JP2001056629A

JP2001056629A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001056629A
Application number: JP11230496A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-08-17
Filing date: 1999-08-17
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】転写残トナーの帯電量を安定化させ、トナー
リサイクル用のクリーニングローラ部材による転写残ト
ナーの回収、排出の効率の向上を図って、トナーリサイ
クル用のクリーニングローラ部材の汚れにより発生する
画像汚れを防止する画像形成装置を提供すること。【解決手段】転写残トナーをクリーニングするクリー
ニング手段は、転写残トナーを再帯電ローラにより再帯
電した後、再帯電ローラにより再帯電された転写残トナ
ーを、回収バイアスが印加されるクリーニングローラ部
材により、転写残トナーをクリーニングローラ部材上に
一旦回収すると共に、非画像形成領域において、回収バ
イアスと反対極性の排出バイアスを印加してクリーニン
グローラ部材上のトナーを像形成体上に排出することを
特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等で、像形成体の周辺に帯電手段、画像書込
手段、現像手段等を配置して画像形成を行う電子写真方
式の画像形成に用いられるトナーリサイクル用のクリー
ニング手段を有する画像形成装置に関し、特に現像剤に
球形トナーや小粒径トナーが用いられる場合のトナーリ
サイクル用のクリーニング手段を有する画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、像形成体や中間転写体（中間転写
ベルト或いは中間転写ドラム）等の転写残トナーをクリ
ーニングするクリーニング手段に１つとしてクリーニン
グローラ部材（クリーニングローラ）が用いられてい
る。さらに、トナーの有効利用のため、画像形成後、使
用するトナー（現像時のトナー）と反対極性の回収バイ
アスをクリーニングローラに印加し、像形成体上に残っ
た転写残トナーを一旦クリーニングローラ上に回収した
後、非画像形成領域において、回収バイアスと反対極性
（使用するトナー（現像時のトナー）と同極性）の排出
バイアスを印加して像形成体上に排出し、現像手段にて
回収する、転写残トナーの電気的なトナーリサイクル用
のクリーニング方法が、特開平８−１６６７５０号公
報、同８−１５２８３２号公報、同８−６４５４号公
報、同６−５１６７２号公報等により提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トナー
リサイクル用のクリーニングローラ部材（クリーニング
ローラ）に回収バイアスや排出バイアスを印加して転写
残トナーを電気的にクリーニングする上記提案のトナー
リサイクル用のクリーニング方法において、転写残トナ
ーの帯電量（Ｑ／Ｍ）が安定せず、トナーリサイクル用
のクリーニングローラ部材による転写残トナーの回収効
率、排出効率が悪く、トナーリサイクル用のクリーニン
グローラ部材の汚れにより画像汚れが発生するという問
題が起こる。

【０００４】特に現像剤として、トナーリサイクル用の
クリーニングローラ部材を転写残トナーが擦り抜け易
く、クリーニングが困難な小粒径トナーや球形トナーが
用いられる場合、転写残トナーの帯電量がより安定せ
ず、トナーリサイクル用のクリーニングローラ部材によ
る転写残トナーの回収効率、排出効率が悪く、トナーリ
サイクル用のクリーニングローラ部材の汚れにより画像
汚れが発生するという問題が起こる。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決し、転写残ト
ナーの帯電量を安定化させ、トナーリサイクル用のクリ
ーニングローラ部材による転写残トナーの回収、排出の
効率の向上を図って、トナーリサイクル用のクリーニン
グローラ部材の汚れにより発生する画像汚れを防止する
画像形成装置、特に現像剤としてクリーニングが困難な
小粒径トナーや球形トナーが用いられる場合の、転写残
トナーの帯電量を安定化させ、トナーリサイクル用のク
リーニングローラ部材による転写残トナーの回収、排出
の効率の向上を図って、トナーリサイクル用のクリーニ
ングローラ部材の汚れにより発生する画像汚れを防止す
る画像形成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】上記目的は、像形成体上
にトナー像を形成し、転写する画像形成装置において、
転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段は、
前記転写残トナーを再帯電ローラにより再帯電した後、
前記再帯電ローラにより再帯電された転写残トナーを、
回収バイアスが印加されるクリーニングローラ部材によ
り、前記転写残トナーを前記クリーニングローラ部材上
に一旦回収すると共に、非画像形成領域において、前記
回収バイアスと反対極性の排出バイアスを印加して前記
クリーニングローラ部材上のトナーを前記像形成体上に
排出することを特徴とする画像形成装置によって達成さ
れる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。

