JP3587615B2 - 電子写真装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ファクシミリ装置やプリンタ装置に用いる電子写真装置には、一般的に次に述べる構成をなすものがある。すなわち、この構成は、無端状の感光体の周囲に、感光体の表面を帯電する帯電装置と、この帯電装置に対して感光体の回転方向下流側に位置し感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置を備えている。また、この構成は、露光装置に対して感光体の回転方向下流側に位置し現像ローラに担持されたトナーを感光体の表面に付与して静電潜像を顕在化してトナー像を形成する現像装置と、この現像装置に対して感光体の回転方向下流側に位置し感光体のトナー像を記録媒体である記録紙に転写する転写装置を備えている。さらに、この構成は、転写装置に対して感光体の回転方向下流側に位置しブレードを感光体の表面に接触させて転写後に感光体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置とを備えている。
【0003】
この構成の電子写真装置では、画像形成時に感光体を回転する。この回転に伴い、感光体に帯電装置により帯電し、次いで露光装置により静電潜像を形成し、次いで現像装置によりトナー像を形成する。次いで、転写装置により感光体のトナー像を記録紙に転写し、さらに感光体に残留するトナーをクリーニング装置により除去する。クリーニング装置で除去したトナーは集めて廃トナーとして廃棄する。
【0004】
しかし、このような電子写真装置では、クリーニング装置を備えているために大形化し、またクリーニング装置が回収したトナーを廃棄するために不経済であるとともに、トナーを廃棄するためクリーニング装置の保守管理が繁雑であるという問題がある。
【0005】
そこで、この問題を解決するために近年、特開昭59−133573号で開示される電子写真装置が提案されている。この電子写真装置は現像工程とクリーニング工程の両方の動作を同時に行う機能をもたせる方式のもので、感光体の周囲に、トナーを収容したホッパおよび2個の現像ローラを備えた2成分反転現像方式の現像装置を設けている。この現像装置では、トナーを現像ローラから感光体に移動して現像を行うとともに、感光体の表面に残留するトナーを現像ローラに吸引してクリーニングを行っている。残留トナーは現像装置で回収されて再び現像に使用する。
【0006】
この電子写真装置はクリーニング装置を省略して装置の小型化を図り、残留トナーを廃棄する必要がないので経済的である。しかし、この電子写真装置は2成分反転現像法を採用しており、現像装置そのものが大型で小型化やコスト低減を図ることが困難であるという問題を有している。
【0007】
そこで、この問題を改良するために特開昭62−203182号で開示される電子写真装置が提案されている。この電子写真装置は、非接触1成分反転現像方式を採用して現像工程とクリーニング工程の両方の動作を同時に行う方式のもので、感光体の周囲に非接触1成分反転現像方式を採用した現像装置を設けてある。この現像装置は非磁性1成分トナーが収容されるホッパおよび感光体に対して離して設けられた現像ローラを有している。この現像装置では、トナーを現像ローラから感光体に移動して現像を行うとともに、感光体の表面に残留するトナーを現像ローラで吸引してクリーニングを行っている。
【0008】
この電子写真装置は、非接触1成分反転現像方式を採用することにより現像装置の小型化を図ることができる。しかし、この電子写真装置は、感光体と現像ローラが非接触で相互に離間していることから、感光体に残留するトナーを現像ローラが回収する効率が悪いという問題がある。
【0009】
そこで、この問題を改善するために特開平3−4276号で開示される電子写真装置が提案されている。この電子写真装置は、接触式1成分反転現像方式を採用して現像工程とクリーニング工程の両方の動作を同時に行う方式のもので、感光体の周囲に接触式1成分反転現像方式を採用した現像装置を設けてある。この現像装置は1成分トナーが収容されるホッパおよび感光体に接触する現像ローラを有している。この現像装置では、トナーを現像ローラから感光体に移動して現像を行うとともに、感光体の表面に残留するトナーを現像ローラで吸引してクリーニングを行っている。
【0010】
また、この電子写真装置では、転写装置として感光体に接触するとともに記録紙を背面側から押圧して前記感光体に接触させる転写ローラを備え、感光体に形成されたトナー像を記録紙に転写する接触式の転写装置を設けている。
【0011】
この電子写真装置は、感光体と現像ローラとが接触しているために、現像装置が感光体に残留するトナーを回収する効率が向上する。しかし、この方式の電子写真装置において、負帯電された感光体に負帯電されたトナーを使用する場合には、転写装置において感光体と記録紙とが接触する時に、記録紙から発生する紙粉が転写工程後の残留トナーとともに感光体に付着する。
【0012】
