JPH09319219A

JPH09319219A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09319219A
Application number: JP8133017A
Authority: JP
Inventors: Masami Makino; 政巳牧野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【構成】現像ローラ２０および転写器３４には、高圧
電源３２および３６によって、所定のバイアス電圧が印
加される。高圧電源３２および３６は、コントローラ１
６によって、電位および極性が制御される。そして、リ
フレッシュ工程が指定されると、現像ローラ２０には、
絶対値の小さい第２の現像バイアス電圧が印加される。
これによって、現像ローラ２０上に付着する逆極性に帯
電するトナーは、感光体１２に吸着される。さらに、転
写器３４には、現像バイアス電圧と同極性の転写バイア
ス電圧が印加される。したがって、不純物としての主と
して逆極性に帯電したトナーは転写材４０に転写され、
やがて排出される。【効果】使用頻度の増加に伴って増大する現像不純物
を排出することができるので、初期状態における画質を
長期にわたり維持することができる。また、ランニング
コストも少なくて済む。

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レーザ
プリンタ等に適用され、感光体の表面電位と現像バイア
ス電圧との電位差によって、現像と同時に感光体に残留
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】この種の従来技術の一例が、Japan Hard
Copy '89 論文集( P143〜146 ) に開示されている。す
なわち、露光手段によって感光体の表面電位が減衰した
部分にトナーを反転現像で付着させるとともに、感光体
上の未転写トナーを感光体の表面電位と現像バイアスの
電位差を利用して、現像部に静電的に吸引させるように
したものである。

【０００３】また、上述のプロセスに加えて、トナー像
の転写前に感光体を除電する除電手段を設け、トナー像
の転写効率を向上させて未転写トナーの発生を抑制する
例が、昭和６３年６月４日に出願公開された特開昭６３
−１３３１７９号公報（Ｇ０３Ｇ２１／００）に開示
されている。さらに、現像ローラの回転方向と感光体の
回転方向とを異ならしめ、かつ、現像ローラの周速度を
感光体の周速度の１．２倍以上に設定して、トナー回収
能力を高めている例（特開平５−２１０３００号公報）
や、１秒間に感光体表面の１cm²に供給されるトナー量
を規制し、効果的なクリーニング電界を形成するように
した例（特開平３−７９７２号公報）などが提案されて
いる。このようなクリーニング工程を省略した従来実施
例では、画像形成装置自体を小型化できるとともに、従
来廃棄処分していたトナーを再利用できる等のメリット
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、廃トナ
ーとして処分していたトナーを長期間にわたり再利用す
ると、帯電量が低いトナーや未帯電トナー、さらには本
来の帯電極性とは逆極性に帯電する逆極性トナーが次第
に増加し、その結果として、トナーの平均帯電量が低下
して、トナーが画像背景部に付着したり、画像エッジ部
がにじむといった画像不良を招来していた。また、現像
ローラ上に形成されるトナー薄層が均一化されないため
に、黒画像の乱れや単独ドットの再現性低下および近接
ドットの結合などの問題が発生していた。

【０００５】したがって、画像形成装置本来の性能を維
持するためには、従来では、現像ローラ等を含む現像装
置を交換する以外に手段はなく、コスト高となる欠点が
あった。それゆえに、この発明の主たる目的は、現像装
置内の現像不純物を排除し、安価にして初期状態の性能
を長期間維持できる、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、感光体を一
様に帯電する帯電手段、原稿に応じた光像によって感光
体に静電潜像を形成する露光手段、感光体の帯電極性と
同極性の現像バイアス電圧を受け静電潜像を反転現像す
る現像剤供給手段、および反転現像された現像剤像を現
像バイアス電圧と逆極性の転写バイアス電圧によって転
写材に転写する転写手段を備える画像形成装置におい
て、非画像形成動作中に現像バイアス電圧よりも絶対値
の小さい第２の現像バイアス電圧を発生する現像バイア
ス電圧発生手段、および第２の現像バイアス電圧と同期
して転写バイアス電圧を現像バイアス電圧と同極性に切
り換える極性切換手段を備えたことを特徴とする、画像
形成装置である。