【０００８】本発明にかかわる画像形成装置の一実施形
態の画像形成プロセス及び各機構と、クリーニング手段
とについて、図１ないし図４を用いて説明する。図１
は、本発明にかかわる画像形成装置の一実施形態を示す
レーザプリンタの断面構成図であり、図２は、図１のト
ナーリサイクル用のクリーニング手段の拡大断面構成図
であり、図３は、再帯電ローラ及びトナーリサイクル用
のクリーニングローラ部材の層構成を示す図であり、図
４は、図２のトナーリサイクル用のクリーニングローラ
部材に印加される回収バイアス及び排出バイアスの作動
領域を示す図である。

【０００９】図１によれば、ドラム状の像形成体である
感光体ドラム１０は、例えば、アルミ部材によって形成
される円筒状の金属基体を内側に設け、表面にオーバー
コート層（保護層）を設けた有機感光体層（ＯＰＣ）を
該基体の外周に形成したものであり、接地された状態で
図１の矢印で示す方向に回転される。

【００１０】有機感光体層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）
を主成分とする電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送物質
（ＣＴＭ）を主成分とする電荷輸送層（ＣＴＬ）とに機
能分離された二層構成の感光体層とされる。なお有機感
光体層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送物質（Ｃ
ＴＭ）を１つの層中に含有する単層構成とされてもよ
く、該単層構成又は前記二層構成の感光体層には、通常
バインダー樹脂が含有される。

【００１１】前記二層構成の有機感光体層を有する感光
体ドラムにおいて、ＣＧＬに含有されるＣＧＭとして
は、ＬＥＤ，ＬＤ等の光源光に感光性を有するアゾ系顔
料、アズレニウム顔料、フタロシアニン系顔料、ペリレ
ン系顔料が用いられ、なかでも赤〜赤外光（６００ｎｍ
〜８５０ｎｍ）に感光するＯＰＣ感光体のＣＧＭとして
は、銅フタロシアニン顔料やチタニルフタロシアニン顔
料等が好ましく用いられる。

【００１２】ＣＧＬに用いられるバインダー樹脂として
は、ポリビニルブチラール樹脂又はポリカーボネート樹
脂が用いられ、感度、繰り返し使用時の電位変化等にお
いて優れる。これらのバインダー樹脂は、単独で或いは
２種以上の混合物として用いることができる。

【００１３】ＣＧＬの形成に用いられる溶媒或いは分散
媒としては、ケトン系又はハロゲン系溶剤が好ましく用
いられ、感度、繰り返し使用時の電位変化等が更に良好
となる。また、これらの溶媒は単独或いは２種以上の混
合溶媒として用いることもできる。

【００１４】ＣＧＬ中のＣＧＭとバインダー樹脂との重
量比は１００：１〜１０００とされ、該ＣＧＬの膜厚は
０．０１〜１０μｍとされ、該ＣＧＬの形成のための塗
布方法としては、ブレード塗布、ワイヤーバー塗布、ス
プレー塗布、ディップ塗布、スライドホッパー塗布等の
各塗布方法がある。

【００１５】次に前記ＣＴＬに含有されるＣＴＭとして
は、ヒドラゾン系化合物、スチリル系化合物、ベンジジ
ン系化合物、スチルベン系化合物等が用いられる。

【００１６】前記ＣＴＬに用いられるバインダー樹脂と
しては、広範囲な絶縁性樹脂から適時選択して使用する
ことができ、好ましい結着樹脂としては、シリコン−ア
ルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポ
リ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の絶縁性樹
脂を挙げることができ、これらの結着樹脂は単独或いは
２種以上混合して用いることができる。

【００１７】バインダー樹脂とＣＴＭとの配合比は１：
１０〜５００とされ、更には１：２０〜１５０が好まし
い。ＣＴＬの膜厚は１〜１００μｍとされるが、更に５
〜５０μｍが好ましい。

