JPH0391782A - 劣化トナー除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、電子複写機やある種のプリンタあるいはファ
クシミリ装置のように、感光体上に静電潜像を形或して
現像する画像処理装置に係わり、特にこれらの画像処理
装置の現像装置内に存在する寿命が近づいたり劣化した
トナーを除去するための劣化トナー除去装置に関する。

「従来の技術」 電子複写機や感光体を用いて記録を行うプリンタやファ
クシミリ装置のような画像処理装置では、トナーとキャ
リアからなる二或分現像剤あるいはこれらの機能を１つ
にした、いわゆるキャリアレストナーとしての一或分現
像剤を使用して静電潜像の現像を行っている。

二戊分現像剤を例にとると、トナーはキャリアと接触す
ることによって所定の極性に帯電し、感光体上の静電潜
像に静電的に吸着する。ところが、現像剤のこのような
特性はいつまでも変わらないものではなく、使用によっ
て帯電性を劣化させる。

ここで帯電性の劣化とは、低帯電を生じたり、逆極性に
帯電するようなトナーの増加することをいう。このよう
な劣化したトナーが増加すると、画像の低濃度の領域や
非画像部にかぶりを発生させてしまい、画像の品位を害
することになる。

「発明が解決しようとする課題」 周知のように、電子複写機等の現像装置では、静電潜像
の形或された領域に供給されるトナーが一度に１００％
その領域で消費されるものではない。大半のトナーは静
電潜像に吸着保持されることなく、現像装置内に留まり
、再び装置内を循環して後の現像に使用される。このた
め、現像装置内では内部循環によって帯電性の劣化した
トナーが次第に量を増しながらＭ積されることになる。

そこで、現像装置内に部分的に新しい現像剤が含まれて
いたとしても全体的に現像特性が劣化していき、寿命が
到来して現像装置内のトナーを全部交換するといった事
態が発生した。

そこで本発明の目的は、このような劣化トナーを現像装
置内から効率的に除去することのできる劣化トナー除去
装置を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 本発明では、感光体における画像情報の形成されるべき
領域以外の所定の領域を帯電させる非画像領域帯電手段
と、（１１）この非画像領域帯電手段によって帯電され
た領域に現像の際にかぶりが発生するように電位の設定
を行うかぶり用電位設定手段とを劣化トナー除去装置に
具備させる。

すなわち本発明では、本来記録または複写を行う領域の
外の非画像領域にかぶり状態で現像を行うようにし、か
ぶりを生じさせた劣化トナーを積極的に現像装置から取
り除くことにする。

「発明の原理」 実施例の説明に移る前に、非画像領域とかぶりの関係に
ついて説明する。

第２図は新しい現像剤が帯電したときの電位とそれら帯
電の割合を表わしたものである。この例で示す新しい現
像剤の場合には、すべて＋（プラス）側に帯電し、電位
の特別に低い所や特別に高い所は割合的に少なくなって
いる。

第３図は、これに対して劣化した現像剤の同様な特性を
表わしたものである。この例の現像剤は＋に現像される
べきものであるが、古くなり劣化が進むと、現像剤の一
部は領域１ｌで示すように（マイナス）方向に帯電して
しまう。また、＋方向に帯電したとしても、領域１２で
示したように電位の低い所に多くのトナーが存在してし
まう。

第４図は、ネガ現１象の場合にお９ナる電位形状を表わ
したものである。ここで電位ＶＩＩＸＧ　は感光体にお
ける非画像部（画像の背景部分）“の電位であり、一例
としては＋ＩＯＯＯＶ程度の電位である。

電位Ｖｉ　　は画像の部分の電位であり、一例としては
＋１００Ｖ程度の電位である。電位Ｖ＋　　は現像装置
の図示しないマグネットロールに通常の記録の際に印加
される現像バイアス（デベバイアス）であり、一例とし
ては＋６００Ｖから＋７００Ｖ程度の電位である。

