JPH1010859A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クリーナにおける像担持体のクリーニング効果
を高めるべく、画像形成動作の終了後あるいは開始前に
像担持体を逆プロセス方向へ一時的に回動させる画像形
成装置において、かかる逆プロセス方向への回転時に不
必要なトナーが像担持体に付着するのを防止し、もって
トナー像の転写不良や記録シートの汚れの発生がなく、
良好な画像形成動作を行うことが可能な画像形成装置を
提供する。 【解決手段】記録シートに対する画像形成動作の終了後
あるいは開始前に、上記像担持体を画像形成動作のプロ
セス方向とは逆方向へ一時的に回転させる際には、トナ
ーの帯電極性に応じた電位差を上記像担持体と現像器と
の間に形成し、かかる電位差に基づいてトナーに作用す
る静電誘因力で該トナーを上記現像器側へ保持するよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体ドラム等の
像担持体上に形成した静電潜像を現像してトナー像を形
成し、かかるトナー像を記録シートに転写して記録画像
を形成する画像形成装置に係り、詳細には、画像形成動
作の終了後あるいは開始前に上記像担持体を通常の回転
方向とは逆方向へ一時的に回転させる画像形成装置の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置では、所定
のプロセス方向へ回動する感光体ドラム等の像担持体を
画情報に応じて露光し、該像担持体上に静電潜像を形成
した後、この静電潜像を現像器で現像してトナー像を形
成し、該トナー像を記録シートに転写することで記録画
像を形成している。また、トナー像を記録シートに転写
した後の像担持体の表面には該記録シートに転写されな
かった未転写トナーや紙粉等が付着していることから、
かかる像担持体はクリーナによってその表面の清浄化が
なされ、次のトナー像の形成のための準備がなされるよ
うに構成されている。

【０００３】ここで、上記現像器としては種々のものが
知られているが、そのうち代表的なものとしては、トナ
ーとキャリアとが混合された二成分現像剤を用いて静電
潜像を現像する所謂二成分現像器が知られている。この
二成分現像器では、マグネットが内包された現像ロール
の周囲に上記現像剤を磁力で吸着し、該現像ロールの周
囲に現像剤の磁気ブラシを形成すると共に、上記現像ロ
ールの回動に伴って上記像担持体を該磁気ブラシによる
現像剤の穂立ちで摺擦し、これによって像担持体上の静
電潜像にトナーを付着させている。

【０００４】一方、上記クリーナとしても種々の構成の
ものが知られているが、その一つとして、ゴムブレード
を用いて上記未転写トナーや紙粉等の残留物を像担持体
の表面から除去するようにした所謂ブレード式クリーナ
が知られている。具体的には、上記ゴムブレードのエッ
ジ部を所定の圧力で上記像担持体に押しつけ、像担持体
のプロセス方向への回動に応じて該エッジ部が残留物を
像担持体の表面から掻き落とすように構成されている。

【０００５】ところで、このようなブレード式クリーナ
においては、図７（ａ）に示すようにゴムブレード２０
の先端に転写されなかったトナー等の残留物２１が溜ま
ってくると、該ゴムブレード２０が残留物２１を像担持
体２２の表面から完全に排除しきれず、図７（ｂ）に示
すように該残留物２１がコムブレード２０のエッジ部と
像担持体２２との間に入り込んでしまうことがある。そ
して、このように残留物がゴムブレードのエッジ部と像
担持体との間に介在した状態で画像形成動作を行うと、
残留物のクリーニング不良は勿論のこと、像担持体の感
光層に傷が発生したり、該残留物が像担持体の表面に固
着する所謂フィルミング現象が発生してしまうという問
題点があった。

