JP2791406B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真方式のレーザプリンタや複写機など
の画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に、転写後
に像担持体上に残留する現像剤としてのトナーを分散す
る分散手段及び分散方法の改良に関する。

（従来の技術） 電子写真方式のレーザプリンタなどの画像形成装置に
は、像担持体である円筒状の感光体上に形成された静電
潜像にトナーを供給して顕像化する現像装置と、感光体
上にトナーにより形成された画像を用紙上に転写する転
写装置が設けられている。この転写装置により感光体上
のトナーの大部分は用紙上に転写されるが、一部のトナ
ーは感光体上に残留する。

この転写後の感光体上のトナーの残り状態は、第11図
に示すように様々な残り方がある。図においてＡは正常
な転写が行なわれた場合である。Ｂは正常な転写に近い
が若干転写過剰気味で転写チャージャによりトナーが逆
極性のプラス電荷となった場合であり、ベタ黒等の転写
を行なった場合に発生しやすい。またＣは転写不足によ
り塊状に残った場合であり、キャリア付着や紙シワで転
写時に用紙が転写体から浮いた場合等に発生しやすい。
また未露光部の転写残りトナーは、感光体の表面電位Vo
が現像器に印加されている現像バイアスVbより低いため
に、現像器に静電的に吸引される。一方、被露光部の転
写残りトナーは、感光体の表面電位が露光により高くな
っているため、マイナス電荷のトナーは現像器に戻ら
ず、感光体上に残留する。

上記のように感光体上に残留した転写残りトナーのう
ち、A,Bの場合のように感光体上に一様に散乱している
場合は、露光行程におけるレーザの光量が十分大きく、
露光面積がトナーの大きさに対して十分大きいため、感
光体上にトナーが付着していても露光の影となることは
なく、感光体の表面のマイナス電位が減衰して潜像が形
成される。しかも未露光部では前述したように現像器に
より確実にクリーニングされているため、潜像形成上全
く問題は発生しない。しかし、Ｃの場合のように塊状に
トナーが残った場合には、現像器によりすべてクリーニ
ングすることが困難となり、白地にポジメモリが形成さ
れてしまう。またこの部分が次の露光部に相当する場合
は、トナー層が厚く塊の径が大きいため光が通過しなく
なり、黒地にネガ状のメモリが発生してしまう。

上記のような転写残りトナーを除去するため、従来か
ら感光体の外周の転写装置と前露光器との間にクリーナ
が設けられている。このクリーナは従来は感光体表面に
当接してトナーを掻き落すブレードと、この掻き落され
たトナーを回収する回数ボックスとから構成されてい
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような従来のクリーナによる
と、感光体上に残留したトナーをブレードにより回収ボ
ックス内に掻き落す構造となっているため、通常2,000
枚乃至3,000枚程度の複写を行なうと、回収ボックス内
のトナーが満杯になり使用不能となる。このため複雑な
回収機構と回収ボックスを設けてその都度回収ボックス
を交換してトナーを回収しなければならず、構造が複雑
になるとともに、使用者の手や衣類が汚れて作業性が悪
くなるという問題があった。また機器の種類によっては
クリーナをその都度廃棄しなければならない場合もあっ
た。さらにブレードによって感光体上のトナーを掻き落
すため、感光体の表面に傷を付ける欠点もあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単
な構造で感光体上の残留トナーによる露光時の影響を排
除して、画像品質を安定させ、しかも感光体の寿命を長
くし、作業性を向上させることのできる画像形成装置及
び画像形成方法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） 前記目的を達成する本発明の画像形成装置は、回転可
能な感光体を特定の極性に帯電する帯電手段と、この帯
電手段によって帯電された感光体に光を照射することに
より静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段によ
って感光体上に形成された静電潜像に特定の極性と同極
性に帯電する現像剤を供給して現像すると共に、感光体
上の残留現像剤を除去する現像手段と、この現像手段に
よって形成された現像剤像を感光体から転写材に静電的
に転写する転写手段と、感光体の回転方向に沿って転写
手段の下流側で、かつ帯電手段の上流側において、感光
体に当接して設けられた導電性スポンジ部材と、この導
電性スポンジ部材に転写手段による転写後に感光体上に
残留する残留現像剤を吸着するためのバイアス電圧を印
加する電圧印加手段とを備え、残留現像剤を吸着し、こ
の吸着した残留現像剤を感光体に再び放出することによ
り、残現像剤を感光体上に分散させる分散手段とを有す
ることを特徴としている。