【００１８】塗布方法としては、ＣＧＬと同様な方法を
用いることができる。

【００１９】又、有機感光体層と導電層との間に必要に
より中間層が設けられるが、中間層としては、例えば塩
ビ酢ビ共重合体、塩ビ酢ビマレイン酸共重合体、エチル
セルロース、カルボキシメチルセルロース、共重合タイ
プ若しくは変性タイプのアルコール可溶性ポリアミド樹
脂等の０．０１〜２μｍ厚の樹脂層とされる。

【００２０】オーバーコート層（保護層）としては、有
機溶剤に例えばシリコン、フッ素等の樹脂を溶解し、さ
らに必要により酸化防止剤、マット剤等を添加したもの
を用いる。塗布方法は特に限定しないが、スプレー塗
布、スライドホッパー塗布方法が好ましい。膜厚は０．
５〜１０μｍ程度に形成する。これにより、感光体層表
面の硬度、強度等が増加され、スリ傷の発生が防止され
ると共に、高温耐久性が得られる。また、感光体層表面
をより強くクリーニングすることも可能となるため、表
面付着物の除去が容易となる。さらにトナーの転写性、
特に小粒径トナーや球形トナーでの転写性の向上も図ら
れる。

【００２１】１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器
であり、感光体ドラム１０の前述した有機感光体層に対
し所定の電位に保持されたグリッドと放電ワイヤによる
コロナ放電とによって帯電作用を行い、感光体ドラム１
０に対し一様な電位を与える。

【００２２】感光体ドラム１０はその周面に対して、ス
コロトロン帯電器１１により、使用されるトナー（現像
時のトナー）と同極性（本実施形態においてはマイナス
極性）のコロナ放電により一様に帯電された後、画像書
込手段である露光光学系１２により画像信号に基づいた
像露光が行われる。

【００２３】画像書込手段である露光光学系１２は不図
示のレーザ光源から発光されるレーザ光を回転多面鏡１
２ｂにより回転走査し、ｆθレンズ１２ｃ、反射ミラー
１２ｄ等を経て感光体ドラム１０上を画像信号に対応す
る電気信号による露光が開始され、感光体ドラム１０の
回転走査によって感光体ドラム１０の表面の感光体層に
原稿画像に対応する静電潜像を形成する。

【００２４】トナー粒子とキャリア粒子とで構成される
二成分現像剤或いはトナー粒子のみで構成される一成分
現像剤を内包する現像手段である現像器１３が設けられ
ていて、感光体ドラム１０に形成された潜像の現像が一
成分現像剤或いは二成分現像剤を担持する現像スリーブ
１３１によって行われる。現像は、現像剤搬送体として
の現像スリーブ１３１と感光体ドラム１０との間にトナ
ーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）の直
流電圧（不図示）が交流電圧（不図示）に重畳された現
像バイアスの印加により、現像剤の接触の状態での反転
現像にて行われる。

【００２５】現像手段である現像器１３には、従来平均
粒径が十数μｍの非磁性トナーと平均粒径が数十〜数百
μｍの磁性キャリアとから成る二成分現像剤或いは平均
粒径が十数μｍの非磁性トナーから成る一成分現像剤が
用いられている。しかし現像剤は、振動電界によってト
ナーの移行制御が効果的に行われることから、平均粒径
が１〜２０μｍ、好ましくは４〜１０μｍのトナーと平
均粒径１０〜６０μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μ
ｍのキャリアとから成る二成分現像剤或いは平均粒径が
１〜２０μｍ、好ましくは４〜１０μｍのトナーから成
る一成分現像剤を用いることが好ましい。この点につい
て説明する。

【００２６】（キャリア）一般に磁性キャリア粒子は平
均粒径が大きいと、現像剤搬送体上に形成される磁気ブ
ラシの穂の状態が粗くなるために、電界により振動を与
えながら静電潜像を現像しても、トナー像にムラが現れ
易く、穂におけるトナー濃度が低くなるので高濃度の現
像が行われない等の問題点がある。この問題点を解消す
るには、磁性キャリア粒子の平均粒径ｄｃを小さくすれ
ばよく、実験の結果体積平均粒径ｄｃが１０〜６０μ
ｍ、好ましくは２０〜５０μｍであると上記問題点は発
生しないことが判明した。

