JP3915892B2 - 電子写真装置および電子写真装置の制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の着色粒子を用いて画像を顕像化させる電子写真装置および電子写真装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真装置においては、帯電機により感光体の表面を−500Ｖ〜−700Ｖに帯電し、感光体の表面に露光機により光を当てて露光する。この露光された部分の電位は放電して−50Ｖ〜−100Ｖに低下し、静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に現像機により着色粒子であるトナーを現像して可視化し、感光体上に現像されたトナーは、転写機により用紙に転写される。転写機によりトナーが転写された用紙は、定着機により加熱加圧されて定着される。
【０００３】
一方、用紙に転写されずに感光体上に残ったトナーは、清掃機により清掃される。この後、露光されずに電位が残った部分は除電機により露光されて、感光体の電位を均一にしてから、帯電機に戻って再度帯電する。この工程を連続して繰り返し、印刷を行う。ここで、清掃機はコストを考慮してブレード方式が一般的に用いられている。また、転写されずに感光体上に残った未転写トナーは清掃機で回収されるが、近年、トナーのランニングコストを下げるとともに産業廃棄物を削減する観点から、清掃機から現像機あるいはトナー補給装置にリサイクルパスで戻されて再利用されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、清掃機に用いられるブレードは感光体と圧接されているため、ブレードが感光体表面層を削り、感光体の寿命を短くしているという問題がある。また、未転写トナーは、ブレードで塞き止められるが、感光体の回転とブレードの圧接力とによりトナーが凝集して塊が発生する。このトナー塊が現像機やトナー補給装置に戻されて再利用されると、トナー塊によるいわゆる白抜けが発生して印刷品質を低下させるという問題がある。
【０００５】
特に、印刷ページ数が多い高速機ほどトナーや感光体や清掃機のコスト比重が大きくなるが、前述した白抜けは、印刷速度が速くなるに従って多くなる傾向があり、高速機ではトナーリサイクルを適用しがたいのが現状である。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速機においてもトナーリサイクルを可能にするとともに感光体および清掃機の長寿命化を図って、ランニングコストの低下および産業廃棄物の削減を図ることのできる電子写真装置および電子写真装置の制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載したように、印刷する像を表面に形成するドラム状の感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電機と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成させる露光機と、前記感光体の表面に着色粒子を付着させ、且つ該感光体に付着している未転写着色粒子を回収する現像機と、前記着色粒子を印刷媒体に転写する転写機と、前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着機と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した着色粒子を除去する清掃機とを備え、
前記清掃機が、前記感光体と同じ方向に回転して前記感光体表面の未転写着色粒子を散らすブラシと、前記感光体表面の未転写着色粒子を削り落とす前記ブラシの下流側に配置されたブレードと、このブレードを印刷時には当該感光体表面から離反させ、当該印刷媒体のジャムまたは感光体起動時に当該感光体に接触させるブレード駆動機構を有し、前記ブレードの感光体接触時は前記ブラシも回転駆動させることを特徴とする。
【０００８】
ここで、ブレード機構としては、例えば支点回りに旋回可能な棒部材の一端にブレードを交換可能に取り付け、他端をアクチュエータのような移動機構により往復移動させてブレードを感光体に接近・離反させるものを使用できる。
【０００９】
このように構成された電子写真装置においては、帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させ、この帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成し、現像機により感光体の表面に着色粒子を付着させて現像し、転写機により感光体に現像された着色粒子を印刷媒体に転写し、定着機により印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着して印刷を行う。
【００１０】
一方、清掃機は印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子をブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去する。このブレードは、ブレード駆動機構により、印刷時には感光体から離反している。ここで、ジャム発生時には、感光体上に現像直後の着色粒子像が残っており、これをブラシのみで完全に散らすことは困難であり、この場合には電子写真装置内部を着色粒子で汚す原因となる。また、感光体起動時には帯電機から現像機までの間の感光体に帯電されていない部分が発生し、着色粒子が現像されてしまう場合がある。このため、印刷媒体のジャムまたは感光体起動時には、ブレード駆動機構がブレードを感光体に圧接させて感光体をブレードで清掃する。また、ブレードの感光体接触時はブラシも回転駆動させる。
【００１１】
従って、この電子写真装置においては、ブラシにより未転写着色粒子を細かく散らして感光体の帯電不足の影響を少なくするとともに、印刷時にはブレードを感光体から離すことにより、ブレードが未転写着色粒子に圧接しないのでトナー塊が発生するのを防止できだけでなく、ブレードが不必要に感光体を圧接しないので感光体やブレードの寿命を長くできる。これにより、従来のようなブレードが感光体を圧接して感光体やブレードの寿命を短くするという問題を解消できることになる。また、トナー塊の発生を防止するので、トナーの再利用を可能にする。
【００１２】
また、本発明は、請求項２に記載したように、請求項１に記載した電子写真装置において、前記現像機が、前記感光体の表面の移動方向と逆方向に表面が移動するように回転する第１現像ロールと、前記感光体の表面の移動方向と同じ方向に表面が移動するように回転する第２現像ロールとを備え、前記第１現像ロールに印加されるバイアス電圧の絶対値が前記第２現像ロールに印加されるバイアス電圧の絶対値よりも大きくないことを特徴としている。
【００１３】
ここで、第１現像ロールに印加されるバイアス電圧を−300Ｖ〜−500Ｖ、第２現像ロールに印加されるバイアス電圧を−350Ｖ〜−550Ｖとし、感光体の帯電電位を−500Ｖ〜−700Ｖに設定する。このように構成された電子写真装置においては、帯電電位とバイアス電圧との差が大きくなると感光体から現像ロールへトナーを押し付ける力が強くなり、反対に帯電電位とバイアス電圧との差が小さくなると現像ロールから感光体へトナーを押し付ける力が増加することから、第１現像ロールの電圧差を大きくすることにより、感光体の残留トナーを第１現像ロールにより回収できることになる。従って、この電子写真装置においては、残留トナーを現像機内に回収することができ、従来のような残留トナーの再利用が困難であるという問題を解消できることになる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
また、本発明は、請求項３に記載したように、請求項１に記載した電子写真装置において、前記ブラシと前記感光体の周速比を０．５〜１．５にすることを特徴としている。
【００１７】
ここで、ブラシを感光体の回転方向と逆方向に回転させると、未転写着色粒子を感光体から叩き落してしまい、未転写着色粒子を感光体上に残して現像機に戻すことができなくなる。このため、ブラシの回転は、感光体と同じ方向すなわち順方向で、かつ、同程度の周速度で回転させる。従って、ブラシと感光体の周速比を、０．５〜１．５程度とするのが望ましい。
【００１８】
また、本発明は、請求項４に記載したように、請求項１に記載した電子写真装置において、前記転写機が、ローラ転写方式のための転写ロールを備えてなることを特徴としている。