また、前記目的の達成する本発明の画像形成方法の１
つは、回転可能な感光体を、この感光体に対向する帯電
手段により特定の極性に帯電する帯電工程と、この帯電
工程によって帯電された感光体に対し、感光体の回転方
向に沿って帯電手段の下流に配置された露光手段から光
を照射することにより静電潜像を形成する露光工程と、
この露光工程によって感光体上に形成された静電潜像に
対し、感光体の回転方向に沿って露光手段の下流に配置
された現像手段から特定の極性と同極性に帯電する現像
剤を供給して現像する現像工程と、この現像工程によっ
て形成された現像剤像を、感光体の回転方向に沿って現
像手段の下流に配置された転写手段によって感光体から
転写材に静電的に転写する転写工程と、感光体の回転方
向に沿って転写手段の下流側で、かつ帯電手段の上流側
において、感光体に当接して設けられた導電性スポンジ
部材に、残留現像剤を吸着するためのバイアス電圧を印
加することにより、転写手段によって転写が行われた後
に感光体上に残留する残留現像剤を吸着し、この吸着し
た残留現像剤を感光体上に再び放出することにより、残
留現像剤を感光体上に分散させる分散工程と、この分散
工程により分散された残留現像剤を現像手段により回収
する回収工程とを有することを特徴としている。

更に、前記目的を達成する本発明の画像形成方法の別
の１つは、回転可能な感光体を、この感光体に対向する
帯電手段により特定の極性に帯電する帯電工程と、この
帯電工程によって帯電された感光体に対し、感光体の回
転方向に沿って帯電手段の下流に配置された露光手段か
ら光を照射することにより静電潜像を形成する露光工程
と、感光体の回転方向に沿って露光手段の下流におい
て、感光体に当接して配置され、特定の極性と同極性に
帯電するトナーからなる現像剤を担持する現像手段を回
転させることにより、露光工程によって感光体上に形成
された静電潜像に現像剤を供給して現像する現像工程
と、この現像工程によって形成された現像剤像を、感光
体の回転方向に沿って現像手段の下流に配置された転写
手段によって感光体から転写材に静電的に転写する転写
工程と、感光体の回転方向に沿って転写手段の下流側
で、かつ帯電手段の上流側において、感光体に当接して
設けられた導電性スポンジ部材に、転写手段による転写
後に感光体上に残留する残留現像剤を吸着するためのバ
イアス電圧を印加することにより、残留現像剤を吸着
し、この吸着した残留現像剤を感光体上に再び放出する
ことにより、残留現像剤を感光体上に分散させる分散工
程と、この分散工程により分散された残留現像剤を現像
手段により回収する回収工程とを有することを特徴とし
ている。

（作用） 上記手段及び方法によると、転写後感光体上に残留し
ている塊状のトナーを、複数段の分散手段に設けられた
スポンジ状部材により後方に分散させることができ、露
光時に残留トナーによるメモリの発生を防止することが
できる。従ってトナー回収ボックスが不要となり、分散
手段を現像器に一体に取り付けることにより小形カート
リッジ化することができる。しかも分散手段が軟質部材
で形成されているため、感光体の表面を傷付けることが
なく、長寿命化が可能となる。

