JPH0680471B2

JPH0680471B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0680471B2
Application number: JP60041013A
Authority: JP
Inventors: 正成白井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-03-04
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPS61200569A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕この発明は感光体ベルト、絶縁ドラム等画像担持体上に
画像を形成する画像形成装置に関するものである。

〔従来技術〕

電気信号に変換された画像情報を可視化して表示する画
像形成装置としては、従来からCRT（陰極線管）ディス
プレイ装置や液晶ディスプレイが実用化されている。

このうち、CRTディスプレイ装置は最も一般的に使用さ
れ、信頼性の高い装置であるが、解像力に限界があるの
で、新聞や雑誌等で用いられているような小さい文字、
特に漢字などの画数の多い小さい文字をそのままの大き
さで表示することはできない。

このため、拡大表示して解読できるようにしているが、
拡大率に逆比例して画面に表示できる文字数が減少し、
一画面当りの情報量が少なくなるという問題がある。ま
た、同一の画像を長時間連続して表示すると画面が焼き
付くので、表示能力が低下する。さらに、画面がチラつ
く場合には、目が疲れる。

一方、液晶ディスプレイ装置は最近実用化された表示装
置であるが、CRTディスプレイ装置と同様に解像力が不
十分なため同様の問題がある。また、液晶の性質から大
画面のものは作りにくく、作るとしても高価になってし
まうという問題がある。

そこで、このような欠点のない第３の画像ディスプレイ
装置して本出願人は先に電子写真法を用いた画像表示装
置を提案した（特願昭56−197410〜197413号）。この表
示装置は、画像情報をトナー画像として再現表示するも
ので、解像性に優れ、画像が見易く、大画面のものも比
較的廉価に製作することができ、信頼性の高い装置であ
る。

この画像形成装置は、ベルト状の感光体にトナーを付着
して画像を形成し、これを表示する構成となっているた
め、カラーおよび多色で、画像を表示する場合や、画像
形成部の保守および修理をする場合などに、画像形成部
を構成する現像装置、すなわちトナー現像器を画像形成
装置外に取り外したり、交換する構成になっている。

例えば、カラー表示（多色表示）する場合では、トナー
を着色し、その着色したトナーを収納したトナー現像器
を画像形成装置に装着して画像形成を行ない色別表示す
る。

すなわち、着色したトナーを保有するトナー現像器を各
色別に用意しこれらを交換しながら画像形成装置に装着
することでカラー表示（多色表示）を行なうようになっ
ている。

また、トナー現像器に収納したトナーが劣化したり、こ
れに異物が混入したときはこの現像器を画像形成装置の
外に取り出してトナーの交換および異物の除去等を行な
い、再び画像形成装置に装着するようになっている。

ところが、この画像形成装置にあっては、トナー現像器
を画像形成装置に着脱することによって交換する構成と
なっているので、交換以前のトナー現像器によるトナー
画像が感光体上に付着している場合があり、これが新た
に装着したトナー現像器のトナーに混入して混りあって
しまい、特にカラー表示（多色表示）を行なう際に、混
色を起すという問題があった。

また、トナー現像器を交換する際に、安全上電源を解除
しなければならないので、交換後再び電源を投入した場
合、初期使用状態になるまでの待ち時間（各種駆動糸の
立ち上りまでの時間）が必要となり、画像形成装置の使
用者にとって不便であった。

〔目的〕

この発明は、このような従来の問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、現像剤を用
いて画像担持体上に消去可能な画像を形成するととも
に、像担持体上の不要な現像剤を除去する画像形成装置
において、像形成に使用される現像剤を収容するととも
に、除去された現像剤を再度収容する収容手段の交換指
示に応じて、像担持体上の現像剤を除去し、収容手段を
交換可能な状態にする構成とすることにより、（１）異なる色の現像剤に交換した場合に、これが像担
持体に残っていた前の現像剤と混ざってしまうのを防止
でき、（２）収容手段の交換中に現像剤が飛散するのを防止で
き、（３）収容手段の交換をスムーズに行うことができる、ようにすることにある。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図面により説明する。

