JP2624857B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、有機感光体を用いて電子写真法、静電記録
法等により形成される静電潜像を二成分現像剤により現
像する画像形成装置に関する。

（従来の技術） 通常、静電記録装置を用いた静電記録プロセスは、次
のよううにして行われる。まず、感光体表面を一様に帯
電した後、所定の像を露光して静電潜像を形成する。次
に現像装置によりこの静電潜像を現像し、転写工程にお
いて転写紙に転写する。転写紙に転写された画像は定着
器により定着された後、装置外に排出される。

この場合、転写は完全には行われず、感光体上に10〜
35％程度の転写残りトナーが残留する。この転写残りト
ナーはクリーニング装置によりクリーニングされ、更に
除電を行うことにより感光体は初期状態とされて一サイ
クルが終了し、その後、以上の工程が繰り返される。

（発明が解決しようとする課題） 感光体上の残留トナーを除去しないと、次のサイクル
において前工程の履歴が重なってしまう（ポジメモリー
が生ずる）ため、上述のようにクリーニング装置が必要
となり、また、クリーニングにより除去されたトナーの
処理装置（回収トナーパック又は回収装置）も付帯装置
として必要となるため、装置全体の大型化が避けられな
い。

更に、クリーニング装置の主要部材としてゴムブレー
ド等を用いるが、材質がウレタンゴムのためにブレード
の劣化が生じ易く、使用によりクリーニング性能が低下
し、最終的には残存トナーを除去しきれずにクリーニン
グ不良となり、画像不良を生じてしまう。

これらの問題を解決する方法として、これまでブレー
ドの当て角、材質、接触角等が検討されてきたが、ブレ
ードの劣化防止には不十分である。

また、キャリア等が感光体に付着すると、キャリアが
感光体とブレードとの間に入り込んで、感光体表面を傷
付け、白スジ、黒スジ等の画像不良を引き起こしてしま
う。

本発明は、このような事情の下になされ、クリーニン
グ装置を用いることなく、ポジメモリーのない、高画像
濃度の画像の形成を可能とする画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、所定の大きさの直径を有し、回転する感光
体を特定の極性に帯電する帯電手段と、前記帯電手段に
より帯電された前記感光体を露光し、静電潜像を形成す
る露出手段と、前記特定の極性と同極性に帯電するトナ
ーと、キャリアとからなる２成分現像剤を担持し、表面
に磁気ブラシを形成して回転する、前記感光体と同径の
現像剤搬送体、およびこの現像剤搬送体にバイアス電圧
を印加する第１の電圧印加手段を具備し、前記磁気ブラ
シを前記感光体に摺接させるとともに、前記感光体の帯
電電位と、前記現像剤搬送体に印加されるバイアス電圧
との差に応じて前記現像剤搬送体から前記感光体にトナ
ーを供給して前記静電潜像を現像すると同時に、前記感
光体上に残留している残留トナーを除去する現像剤清掃
手段と、前記現像剤搬送体の線速度Vsと前記感光体の線
速度Vpとの比であるVs/Vpを3.0≦Vs/Vp≦7.0にするとと
もに、かつ前記現像清掃手段による現像領域において前
記現像剤搬送体の移動方向と前記感光体の移動方向とが
同方向となるように、前記現像剤搬送体を回転させる手
段と、前記現像清掃手段にて形成されたトナー像を被転
写材に転写する転写手段と、前記感光体の回転方向に沿
って前記転写手段の下流側で、かつ前記帯電手段の上流
側に設けられ、前記転写手段による転写後に前記感光体
上に残留した残留トナーを均一化する均一化手段と、前
記均一化手段に、前記特定の極性と逆極性のバイアス電
圧を印加する第２の電圧印加手段と、前記感光体の回転
方向に沿って、前記均一化手段の下流に設けられ、前記
感光体に一様に光を照射して前記感光体を除電する除電
手段とを具備したことを特徴とする画像形成装置を提供
する。

Vs/Vpが３未満では、クリーニングが困難となり、Vs/
Vpが７を越えると、クリーニング効果が高すぎて画像濃
度が低下したり、画像欠けが生じたりする。

現像剤搬送担担体の線速度Vsとは、現像領域に磁気ブ
ラシが搬入されるときの搬入方向における現像剤搬送担
体の移動方向の速度をいい、現像剤搬送担体が現像スリ
ーブなど円筒状の場合には、円筒が回転する接線方向の
速度をいう。潜像担持体の線速度Vpとは、潜像担持体面
が現像剤内を移動するときの移動方向における速度をい
う。