【００２７】ｄｃが１０μｍ以下であると、キャリアを
十分に磁化させることが困難で、トナー粒子と共に像形
成体の表面に付着するようになったり、飛散し易くな
る。

【００２８】また、ｄｃが６０μｍ以上になると、キャ
リアの比表面積が小さくなるため、トナーを十分に帯電
することができない。また、被覆率が高くなるためトナ
ー飛散も起こり易くなる。

【００２９】上記体積平均粒径ｄｃは、湿式分散機を備
えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＲＯＳ」（Ｓ
ＹＭＰＡＴＥＣ社製）により測定される。先ず、湿式分
散機で磁性粒子数１０ｍｇを界面活性剤と共に水５０ｍ
ｇに分散させ、次いで超音波ホモジナイザー（出力１５
０Ｗ）で発熱による再凝集が起こらぬよう注意しなが
ら、１〜１０分間分散する前処理を行った後に測定した
値である。

【００３０】キャリアの磁化の強さ（最大磁化）は、５
〜６０ｅｍｕ／ｇ、好ましくは１０〜４０ｅｍｕ／ｇで
ある。この強さは現像剤搬送体上の磁束密度にもよる
が、現像剤搬送体の一般的な磁束密度の条件下において
は、５ｅｍｕ／ｇ未満では磁気的な束縛力が働かずキャ
リア飛散の原因となる。また、６０ｅｍｕ／ｇを超える
とキャリアの穂立ちが高くなり過ぎ、現像性が低下す
る。

【００３１】キャリアの磁化の強さの測定は、キャリア
粒子を０．２５ｃｍ×３ｃｍ²の試料セルにタッピング
しながら充填した後、試料をピックアップコイルに付け
て磁化器にセットし、直流磁化特性自動記録装置「ＴＹ
ＰＥ３２５７」（横河北辰電機社製）を用いてＸ−Ｙレ
コーダにヒステリシスカーブを描かせることにより行わ
れる。

【００３２】このような磁性キャリアは、磁性体として
従来の磁性キャリアにおけると同様の、鉄、クロム、ニ
ッケル、コバルト等の金属、あるいはそれらの化合物や
合金、例えば、四三酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化ク
ロム、酸化マンガン、フェライト、マンガン−銅系合
金、といった強磁性体の球形化された粒子、又はそれら
の球形磁性体粒子の表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹
脂、エチレン系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹
脂、ポリアミド樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系
樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等の単独、又は共
重合体で球形に被覆することで得られる。

【００３３】また、これらの樹脂の中に、磁性体微粒子
を分散して含有させた、いわゆる樹脂分散型キャリアも
用いることができる。

【００３４】（トナー）一般にトナー粒子は、平均粒径
が小さくなると、定性的に粒径の二乗に比例して帯電量
が減少し、相対的にファンデルワールス力のような付着
力が大きくなって、飛散し易くなり、カブリが発生し易
くなる。そして、平均粒径が１０μｍ以下になると、こ
の問題が顕著に現れるようになる。その点を本実施形態
の現像手段では現像を振動電界下で行うことで解消する
ようにしている。

【００３５】トナーの体積平均粒径Ｄ₅₀（μｍ）が大き
くなると、既に触れているように、画像の荒れが目立つ
ようになる。Ｄ₅₀が１０μｍ以下の微粒子化したトナー
（小粒径トナー）を用いると、解像力は格段に向上し
て、濃淡差も忠実に再現した鮮明な高画質画像を与える
ようになる。Ｄ₅₀が２０μｍ以上では、画質の低下を生
じ、１μｍ以下になると、帯電不良、飛散等が起こり易
くなる。

【００３６】以上の理由からトナーの体積平均粒径Ｄ₅₀
は１〜２０μｍ、好ましくは４μｍ≦Ｄ₅₀≦１０μｍで
ある。

【００３７】Ｄ₅₀が１０μｍより大きい場合は粒径が大
きく解像力が不足し、Ｄ₅₀が４μｍより小さい場合は凝
集力が大きく、摩擦帯電不良となり易い。

【００３８】ここで、平均粒径に用いた体積平均粒径Ｄ
₅₀はコールターカウンターＴＡ−II型（アパーチャー１
００μｍ、コールター社製）で測定された。

【００３９】また、トナー粒子が現像バイアスの電界に
追随するために、トナー粒子の帯電量の絶対値は、二成
分磁性現像剤においては、特に１０〜３０μＣ／ｇにす
るのが現像性確保、カブリや飛散防止の観点から望まし
い。特に粒径の小さい場合は高い帯電量が必要である。