（実施例） 以下、本発明に係る画像形成装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

第１図乃至第４図に本発明の一実施例を示す。第１図
及び第２図において、現像器104のケーシング133内には
１本のマグローラ131と２本の撹拌ローラ132a,132bがそ
れぞれ軸方向が平行に設けられており、図示せぬ駆動源
によってそれぞれ矢印a,b,c方向に回転駆動される。ま
たケーシング133には現像剤であるトナー134が充填され
ている。このケーシング133にはドラム状の感光体101が
前記各ローラ131,132に平行に設けられており、図示せ
ぬ駆動源によって矢印Ｒ方向に回転駆動される。さらに
ケーシング133には感光体101に平行に分散手段109が設
けられており、この分散手段109には第３図に示すよう
に導電性モルトプレンなどの軟質部材で形成された１対
のスポンジ状部材135a,135bが平行に取り付けられてい
る。これらのスポンジ状部材135a,135bの下端は感光体1
01の外周に母線方向に沿ってウィズ方向（幅方向）に接
しており、幅は使用する最大用紙幅及び画像領域よりも
広くなっている。また下流側のスポンジ状部材135には
正電圧が印加されている。

なお、第１図に示す符号141は前露光器112から感光体
101に入射する光の入射位置、符号142は静電潜像形成部
103から感光体101に入射するレーザ光線の入射位置、第
２図に示す符号136は現像器104のケーシング133に設け
られた取手である。

次に、本発明の一実施例をレーザプリンタに適用した
場合を第４図を参照して説明する。

第４図は、電子写真方式の単色レーザプリンタの概略
的構成を示している。

このレーザプリンタは、図示しない伝送装置などを介
してコンピュータあるいは、ワードプロセッサなどのホ
ストシステム（外部装置）と電気的に結合されており、
外部装置からのドットイメージデータを受け入れてレー
ザビーム光を変調することにより感光体への書き込みを
行ない、書込んだドットイメージデータを現像して用紙
上に転写するようになっている。

すなわち、100は装置本体で、この本体100内にはドラ
ム状の感光体101が配設されており、この感光体101は、
図示しない駆動源によって矢印Ｒ方向に回転される。

感光体101周辺部には、その回転方向に沿って帯電制
御形の帯電用帯電器102、静電潜像形成部103、前記分散
手段109が設けられた現像器104、転写チャージャ105、
前露光器112が順次配設されており、感光体101は現像器
104に一体に構成されている。

本体100には、給紙カセット106が設けられているとと
もに、この給紙カセット106から給紙ローラ107で取出さ
れた記録媒体としての用紙を、感光体101と転写チャー
ジャ105との間に送給し、像転写部108及び、定着器118
を経た後、排紙ローラ113に導かれ、排紙部114に排紙さ
れる。

静電潜像形成部103は、図示しない外部装置からのド
ットイメージデータに応じて変調されたレーザビーム光
を発生する図示しない半導体レーザ発振器（レーザダイ
オードなど）と、このレーザ発振器から出力されるレー
ザビーム光を集光するコリメータレンズなどのレンズ系
（図示せず）、このレンズ系で集光されたレーザビーム
光を走査する例えば４面の回転ミラー（ポリゴンミラ
ー）116、この回転ミラー116を高速回転させるミラーモ
ータ117、回転ミラーで走査されたレーザビーム光を正
しく感光体へ導くレンズ121、レーザビーム光を感光体1
01の方向に反射させる反射ミラー119,120、回転ミラー1
16で走査されたレーザビーム光を検出するビーム光検出
器（図示せず）などからなっている。

このような構成において、外部装置から印字開始信号
を受取ると感光体101が回転するとともに、感光体101は
帯電用帯電器102によって例えば表面電位約600vにな
るように一様に帯電される。

次に、外部装置からドットイメージデータを受取る
と、静電潜像形成部103がそのドットイメージデータに
応じて変調されたレーザビーム光を出力し、そのレーザ
ビーム光によって、帯電された感光体101の表面を走査
露光することにより、感光体101の表面に静電潜像を形
成する。感光体101に形成された静電潜像は、マグロー
ラ131,撹拌ローラ132a,132bを有した現像器104によって
反射現像されることにより顕像化されてトナー像とな
る。そして感光体101上のトナー像は、像転写部108にお
いて、給紙カセット106から搬送されてきた用紙上に転
写される。

