(57)【要約】【目的】高速機または大量の連続出力においても、像担持体上の履歴の発生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提供する。【構成】所定の極性に帯電された像担持体（１）の表面に光信号を照射することにより静電潜像を形成するための露光装置（４）と、前記像担持体（１）の帯電極性と同極性のトナーにより像担持体（１）の表面に形成された静電潜像を反転現像するとともに像担持体（１）上に残存トナーをクリーニングする現像装置（８）とを有する画像形成装置において、現像装置（８）の現像バイアスを、像担持体（１）と現像装置（８）との電位差が絶対値で５００Ｖ以上となるように設定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の極性に帯電された像担持体の表面に光信号を照射することにより静電潜像を形成するための露光装置と、
前記像担持体の帯電極性と同極性のトナーにより像担持体の表面に形成された静電潜像を反転現像するとともに像担持体上に残存トナーをクリーニングする現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像装置の現像バイアスを、前記像担持体と前記現像装置との電位差が絶対値で５００Ｖ以上となるように設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記露光装置はＬＥＤヘッドであり、このＬＥＤヘッドの照射時間を３０から６０μＳｅｃとしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体の表面電位を−６００Ｖから−９００Ｖとなるように帯電するとともに、前記現像装置の現像バイアスを−１００Ｖから−３００Ｖに設定したことを特徴とする請求項１また２記載の画像形成装置。
【請求項４】
所定の極性に帯電された像担持体の表面に光信号を照射することにより静電潜像を形成するための露光装置と、
前記像担持体に対して接触して配置され、前記像担持体の帯電極性と同極性の非磁性一成分トナーにより像担持体の表面に形成された静電潜像を反転現像するとともに像担持体上に残存トナーをクリーニングするトナー担持体とを有する画像形成装置において、
前記像担持体をー６００Ｖから−９００Ｖの範囲の表面電位となるように帯電するとともに、前記露光装置の照射時間を３０から６０μＳｅｃとし、
前記トナー担持体に印加するバイアスを−１００Ｖから−３００Ｖとすることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特には、現像装置により像担持体上の静電潜像を現像すると同時に像担持体上に残存するトナーをクリーニングするクリーナレスシステムを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式として、像担持体などの像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像すると同時に残存トナーをクリーニングすることにより、順次、搬送されるシートに画像を形成する、いわゆるクリーナレス方式がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０３−００４２７６号公報
【０００４】
上記の方式は、従来必要としていたクリーニング装置やトナー回収装置を不要とするために、装置の小型化を図れるとともに、像担持体上に残存するトナーを使用することができるために、環境に対する配慮がなされ、且つコストパフォーマンスも良好とすることができる。
【０００５】
このような装置にあっては、中低速機においては良好な画像形成を継続して行うことができるが、高速機や、または大量の画像を連続して出力すると、像担持体上に残存したトナーをクリーニングする能力が低下する傾向がある。
【０００６】
この場合、デジタル画像形成装置、すなわち像担持体上の明部電位（露光装置により露光された部分の電位）にトナーを付着させて反転現像する装置においては、像担持体に残存するトナーの上から帯電・露光が繰り返されるために、前の画像が履歴として残り、次の画像にゴーストとして現れ、画像の品質に悪影響を与える傾向が高くなるおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題により、本発明は、高速機または大量の連続出力においても、像担持体上の履歴の発生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課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、所定の極性に帯電された像担持体の表面に光信号を照射することにより静電潜像を形成するための露光装置と、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する所定の極性に帯電された像担持体の表面に光信号を照射することにより静電潜像を形成するための露光装置と、像担持体の帯電極性と同極性のトナーにより像担持体の表面に形成された静電潜像を反転現像するとともに像担持体上に残存トナーをクリーニングする現像装置とを有する画像形成装置において、現像装置の現像バイアスを、前記像担持体と前記現像装置との電位差が絶対値で５００Ｖ以上となるように設定したことを特徴とする。
