JP2936712B2

JP2936712B2 - 静電画像形成装置

Info

Publication number: JP2936712B2
Application number: JP33765590A
Authority: JP
Inventors: 正保安西; 克哉河合; 敏光原田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1999-08-23
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: JPH04204787A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は複写機、プリンタ等に係り、とくにその感光
ドラム表面に形成した静電潜像に着色トナーを付着して
可視画像を得る静電画像形成装置に関する。

［従来技術］上記従来の複写機やプリンタ等は特公昭58−111078号
公報に記載のように、光導電性の感光ドラム表面に静電
潜像を形成し、これに着色トナーを含む現像剤を付着せ
しめて記録紙に転写するようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］上記従来の複写機やプリンタ等においては、感光ドラ
ムに残留するトナーを清掃、収集して廃棄する必要があ
り、このための複雑な機構を要し、また、その保守点検
がわずらわしいという問題があった。

さらに、上記清掃により廃棄されるトナー量がトナー
消費量全体の20％にも達する場合があり、不経済という
問題もあった。

本発明の目的は、残留トナーの回収を比較的簡単な機
構により効率的に行うとともに、再使用トナーにより形
成された画像において品位低下が目立たない静電画像形
成装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は上記の目的を達成するために、感光体を帯電
させる帯電手段と、帯電した感光体表面に光像を照射
し、前記感光体上に電荷像を形成する光像照射手段と、
前記電荷像にトナーを供給し、前記電荷像をトナー像と
して可視化させるための極性を有する現像電圧と、前記
感光体上に付着したトナーを感光体から回収するための
極性を有するトナー回収電圧とが切替可能に設けられた
現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写させる転写
手段と、前記転写手段を通過後の感光体表面に残留した
トナーを、前記感光体表面から除去するための極性を有
する第１電圧と、感光体から除去されたトナーを感光体
表面に再付着させるための極性を有する第２電圧とが切
替可能に設けられた清掃手段とを備え、前記清掃手段の
第２の電圧により感光体表面に再付着させられたトナー
を、前記現像手段のトナー回収電圧により現像手段内に
回収し、該トナーを再使用するようにした静電画像形成
装置において、前記第１電圧によって清掃手段に回収さ
れた残留トナーから再使用に不適なトナーを除去すると
ともに、残留トナー回収時に混入した紙粉や塵埃等の異
物を除去するトラップロールを、前記清掃手段に接続さ
せて設け、前記清掃手段に残された再使用可能なトナー
のみを前記第２電圧によって感光体表面に再付着させる
構成を採用した。

［作用］上記構成の静電画像形成装置によれば、トラップロー
ルによって清掃手段に回収された残留トナーから再使用
に不適なトナー、即ち粗大粒子のトナーや、帯電不十分
なトナーが除去されるとともに、残留トナー回収時に混
入した紙粉や塵埃等の異物についてもトラップロールで
除去されるので、品位に揃ったトナーを清掃手段から現
像手段に戻し、再使用することが可能になる。

［実施例］第１図は本発明による画像形成装置の構成を説明する
図である。

第１図において、光導電性の感光ドラム１は回転に伴
いコロナ帯電器２によりその表面を均一に帯電される。
３はコロナ帯電器２の電源である。負に帯電する有機感
光体を用いると感光ドラム１は図示の要に負に帯電す
る。

次いで、光像４を照射して感光ドラム１の表面に電荷
潜像を形成し、現像機５により上記電荷潜像を反転現像
する。現像機５内にはトナーと磁性キャリアとからなる
現像剤を吸着する現像ロール６が収容され、その回転に
より感光ドラム１表面の上記電荷潜像にトナーを吸着せ
しめる。７は感光ドラム１表面の負電気圧と銅極性の直
流に交流を重畳した現像ロール６の現像バイアス電源で
あり、その電圧により上記トナーの吸着度を調整する。

ついで、感光ドラム１は用紙９に接し、正に帯電され
た転写ロール10により感光ドラム１表面の上記負電位の
トナー像を用紙６側に吸引して転写する。11は転写ロー
ル10の電源である。なお、転写ロール10のかわりにコロ
ナ帯電器を用いることもできる。

上記転写後の感光ドラム１の表面には始めに吸引され
たトナーの５ないし20％が残存するので、これが次の作
像工程で邪魔にならないように取り除くか、均一に散ら
しておく必要がある。

このため本発明では、再帯電器12により上記感光ドラ
ム１表面に残留したトナーを同極性に再帯電し、次いで
無端状のブラシ15により上記残留トナーを吸引して取り
除いたり、均一に散らすようにする。13は再帯電器12用
電源、14は上記再帯電された残留トナーの再帯電電位を
調整する消去ランプである。

また、16はブラシ15に印加される上記残留トナーとは
逆極性の電源であり、これにより残留トナーを感光ドラ
ム表面から吸引剥離する。

上記のようにして残留トナーを吸引剥離しつづけると
ブラシ15にはトナーが蓄積されるので、装置が画像記録
を行わない期間、例えば頁の切り替わり期間や印刷前後
の白紙の非記録期間内に上記ブラシ15に蓄積されたトナ
ーを再び感光ドラム１上に吸引させて吐き出し、次工程
にて現像器５内に回収するようにする。