（作用） 転写残りのトナーは、潜像担持体とのクーロン力等に
より潜像担持体に強固に静電付着していると同時に、そ
の付着状態において、更に帯電装置により負コロナ帯電
を一様に浴び、パターン露光工程を経て現像領域に入
る。この時、パターン露光を経た非画像部の転写残りト
ナーは、非画像部の潜像担持体表面電位例えば−560Vと
現像バイアス例えば−350Vとによる電界の作用を受け
る。即ち、負帯電している転写残りトナーは、この電界
からの静電力により現像剤搬送担体に移動させられる。

しかし、この静電力のみでは転写残りトナーの現像剤
搬送担体への移動は不十分であり、この静電力を有効に
作用させるためには、磁気ブラシによる機械的な力が必
要となる。即ち、本発明においては、潜像担持体表面に
強固に付着している転写残りトナーを、磁気ブラシによ
る機械的な力により散乱させた状態で、非画像部の潜像
担持体表面電位と現像バイアスの電界によりトナーを現
像剤搬送担体に移動させている。

このような転写残りトナーのクリーニング効果は、Vs
/Vpにより大きく影響され、本発明においては、3.0≦Vs
/Vp≦7.0の範囲に限定することにより、転写残りトナー
の優れたクリーニング効果と高い画像濃度とを達成して
いる。

（実施例） 以下、図面を参照して、本発明の一実施例について説
明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る画像形成方法を実
施するための画像形成装置の断面図である。第１図にお
いて、有機感光体１の周囲には、感光体ドラム１の表面
を一様に帯電させるための帯電チャージャー２、帯電し
た感光体ドラム１の表面に光像を露光し、静電潜像を形
成するための露光手段３、感光体ドラム１の表面にトナ
ーを供給し、静電潜像を現像するための現像器４、得ら
れたトナー像を転写紙５に転写するための転写チャージ
ャー６、導電性ブラシ７、及び露光による感光体ドラム
１の光疲労ムラを防止するための前露光ランプ８がそれ
ぞれ配置されている。

現像器４内には、現像剤９、表面に現像剤を担持する
現像スリーブ10、現像スリーブ10の表面に現像剤を押し
付け、現像剤の層厚を規制するドクターブレード11が収
容されている。

次に、第２図（ａ）〜（ｆ）に示すプロセス概念図を
参照して、第１図に示す画像形成装置を用いた画像形成
プロセスについて説明する。

（１）前露光工程（第２図（ａ）） 前露光ランプ８により感光体ドラム１を一様に光照射
し、感光体ドラム１の光疲労の状態を均一化する。

（２）帯電工程（第２図（ｂ）） 帯電チャージャー２により感光体ドラム１を均一に負
帯電させる。このときに転写残りトナーがあった場合に
は、そのトナーも帯電チャージャー２により負帯電す
る。

（３）露光工程（第２図（ｃ）） 感光体ドラム１は、画像信号に従ってレーザビームに
より像（印字）露光され、静電潜像が形成される。この
プロセスでは、感光体ドラム１上にトナーが少量存在し
ても、レーザのスポット径がトナーの粒子径より充分大
きく、また充分な光量を与えれば問題はない。

（４）現像同時クリーニング工程（第２図（ｄ）） この工程では、感光体ドラム１上の露光により表面電
位が減衰した部分に、現像スリーブ10上に形成された磁
気ブラシを摺擦させることにより、トナーを付着させる
と同時に、転写残りトナーを回収（クリーニング）す
る。この工程によりクリーニングが行われる理由は、反
転現象であるため未露光部の転写残りトナーが帯電工程
で現像時の極性と同様、負帯電しており、感光体ドラム
の表面電位が現像バイアスより低い（マイナス側）た
め、転写残りトナーは現像部に静電的に吸収されるから
である。また、磁気ブラシによる機械的な衝撃力が転写
残りトナーを散乱させ、現像部への静電的な吸収作用を
効果的なものとしている。

（５）転写工程（第２図（ｅ）） 転写チャージャー６を用いて、感光体ドラム１上のト
ナー像を転写紙５に移行させる。

（６）クリーニング補助工程（第２図（ｆ）） 転写後に感光体ドラム１上に残留したトナーを均一に
して露光工程でフィルタ作用が生じないようにして、ク
リーニング工程で容易にクリーニング出来るようにして
いる。

次に、以上説明した第１図に示す画像形成装置を用い
たプロセスにより画像形成を行った具体例について説明
する。

第１図に示す装置において、帯電チャージャー２のグ
リッド電圧を−580Vに設定し、帯電コロナ電流値を−40
0μＡとして有機感光体１を負帯電させた。帯電した感
光体１に所定の像露光を行ない、静電潜像を形成し、こ
れを内部に磁石体を有する現像スリーブ10上に形成され
た二成分現像剤からなる磁気ブラシにより現像した。な
お、現像バイアスは−350Vに設定した。