【０００６】このことから、ブレード式クリーナを備え
た従来の画像形成装置では、図７（ｃ）に示すように、
画像形成動作の終了後あるいは開始前に上記像担持体２
２をプロセス方向とは逆方向（逆プロセス方向）へ一時
的に回動させ、仮にゴムブレード２０のエッジ部と像担
持体２２との間に残留物２１が入り込んでしまった場合
であっても、この逆プロセス方向への回動によって当該
残留物２１を除去するようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した二成
分現像器を採用する画像形成装置においては、現像剤の
磁気ブラシの穂立ちが常に像担持体と接触した状態にあ
り、クリーナにおける残留物の除去のために像担持体を
逆転させると、かかる逆転時に現像剤の穂立ちが像担持
体を摺擦し、不必要なトナーが像担持体に付着してしま
うことから、装置内のトナーによる汚れが促進されてし
まうという問題点があった。このような問題点は特に像
担持体の回転方向に関して現像器の下流側に設けられた
トナー像の転写システムにおいて顕著であり、かかる汚
れによってトナー像の記録シートに対する転写不良が発
生したり、記録シートの裏面がトナーによって汚れ易く
なっていた。

【０００８】一方、このような問題点に鑑み、像担持体
が逆プロセス方向へ回動する際には現像器の現像ロール
の回転を停止するようにした画像形成装置も提案されて
いるが（特開昭６２−１２７７５８号）、かかる提案に
おいても現像剤の穂立ちが像担持体を摺擦していること
には変わりなく、不必要なトナーが像担持体に付着する
のを完全には排除することができなかった。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、クリーナにおけ
る像担持体のクリーニング効果を高めるべく、画像形成
動作の終了後あるいは開始前に像担持体を逆プロセス方
向へ一時的に回動させる画像形成装置において、かかる
逆プロセス方向への回転時に不必要なトナーが像担持体
に付着するのを防止し、もってトナー像の転写不良や記
録シートの汚れの発生がなく、良好な画像形成動作を行
うことが可能な画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は以下に示す二つの技術的手段を提案する
ものである。すなわち、第一の技術的手段は、プロセス
方向への回転に伴い画情報に応じた静電潜像が形成され
る像担持体と、トナー及びキャリアからなる二成分現像
剤の磁気ブラシを用いて上記像担持体を摺擦し、上記静
電潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、該トナ
ー像を記録シートに転写した後に上記像担持体を清掃す
るクリーナとから構成され、該記録シートに対する画像
形成動作の終了後あるいは開始前に、上記像担持体をプ
ロセス方向とは逆方向へ一時的に回転させるようにした
画像形成装置において、上記像担持体が逆プロセス方向
へ回転する際には上記現像器と像担持体との間に上記ト
ナーの帯電極性に応じた電位差を設け、かかる電位差に
基づいてトナーを上記現像器側へ保持するようにしたこ
とを特徴とするものである。

【００１１】この第一の技術的手段によれば、通常、ト
ナーは現像器内において所定の極性に帯電していること
から、上記像担持体が逆プロセス方向へ回動する際には
トナーの帯電極性に応じた電位差を現像ロールと像担持
体との間に形成すれば、かかる電位差に基づいてトナー
を強制的に現像器側へ保持することができ、たとえ現像
剤の穂立ちが逆プロセス方向へ回動する像担持体を摺擦
したとしても、トナーが像担持体へ付着するのを確実に
防止することができる。

【００１２】ここで、上記トナーの帯電極性に応じた電
位差とは、トナーが現像器内においてマイナス極性に帯
電する場合には現像器を像担持体よりもプラス側に高電
位とした電位差であり、トナーがプラス極性に帯電する
場合には像担持体を現像器よりもプラス側に高電位とし
た電位差である。

【００１３】また、かかる電位差を形成するに当たって
は現像器及び像担持体のいずれの印加電圧を調整するよ
うにしても差し支えないが、記録画像の背景部にトナー
が付着するのを防止する目的から、通常現像器には現像
バイアス電圧が印加されていることに鑑みれば、像担持
体に対する印加電圧を調整するよりも現像器に印加され
る現像バイアス電圧を調整するようにした方が構成の簡
略化を図ることが可能である。

【００１４】この現像バイアス電圧としては、静電潜像
の現像性が向上させる目的から、直流成分に対して交流
成分を重畳したものを印加する場合があるが、像担持体
が逆プロセス方向に回転している際に交流成分を含む現
像バイアス電圧を印加すると、逆にトナーとキャリアの
像担持体への付着が促進されてしまう懸念がある。従っ
て、像担持体が逆プロセス方向へ回転する際には、直流
成分のみを含む現像バイアス電圧を現像器に対して印加
するのが好ましい。