【００４０】このようなトナーのバインダー樹脂として
は、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロ
ジン変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリエステル樹脂や、これらのスチレン−ア
クリル系樹脂等の共重合体樹脂又は混合した樹脂等が好
ましい。これらの樹脂にカラー顔料等の着色成分や、必
要に応じて帯電制御剤、ワックス等の離型剤、粒子の流
動滑りを良くするための流動化剤、像担持体面の清浄化
に役立つクリーニング剤等を加えて、従来公知の粉砕造
粒法，懸濁重合法，乳化重合法等のトナー製造方法と同
等の方法によって作ることができる。流動化剤として
は、コロイダルシリカ、シリコンワニス、金属石鹸ある
いは非イオン表面活性剤等を用いることができ、クリー
ニング剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコン
あるいはフッ素等表面活性剤等を用いることができる。

【００４１】またトナー形状としては重合法等により製
造される球形トナーの方が、不定形トナーより流動性が
高く、像形成体との付着力が小さく転写率が高いので好
ましい。

【００４２】（現像剤）本実施形態の現像器１３に一成
分現像剤として用いられる場合は、上記に述べたトナー
が用いられるが、現像器１３に二成分現像剤として用い
られる場合は、上記に述べたような球状のキャリア粒子
とトナーとが従来の二成分現像剤におけると同様の割合
で混合した現像剤が好ましく用いられるが、キャリアと
して、一般のコーティングキャリア（密度５〜８ｇ／ｃ
ｍ³）を使用した場合、現像剤中のトナー濃度は２〜３
０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。

【００４３】２重量％より小であると、現像に必要なト
ナー数が確保できなく、被覆率が低下するため帯電過
剰、現像性低下を招く。

【００４４】３０重量％より大であると、被覆率が大と
なり、帯電不良、トナー飛散が起こり易くなる。

【００４５】ただし、現像剤中のキャリアとして前述し
たような密度の比較的軽い（２〜４ｇ／ｃｍ³）樹脂分
散型キャリアを用いた場合の現像剤中のトナー濃度は、
一般の樹脂被覆キャリアを用いる場合よりもやや高く、
５〜４０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％とす
るのがよい。

【００４６】現像剤には、必要に応じて、粒子の流動滑
りをよくするための流動化剤や像形成体１面の清浄化に
役立つクリーニング剤等が混合される。流動化剤として
は、コロイダルシリカ、シリコンワニス、金属石鹸或い
は非イオン表面活性剤等を用いることができ、クリーニ
ング剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリコン或
いは弗素等表面活性剤等を用いることができる。

【００４７】一方、転写材である記録紙Ｐが転写材収納
手段である給紙カセット１５より、送り出しローラ１５
ａにより送り出され、給送ローラ１５ｂにより給送され
てタイミングローラ１５ｃへ搬送される。

【００４８】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆
動によって、感光体ドラム１０上のトナー像の搬送に同
期して転写ローラ１６ａの転写域へと給送される。

【００４９】転写ローラ１６ａは感光体ドラム１０の周
速度に同期して、転写域において感光体ドラム１０と同
方向に回動されており、転写域に給紙された記録紙Ｐは
転写ローラ１６ａと感光体ドラム１０との間でトナー像
に密着され、転写ローラ１６ａへの１〜２ｋＶのトナー
と反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の転写
バイアスの印加により、感光体ドラム１０上のトナー像
が記録紙Ｐ上に転写される。

【００５０】トナー像の転写を受けた記録紙Ｐは鋸歯状
電極板から成る分離手段である除電電極１６ｂにより除
電され、少なくとも一方のローラの内部にヒータを有す
る定着ローラ１７ａと圧着ローラ１７ｂとを有する定着
手段である定着装置１７へと搬送され、定着ローラ１７
ａと、圧着ローラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えられ
ることにより記録紙Ｐ上の付着トナーが定着され、排紙
ローラ１８により装置外部へ排出される。