この実施例は、電子計算機や画像読取り装置等から演算
出力ないしは読取り出力される電気信号化された画像情
報、あるいはソフトコピーとして磁気テープ等に蓄積記
憶された画像情報を、視認できる画像として再現表示す
る端末表示ないしはリーダ装置あるいは複写機などオフ
ィスオートメーション装置、その他の画像関係機器にお
ける画像モニタ装置として好適な画像形成装置である。

まず、この発明を適用し得る静電写真法による画像形成
の原理を、第１図および第２図によって説明する。

第１図は明部における電荷の様子を表わしている。電圧
を印加されたトナー５が感光体Ａに接すると、光導電層
２に電界が印加される。このとき、画像光が照射される
と、光導電層２中にフォトキャリアｅが発生し、このフ
ォトキャリアｅが電界作用を受けて光導電層２の表示近
傍に導かれる。その結果、トナー５と光導電層２の間に
強い静電引力が作用し、トナー５は光導電層２、すなわ
ち感光体Ａの表面に付着する。

図示の例では、光導電層２がＮ型半導体であり、トナー
５に正の電圧が印加されているので、画像光Ｌの照射に
より光導電層２内の基体１の近傍で発生した電子は光導
電層２の表面方向に容易に導かれる。

その結果、トナー５と感光体Ａとの間に強い静電引力が
作用し、トナー５は感光体Ａに付着する。

第２図は暗部における電荷の様子を表わしている。トナ
ー５と基体１の導電層1bとの間に電界が印加されること
により、両者５と1bとの間に静電引力が作用するが、両
者の間には光導電層２が有り、距離が離れているために
その力は小さい。そのため、固定スリーブ４の内部に設
けられた磁石３による磁力、トナー５粒子相互間の付着
力等により、トナー５は光導電層２、すなわち、感光体
Ａの表面により引きはなされる。

このようにして感光体Ａの明部にトナー５が付着し、暗
部にはトナー５が付着せず画像が形成される。

表示内容を改める時には、表面にトナー像を有する感光
体Ａをそのまま再度使用する。この場合、感光体表面の
トナー像は次回の像形成に何ら悪影響を及ぼさないの
で、別にクリーニング手段を設ける必要はなく、次回の
像形成時に、前記第２図について説明した理由により、
不必要なトナー像の消去が行われる。

第３図〜第５図はこの発明の実施例を示す。

この実施例は、静電写真法による画像形成の原理によっ
て画像を表示する画像形成装置にこの発明を適用したも
ので、第３図はその外観図、第４図はその断面図、第５
図は第４図の要部拡大図である。図中、６は縦型の外装
筐、７はこの外装筐６の正面板に大きく開口形成した表
示画像覗き用の窓孔、８は外装筐６の台部6aの上面に配
設した操作盤、９は窓孔７に張った表示窓ガラス、10,1
1,12,13は後述する画像担持体すなわち、無端ベルト型
の感光体14を懸回するローラで、外装筐６内の上部と下
部にそれぞれ２本ずつ軸線を外装筐６の左右方向にして
互いに並行に、かつ、それぞれ回転自由に軸支して配設
してある。14はこれら４本のローラ10,11,12,13に懸回
した前述の無端ベルト型の感光体（以下ベルトと略称す
る）である。

ベルト14は、例えば、基体層がポリエステルシート等の
透明シートで、その外面側に金属を非常に薄く蒸着して
透明性を実質的に保持させたまま導電性を与え、その金
属蒸着面側にCdSなどの感光物質層（光導電性層）を形
成したものである。全体的に可撓性のもので、感光物質
層側を外側にして前記４本のローラに懸回してある。

上記４本のローラのうちローラ10がベルト14を反時計方
向へ駆動する駆動ローラで、このローラ10をモータM
₁（第４図）で駆動すると、他の３本のローラ11,12,13
が従動回転するようになっている。これら３本のローラ
のうちローラ11が、ベルトテンションローラで、これに
よってベルト14に張りを与えるようにしてある。すなわ
ち、ベルト14が波打ち、たるみ、スリップなく反時計回
りで回動するようにしてある。この回動に伴いローラ1
0,13間のベルト14が、その外面を外装筐６の窓孔７に、
画像表示部として表出させながら、下から上へ移動通過
する。

