JPH05341610A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １枚当りの廃トナー量を略一定に保ちつつ、
像担持体表面の損傷、フィルミング、画像流れ等を防止
することができる画像形成装置を提供することにある。 【構成】 像担持体、現像手段、転写手段、クリーニン
グ手段、トナー像パターン形成手段、原稿画像読取手段
を有する画像形成装置において、画像形成領域外のトナ
ー像の大きさを読み取った原稿画像信号に応じて変化さ
せる手段を有している。 【効果】 像担持体表面の損傷、フィルミング、画像流
れ等を防止し、廃トナー量を極力少なくすることがで
き、装置の小型化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター等
の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の一般的な電子写真複写機の
断面図である。１次帯電器２及び像露光Ｉにより像担持
体１上に形成された静電潜像は、現像器３によりトナー
像として可視化された後に転写帯電器４によって転写材
上に転写され、その転写材は一連の分離工程５ａ，５
ｂ，５ｃにより像担持体１表面から分離される。一方、
感光体等の像担持体１は、繰り返し使用するため、クリ
ーナー６により転写後表面に残留するトナーが除去され
る。この様に無端状の像担持体をくり返し使用する方式
では、クリーナー６が大変重要な役割を担っている。こ
のクリーナー６は、基本的には上述の様な残留トナーの
除去が主たる役割であるが、像担持体上には、残留トナ
ー以外にも転写材から転移して来た紙粉等の粉体異物や
各帯電器で生じたＮｏｘ等の放電生成物により汚染され
ており、これらを像担持体上から除去、清掃しなければ
画像流れ等の不良画像を引き起こす原因となる。そこで
従来よりクリーナー６には、残留トナー除去用のクリー
ニングブレード６１の他、前記紙粉やＮｏｘ等の清掃の
ためのクリーニングローラ６２等の補助クリーニング手
段を設ける場合が多い。この補助手段の多くはクリーニ
ングブレード６１の上流側にあって像担持体に当接し残
留トナー紙粉やＮｏｘ等を除去しつつ像担持体上を機械
的に摺擦する事により清掃を行っている。ところが、こ
れらクリーニングブレード６１やクリーニングローラ６
２等の摺擦力は、それぞれのクリーニング手段が保持す
るトナーや紙粉等の量により左右される。そして大抵の
場合、残留トナー等の各クリーニング手段長手方向の分
布は不均一なので、各クリーニング手段に保持されるト
ナー等の量も不均一となり、その結果として各クリーニ
ング手段の長手方向に対する摺擦力が不均一となり、清
掃効果にむらができて部分的に画像流れを生じたり、局
所的な摺擦力過多により像担持体表面が損傷したり、こ
れに起因するフィルミングによって転写材上に点状の汚
染ができる等の弊害が生じてしまう。中でも、残留トナ
ーと共に紙粉やＮｏｘ等を除去することを目的とした、
補助クリーニング手段においてこの傾向が大きかった。

【０００３】そこで、クリーニング手段の長手方向に渡
って均一な摺擦力を持たせ、局所的な摺擦力過多による
像担持体の損傷とこれに起因するフィルミングを防止
し、また部分的な画像流れも防止して良好な画像を得る
ことができる画像形成装置が提案されている。

【０００４】すなわち、表面にトナー像を形成して無端
状に移動する像担持体と、その表面にトナー像を形成す
る現像手段と、このトナー像を転写材上に転写する転写
手段と、転写後に像担持体表面に残った残留トナーを除
去するクリーニング手段と、像担持体表面の画像形成領
域前方にクリーニング手段の長手方向に渡って連続した
トナー像を形成するトナー像パターン形成手段とを有す
る画像形成装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、クリーニング手段の長手方向に渡って常に同
じ大きさのトナー像を形成しているため、クリーニング
手段に回収される前記トナー像に相当する廃トナー量は
常に略一定であるが、廃トナーとしては、更に、転写残
りトナーが加わるので、画像比率の高い画像を多数コピ
ーすると廃トナー量が増加し、廃トナー収納容器が早期
に満たんになってしまうという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記のような問題点を解決しよ
うとするものである。すなわち、本発明は、１枚当りの
廃トナー量を略一定に保ちつつ、像担持体表面の損傷、
フィルミング、画像流れ等を防止することができる画像
形成装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、表面にトナー像を形成し、無端状に移動
する像担持体と、前記像担持体表面にトナー像を形成す
る現像手段と前記トナー像を転写材上に転写する転写手
段と、転写後に前記像担持体表面に残った残留トナーを
除去するクリーニング手段と、像担持体表面の画像領域
外に前記クリーニング手段の長手方向に渡ってトナー像
を形成するトナー像パターン形成手段と、原稿画像を読
み取る手段とを有する画像形成装置において、前記画像
形成領域外のトナー像の大きさを読み取った原稿画像信
号に応じて変化させる手段を有するものとした。