二成分現像剤としては100〜350メッシュサイズの球形
フェライトキャリア（最大磁化、70emu/g）と、、スチ
レンアクリル系レジン、ポリプロピレン、電荷制御剤、
及びカーボンから構成される負帯電性トナーとを用い
た。現像剤全量に対するトナー濃度は、30重量％に設定
した。現像スリーブ10と感光体ドラム１との間の現像ギ
ャップを1mmとし、現像スリーブ10とドクターブレート1
1との間のギャップを0.8mmとした。

次いで、転写チャージャー６を用いて転写紙５上に現
像トナーを転写した。転写チャージャー６は、転写グリ
ッドを具備するスコロトロン方式を採用し、転写グリッ
ドには＋800Vを印加し、転写ワイヤ電流を＋250μＡと
した。

次に、導電ブラシ７に＋400Vの電圧を印加することに
より、不帯電している転写残りトナーのパターンを静電
的にくずした。その後、除電ランプ８により感光体１の
除電を行なった。

上述の工程をへた感光体に対し、更に上述と同様の帯
電及び露光工程を施した後、現像スリーブ10により転写
残りトナーのクリーニング及び現像を同時に行なった。
この時、直径40mmの感光体ドラム１の線速度Vpを80mm/s
ecに設定し、直径40mmの現像スリーブ10の線速度Vsを80
mm/secから640mm/secまで変化させ、磁気ブラシクリー
ニング残りによる画像濃度及び現像による画像濃度を測
定した。その結果を第２図に示す。なお、第２図におい
て、曲線ａは磁気ブラシクリーニング残りによる画像濃
度を、曲線ｂは現像による画像濃度をそれぞれ示す。

第２図の曲線ａから明らかなように、周速比３倍付近
以上からクリーニング残り（ポジメモリー）が消滅し
た。また、曲線ｂから明らかなように、現像による画像
濃度は周速比５倍付近でピーク値を有しており、７を越
えると現像による画像濃度が低下することがわかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、有機感光体か
らなる潜像担持体に対し、二成分現像剤からなる磁気ブ
ラシによる現像及びクリーニングを同時に行なうプロセ
スにおいて、現像剤搬送担体の線速度Vsと前記潜像担持
体の線速度Vpとの比Vs/Vp所定の範囲に規定することに
より、ポジメモリーのない、かつ高画像濃度の画像を得
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る画像形成方法を実施す
るための画像形成装置の断面図、第２図は、本発明一実
施例に係る画像形成方法の各工程を示す図、及び第３図
はVs/Vpの変化に対する磁気ブラシクリーニング残りに
よる画像濃度及び現像による画像濃度を示すグラフ図。 １…感光体ドラム、２…帯電チャージャー、３…露光手
段、４…現像器、５…転写紙、６…転写チャージャー、
７…導電性ブラシ、８…前露光ランプ、９…現像剤、10
…現像スリーブ10、11…ドクターブレード。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の大きさの直径を有し、回転する感光
   体を特定の極性に帯電する帯電手段と、 前記帯電手段により帯電された前記感光体を露光し、静
   電潜像を形成する露光手段と、 前記特定の極性と同極性に帯電するトナーと、キャリア
   とからなる２成分現像剤を担持し、表面に磁気ブラシを
   形成して回転する、前記感光体と同径の現像剤搬送体、
   およびこの現像剤搬送体にバイアス電圧を印加する第１
   の電圧印加手段を具備し、前記磁気ブラシを前記感光体
   に摺接させるとともに、前記感光体の帯電電位と、前記
   現像剤搬送体に印加されるバイアス電圧との差に応じて
   前記現像剤搬送体から前記感光体にトナーを供給して前
   記静電潜像を現像すると同時に、前記感光体上に残留し
   ている残留トナーを除去する現像剤清掃手段と、 前記現像剤搬送体の線速度Vsと前記感光体の線速度Vpと
   の比であるVs/Vpを3.0≦Vs/Vp≦7.0にするとともに、か
   つ前記現像清掃手段による現像領域において前記現像剤
   搬送体の移動方向と前記感光体の移動方向とが同方向と
   なるように、前記現像剤搬送体を回転させる手段と、 前記現像清掃手段にて形成されたトナー像を被転写材に
   転写する転写手段と、 前記感光体の回転方向に沿って前記転写手段の下流側
   で、かつ前記帯電手段の上流側に設けられ、前記転写手
   段による転写後に前記感光体上に残留した残留トナーを
   均一化する均一化手段と、 前記均一化手段に、前記特定の極性と逆極性のバイアス
   電圧を印加する第２の電圧印加手段と、 前記感光体の回転方向に沿って、前記均一化手段の下流
   に設けられ、前記感光体に一様に光を照射して前記感光
   体を除電する除電手段とを具備したことを特徴とする画
   像形成装置。