ベルト14上に可視画像を形成する画像形成手段、すなわ
ち画像形成部は、後述するように、ローラ12,13間に位
置し、この画像を表示する画像表示部はトナー13,10間
に位置し、画像形成部においてベルト14上に形成された
可視画像が前記画像表示部において窓孔７を通して表示
される。

上記画像形成部は、ベルト14の内側に設けられたノーザ
ビーム走査方式の画像露光装置15とこの画像露光装置15
によってベルト14上に形成された静電潜像を顕画化する
トナー現像器22とより構成されている。

画像露光装置15は、ベルト14の内側に配設されて、半導
体レーザ発振器16、ポリゴンミラースキャナ17、ｆθレ
ンズ18、反射鎖19および２本の露光ローラ20,21を有し
ている。この２本の露光ローラ20,21はローラ12,13間の
互に平行に配置されて、レーザビームＬの通るスリット
を形成している。

この画像露光装置15においては、電子計算機・画像読取
り装置等から出力される時系列電気画素信号に対応した
レーザビームＬが半導体レーザ発振器16からポリゴンミ
ラースキャナ17に向けて発振される。スキャナに入射さ
れたレーザビームＬはベルト幅方向に振られｆθレンズ
18、反射鏡19、露光ローラ20,21間のスリットを順次経
てローラ12,13間のベルト部分内側面に入射され、その
ベルト部分内面がベルト幅方向にレーザビーム走査され
る。ベルト14には、このレーザビーム走査を主走査とし
て、ベルト14の回動移動を副走査として、その内面側か
ら画像露光がなされる。

トナー現像器22は、ローラ12,13間のベルト部分の露光
部の軌道外面側に近接配置されている。このトナー現像
器22により、ベルト14に形成された静電潜像は、前述の
露光同時現像プロセスにより顕画化される。しかる後、
ベルト14は、駆動ローラ10に駆動されて表示窓ガラス９
に対向する位置まで移送されて表示の用に供される。

上記露光ローラ20,21は、ベルト14を、その前後の１対
の指示ローラ12,13を結ぶ共通外接線より外側に保持す
るように配置される。すなわち、これら露光ローラ20,2
1は、その下面をローラ12,13の下側の共通外接線よりも
若干下方へ突出させて配設してある。したがって、これ
らの露光ローラ20,21はベルト14の内面に圧接し、ベル
ト14に常に一定の張力を付与して露光部の感光ベルトの
平面性を保持し、ベルトの移動につれて滑らかに回転す
る。また、この感光ローラ20,21は、回転移動によるベ
ルト14の波打ちが上下動、あるいは、トナー現像器22の
現像ブラシ（マグネットにより形成される現像剤のブラ
シ状の穂立）の接触により引き起されるベルト14の上下
動を防止し、現像位置及び露光位置を一定に保持して現
像力を向上させる。トナー現像器22は、前述のように、
ベルト14の外側に配設されていて、上記共通外接線と実
質的に平行な方向矢符Ａ方向に引出し可能となってい
る。第５図は、現像装置、すなわち、トナー現像器22
と、その保持手段としての保持装置Ｈと、トナー現像器
22の有無（外装筐６の収納部6bに装着されているかどう
か）を検知する検知装置Ｋとを示す。第４図の対応部分
を拡大したものである。トナー現像器22は、現像ローラ
30、トナー31を貯溜するホッパー32の各部材を一体的に
支持する支持部33を一つのユニットとして、現像皿36内
に収納して構成してある。こゝでいうユニットは、現像
皿36の両側端に固設した固定軸34により回動自在に支持
され、支持部33の後端と現像皿36間に設けた弾性部材35
によって現像ローラ30部分を画像形成時に、ベルト14に
対し所定の小間隙を保って整対静止するよう設けられて
いる。このトナー現像器22は、現像皿36の把手部36aを
持って外装筐６の収納部6bに挿入、または、これから引
き出せば容易に着脱できるようになっている。