【０００８】

【作用】本発明によれば、転写残りによる廃トナー量を
画像信号を読み取ることにより推定し、画像形成領域外
のトナー像の大きさを変化させることによってコピー１
枚当りの廃トナー量を略一定に保ちつつ、像担持体表面
の損傷、フィルミング、画像流れ等を防止することが可
能となる。

【０００９】

【実施例】本発明の第１実施例として、電子写真複写機
を例に取り、図１を用いて説明する。

【００１０】図１において、像担持体１は１次帯電器２
によって一様にコロナ帯電され、後述する露光手段によ
り静電潜像が形成され、黒色トナーを収納した第１現像
器３あるいは色トナーを収納した第２現像器２４で可視
化され、転写帯電器４によって転写紙上に転写され、分
離帯電器５により転写紙が像担持体１から分離された
後、定着器３４により画像が転写紙に定着される。ま
た、像担持体１上の残留トナーはクリーナー６により除
去され、前露光ランプ７により一様に像担持体上の電荷
を消去した後、上述のプロセスを繰り返す。

【００１１】像担持体１の上方には原稿台ガラス２１上
の原稿を照明するための照明ランプ２２が設けられ、照
明ランプ２２の照射により得られた反射画像光を可動ミ
ラー８，９，１０、結像レンズ１２、固定ミラー１１に
より像担持体１に導く第１露光手段Ｌ₁ を構成する。

【００１２】さらに、上記第１露光手段Ｌ₁ による原稿
露光前後における像担持体１表面の除電を行なうと共
に、任意のキャラクターの形成あるいはＣＣＤ２３によ
って原稿反射光を読み取って、この画像信号に応じてレ
ーザービームを出力することも可能なレーザーユニット
１８と像担持体１にレーザービームを導くミラー１９よ
り成るデジタル露光手段としての第２露光手段Ｌ₂ が設
けてある。

【００１３】以後、複写動作のシーケンスを示す図２に
沿って説明する。使用者は枚数や倍率等各種のモード設
定を済ませると不図示のコピーボタンを押す事でコピー
動作が開始される（コピーＯＮ）。今２枚連続コピーの
場合について述べると、まず、像担持体１が回転を開始
すると同時にブランク露光として、レーザーユニット１
８の中の半導体レーザー２６から変調された光ビームが
コリメータレンズ２７で平行光にされた後、ポリゴンミ
ラー２８に入射し、その反射光はｆθレンズ２９を介し
てレーザユニット１８から出て反射ミラー１９へ入射、
像担持体１表面に照射され、像担持体１上の静電荷を除
去し、レンズを含む光学系が設定された倍率に対応する
位置へ移動して転写材が像担持体１の前でスタンバイ状
態に入るまでが前回転である。この間に１次帯電器２に
電圧が印加され、像担持体１上は均一帯電されるが、こ
の前回転中にレーザーユニット１８が駆動されているの
で、像担持体１の静電荷は除去される。

【００１４】続いて、第１露光手段Ｌ₁ による画像露光
が行なわれ、像担持体１上に原稿に対応した静電潜像が
形成される。以後のプロセスは前述した通りである。

【００１５】この画像露光を行なうと同時に、図３に示
すようなディジタル読み取り系のＣＣＤ等の１次元イメ
ージセンサ２３によって原稿画像を読み取って記憶回路
１５に記憶させ、比較回路１６によって画像比率を判定
し、後回転時にブランク露光を消灯する時間ｔを決定
し、レーザードライバー回路１７で点灯時間を制御す
る。

【００１６】後回転中にブランク露光をｔ秒間だけ消灯
すると、像担持体１上の静電荷はその部分だけ除電され
ないので、この潜像部は現像器３において図４の如きト
ナー像７０が形成される。ここで図４は画像形成領域７
１の後方に形成されたトナー像７０の第１の例を示す像
担持体表面１ａの展開図である。この時点で転写材は既
に転写工程を終えているので、このトナー像７０は転写
されず、そのままクリーナー６に供給され、クリーニン
グローラ６２及びクリーニングブレード６１にトナーが
均一にコートされる。