【００１５】更に、像担持体と現像器との間に形成する
電位差は如何なる大きさであっても差し支えないが、か
かる電位差があまりに小さいと像担持体に対するトナー
の付着を完全に解消することが出来ず、また、あまりに
大きいとトナーが像担持体に付着しなくとも、二成分現
像剤のキャリアが付着してしまうという新たな問題を生
じてしまう。それ故、像担持体と現像器との間に形成す
る電位差は、トナー像の形成時における静電潜像の背景
部電位と現像器電位との差に略一致させるのが好まし
い。

【００１６】一方、上記目的を達成する第二の技術的手
段は、プロセス方向への回転に伴い画情報に応じた静電
潜像が形成される像担持体と、トナー及びキャリアから
なる二成分現像剤の磁気ブラシを用いて上記像担持体を
摺擦し、上記静電潜像を現像してトナー像を形成する現
像器と、該トナー像を記録シートに転写した後に上記像
担持体を清掃するクリーナとから構成され、該記録シー
トに対する画像形成動作の終了後あるいは開始前に、上
記像担持体をプロセス方向とは逆方向へ一時的に回転さ
せるようにした画像形成装置において、上記像担持体が
逆プロセス方向へ回転する際には上記現像器を像担持体
から離間させ、現像剤の磁気ブラシと該像担持体とを非
接触状態に保持することを特徴とするものである。

【００１７】この第二の技術的手段によれば、像担持体
が逆プロセス方向へ回動する際には上記現像器が像担持
体から離間し、現像剤の磁気ブラシの穂立ちが像担持体
と非接触に保持されるので、像担持体が逆プロセス方向
へ回動しても現像剤の穂立ちが像担持体を摺擦すること
もなく、不必要なトナーが像担持体に付着するのを完全
に防止することができる。

【００１８】

【発明の実施形態】以下、添付図面に基づいて本発明の
画像形成装置を詳細に説明する。 ◎第１実施例 図１は本発明を適用したレーザビームプリンタの概略を
示すものである。同図において、符号１は像担持体とし
ての感光体ドラム、符号２はこの感光体ドラム１を所定
の背景部電位に帯電させる帯電コロトロン、符号３は画
情報に応じて変調された光ビームで上記感光体ドラム１
に静電潜像を書き込む露光手段、符号４は上記感光体ド
ラム１上に形成された形成された静電潜像をトナー（現
像剤）で現像する現像器、符号５は感光体ドラム１に付
着したトナーの帯電極性並びに電荷量を整える転写前帯
電器、符号７は感光体ドラム１上に現像されたトナー像
を記録シート６に静電転写する転写コロトロン、符号８
はトナー像転写後の記録シートを除電して感光体ドラム
１からの剥離を促進する剥離除電器、符号９はトナー像
の転写が終了した感光体ドラム１の表面から残留トナー
や紙粉等を除去するクリーナ、符号１０は感光体ドラム
１１の表面に残留した電位履歴を消去するための除電ラ
ンプである。

【００１９】この実施例において上記現像器４は所謂二
成分現像器であり、トナーとキャリアが所定の比率で混
合攪拌された二成分現像剤によって上記感光体ドラム１
上に形成された静電潜像を現像する。かかる現像器４は
感光体ドラムと対向する現像ロール１１を備えており、
該現像ロール１１の周囲には現像剤の磁気ブラシが形成
される。そして、上記現像ロール１１の回動に伴って磁
気ブラシを構成する現像剤の穂立ちが感光体ドラム１を
摺擦し、感光体ドラム１上に形成された静電潜像がトナ
ーによって現像されるようになっている。