感光体の表面に繊維状紙粉などの異物があると、帯電装置による帯電を遮る、露光装置による露光を遮る、露光を散乱させるという現象が発生し、画像が劣化するという問題が生じる。
【0013】
反転現像の場合には、紙粉が帯電を遮ることにより黒点が発生し、露光を遮ることにより白点(以後紙粉ゴーストという。)が記録画像に現れる。また、感光体の紙粉が帯電装置に静電的に吸着され、帯電装置の機能を損なうという問題が生じる。
【0014】
さらに、紙粉の成分に含まれるタルクは負極性に帯電し易く、すなわち相手材を正極性に帯電し易くしている。このタルクが感光体に付着して現像装置まで運ばれ、現像装置で残留トナーとともにホッパに回収されると、ホッパに貯溜されている負極性のトナーを正極性に帯電してしまう。そして、この正極性トナーを用いて現像を行うと、非画像部にトナーが付着する、いわゆる「かぶり」と呼ばれる汚れが生じて画像の画質を低下させるという問題が発生する。
【0015】
なお、特に転写装置が転写ローラを感光体に接触させる方式では、これら両者間で記録媒体である記録紙を挟んで移動しながら感光体のトナー像を記録媒体に転写するので、記録紙の紙粉が感光体に付着される量が多く、前述した画像劣化の問題の発生が顕著である。
【0016】
この対策として特開平4−267282号の提案がなされている。図5はこの提案の内容を示すもので、この図にはドラム形をなす感光体51、この感光体51に接触する転写ローラ52、転写ローラ52に対して感光体回転方向下流側に設けられた導電性を有する固定ブラシ53、この転写ローラ52と固定ブラシ53との間に位置する固定異物除去ブラシ54を示している。転写ローラ52は電源E51により電圧を印加するようになっている。固定ブラシ53は感光体51の表面に接触して感光体51の表面に付着する転写後の残留トナーTを電気的に制御するもので、一定位置に固定して設けられ、電源E52により電圧を印加するようになっている。固定異物除去ブラシ54は感光体51の表面に接触して感光体51の表面に付着する紙粉Sを取り除くもので、一定位置に固定して設けてある。
【0017】
この構成における作動について説明する。感光体51は回転して図示しない現像装置によりトナーTの像が形成された後に、転写ローラ52と感光体51との間に記録紙Pを通して搬送して感光体51のトナーTの像を記録紙Pに転写する。この時、トナーTの一部が感光体51の表面に残留する。また、記録紙Pの紙粉Sが感光体51の表面に付着する。
【0018】
続いて、感光体51は回転して固定異物除去ブラシ54を通過する。ここで、固定異物除去ブラシ54は感光体51表面に付着する紙粉Sを掻き取って捕捉する。トナーTの粒径は紙粉Sより粒径が小さいので、感光体51の残留トナーTは固定異物除去ブラシ54をすり抜けて捕捉されず、紙粉Sのみが捕捉除去される。固定異物除去ブラシ54は捕捉した紙粉Sを感光体51に戻らないようにブラシ毛の繊維中に取り込んで保持する。さらに、感光体51が回転して固定ブラシ53に接触する。固定ブラシ53は感光体51の表面の転写残留トナーTを電気的に制御する。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この技術では紙粉による影響を充分なくすことができない。
【0020】
すなわち、固定異物除去ブラシ54を転写ローラ52に対して感光体回転方向下流側に設けた場合、理想では固定異物除去ブラシ54が感光体51の残留トナーTを除去せずに紙粉Sのみを除去する。
【0021】
しかし、トナーTの粒径が紙粉Sの粒径より小さいといっても固定異物除去ブラシ54をうまくすり抜けないものもあり、このトナーTは固定異物除去ブラシ54に溜ってゆく。また、固定異物除去ブラシ54が捕捉するトナーTの量が増加してゆくにつれて、感光体51への固定異物除去ブラシ54の接触圧力が低下して変化してゆく。これらのことから固定異物除去ブラシ54における異物除去効果が低下してまうことがある。
【0022】
さらに、数百枚から数千枚の記録紙Pに画像形成を行って固定異物除去ブラシ54に大量の紙粉が溜った状態で放置した後、再び画像形成を行うため感光体51を回転すると、固定異物除去ブラシ54が紙粉保持能力の低下により溜っている紙粉Sを感光体51へ放出してしまい画像に多量のゴーストが発生することがある。その後、数枚から10数枚の記録紙に画像形成すると、紙粉Sが感光体51から除去されて紙粉ゴーストは消えてしまうが、放置すると再び紙粉ゴーストが発生することがある。
【0023】
この対策として固定異物除去ブラシ54のブラシ毛の密度を高くすることや、ブラシの回転幅方向の幅を広くすることによって、固定異物除去ブラシ54の紙粉を溜める容量を増大することが試みられている。しかし、これらの方法はある程度の対策とはなるが、根本的な解決とはなっていない。
【0024】
このように1成分接触反転現像方式と、現像装置による残留トナー回収方式とを組合せて採用した方式の電子写真装置においては、感光体に付着した紙粉などの異物の影響により画像の画質が低下するという問題が発生している。
