた接触型の転写手段６により行った。さら
に本実施例においては、メモリー除去部材として固有の
ブラシ１１を図３に示すように転写手段６と帯電手段８
との間に配置した。

【００２４】次いで、本実施例の画像形成条件を以下の
ように設定した。潜像保持体直径Ｄ； 30 mmφ （感光ドラム）表面速度（プロセススピード）Ｒ
_m； 32 mm／秒帯電手段コロナ電圧；-5 KV 現像手段現像ローラー駆動速度； 64 mm／秒現像バイアス電圧；-200 V ブラシ印加電圧；+450 V 転写手段転写電圧；+900 V 帯電手段による帯電領域と現像装置による現像領域との
なす角度θ；91° これらの条件より（（θ／ 360）・Ｄ・π）／Ｒ_mを求
めると 0.7441 秒となる。つまり現像装置の駆動を潜像
保持体の駆動開始より 0.7441 秒以上遅らせて開始すれ
ばよいことになる。本実施例ではＴ_dを 0.8秒に設定し
て図４に示すタイミングチャートによる駆動方法で画出
しを行った。その結果、トナーによる装置の汚染が発生
することなくカブリや飛散汚れのない画像を得ることが
できた。

【００２５】また、比較例として潜像保持体と現像装置
を同時に駆動する図５に示されるタイミングで画出しを
行ったところ、タイミングのミスマッチにより不用意な
現像が行われて、転写ローラおよびブラシがトナーで著
しく汚染され、さらには記録紙への裏汚れが生じるとと
もにメモリー現象の発生がみられた。

【００２６】

【発明の効果】本発明の画像形成装置は、装置の動作開
始、停止の時、または紙づまりによる停止の時などに
も、画像汚れや、メモリー、裏汚れのない画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置を説明するための概念図
である。

【図２】本発明における画像形成プロセスの制御の流れ
を表しているチャート図である。

【図３】実施例の画像形成装置のエンジン部の要部図で
ある。

【図４】実施例のタイミング制御を行うためのタイミン
グチャート図である。

【図５】比較例のタイミングチャート図である。

【図６】クリーナレス画像形成装置の断面図である。

【図７】メモリー除去部材を有するクリーナレス画像形
成装置の断面図である。

【符号の説明】

１………潜像保持体、２………現像装置、２ａ………ブ
レード、３………トナー、３ａ………転写残りトナー、
４………現像ローラ、５………転写手段、６………記録
紙、７………除電ランプ、８………帯電手段、９………
レーザービーム、１０………メモリー除去部材、１１…
……ブラシ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森健一神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者高野浩樹神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者大杉之弘静岡県三島市南町６ー78 東京電気株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像保持体と、前記潜像保持体の表面に
表面電位を付与する帯電手段と、前記表面電位が付与さ
れた潜像保持体に所望の静電潜像を形成する静電潜像形
成手段と、前記静電潜像にトナーを付着させることによ
ってトナー像を形成する現像装置と、前記トナー像を転
写材に転写する転写手段とを具備し、前記現像装置によ
って、転写残りトナーを現像装置内に吸引回収すると同
時に静電潜像を現像する画像形成装置において、前記潜像保持体と前記現像装置とがそれぞれ独立に駆動
源を有し、動作時にはまず前記潜像保持体が駆動され、
動作開始時に前記潜像保持体の前記帯電手段と対向して
いた部分が現像領域を通過した後に前記現像装置が駆動
されることを特徴とする画像形成装置。