【０００９】
また、露光装置はＬＥＤヘッドであり、このＬＥＤヘッドの照射時間を３０から６０μＳｅｃとしたことを特徴とする。さらに、像担持体の表面電位を−６００Ｖから−９００Ｖとなるように帯電するとともに、現像装置の現像バイアスを−１００Ｖから−３００Ｖに設定したことを特徴とする
【００１０】特には、所定の極性に帯電された像担持体の表面に光信号を照射することにより静電潜像を形成するための露光装置と、像担持体に対して接触して配置され、像担持体の帯電極性と同極性の非磁性一成分トナーにより像担持体の表面に形成された静電潜像を反転現像するとともに像担持体上に残存トナーをクリーニングするトナー担持体とを有する画像形成装置において、像担持体をー６００Ｖから−９００Ｖの範囲の表面電位となるように帯電するとともに、露光装置の照射時間を３０から６０μＳｅｃとし、トナー担持体に印加するバイアスを−１００Ｖから−３００Ｖとすることを特徴とする
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の好適な実施の形態について図面に基づいて説明する。
図中１は、像担持体であり、本実施例においては、ＯＰＣ（有機光導電体）やアモルファスシリコンよりなるドラム状感光体を使用し、矢印Ａ方向に回転している。
図中２は、像担持体１の表面を所定の極性に均一帯電するスコロトロン型の帯電器であり、像担持体１への均一な帯電付与ができるように、放電ワイヤーに約−６０００〜−６５００Ｖの高電圧を印加し、像担持体１の表面電位が−６００Ｖから−９００Ｖとなるような帯電を行う。なお、像担持体１の表面電位は−７００Ｖから−８００Ｖであることが望ましく、特には約−７５０Ｖが好適である。
【００１２】
図中４は、像担持体１の表面に光信号を照射（像露光）する露光装置であり、具体的にはＬＥＤヘッドが用いられている。ＬＥＤヘッド４は、ＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイから照射される光を像担持体上で焦点を合わせるためのセルフォックレンズなどのレンズアレイ５により構成されている。ＬＥＤアレイおよびレンズアレイ５は、像担持体１の軸線方向に像担持体１の表面と近接し且つ略平行に延びている。ＬＥＤアレイは周知のように発光素子として複数のＬＥＤを備え、それを直線状に配置してなるアレイの形態を有する。各ＬＥＤは、形成しようとする画像の解像度に対応するように並べられており、その一つ一つが形成する画像画素（ドット像）に応じて、点滅して光照射を行っている。なお、ＬＥＤアレイの各ＬＥＤの光照射時間は、３０から６０μＳｅｃとし、好ましくは４０μＳｅｃが望ましい。
【００１３】
ＬＥＤヘッド４について更に詳述すると、本実施例においては、レンズアレイ５はセルフォックレンズを用いており、円筒形状の棒状レンズを密となるように２列に交互に並べており、その隙間を樹脂で固定している。レンズアレイ５の先端部は平面となっており、像担持体から数ミリメートル程度の距離を保っている。
【００１４】
レンズアレイ５の両側部には、電極板６が取り付けられている。この電極板６は、像担持体に対して軸線方向にレンズアレイ５に、ねじ止めまたは接着により固定されており、図示例ではレンズアレイの直隣り合わせに位置させたが、レンズアレイ５の近接した周辺の位置であれば良い。なお、本実施例においては、電極板６は、銅を使用した板状の部材としているが、導電性であれば良く、金属板の他、導電性樹脂を塗布したものであっても良い。
【００１５】
電極板６は、前述した帯電器４のグリッド板３と共通の電源を使用し、帯電極性と同極性である約−５０Ｖから−９００Ｖの電圧を印加している。これにより、ＬＥＤヘッド４のレンズアレイ５へ静電気的にトナー等の汚れが付着するのを防止し、さらに電圧電源を帯電器と共通とすることによって省エネルギー化、省コスト化を図るものである。
【００１６】
図中８は、ＬＥＤヘッド４によって形成された静電潜像を、静電潜像を像担持体１の帯電極性と同極性に帯電されたトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置である。
現像装置８は、非磁性一成分トナーを使用した接触現像方式によるクリーナレス現像方式よりなり、トナーを収容した現像容器９と、弾性ローラからなるトナー担持体１０と、トナー担持体１０に適当な圧力で接触して配置され、トナー担持体１０上に一定の層厚のトナー薄層を形成する層厚規制ローラ１１と、トナー担持体１０と接触して設けられ現像容器９内のトナーをトナー担持体１０に供給する供給ローラ１２と、供給ローラ１２の後方に配置された攪拌部材１３などを備えており、トナー担持体１０に形成した薄層を像担持体１に押しつけるようにして像担持体１表面にトナーを供給し、像担持体１の表面に形成された静電潜像を反転現像してトナー像を形成する。このとき、トナー担持体１０には、−１００Ｖから−３００Ｖの電圧が印加されている。なお、トナー担持体の電圧は約−１５０Ｖの印加が望ましい。
【００１７】