【0025】
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、1成分接触反転現像方式および現像装置による残留トナー回収方式を組合せて採用したものにおいて、感光体における紙粉などの異物を確実に捕捉して異物の影響による画質の低下を抑制した電子写真装置を提供することを課題とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明の電子写真装置は、画像形成時に回転される感光体と、この感光体の表面を帯電する帯電装置と、この帯電装置に対して前記感光体の回転方向下流側に位置し前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、この露光装置に対して前記感光体の回転方向下流側に位置し前記帯電電位と同極性のトナーを担持した現像ローラを前記感光体の表面に接触させて前記トナーを前記感光体に付着し前記静電潜像を顕在化してトナー像を形成する現像装置と、前記感光体に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写装置とを具備し、前記転写装置を通過した後に前記感光体の表面に残留する前記トナーを前記現像装置で回収する電子写真装置において、
前記転写装置と前記帯電装置との間に回転可能に設けられ前記感光体の表面に接触して回転して転写後に前記感光体の表面に残留するトナーを電気的に吸引および放出する導電性を有する回転ローラと、前記回転ローラに対して感光体回転方向下流側に固定して設けられ前記感光体の表面に接触する導電性の固定異物除去部材とを具備することを特徴とする。
【0027】
請求項1の発明の構成によれば、回転ローラにより感光体の表面に存在する転写残留トナーを除去するとともに感光体の表面に存在する紙粉などの異物を機械的に捕捉し、その後固定異物除去部材により感光体の表面に存在する残りの紙粉を機械的および電気的に捕捉して、回転ローラが感光体における異物の捕捉を中心的に行い、回転ローラに対して感光体回転方向下流側に設けた固定異物除去部材における異物捕捉の負担を小さくしている。
【0028】
請求項2の発明は、請求項1に記載の電子写真装置において、感光体起動時に、前記ローラ用電圧印加手段により前記回転ローラにトナーとは逆極性の電圧を印加し、前記除去部材用電圧印加手段により前記固定異物除去部材にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする。
【0029】
請求項2の発明の構成によれば、請求項1において、回転ローラにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体表面に存在する残留トナーを確実に吸引捕捉し、固定異物除去部材にトナーと同極性の電圧を印加して異物のみを確実に吸引捕捉できる。
【0030】
請求項3の発明は、請求項2に記載の電子写真装置において、感光体起動時に、前記回転ローラに対して、前記回転ローラと接する前記感光体の表面部位の電圧より前記回転ローラと前記感光体との間の放電開始電圧以上大きい電圧を印加することを特徴とする。
【0031】
請求項3の発明の構成によれば、請求項2において、感光体起動時に感光体の表面電位より放電開始電圧以上の高い電圧を回転ローラに印加することにより、感光体にある異物を帯電して固定異物除去部材で確実に吸引捕捉することができる。
【0032】
請求項4の発明は、請求項1または2に記載の電子写真装置において、前記回転ローラへの電圧印加と前記固定異物除去部材への電圧印加を、感光体起動前に行うことを特徴とする。
【0033】
請求項4の発明の構成によれば、請求項1または2において、感光体起動前に回転ローラと固定異物除去部材に夫々電圧を印加することにより、感光体起動時に回転ローラと固定異物除去部材で異物を確実に保持しておき感光体の表面に放出することを阻止している。
【0034】
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電子写真装置において、前記固定異物除去部材はブラシであることを特徴とする。
【0035】
請求項5の発明の構成によれば、請求項1ないし4のいずれか1項において、固定異物除去部材をその機能を最も発揮できる構成とすることができる。
【0036】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施の形態について図1ないし図3を参照して説明する。
【0037】
図1は電子写真装置の概略的構成を示し、図2はこの電子写真装置において感光体、回転ブラシローラおよび固定異物除去ブラシを拡大して示し、図3はこの電子写真装置のタイムチャートを示している。
【0038】
この実施の形態では、電子写真装置は1成分接触反転現像方式と、現像装置による残留トナー回収方式と、接触転写方式とを組合せて採用しており、反転現像を行っている。
【0039】