【００１９】
すなわち、転写ロールを用いたローラ転写方式では転写効率が９５％程度を確保でき、未転写着色粒子を低減できるので、ローラ転写方式を採用する。
【００２０】
また、本発明は、請求項５に記載したように、請求項１または請求項３に記載した電子写真装置において、前記ブラシを半導電性材料から作製するとともにバイアス電圧を印加することを特徴としている。
【００２１】
清掃機内に溜まったトナーをブラシを介して感光体表面に付着させて、現像機に回収する際に、ブラシを半導電性とするとともにバイアス電圧を印加して、トナーがブラシから離反するようにする。なお、ブラシへのバイアスを直流と交流を重畳することでトナーの散らし作用を一層強くできる。さらにまた、ブラシに印加する電圧の極性を切り替えることで、クリーニング作用を向上せしめたり、感光体へのトナーの戻し作用を調整できる。
【００２２】
また、本発明は、請求項６に記載したように、請求項２に記載した電子写真装置において、前記ブレードを前記感光体に圧接して該感光体の清掃をした後、当該ブレードを前記感光体から離反させて該感光体を数回転させ該感光体に付着しているトナーを現像機において回収することを特徴としている。
【００２３】
ジャム発生時や感光体起動時には、ブレードを感光体に接触させてから感光体を回転させ、感光体上を清掃した後にブレードを感光体から離してブラシのみの清掃に戻す。これにより、ブレードに堆積したトナーを感光体で現像機まで搬送し、現像機でトナーを回収することが可能になる。
【００２４】
また、本発明は、請求項７に記載したように、印刷する像を表面に形成するドラム状の感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電機と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成させる露光機と、前記感光体の表面に着色粒子を付着させる現像機と、前記感光体に付着した着色粒子を印刷媒体に転写する転写機と、前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着機と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した着色粒子を除去する清掃機とを備え、前記清掃機が、前記感光体の表面の未転写着色粒子を散らすためのブラシと、当該ブラシによる清掃後に前記感光体表面の着色粒子を削り落すブレードを備え、当該ブレードを前記感光体に圧接して該感光体の清掃をした後、当該感光体の回転を停止し、前記ブレードにより清掃した領域が前記ブラシ位置を通過するまで前記感光体を逆転させ、その後前記ブレードを前記感光体から離反させるとともに当該感光体を数回転正転させて該感光体に付着しているトナーを現像機において回収することを特徴としている。
【００２５】
このように構成された電子写真装置においては、帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させ、この帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成し、現像機により感光体の表面に着色粒子を付着させて現像し、転写機により感光体に現像された着色粒子を印刷媒体に転写し、定着機により印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着して印刷を行う。
【００２６】
一方、清掃機は印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子をブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去し、ブレードにより清掃した領域がブラシ位置を通過するまで感光体を逆転させる。その後、ブレードを感光体から離反させて感光体を数回転正転させ、感光体に付着しているトナーを現像機において回収する。この場合には、感光体上にトナーの塊が存在しないので、現像機によるトナーの回収が容易であるとともに、現像機に至るまでにトナーが飛散するのを防止することができ、トナーの再利用を可能にする。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
また、本発明は、請求項８に記載したように、帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させる帯電工程と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像機により前記感光体の表面に着色粒子を現像する現像工程と、転写機により前記感光体に付着した着色粒子を印刷媒体に転写する転写工程と、定着機により前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着工程と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した着色粒子を清掃機のブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより前記感光体の表面に付着した着色粒子を除去する清掃工程を有し、前記清掃工程において前記圧接したブレードにより着色粒子を除去した後前記感光体の回転を停止し、前記圧接したブレードにより清掃した領域が前記ブラシ位置を通過するまで前記感光体を逆転させ、その後前記ブレードを前記感光体から離反させるとともに当該感光体を数回転正転させて該感光体に付着しているトナーを現像機において回収することを特徴としている。
【００３２】
このように構成された電子写真装置の制御方法においては、帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させ、この帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成し、現像機により感光体の表面に着色粒子を付着させて現像し、転写機により感光体に現像された着色粒子を印刷媒体に転写し、定着機により印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着して印刷を行う。
【００３３】
一方、清掃機は印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子をブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去し、ブレードにより清掃した領域がブラシ位置を通過するまで感光体を逆転させる。その後、ブレードを感光体から離反させて感光体を数回転正転させ、感光体に付着しているトナーを現像機において回収する。この場合には、感光体上にトナーの塊が存在しないので、現像機によるトナーの回収が容易であるとともに、現像機に至るまでにトナーが飛散するのを防止することができ、トナーの再利用を可能にする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１には、本発明に係る電子写真装置１０の一実施形態が示されている。この電子写真装置１０では、中央に、印刷する像を表面に形成するドラム状の感光体１１を矢印方向へ回転自在に備え、この感光体１１の周囲に、感光体１１の表面を帯電させる帯電機１２を有している。この帯電機１２は、帯電機用高圧電源１３に接続されており、高圧が印加される。
【００３５】
また、感光体１１の周囲には、帯電機１２により帯電された感光体１１の表面を露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成させる露光機１４および感光体１１の表面にトナー１５を現像する現像機１６が設けられている。この現像機１６では、第１現像ロール１７および第２現像ロール１８が感光体１１に対向して、回転自在に設けられている。第１現像ロール１７は、その表面が感光体１１の表面の移動方向と逆の方向へ移動するように回転駆動されており、第２現像ロールは、その表面が感光体１１の表面の移動方向と同じ方向へ移動するように回転駆動されている。なお、第１現像ロール１７および第２現像ロール１８は、ともにバイアス電圧用高圧電源１９に接続されており、バイアス電圧が印加されている。
【００３６】
また、感光体１１の周囲には、感光体１１に付着したトナー１５を印刷媒体である用紙２０に転写する転写機２１と、用紙２０に転写されたトナーを加熱加圧して固定する定着機２２を備えている。転写機２１は転写機用高圧電源２３に接続されており、高圧が印加されている。