保持装置Ｈにおいて、38はトナー現像器22の保持板で、
先端の勾部38aをトナー現像器22の後端に掛止して、こ
れを外れないように保持するものである。この保持板38
は中央部は外装筐６に固定した軸39にＢ（実線）位置と
Ｃ（破線）位置の間を揺動可能に取り付けてある。40は
保持板38をＣ位置にばね付勢する弾性部材、41は弾性部
材40の引張力に抗して保持板38をＢ位置、つまり、トナ
ー現像器22の掛止位置に保持するプランジャである。

保持装置Ｈは、このような構成となっているから、プラ
ンジャ41に通電すると、弾性部材40の引張力に反して保
持板38がＢ位置まで回動してトナー現像器22に掛止され
る。通電を解除すると、弾性部材40の引張力によって再
びＣ位置に戻る。

すなわち、プランジャ41に通電している時にはトナー現
像器22が外装筐６の保持部6bに保持され、通電していな
い時には、トナー現像器22が保持板38の掛止から解除さ
れて、取り外せる状態になる。

検知装置Ｋは、この実施例ではスイッチSW₁である。こ
のスイッチSW₁は、そのスイッチレバー37に、トナー現
像器22の前端が当接すればONし、これから離脱すればOF
Fする。したがって、ON状態にあれば、トナー現像器22
が収納部6aに装着され、OFF状態にあれば、装着されて
いないことが判るようになっている。SW₂（第３図）は
トナー現像器22の交換を指示する指示手段としてのスイ
ッチである。

第６図は、第４、５図の画像形成装置の制御部の構成の
一例を示す。図中42、はコントローラであり、操作盤８
からの入力信号に基づき操作者の指定を認識し、所定の
動作を制御する。43はローラ10を駆動するモータM₁の制
御回路、44は現像ローラ30を駆動するモータM₂の駆動回
路、すなわち、現像器駆動回路、45はトナー現像器22に
＋200V〜＋300Vの直流現像バイアス電圧を加える現像バ
イアス回路、46は画像露光装置の駆動回路、47はレーザ
ー発振器16を駆動するレーザー駆動回路、48はプランジ
ャ41の駆動回路、49は画像読取装置、外部記憶装置等の
外部機器から送信されてくる画像信号（ビデオ信号）、
50はベルトクロックセンサで、駆動ローラ10の軸に直接
取付けた、例えば、フォトエンコーダのごときセンサか
らなり、駆動ローラ10が一定角度回転する毎にパルスＰ
を発生するものである。コントローラ42はこのパルスＰ
を計数してベルト14の移動量を測定し、ベルト14の移
動、停止を制御する。

つぎに、上記構成の画像形成装置の動作と、トナー現像
器22を交換する場合の動作を、第７図のフローチャート
に従って説明する。

まず、画像形成装置の電源を投入すると、画像露光装置
の駆動回路46によって同装置のモータが回転する。（ス
テップ101）。

ついで、スイッチSW₁によりトナー現像器22が外装筐６
の収納部6aに装着されているかどうかを判断する（ステ
ップ102）。もし、トナー現像器22が収納部6aに装着さ
れていない場合には、操作者にトナー現像器22の装着を
指示するように指令を行なう（ステップ103）。

トナー現像器22が装着されている場合には、ローラ10を
駆動するモータM₁、現像ローラ30を駆動するモータM₂、
現像バイアス回路45がそれぞれ通電可能な状態となる。
また、プランジャ41に通電され、トナー現像器22が保持
板38で掛止されて収納部6aに保持される（ステップ10
4）。画像信号49が操作盤８の操作によりコントローラ4
2を介して表示指示されると、（ステップ106）、待機中
のモータM₁が回転し、ローラ10によってベルト14が移動
を開始する。また、モータM₂も回転し、現像バイアス電
圧が印加される。

ベルト14が移動するパルスＰの計数が開始され、画像信
号により変調されたレーザビームＬで露光走査される。

ベルト14への画像信号の書き込みが終了すると、すなわ
ちベルト14の露光領域の後端が現像位置を通過したと
き、モータM₂がOFFして現像バイアス電圧の印加が解除
され待機状態になる。そして、パルスＰの計数値が所定
の値になったとき、モータM₁が停止しベルト14が止ま
る。このとき、ベルト14上に形成された画像は、窓孔７
より視認できる（ステップ107）。