このような電位形状の下では、画像部分の電位ＶＩ　の
所に第２図または第３図における正常な程度で正に帯電
したトナー粒子■が吸着する。現像バイアスＶ，と非画
像部の電位ＶＢｋＧ　の差の部分はクリーニングフィー
ルドＣ，Ｆ，と呼ばれており、この例のようにこの電位
差がある程度大きいと、非画像部の電位Ｖの場所に低帯
電および弱逆極性に帯電したトナー等の劣化したトナー
（第３図の領域１１、１２＞が付着しにくい。すなわち
、通常の現像においては現像バイアスを電位Ｖ１　　に
設定して非画像部におけるかぶりを防止している。

この第４図で、電位Ｖ２　は電位Ｖ１　よりも非画像部
の電位Ｖ　Ｂ　Ｋ　Ｇ　に近く設定されており、例えば
９００Ｖあるいは非画像部の電位と同一の＋１０００Ｖ
程度の値となっている。現像バイアスを電位Ｖ１　の代
わりに電位Ｖ２　に変更すると、現像バイアスＶ２　と
非画像部の電位ＶｅｌｌＧ　の差の部分としてのクリー
ニングフィールドＣ．Ｆ，　が減少する。これに応じて
、非画像部の電位Ｖ，ｌＸ．の場所に低帯電および弱逆
極性となったトナー粒子（第３図の領域１１、１２〉等
の劣化トナーが付着しやすくなり、この部分にかぶりを
発生させることになる。

本発明では、非画像領域で例えば現像バイアスをこの例
のように電位Ｖ１　から電位Ｖ２　　に変更することに
よって、積極的にかぶりを発生させる。

そして、このときかぶって感光体上に吸着した劣化トナ
ーをクリーニングによって積極的に除去するようにする
。

なお、現像バイアスを電位Ｖ，から電位ｖ２に引き上げ
ると、画像の部分の電位Ｖ．は相対的に低くなり、正常
に正に帯電したトナー粒子■は画像領域により吸着しや
すくなる。そこで、これによる画像領域の“かぶり”発
生を防止するために現像バイアスを電位Ｖ２にするのは
、非画像領域のみに限定され、画像領域では現像／，ａ
イアスが通常の電位Ｖ，となるように設定される。

「実施例」 以下、実施例につき本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例として電子複写機における劣
化トナー除去装置の回路構戊の概要を表わしたものであ
る。この劣化トナー除去装置はＣＰＵ　（中央処理装置
）２１を備えている。このＣＰＵ２１はデータパス等の
バス２２を通じて次の各部と接続され、劣化トナーの除
去の他、電子複写機としての一般的な制御を行うように
なっている。

＜ｉ）ＲＯＭ２　３　：制御のための各種プログラムを
格納したリード・オンリ・メモリである。

（ｉｉ＞ＲＡＭ２　４　：制御のための各種データを一
時的に絡納しておくためのランダム・アクセス・メモリ
である。

（　ｉｉｉ　）濃度センサ２５；図示しない感光体ドラ
ムの表面に対向して配置され、これに付着したトナーの
濃度を光学的に測定する光センサである。

（　ｉｖ　）モータ駆動回路２６：メインモータ２７の
駆動を制御する回路である。

（ｖ）高圧制御回路２８：高圧電源２９の出力を制御す
る回路である。

（ｖｉ）クラッチ制御回路３１：クラッチ３２の接雑に
よって現像装置のマグネットロール３３の回転のオン・
オフを行うための回路である。マグネットロール３３に
は、高圧電源２９から電位Ｖ１またはＶ２の現像バイア
スが印加されるようになっている。

第５図は、この実施例の劣化トナー除去装置の制御動作
を表わしたものであり、第６図はこの制御による装置各
部の動作タイミングを表わしたものである。

劣化トナー除去装置は電子複写機の電源が投入されると
、第１図に示したモータ駆動回路２６および高圧制御回
路２８を制御してこれらの起動を行う（第５図ステップ
■）。第６図ａは、この時刻Ｔ１　にメインモータ２７
が駆動を開始されたことを示し、同図ｂは同一のタイミ
ングで高圧電源２９が起動されたことを示している。

