JP2002365999A

JP2002365999A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002365999A
Application number: JP2001178335A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Noda; 信隆野田; Takamasa Fuse; 隆正布施
Original assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Current assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構成により帯電装置や露光
装置の機内汚れを発生させず、安定した画像形成を行う
ことができる画像形成装置を提供することを課題とす
る。【解決手段】転写後の像担持体（２）の残留トナーを
捕集ローラ（１２）に所定の電圧を印加して捕集ローラ
（１２）に吸着させる。捕集ローラ（１２）上に吸着さ
れたトナーは、所定のコピー間隔をもって非画像部分で
像担持体（２）表面に移動させるために所定の電圧を捕
集ローラ（１２）に印加して像担持体表面に付着させ
る。像担持体（２）表面のトナーが付着した領域が帯電
装置（３）を通過するタイミングにおいては帯電装置
（３）の電源を切断し、且つ現像ローラ（８）から像担
持体（２）にトナーが現像されないバイアスとなるよう
に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に残留
したトナーを静電的に除去する捕集ローラを備えた画像
形成装置に関し、特には、捕集ローラに付着したトナー
を像担持体に戻して再度画像形成に寄与させることがで
きる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば非磁性一成分現像剤（以
下、トナーという）などの薄層を層厚規制ローラや層圧
規制ブレードなどの層厚規制部材により形成させ、弾性
現像ローラを像担持体に当接させながら現像する画像形
成装置が知られる。弾性現像ローラは、像担持体上に形
成された静電潜像に応じた画像を形成すると共に、像担
持体上に転写されなかったトナー画像を除去している。
いわゆるクリーナレス現像方法を用いた画像形成装置で
ある。従来の画像形成装置の一例を図３に示す。画像形
成装置１は像担持体２を中心に、像担持体２上に均一な
表面電位を形成する帯電装置３と、ＬＥＤアレイあるい
はレーザーなどにより画像に応じて像担持体表面に照射
して静電潜像を形成する露光装置４と、像担持体２上に
形成した静電潜像を現像する現像装置５と、像担持体２
上に形成されたトナー画像をシート材に転写する転写装
置６と、転写後の像担持体の電荷を消去する除電装置７
とを有する。

【０００３】現像装置５は、金属ローラの表面にゴムな
どの弾性体を形成した現像ローラ８と、弾性層を有する
現像ローラ８に当接または近接してその表面にトナー層
を形成する層厚規制部材９と、現像ローラ８に接触して
トナーを供給するスポンジなどの弾性体よりなる供給ロ
ーラ１０と、供給ローラ１０にケーシング内のトナーを
送り込む撹拌手段１１とを有する。

【０００４】このような構成により、周知の帯電、露
光、現像の工程を経て、不図示の給紙装置から所定のタ
イミングで搬送されるシート材上にトナー画像を転写装
置により転写し、次いで定着した後に外部に排出してい
る。一方、転写工程で全てのトナーをシート材に転写す
ることは困難であり、転写後の像担持体上には転写しき
れないトナーが残留している。一般的な画像形成装置に
おいては像担持体の表面に当接するブレードなどのクリ
ーニング装置を設けて像担持体上の残留トナーを除去し
ているが、クリーナーレス現像方式においては残留した
トナーを現像装置で回収して再使用している。

【０００５】しかしながら、上述した画像形成装置にお
いては転写後の像担持体上に残留したトナーがイレーサ
ランプなどによる像担持体上の静電潜像の除電や、像担
持体表面を均一な表面電位にさせる帯電装置による帯電
や、画像データに基づいて光照射する露光装置による露
光の工程を経て現像装置に達するため、残留したトナー
の像担持体への吸引力が弱まって飛散してしまう現象が
生じる。また、前の画像が除去されずに帯電、露光する
ため、像担持体の表面電位にバラツキが生じてメモリ画
像として残ってしまい、次の画像形成に影響を及ぼすと
いう問題を有する。特に、帯電工程および露光工程にお
いては、飛散したトナーが例えば帯電装置のコロナワイ
ヤーやコロナハウスの側壁を汚したり、あるいは露光装
置としてのＬＥＤアレイのレンズ面を汚してしまうとい
う問題を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、上記したクリー
ナレス現像方式において転写装置の後段にブラシなどを
接触させて残留したトナーの画像を撹乱する撹乱部材を
設けた画像形成装置が知られる。（特開昭６３−２４１
５８７）この場合、撹乱部材によって像担持体上のトナ
ー画像を乱すだけのものであり、乱されたトナーは像担
持体上に残留しており、帯電、露光の工程を経て現像装
置に達しているため、上述した帯電、露光の工程におい
てトナーが飛散してしまうという問題を有する。