トナー像が転写された用紙は、定着器118へ搬送され
てトナー像が定着され、その後排紙ローラ113により排
紙部114に排紙される。また転写チャージャ105により感
光体101から図示せぬ用紙にトナー像が転写された後
に、感光体101上に残るトナーは、後述する作用により
分散手段109で分散され、次に赤色LED等の前露光器112
の光源から照射された光により、感光体101の表面は一
様に除電される。

次に分散手段109の作用を第５図乃至第10図を参照し
て説明する。

第５図乃至第７図は転写不足トナーの場合、第８図乃
至第10図は転写過剰トナーの場合である。矢印Ｘ方向に
移動する感光体101の表面に第５図に示すようにトナー
塊150があった場合、このトナー塊150が上流側のスポン
ジ状部材135aの下を通過するとき平滑にならされる。次
に、転写不足のマイナス電荷を有するトナー塊150は、
第６図に示すようにプラス電圧を印加されている下流側
のスポンジ状部材135bに吸引される。感光体101がさら
に矢印Ｘ方向に進むと、一度スポンジ状部材135bに吸引
されたトナー塊150は、スポンジ状部材135bにトナー保
持能力がないため、第７図に示すように自然とスポンジ
状部材135bの後方に出てくる。すなわち、スポンジ状部
材135bは転写不足トナー塊150を静電気力で吸引する
が、スポンジ状部材135bに付着できるトナー量が少ない
ため、またスポンジ状部材135bが感光体101に対しウィ
ズ方向に接しているため、一度吸引されたトナー150は
徐々に感光体101の表面の他の部分に付着する。

一方、転写過剰トナーの場合は、第８図に示すように
トナー151は転写体101上に一様に散乱し極性が反転して
おり、スポンジ状部材135bと同極性のプラスとなってい
る。従って感光体101が矢印Ｘ方向に進み、第９図に示
すようにスポンジ状部材135bの下を通過しても、吸引さ
れることなくそのまま感光体101に吸着されて進む。す
なわち、第10図に示すようにトナー151はスポンジ状部
材135bの下を素通りし、転写材101上で通過前と同じ位
置にある。このとき、スポンジ状部材135a,135bが軟質
部材で形成されており、かつ感光体101にウィズ方向、
すなわち腹当ての状態で接していて接触圧が極めて弱い
ため、トナー151が移動されることはない。従ってトナ
ー151は一様に散乱している。

本実施例によれば、感光体101上の転写残りトナー15
0,151はスポンジ状部材135a,135bの下を通過した後にい
ずれも一様に散乱しており、露光時に残留トナーによる
メモリの発生を防止することができる。従って従来のよ
うにトナー回収ボックスが不要となり、しかも転写体10
1、現像器104及び分散手段109を一体化してカートリッ
ジとすることができ、装置の小形軽量化が可能となる。
またスポンジ状部材135a,135bは軟質部材で形成され感
光体101にウィズ方向に接触しているので、感光体101の
寿命を長くし、画像品質を向上させることができる。

上記実施例では分散手段109に設けられたスポンジ状
部材135が２個である場合について説明したが、このス
ポンジ状部材135の数は３個以上であってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、転写後像担持
体である感光体上に残留している塊状のトナーをスポン
ジ状部材で平滑にならして分散するようにしたので、感
光体上に残った塊状の残留トナーによるメモリの発生を
防止することができ、トナー回収ボックスを不要とし、
カートリッジ化して装置の小形軽量化が可能となるとと
もに、感光体の寿命を長くし、画像の品質を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による画像形成装置の要部を
示す縦断面図、第２図は第１図の斜視図、第３図は第１
図の分散手段を示す分解斜視図、第４図は本実施例に係
る分散手段が適用されたレーザプリンタを示す縦断面
図、第５図乃至第10図は本実施例の作用を示す説明図、
第11図は感光体上に残留するトナーを示す説明図であ
る。 101……感光体（像担持体）， 104……現像器， 109……分散手段， 135a,135b……スポンジ状部材， 150,151……トナー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊崎 弘文 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 (72)発明者 伏見 誠一郎 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 (72)発明者 杉山 吉彦 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝イ ンテリジェントテクノロジ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−20587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−168184（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 21/00 310 - 334 G03G 15/08 507 B G03G 13/22 - 13/24