図中１４は、像担持体１上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写装置であり、搬送ガイド１８から、搬送される転写材の裏面からトナー像と逆極性のコロナ放電を行って、像担持体１上のトナー像を転写材側へ静電吸着させて転写を行う。図中１５は、トナー像が転写された転写材を、像担持体１より分離する分離ＡＣコロナ放電器である。図中１６は、イレーサランプであり、転写後の像担持体１表面を除電するものである。
【００１８】
図中１７は、転写しきれずに像担持体１上に残存するトナーを静電的に吸着して像担持体１上から一時的に捕集する捕集ローラである。この捕集ローラ１７については、本出願人によって、平成１３年６月１３日付けで出願されているもので（特願２００１−１７８３３５号）、捕集ローラ１７への印加バイアスの切り替えによりトナーの捕集と像担持体１への再付着を行わせるものである。すなわち、画像形成装置の画像形成時には、捕集ローラ１７への印加バイアスを、像担持体１上の残存トナーを捕集ローラ１７側に吸着する極性および電位とするとともに、非画像形成時、または所定の時間間隔またはコピー間隔をもって捕集ローラ１７への印加バイアスを切り替え、捕集ローラ１７上に吸着されたトナーを、像担持体１表面の非画像部に転移させ、像担持体１上に再付着させ、次いで現像装置によりクリーニングするものである。
【００１９】
図２は、露光装置の周辺部分の別の実施の形態を示すものであり、レンズアレイ５の周辺に電極板６を設けた構成に加え、レンズアレイ５と電極板６の表面をそれに沿って摺動することにより、クリーニングするクリーニング部材２０を更に設けている。クリーニング部材２０は、ウレタン等の弾性または、フェルト等の柔軟性の絶縁性部材であれば良く、レンズアレイ５と電極板６を幅方向で覆えるような形状であれば良い。
【００２０】
これによって、本装置を長時間使用した場合の、レンズアレイ５や電極板６の表面に付着したトナー等の汚れを取り去ることができるものである。
【００２１】
次に、本実施の形態の動きについて説明する。
画像形成時には、帯電器２により、像担持体１に約−７５０Ｖの均一な帯電を行なう。次に、ＬＥＤヘッド４によりＬＥＤの光照射時間約４０μＳｅｃで光信号を露光することによって、静電潜像を像担持体１上に形成する。この時に、仮に像担持体１上に前の画像形成時のトナーが幾分か残存していたとしても、当該部分についても十分な光照射を行うことができ、また更に、ＬＥＤヘッド４のレンズアレイ５両側部に設けられた電極板６の作用により、トナーのＬＥＤヘッド４への付着も防止される。
【００２２】
次いで、静電潜像が形成された像担持体１の表面は現像装置８に送られ、現像装置８の工程にて、約−１５０Ｖの現像バイアスを印加されたトナー担持体１０によって搬送されたトナーが供給され、静電潜像がトナー像に変換される。この時、前の画像形成時の残存トナーは、帯電工程によって負に帯電されているために、約−１５０Ｖの電圧を印加されたトナー担持体１０に引きつけられることとなり、現像装置８内に回収され、再使用される。
【００２３】
次に、搬送ガイド１８により転写部に搬送された転写材に対して、転写コロナ放電器１４によりトナーの極性とは逆の極性のコロナ放電を行うことによって、転写材にトナー像を転写する。トナー像が転写された転写材は、分離コロナ放電器１５によって、像担持体１より分離され、次いで、搬送ベルト１９により不図示の定着装置へと搬送され、定着後、装置外へと排出される。なお、転写後の像担持体１の表面は、イレーサランプ１６によって均一に除電される。
【００２４】
なお前述したように捕集ローラ１７は、像担持体１上の残存トナーを捕集するように作用する。
【００２５】
なお、上記の構成において、像担持体１の表面電位、露光装置（ＬＥＤヘッド）の照射時間、トナー担持体１０のバイアス電位を変えて実験を行った結果、像担持体１表面電位を−６００から−９００Ｖ、ＬＥＤヘッド４の照射時間を３０から６０μＳｅｃ、トナー担持体１０のバイアス電位を、像担持体１と現像装置８のトナー担持体１０との電位差が絶対値で５００Ｖ以上となるように、すなわち−１００から−３００Ｖの値に設定することにより、高速コピーや大量の連続出力においても履歴の無い良好な画像形成を行うことができた。
【００２６】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、高速機または大量のシートに画像を出力においても、像担持体上の履歴の発生を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明における露光装置を示す概略側面図である。
【図２】本願発明における露光装置を示す別の実施例の概略側面図である。
【符号の説明】
１  像担持体
２  帯電器
３  グリッド板
４  露光装置（ＬＥＤヘッド）
５  ＬＥＤレンズアレイ
６  電極板
７  弾性部材
８  現像装置
９  現像容器
１０  トナー担持体
１１  層厚規制ローラ
１２  供給ローラ
１３  攪拌部材
１４  転写コロナ放電器
１５  分離コロナ放電器
１６  イレーサ
１７  捕集ローラ
１８  搬送ガイド
１９  搬送ベルト
２０  クリーニング部材
【図１】
2004163617.tif 000003
【図２】
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