時刻Ｔ１　からわずかの時間ｔ１　だけ経過すると（ス
テップ■；Ｙ〉、この時刻Ｔ２　に現像装置のマグネッ
トロール３３に印加される現像ノイイアスが電位ｖ２に
設定され、同時にクラッチ３２の制御によってマグネッ
トロール３３の回転が開始される（ステノプ■）。第６
図Ｃは時刻Ｔ２　に現像バイアスが電位■２に設定され
た様子を表わし、同図ｄはこの時刻にマグネットロール
３３の回転が開始されたことを表わしている。

これ以後、感光体ドラムがある程度回転するための時間
ｔ２　が経過すると（ステップ■）、現像バイアスｖ２
　による“かぶり”の濃度が濃度センサ２５によって検
出を開始される（ステップ■）。

そして、この濃度Ｄが基準値Ｄ１　よりも大きいとき、
すなわち劣化トナーの量が多いときには（Ｙ）、これを
除去するために現像バイアスＶ２がマグネットロール３
３に継続して印加され、その除去作業が行われる。

これに対して、ある程度時間が経過して濃度Ｄが基準値
Ｄ，と等しいかこれよりも小さくなったときには（ステ
ップ■；Ｎ）、その時刻Ｔ３　に劣化トナー除去のため
の全作業が終了する（エンド）。

「変形例」 （第１の変形例） 第７図は本発明の第１の変形例における劣化トナー除去
装置の動作タイミングを表わしたものである。この変形
例では、電子複写機の図示しないスタートボタンが押さ
れた時刻Ｔ，にメインモータ２７および高圧電源２９が
起動される（第７図ａＳｂ）。そして、僅か後の時刻Ｔ
，に現像装置のマグネットロール３３に印加される現像
バイアスが電位ｖ２　に設定され（第７図Ｃ）、同時に
クラッチ３２の制御によってマグネットロール３３の回
転が開始される（第７図ｄ）。現像バイアスｖ２　は所
定の劣化トナー除去期間だけ継続し、この後の時刻Ｔ６
に現像バイアスは通常の電位Ｖ，に変更される。

この状態で、第７図ｅに示すように複写用紙１枚ずつに
対する複写４１−１〜４１−Ｎが行われる。最後の複写
４１−Ｎが終了すると、これから間もない時刻Ｔ７　に
現像バイアスが再び電位ＶＩから、かぶりを生じさせる
ための電位Ｖ２　に変更される。そして、この状態で劣
化トナーの除去が行われる。劣化トナーの除去作業は所
定時間だけ行われ、この後の時刻Ｔ，に感光体ドラム等
のすべての動作が終了する。

すなわち、この変形例ではオペレータがスタートボタン
を押して複写動作を開始させると、実際に複写が行われ
る前後において所定時間ずつ劣化トナーの除去が行われ
る。しかも、この変形例では感光体ドラムの“慣らし運
転”が通常行われるスタートボタン押下直後の比較的短
い期間を劣化トナー除去のための前半の期間に当ててい
る。したがって、オペレータがスタートボタンを押して
？ら最初のコピーを得るまでの時間が、これによって特
に長くなるようなことはない。

（第２の変形例） 第７図に対応する第８図は本発明の第２の変形例におけ
る劣化トナー除去装置の動作タイミングを表わしたもの
である。この変形例は、カット紙を使用した電子複写機
に適用されるものであるが、実施例および第ｌの変形例
と同様にカット紙を使用したレーザプリンタ等の画像処
理装置に適用することができる。

この第２の変形例では、時刻Ｔｌ（ｌから時刻Ｔまでの
期間のようにカット紙の合間で複写４１が行われていな
い時間帯で現像バイアスを電位Ｖ２に設定し、複写４ｌ
が行われる時間帯で電位Ｖに設定する。すべての複写４
１が行われた後の時刻Ｔ１■に感光体ドラム等のすべて
の動作が終了する。このようにこの変形例では、連続コ
ピーあるいは連続プリントの合間に現像バイアスのスイ
ッチングを行い、電位Ｖ２　の状態で劣化トナーの除去
を行うようにしている。

以上、実施例および変形例ではネガ現像を前提として説
明したが、レーザや発光ダイオード等の光学系をもった
複写機やプリンタ等の画像処理装置ではボジ現像が行わ
れる場合もある。