なお、感光体の帯電極性は正極および負極どちらを用いても良いが、この実施の形態では、感光体は正帯電し、トナーも正帯電している。また、この電子写真装置は例えばファクシミリ装置における受信記録部に設けている。
【0040】
図1および図2において、例えばドラム形をなす感光体1は、正帯電された光導電性部材例えばアルミニウムにより形成してある。この感光体1は図示しない部材に回転自在に支持され、図示しない回転駆動機構により図示矢印方向に回転するようになっている。
【0041】
感光体1の周囲には帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写ローラ5および除電装置6を夫々配置してある。
【0042】
帯電装置2は感光体1の表面(外周面:感光面)を例えば正極性に帯電させるもので、電圧印加手段である直流電源E1から電圧が印加されるスコロトロン帯電器により構成されている。露光装置3は感光体1の表面に静電潜像を形成するもので、帯電装置2に対して感光体回転方向下流側に位置している。
【0043】
現像装置4は、1成分接触反転現像方式を採用して感光体1の表面の静電潜像を顕在化してトナー像を形成するもので、これは露光装置3に対して感光体回転方向下流側に位置している。この現像装置4は、1成分トナーTを収容するトナーホッパ(図示せず)に、感光体1と平行に配置して回転可能でその表面を感光体1の表面に接触した現像ローラ41と、この現像ローラ41と平行に配置して回転可能な供給ローラ42を夫々設けている。また、現像装置4は現像ローラ41と平行な一定位置に静止して設け現像ローラ41の表面に接触するブレード(図示せず)を設けている。現像ローラ41および供給ローラ42は図示しない回転駆動装置により図示矢印方向に回転するととともに電圧印加手段である直流電源E2により電圧が印加されるようになっている。
【0044】
また、現像装置4は帯電を終えた感光体1の表面に残留するトナーTを現像ローラ41により回収するクリーニング作用を行う機能も有している。
【0045】
転写ローラ5は感光体回転方向下流側に位置して図示しない部材に回転自在に支持され感光体1の表面に接触している。転写ローラ5は図示しない回転駆動装置により図示矢印方向に回転するとともに電圧印加手段である直流電源E3により電圧が印加されるようになっている。
【0046】
除電装置6は転写ローラ5に対して感光体回転方向下流側に設けてある。
【0047】
そして、除電装置6と帯電装置2との間における感光体1の周囲に、次に述べる回転ブラシローラ11と固定異物除去ブラシ12を設けている。
【0048】
回転ブラシローラ11は導電性を有する回転ローラの一例をなすもので、これは転写後に感光体1の表面に残留するトナーTを電気的に制御するとともに、感光体1の表面に付着している異物、主として記録紙Pの紙粉を捕捉するものである。この実施の形態では、回転ブラシローラ11は、図2に示すように感光体1と例えば同じ長さの導電性を有する軸11aにその円周方向全体に多数の導電性を有するブラシ毛11bを放射状に植設したブラシローラをなすものである。ブラシ毛11bは前述した回転ブラシローラ11の機能を発揮できる材質で形成する。
【0049】
回転ブラシローラ11は感光体1と平行に配置して軸11aを図示しない部材に回転自在に支持し、ブラシ毛11bの先端を感光体1の表面に接触する。回転ブラシローラ11は感光体1の回転に従動して回転する。あるいは図示しない回転駆動装置により回転ブラシローラ11を感光体1の回転方向に対して順方向または逆方向に回転させるようにしてもよい。
【0050】
回転ブラシローラ11を感光体の回転方向に対して順方向に回転させる場合に、回転ブラシローラ11と感光体1の両者の周速を同じにしても良く、両者間に周速差を持たせても良い。周速差を持たせる場合には、回転ブラシローラの回転速度を適宜設定する。回転ブラシローラ11を感光体1に対して逆方向に回転させる場合にも回転ブラシローラ11の回転速度を適宜設定する。実際に効果があるのは、回転ブラシローラ11を感光体1に対して逆方向に回転させる、あるいは順方向に周速差を持たせる場合である。
【0051】
また、回転ブラシローラ11は電圧印加手段である直流電源E4により電圧が印加され、次に述べるようにトナーを電気的に制御する。すなわち、回転ブラシローラ11を回転しながら次に述べる電気的作用を行わせる。感光体1(トナーT)と逆極性の電圧を回転ブラシローラ11に印加し、感光体1表面における転写残留トナーTを回転ブラシローラ11に吸引して捕捉する。
【0052】
そして、画像の頁間などの印字に影響を及ぼさないタイミングにより感光体1(トナーT)と同じ極性の電圧を回転ブラシローラ11に印加し、回転ブラシローラ11に捕捉してあった転写残留トナーTを感光体1の表面に放出する。放出したトナーTは現像装置4の現像ローラ41によりトナーホッパの内部へ回収して再利用する。
【0053】