【００２０】また、かかる現像器４で静電潜像を現像す
るに当たっては、記録画像の背景部に対してトナーが付
着するのを防止するため、上記現像ロール１１に対して
静電潜像の画像部電位と背景部電位との略中間の電位と
なる現像バイアス電圧が与えられる。この現像バイアス
電圧は現像ロール１１に接続された可変電圧源１２によ
って発生され、その発生電圧の大きさは適宜変更可能と
なっている。

【００２１】また、上記クリーナ９はクリーニングブレ
ード１３の先端エッジを感光体ドラム１の表面に圧設さ
せたブレード式クリーナであり、感光体ドラム１のプロ
セス方向（矢線Ａ方向）への回転に伴い、上記クリーニ
ングブレード１３が感光体ドラム１の表面に付着した残
留物を掻き落とすように構成されている。

【００２２】尚、本実施例では所謂ネガ現像方式によっ
て記録画像の形成を行っており、帯電コロトロン２によ
って形成される静電潜像の背景部電位を−７００Ｖ，露
光によって形成される静電潜像の画像部電位を−２００
Ｖとする一方、上記現像バイアス電圧を−５００Ｖとし
た。また、上記トナーとしては現像器４内の攪拌によっ
てマイナス極性に帯電するトナーを使用した。

【００２３】以上のように構成される本実施例の画像形
成装置において、その画像形成動作は具体的に以下のよ
うにして行われる。すなわち、感光体ドラム１のブロセ
ス方向への回動に伴い、帯電コロトロン２による帯電工
程、露光手段３による露光工程及び現像器４による現像
工程を経て、該感光体ドラム１上には画情報に応じたト
ナー像が形成され、かかるトナー像は感光体ドラム１と
転写コロトロン７との対向位置で記録シート６に転写さ
れる。また、トナー像が転写された記録シートは図示外
の定着器を経てシート排出トレイへ排出される一方、転
写工程が終了した感光体ドラム１の表面からは上記クリ
ーナ９によって残留トナーや紙粉等の残留物が除去され
る。

【００２４】一方、かかる画像形成動作においては不可
避的に上記感光体ドラム１とクリーニングブレード１３
との間に残留物が入り込んでしまうことから、本実施例
の画像形成装置では画像形成動作が終了する度毎に感光
体ドラム１を逆プロセス方向へ一時的に回転させ、かか
る回転によって感光体ドラム１とクリーニングブレード
１３との間に入り込んだ残留物を除去するようにしてい
る（図７参照）。

【００２５】但し、画像形成動作と何ら関係なく感光体
ドラム１を回転させると、現像器４との対向位置におい
て感光体ドラム１が現像剤の磁気ブラシで摺擦され、不
必要なトナーが感光体ドラム１に付着してしまうことか
ら、本実施例では感光体ドラム１を逆プロセス方向へ回
転させる際に上記現像ロール１１と感光体ドラム１との
間に電位差を形成し、かかる電位差に基づいてトナーが
感光体ドラム１に付着することなく現像ロール１１側へ
保持されるようにした。

【００２６】具体的には、トナーがマイナス極性に帯電
していることから、上記可変電圧源１２を利用して現像
ロール１１の電位を感光体ドラム１の電位よりもプラス
側に高めに保持し、トナーに対して感光体ドラム１から
現像ロール１１へ向かう静電誘因力が作用するようにし
た。

【００２７】図２は、感光体ドラム１の回転方向に対す
る該感光体ドラム１の帯電電位及び現像ロール１１の印
加電圧の関係を示すタイミングチャートである。先ず、
感光体ドラム１がプロセス方向へ回転する画像形成時に
は、記録画像の背景部に対応する感光体ドラム１上の領
域が−７００Ｖに帯電する一方、画像部に対応する領域
は−２００Ｖに帯電しており、現像ロール１１には−５
００Ｖの現像バイアス電圧が印加されている。その結
果、画像形成時には感光体ドラム１上の画像部に対して
のみトナーが付着し、感光体ドラム１上には記録画像に
対応したトナー像が形成される。

【００２８】この後、画像形成動作が終了すると感光体
ドラム１は停止し、帯電コロトロン２による感光体ドラ
ム１の帯電、現像ロール１１に対する現像バイアス電圧
の印加も終了することから、該感光体ドラム１及び現像
ロール１１は共に０Ｖに保持される。

