JPH1195549A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、像担持体に接触して該像担持体を
一様に帯電すると共に前記像担持体上に残留したトナー
を回収する接触帯電手段と、前記像担持体上に形成され
たトナー像を記録材に転写する転写手段とを有する画像
形成装置であって、前記像担持体の前記転写手段と前記
接触帯電手段との間に該像担持体に接触するファーブラ
シ補助部材を設けたクリーナレス画像形成装置に於い
て、画像形成を繰り返した場合にも補助部材への残留ト
ナーの蓄積を防止し、装置内や記録材上への残留トナー
落下による画像不良を防止することを目的とする。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
る画像形成装置は、前記ファーブラシ補助部材を前記像
担持体の駆動方向下流側に傾斜させて支持させると共
に、前記像担持体の接線が垂直になる位置よりも重力方
向下方に設置したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感光体や誘電体など
の像担持体上に形成したトナー像を記録材に転写するこ
とにより画像を形成する電子写真装置、静電気録装置等
の画像形成装置に関するものであって、特に像担持体に
クリーナを設けないクリーナレスの画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】転写する転写方式の画像形成装置に於い
ては、像担持体上に形成したトナー像を記録材に転写
し、このトナー像を定着装置によって加熱、圧縮するこ
とにより画像が記録される。像担持体はトナー像を転写
された後は、次のトナー像を形成するために、残留した
トナー（以後残留トナーという）をクリーニングする必
要がある。

【０００３】しかし従来から装置の小型化のために、像
担持体上の残留トナーのクリーニングを帯電手段によっ
て帯電と同時にクリーニングしたり、現像手段によって
現像と同時にクリーニングしたりすることにより、専用
のクリーニング装置の配設を省略したものが提案されて
いる。

【０００４】一方、像担持体を一様に帯電させる手段と
しては、コロナ帯電手段と接触帯電手段とがある。コロ
ナ帯電手段はコロナ放電装置を像担持体に対向させて配
設し、コロナシャワーを放出して像担持体表面を所定の
極性、電位に一様に帯電させるものである。この装置は
非接触であることから像担持体を痛めることなくまた高
速化が可能であるため、以前はコロナ帯電手段が主に用
いられてきた。

【０００５】しかしコロナ帯電手段は放電によりオゾン
を生成することもあり、最近では環境問題を鑑みて、低
圧、低電力である等の利点を有する接触帯電手段が主流
となりつつある。この装置はローラ、ブレード、ファー
ブラシ、磁気ブラシ等の形態の導電性の接触帯電部材を
像担持体に接触させて配設し、この接触帯電部材に所定
の帯電バイアスを印加することで、像担持体表面を所定
の極性、電位に一様に帯電させるものである。

【０００６】また、この接触帯電部材を用いて残留トナ
ーを回収させることにより、専用のクリーニング装置の
搭載を省略する構成が提案されている。接触帯電手段
は、給電電極を兼ねる芯金の周りに抵抗調整したゴム部
材をローラ状に形成したものや、給電電極を兼ねる回転
／非回転の支持部材に磁気拘束して担持させた磁性粒子
（導電性磁性粒子）のような中抵抗の接触帯電部材を形
成して構成している。この接触帯電部材を像担持体に接
触させ、支持部材に所定の帯電バイアスを印加すること
で像担持体を所定の極性、電位に一様に帯電させるもの
である。

【０００７】そして記録材にトナー像を転写した後の像
担持体表面の残留トナーを、像担持体の回転により接触
帯電部材と像担持体との帯電したニップ部に於いて回収
する（帯電同時クリーニング）。これにより転写手段で
帯電極性が反転したトナーも正規の帯電極性に整えら
れ、また残留トナーパターンがかき消されて、ゴースト
像の発生が防止される。

【０００８】上記のような画像形成装置は、像担持体表
面の残留トナーを除去する為に独立したクリーニング装
置を必要としない（クリーナレス）ため、装置の大幅な
小型化が可能である。また接触帯電手段はオゾンの生成
量が少なく、残留トナーを回収して再利用することが可
能となることから環境問題の観点からも好ましい。