固定異物除去ブラシ12は導電性を有する固定異物除去部材の一例であり、感光体1の表面に接触してこの表面に接触する異物、主として記録紙Pの紙粉Sを機械的および電気的に除去するものである。固定異物除去ブラシ12は、例えば図2に示すように感光体1と例えば同じ長さの導電性を有する本体12aに、その長さ方向全体に多数の導電性を有する繻子折りのブラシ毛12bを並べて植設して構成している。
【0054】
また、固定異物除去ブラシ12は感光体1と平行に配置して本体12aを図示しない部材に一定位置に固定して支持し、ブラシ毛12bを感光体1の表面に接触させる。また、固定異物除去ブラシ12は、電圧印加手段である直流電源E5から本体12aを介してブラシ毛12bへ電圧が印加されるようになっている。
【0055】
なお、この実施の形態では正帯電性の感光体1と正帯電性のトナーTを使用しているので、各電源E1〜E5もこれに応じて極性を設定している。また、回転ブラシローラ11に電圧を印加する電源E4は、回転ブラシローラ11が感光体1の残留トナーを吸引、放出するために極性を切り換えることができるようになっている。
【0056】
また、図1に示すように各電源E1〜E5には電源入出力ポート31を接続してある。各電源E1〜E5が各部品に対して電圧を印加する、電圧の印加を停止する各動作は、CPU32によって制御する。
【0057】
この実施の形態では、正帯電性の感光体1と正帯電性のトナーTを使用して反転現像するようにしている。この実施の形態では紙粉除去部材として繻子折りの導電性を有する固定異物除去ブラシ12を用いたが、導電性であれば安価なブラシでも良い。この実施の形態では、導電性を有する回転ローラには導電性を有する回転ブラシローラを用いているが、これに限定されず回転ローラを例えばスポンジローラなどの合成樹脂で成形することもできる。
【0058】
このように構成した電子写真装置の作用について述べる。
【0059】
図3はこの電子写真装置の各部の動作を示すタイムチャートである。すなわち、このタイムチャートは、除電ランプの動作開始および終了、カセットフィーダ(カセットに積層して収容した記録紙を一枚づつ取り出す動作)の動作開始および終了、ポリゴンモータ(ポリゴンミラーを回転するモータ)の起動および停止、露光装置3の動作開始および終了を示している。また、帯電装置2における帯電ワイヤに対する電圧印加および停止、帯電グリッドに対する電圧印加および停止、現像装置4における現像ローラ41に対する電圧印加および停止、供給ローラ42に対する電圧印加および停止、転写ローラ5に対する電圧印加および停止も示している。さらに、回転ブラシローラ(リサイクルローラ)11に対するトナー吸引用の電圧印加および終了、回転ブラシローラ(リサイクルローラ)11に対するトナー放出用の電圧印加および停止、感光体1を回転駆動させるモータの起動および停止、固定異物除去ブラシ12に対する電圧印加および停止も示している。
【0060】
まず、除電装置6の動作開始から4.36秒後に、感光体1の駆動モータが起動して感光体1を矢印の方向に回転する。これと同時に帯電装置2は感光体1の表面電位へこれを正極に帯電するために電圧を印加する(例えば+600V〜700V)。
【0061】
また、動作開始から4.36秒後に、回転ブラシローラ11には感光体1にあるトナーTを吸引するために、感光体1の極性およびトナーTと逆極性である負極性の電圧(例えば−600V〜−1000V)を印加する。同時に固定異物除去ブラシ12には感光体1にある異物である記録紙Pの紙粉Sを吸引するために、負極性である紙粉Sとは逆極性、つまりトナーTと同極性である正極性の電圧(例えば+100V〜+400V)を印加する。この電圧は後述するように感光体1にある紙粉Sを帯電させるために、感光体1と回転ブラシローラ11との間に放電を行わせるためのものである。
【0062】
そして、感光体1の回転により次に述べる作用を行う。まず、帯電装置2のコロナ放電により感光体1の表面を正極性の所定の電位に帯電する。次いで、除電装置6の動作開始7.5秒後に、露光装置3により感光体1の表面に画像情報に応じた静電画像を形成する。なお。この露光による潜像の形態は画像部の電荷を除去したネガ潜像である。
【0063】
次いで、現像装置4により感光体1の表面に静電画像に応じたトナー像を形成する。すなわち、図示しないホッパに収容されている一成分の正極性のトナーTを回転する供給ローラ42によって現像ローラ41に供給する。トナーTは回転する現像ローラ41によって感光体1に向けて搬送され、その途中でブレードに接触して帯電されるとともに薄層に形成される。そして、正帯電となったトナーTは現像ローラ41によって感光体1の表面における静電潜像の電荷の抜けた部分にクーロン力により付着してトナー像を形成する(反転現像)。
【0064】
また、現像装置4では転写を終えた感光体1の表面に残留するトナーTを現像ローラ41で吸引、回収してクリーニング作用を行う。
【0065】
一方、ピックアップローラの回転により記録紙カセットに積層された記録紙Pを順次送り出し、送り出した記録紙Pを搬送ローラによりレジストローラまで搬送する。レジストローラは回転を停止して記録紙Pを受けて記録紙Pの姿勢を制御し、その後記録紙Pを相互に接触する感光体1と転写ローラ5との間に搬送する。
