JP2000039826A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型・低コストであるとともに、感光体にフ
ィルミングが発生することなく、優れた感光体のクリー
ニング性を示す電子写真装置を提供すること。 【解決手段】 トナー像を転写した後、帯電前に、感光
体上の転写残りトナーを除去するとともに、前記転写に
よる逆極性の電荷を除去する、導電性クリーニングブレ
ードを有する除電クリーニング手段、導電性クリーニン
グブレードに電圧を印加する電圧印加手段、および導電
性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングを制
御する制御手段を具備し、導電性クリーニングブレード
への電圧の印加は、帯電手段が動作するタイミングの範
囲内であって、かつ転写手段が動作する感光体上の領域
より広い領域が除電されるように、制御手段により制御
されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置に係
り、特に、除電クリーニング手段を備えた電子写真装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型な装置で、低コストの電子写真プロ
セスを実現する方法として、クリーニングブレードを導
電性化して、感光体上の不要な電荷除去や帯電を行うプ
ロセスが提案されている。このプロセスについて、感光
体上の露光された部分に現像を行う反転現像プロセスを
例にとって具体的に説明する。

【０００３】まず、負帯電の感光体を用いた場合には、
感光体上の潜像を負帯電のトナーを用いて現像してトナ
ー像を形成し、正の電荷によりこのトナー像を用紙に転
写する。この時、正の転写電荷が感光体を帯電させる
と、負帯電性の感光体は正の電荷に対して感度を持たな
いため、感光体表面のクリーニング後に感光体表面に除
電光を照射しても、この電荷を除去できない。そのた
め、次の帯電工程で逆電荷の有無に応じた帯電ムラが発
生し、画像ムラとなることが考えられる。

【０００４】高画質プリンタやＰＰＣでは、このムラが
問題であるため、通常、転写後にチャージャーを追加し
てこの逆電荷除去を行うプロセスを追加している。しか
しながら、昨今の装置の小型化・環境対応から、感光体
径の小型化やオゾン発生量の多いチャージャーを削減す
ることが必要不可欠となってきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記説明したように、
感光体の逆電荷の除去を行うために、よりよいシステム
が求められているが、実現されていない。本発明は、こ
のような事情の下になされ、小型・低コストであるとと
もに、画像ムラがなく、感光体にフィルミングが発生す
ることのない電子写真装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、感光体を帯電する帯電手段、帯電された
感光体を露光して潜像を形成する露光手段、前記潜像が
形成された感光体にトナーを付着させ、トナー像を形成
する現像手段、前記感光体の帯電と逆極性の電荷によ
り、前記トナー像の転写材への転写を行う転写手段、前
記トナー像を転写した後、前記帯電前に、前記感光体上
の転写残りトナーを除去するとともに、前記転写による
逆極性の電荷を除去する、導電性クリーニングブレード
を有する除電クリーニング手段、前記導電性クリーニン
グブレードに電圧を印加する電圧印加手段、および前記
導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミング
を制御する制御手段を具備し、前記導電性クリーニング
ブレードへの電圧の印加は、前記帯電手段が動作するタ
イミングの範囲内であって、かつ前記転写手段が動作す
る感光体上の領域より広い領域が除電されるように、前
記制御手段により制御されることを特徴とする電子写真
装置を提供する。

【０００７】あるいは、前記導電性クリーニングブレー
ドへの電圧の印加は、前記帯電手段が動作するタイミン
グの範囲内であって、かつ前記転写手段が動作する感光
体上の領域が前記除電クリーニング手段を通過する範囲
内で、前記転写材に対応する領域の外側において行われ
るように、前記制御手段により制御されることを特徴と
する電子写真装置を提供する。

【０００８】以上のように構成される本発明の電子写真
装置によると、転写後に感光体の帯電極性と逆極性の電
荷除去を行うとともに、クリーニングを行う導電性クリ
ーニングブレードを使用し、さらに導電性クリーニング
ブレードに印加するタイミングを適切に制御することに
より、クリーニングブレードにかかる負荷を低減するこ
とができ、クリーニングブレードの寿命を延ばすことが
でき、ひいては１枚あたりの単価を低くすることが可能
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施
形態に係る、導電性ブレードを採用した、小型・低コス
ト・高画質を達成することが可能な電子写真装置を示
す。図中、参照符号１は、感光体ドラムを示し、負帯電
性のＯＰＣ（有機感光体）等からなる。なお、負帯電性
のＯＰＣは、負の電荷に対しては光により除電できる
が、正の電荷（逆極性電荷）については光により除電で
きないという特性を有する。