【００５１】像形成体である感光体ドラム１０の周面上
に残った転写残トナーは、像形成体のトナーリサイクル
用のクリーニング手段であるクリーニング装置１９０に
至り、後段において詳述するように、感光体ドラム１０
に対しクリーニング位置において、感光体ドラム１０の
回転方向上流側に配設され、感光体ドラム１０に当接し
従動回転され再帯電バイアスが印加される再帯電手段で
ある再帯電ローラ１９２により再帯電された後、再帯電
ローラ１９２により再帯電された転写残トナーを、下流
側に配設され、感光体ドラム１０に当接し、回収バイア
ス（不図示）が印加されるトナーリサイクル用のクリー
ニングローラ部材であるクリーニングローラ１９１によ
り、転写残トナーをクリーニングローラ１９１上に一旦
回収した後、非画像形成領域において、回収バイアス
（不図示）と反対極性の排出バイアス（不図示）を印加
してクリーニングローラ１９１上のトナーを感光体ドラ
ム１０に排出し、現像器１３にて感光体ドラム１０上の
トナーを回収する。トナーリサイクル用のクリーニング
ローラ１９１からこぼれ落ちたトナーは、スクリュウ１
９４によってクリーニング装置１９０の一方の側に送ら
れた後、クリーニング装置１９０と結合される搬送パイ
プ１９８の内部に設けられるトナー搬送スクリュウ１９
９により、搬送パイプ１９８を通して現像器１３へと搬
送されて再利用（リサイクル）される。後述する本実施
形態のクリーニング方法を用いることにより、クリーニ
ング時にトナーにストレスを与えないので、トナー劣化
が少なく再利用（リサイクル）が可能となる。またクリ
ーニング装置１９０には、クリーニングローラ１９１に
よりクリーニングされて飛散するトナーが再帯電ローラ
１９２に付着しないように弾性を有するシール部材であ
るシール板１９３が再帯電ローラ１９２とクリーニング
ローラ１９１との間に設けられる。

【００５２】図２ないし図４によれば、像形成体のトナ
ーリサイクル用のクリーニング手段であるクリーニング
装置１９０は、転写残トナーを有する感光体ドラム１０
に対し、クリーニング位置において感光体ドラム１０の
回転方向上流側に配設され、感光体ドラム１０に当接し
従動回転される再帯電手段である再帯電ローラ１９２
と、感光体ドラム１０の回転方向下流側に配設され、感
光体ドラム１０と当接状態とされるトナーリサイクル用
のクリーニングローラ部材であるクリーニングローラ１
９１と、クリーニングローラ１９１によりクリーニング
されて飛散するトナーが再帯電ローラ１９２に付着しな
いように弾性を有する薄板部材、例えば厚さ５０〜１０
０μｍのマイラーフィルム等を用い、再帯電ローラ１９
２とクリーニングローラ１９１との間に設けられるシー
ル部材であるシール板１９３とにより構成され、感光体
ドラム１０の周面上に残った転写残トナーを回収、排出
する。クリーニング装置１９０内にこぼれ落ちたトナー
は現像器１３（図１参照、図２には不図示）に搬送され
て再利用（リサイクル）される。シール部材により、ト
ナーリサイクル用のクリーニングローラ部材から発生す
るトナー散りによる再帯電ローラの汚れが防止され、ト
ナーリサイクル用のクリーニングローラ部材によるクリ
ーニング能力が良好に保たれる。特に現像剤に球形トナ
ーや小粒径トナーが用いられる場合でのトナーリサイク
ル用のクリーニングローラ部材によるクリーニング能力
が良好に保たれる。