このため各電源を第２図に示すように制御する。

第２図において、t₁は上記反転現象が行われる記録期
間、t₂は同非記録期間である。例えば感光ドラム１の表
面電位は−600V、現像バイアス電圧V₁はt₁期間中は−40
0Vである。また、t₂期間中は現像バイアス電圧V₁を＋25
0Vに反転して上記ブラシ15より感光ドラム１上に吐き出
させたトナーを現像ロール６に吸引して現像機５内に回
収する。

また、V₂は転写電源11の電圧である。現像機５により
現像された感光ドラム１上のトナー像は現像開始からt₃
後に転写ロール10に到達するので、その後のt₁期間、V₂
を＋100Vにして感光ドラム１上のトナー像を用紙９に転
写する。また、t₂期間はV₂を例えば−600Vにして感光ド
ラム１上のトナーが転写ロール10に付着するのを防止
し、あるいは転写ロール10に付着したトナーを感光ドラ
ム１に戻すようにする。

V₃はクリーナ電源16の電圧である。現像機５により現
像された感光ドラム１上のトナー像は現像開始からt₄後
にブラシ15に到達するので、その後のt₁期間、V₃を＋25
0Vにして感光ドラム１上の残留トナーを捕集し、次のt₂
期間、V₃を−300Vに切替てトナーを感光ドラム１側に戻
すようにする。

また、上記残留トナーの捕集時にブラシ15の回転方向
を反転するようにすると、ブラシの深部に入り込んだト
ナーや帯電電荷が減衰したトナー等を感光ドラム上に容
易に吐き出すことができる。

上記残留トナーの量が比較的少ない場合には、これを
ブラシ15により捕捉せずに感光ドラム１の表面上に散ら
すだけで良いので、t₁期間のV₃には＋100〜−100V程度
の交流電圧を重畳してもよく、また、V₃として0.5〜10k
Hz、100〜1000V程度の交流電圧を重畳したものを用いる
こともできる。

第２図に示すように、上記V₁、V₂、V₃等の極性反転を
現象印刷工程ごとに繰り返す。

ブラシ15としては、カーボン、マグネイト粒子等を混
入した体積抵抗10⁶〜10¹⁰Ωcm、太さ10〜30μｍのナイ
ロン、アクリル、アセテート製等の繊維を植毛密度１〜
２万本/cm²、長さ３〜10mmのブラシ状に形成したものが
好ましい。

第３図は第１図から再帯電器２を省略した本発明の他
の実施例を示す図である。

第３図の装置には正規現像が用いられている。

第３図において、感光ドラム１は直流電源16と交流電
源19よりなるクリーナ電源が直列に接続されたブラシ15
により略一様に帯電される。

感光ドラム１の感光体が負帯電の有機光電体の場合に
は上記直流電源16の電圧を例えば−400〜−700V、交流
電源19の電圧を300〜500Vrmsとすると上記感光体帯電電
位はほぼ−400〜−700Vとなる。

ブラシ15としては上記のものを使用ことができるが、
体積抵抗10³〜10⁷Ωcmの繊維を用いる方が好ましい。

次いで光像４を照射し電荷潜像を形成し、現像機５に
て正に帯電したトナーを付着して上記負の電荷潜像を現
像する。

次いで、転写ロール10により上記感光ドラム上のトナ
ー像を用紙９に転写し、感光ドラム上に残留するトナー
をブラシ15により捕集し、また、均一に散らすようにす
る。

ブラシ15に捕集された上記トナーは第１図の場合と同
様にして感光ドラム上に戻され、現像機５に回収され
る。

第５図は第３図に示した本発明装置に反転現像を適用
した場合の各電源の電圧波形である。

ここでは感光ドラム１とトナーは共に負に帯電され
る。

第５図において、クリーナの直流電源V₃を例えば−50
0Vに固定すると回転する感光ドラム１の表面は一様に負
に帯電される。上記帯電開始から時間t₆後に制御信号Ｓ
によりt₁期間光像が露光される。上記露光開始から時間
t₇後に上記露光部が現像機５に到着するのでその後のt₁
期間中は現像ロール６のバイアス電圧V₁を例えば−350V
として現像し、その後のt₂期間は＋350Vにして感光ドラ
ム１上の残留トナー現像機５内に回収する。

また、上記感光ドラム１に現像されたトナー像は上記
現像開始からt₃後に転写ロール10に到達するので、その
後のt₁期間、転写電源11の電圧V₂を例えば＋1000Vにし
て感光ドラム１上のトナー像を用紙９に転写し、次のt₂
期間はV₂を例えば−1000Vにして感光ドラム１上のトナ
ーが転写ロール10に付着するのを防止し、あるいは転写
ロール10に付着したトナーを感光ドラム１に戻すように
する。