【００１０】ここで、図１に示す電子写真装置のプロセ
ス動作を簡単に説明すると、まず、感光体１の動作に伴
い、帯電チャージャー２が動作し、感光体１の表面を一
様に負に帯電させる。次いで、感光体１の感度に合致し
た波長を有する光源により感光体１を露光して、感光体
１上に潜像を作成する。ここでは、光源としてレーザー
３を使用した。

【００１１】次に、感光体１の潜像に対し、現像器４に
より感光体１の露光部にトナーを付着させ、トナー像を
形成する。現像器４は、ここでは２成分現像の場合を示
した。また、露光部にトナーを付着させる反転現像であ
り、トナーとしては負帯電性のトナーを使用する。

【００１２】その後、転写チャージャー５によって用紙
６の裏面にトナーと逆極性の電荷（この例では正電荷）
を付与して、感光体１上のトナー像を用紙６に転写す
る。次に、導電性クリーニング７によって、感光体１上
の転写残りトナーを掻き落とすとともに、転写部におい
て感光体に与えられた不要な正電荷の除電を行う。この
場合、導電性クリーニング７では、印加される電圧を制
御することによって、感光体１を負極性側に表面電位を
シフトすることが出来る。

【００１３】次いで、光除電器８により、感光体１上の
負電荷の消去を行い、帯電工程前に感光体上の表面電位
の均一化を行い、帯電工程に移行する。光除電器は、感
光体１の感度に合致した波長を有する光源であれば良
く、適当なランプを選択することが出来る。

【００１４】このようなサイクルを繰り返すことによ
り、画像形成が行われる。ここで、説明に使用した帯電
器および転写器は、ローラタイプの接触型でも同様に用
いることが出来、露光部はレーザー以外にＬＥＤアレー
等も考えられ、以上の例以外にも、組み合わせは多数考
えることが出来る。

【００１５】次に、クリーナ部に導電性ブレードを使用
した場合の効果について、図２を参照して説明する。図
２は、クリーナ部に導電性ブレードを使用した場合の感
光体表面電位の変化を示す。

【００１６】まず、図２（ａ）に示すように、感光体表
面は均一に負に帯電され、次いで、露光され、図２
（ｂ）に示すように、露光された部分の電位が低下す
る。次に、現像によりトナー像が形成された感光体表面
電位は、図２（ｃ）に示すように、トナー部の電位が低
く、白部が高くなっている。これに、用紙裏面より転写
電圧を印加すると、用紙抵抗やトナー層厚等により違い
はあるが、図２（ｄ）に示すように、白部、トナー部共
に電位が低下するか、もしくは逆極性に帯電される。ま
た、用紙のエッジ部では転写電荷が直接感光体に付与さ
れるため、感光体が逆極性にまで帯電される場合が多
い。

【００１７】このような状態で、従来のように光除電の
みを行うと、感光体の特性により正電荷が消去できず、
帯電前の電位の均一化が図れない。このため、次の帯電
工程で帯電ムラが発生し、画像メモリとなる。

【００１８】これに対し、本発明のように、クリーニン
グブレードとして導電性ブレードを用い、通電クリーニ
ングを行うと、図２（ｅ）に示すように、全体の電位が
転写後電位に応じて上昇し、特に用紙のエッジ部の電位
が上昇する。この状態で除電を行うと、図２（ｆ）に示
すように、帯電の前に、電位はほぼ均一となる。この状
態で帯電を行うと、図２（ａ）の状態に戻る。このた
め、帯電ムラの発生がなく、画像ムラのない、高画質の
画像を得ることが可能となる。

【００１９】ここで、重要なのは、クリーニングブレー
ドを転写電荷の除電用として用いたことであり、転写後
のチャージャーをつけるスペースの無い、小型プロセス
に好適に使用することが出来る。また、特に、チャージ
ャーの代わりに接触型の逆電荷除電器としたことで、オ
ゾン発生比を従来の１／１０以下に低減させることが出
来た。

【００２０】なお、転写前に逆極性電荷を消去するチャ
ージャーを設けることにより、更に、帯電前の電位の均
一化を図ることが可能である。ここで、上記導電性クリ
ーニング部に電圧を印加するタイミングについて、図３
を参照して説明する。

【００２１】導電性クリーニングブレードを用いる場
合、一般に、帯電タイミングにあわせて、除電クリーニ
ングの電圧印加をおこなうことが考えられるが、このよ
うなタイミングで電圧制御を行うと、クリーニング性能
の満足できる期間が短くなってしまうという問題があ
る。そのため、本発明では、図３に示すように、導電性
クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングの変更
を行った。