【００１７】ここでクリーナーに回収されるトナーはト
ナー像７０および転写されずに残った転写残りのトナー
の２種類である。この内転写残トナーというのは画像と
して現像されたトナー量の約１０％であり、画像比率に
よって変動する。本実施例において、像担持体１をプロ
セススピード秒速２００ｍｍで回転させ、画像比率１０
％未満の原稿の場合、ブランク露光の後回転時における
消灯時間ｔを０．０１秒、画像比率１０％以上２０％未
満の原稿の場合ｔ＝０．００５秒、画像比率２０％以上
の原稿の場合ｔ＝０として、画像比率の違う原稿のコピ
ーを１０万枚繰り返したが、画像流れ、ドラム傷、フィ
ルミング等の問題も発生することなく、廃トナー量も本
発明を実施する前に比べて７割弱とすることができた。

【００１８】本発明の第２実施例について説明する。前
記実施例では、原稿の画像比率を原稿の総面積に対する
割合で算出したが、像担持体の回転軸方向を複数に分割
して、それぞれの分割領域における画像比率を算出し各
分割領域毎にトナー像の幅を制御しても良い。

【００１９】図５に分割数を６とした場合の画像形成領
域外のトナー像の一例を示す。本実施例を用いれば、像
担持体の回転軸方向の画像比率に大きな差があっても
（例えば、奥側が黒で手前側が白というような場合）、
クリーナーの長手方向に渡って常に均一なトナーの供給
が行なわれ、良好なクリーニング性能が保たれる。

【００２０】本発明の第３実施例について説明する。前
記実施例では、一枚のコピー毎に画像比率を算出し、画
像形成領域外のトナー像の大きさを制御したが、複数毎
のコピー毎に画像比率を積算した値に応じ、画像形成領
域外のトナー像の大きさを制御しても良い。ある決めら
れた複数枚毎の積分値により判断してトナー像の大きさ
を決定しても良いし、枚数は決めておかずに、積分値が
決められた値に達したら、ある一定のトナー像を形成さ
せるという方法でも良い。

【００２１】また画像比率の積算値をコピー枚数との関
係で捉えるのではなく、像担持体の回転数との関係で捉
えても良い。つまり、像担持体の回転数当りの画像比率
として換算すれば、コピーサイズによるコピー１枚当り
の像担持体の回転数の差を補うことができる。

【００２２】本発明の第４実施例について説明する。図
１のように、複数の現像器を有する装置において、異な
るトナーを用いて現像を行なう場合、トナーの物性値も
異なる場合が多く、それぞれのトナー毎にクリーナーに
供給するトナー量も、トナー毎に変える必要がでる場合
がある。従って、図３のディジタル読み取り系に用いら
れる２種類のフイルタ３０，３１（例えば赤、青フィル
タ）と読み取りレンズ３２，ＣＣＤ２３によって原稿の
色を検知し、２つの現像器で検知した色に応じて現像を
行なう場合、色と画像比率の両方を検知して、画像形成
領域外のトナー像の大きさを制御することもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像形成領域外に形成するトナー像の大きさを、原稿画
像信号に応じて変化させるので、つまり、画像比率が大
きい場合は小さく、画像比率が小さい場合は大きくする
ことで、クリーナーに供給するトナー量は略一定に保ち
つつ、廃トナー量を減らすことが可能となる。

【００２４】従って、本発明を用いれば、像担持体表面
の損傷、フィルミング、画像流れ等を防止すると共に、
廃トナー量を極力少なくすることができ、装置の小型化
が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示した断面図である。

【図２】図１の画像形成装置の動作の一例を示した説明
図である。

【図３】図１のデイジタル読取系を示した平面図であ
る。

【図４】画像形成領域後方に形成されたトナー像の１つ
の例を示した像担持体表面展開図である。

【図５】画像形成領域後方に形成されたトナー像のもう
１つの例を示した像担持体表面展開図である。

【図６】従来の画像形成装置の一例を示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１…像担持体 ２…１次帯電器 ３…現像器 ４…転写帯電器 ６…クリーナー １５…記憶装置 １６…比較回路 １７…レーザドライ
バー回路 ２３…ＣＣＤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にトナー像を形成し、無端状に移動
   する像担持体と、前記像担持体表面にトナー像を形成す
   る現像手段と、前記トナー像を転写材上に転写する転写
   手段と、転写後に前記像担持体表面に残った残留トナー
   を除去するクリーニング手段と、像担持体表面の画像領
   域外に前記クリーニング手段の長手方向に渡ってトナー
   像を形成するトナー像パターン形成手段と、原稿画像を
   読み取る手段とを有する画像形成装置において、前記画
   像形成領域外のトナー像の大きさを読み取った原稿画像
   信号に応じて変化させる手段を有することを特徴とする
   画像形成装置。