【００３７】
さらに、用紙２０に転写されずに感光体１１上に残ったトナー１５を清掃する清掃機２４、露光されずに電位が残った感光体１１を除電する除電機２５を備えている。清掃機２４では、感光体１１表面に付着しているトナー１５を払い落とすためのブラシ２６、感光体１１上のトナー１５掻き落すためのブレード２７、清掃機２４内に蓄積したトナー１５を回収する図示省略のトナーバックへ搬送するトナースクリュー２８が設けられている。
【００３８】
ブレード２７には、ブレード２７を感光体１１に接近・離反させるブレード駆動機構２９が設けられている。このブレード駆動機構２９は、例えば支点３０回りに旋回可能な棒部材３１の一端にブレード２７を交換可能に取り付け、他端をアクチュエータのような移動手段３２により往復移動させることによりブレード２７を感光体１１に接近・離反させることができる。
【００３９】
次に、図２を参照して、上述した電子写真装置１０の制御方法の第１実施形態について説明する。まず、帯電工程において、帯電機１２をＯＮにし、ドラム状の感光体１１をＯＮとして表面を−500Ｖ〜−700Ｖに帯電させる。帯電機１２は、スコロトロン方式で、コロトロンワイヤには−５ｋＶ〜−６ｋＶを印加してコロナ放電させ、グリッドに−500Ｖ〜−700Ｖ印加して帯電電位Ｖ０の安定化を図っている。
【００４０】
潜像形成工程において、帯電機１２により帯電された感光体１１の表面を露光機１４で露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成する。すなわち、露光された部分は−50Ｖ〜−100Ｖの電位となり、静電潜像を形成する。なお、露光機１４としては、レーザまたはＬＥＤを使用できる。
【００４１】
そして、現像工程において、現像機１６により感光体１１の表面に形成された静電潜像にトナー１５を現像して可視化する。なお、ここではトナー１５とキャリアから成る二成分現像剤を用いている。トナー１５の平均粒径は５μｍ〜12μｍ、キャリアの平均粒径は30μｍ〜120μｍで、トナー濃度（現像剤中のトナー重量÷現像剤重量）が2.56ｗｔ％〜６ｗｔ％である。
【００４２】
小粒径のトナー１５を用いた場合にブレードクリーニングするには、大きな押圧力が必要となり、感光体１１の磨耗やブレード２７の磨耗が著しくなるとともに、押圧部でトナー１５の塊が形成されやすくなり、さらに感光体１１の表面にトナー１５がフィルミングし易くなること、および小粒径キャリアが感光体１１に付着した場合に、ブレード２７と感光体１１との間に食い込みやすく、感光体１１やブレード２７を傷付け易いため、本発明では特にトナー平均粒径を５〜８μｍ、キャリア平均粒径を３０〜６０μｍ程度にするのが好ましい。
【００４３】
ここで、第１現像ロール１７に印加されるバイアス電圧ＶB1は−300Ｖ〜−500Ｖで、第２現像ロール１８に印加されるバイアス電圧ＶB2は−350Ｖ〜−550Ｖにする。これは、帯電電位Ｖ0とバイアス電圧ＶＢの電圧差（Ｖ0−ＶB）が大きくなると、感光体１１から現像ロール１７、１８へトナー１５を押し付ける力が増加し、電圧差（Ｖ0−ＶB）が小さくなると現像ロール１７、１８から感光体１１へトナー１５を押し付ける力が増加することに基づく。従って、感光体１１上の残留トナーを現像機１６内に回収し易くするためには、第１現像ロール１７の電圧差（Ｖ0−ＶB1）を第２現像ロール１８の電圧差（Ｖ0−ＶB2）より大きくする。すなわち、第１現像ロール１７のバイアス電圧ＶB1と第２現像ロール１８のバイアス電圧ＶB2との関係は、｜ＶB1｜≦｜ＶB2｜となるようにする。
【００４４】
転写工程においては、感光体１１上に現像されたトナー１５を用紙２０に転写する。ここで、転写機２１には、コロトロン方式と密着転写方式（ベルト転写方式／ローラ転写方式）がある。コロトロン方式の転写効率は８０％程度であるが、密着転写方式の転写効率は９５％程度を確保することでき未転写着色粒子である未転写トナー１５をコロトロン方式の１／４程度に低減できるので、本発明では、転写ロール３３による密着転写方式を採用している。図２に示すように、転写機２１である転写ロール３３では、−0.5ｋＶと3.5ｋＶを交互に印加して転写を行い、印刷が完了したらＯＦＦとなる。
【００４５】
次に、定着工程において、定着機２２により用紙２０に転写されたトナー１５を用紙２０に定着して印刷は完了する。
【００４６】
また、清掃工程では、清掃機２４により用紙２０に転写されずに感光体１１の表面に残留したトナー１５（未転写トナー）をブラシ２６で散らした後、感光体１１に圧接させたブレード２７により感光体１１の表面に付着したトナー１５（未転写トナー）を除去する。すなわち、トナー１５（未転写トナー）は、エッジ効果により像の周縁部に多く残留しており、このまま帯電工程、露光工程、現像工程を行うと、余印刷が発生する。この余印刷を防止するために、像の周縁部に密集しているトナー１５（未転写トナー）をブラシ２６によってトナー１５（未転写トナー）を１粒づつにばらけさせる。これにより、余印刷がかぶりレベルになって問題なくなる。
【００４７】
ブラシ２６を感光体１１の回転方向と逆方向に回転させると、トナー１５（未転写トナー）を感光体１１から叩き落してしまい、トナー１５（未転写トナー）を感光体１１上に残して現像機１６に戻すことができなくなる。このため、ブラシ２６の回転は、感光体１１と同じ方向すなわち順方向で、かつ、同程度の周速度で回転させる。従って、ブラシ２６と感光体１１の周速比は、０．５〜１．５程度とするのが望ましい。
【００４８】
なお、清掃機２４内に溜まったトナー１５（未転写トナー）やキャリアや紙粉は、トナースクリュー２８でトナーバックに回収される。このトナーバックに回収されたトナー１５（未転写トナー）をトナー補給装置に戻して再利用することも考えられるが、スクリュー機構で回収する際にトナー１５（未転写トナー）にストレスを与え、劣化させるので好ましくない。
【００４９】
この弊害を回避するには、ブラシ２６を介して清掃機２４内に溜まったトナー１５（未転写トナー）を感光体１１表面に付着させて、現像機１６に回収するようにするのが好ましい。このため、ブラシ２６を半導電性として、トナー１５（未転写トナー）をブラシ２６から離反する極性のバイアス電圧をブラシ２６に印加する。
【００５０】
また、ブラシ２６へのバイアスを直流と交流を重畳することでトナー１５（未転写トナー）の散らし作用を増強できる。さらにまた、ブラシ２６に印加する電圧の極性を切り替えることで、クリーニング作用を向上せしめたり、感光体１１へのトナー１５（未転写トナー）の戻し作用を調整できる。例えば、用紙間領域でこの戻し作用を大きくすると、トナー１５（未転写トナー）の回収効率を上げることができる。
【００５１】
ブラシ２６は感光体１１と逆方向に回転するとトナー１５（未転写トナー）を感光体１１から叩き落してしまい、トナー１５（未転写トナー）を感光体１１の表面に残して現像機１６に戻すことができないため、ブラシ２６の回転方向は感光体１１と順方向が好ましい。
【００５２】
また、キャリアおよび紙粉は、径がトナーと比較して大きいので感光体１１への付着力は小さい。感光体１１とブラシ２６との速度差を適切にすることにより、トナー１５（未転写トナー）を叩き落さずにキャリアおよび紙粉を叩き落すことが可能となる。感光体１１とブラシ２６との速度差が大きいと叩き落し力が増加し、小さいと叩き落し力が少なくなる。従って、ブラシ２６の回転速度は、感光体１１の週速と同程度が好ましく、ブラシ２６と感光体１１との週速比は０．５〜１．５が好ましい。
【００５３】
これにより、トナー１５（未転写トナー）より大きなキャリアおよび紙粉は、ブラシ２６により感光体１１から叩き落され、かつ、トナー１５（未転写トナー）は散らされて画質上の問題を起こすことなく現像機１６まで搬送されて回収され、トナーリサイクルが可能になる。
【００５４】
なお、ジャム発生時には、感光体１１上に現像直後のトナー像が残っており、これをブラシ２６のみで完全に散らすことは困難であり、電子写真装置１０内部をトナー１５（未転写トナー）で汚す原因となる。また、感光体１１起動時には帯電機１２から現像機１６までの間の感光体１１に帯電されていない部分が発生し、トナー１５（未転写トナー）が現像されてしまう場合がある。
【００５５】