【００２２】即ち、図３（ａ）に示すように、画像が書
かれている部分に対応して、搬送される用紙長さよりも
やや広めに転写バイアスが印加されているため、この転
写バイアスが印加されている部分よりやや広く（＋０．
１ｓｅｃ程度）、導電性クリーニングブレードに電圧を
印加し、除電クリーニングを行うようにした。即ち、転
写電圧が印加された領域が除電クリーニング部に到達す
る少し前に導電性クリーニングブレードに電圧をＯＮ
し、通過した少し後に電圧をＯＦＦするように制御し
た。下記表１に、このように、導電性クリーニングブレ
ードへの電圧印加のタイミングの変更を行った場合のク
リーニング試験結果を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記表１から、帯電と同期させて導電性ク
リーニングブレードへの電圧印加を行った場合には、ク
リーニング不良発生に至るまでの枚数は２０ｋ枚である
のに対し、図３（ａ）に示すように導電性クリーニング
ブレードへの電圧印加のタイミングの変更を行った場合
には、クリーニング不良発生に至るまでの枚数は６０ｋ
枚と、大幅に改善された。このように、導電性クリーニ
ングブレードへの電圧印加のタイミングの変更によっ
て、クリーニング不良発生に至るまでの枚数が大幅に延
びている事がわかる。

【００２５】通常、感光体の動作は、駆動モータの共通
化や感光体性能維持のために、画像形成時間に対し、２
倍から３倍以上長く動作を行っている。この間は通常、
画像形成が行われておらず、従って、転写電圧を印加す
る必要がない。また、連続印字時の用紙間も、通常は転
写を行わないように制御されている。

【００２６】転写バイアスは、画像形成に同期して搬送
された用紙にオーバーラップ（やや広く）して印加され
れば充分である。除電同時クリーニングは、正電荷を除
去するために必要であり、転写を行わない部分では除電
（電圧の印加）は不要であるため、上記電圧印加のタイ
ミングの変更を行っても、画質上には何の問題も生じな
い。クリーニング不良発生に至る枚数が延びる原因につ
いては、詳細は不明であるが、上記タイミングの変更に
より、電圧印加による（トナーとの反発力増加）クリー
ニング不良発生の機会が低下することと、電圧印加によ
り感光体素管との間のクーロン力で摩擦力が増加して、
ブレードエッジへの負荷が増大するためと考えられる。

【００２７】次に、導電性クリーニングブレードへの電
圧印加のタイミングの変更の他の例について説明する。
即ち、図３（ｂ）に示す例では、導電性ブレードへの電
圧の印加タイミングを、画像形成部に搬送される用紙の
前後のみとするようにした。即ち、転写電圧が印加され
た領域が除電クリーニング部に到達する少し前に導電性
クリーニングブレードに電圧をＯＮとし、到達した時点
でＯＦＦとし、通過した時点でＯＮとし、通過した少し
後にＯＦＦとするように制御した。

【００２８】通常、転写は、用紙全面にわたって画像を
転写できるように考慮されており、転写バイアスは、用
紙に対して用紙先端よりやや早く電圧印加をＯＮし、用
紙後端よりやや遅く印加をＯＦＦするように制御されて
いる。この用紙以外の転写については、用紙が転写部に
挟まっていないため、転写電荷が直接感光体側に移行す
る領域であり、次の工程（感光体一周後）で転写電荷に
よる不均一帯電が最も発生しやすく、画像に転写電荷の
影響（濃度むら）が発生しやすい。このため、この部分
については、最も除電（正電荷除電）が必要であること
がわかっている。図３（ｂ）に示す電圧印加のタイミン
グは、その部分についてのみ除電を行うものである。

【００２９】図３（ｂ）に示すような導電性クリーニン
グブレードへの電圧印加のタイミングの変更により、表
２に示すように、図３（ａ）に示す例よりも、クリーニ
ング不良発生に至る枚数が更に延びていることがわか
る。

【００３０】なお、下記表２に示すように、クリーニン
グ性は印加する負ＤＣ電圧の電位により大きく変化する
ことが判明した。下記表２に、帯電と同期してクリーニ
ングブレードに電圧印加した場合における印加する電圧
とクリーニング不良の発生に至るまでの枚数の関係を示
す。

【００３１】

【表２】

【００３２】上記表２から、導電性クリーニングブレー
ドを使用していても電圧の印加を行わないと、クリーニ
ング不良の発生枚数が多く、ＤＣ電圧の増加に応じてク
リーニング不良発生枚数が少なくなることがわかった。
この関係は、図３（ａ）、（ｂ）に示すタイミングで制
御した場合にも、同じような傾向にある。これは、使用
しているトナーの極性と印加する電圧極性が同じである
ため。電気的な反発が発生して、クリーニング不良が発
生するためと考えている。