【０００９】このようなクリーナレス画像形成装置にお
いては、残留トナーの回収性を高めるために、像担持体
の転写手段と帯電部との間にファーブラシ等の補助部材
を設ける場合が多い。これは残留トナーを非パターン化
する効果と、さらに積極的には帯電バイアスと逆バイア
スを印加し、帯電部で回収されにくい帯電バイアスと同
極性の残留トナーのみを捕獲して極性を変えて吐き出す
ことで、帯電部での回収性向上を図る効果とを有してい
る。これにより、更にゴーストの少ないきれいな画像を
得ることが可能となっている。

【００１０】なお、現像手段にも同様にクリーニング手
段を設け、接触帯電部材で像担持体表面から回収しきれ
なかった残留トナー、及び接触帯電部材から感光体上に
排出されたトナーを回収する場合もある（現像同時クリ
ーニング）。これは新たな静電潜像を現像する際に、現
像手段に印加する直流電源と感光体の表面電位との間の
電位差であるカブリ取り電位差Vback により、残留トナ
ーを回収するものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く転写手段と帯電部との間に補助部材を用いたクリー
ナレス画像形成装置に於いては、画像形成を繰り返して
いるうちに補助部材に残留トナーが蓄積し、これが装置
内や記録材上に落下して画像不良の原因となる虞があっ
た。

【００１２】図３に従来例に係る補助部材の概略構成図
を示す。像担持体である感光体ドラム50に、補助部材で
あるファーブラシ52が接触した状態で支持されている。
感光体ドラム50は矢印51方向に回転駆動し、該感光体ド
ラム50上に付着している残留トナー53はファーブラシ52
に取り込まれる。

【００１３】しかし転写バイアスや現像でのトナーの帯
電量によっては残留トナー53の中のネガトナー（帯電と
同極性のトナー）が多くなったり、捕獲した残留トナー
53の極性反転が追いつかず捕獲トナーがファーブラシ52
から出にくくなるために、残留トナー53がうまくファー
ブラシ52の繊維内に取り込まれない場合がある。すると
残留トナー53はファーブラシ上流側52ａに蓄積し、ファ
ーブラシ53の保持できる許容量を超えた残留トナー53ａ
が落下することとなる。

【００１４】本発明は上記問題を鑑みて、補助部材を用
いたクリーナレス画像形成装置に於いて、画像形成を繰
り返した場合にも補助部材への残留トナーの蓄積を防止
し、装置内や記録材上への残留トナー落下による画像不
良を防止することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、前記像
担持体に接触して該像担持体を一様に帯電すると共に前
記像担持体上に残留したトナーを回収する接触帯電手段
と、前記像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段
と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転
写する転写手段とを有する画像形成装置であって、前記
像担持体の前記転写手段と前記接触帯電手段との間に該
像担持体に接触するファーブラシ補助部材を設け、且つ
前記ファーブラシ補助部材を前記像担持体の駆動方向下
流側に傾斜させて支持させると共に、前記像担持体の接
線が垂直になる位置よりも重力方向下方に設置したこと
を特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る画像形成装置を図を
用いて説明する。図１は本実施形態に係る補助部材の概
略構成の模型図であり、図２は本実施例に係る画像形成
装置の概略構成図である。本実施形態に係る画像形成装
置は、転写式電子写真プロセスを利用し、接触帯電手段
を有するクリーナレスのレーザビームプリンタである。

【００１７】［画像形成装置］図２に示す画像形成装置
において、像担持体である感光体ドラム１は回転式の電
子写真感光体である。この感光体ドラム１は矢印の時計
方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転
駆動される。本実施形態では100mm/sec の周速度で回転
駆動されている。

【００１８】感光体ドラム１には、接触帯電手段である
磁気ブラシ帯電部材２が取り付けられている。磁気ブラ
シ帯電部材２はスリーブ回転タイプであって、給電電極
を兼ねるスリーブの周りに抵抗調整した導電性磁性粒子
を内部のマグネットで磁気拘束して構成している。