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転可能な感光体を特定の極性に帯電する
   帯電手段と、 この帯電手段によって帯電された前記感光体に光を照射
   することにより静電潜像を形成する露光手段と、 この露光手段によって前記感光体上に形成された静電潜
   像に前記特定の極性と同極性に帯電する現像剤を供給し
   て現像すると共に、前記感光体上の残留現像剤を除去す
   る現像手段と、 この現像手段によって形成された現像剤像を前記感光体
   から転写材に静電的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おいて、前記感光体に
   当接して設けられた導電性スポンジ部材と、この導電性
   スポンジ部材に前記転写手段による転写後に前記感光体
   上に残留する残留現像剤を吸着するためのバイアス電圧
   を印加する電圧印加手段とを備え、前記残留現像剤を吸
   着し、この吸着した残留現像剤を前記感光体に再び放出
   することにより、前記残留現像剤を前記感光体上に分散
   させる分散手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】回転可能な感光体を、この感光体に対向す
   る帯電手段により特定の極性に帯電する帯電工程と、 この帯電工程によって帯電された前記感光体に対し、前
   記感光体の回転方向に沿って前記帯電手段の下流に配置
   された露光手段から光を照射することにより静電潜像を
   形成する露光工程と、 この露光工程によって前記感光体上に形成された静電潜
   像に対し、前記感光体の回転方向に沿って前記露光手段
   の下流に配置された現像手段から前記特定の極性と同極
   性に帯電する現像剤を供給して現像する現像工程と、 この現像工程によって形成された現像剤像を、前記感光
   体の回転方向に沿って前記現像手段の下流に配置された
   転写手段によって前記感光体から転写材に静電的に転写
   する転写工程と、 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おいて、前記感光体に
   当接して設けられた導電性スポンジ部材に、前記残留現
   像剤を吸着するためのバイアス電圧を印加することによ
   り、前記転写手段によって転写が行われた後に前記感光
   体上に残留する残留現像剤を吸着し、この吸着した残留
   現像剤を前記感光体上に再び放出することにより、前記
   残留現像剤を前記感光体上に分散させる分散工程と、 この分散工程により分散された前記残留現像剤を前記現
   像手段により回収する回収工程とを有することを特徴と
   する画像形成方法。
3. 【請求項３】回転可能な感光体を、この感光体に対向す
   る帯電手段により特定の極性に帯電する帯電工程と、 この帯電工程によって帯電された前記感光体に対し、前
   記感光体の回転方向に沿って前記帯電手段の下流に配置
   された露光手段から光を照射することにより静電潜像を
   形成する露光工程と、 前記感光体の回転方向に沿って前記露光手段の下流にお
   いて、前記感光体に当接して配置され、前記特定の極性
   と同極性に帯電するトナーからなる現像剤を担持する現
   像手段を回転させることにより、前記露光工程によって
   前記感光体上に形成された静電潜像に現像剤を供給して
   現像する現像工程と、 この現像工程によって形成された現像剤像を、前記感光
   体の回転方向に沿って前記現像手段の下流に配置された
   転写手段によって前記感光体から転写材に静電的に転写
   する転写工程と、 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おいて、前記感光体に
   当接して設けられた導電性スポンジ部材に、前記転写手
   段による転写後に前記感光体上に残留する残留現像剤を
   吸着するためのバイアス電圧を印加することにより、前
   記残留現像剤を吸着し、この吸着した残留現像剤を前記
   感光体上に再び放出することにより、前記残留現像剤を
   前記感光体上に分散させる分散工程と、 この分散工程により分散された前記残留現像剤を前記現
   像手段により回収する回収工程とを有することを特徴と
   する画像形成方法。