一方、ステップ105において、操作盤８上のスイッチSW₂
によりトナー現像器22の交換を指示すると、コントロー
ラ42は、レーザビームＬによる露光走査を制御しない
で、モータM₁とモータM₂の駆動、および現像バイイアス
電圧の印加を行ない、ベルト14の移動に伴う発生パルス
Ｐを計数して、ベルト14が一回転したとき、停止するよ
う制御する（ステップ108）。すなわち、トナー現像器2
2の交換指令が出ると、ベルト14上に形成されていた画
像を自動的に消去するように制御する。

ベルト14が一回転し画像消去が終了すると、モータM₁、
モータM₂、および現像バイアス電圧の電源が解除される
とともに、プランジャ41への通電が解除される（ステッ
プ109）。このようにして保持を解除されたトナー現像
器22は、全ての電源を解除することなく、画像露光装置
15のモータに通電している状態で、交換や保守、修理等
の処理を行うことができる（ステップ110）。

これらの処理を終えたところで、再びトナー現像器22を
収納部6bに装着すると、ステップ102にもどり、次の動
作に備えた待機状態となる。

上述のように、この実施例では、スイッチSW₂によりト
ナー現像器22の交換を指示すると、ベルト14が一回転し
てその上に形成された画像が消去されるとともに、ベル
ト駆動モータM₁と現像モータM₂と現像バイアス電圧の電
源がOFFし、画像露光装置15へ通電したままの状態で、
トナー現像器22が保持板38の保持から解放される。

したがって、トナー現像器22を交換しても、その前後の
トナーが混ざり合ったり、、その結果、混色を生ずると
いったおそれはなくなる。また、トナー現像器22を交換
して再び使用する場合でも、あらためて電源を投入する
必要はなく、使用状態になるまでの待ち時間が短くて済
むようになる。

上記実施例は、電子写真方式による画像形成装置におい
てこの発明を適用した場合の例であるが、消去可能な画
像を担持する画像担持体と、画像形成部とが分離できる
画像形成装置においてこの発明を適用することも可能で
ある。

〔効果〕

以上説明したように、この発明によれば、現像剤を用い
て像担持体上に消去可能な画像を形成するとともに、像
担持体上の不要な現像剤を除去する画像形成装置におい
て、像形成に使用される現像剤を収容するとともに、除
去された現像剤を再度収容する収容手段の交換指示に応
じて、像担持体上の現像剤を除去し、収容手段を交換可
能な状態にする構成したので、次の効果を得ることがで
きる。

（１）異なる色の現像剤に交換した場合に、これが像担
持体に残っていた前の現像剤と混ざってしまうのを防止
できる。

（２）収容手段の交換中に現像剤が飛散するのを防止で
きる。

（３）収容手段の交換をスムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明を適用し得る静電写真
法による画像形成の原理を説明するための説明図、第３
図は、この発明に係る画像形成装置の実施例を示す外観
図、第４図は、第３図の断面図、第５図は、第４図の要
部拡大図、第６図は、実施例の制御部の構成の一例を示
すブロック図、第７図は、実施例の画像形成装置の動作
例を示すフローチャートである。８……操作盤 14……無端ベルト型の感光体（画像担持体） 15……画像露光装置 22……トナー現像器（現像装置） SW₂……スイッチ（現像装置の交換を指示する手段）Ｈ……保持装置Ｋ……検知装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像担持体と、現像剤を用いて前記画像担持体上に消去可能な画像を形
成するとともに、前記画像担持体上の不必要な現像剤を
除去する像形成手段と、上記像形成手段により画像形成に使用される現像剤を収
容するとともに、上記像担持体から除去された現像剤を
再度収容する、交換可能な収容手段と、前記収容手段の交換を指示する指示手段と、前記指示手段による交換の指示に応じて、前記像形成手
段により前記画像担持体上の現像剤を除去させ、その後
前記収容手段の交換を可能な状態にさせる制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。