【００１９】この磁気ブラシ帯電部材２には帯電バイア
ス印加電源Ｓ１から所定の帯電バイアスが印加され、感
光体ドラム１の表面を所定の極性、電位に一様に帯電す
る。帯電バイアス印加電源Ｓ１はＤＣバイアスVdc にＡ
ＣバイアスVac を重畳させ、時間と共に電圧値が周期的
に変化する振動電圧を印加する。ここでＤＣバイアスVd
c は所望する帯電電位と同程度の値を用い、本実施形態
に於いてはこのＤＣバイアスVdc を-700V と設定してい
る。

【００２０】帯電処理された感光体ドラム１の表面に、
露光手段であるレーザースキャナ７よりレーザー光Ｘが
照射される。レーザースキャナ７は画像情報の時系列電
気デジタル画像信号に対応して強度変調されたレーザー
光Ｘを射出し、ミラー７ａによって偏向して感光体ドラ
ム１の表面に照射する。これにより感光体ドラム１の表
面には目的の画像情報に対応した静電潜像が形成され
る。

【００２１】そしてこの静電潜像は、絶縁トナーを用い
た現像手段３によってトナー像として反転現像される。
本実施形態に於いては反転現像であるためネガトナーを
用いている。また現像手段３には現像バイアス印加電源
Ｓ２によりＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳された現
像バイアスが印加されている。本実施形態ではＤＣバイ
アスを-480V としており、これと帯電バイアスVdc との
電位差により磁気ブラシ帯電部材２より吐き出されたト
ナーを回収し、現像に再利用している。

【００２２】一方、図示しない給送部より記録材である
記録シートＰが供給され、感光体ドラム１と、該感光体
ドラム１に当接された転写ローラとのニップ部Ｔに所定
のタイミングにて搬送される。転写ローラ４には転写バ
イアス印加電源Ｓ３からトナーと逆極性の転写バイアス
電圧が印加されている。

【００２３】搬送された記録シートＰは、ニップ部Ｔに
て挟持搬送されると同時に、感光体ドラム１表面に形
成、担持されているトナー像を転写バイアス電圧の静電
気力と押圧力とにより転写される。トナー像を転写され
た記録シートＰは感光体ドラム１のから分離され、定着
器５にて加熱、圧縮されて画像を定着され、画像形成物
（プリント）として機外へと排出される。

【００２４】また感光体ドラム１のニップ部Ｔと磁気ブ
ラシ帯電部材２との間には、後述する補助部材であるフ
ァーブラシ６が、感光体ドラム１に接触するよう配置さ
れている。このファーブラシ６には磁気ブラシ帯電部材
２と逆バイアスを補助部材バイアス印加電源Ｓ４により
印加している。これにより残留トナーを磁気ブラシ帯電
部材２に回収しやすい極性にそろえ、画像ゴーストを低
減させることができる。

【００２５】磁気ブラシ帯電部材２に回収された残留ト
ナーは（帯電同時クリーニング）、磁気ブラシ部を形成
している導電性磁性粒子との摩擦で帯電して感光体面に
均一に吐き出され、現像手段３によって現像器内に回収
され（現像同時クリーニング）、再利用される。また、
感光体ドラム１は磁気ブラシ帯電部材２にクリーニング
されることで繰り返し作像に供される。

【００２６】［補助部材］次に、補助部材であるファー
ブラシ６について詳細に説明する。図１に示すように、
ファーブラシ６は固定された導電性の基盤６ａ上に、導
電性を確保した基布６ｂに中抵抗領域の繊維６ｃを織り
込んだパイルを、導電性接着剤で接着して構成されてい
る。本実施形態に於いてはレーヨンにカーボンを分散し
て抵抗値を5X10⁵ ΩCmに調整した繊維６ｃを、太さ300
デニール／50フィラメント、植え密度155 本／mm² 、繊
維長さ５mmでパイル形状にし、幅７mmにして基盤６ａに
接着し構成した。

【００２７】ファーブラシ６は感光体ドラム１上の残留
トナーのうち、磁気ブラシ帯電部材２に印加されている
バイアスと同極性のトナーを捕獲し、他の残留トナーと
同極性のポジトナーとして感光体ドラム１に吐き出す。
本実施形態ではファーブラシ６に印加されるバイアスを
+500V としている。