これらの対策のため、図２に示すように、ジャム発生時や感光体１１起動時には、ブレード２７をＯＮにして感光体１１に接触させてから感光体１１をＯＮとして回転させ、感光体１１上を清掃して感光体１１が数回転した後にブレード２７を感光体１１から離してＯＦＦとし、ブラシ２６のみの清掃に戻す。なお、ブラシ２６は清掃工程においてずっとＯＮとなって回転している。これにより、ブレード２７に堆積したトナー１５（未転写トナー）を感光体１１で現像機１６まで搬送し、現像機１６で回収できる。
【００５６】
次に、図３を参照して、上述した電子写真装置１０の制御方法の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と共通する部位には同じ符号を付すとともに重複する説明は省略する。
【００５７】
この第２実施形態においては、図３に示すように、感光体１１の起動時等にブレード２７をＯＮとして感光体１１にブレード２７を圧接した状態で感光体１１の表面に残留したトナー１５（未転写トナー）をブラシ２６で散らした後、感光体１１に圧接させたブレード２７により感光体１１の表面に付着したトナー１５（未転写トナー）を除去したら、帯電機１２をＯＦＦとして正転（時針方向）している感光体１１の回転を停止するとともにブラシ２６およびブレード２７をＯＦＦとする。さらに、ブレード２７により清掃した領域がブラシ２６位置を通過する程度まで感光体１１を逆回転（反時針方向）して、ブレード２７を感光体１１から離したＯＦＦの状態で感光体１１をＯＮとして正転に戻してトナー１５（未転写トナー）を回収する。
【００５８】
この場合には、感光体１１上にトナー１５の塊が存在しないので、現像機１６によるトナー１５（未転写トナー）の回収が容易であるとともに、現像機１６に至るまでにトナー１５（未転写トナー）が飛散するのを防止できる。
【００５９】
なお、本発明の電子写真装置および電子写真装置の制御方法は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、請求項１に記載したように、ブラシにより未転写着色粒子を細かく散らして感光体の帯電不足の影響を少なくするとともに、印刷時にはブレードを感光体から離すことにより、ブレードが未転写着色粒子に圧接しないのでトナー塊が発生するのを防止できる。また、ブレードが不必要に感光体を圧接しないので感光体やブレードの寿命を長くできる。さらに、トナー塊の発生を防止するので、トナーの再利用を図ることができる。また、印刷媒体のジャムまたは感光体起動時には、ブレード駆動機構がブレードを感光体に圧接させて感光体をブレードで清掃するので、ジャム発生時に感光体上に残っている現像直後の着色粒子を除去して電子写真装置内部を着色粒子で汚すのを防止できるとともに、印刷媒体のジャムまたは感光体起動時には帯電機から現像機までの間の感光体に帯電されていない部分が発生して着色粒子が現像されてしまうのを防止できる。
【００６１】
また、本発明によれば、請求項２に記載したように、第１現像ロールの帯電電位とバイアス電圧との電圧差を大きくすることにより感光体から現像ロールへトナーを押し付ける力を強くして、第１現像ロールにより感光体の残留トナーを確実に回収できる。
【００６２】
【００６３】
また、本発明によれば、請求項３に記載したように、ブラシを感光体と同じ方向すなわち順方向で、かつ、同程度の周速度で回転させるので、未転写着色粒子を感光体上に残して現像機に戻すことができる。
【００６４】
さらに、本発明によれば、請求項４に記載したように、転写ロールを用いたローラ転写方式を採用するので、未転写着色粒子を低減して高い転写効率を確保できる。
【００６５】
また、本発明によれば、請求項５に記載したように、ブラシを半導電性とするとともにバイアス電圧を印加してトナーがブラシから離反するようにするので、清掃機内に溜まったトナーをブラシを介して感光体表面に付着させて現像機に回収できる。
【００６６】
そして、本発明によれば、請求項６に記載したように、ジャム発生時や感光体起動時には、ブレードを感光体に接触させてから感光体を回転させ、感光体上を清掃して感光体が数回転した後にブレードを感光体から離してブラシのみの清掃に戻すので、ブレードに堆積したトナーを感光体で現像機まで搬送し、現像機でトナーを回収できる。
【００６７】
また、本発明によれば、請求項７に記載したように、印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子をブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去し、その後、ブレードを感光体から離反させて感光体を数回転正転させるので、現像機によるトナーの回収が容易であるとともに、現像機に至るまでにトナーが飛散するのを防止することができ、トナーの再利用を図ることができる。
【００６８】
【００６９】
そして、本発明によれば、請求項８に記載したように、印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子を清掃機のブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去し、ブレードにより清掃した領域がブラシ位置を通過するまで感光体を逆転させ、その後、ブレードを感光体から離反させて感光体を数回転正転させるので、感光体上におけるトナーの塊の発生を防止して、現像機によるトナーの回収を容易にできる。また、現像機に至るまでにトナーが飛散するのを防止することができ、トナーの再利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子写真装置の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る電子写真装置の制御方法の第１実施形態を示すタイムチャートである。
【図３】本発明に係る電子写真装置の制御方法の第２実施形態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 電子写真装置
１１ 感光体
１２ 帯電機
１４ 露光機
１５ トナー（着色粒子）
１６ 現像機
１７ 第１現像ロール
１８ 第２現像ロール
２０ 用紙（印刷媒体）
２１ 転写機
２２ 定着機
２４ 清掃機
２６ ブラシ
２７ ブレード
２９ ブレード駆動機構
３３ 転写ロール
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の着色粒子を用いて画像を顕像化させる電子写真装置および電子写真装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真装置においては、帯電機により感光体の表面を−500Ｖ〜−700Ｖに帯電し、感光体の表面に露光機により光を当てて露光する。この露光された部分の電位は放電して−50Ｖ〜−100Ｖに低下し、静電潜像を形成する。そして、この静電潜像に現像機により着色粒子であるトナーを現像して可視化し、感光体上に現像されたトナーは、転写機により用紙に転写される。転写機によりトナーが転写された用紙は、定着機により加熱加圧されて定着される。
【０００３】
一方、用紙に転写されずに感光体上に残ったトナーは、清掃機により清掃される。この後、露光されずに電位が残った部分は除電機により露光されて、感光体の電位を均一にしてから、帯電機に戻って再度帯電する。この工程を連続して繰り返し、印刷を行う。ここで、清掃機はコストを考慮してブレード方式が一般的に用いられている。また、転写されずに感光体上に残った未転写トナーは清掃機で回収されるが、近年、トナーのランニングコストを下げるとともに産業廃棄物を削減する観点から、清掃機から現像機あるいはトナー補給装置にリサイクルパスで戻されて再利用されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、清掃機に用いられるブレードは感光体と圧接されているため、ブレードが感光体表面層を削り、感光体の寿命を短くしているという問題がある。また、未転写トナーは、ブレードで塞き止められるが、感光体の回転とブレードの圧接力とによりトナーが凝集して塊が発生する。このトナー塊が現像機やトナー補給装置に戻されて再利用されると、トナー塊によるいわゆる白抜けが発生して印刷品質を低下させるという問題がある。
【０００５】
特に、印刷ページ数が多い高速機ほどトナーや感光体や清掃機のコスト比重が大きくなるが、前述した白抜けは、印刷速度が速くなるに従って多くなる傾向があり、高速機ではトナーリサイクルを適用しがたいのが現状である。