【００５３】図３に示すように、トナーリサイクル用の
クリーニング手段であるクリーニング装置１９０のロー
ラ状の再帯電手段である再帯電ローラ１９２は、不図示
の摺動電極を介して、後述するように直流電圧（ＤＣ
１、図２参照、図３には不図示）を重畳した高電圧の交
流電圧（ＡＣ１、図２参照、図３には不図示）による再
帯電バイアスが印加される導電性の芯金１９２ａと、芯
金１９２ａの上に機能的に設けられる、導電カーボン粉
体を分散したセル径１５０μｍ程度のスポンジ状のＥＤ
ＭＤ、ウレタンゴム等からなり、再帯電ローラ１９２の
感光体ドラム１０への接触を確実にする、体積抵抗率が
１０⁵〜１０⁶Ω・ｃｍ程度で、硬度が２５〜３５度（ア
スカーＣ）の導電性弾性層１９２ｂと、過剰電流に対し
て層内電圧降下によって電流を抑制し、電源電圧降下に
よる帯電不良および感光体絶縁破壊を防止する機能をも
つ、体積抵抗率が約１０⁸Ω・ｃｍ程度の半導電特性の
中抵抗層１９２ｃと、内部ゴム材料に含まれる添加物に
よる感光体汚染、ならびに現像剤・紙粉の付着による再
帯電ローラ１９２の表面汚れの蓄積を防止する、例えば
ナイロン等の樹脂を用いる保護層１９２ｄとの３層構成
の弾性を有するローラ部材とされる。なお、前述したト
ナーリサイクル用のクリーニングローラ部材であるクリ
ーニングローラ１９１も再帯電ローラ１９２と同一の構
造であり、感光体ドラム１０上からの転写残トナーの回
収時、直流電圧（ＤＣ２、図２参照、図３には不図示）
による回収バイアスが印加され、またクリーニングロー
ラ１９１からのトナーの排出時、直流電圧（ＤＣ３、図
２参照、図３には不図示）による排出バイアスが印加さ
れる芯金１１ａの上に、導電性弾性層１１ｂと中抵抗層
１１ｃと保護層１１ｄとの３層を設けた構成の弾性を有
するローラ部材とされる。

【００５４】再帯電ローラ１９２は外径が５〜２０ｍｍ
程度、クリーニングローラ１９１は外径が５〜３０ｍｍ
程度であり、外側より計った硬度は３５〜５５度（アス
カーＣ）である。また導電性弾性層１９２ｂ、１９１ｂ
の層表面より計った硬度は２０〜４０度（アスカーＣ）
であり、導電性弾性層１９２ｂ、１９１ｂの層表面と芯
金１９２ａ、１９１ａとの間で計った電気抵抗値は１０
⁴〜１０⁶Ωである。また中抵抗層１９２ｃ、１９１ｃの
層表面と芯金１９２ａ、１９１ａとの間で計った電気抵
抗値は１０⁶〜１０⁹Ωであり、外側の保護層１９２ｄ、
１９１ｄの層厚は５０〜１００μｍである。

【００５５】トナー像が形成される領域である画像領域
において、再帯電ローラ１９２に再帯電バイアスとして
トナーと同極性（本実施形態においてはマイナス極性）
の直流電圧ＤＣ１が重畳される交流電圧ＡＣ１が印加さ
れ、転写後の感光体ドラム１０の周面上の転写残トナー
領域に残った転写残トナーが再帯電されるが、直流電圧
ＤＣ１としてはマイナス極性で−１００〜−４００Ｖ
で、交流電圧ＡＣ１としては周波数１〜２ｋＨｚ、電圧
Ｖ_P-P１．０〜２．５ｋＶのｓｉｎ波や矩形波のものが
用いられ、再帯電バイアスの印加により、転写残トナー
の平均帯電量（Ｑ／Ｍ）は、現像時のトナー（使用する
トナー）の平均帯電量（本実施形態においてはマイナス
極性の帯電量）−１０〜−３０μＣ／ｇに対して、絶対
値でこれよりも低い−５〜−１５μＣ／ｇに均一に帯電
される（帯電量を高めとして均一とされる）と共に、感
光体ドラム１０の表面電位の凹凸（不均一）な電位が再
帯電により平坦とされ、転写残トナーの感光体ドラム１
０との付着力が均一に低くされたものとされて、感光体
ドラム１０上から飛散されることなく下流側のクリーニ
ングローラ１９１のクリーニング領域へと搬送される。

【００５６】クリーニングローラ１９１位置において
は、図２の実線にて示すように、使用されるトナー（現
像時のトナー）と反対極性（本実施形態においてはプラ
ス極性）で、＋３００〜＋１５００Ｖの直流電圧ＤＣ２
が印加される回収バイアスにより、再帯電ローラ１９２
により帯電量を高くして均一とされた感光体ドラム１０
上の転写残トナーが、クリーニングローラ１９１上に回
収される。転写残トナー領域での転写残トナーが完全に
回収されるように、回収バイアスの印加領域を画像形成
領域よりも両側端をやや長く形成する（図４参照）。