【0066】
次いで、直流電源E3から負極正の電圧を印加されて回転する転写ローラ5と感光体1とで記録紙Pを挟持しながら搬送して、感光体1のトナーTにより形成した像を記録紙Pに転写する。すなわち、転写ローラ5が記録紙Pを背面側から押して感光体1の表面に直接接触させて転写を行う。トナーTの帯電は正極性であるため、転写ローラ5には感光体1のトナーTを記録紙Pに転写するために電源E3により負極性(例えば−800V〜−1200V)の電圧が印加される。
【0067】
この転写工程では感光体1の表面に付着しているトナーTの一部が記録紙Pに移らずに残る。また、転写ローラ5が記録紙Pを背面側から押して感光体1の表面に接触するので、記録紙Pから生じる紙粉Sが感光体1の表面に付着する。特に転写ローラで記録紙Pを感光体1の表面に押し付けているので、多くの量の紙粉Sが感光体1に付着する。
【0068】
次いで、除電装置6により感光体1の表面電位を数10Vに下げる。
【0069】
そして、回転ブラシローラ11を例えば回転駆動装置により回転する。回転ブラシローラ11のブラシ毛11bが回転して感光体1の表面に連続して摺接する。前述したように回転ブラシローラ11には負極性の電圧を印加している。これにより回転ブラシローラ11は、転写後に感光体1の表面に残留する正極性のトナーTを掻き取るとともに電気的に吸引して保持する。これにより感光体1の表面における残留トナーTは減少する。
紙粉Sは転写ローラ5によって負極性に帯電しているので回転ブラシローラ11と同極性となり、電気的には回転ブラシローラ11には吸引されない。しかし、回転ブラシローラ11のブラシ毛11bが回転して感光体1の表面に連続して摺接することにより、感光体1の表面に付着している記録紙Pの紙粉Sを感光体1の表面から剥離して取り除く。これにより回転ブラシローラ11は紙粉Sを感光体1から機械的に除去して捕捉する。
【0070】
次いで、回転ブラシローラ11で除去できなかった紙粉Sは感光体1の回転とともに固定異物除去ブラシ12に達する。固定異物除去ブラシ12は前述したように正極性の電圧を印加している。このため、固定異物除去ブラシ12は感光体1の表面にある負極性の紙粉Sを電気的に吸引捕捉して保持する。
【0071】
この時の固定異物除去ブラシ12の印加電圧は、トナーTの帯電と同じ正極性であるので、固定異物除去ブラシ12はトナーTを吸引付着せず、固定異物除去ブラシ12の印加電圧と逆極性である紙粉Sのみを捕捉して保持する。
【0072】
この後、感光体1の表面は帯電装置2、露光装置3を通過して現像装置4へ移動する。回転ブラシローラ11を通過した感光体1の表面に残留するトナーTは、帯電装置2により帯電され、現像装置4の現像ローラ41により回収される。
【0073】
なお、回転ブラシローラ11が吸引捕獲したトナーTは、頁間などの画像形成に影響がない時点で感光体1の表面に放出される。この場合は、電源E4により回転ブラシローラ11にトナーTと同じ正極性の電圧を印加する。
【0074】
このようにこの実施の形態では、画像形成動作開始時において、電源E4(ローラ用電圧印加手段)により回転ブラシローラ11にトナーTとは逆極性の電圧を印加し、電源E5(除去部材用電圧印加手段)により固定異物除去ブラシ12にトナーTと同極性の電圧を印加するという動作を行っている。すなわち、通常の画像形成動作中は回転ブラシローラ11が中心的に感光体1上の紙粉Sを除去し、固定異物除去ブラシ12が回転ブラシローラ11の取り残した紙粉Sを除去する構成となる。
【0075】
このため、固定異物除去ブラシ12においては、紙粉除去の負担が減って溜まる紙粉Sの量を減らすことができ、またトナーTも溜まることがなくなり、この結果感光体1への接触量の変化も少なくなる。これにより固定異物除去ブラシ12は本来の優れた紙粉除去性能と紙粉保持性能を確保することができる。
【0076】
具体的には、数百枚から数千枚印字して放置した後の記録では、紙粉ゴーストの発生個数は従来の紙粉除去部材を持った装置と比較して最も目立つところで50個/cm2(目で見てはっきり見えるレベル)から10個/cm2(若干目立つレベル)に低減した。
【0077】
このため、固定異物除去ブラシ12には紙粉Sが溜まっていないことになるので、本実施の形態の電子写真装置では紙粉ゴーストの発生個数の比から印字枚数にして従来の約10倍の寿命を持たせることができる。
【0078】
ここで、前述したようにこの実施の形態では、感光体1のモータを起動する時に、回転ブラシローラ11に対して、回転ブラシローラ11と接する感光体1の表面部位の電圧(+600V〜+700V)より回転ブラシローラ11と感光体1との間の放電開始電圧以上大きい値の負極性の電圧(例えば−600V〜−1000V)を印加する。すなわち、回転ブラシローラ11に対して前記の電圧を印加することにより感光体1と回転ブラシローラ11との間に放電を発生させて感光体1にある紙粉Sを帯電できる。