【００２８】これにより磁気ブラシ帯電部材２に到着す
る残留トナーが帯電バイアスと逆極性にそろえられ、感
光体ドラム１からの残留トナーの回収性を向上させると
共に画像ゴーストを低減させている。ここで、ファーブ
ラシ６に印加しているバイアスは帯電部印加バイアスと
逆バイアスを用いたが、転写バイアスが弱く、感光体ド
ラム１の転写後の表面電位が＋側にならない場合には、
補助部材に印加するバイアスを０にしても同様の効果を
得る事ができる。

【００２９】またファーブラシ６は、ファーブラシ６の
固定位置点Ａと感光体ドラム１上の最短距離点Ｂとを結
ぶ直線に対して、繊維６ｃが感光体ドラム１の回転方向
下流側に設置角度θ傾斜するよう配置している。これに
より、従来ファーブラシ６の上流側６ｄの位置で停止し
ていた残留トナーが繊維６ｃと感光体ドラム１の接触し
ている部分に入り込みやすくなった。

【００３０】更にファーブラシ６を感光体ドラム１への
接線Ｄが垂直になる点Ｃよりも重力方向下方に設置して
いる。このように構成したことにより、感光体ドラム１
の表面から剥がされた残留トナーが、重力によりファー
ブラシ６の繊維６ｃの中に取り込まれることとなる。

【００３１】この二つの配置構成の効果により、残留ト
ナーをファーブラシ６の繊維６ｃ中に取り込むことが容
易となり、捕獲トナーと繊維６ｃとの接触性をあげるこ
とで捕獲トナーの極性反転を促進し、ファーブラシ６か
らのトナーの落下を防止することが可能となる。

【００３２】実際に本実施形態では、設置角度θを15
°、設置位置を点Ｃから下方に10mmの位置にファーブラ
シ６を配置したところ、従来では1000枚画像形成を行う
と残留トナーの落下が見受けられたが、本構成では1000
0 枚画像形成を行っていてもトナー落下に伴う画像不良
は発生しなかった。

【００３３】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係る補助部
材を用いたクリーナレスの画像形成装置に於いては、補
助部材の設置角度と設置位置とを適切に設定することに
より、補助部材への残留トナーの取り込み性を向上させ
ることが可能となり、長期にわたって良好な画像形成を
安定して得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係る補助部材の概略構成の模型図
である。

【図２】本実施例に係る画像形成装置の概略構成図であ
る。

【図３】従来例に係る補助部材の概略構成図である。

【符号の説明】

Ａ …固定位置点 Ｂ …最短距離点 Ｃ …接線が垂直になる点 Ｄ …接線 Ｐ …記録シート Ｓ１ …帯電バイアス印加電源 Ｓ２ …現像バイアス印加電源 Ｓ３ …転写バイアス印加電源 Ｓ４ …補助部材バイアス印加電源 Ｔ …ニップ部 Ｘ …レーザー光 １ …感光体ドラム ２ …磁気ブラシ帯電部材 ３ …現像手段 ４ …転写ローラ ５ …定着器 ６ …ファーブラシ ６ａ …基盤 ６ｂ …基布 ６ｃ …繊維 ６ｄ …上流側 ７ …レーザースキャナ ７ａ …ミラー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、前記像担持体に接触して該
   像担持体を一様に帯電すると共に前記像担持体上に残留
   したトナーを回収する接触帯電手段と、前記像担持体上
   に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像
   してトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上に
   形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段とを有
   する画像形成装置であって、 前記像担持体の前記転写手段と前記接触帯電手段との間
   に該像担持体に接触するファーブラシ補助部材を設け、
   且つ前記ファーブラシ補助部材を前記像担持体の駆動方
   向下流側に傾斜させて支持したことを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 前記ファーブラシ補助部材を、前記像担
   持体の接線が垂直になる位置よりも重力方向下方に設置
   したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記ファーブラシ補助部材をバイアス印
   加可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。