【０００７】

【作用】画像形成動作を行っていないとき、つまり非画
像形成動作中に、帯電手段によって感光体が、たとえば
正帯電される。そして、露光手段がたとえば不能化され
るとともに、現像バイアス発生手段によって、現像剤供
給手段に第２の現像バイアス電圧が印加される。これに
より、感光体と現像剤供給手段との間に、大きな電位差
が発生する。したがって、現像剤供給手段に存在する現
像不純物は、感光体側へ移動する。特に、逆（負）極性
に僅かに帯電した現像剤は、効果的に感光体に吸着され
る。また、第２の現像バイアス電圧の発生と同期して、
極性切換手段によって転写バイアス電圧の極性が、現像
バイアス電圧と同極性に設定される。その結果、感光体
表面に吸着した現像不純物は、転写手段によって転写材
に転写され、そして、この転写材は、定着手段を通過し
て画像形成装置外に排出される。

【０００８】

【発明の効果】この発明によれば、現像装置内に残留ま
たは混入した不純物を画像形成装置外へ排出できるの
で、初期状態の性能を長期間にわたり維持できるととも
に、ランニングコストを抑制できる。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。

【０００９】

【実施例】図１に示す実施例の画像形成装置１０は、像
担持体であり矢印の方向に回転する感光体１２を含む。
感光体１２は、たとえば正帯電性のＯＰＣ感光体をアル
ミからなる導電基体に塗布したものである。この感光体
１２の左側には、帯電器１４が配置され、その帯電器１
４は、図２に示すように、コントローラ１６に接続され
る電源１８によって、電荷の帯電量が制御される。すな
わち、この帯電器１４は、たとえばスコロトロンチャー
ジャであり、感光体１２を保護するために感光体１２表
面の静電荷のむらが防止される。そして、帯電器１４に
よって、感光体１２が一様に静帯電される。

【００１０】感光体１２の下方には、感光体１２に接触
するようにして、現像ローラ２０が配置される。この現
像ローラ２０は、感光体１２に対して現像剤（トナー）
を供給するものであり、したがって現像ローラ２０が現
像剤供給手段を構成する。また、この現像ローラ２０に
関連して、供給ローラ２２および収容室２５が配置され
る。収容室２５の略中央には、トナーを攪拌するととも
に、トナーを供給ローラ２２に供給するアジテータ２７
が配置される。したがって、収容室２５に収容または貯
留されるトナーが、供給ローラ２２によって、現像ロー
ラ２０に供給される。そして、現像ローラ２０の表面に
は、供給ローラ２２およびブレード２４によって、その
厚みが規制されたトナー薄層が形成される。なお、収容
室２５には、着脱可能に取り付けられるカートリッジ２
６によってトナーが補充される。

【００１１】感光体１２の右下方には、露光器２８が配
置され、この露光器２８で形成された原稿光像が、ミラ
ー３０を介して感光体１２に入射される。そして、原稿
光像によって露光された感光体１２上に静電潜像が形成
される。なお、現像ローラ２０および供給ローラ２２
は、高圧電源３２から現像バイアス電圧を受け、この高
圧電源３２はコントローラ１６によって、電圧および極
性が制御される。