【００２９】本実施例の画像形成装置ではこの後に感光
体ドラム１が逆プロセス方向へ一時的に回転し、クリー
ニングブレード１３と感光体ドラム１との間に介在する
残留物の除去が行われるのだが、感光体ドラム１が逆プ
ロセス方向へ回転を開始する際には現像ロール１１に対
して＋２００Ｖのトナー付着防止電圧が印加され、０Ｖ
に保持された感光体ドラム１との間に電位差が形成され
る。

【００３０】このため、本実施例ではマイナス極性に帯
電したトナーが感光体ドラムよりもプラス側に電位の高
い現像ロール１１へ保持され、感光体ドラムを逆プロセ
ス方向へ回動させた場合であっても、感光体ドラムに対
して不必要なトナーが付着するのを防止することができ
るものである。

【００３１】図３は、感光体ドラムを逆転させた際に現
像ロールに印加する電圧の大きさと感光体ドラムに対す
るトナーの付着量との関係を評価した結果を示すグラフ
である。このグラフから明らかなように、現像ロールに
対して何ら電圧を印加せずに感光体ドラムを逆転させた
場合と比較して、現像ロールに２００Ｖ程度の電圧を印
加した方が感光体ドラムに対するトナーの付着量を減少
させることができた。

【００３２】但し、このグラフから読み取ることはでき
ないが、感光体ドラムの逆転時において、該感光体ドラ
ムと現像ロールとの電位差が３００Ｖより大きいと、今
度はトナーではなくキャリアが現像ロールから感光体ド
ラムへ付着する不都合を生じる。従って、本実施例では
画像形成時における静電潜像の背景部電位（−７００
Ｖ）と現像バイアス電位（−５００Ｖ）との差（２００
Ｖ）に等しい電位差を感光体ドラム１と現像ロール１１
との間に形成することとし、静電潜像の背景部電位と現
像バイアス電圧との関係に等しい関係が感光体ドラムの
逆転時にも実現されるようにした。

【００３３】尚、本実施例において、現像器に対して印
加する現像バイアス電圧は直流成分に交流成分を重畳し
たものであっても差し支えないが、感光体ドラムが逆プ
ロセス方向へ回転する際にも交流成分を重畳すると、キ
ャリアの感光体ドラムに対する付着が顕著に現れてしま
うことから、かかる逆プロセス方向への回転の際には交
流成分を重畳させることなく、直流成分のみを印加する
のが好ましい。

【００３４】◎第２実施例 図４に示すように、この実施例では感光体ドラムに対し
て進退可能なリトラクト装置に現像器４を搭載し、画像
形成時以外は上記現像器４を感光体ドラムから離間させ
るように構成した。上記リトラクト装置は、現像器４を
搭載すると共に感光体ドラム１に向かって進退自在な支
持フレーム１４と、この支持フレーム１４に係合する揺
動アーム１５とから構成されており、上記揺動アーム１
５を所定角度だけ回転させることによって現像器４が感
光体ドラム１と近接する現像位置（図５（ａ）参照）、
あるいは感光体ドラム１と離間した退避位置（図５
（ｂ）参照）に設定されるようになっている。尚、その
他の構成は前述の第１実施例と同じなので、図４中に同
一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

【００３５】図６は、感光体ドラム１の回転方向と現像
器の設定位置との関係を示すタイミングチャートであ
る。同図から明らかなように、この実施例の画像形成装
置では画像形成動作が開始される直前に現像器４が退避
位置から現像位置へ設定される一方、画像形成動作が終
了すると直ちに現像器４が現像位置から退避位置へ再設
定され、次の画像形成動作が開始されるまで現像器４は
退避位置に保持される。