【０００７】また、像担持体に適宜な電圧を印加させな
がら捕集ローラを接触または近接させて像担持体上のト
ナーを回収する構成の画像形成装置が知られる。しかし
ながら、従来においては捕集ローラに付着したトナーは
クリーニングブレードの接触により除去しており、クリ
ーニング装置としての機能を達成しているにすぎない。

【０００８】更に、捕集ローラによりトナーを回収して
いるが、多数枚の連続コピーを行う場合には次々とトナ
ーが回収されるため、捕集ローラにトナーが多量に付着
してしまい次第にトナーの回収能力が低下してしまうと
いう問題を有し、その対応策は未だ解決されていない。

【０００９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、簡単な構成により帯電装置や露光装置の機内汚れ
を発生させず、安定した画像形成を行うことができる画
像形成装置を提供することを課題とする。また、連続コ
ピーを行った場合であってもトナーの回収能力が低下す
ることなく安定した画像形成を行うことができる画像形
成装置を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、像担持体の表面に接触または近接し、前記像
担持体上に残留したトナーを静電的に除去する捕集ロー
ラを備えた画像形成装置において、前記捕集ローラは像
担持体の周辺に配置した転写手段と帯電手段との間に位
置され、少なくとも前記像担持体の画像部分が前記捕集
ローラの位置を通過しているときに前記捕集ローラに所
定の電圧を印加して前記像担持体上に残留したトナーを
移動させ、前記像担持体上の非画像部分が前記捕集ロー
ラの位置を通過しているときに前記捕集ローラに前記所
定の電圧とは逆の極性の電圧を印加して前記像担持体に
付着しているトナーを前記像担持体に移動させることを
特徴とする。

【００１１】また、前記非画像部分は連続したシート材
の画像形成時のシート材とシート材との間に形成される
部分であることを特徴とし、前記捕集ローラは好ましく
は転写手段と除電手段との間に設けられていることを特
徴とする。

【００１２】更に、前記捕集ローラは前記像担持体に対
して順方向に移動し且つ像担持体の周速とほぼ同じ移動
速度であることを特徴とし、前記捕集ローラは前記連続
した画像形成時の前記シート材とシート材との間の非画
像部分の長さより短い周長を有することを特徴とする。

【００１３】また更に、前記捕集ローラから像担持体の
非画像部分へのトナーの移動は、前記連続したシート材
の画像形成において所定の枚数毎に行われることを特徴
とする。

【００１４】このような構成により、転写後の像担持体
の残留トナーを捕集ローラに所定の電圧を印加して捕集
ローラに吸着させる。捕集ローラ上に吸着されたトナー
は、所定のコピー間隔をもって非画像部分で像担持体表
面に移動させるために所定の電圧を捕集ローラに印加し
て像担持体表面に付着させる。像担持体表面のトナーが
付着した領域が帯電装置を通過するタイミングにおいて
は帯電装置の電源を切断し、且つ現像ローラから像担持
体にトナーが現像されないバイアスとなるように切り替
える。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例を図面に基
づいて説明する。図１および図２は本発明による画像形
成装置の概略図を示す。尚、同一の構成のものは同じ符
号で示している。図１および図２に示す画像形成装置１
は、像担持体２を中心に帯電装置３と、露光装置４と、
現像装置５と、転写装置６と、除電装置７と、捕集ロー
ラ１２とを有する。

