JP2001125455A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 逆帯電トナーや紙粉などの現像装置内の混入
が防止され、長期間にわたって良好な画像を形成し得る
リサイクルシステムを有する画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体ドラム１表面に当接して設けられ
たクリーニングブレード５２と、クリーニングブレード
に対して感光体ドラムの回転方向上流側に位置し且つ感
光体ドラムに接触するように配置されたファーブラシ５
１と、ファーブラシに接触するように配置された電極ロ
ーラ６０とが設けられたハウジング５０から成り、クリ
ーニングブレードにより掻き取られた回収トナーがファ
ーブラシにより捕集され、電極ローラとファーブラシと
の間に、電極ローラ側がトナーの正規の帯電極性と逆極
性となるようなバイアス電圧を印加することにより、フ
ァーブラシにより捕集されたトナーから、正規の極性に
帯電されたトナーが電極ローラによって捕集されて現像
装置内にリサイクルされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、
ファクシミリなどの画像形成装置に関するものであり、
特にリサイクルシステムが採用された画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】複写機に代表される画像形成装置におい
ては、感光体ドラム表面を一様に帯電し、画像露光によ
り感光体ドラム表面に原稿像に対応する静電潜像を形成
し、次いで該静電潜像を現像して感光体ドラム表面にト
ナー像を形成し、このトナー像を感光体ドラム表面から
紙等の転写材上に転写し、転写されたトナー像を熱、圧
力等により定着させることによって、画像の形成が行わ
れる。

【０００３】このような画像形成装置において、現像剤
としては、磁性トナーから成る一成分系磁性現像剤や、
トナーと磁性キャリヤとから成る二成分系磁性現像剤な
どが広く使用されており、このような磁性現像剤を用い
て現像を行うための現像装置は、通常、磁性現像剤が充
填された現像ハウジングから成っており、この現像ハウ
ジング内には、感光体ドラム表面に対面するように、現
像剤搬送スリーブが収容されている。即ち、現像剤搬送
スリーブは、アルミ等の非磁性スリーブ内に複数の磁極
を有するマグネットを備えた構造を有しており、スリー
ブ回転により、磁気ブラシの形で所定極性に帯電された
トナーを、現像域（該スリーブと感光体ドラム表面との
間の領域）に搬送し、現像を行うものである。

【０００４】ところで、最近になって、省資源や環境性
等の見地から、所定の転写材上にトナー像を転写した後
に、クリーニングブレード等のクリーニング装置により
感光体表面から取り除かれて回収されたトナーを、上記
の現像装置内にリサイクルして再使用するシステムを採
用している画像形成装置が広く普及している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像剤
中には、微量ではあるが、所定極性とは反対の極性に帯
電した逆帯電トナーが存在しており、上述したリサイク
ルシステムが採用された画像形成装置では、画像形成プ
ロセス中をトナーが繰り返し循環していくにしたがい、
逆帯電トナーの量が増していく。このような逆帯電トナ
ーにより、トナー飛散、画像濃度の低下、カブリ及び画
像部のトナー散りなどの不都合が生じる様になる。ま
た、画像形成プロセスを繰り返すにしたがい、転写材
（紙）から発生する紙粉がクリーニング装置により回収
され、現像剤中での紙粉の割合が増加し、この紙粉自体
により、上述した不都合が生じたり、また逆帯電トナー
の発生が促進されたりすることもある。