【００１２】感光体１２の上方には、転写器３４が配置
され、その転写器３４には、コントローラ１６によって
制御される高圧電源３６が接続される。転写器３４は、
給紙器３８によって搬送された紙などの転写材４０に、
トナー像を静電吸着させる。転写材４０上のトナーは、
定着器４２によって、転写材４０に固着される。このよ
うな画像形成装置１０において、電子写真プロセスは、
感光体１２の周囲で繰り返される。すなわち、帯電器１
４によって感光体１２が一様に、たとえば１０００Ｖ程
度に正帯電され、原稿像の露光によって静電潜像が形成
される。この静電潜像は、高圧電源３２からの現像バイ
アス電圧（たとえば＋４００Ｖ）を受ける現像ローラ２
０によって現像される。このように、現像ローラ２０上
のトナーは、感光体１２の帯電極性と同極性に帯電され
る。現像された感光体１２上のトナー像は、転写器３４
によって、転写材４０に転写される。なお、転写器３４
には、現像バイアス電圧と逆極性（負極）の転写バイア
ス電圧が与えられる。転写材４０は、図示しない分離器
によって感光体１２から剥離され、定着器４２に送られ
る。転写材４０に転写されずに感光体１２上に残留した
未転写トナーは、感光体１２上に付着した状態で再び帯
電器１４に導かれ、感光体１２とともに再び一様な帯電
（正帯電）が与えられる。

【００１３】このような電子写真プロセスが繰り返され
るが、感光体１２上に残留した未転写トナーは、現像ロ
ーラ２０および感光体１２によって形成される背景電界
によって、現像電界とは逆の方向に吸引される。すなわ
ち、この実施例のように、感光体１２上にトナーを反転
現像で付着させる場合には、感光体１２と現像ローラ２
０はともに同極性であり、それぞれの電位絶対値は、図
３に示すように、感光体帯電電位＞現像バイアス電位＞
露光電位の関係となる。したがって、正帯電しているト
ナーは、図３において常に下向きの方向の静電気力を受
ける。これにより感光体１２上に形成された静電潜像
は、現像ローラ２０上のトナーによって顕像化される。
このとき、それより以前の転写工程において感光体１２
上に残留した未転写トナーは、現像トナーとは逆に感光
体１２から現像ローラ２０へ移動する。

【００１４】しかしながら、これら一連の工程が繰り返
されることによって、回収された収容室２５内のトナー
の中には、(1) 低い帯電量しかもたないトナー、(2) 全
く帯電しないトナー、(3) 逆極性に帯電性を示すトナ
ー、および(4) 転写材４０の紙粉および塵芥等が増大す
る。図５のグラフは、現像ローラ２０に形成された初期
状態のトナー帯電量と、耐久後のトナー帯電量とを比較
したものである。画像形成および未転写トナーのリサイ
クルを繰り返すことによって、図５ａに示す初期状態の
帯電量は、図５ｂに示すように、その平均値は低下する
とともに、トナー帯電が不均一となっていることがわか
る。したがって、使用頻度の増加に伴って、画像不良に
至る可能性は増大する。

【００１５】これに対して、図１実施例では、現像ロー
ラ２０に対して、上述の現像バイアス電圧（４００Ｖ）
よりも絶対値の小さい第２の現像バイアス電圧を印加す
るとともに、それと同期して、転写バイアス電圧を現像
バイアス電圧と同極性（正極性）に切り換えることによ
って、不純物としてのトナーの多くを感光体１２に吸着
させることができる。

【００１６】すなわち、上述のように、現像ローラ２０
に現像バイアス電圧を印加する高圧電源３２は、コント
ローラ１６によって、その電圧が選択的に制御される。
そして、不純物を排出させる、いわゆるリフレッシュ工
程を行なう際には、高圧電源３２からは、現像ローラ２
０に対して、絶対値の小さい第２の現像バイアス電圧
（たとえば１００Ｖ）が出力される。また、コントロー
ラ１６によって、転写器３４に与えられる転写バイアス
電圧の電圧極性が、第２の現像バイアス電圧が出力され
るのに同期して、転写バイアス電圧の極性が、現像バイ
アス電圧と同極性に切り換えられる。なお、このリフレ
ッシュ工程は、たとえば、コントローラ１６が現像履歴
枚数をカウントし、そのカウント数に応じて定期的に実
施されたり、或いはカートリッジ２６を交換するのと同
時に実施される。