【００１６】帯電装置３は、像担持体２上に均一な所定
の表面電位を形成するコロナ放電器が好適に用いられ、
像担持体２の長手方向に所定の間隔をもって設けられて
いる。露光装置４は、ＬＥＤアレイあるいはレーザーな
どにより画像に応じて像担持体２表面に照射して静電潜
像を形成する。現像装置５は、例えば絶縁性非磁性一成
分トナーからなる現像剤が収容されたケーシング１３
と、弾性体からなる現像ローラ８と、現像ローラ８と適
宜な圧力で接触して配置され現像ローラ８上に形成する
トナー層厚を規制する層厚規制ローラなどの層厚規制部
材９と、現像ローラ８と接触して設けられ、現像ローラ
８にトナーを供給する供給ローラ１０と、供給ローラ１
０の後方に配置された撹拌羽根などの撹拌手段１１とを
備え、現像ローラ８、供給ローラ１０、層厚規制部材９
は、適当なバイアス電源に接続されてそれぞれに所定の
バイアス電圧が印加されている。

【００１７】転写装置６は、トナーの帯電極性とは逆の
極性のコロナを放電させる転写コロナ放電器１４とＡＣ
分離コロナを放電させる分離コロナ放電器１５よりな
り、転写コロナ放電器１４によりトナーの帯電極性とは
逆の極性の電圧をシート材の裏面から印加して像担持体
２に担持されているトナーをシート材１６に転写させ、
分離コロナ放電器１５によりＡＣ（交流）コロナ放電を
行って像担持体２とシート材１６とを分離させている。
分離されたシート材１６は不図示の定着装置を通過して
永久画像として外部に排出される。除電装置７は像担持
体２の表面に残留した電荷を除去するものであり、ＬＥ
Ｄランプなどから所定の光量を像担持体２の長手方向に
均一に照射して像担持体２上の残留電荷を中和して除電
している。

【００１８】捕集ローラ１２は、像担持体２に対向して
長手方向の全幅にわたって近接または接触して設けら
れ、像担持体２の回転方向とは逆方向に回転可能に設け
られている。捕集ローラ１２は、図１においては転写装
置６と除電装置７との間に設けられており、図２におい
ては除電装置７と帯電装置３との間に設けられている。
取り付け方法としては例えば、捕集ローラ１２の両端側
に当接コロを設け、捕集ローラ１２が像担持体２の移動
力を受けて従動するように設けられている。捕集ローラ
１２が像担持体２に対して近接している場合には、当接
コロの直径が捕集ローラ１２の直径より僅かに大きい当
接コロを使用して像担持体２との距離が一定となるよう
に設け、また、捕集ローラ１２が像担持体２に対して接
触する場合には、当接コロの直径が捕集ローラの直径よ
りわずかに小さい当接コロを使用して押圧し一定のニッ
プ幅を形成するように設けている。あるいは、不図示の
駆動源により駆動を捕集ローラ１２に伝達させ像担持体
の移動速度に対して速度差を付けて設定しても良い。

【００１９】捕集ローラ１２は、像担持体２に近接して
設けた場合には金属ローラであることが好ましく、像担
持体２との距離は、印加する電圧によって適宜に設定さ
れるが、０．１〜１．０mmの範囲となるように設けるこ
とが好ましい。更に金属ローラの表面はメッキ処理によ
り鏡面となるように処理することが好ましい。また、金
属ローラの表面に導電性のテフロン（登録商標）などの
樹脂層を設け、体積抵抗を１０^４〜１０^８Ωｃｍとする
ことが局部的な放電の発生を抑えるために望ましい。

【００２０】捕集ローラ１２は、像担持体２に接触して
設けた場合には、軸中心となる芯がねの外周にＮＢＲゴ
ム、シリコンゴム、ウレタンゴムなどのゴムあるいは発
泡ウレタンなどのスポンジよりなる導線性の弾性のロー
ラが好適に用いられる。捕集ローラ１２は、像担持体２
上のトナーを回収する電源１７ａおよび回収したトナー
を像担持体２に戻すために所定の電圧を印加する電源１
７ｂと、選択した極性の電圧を捕集ローラ１２に印加す
るために電源１７ａ、１７ｂを切り替える切り替え手段
１８を備えている。実施例においては負に帯電したトナ
ーを捕集ローラ１２に吸着させるため、＋３００Ｖの電
圧を捕集ローラ１２に印加する電源１７ａと、捕集ロー
ラ１２に吸着したトナーを再び像担持体２表面に付着さ
せるために−３００Ｖの電圧を捕集ローラ１２に印加す
る電源１７ｂとを有し、切り替え手段１８によって所定
のタイミングで切り替え可能に設けられてる。