【０００６】従って本発明の目的は、リサイクルシステ
ムで画像形成を行う画像形成装置において、前述した逆
帯電トナーや紙粉などの現像装置内の混入が有効に防止
され、トナー飛散、画像濃度の低下、カブリ、画像部の
トナー散り等の問題が有効に解消され、長期間にわたっ
て安定に良好な画像を形成し得る画像形成装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、回転す
る感光体ドラム表面に形成された静電像を、現像装置内
に充填された現像剤により現像してトナー像を形成し、
該トナー像を所定の転写材上に転写させると共に、トナ
ー像転写後の感光体ドラム表面に残存するトナーをクリ
ーニング装置により回収し、回収されたトナーを前記現
像装置内にリサイクルする画像形成装置において、前記
クリーニング装置は、感光体ドラム表面に当接して設け
られたクリーニングブレードと、該クリーニングブレー
ドに対して感光体ドラムの回転方向上流側に位置し且つ
感光体ドラムに接触するように配置されたファーブラシ
と、該ファーブラシに接触するように配置された電極ロ
ーラとが設けられたハウジングから成り、前記クリーニ
ングブレードにより掻き取られた回収トナーが前記ファ
ーブラシにより捕集され、前記電極ローラとファーブラ
シとの間に、電極ローラ側がトナーの正規の帯電極性と
逆極性となるようなバイアス電圧を印加することによ
り、該ファーブラシにより捕集されたトナーから、正規
の極性に帯電されたトナーが該電極ローラによって捕集
されて現像装置内にリサイクルされることを特徴とする
画像形成装置が提供される。

【０００８】本発明においては、クリーニングブレード
により感光体ドラム表面から回収されたトナーを、ファ
ーブラシ及び電極ローラを介して現像装置内にリサイク
ルするが、電極ローラによって、正規に帯電したトナー
のみが捕集されて現像装置内にリサイクルされる。即
ち、転写後の感光体ドラム表面に付着しているトナーの
一部は、上記のファーブラシによりクリーニングされて
回収され、ファーブラシにより回収されなかった残りの
トナーは、該ブラシによってほぐされているため、クリ
ーニングブレードにより速やかにファーブラシ上に掻き
落とされて回収される。一方、ファーブラシに接触して
電極ローラが配置されている。この電極ローラに、上記
ファーブラシを対極として、電極ローラ側がトナーの正
規の帯電極性と逆極性となる様なバイアス電圧を印加す
ることにより、該ファーブラシ上に掻き落とされたトナ
ーから、正規の帯電極性に帯電されたトナーを捕集し、
これを、現像装置内にリサイクルする。従って、正規の
帯電極性とは逆極性に帯電したトナー（逆帯電トナー）
は、上記の電極ローラによって捕集されず、ファーブラ
シ上に残り、例えばファーブラシに当接して配置された
スクレーパーによってクリーニング装置のハウジング底
部に払い落とされて廃棄される。

【０００９】このようにして、本発明の画像形成装置で
は、回収されたトナーから、正規に帯電し且つ十分な帯
電量を有するトナーのみが現像装置内にリサイクルさ
れ、逆帯電トナーは排除される。また、紙粉は、一般に
負極性に帯電することが知られている。従って、現像剤
中のトナーとして正帯電性のものを用いる場合には、紙
粉は逆帯電トナーと同じ挙動を示し、電極ローラによっ
て捕集されず、クリーニング装置のハウジング底部に払
い落とされて廃棄される。一方、現像剤中のトナーとし
て負帯電性のものを用いる場合には、紙粉は繊維状物で
あるため、ある程度はファーブラシの毛にからみついて
回収され、その他の紙粉は、正規の帯電トナーと同様、
電極ローラによって捕集されて現像装置内に供給される
ことになるが、現像装置内に供給された紙粉は、正規の
トナーと同極性に帯電されているため、画像に与える影
響は極めて小さく、ほとんど問題とならない。

【００１０】

【発明の実施の態様】本発明を以下、添付図面に示す具
体例に基づいて詳細に説明する。図１は、リサイクルシ
ステムを採用した本発明の画像形成装置の全体配置の概
要を示し、図２は、図１の画像形成装置の要部であるク
リーニング装置を拡大して示す図である。

【００１１】図１において、この画像形成装置において
は、図の矢線方向に回転可能に設けられている感光体ド
ラム１の周囲に、主帯電装置２、露光機構３、現像装置
４、転写装置５、クリーニング装置６、除電装置７が、
感光体ドラム１の回転方向に沿って、この順に配置され
ており、感光体ドラム１と転写装置５との間に、紙やＯ
ＨＰフィルムなどの転写材１０が通され、転写材１０の
排出経路上には、定着装置１１が設けられている。