【０００６】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速機においてもトナーリサイクルを可能にするとともに感光体および清掃機の長寿命化を図って、ランニングコストの低下および産業廃棄物の削減を図ることのできる電子写真装置および電子写真装置の制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載したように、印刷する像を表面に形成するドラム状の感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電機と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成させる露光機と、前記感光体の表面に着色粒子を付着させ、且つ該感光体に付着している未転写着色粒子を回収する現像機と、前記着色粒子を印刷媒体に転写する転写機と、前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着機と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した着色粒子を除去する清掃機とを備え、
前記清掃機が、前記感光体と同じ方向に回転して前記感光体表面の未転写着色粒子を散らすブラシと、前記感光体表面の未転写着色粒子を削り落とす前記ブラシの下流側に配置されたブレードと、このブレードを印刷時には当該感光体表面から離反させ、当該印刷媒体のジャムまたは感光体起動時に当該感光体に接触させるブレード駆動機構を有し、前記ブレードの感光体接触時は前記ブラシも回転駆動させることを特徴とする。
【０００８】
ここで、ブレード機構としては、例えば支点回りに旋回可能な棒部材の一端にブレードを交換可能に取り付け、他端をアクチュエータのような移動機構により往復移動させてブレードを感光体に接近・離反させるものを使用できる。
【０００９】
このように構成された電子写真装置においては、帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させ、この帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成し、現像機により感光体の表面に着色粒子を付着させて現像し、転写機により感光体に現像された着色粒子を印刷媒体に転写し、定着機により印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着して印刷を行う。
【００１０】
一方、清掃機は印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子をブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去する。このブレードは、ブレード駆動機構により、印刷時には感光体から離反している。ここで、ジャム発生時には、感光体上に現像直後の着色粒子像が残っており、これをブラシのみで完全に散らすことは困難であり、この場合には電子写真装置内部を着色粒子で汚す原因となる。また、感光体起動時には帯電機から現像機までの間の感光体に帯電されていない部分が発生し、着色粒子が現像されてしまう場合がある。このため、印刷媒体のジャムまたは感光体起動時には、ブレード駆動機構がブレードを感光体に圧接させて感光体をブレードで清掃する。また、ブレードの感光体接触時はブラシも回転駆動させる。
【００１１】
従って、この電子写真装置においては、ブラシにより未転写着色粒子を細かく散らして感光体の帯電不足の影響を少なくするとともに、印刷時にはブレードを感光体から離すことにより、ブレードが未転写着色粒子に圧接しないのでトナー塊が発生するのを防止できだけでなく、ブレードが不必要に感光体を圧接しないので感光体やブレードの寿命を長くできる。これにより、従来のようなブレードが感光体を圧接して感光体やブレードの寿命を短くするという問題を解消できることになる。また、トナー塊の発生を防止するので、トナーの再利用を可能にする。
【００１２】
また、本発明は、請求項２に記載したように、請求項１に記載した電子写真装置において、前記現像機が、前記感光体の表面の移動方向と逆方向に表面が移動するように回転する第１現像ロールと、前記感光体の表面の移動方向と同じ方向に表面が移動するように回転する第２現像ロールとを備え、前記第１現像ロールに印加されるバイアス電圧の絶対値が前記第２現像ロールに印加されるバイアス電圧の絶対値よりも大きくないことを特徴としている。
【００１３】
ここで、第１現像ロールに印加されるバイアス電圧を−300Ｖ〜−500Ｖ、第２現像ロールに印加されるバイアス電圧を−350Ｖ〜−550Ｖとし、感光体の帯電電位を−500Ｖ〜−700Ｖに設定する。このように構成された電子写真装置においては、帯電電位とバイアス電圧との差が大きくなると感光体から現像ロールへトナーを押し付ける力が強くなり、反対に帯電電位とバイアス電圧との差が小さくなると現像ロールから感光体へトナーを押し付ける力が増加することから、第１現像ロールの電圧差を大きくすることにより、感光体の残留トナーを第１現像ロールにより回収できることになる。従って、この電子写真装置においては、残留トナーを現像機内に回収することができ、従来のような残留トナーの再利用が困難であるという問題を解消できることになる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
また、本発明は、請求項３に記載したように、請求項１に記載した電子写真装置において、前記ブラシと前記感光体の周速比を０．５〜１．５にすることを特徴としている。
【００１７】
ここで、ブラシを感光体の回転方向と逆方向に回転させると、未転写着色粒子を感光体から叩き落してしまい、未転写着色粒子を感光体上に残して現像機に戻すことができなくなる。このため、ブラシの回転は、感光体と同じ方向すなわち順方向で、かつ、同程度の周速度で回転させる。従って、ブラシと感光体の周速比を、０．５〜１．５程度とするのが望ましい。
【００１８】
また、本発明は、請求項４に記載したように、請求項１に記載した電子写真装置において、前記転写機が、ローラ転写方式のための転写ロールを備えてなることを特徴としている。
【００１９】
すなわち、転写ロールを用いたローラ転写方式では転写効率が９５％程度を確保でき、未転写着色粒子を低減できるので、ローラ転写方式を採用する。
【００２０】
また、本発明は、請求項５に記載したように、請求項１または請求項３に記載した電子写真装置において、前記ブラシを半導電性材料から作製するとともにバイアス電圧を印加することを特徴としている。
【００２１】
清掃機内に溜まったトナーをブラシを介して感光体表面に付着させて、現像機に回収する際に、ブラシを半導電性とするとともにバイアス電圧を印加して、トナーがブラシから離反するようにする。なお、ブラシへのバイアスを直流と交流を重畳することでトナーの散らし作用を一層強くできる。さらにまた、ブラシに印加する電圧の極性を切り替えることで、クリーニング作用を向上せしめたり、感光体へのトナーの戻し作用を調整できる。
【００２２】
また、本発明は、請求項６に記載したように、請求項２に記載した電子写真装置において、前記ブレードを前記感光体に圧接して該感光体の清掃をした後、当該ブレードを前記感光体から離反させて該感光体を数回転させ該感光体に付着しているトナーを現像機において回収することを特徴としている。
【００２３】
ジャム発生時や感光体起動時には、ブレードを感光体に接触させてから感光体を回転させ、感光体上を清掃した後にブレードを感光体から離してブラシのみの清掃に戻す。これにより、ブレードに堆積したトナーを感光体で現像機まで搬送し、現像機でトナーを回収することが可能になる。
【００２４】
また、本発明は、請求項７に記載したように、印刷する像を表面に形成するドラム状の感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電機と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成させる露光機と、前記感光体の表面に着色粒子を付着させる現像機と、前記感光体に付着した着色粒子を印刷媒体に転写する転写機と、前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着機と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した着色粒子を除去する清掃機とを備え、前記清掃機が、前記感光体の表面の未転写着色粒子を散らすためのブラシと、当該ブラシによる清掃後に前記感光体表面の着色粒子を削り落すブレードを備え、当該ブレードを前記感光体に圧接して該感光体の清掃をした後、当該感光体の回転を停止し、前記ブレードにより清掃した領域が前記ブラシ位置を通過するまで前記感光体を逆転させ、その後前記ブレードを前記感光体から離反させるとともに当該感光体を数回転正転させて該感光体に付着しているトナーを現像機において回収することを特徴としている。