第９図は、このポジ現像が行われる場合の劣化トナーの
除去を説明するためのものである。この図でも、第４図
と同様の符号を用いている。ボジ現像が行われる場合に
は、クリーニングフィールドの大小を現像バイアスのコ
ントロールだけではなく、レーザや発光ダイオード等の
照射の大小により制御することもできる。すなわち、非
画像部の電位ｖｌｌＸＧ　を通常の場合の電位ＶＢＫｌ
ｌ＋−１　よりも照射レベルを低下させることで現像バ
イアスＶＤに近七けた電位ｖａＩ（ａ−。に設定し、ク
リーニングフィールドを狭くして、かぶりを生じさせや
すい状態に設定することができる。このためには、例え
ばレーザ光の変調を行う際に劣化トナーの除去を行う期
間だけレーザ光の照射を比較的強くするようにすればよ
い。

ボジ現像の場合には、スイッチングに時間を要する現像
バイアスに比較して短時間に光量関係のパワーのコント
ロールが可能である。このため、先の第２の変形例のよ
うな連続コピーあるいは連続プリントの合間にも高速で
スイッチングが可能となる。この結果、劣化トナーの除
去を高速複写機や高速プリンタ等においても実現するこ
とができるようになる。また、従来の露光レンズを用い
たボジ現像システムでも、露光量の強弱の制御によって
上述したと同様のコントロールが可能である。

なお、実施例では感光体ドラムについて説明したが、感
光体ベルト等の他の感光体上の静電潜像を現像する現像
装置内の劣化トナーを除去する場合にも本発明を適用す
ることができることは当然である。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明では感光体における画像情
報の形或されるべき領域以外の所定の領域を帯電させ、
この帯電された領域をかぶりが発生した状態で現像する
ようにしたので、このような現像を複写または記録の開
始時に行えば、単にかぶりを防止することができるばか
りでなく、装置がしばらく停止していて現像剤の帯電レ
ベルが下がっていたような場合にはイニシャルプリント
のかぶりを防止し、現像剤のチャージアップに役立てる
ことができる。

また、本発明によれば感光体上にかぶりを発生させて劣
化トナーの除去を行うので、感光体が非画像部でもその
間トナー粒子によって積極的に覆われる場合が生じ、こ
れらトナーがクリーニングブレードに対するクリーニン
グ助材として機能する。すなわち、トナー粒子の除去を
行うクリーニングブレードの寿命を延長させる効果を生
じさせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第ｌ図は劣化トナー除去装置を使用した
電子複写機の回路構或の要部を示すブロック図、第２図
は新しい現像剤が帯電したときの電位とそれら帯電の割
合を表わした特性図、第３図は劣化した現像剤の同様な
特性を表わした特性図、第４図はネガ現像の場合におけ
る感光体ドラムの電位形状とバイアス電位との関係を表
わした説明図、第５図は劣化トナー除去装置の制御動作
を表わした流れ図、第６図は装置の各部の動作タイミン
グを表わしたタイミング図、第７図は本発明の第ｌの変
形例における劣化トナー除去装置の動作タイミングを表
わしたタイミング図、第８図は本発明の第２の変形例に
おける劣化トナー除去装置の動作タイミングを表わした
タイミング図、第９図はボジ現像が行われる場合の劣化
トナーの除去原理を表わした説明図である。 ２１・・・・・・ＣＰＵ，２３・・・・・・Ｒ　Ｏ　Ｍ
、２４・・・・・・ＲＡＭ、２５・・・・・・濃度セン
サ、２８・・・・・・高圧制御回路、 ｖｓｕｃ，・・・・・・非画像部の電位、Ｖ１　・・・
・・・画像部の電位、 ＶＩ　ＳＶ２、Ｖ＋，・・・・・・現像バイアス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 感光体における画像情報の形成されるべき領域以外の所
   定の領域を帯電させる非画像領域帯電手段と、 この非画像領域帯電手段によって帯電された領域に現像
   の際にかぶりが発生するように電位の設定を行うかぶり
   用電位設定手段 とを具備することを特徴とする劣化トナー除去装置。