【００１２】感光体ドラム１としては、アルミ等の導電
性基体ローラ上に、セレン、非晶質シリコンなどの感光
層を設けた無機感光体ドラムや、バインダー樹脂中に電
荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた
有機感光体ドラムなどが使用される。主帯電装置２とし
ては、ローラ型の接触帯電装置もあるが、一般には、コ
ロナ帯電器が使用され、この主帯電装置２により、感光
体ドラム１の表面（感光層）が、感光層の種類に応じて
所定極性に一様に帯電される。この時の感光体表面の主
帯電電位は、通常、２００〜１０００Ｖ（絶対値）であ
る。次いで画像露光機構３により、原稿の反射光或いは
コンピュータなどからの電気信号により原稿に対応する
レーザビームなどのドット光が感光体ドラム表面に照射
され、光照射部分の電位が光減衰し、静電潜像が形成さ
れ、現像装置４により、この静電潜像が現像され、感光
体ドラム１の表面にトナー像１５が形成される。転写装
置５は、一般に転写チャージャ５ａと分離用チャージヤ
５ｂとから構成されており、この転写装置５と感光体ド
ラム１との間に導入された転写材１０の背面が、転写チ
ャージャ５ａにより、トナー像１５と逆極性に帯電さ
れ、この電荷とトナー像１５との静電引力によって、転
写材１０の上にトナー像１５が転写され、転写トナー像
１６が形成される。また、トナー像１６の形成と同時
に、分離チャージャ５ｂにより交流帯電され、転写材１
０が感光体ドラム１の表面から速やかに分離するように
なっている。尚、転写装置５としては、転写ローラを用
いることも可能であり、この場合には、分離用チャージ
ャ５ａの如き、転写材分離装置は必要でない。

【００１３】転写トナー像１６を有する転写材１０は、
定着装置１１に搬送され、熱、圧力等により、転写トナ
ー像１６が転写材１０の表面に定着される。一方、トナ
ー像１５が転写材１０上に転写された後、クリーニング
装置６により、感光体ドラム１の表面に残存するトナー
が掻き取られて回収され、更に除電装置７による光照射
により、感光体ドラム１の表面電荷が除去され、次の画
像形成プロセスが行われる。クリーニング装置６に回収
されたトナーは、スパイラルなどの搬送装置を用いて、
２０で示す経路にしたがって現像装置４にリサイクルさ
れて再使用に供される。

【００１４】上述した画像形成装置において、現像装置
４には、磁性現像剤が充填されていると共に、感光体ド
ラム１に対面するように現像剤搬送スリーブ（現像スリ
ーブ）４ａが収容されている（スリーブ４ａとドラム１
の間隔は、一般に0.３〜1.０ｍｍ程度である）。即ち、
この現像スリーブ４ａによって、現像剤中に含まれる所
定極性に帯電したトナーを、磁気ブラシの形で感光体ド
ラム１に対面する領域（現像域）に搬送する。

【００１５】現像剤としては、磁性キャリヤと絶縁性ト
ナーとから成る二成分系現像剤や磁性トナーから成る一
成分系現像剤の何れも使用することができ、現像装置４
内に設けられるスパイラル乃至パドルなどによって、現
像剤の混合及び摩擦帯電が行われ、摩擦帯電したトナー
が磁気ブラシの形で搬送され、このトナーにより、感光
体ドラム１の表面に形成された静電潜像が現像され、感
光体ドラム１の表面にトナー像１５が形成されるもので
ある。トナー、即ちトナー像１５の帯電極性は、所謂正
規現像により画像形成が行われる場合には、感光体ドラ
ム１表面の帯電極性と逆極性であり、反転現像により画
像形成が行われる場合には、感光体ドラム１表面の帯電
極性と同極性である。また、現像に際しては、一般に、
感光体ドラム１と現像スリーブ３１との間にバイアス電
圧が印加される（通常、正規現像において絶対値で１０
０〜３００Ｖ程度、反転現像において絶対値で３００〜
７００Ｖ程度）。