【００２５】
このように構成された電子写真装置においては、帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させ、この帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成し、現像機により感光体の表面に着色粒子を付着させて現像し、転写機により感光体に現像された着色粒子を印刷媒体に転写し、定着機により印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着して印刷を行う。
【００２６】
一方、清掃機は印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子をブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去し、ブレードにより清掃した領域がブラシ位置を通過するまで感光体を逆転させる。その後、ブレードを感光体から離反させて感光体を数回転正転させ、感光体に付着しているトナーを現像機において回収する。この場合には、感光体上にトナーの塊が存在しないので、現像機によるトナーの回収が容易であるとともに、現像機に至るまでにトナーが飛散するのを防止することができ、トナーの再利用を可能にする。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
また、本発明は、請求項８に記載したように、帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させる帯電工程と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像機により前記感光体の表面に着色粒子を現像する現像工程と、転写機により前記感光体に付着した着色粒子を印刷媒体に転写する転写工程と、定着機により前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着工程と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した着色粒子を清掃機のブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより前記感光体の表面に付着した着色粒子を除去する清掃工程を有し、前記清掃工程において前記圧接したブレードにより着色粒子を除去した後前記感光体の回転を停止し、前記圧接したブレードにより清掃した領域が前記ブラシ位置を通過するまで前記感光体を逆転させ、その後前記ブレードを前記感光体から離反させるとともに当該感光体を数回転正転させて該感光体に付着しているトナーを現像機において回収することを特徴としている。
【００３２】
このように構成された電子写真装置の制御方法においては、帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させ、この帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成し、現像機により感光体の表面に着色粒子を付着させて現像し、転写機により感光体に現像された着色粒子を印刷媒体に転写し、定着機により印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着して印刷を行う。
【００３３】
一方、清掃機は印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子をブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去し、ブレードにより清掃した領域がブラシ位置を通過するまで感光体を逆転させる。その後、ブレードを感光体から離反させて感光体を数回転正転させ、感光体に付着しているトナーを現像機において回収する。この場合には、感光体上にトナーの塊が存在しないので、現像機によるトナーの回収が容易であるとともに、現像機に至るまでにトナーが飛散するのを防止することができ、トナーの再利用を可能にする。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１には、本発明に係る電子写真装置１０の一実施形態が示されている。この電子写真装置１０では、中央に、印刷する像を表面に形成するドラム状の感光体１１を矢印方向へ回転自在に備え、この感光体１１の周囲に、感光体１１の表面を帯電させる帯電機１２を有している。この帯電機１２は、帯電機用高圧電源１３に接続されており、高圧が印加される。
【００３５】
また、感光体１１の周囲には、帯電機１２により帯電された感光体１１の表面を露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成させる露光機１４および感光体１１の表面にトナー１５を現像する現像機１６が設けられている。この現像機１６では、第１現像ロール１７および第２現像ロール１８が感光体１１に対向して、回転自在に設けられている。第１現像ロール１７は、その表面が感光体１１の表面の移動方向と逆の方向へ移動するように回転駆動されており、第２現像ロールは、その表面が感光体１１の表面の移動方向と同じ方向へ移動するように回転駆動されている。なお、第１現像ロール１７および第２現像ロール１８は、ともにバイアス電圧用高圧電源１９に接続されており、バイアス電圧が印加されている。
【００３６】
また、感光体１１の周囲には、感光体１１に付着したトナー１５を印刷媒体である用紙２０に転写する転写機２１と、用紙２０に転写されたトナーを加熱加圧して固定する定着機２２を備えている。転写機２１は転写機用高圧電源２３に接続されており、高圧が印加されている。
【００３７】
さらに、用紙２０に転写されずに感光体１１上に残ったトナー１５を清掃する清掃機２４、露光されずに電位が残った感光体１１を除電する除電機２５を備えている。清掃機２４では、感光体１１表面に付着しているトナー１５を払い落とすためのブラシ２６、感光体１１上のトナー１５掻き落すためのブレード２７、清掃機２４内に蓄積したトナー１５を回収する図示省略のトナーバックへ搬送するトナースクリュー２８が設けられている。
【００３８】
ブレード２７には、ブレード２７を感光体１１に接近・離反させるブレード駆動機構２９が設けられている。このブレード駆動機構２９は、例えば支点３０回りに旋回可能な棒部材３１の一端にブレード２７を交換可能に取り付け、他端をアクチュエータのような移動手段３２により往復移動させることによりブレード２７を感光体１１に接近・離反させることができる。
【００３９】
次に、図２を参照して、上述した電子写真装置１０の制御方法の第１実施形態について説明する。まず、帯電工程において、帯電機１２をＯＮにし、ドラム状の感光体１１をＯＮとして表面を−500Ｖ〜−700Ｖに帯電させる。帯電機１２は、スコロトロン方式で、コロトロンワイヤには−５ｋＶ〜−６ｋＶを印加してコロナ放電させ、グリッドに−500Ｖ〜−700Ｖ印加して帯電電位Ｖ０の安定化を図っている。
【００４０】
潜像形成工程において、帯電機１２により帯電された感光体１１の表面を露光機１４で露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成する。すなわち、露光された部分は−50Ｖ〜−100Ｖの電位となり、静電潜像を形成する。なお、露光機１４としては、レーザまたはＬＥＤを使用できる。
【００４１】
そして、現像工程において、現像機１６により感光体１１の表面に形成された静電潜像にトナー１５を現像して可視化する。なお、ここではトナー１５とキャリアから成る二成分現像剤を用いている。トナー１５の平均粒径は５μｍ〜12μｍ、キャリアの平均粒径は30μｍ〜120μｍで、トナー濃度（現像剤中のトナー重量÷現像剤重量）が2.56ｗｔ％〜６ｗｔ％である。
【００４２】
小粒径のトナー１５を用いた場合にブレードクリーニングするには、大きな押圧力が必要となり、感光体１１の磨耗やブレード２７の磨耗が著しくなるとともに、押圧部でトナー１５の塊が形成されやすくなり、さらに感光体１１の表面にトナー１５がフィルミングし易くなること、および小粒径キャリアが感光体１１に付着した場合に、ブレード２７と感光体１１との間に食い込みやすく、感光体１１やブレード２７を傷付け易いため、本発明では特にトナー平均粒径を５〜８μｍ、キャリア平均粒径を３０〜６０μｍ程度にするのが好ましい。