【００３６】このため、画像形成動作の終了後、クリー
ニングブレード１３と感光体ドラム１との間に介在する
残留物を除去すべく感光体ドラム１を逆プロセス方向へ
回転させても、かかる回転の際には現像器４が既に退避
位置に設定されており、現像剤の磁気ブラシと感光体ド
ラム１とは非接触に保たれている。従って、感光体ドラ
ム１が逆転しても現像剤の穂立ちが該感光体ドラム１を
摺擦することはなく、感光体ドラム１に対する不必要な
トナーの付着を防止することがてきるものである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の画像
形成装置によれば、クリーナにおける像担持体のクリー
ニング効果を高めるべく、画像形成動作の終了後あるい
は開始前に像担持体を逆プロセス方向へ一時的に回動さ
せ像担持体を逆転させた場合であっても、像担持体と現
像器との間に適当な電位差を設けることにより、あるい
は現像器を像担持体と離間させることにより、不必要な
トナーが像担持体に付着するのを防止することができ、
トナー像の転写不良や記録シートの汚れのない良好な画
像形成動作を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した画像形成装置の第１実施例
を示す概略構成図である。

【図２】 第１実施例の画像形成装置における感光体ド
ラムの回転方向と現像ロールに対する印加電圧との関係
を示すタイミングチャートである。

【図３】 現像ロールに対する印加電圧と感光体ドラム
に対するトナーの付着量との関係を示すグラフである。

【図４】 本発明を適用した画像形成装置の第２実施例
を示す概略構成図である。

【図５】 第２実施例に係る現像器のリトラクト装置の
動作を示す図である。

【図６】 第２実施例の画像形成装置における感光体ド
ラムの回転方向と現像器の設定位置との関係を示すタイ
ミングチャートである。

【図７】 クリーニングブレードと感光体ドラムとの間
に未転写トナー等の残留物が挟まった様子及びこれを除
去した様子を示す拡大説明図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム（像担持体）、４…現像器、９…クリ
ーナ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセス方向への回転に伴い画情報に応
   じた静電潜像が形成される像担持体と、トナー及びキャ
   リアからなる二成分現像剤の磁気ブラシを用いて上記像
   担持体を摺擦し、上記静電潜像を現像してトナー像を形
   成する現像器と、該トナー像を記録シートに転写した後
   に上記像担持体を清掃するクリーナとから構成され、該
   記録シートに対する画像形成動作の終了後あるいは開始
   前に、上記像担持体をプロセス方向とは逆方向へ一時的
   に回転させるようにした画像形成装置において、 上記像担持体が逆プロセス方向へ回転する際には上記現
   像器と像担持体との間に上記トナーの帯電極性に応じた
   電位差を設け、かかる電位差に基づいてトナーを上記現
   像器側へ保持するようにしたことを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記像担持体が逆プロセス方向へ回転する際の上記現像
   器と像担持体との間の電位差は、現像器に対して印加さ
   れる現像バイアス電圧を変更することによって形成され
   ることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の画像形成装置において、
   上記像担持体がプロセス方向へ回転する際には、上記現
   像器に対し直流成分に交流成分を重畳した現像バイアス
   電圧を印加する一方、上記像担持体が逆プロセス方向へ
   回転する際には現像器に対して直流成分のみの現像バイ
   アス電圧を印加することを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   の画像形成装置において、上記像担持体が逆プロセス方
   向へ回転する際の上記現像器と像担持体との間の電位差
   は、上記トナー像の形成時における静電潜像の背景部電
   位と現像器電位との差に略一致していることを特徴とす
   る画像形成装置。
5. 【請求項５】 プロセス方向への回転に伴い画情報に応
   じた静電潜像が形成される像担持体と、トナー及びキャ
   リアからなる二成分現像剤の磁気ブラシを用いて上記像
   担持体を摺擦し、上記静電潜像を現像してトナー像を形
   成する現像器と、該トナー像を記録シートに転写した後
   に上記像担持体を清掃するクリーナとから構成され、該
   記録シートに対する画像形成動作の終了後あるいは開始
   前に、上記像担持体をプロセス方向とは逆方向へ一時的
   に回転させるようにした画像形成装置において、 上記像担持体が逆プロセス方向へ回転する際には上記現
   像器を像担持体から離間させ、現像剤の磁気ブラシと該
   像担持体とを非接触状態に保持することを特徴とする画
   像形成装置。