【００１６】本発明の画像形成装置の要部であるクリー
ニング装置６を拡大して示す図２において、このクリー
ニング装置６では、ハウジング５０内に、感光体ドラム
１の回転方向に沿って、ファーブラシ５１及びクリーニ
ングブレード５２が配置されていると共に、ハウジング
５０の側部には、回収トナー搬送部５５が形成されてお
り、ハウジング５０の底部には、回収トナー捕集室５６
が形成されている。また、上記のファーブラシ５１の回
転方向に沿って、電極ローラ６０及びスクレーパ６１
が、該ファーブラシ５１に当接して配置されており、更
に、電極ローラ６０には、電極ローラ６０と回収トナー
搬送部５５とを橋渡しするガイドブレード６３が当接し
て設けられている。

【００１７】現像剤として、正極性に帯電されたトナー
を用いて現像が行われている場合を例にとって説明する
と、転写後の感光体ドラム１の表面に残存付着している
トナー（図２において、７０で示す）には、正規の極性
に帯電したトナー（正帯電トナー）と、逆帯電トナー
（負帯電トナー）及び負極性に帯電した紙粉が含まれて
いる。この残存トナー７０の一部は、ファーブラシ５１
のクリーニング作用により、該ブラシ５１により掻き取
られて捕集され、残る部分は、ファーブラシ５１によっ
てほぐされているため、感光体ドラム１の表面から離脱
され易くなっており、クリーニングブレード５２によっ
て容易にファーブラシ５１上に掻き落とされる。（尚、
ファーブラシ５１のクリーニング作用は、該ブラシ５１
の回転速度や感光体ドラム表面との接触長さにより、容
易に調整することができる。）

【００１８】一方、ファーブラシ５１に接触するように
設けられた電極ローラ６０と、ファーブラシ５１の導体
軸５１ａとの間には、電極ローラ６０が負極性となるよ
うなバイアス電圧が印加されている。従って、ファーブ
ラシ５１上に捕集されたトナー７０の内、正規に帯電し
た正帯電トナー７０ａは、電極ローラ６０によって捕捉
され、ガイドブレード６３を通して、回収トナー搬送部
５５に搬送される。回収トナー搬送部５５には、搬送ス
パイラル７５が設けられており、この搬送スパイラル７
５によって、正帯電トナー７０ａは、前述した経路２０
を介して現像装置４内にリサイクルされ、現像に再利用
される。

【００１９】また、ファーブラシ５１上に捕集されたト
ナー７０の内、逆帯電トナー（負帯電トナー）及び紙粉
７０ｂは、電極ローラ６０によって捕捉されず、そのま
まファーブラシ５１によって搬送され、スクレーパ６１
によって、ハウジング５０の底部に位置する回収トナー
捕集室５６内に払い落とされる。回収トナー捕集室５６
内には、搬送スパイラル７６が設けられており、このス
パイラル７６によって、図示されていないトナー廃棄容
器内に導入されて廃棄される。

【００２０】このようにして、クリーニング装置６によ
り回収され、現像装置４内にリサイクルされるトナー
は、実質上、正規の極性に帯電した正帯電トナー７０ａ
のみであり、逆帯電トナー（負帯電トナー）や負極性に
帯電した紙粉７０ｂの現像装置４内へのリサイクルが有
効に防止される。尚、図２においては、正帯電トナーを
現像剤として用いた場合を例にとって示したが、負帯電
トナーを現像剤として用いた場合には、電極ローラ６０
が正極性となるようなバイアス電圧が印加され、この電
極ローラ６０によって負帯電トナーが捕捉されるように
すればよい。この場合、紙粉は、ファーブラシ５１にか
らみついているため、ある程度は該ブラシ５１により回
収されてスクレーパ６１により払い落とされ、ファーブ
ラシ５１により回収されずに電極ローラ６０により捕捉
された紙粉は、回収トナー搬送部５５へ搬送されてスパ
イラル７５により現像装置４内にリサイクルされる。現
像装置４内にリサイクルされた紙粉は、正規帯電トナー
（負帯電トナー）と同様の挙動を示し、正規帯電トナー
と一緒に画像を形成し、定着によって転写紙上の転写ト
ナー像中に埋め込まれてしまう。従って、外部からは、
紙粉の存在はほとんど観察されず、負帯電トナーを現像
剤として用いた場合には、紙粉が現像装置４内にリサイ
クルされてもほとんど問題とならない。