【００４３】
ここで、第１現像ロール１７に印加されるバイアス電圧ＶB1は−300Ｖ〜−500Ｖで、第２現像ロール１８に印加されるバイアス電圧ＶB2は−350Ｖ〜−550Ｖにする。これは、帯電電位Ｖ0とバイアス電圧ＶＢの電圧差（Ｖ0−ＶB）が大きくなると、感光体１１から現像ロール１７、１８へトナー１５を押し付ける力が増加し、電圧差（Ｖ0−ＶB）が小さくなると現像ロール１７、１８から感光体１１へトナー１５を押し付ける力が増加することに基づく。従って、感光体１１上の残留トナーを現像機１６内に回収し易くするためには、第１現像ロール１７の電圧差（Ｖ0−ＶB1）を第２現像ロール１８の電圧差（Ｖ0−ＶB2）より大きくする。すなわち、第１現像ロール１７のバイアス電圧ＶB1と第２現像ロール１８のバイアス電圧ＶB2との関係は、｜ＶB1｜≦｜ＶB2｜となるようにする。
【００４４】
転写工程においては、感光体１１上に現像されたトナー１５を用紙２０に転写する。ここで、転写機２１には、コロトロン方式と密着転写方式（ベルト転写方式／ローラ転写方式）がある。コロトロン方式の転写効率は８０％程度であるが、密着転写方式の転写効率は９５％程度を確保することでき未転写着色粒子である未転写トナー１５をコロトロン方式の１／４程度に低減できるので、本発明では、転写ロール３３による密着転写方式を採用している。図２に示すように、転写機２１である転写ロール３３では、−0.5ｋＶと3.5ｋＶを交互に印加して転写を行い、印刷が完了したらＯＦＦとなる。
【００４５】
次に、定着工程において、定着機２２により用紙２０に転写されたトナー１５を用紙２０に定着して印刷は完了する。
【００４６】
また、清掃工程では、清掃機２４により用紙２０に転写されずに感光体１１の表面に残留したトナー１５（未転写トナー）をブラシ２６で散らした後、感光体１１に圧接させたブレード２７により感光体１１の表面に付着したトナー１５（未転写トナー）を除去する。すなわち、トナー１５（未転写トナー）は、エッジ効果により像の周縁部に多く残留しており、このまま帯電工程、露光工程、現像工程を行うと、余印刷が発生する。この余印刷を防止するために、像の周縁部に密集しているトナー１５（未転写トナー）をブラシ２６によってトナー１５（未転写トナー）を１粒づつにばらけさせる。これにより、余印刷がかぶりレベルになって問題なくなる。
【００４７】
ブラシ２６を感光体１１の回転方向と逆方向に回転させると、トナー１５（未転写トナー）を感光体１１から叩き落してしまい、トナー１５（未転写トナー）を感光体１１上に残して現像機１６に戻すことができなくなる。このため、ブラシ２６の回転は、感光体１１と同じ方向すなわち順方向で、かつ、同程度の周速度で回転させる。従って、ブラシ２６と感光体１１の周速比は、０．５〜１．５程度とするのが望ましい。
【００４８】
なお、清掃機２４内に溜まったトナー１５（未転写トナー）やキャリアや紙粉は、トナースクリュー２８でトナーバックに回収される。このトナーバックに回収されたトナー１５（未転写トナー）をトナー補給装置に戻して再利用することも考えられるが、スクリュー機構で回収する際にトナー１５（未転写トナー）にストレスを与え、劣化させるので好ましくない。
【００４９】
この弊害を回避するには、ブラシ２６を介して清掃機２４内に溜まったトナー１５（未転写トナー）を感光体１１表面に付着させて、現像機１６に回収するようにするのが好ましい。このため、ブラシ２６を半導電性として、トナー１５（未転写トナー）をブラシ２６から離反する極性のバイアス電圧をブラシ２６に印加する。
【００５０】
また、ブラシ２６へのバイアスを直流と交流を重畳することでトナー１５（未転写トナー）の散らし作用を増強できる。さらにまた、ブラシ２６に印加する電圧の極性を切り替えることで、クリーニング作用を向上せしめたり、感光体１１へのトナー１５（未転写トナー）の戻し作用を調整できる。例えば、用紙間領域でこの戻し作用を大きくすると、トナー１５（未転写トナー）の回収効率を上げることができる。
【００５１】
ブラシ２６は感光体１１と逆方向に回転するとトナー１５（未転写トナー）を感光体１１から叩き落してしまい、トナー１５（未転写トナー）を感光体１１の表面に残して現像機１６に戻すことができないため、ブラシ２６の回転方向は感光体１１と順方向が好ましい。
【００５２】
また、キャリアおよび紙粉は、径がトナーと比較して大きいので感光体１１への付着力は小さい。感光体１１とブラシ２６との速度差を適切にすることにより、トナー１５（未転写トナー）を叩き落さずにキャリアおよび紙粉を叩き落すことが可能となる。感光体１１とブラシ２６との速度差が大きいと叩き落し力が増加し、小さいと叩き落し力が少なくなる。従って、ブラシ２６の回転速度は、感光体１１の週速と同程度が好ましく、ブラシ２６と感光体１１との週速比は０．５〜１．５が好ましい。
【００５３】
これにより、トナー１５（未転写トナー）より大きなキャリアおよび紙粉は、ブラシ２６により感光体１１から叩き落され、かつ、トナー１５（未転写トナー）は散らされて画質上の問題を起こすことなく現像機１６まで搬送されて回収され、トナーリサイクルが可能になる。
【００５４】
なお、ジャム発生時には、感光体１１上に現像直後のトナー像が残っており、これをブラシ２６のみで完全に散らすことは困難であり、電子写真装置１０内部をトナー１５（未転写トナー）で汚す原因となる。また、感光体１１起動時には帯電機１２から現像機１６までの間の感光体１１に帯電されていない部分が発生し、トナー１５（未転写トナー）が現像されてしまう場合がある。
【００５５】
これらの対策のため、図２に示すように、ジャム発生時や感光体１１起動時には、ブレード２７をＯＮにして感光体１１に接触させてから感光体１１をＯＮとして回転させ、感光体１１上を清掃して感光体１１が数回転した後にブレード２７を感光体１１から離してＯＦＦとし、ブラシ２６のみの清掃に戻す。なお、ブラシ２６は清掃工程においてずっとＯＮとなって回転している。これにより、ブレード２７に堆積したトナー１５（未転写トナー）を感光体１１で現像機１６まで搬送し、現像機１６で回収できる。
【００５６】
次に、図３を参照して、上述した電子写真装置１０の制御方法の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と共通する部位には同じ符号を付すとともに重複する説明は省略する。
【００５７】
この第２実施形態においては、図３に示すように、感光体１１の起動時等にブレード２７をＯＮとして感光体１１にブレード２７を圧接した状態で感光体１１の表面に残留したトナー１５（未転写トナー）をブラシ２６で散らした後、感光体１１に圧接させたブレード２７により感光体１１の表面に付着したトナー１５（未転写トナー）を除去したら、帯電機１２をＯＦＦとして正転（時針方向）している感光体１１の回転を停止するとともにブラシ２６およびブレード２７をＯＦＦとする。さらに、ブレード２７により清掃した領域がブラシ２６位置を通過する程度まで感光体１１を逆回転（反時針方向）して、ブレード２７を感光体１１から離したＯＦＦの状態で感光体１１をＯＮとして正転に戻してトナー１５（未転写トナー）を回収する。
【００５８】
この場合には、感光体１１上にトナー１５の塊が存在しないので、現像機１６によるトナー１５（未転写トナー）の回収が容易であるとともに、現像機１６に至るまでにトナー１５（未転写トナー）が飛散するのを防止できる。
【００５９】
なお、本発明の電子写真装置および電子写真装置の制御方法は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、請求項１に記載したように、ブラシにより未転写着色粒子を細かく散らして感光体の帯電不足の影響を少なくするとともに、印刷時にはブレードを感光体から離すことにより、ブレードが未転写着色粒子に圧接しないのでトナー塊が発生するのを防止できる。また、ブレードが不必要に感光体を圧接しないので感光体やブレードの寿命を長くできる。さらに、トナー塊の発生を防止するので、トナーの再利用を図ることができる。また、印刷媒体のジャムまたは感光体起動時には、ブレード駆動機構がブレードを感光体に圧接させて感光体をブレードで清掃するので、ジャム発生時に感光体上に残っている現像直後の着色粒子を除去して電子写真装置内部を着色粒子で汚すのを防止できるとともに、印刷媒体のジャムまたは感光体起動時には帯電機から現像機までの間の感光体に帯電されていない部分が発生して着色粒子が現像されてしまうのを防止できる。