その後、感光ドラム１上に残留したトナーはブラシ15
が負電位なのでこれに吸引されることなく感光ドラム１
上に散らされ、次の工程中に現像機５内に回収される。

第６図は本発明によるブラシ15周辺部の他の構成を示
す図である。

第６図においては、ブラシ15の周辺部にトラップロー
ル21とカットフィルタ22を付加して感光ドラム１上の残
留トナーの回収効果を高めるようにしている。

トラップロール21はブラシ15と接触して回転し、トラ
ップロール21とブラシ15間には直流あるいは直流と交流
を重畳したバイアス電源24が接続される。

トラップロール21はブラシ15が感光ドラム１より吸引
あるいは掻き取ったトナー内の粗大粒子、紙粉、塵埃等
を集め、カットフィルタ22はこれらの不要有害物質をト
ラップロール21より取り除くように作用する。

この結果、作像工程中に発生する紙粉、塵埃、トナー
内の粗大粒子、あるいは帯電不十分なトナー等を除去で
きるので、ブラシ15の局部的な汚れや目づまり等を防止
し、再使用可能なトナーのみを回収することができる。

また、ブラシ15が捕捉したトナーはトラップロール21
に接続して分散するので感光ドラム１上に広範、均一に
分散して戻すことができる。

バイアス電源23は第１図および第３図のクリーナ電源
16と同様の作用を行うので、直流または交流または直流
と交流を重畳したものであってもよい。

また、ブラシ15のバイアス電源23とトラップロール21
とブラシ15間のバイアス電源24を上記第３、４図のV₃と
同様に変化させるようにするとさらによい効果が得られ
る。

また、トラップロール21の表面部にアルマイト処理し
たアルミニウムを用いて高抵抗したり、あるいは表面部
に厚み５〜20μｍの樹脂絶縁層を設けるようにすると、
ブラシ15の電気抵抗値が低い場合にはしばしば発生する
ブラシ繊維先端部の電界集中を緩和することができ、こ
れによりバイアス電源24を省略することができる。この
場合にトラップロール21を接地すると、その表面部はバ
イアス電源23より若干低い電位に帯電される。

上記本発明の各実施例は上記電子写真法により電荷潜
像を形成する場合の他に、静電記録法、あるいはイオン
制御帯電法等により電荷潜像を形成する場合にも適用し
て同様の効果を得ることができる。

［発明の効果］本発明によれば、トラップロールにより、清掃手段に
回収された残留トナーから粗大粒子トナーや帯電不十分
なトナー等の再使用に不適なトナーを除去するととも
に、残留トナー回収時に混入した紙粉や塵埃等の異物に
ついてもトラップロールで除去し、品位の揃った再使用
可能なトナーのみを清掃手段から現像手段に戻すため、
再使用トナーにより形成された画像において品位に低下
が目立たない静電画像形成装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図はそれぞれ本発明による静電画像形成装
置の構成図、第２、４、５図はそれぞれ本発明の動作を
説明する電圧波形図、第６図は本発明によるトナークリ
ーナブラシ部の他の構造を示す図である。１……感光ドラム、２……コロナ帯電器、３……電源、
４……光像、５……現像機、６……現像ロール、７……
現像バイアス電源、８……トナー像、９……用紙、10…
…転写ロール、11……電源、12……再帯電器、13……再
帯電電源、14……消去ランプ、15……ブラシ、16……ク
リーナ電源、17、20……各回収トナー、18……トナー
像、19……交流クリーナ電源、21……トラップロール、
22……カットフィルタ、23……ブラシバイアス電源、24
……トラップロールバイアス電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−81853（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−165085（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−241587（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 21/10 - 21/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した感光体表面に光像を照射し、前記感光体上に電
荷像を形成する光像照射手段と、前記電荷像にトナーを供給し、前記電荷像をトナー像と
して可視化させるための極性を有する現像電圧と、前記
感光体上に付着したトナーを感光体から回収するための
極性を有するトナー回収電圧とが切替可能に設けられた
現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写させる転写手段と、前記転写手段を通過後の感光体表面に残留したトナー
を、前記感光体表面から除去するための極性を有する第
１電圧と、感光体から除去されたトナーを感光体表面に
再付着させるための極性を有する第２電圧とが切替可能
に設けられた清掃手段とを備え、前記清掃手段の第２電圧により感光体表面に再
付着させられたトナーを、前記現像手段のトナー回収電
圧により現像手段内に回収し、該トナーを再使用するよ
うにした静電画像形成装置において、前記第１電圧によって清掃手段に回収された残留トナー
から再使用に不適なトナーを除去するとともに、残留ト
ナー回収時に混入した紙粉や塵埃等の異物を除去するト
ラップロールを、前記清掃手段に接触させて設け、前記
清掃手段に残された再使用可能なトナーのみを前記第２
電圧によって感光体表面に再付着させることを特徴とす
る静電画像形成装置。
【請求項２】前記トナーおよび異物中の有害物質を収集
するカットフィルタを前記トラップロールに接触させて
設けたことを特徴とする請求項１記載の静電画像形成装
置。