【００１７】このリフレッシュ工程についてより具体的
に述べると、帯電器１４によって、感光体１２がたとえ
ば１０００Ｖに正帯電される。続いて本来であれば、露
光器２８によって、感光体１２に静電潜像が形成される
が、このリフレッシュ工程の動作時には、露光工程は不
能化され、現像工程へ移行する。そして、上述のよう
に、現像ローラ２０に第２の現像バイアス電圧として、
たとえば＋１００Ｖ程度のバイアス電圧が印加される。
したがって、感光体１２の表面電位と現像ローラ２０と
の電位差は、約９００Ｖとなり、この電位差は通常の画
像形成における電位差の約１．５倍に相当する。

【００１８】感光体１２と現像ローラ２０との間に発生
した大きな電位差によって、現像ローラ２０に付着して
いる主として負極性に帯電したトナーは、図４に示すよ
うに、感光体１２に吸着される。感光体１２上のトナー
は、正極性の転写バイアス電圧が与えられる転写器３４
によって、転写材４０に転写される。そして、この転写
材４０は、定着器４２を通過した後、画像形成装置１０
の外へ排出される。

【００１９】この実施例によれば、現像ローラ２０に吸
着した逆極性に僅かに帯電したトナーまでも取り除くこ
とができる。また、このリフレッシュ工程を実施するこ
とによって、図５ｂに示すように、使用頻度の増加に伴
い低下するトナーの平均帯電量は、リサイクル工程終了
後には、図５ｃに示す帯電量まで回復できる。また、図
６に示すように、第２の現像バイアス電圧は１００Ｖ程
度が好ましく、それよりも絶対値の小さい電圧では、良
好なクリーニング効果が期待できないことがわかる。さ
らには、リフレッシュ工程を行わずに画像形成を繰り返
した場合には、現像履歴枚数が５千枚に達した時点で画
像不良が発生したのに対し、上述のリフレッシュ工程を
２千枚に１回の割合で行った場合には、約３万枚まで画
像不良は発生しなかった。このように、画像形成装置１
０の本来の性能を長期間にわたり維持できるとともに、
ランニングコストを可及的最小限とすることができる。

【００２０】なお、上述の実施例では、正帯電性の感光
体１２による電子写真プロセスを実施しているが、負帯
電性の感光体１２にそれと同極性のトナーを用いて、し
かも高圧電源１８，３２および３６における電圧極性を
全て上述の実施例と逆に設定した画像形成装置において
も、同様な効果を得ることができる。また、各バイアス
電位の絶対値は、使用する部品の電気抵抗値等によっ
て、その最適値は異なることはいうまでもない。

【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実施例の主要部の構成を示す拡大図であ
る。

【図３】反転現像方式における帯電電位と、現像バイア
ス電位および露光電位の関係を示す図解図である。

【図４】図１実施例に従って制御される現像バイアス電
圧と帯電電位の関係を示す図解図である。

【図５】トナーの帯電量を示すグラフであり、（Ａ）は
従来技術おける初期状態を示し、（Ｂ）は従来技術にお
ける耐久結果を示し、（Ｃ）は図１実施例における耐久
結果を示す。

【図６】図１実施例に従って制御される第２の現像バイ
アス電圧と現像不純物との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ …画像形成装置１２ …感光体１４ …帯電器１６ …コントローラ２０ …現像ローラ２８ …露光器３４ …転写器３６ …高圧電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体を一様に帯電する帯電手段、原稿に応じた光像によって前記感光体に静電潜像を形成
する露光手段、前記感光体の帯電極性と同極性の現像バイアス電圧を受
け前記静電潜像を反転現像する現像剤供給手段、および
反転現像された現像剤像を前記現像バイアス電圧と逆極
性の転写バイアス電圧によって転写材に転写する転写手
段を備える画像形成装置において、非画像形成動作中に前記現像バイアス電圧よりも絶対値
の小さい第２の現像バイアス電圧を発生する現像バイア
ス電圧発生手段、および前記第２の現像バイアス電圧と
同期して前記転写バイアス電圧を前記現像バイアス電圧
と同極性に切り換える極性切換手段を備えたことを特徴
とする、画像形成装置。