【００６１】
また、本発明によれば、請求項２に記載したように、第１現像ロールの帯電電位とバイアス電圧との電圧差を大きくすることにより感光体から現像ロールへトナーを押し付ける力を強くして、第１現像ロールにより感光体の残留トナーを確実に回収できる。
【００６２】
【００６３】
また、本発明によれば、請求項３に記載したように、ブラシを感光体と同じ方向すなわち順方向で、かつ、同程度の周速度で回転させるので、未転写着色粒子を感光体上に残して現像機に戻すことができる。
【００６４】
さらに、本発明によれば、請求項４に記載したように、転写ロールを用いたローラ転写方式を採用するので、未転写着色粒子を低減して高い転写効率を確保できる。
【００６５】
また、本発明によれば、請求項５に記載したように、ブラシを半導電性とするとともにバイアス電圧を印加してトナーがブラシから離反するようにするので、清掃機内に溜まったトナーをブラシを介して感光体表面に付着させて現像機に回収できる。
【００６６】
そして、本発明によれば、請求項６に記載したように、ジャム発生時や感光体起動時には、ブレードを感光体に接触させてから感光体を回転させ、感光体上を清掃して感光体が数回転した後にブレードを感光体から離してブラシのみの清掃に戻すので、ブレードに堆積したトナーを感光体で現像機まで搬送し、現像機でトナーを回収できる。
【００６７】
また、本発明によれば、請求項７に記載したように、印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子をブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去し、その後、ブレードを感光体から離反させて感光体を数回転正転させるので、現像機によるトナーの回収が容易であるとともに、現像機に至るまでにトナーが飛散するのを防止することができ、トナーの再利用を図ることができる。
【００６８】
【００６９】
そして、本発明によれば、請求項８に記載したように、印刷媒体に転写されずに感光体の表面に残留した着色粒子を清掃機のブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより感光体の表面に付着した着色粒子を除去し、ブレードにより清掃した領域がブラシ位置を通過するまで感光体を逆転させ、その後、ブレードを感光体から離反させて感光体を数回転正転させるので、感光体上におけるトナーの塊の発生を防止して、現像機によるトナーの回収を容易にできる。また、現像機に至るまでにトナーが飛散するのを防止することができ、トナーの再利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子写真装置の実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る電子写真装置の制御方法の第１実施形態を示すタイムチャートである。
【図３】本発明に係る電子写真装置の制御方法の第２実施形態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 電子写真装置
１１ 感光体
１２ 帯電機
１４ 露光機
１５ トナー（着色粒子）
１６ 現像機
１７ 第１現像ロール
１８ 第２現像ロール
２０ 用紙（印刷媒体）
２１ 転写機
２２ 定着機
２４ 清掃機
２６ ブラシ
２７ ブレード
２９ ブレード駆動機構
３３ 転写ロール
Claims (8)
- 印刷する像を表面に形成するドラム状の感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電機と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成させる露光機と、前記感光体の表面に着色粒子を付着させ、且つ該感光体に付着している未転写着色粒子を回収する現像機と、前記着色粒子を印刷媒体に転写する転写機と、前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着機と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した着色粒子を除去する清掃機とを備え、
前記清掃機が、前記感光体と同じ方向に回転して前記感光体表面の未転写着色粒子を散らすブラシと、前記感光体表面の未転写着色粒子を削り落とす前記ブラシの下流側に配置されたブレードと、このブレードを印刷時には当該感光体表面から離反させ、当該印刷媒体のジャムまたは感光体起動時に当該感光体に接触させるブレード駆動機構を有し、前記ブレードの感光体接触時は前記ブラシも回転駆動させることを特徴とする電子写真装置。 - 前記現像機が、前記感光体の表面の移動方向と逆方向に表面が移動するように回転する第１現像ロールと、前記感光体の表面の移動方向と同じ方向に表面が移動するように回転する第２現像ロールとを備え、前記第１現像ロールに印加されるバイアス電圧の絶対値が前記第２現像ロールに印加されるバイアス電圧の絶対値よりも大きくないことを特徴とする請求項１に記載した電子写真装置。
- 前記ブラシと前記感光体の周速比を０．５〜１．５にすることを特徴とする請求項１に記載した電子写真装置。
- 前記転写機が、ローラ転写方式のための転写ロールを備えてなることを特徴とする請求項１に記載した電子写真装置。
- 前記ブラシを半導電性材料から作製するとともにバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１または４に記載した電子写真装置。
- 前記ブレードを前記感光体に圧接して該感光体の清掃をした後、当該ブレードを前記感光体から離反させて該感光体を数回転させ該感光体に付着している未転写着色粒子を現像機において回収することを特徴とする請求項３に記載した電子写真装置。
- 印刷する像を表面に形成するドラム状の感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電機と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成させる露光機と、前記感光体の表面に着色粒子を付着させる現像機と、前記感光体に付着した着色粒子を印刷媒体に転写する転写機と、前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着機と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した着色粒子を除去する清掃機とを備え、
前記清掃機が、前記感光体の表面の未転写着色粒子を散らすためのブラシと、当該ブラシによって未転写着色粒子を散らした後に前記感光体表面の未転写着色粒子を削り落すブレードを備え、
当該ブレードを前記感光体に圧接して該感光体の清掃をした後、当該感光体の回転を停止し、前記ブレードにより清掃した領域が前記ブラシ位置を通過するまで前記感光体を逆転させ、その後前記ブレードを前記感光体から離反させるとともに当該感光体を数回転正転させて該感光体に付着している未転写着色粒子を現像機にて回収することを特徴とする電子写真装置。 - 帯電機によりドラム状の感光体の表面を帯電させる帯電工程と、この帯電機により帯電された感光体の表面を露光機により露光して少なくとも二値の異なった電位レベルを形成して静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像機により前記感光体の表面に着色粒子を現像する現像工程と、転写機により前記感光体に付着した着色粒子を印刷媒体に転写する転写工程と、定着機により前記印刷媒体に転写された着色粒子を当該印刷媒体に定着する定着工程と、前記印刷媒体に転写されずに前記感光体の表面に残留した未転写着色粒子を清掃機のブラシで散らした後、感光体に圧接させたブレードにより前記感光体の表面に付着した未転写着色粒子を除去する清掃工程を有し、前記清掃工程において前記圧接したブレードにより未転写着色粒子を除去した後前記感光体の回転を停止し、前記圧接したブレードにより清掃した領域が前記ブラシ位置を通過するまで前記感光体を逆転させ、その後前記ブレードを前記感光体から離反させるとともに当該感光体を数回転正転させて該感光体に付着している未転写着色粒子を現像機において回収することを特徴とする電子写真装置の制御方法。
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