【００３３】また、上記表１の実験Ｎｏ．４に示すよう
に、クリーニング不良発生枚数を遅らせるために、ＤＣ
印加電圧を低下させて、ＡＣ電圧で補う事を行うと（負
ＤＣ成分が小さい場合、ＡＣ電圧のピーク電圧を大きく
することで同等の除電性能が得られる）、クリーニング
不良発生に至るまでの枚数は延びるが、感光体へのトナ
ーフィルミングの発生があった。これは、過剰なＡＣ電
流によるブレードー感光体間での熱のために、トナーの
溶融が行われることが原因であると思われる。このよう
なフィルミングが発生すると、感光体の静電特性の変化
が大きく、正常な画像が得られない。従って、これらを
考慮して、クリーニングブレードへの印加電圧として最
適なＡＣ＋ＤＣ電圧を選択することが出来る。

【００３４】尚、Ｍ／Ｃ内で用紙ＪＡＭ等の不具合があ
った場合には、通常のプロセスタイミングが行われない
が、この場合も、転写電圧が印加する時に限って、導電
性クリーニングブレードに電圧を印加するように制御す
ることが望ましい。その他、様々な状況に応じてプロセ
スタイミングが設定されるが、転写電圧が印加された部
分に応じて導電性クリーニングブレードに電圧を印加す
るように制御することが望ましい。また、本発明の要旨
を変えない範囲で、適宜変形してもよいことは言うまで
もない。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よると、露光部に現像を行う反転現像を用いた電子写真
装置において、転写後に感光体の帯電極性と逆極性の電
荷除去を行い、同時にクリーニングを行う導電性クリー
ニングブレードを使用し、さらに導電性クリーニングブ
レードに印加するタイミングを適切に制御することによ
り、クリーニングブレードにかかる負荷を低減できるた
め、クリーニングブレードの寿命を延ばすことができ、
ひいては１枚あたりの単価の低い（低ＣＰＣ）電子写真
装置を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子写真装置を示す
図。

【図２】本発明の一実施形態に係る電子写真装置の導電
性クリーニングブレードの効果を示す図。

【図３】導電性クリーニングブレードへの電圧印加の制
御タイミング図。

【符号の説明】

１…感光体 ２…帯電チャージャー ３…レーザー ４…現像器 ５…転写チャージャー ６…用紙 ７…導電性クリーニング ８…光除電器。

フロントページの続き (72)発明者 藤原 茂 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町工場内 Ｆターム(参考） 2H027 EA09 ED03 ED28 2H034 BF04 BF11 BF12 2H035 AA08 AA22 AB03 AC04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体を帯電する帯電手段、帯電された感
   光体を露光して潜像を形成する露光手段、前記潜像が形
   成された感光体にトナーを付着させ、トナー像を形成す
   る現像手段、前記感光体の帯電と逆極性の電荷により、
   前記トナー像の転写材への転写を行う転写手段、前記ト
   ナー像を転写した後、前記帯電前に、前記感光体上の転
   写残りトナーを除去するとともに、前記転写による逆極
   性の電荷を除去する、導電性クリーニングブレードを有
   する除電クリーニング手段、前記導電性クリーニングブ
   レードに電圧を印加する電圧印加手段、および前記導電
   性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミングを制
   御する制御手段を具備し、前記導電性クリーニングブレ
   ードへの電圧の印加は、前記帯電手段が動作するタイミ
   ングの範囲内であって、かつ前記転写手段が動作する感
   光体上の領域より広い領域が除電されるように、前記制
   御手段により制御されることを特徴とする電子写真装
   置。
2. 【請求項２】感光体を帯電する帯電手段、帯電された感
   光体を露光して潜像を形成する露光手段、前記感光体の
   露光部にトナーを付着させ、トナー像を形成する反転現
   像方式の現像手段、前記感光体の帯電と逆極性の電荷に
   より、前記トナー像の転写材への転写を行う転写手段、
   前記トナー像を転写した後、前記帯電前に、前記感光体
   上の転写残りトナーを除去するとともに、前記転写によ
   る逆極性の電荷を除去する、導電性クリーニングブレー
   ドを有する除電クリーニング手段、前記導電性クリーニ
   ングブレードに電圧を印加する電圧印加手段、および前
   記導電性クリーニングブレードへの電圧印加のタイミン
   グを制御する制御手段を具備し、前記導電性クリーニン
   グブレードへの電圧の印加は、前記帯電手段が動作する
   タイミングの範囲内であって、かつ前記転写手段が動作
   する感光体上の領域が前記除電クリーニング手段を通過
   する範囲内で、前記転写材に対応する領域の外側におい
   て行われるように、前記制御手段により制御されること
   を特徴とする電子写真装置。