【0079】
そうすると、回転ブラシローラ11と感光体1のニップ部(重なり部)上に溜まった紙粉Sのうち、正極性に帯電している紙粉Sは負極性の電圧が印加された回転ブラシローラ11に電気的および機械的に捕捉されて保持される。そして、未帯電の紙粉Sは、回転ブラシローラ11により負極性に帯電される。この負極性に帯電された負極性の電圧が印加された紙粉Sは、最初から負極性に帯電していた紙粉Sとともに回転ブラシローラ11を通過し、回転ブラシローラ11の下流にある固定異物除去ブラシ12に移動する。固定異物除去ブラシ12は正極性の電圧が印加されているために、移動してきた負極性に帯電していた紙粉Sを吸引して捕捉する。これにより紙粉Sは感光体1の表面から除去される。このようにして、紙粉Sを感光体1から確実に除去して紙粉除去効果を向上できる。
【0080】
このような実施の形態は、1成分接触反転現像方式および現像装置による残留トナー回収方式および接触転写方式を組合せて採用した電子写真装置において、回転ブラシローラ11が転写工程後に感光体1の表面に付着した記録紙Pの紙粉を感光体1から取り除くので、非画像部にトナーTが付着する「かぶり」と呼ばれる汚れが生じることがない。また、紙粉Sが現像ローラ41とブレードとの間に詰まり画像に筋が発生することもなくなる。また、紙粉ゴーストの発生も防止することもできる。従って、記録紙の紙粉の影響による画像の劣化を防止し、良質な画像を長期にわたって安定して確保することができる。
【0081】
さらに、紙粉Sが現像装置4へ進入すると現像剤を劣化させたり、現像装置4へ付着して現像装置4の機能を劣化させるという事態の発生も防止できる。さらにまた、感光体1に残留した紙粉により帯電装置2での帯電の遮断、露光装置3での露光の遮断および散乱が生じて画像の品質が不良となるという事態の発生を防止できる。
【0082】
次に第2の実施の形態について説明する。
【0083】
図4にこの実施の形態における各部の動作のタイムチャートを示す。このタイムチャートは図3に示すタイムチャートとは次に述べる点が相違するのみで、それ以外は同じである。
【0084】
前述した第一の実施の形態と同様に、トナーTの帯電極性を正極性、トナーTを記録紙Pに転写する時の転写ローラ5に対する印加電圧を負極性(例えば−800V〜−1200V)とする。そして、画像形成動作時の感光体駆動モータを起動する前(例えば起動4秒前)に、回転ブラシローラ11に電源E4により負極性の電圧(例えば−100V〜−1000V)を印加し、固定異物除去ブラシ12に電源E5により正極性の電圧(例えば+100V〜+400V)を印加する。この電圧を印加する時期は、感光体駆動モータ起動4秒前としたが、これより長くても、また印加電圧安定後すぐでも効果は同じである。感光体駆動モータ起動後における各部の動作は前述した第一の実施の形態と同様である。
【0085】
この感光体駆動モータの起動前における制御により、数百枚から数千枚の記録紙に画像形成した後に、回転ブラシローラ11と感光体1とのニップ部に溜まった紙粉Sのうち正極性に帯電している紙粉Sは、負極性の電圧が印加された回転ブラシローラ11に電気的および機械的により強く捕捉されて保持される。
【0086】
また、未帯電の紙粉Sは、回転ブラシローラ11により負極性に帯電される。この負極性に帯電された負極性の電圧が印加された紙粉Sは、最初から負極性に帯電していた紙粉Sとともに回転ブラシローラ11を通過し、回転ブラシローラ11の下流にある固定異物除去ブラシ12に移動する。固定異物除去ブラシ12は正極性の電圧が印加されているために、移動してきた負極性に帯電していた紙粉Sを吸引して捕捉する。これにより紙粉Sは感光体1の表面から除去される。さらに、固定異物除去ブラシ12に最初から溜まっていた紙粉Sについては、感光体駆動モータの起動前から固定異物除去ブラシ12に正極性の電圧を印加しておくことでより強く保持できる。
【0087】
このようにして数百枚から数千枚の記録紙を画像形成して放置した後の画像形成を行った場合、感光体にある紙粉Sは回転ブラシローラ11および固定異物除去ブラシ12により捕獲し、すでに捕捉されている紙粉Sはそのまま強く保持することにより、紙粉ゴーストの発生を抑制できる。
【0088】
このようにして数百枚から数千枚の記録紙を画像形成して放置した後の画像形成における紙粉ゴーストの発生個数は、従来の紙粉除去部材と回転ブラシローラを持った装置と比較して、最も目立つところで50個/cm2(目で見てはっきり見えるレベル)から3個/cm2 (ほとんどわからないレベル)に低減した。
【0089】
このことは、紙粉ゴーストの発生数が低減した分だけ固定異物除去ブラシ12に紙粉が溜まっていないことになるので、紙粉ゴーストの発生個数の比から従来より印字枚数にして約17倍の寿命を持たせることができるといえる。
【0090】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されずに、種々変形して実施することができる。請求項1において、回転ローラが感光体の転写残留トナーを電気的に制御する方法としては、トナーを吸引、放出する方法の他に、トナーを攪乱する方法も挙げられる。