【００５７】次に、転写残トナー領域通過後の画像形成
領域間の非画像形成領域において回収バイアスの直流電
圧ＤＣ２を、図２の点線にて示すトナーと同極性（本実
施形態においてはマイナス極性）の−３００〜−１５０
０Ｖの直流電圧ＤＣ３が印加される排出バイアスに切替
え、クリーニングローラ１９１上に付着する回収トナー
を感光体ドラム１０上に排出（付着）させる。排出バイ
アスの印加領域は回収バイアスの印加領域間であり、画
像形成領域間（非画像形成領域）よりもやや短く設定す
る（図４参照）。

【００５８】クリーニングローラ１９１から感光体ドラ
ム１０上に排出されたトナーは、現像器１３（図１参
照、図２には不図示）の現像スリーブ１３１（図１参
照、図２には不図示）にいたり、現像スリーブ１３１上
の磁気ブラシ（図１には不図示）により摺擦されて現像
器１３内部に回収され、再利用（リサイクル）される。

【００５９】上記により、転写残トナーの帯電量が安定
化され、トナーリサイクル用のクリーニングローラ部材
による転写残トナーの回収、排出が効率良く行われ、ト
ナーリサイクル用のクリーニングローラ部材の汚れによ
り発生する画像汚れが防止される。特に現像剤として、
クリーニング部材を転写残トナーが擦り抜け易く、クリ
ーニングが困難な小粒径トナーや球形トナーが用いられ
る場合の、転写残トナーの帯電量が安定化され、トナー
リサイクル用のクリーニングローラ部材による転写残ト
ナーの回収、排出が効率良く行われ、トナーリサイクル
用のクリーニングローラ部材の汚れにより発生する画像
汚れが防止される。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、転写残トナーの帯電量
が安定化され、トナーリサイクル用のクリーニングロー
ラ部材による転写残トナーの回収、排出が効率良く行わ
れ、トナーリサイクル用のクリーニングローラ部材の汚
れにより発生する画像汚れが防止される。特に現像剤と
して、クリーニング部材を転写残トナーが擦り抜け易
く、クリーニングが困難な小粒径トナーや球形トナーが
用いられる場合の、転写残トナーの帯電量が安定化さ
れ、トナーリサイクル用のクリーニングローラ部材によ
る転写残トナーの回収、排出が効率良く行われ、トナー
リサイクル用のクリーニングローラ部材の汚れにより発
生する画像汚れが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかわる画像形成装置の一実施形態を
示すレーザプリンタの断面構成図である。

【図２】図１のトナーリサイクル用のクリーニング手段
の拡大断面構成図である。

【図３】再帯電ローラ及びトナーリサイクル用のクリー
ニングローラ部材の層構成を示す図である。

【図４】図２のトナーリサイクル用のクリーニングロー
ラ部材に印加される回収バイアス及び排出バイアスの作
動領域を示す図である。

【符号の説明】

１０感光体ドラム１１スコロトロン帯電器１２露光光学系１３現像器１６ａ転写ローラ１９０クリーニング装置１９１クリーニングローラ１９２再帯電ローラ１９３シール板１９４スクリュウＰ記録紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体上にトナー像を形成し、転写す
る画像形成装置において、転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段は、
前記転写残トナーを再帯電ローラにより再帯電した後、
前記再帯電ローラにより再帯電された転写残トナーを、
回収バイアスが印加されるクリーニングローラ部材によ
り、前記転写残トナーを前記クリーニングローラ部材上
に一旦回収すると共に、非画像形成領域において、前記回収バイアスと反対極性
の排出バイアスを印加して前記クリーニングローラ部材
上のトナーを前記像形成体上に排出することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】前記再帯電ローラにより再帯電された転
写残トナーの平均帯電量は、前記像形成体上にトナー像
を形成する現像時のトナーと同極性で、且つ前記現像時
のトナーの平均帯電量よりも小さいことを特徴とする請
求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記再帯電された転写残トナーの平均帯
電量が、絶対値で５〜１５μＣ／ｇであることを特徴と
する請求項１または２に記載の画像形成装置。