【００２１】上述した本発明において、電極ローラ６０
としては、金属等の良導体や、金属粉末やカーボンブラ
ックなどの導電性粉末を樹脂やゴム中に配合した導電性
樹脂乃至導電性ゴムなどから構成される。また、電極ロ
ーラ６０とファーブラシ５１との間に印加されるバイア
ス電圧は、絶対値で１００乃至１ｋＶ程度である。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、クリーニング装置によ
って回収されたトナーの内、正規の極性に帯電したトナ
ーのみが現像装置内にリサイクルされ、逆帯電トナー或
いは逆帯電トナー及び紙粉の現像装置内へのリサイクル
が有効に防止され、トナー飛散、画像濃度の低下、カブ
リ、画像部トナー散りなどが有効に防止され、長期間に
わたって安定して良好な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】リサイクルシステムを採用した本発明の画像形
成装置の全体配置の概要を示す図。

【図２】図１の画像形成装置に使用される本発明の要部
であるクリーニング装置の構造を拡大して示す図。

【符号の説明】

１：感光体ドラム ４：現像装置 ６：クリーニング装置 １０：転写材 ２０：リサイクルトナーの循環経路 ５１：ファーブラシ ５２：クリーニングブ
レード ５５：回収トナー搬送部 ５６：回収トナー捕集
室 ６０：電極ローラ ６１：スクレーパ ６２：ガイドブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堤 真洋 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 丹村 栄司 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 菊田 慎司 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 坂田 徳幸 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H034 BD08 BD09 BF01 CA02 CB02 2H077 AA37 AC02 AC16 CA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する感光体ドラム表面に形成された
   静電像を、現像装置内に充填された現像剤により現像し
   てトナー像を形成し、該トナー像を所定の転写材上に転
   写させると共に、トナー像転写後の感光体ドラム表面に
   残存するトナーをクリーニング装置により回収し、回収
   されたトナーを前記現像装置内にリサイクルする画像形
   成装置において、 前記クリーニング装置は、感光体ドラム表面に当接して
   設けられたクリーニングブレードと、該クリーニングブ
   レードに対して感光体ドラムの回転方向上流側に位置し
   且つ感光体ドラムに接触するように配置されたファーブ
   ラシと、該ファーブラシに接触するように配置された電
   極ローラとが設けられたハウジングから成り、 前記クリーニングブレードにより掻き取られた回収トナ
   ーが前記ファーブラシにより捕集され、 前記電極ローラとファーブラシとの間に、電極ローラ側
   がトナーの正規の帯電極性と逆極性となるようなバイア
   ス電圧を印加することにより、該ファーブラシにより捕
   集されたトナーから、正規の極性に帯電されたトナーが
   該電極ローラによって捕集されて現像装置内にリサイク
   ルされることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記ハウジング内には、搬送スパイラル
   が収容されたトナー搬送部と、前記電極ローラとトナー
   搬送部と橋渡しするガイドブレードとが設けられてお
   り、該電極ローラに捕集されたトナーは、ガイドブレー
   ドを通ってトナー搬送部に案内され、前記搬送スパイラ
   ルによって現像装置内にリサイクルされる請求項１に記
   載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤として、正帯電トナーが使用
   される請求項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記電極ローラによって捕集されずにフ
   ァーブラシに残るトナーは、スクレーパによってハウジ
   ング底部に掻き落とされる請求項１に記載の画像形成装
   置。