【0091】
【発明の効果】
請求項1の発明の構成によれば、回転ローラにより感光体の表面に存在する転写残留トナーを除去するとともに、感光体の表面に存在する紙粉などの異物を機械的に捕獲し、次いで固定異物除去部材により感光体の表面に存在する残りの紙粉を機械的および電気的に捕獲して、回転ローラが感光体における異物の捕捉を中心的に行い、回転ローラに対して感光体回転方向に対して下流側に設けた固定異物除去部材における異物を捕獲して溜める負担を小さくしている。
【0092】
このため、固定紙粉除去部材において紙粉とトナーが溜まる量を減らして、固定紙粉除去部材が感光体へ接触する量の変化を抑え、これにより固定異物除去部材本来の優れた紙粉除去性能と紙粉保持性能を確保して、紙粉ゴーストの発生を減少させて画像の品質を向上できる。
【0093】
請求項2の発明の構成によれば、請求項1において、回転ローラにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体表面に存在するトナーを確実に吸引して捕獲し、固定異物除去部材にトナーと同極性の電圧、すなわち異物と逆極性の電圧を印加して異物を確実に捕捉、保持できる。
【0094】
請求項3の発明の構成によれば、請求項2において、感光体起動時に感光体の表面電位より放電開始電圧以上の高い電圧を回転ローラに印加することにより、感光体にある異物を帯電して固定異物除去部材で確実に捕捉、保持できる。
【0095】
請求項4の発明の構成によれば、請求項1または2において、感光体起動前に回転ローラと固定異物除去部材に夫々電圧を印加して感光体表面の異物を捕獲保持することにより、感光体起動時に回転ローラと固定異物除去部材で異物を確実に保持して感光体表面に放出することを阻止できる。
【0096】
請求項5の発明の構成によれば、請求項1ないし4のいずれか1項において、固定異物除去部材をその機能を最も発揮できる構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の第1の実施の形態の電子写真装置を示す概略的構成図。
【図2】同実施の形態の電子写真装置における異物除去部を拡大して示す図。
【図3】同実施の形態の電子写真装置における各部の動作を示すタイムチャート。
【図4】第2の実施の形態の電子写真装置における各部の動作を示すタイムチャート。
【図5】従来の電子写真装置における異物除去部を示す図。
【符号の説明】
1…感光体、
2…帯電装置、
3…露光装置、
4…現像装置、
5…転写ローラ、
11…回転ブラシローラ、
12…固定異物除去ブラシ、
41…現像ローラ、
42…供給ローラ、
T…トナー、
S…紙粉(異物)、
P…記録紙。
Claims (5)
- 画像形成時に回転される感光体と、この感光体の表面を帯電する帯電装置と、この帯電装置に対して前記感光体の回転方向下流側に位置し前記感光体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、この露光装置に対して前記感光体の回転方向下流側に位置し前記帯電電位と同極性のトナーを担持した現像ローラを前記感光体の表面に接触させて前記トナーを前記感光体に付着し前記静電潜像を顕在化してトナー像を形成する現像装置と、前記感光体に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写装置とを具備し、前記転写装置を通過した後に前記感光体の表面に残留する前記トナーを前記現像装置で回収する電子写真装置において、
前記転写装置と前記帯電装置との間に回転可能に設けられ前記感光体の表面に接触して回転して転写後に前記感光体の表面に残留するトナーを電気的に吸引および放出する導電性を有する回転ローラと、前記回転ローラに対して感光体回転方向下流側に固定して設けられ前記感光体の表面に接触する導電性の固定異物除去部材とを具備することを特徴とする電子写真装置。 - 感光体起動時において、前記回転ローラにトナーとは逆極性の電圧を印加し、前記固定異物除去部材にトナーと同極性の電圧を印加することを特徴とする請求項1に記載の電子写真装置。
- 感光体起動時に、前記回転ローラに対して、前記回転ローラと接する前記感光体の表面部位の電圧より、前記回転ローラと前記感光体との間の放電開始電圧以上大きい電圧を印加することを特徴とする請求項2に記載の電子写真装置。
- 前記回転ローラへの電圧印加と前記固定異物除去部材への電圧印加を、感光体起動前に行うことを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真装置。
- 前記固定異物除去部材はブラシであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電子写真装置。
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