【００２１】所定の枚数の画像形成を連続して行う場合
に、少なくとも画像部分が捕集ローラ１２の位置に達す
るときに像担持体２上に残留したトナーを吸着させる電
圧を印加する。例えば反転現像において表面電位を−７
００Ｖに帯電させ、負に帯電したトナーを現像バイアス
が−３００Ｖで現像し、転写工程でシート材１６を介し
てトナーの極性とは逆の極性のコロナ放電を行い更にＡ
Ｃコロナを放電させた条件において、捕集ローラ１２に
印加する電圧を＋３００Ｖに設定することによって捕集
ローラ１２表面に残留したトナーを吸着することができ
る。特に、捕集ローラ１２を転写工程の後段に設けるこ
とでトナーが除去された像担持体２の表面を除電装置に
より除電するため、像担持体２の表面の電位がほぼ均一
となる。そして像担持体２への前歴などの影響を受ける
ことなく像担持体２への電気的な負担を軽減している。

【００２２】非画像部分における帯電装置３、露光装置
４、現像装置５、転写装置６、捕集ローラ１２への電圧
の印加のタイミングは、それぞれ像担持体２の移動速度
と像担持体の周囲に配置した各装置の位置関係に応じて
適宜なタイミングで動作するように設けられている。具
体的には、残留トナーを捕集ローラ１２から像担持体２
に向かって移動させる場合、捕集ローラ１２への印加電
圧を切り替え手段１８が切り替わって−３００Ｖの電圧
が印加され、捕集ローラ１２への電圧の印加する位置と
一致する位置のタイミングで帯電装置３の電源を切断
し、露光装置４の電源を切断し、現像装置５の現像ロー
ラに＋３００Ｖを印加する。非画像部分については、シ
ート材とシート材との間に相当する像担持体の表面の
他、画像形成装置の立ち上げ時や画像形成終了時の像担
持体２の表面を含む。従って画像形成前のアイドルタイ
ムにおいて、予め前の画像形成時に捕集ローラ１２の周
面に吸着させておいたトナーを像担持体２に向かって上
記した工程により移動させても良く、あるいは、画像形
成中に画像部分および非画像部分のトナーを捕集ローラ
１２に移動させておき、画像形成終了後に捕集ローラ１
２から像担持体２にトナーを移動させても良い。

【００２３】上記した実施例に示したように一枚毎に画
像部分の像担持体２上に残留したトナーを捕集ローラ１
２が回収し、次いで像担持体２の非画像部分に戻すもの
であるが、シート材の一枚分に残留しているトナーの量
はわずかなものであり毎回像担持体の非画像部分に戻す
必要はない。また、特にシート材とシート材との間で形
成される像担持体２上の非画像部分に毎回戻すことは、
印加電圧を切り替えることにより像担持体２への異常放
電や前歴などの電気的なダメージを受けてしまう場合が
生じる。このため像担持体は応答感度の優れた高性能の
ものしか使用することができなくなってしまう。一方、
多数枚の連続コピーを続けて行った場合には多量のトナ
ーが捕集ローラ１２に吸着してしまい、像担持体２上の
残留トナーの回収能力が除々に低下してしまうという問
題を有する。このような問題を解決するために、更に、
画像形成の途中であってもある程度の量を捕集ローラに
吸着させておいて、例えば５０枚あるいは１００枚毎な
どの間隔を適宜に選択しておき、画像形成の枚数をカウ
ントして所定のカウント数に達したときに捕集ローラ１
２に付着したトナーを像担持体２の非画像部分に戻す構
成であることが好ましい。

【００２４】このような場合は、選択した所定枚数まで
の連続コピーにおいては、帯電装置３、現像装置５、転
写装置６、除電装置７は、画像形成時および非画像部分
の通過時においていずれの場合も電源が投入されてい
る。同様に捕集ローラ１２への印加電圧も常時印加され
ている。こうして所定の枚数まで像担持体２の画像部
分および非画像部分から捕集ローラ１２が像担持体２上
の残留トナーを回収する。

【００２５】次いで設定した枚数の画像形成が行われた
後に像担持体２上の非画像部分に達したときに帯電装置
３の電源を切断し、現像装置５の現像バイアスを切断
し、転写装置６の電源を切断し、捕集ローラ１２に−３
００Ｖの電圧を印加して像担持体２の非画像部分に回収
したトナーを移動させる。このときの非画像部分の長さ
は捕集ローラの周長より長いことが好ましい。即ち捕集
ローラと像担持体とが同速度である場合、捕集ローラ１
２は非画像部分で少なくとも一回転するため、一回の非
画像部分の通過で捕集ローラに吸着したトナーが全周面
において像担持体に向かって移動させることができる。

【００２６】また、感度の応答性が良く前歴が少ない傾
向の像担持体を用いた場合には上記したようにシート材
とシート材との間の非画像部分に向かって捕集ローラ１
２から残留トナーを移動させているが、メモリ画像を消
去しづらく前歴が極めて大きく残る像担持体２の場合に
ついては、少なくとも像担持体を一回転させて帯電装置
を働かせてメモリ画像を消去してから次の画像形成を行
うアイドルタイムを設けることが望ましい。実施例にお
いては捕集ローラ１２に直流電圧を印加したものを例示
したが、交流電圧を重畳しても良く、特に捕集ローラ１
２が像担持体２に対して離間している場合においては効
果的であり、例えばＶｐ−ｐ１５００Ｖの交流を重畳す
ることが好ましい。

【００２７】

【発明の効果】捕集ローラを転写装置と帯電装置との間
に設け、像担持体上の残留トナーを画像形成時に回収
し、非画像部分で捕集ローラに付着したトナーを像担持
体に移動させることにより、安定した画像を提供すると
共に、帯電装置や露光装置などの機内汚れを防止するこ
とができる。また、捕集ローラの周長を非画像部分の長
さより短くすることにより一回の非画像部分の通過によ
り捕集ローラの周面の全てに対してトナーの移動が行わ
れ移動の効率を向上することができる。連続コピーにお
いて所定の枚数毎に捕集ローラから像担持体に向かって
トナーを移動させることにより、捕集ローラに付着した
トナーを効率良く像担持体に移動させることができ、像
担持体への電気的な影響を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の一例を示す概略
断面図。

【図２】別の実施例を示す図。

【図３】従来の画像形成装置の一例を示す概略断面
図。

【符号の説明】

１画像形成装置２像担持体３帯電装置７除電装置１２捕集ローラ１７ａ、ｂ電源１８切り替え手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA17 DA32 ED02 ED03 ED04 ED09 ED27 2H077 AA37 AC04 AD06 AD14 AD17 DB08 EA11 2H134 GA01 GB02 HA05 HA09 HA17 HB16 HB18 JA05 JB00 KB02 KB06 KD07 KD08 KF03 KG01 KG03 KG08 KH07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体の表面に接触または近接し、前
記像担持体上に残留したトナーを静電的に除去する捕集
ローラを備えた画像形成装置において、前記捕集ローラ
は像担持体の周辺に配置された転写手段と帯電手段との
間に位置され、少なくとも前記像担持体の画像部分が前
記捕集ローラの位置を通過しているときに前記捕集ロー
ラに所定の電圧を印加して前記像担持体上に残留したト
ナーを移動させ、前記像担持体上の非画像部分が前記捕
集ローラの位置を通過しているときに前記捕集ローラに
前記所定の電圧とは逆の極性の電圧を印加して前記像担
持体に付着しているトナーを前記像担持体に移動させる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記非画像部分は連続したシート材の画
像形成時のシート材とシート材との間に形成される部分
であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記捕集ローラは好ましくは転写手段と
除電手段との間に設けられていることを特徴とする請求
項１または２いずれか記載の画像形成装置。
【請求項４】前記捕集ローラは前記像担持体に対して
順方向に移動し且つ像担持体の周速とほぼ同じ移動速度
であることを特徴とする請求項１乃至３記載の画像形成
装置。
【請求項５】前記捕集ローラは前記連続した画像形成
時の前記シート材とシート材との間の非画像部分の長さ
より短い周長を有することを特徴とする請求項１乃至４
記載の画像形成装置。
【請求項６】前記捕集ローラから像担持体の非画像部
分へのトナーの移動は、前記連続したシート材の画像形
成において所定の枚数毎に行われることを特徴とする請
求項１乃至５記載の画像形成装置。