JP3029414B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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に係り、特に転
写後に像担持体上に残留するトナーを分散する分散手段
を改良した画像形成装置に関する。

【０００２】

【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
成された靜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被画像
形成媒体である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。

【０００３】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、現像器に靜電的に吸引される。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。

【０００４】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。

【０００５】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收する回收ボックスとから構成
されていた。

【０００６】

【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收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、回收ボックス内のトナーが満杯に
なり使用不能となる。このため複雑な回收機構と回收ボ
ックスを設けてその都度回收ボックスを交換してトナー
を回收しなければならず、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。

【０００７】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
を含む装置の寿命を長くし、作業性を向上させることの
できる画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【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
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、未露光部の残留現像
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、この転写手段に対して前記感光体の回転
方向下流側において、前記感光体に当接して設けられた
第１の導電性当接部材と、この第１の導電性当接部材に
対して前記感光体の回転方向下流側において、前記感光
体に当接して設けられた第２の導電性当接部材と、前記
第１の導電性当接部材と前記第２の導電性当接部材の間
に設けられた絶縁部材と、前記第１、第２の導電性当接
部材に互いに逆極性のバイアス電圧を印加する電圧印加
手段とを有し、前記第１、第２の導電性当接部材は、前
記絶縁部材によってお互いに対して電気的に絶縁されて
いることを特徴としている。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】本発明によれば、転写後に感光体上に残留
している塊状のトナーを、複数段の分散手段により後方
に分散させることができ、これらの分散されたトナーの
うち、プラス電荷のトナーはマイナス電荷が供給された
分散手段に、またマイナス電荷のトナーはプラス電荷が
供給された分散手段に、それぞれ一時的に吸引されて分
散手段の後方に押し出される。その後再び感光体上に分
散して付着され、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
分散手段を軟質部材で形成することにより、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。そし
て、第１、第２の当節部材に異なる極性の電圧を印加
し、十分な残留トナーの攪乱が行えると共に、両者間を
絶縁したことでリークが発生しなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。

【００１５】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１３
３内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１３１，１３２ａ，１３２ｂ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
平行に導電性当接部材としての分散手段１０９が設けら
れており、この分散手段１０９には第２図に示すような
電気抵抗１０5 Ω乃至１０6 Ωの導電性レイヨンなどの
軟質部材で形成された１対のブラシ１３５ａ，１３５ｂ
が、それぞれ保持部材に保持されて上流側及び下流側に
平行に取り付けられている。これらのブラシ１３５ａ，
１３５ｂの下端は感光体１０１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、その幅は使用す
る最大用紙幅及び画像領域よりも広くなっている。そし
て、一方のブラシ１３５ｂは、保持部材を介して後述す
る帯電器１０２のグリッドケースに電気的に接続されて
マイナス電荷が供給されており、他方のブラシ１３５ａ
は、保持部材を介して装置本体の給電端子のプラス側に
接続されてプラス電荷が供給されている。この接続は逆
であっても良い。また、これらのブラシ１３５ａ，１３
５ｂの保持部材の間には図示せぬマイラシートなどの絶
縁材が設けられていて、１対のブラシ１３５ａ，１３５
ｂは互いに電気的に絶縁されている。

【００１６】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は静電潜像形成手段１０３から感光体１０１に入
射するレーザ光線の入射位置、第３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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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、書き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。

【００２０】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（第１図参照）に回転される。

【００２１】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、像形成手段と
しての静電潜像形成部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。

【００２２】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。

【００２３】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１０１へ導くレンズ１２
１、レーザビーム光を感光体１０１の方向に反射させる
反射ミラー１１９，１２０、回転ミラー１１６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。

【００２４】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。

【００２５】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
に靜電潜像を形成する。感光体１０１に形成された靜電
潜像は、マグローラ１３１，撹拌ローラ１３２ａ，１３
２ｂを有した現像器１０４によって反転現像されること
により顕像化されてトナー像となる。そして感光体１０
１上のトナー像は、像転写部１０８において、転写チャ
ージャ１０５により給紙カセット１０６から搬送されて
きた用紙上に転写される。

【００２６】トナー像が転写された用紙は、定着器１１
８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。

【００２７】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。

【００２８】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
り、ブラシ１３５ａにはプラス電圧が印加されており、
ブラシ１３５ｂにはマイナス電圧が印加されている。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１５
０がブラシ１３５ａの下を通過するとき、転写不足のマ
イナス電荷を有するトナー塊１５０は、プラス電圧が印
加されているブラシ１３５ｂに吸引される。感光体１０
１がさらに矢印Ｘ方向に進むと、一度ブラシ１３５ａに
吸引されたトナー塊１５０は、ブラシ１３５ａにトナー
保持能力がないため、第６図に示すように自然にブラシ
１３５ａの後方に出てくる。すなわち、ブラシ１３５ａ
は転写不足トナー塊１５０を靜電気力で吸引するが、ブ
ラシ１３５ａに付着できるトナー量が少ないため、また
ブラシ１３５ａ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。このとき、他方
のブラシ１３５ｂにはマイナス電圧が印加されているの
で、マイナス電荷を有するトナー塊１５０はブラシ１３
５ｂには吸引されず、第７図に示すようにブラシ１３５
ｂで掻き乱されて感光体１０１の表面に分散される。

【００２９】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は極性が反転しており、ブラシ
１３５ａ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図に示すようにブラシ
１３５ａ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。そして、他方のブラ
シ１３５ｂの下に到達すると、このブラシ１３５ｂには
マイナス電圧が印加されているので、プラス電荷を有す
るトナー１５１はブラシ１３５ｂに一時的に吸引され
て、前述した場合と同様に第１０図に示すように感光体
１０１上に分散して付着する。従ってトナー１５１が塊
状であっても問題はない。このとき、ブラシ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がブラシ１３５ｂによって移
動されることはない。

【００３０】本実施例によれば、感光体１０１上の転写
残りトナー１５０，１５１はブラシ１３５ａ，ブラシ１
３５ｂの下を通過した後にいずれも一様に分散してお
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收ボックス
が不要となり、しかも感光体１０１、現像器１０４及び
メモリを除去する分散手段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。またブラシ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。

【００３１】上記実施例では分散手段１０９に設けられ
たブラシ１３５が２個である場合について説明したが、
このブラシ１３５の数は３個以上であっても良い。ま
た、分散手段１０９に取り付けられる部材はブラシ１３
５ａ，ブラシ１３５ｂに限定されず、ブレード、スポン
ジ状部材などでもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写後に像担持体である感光体上に残留しているプラス
またはマイナスの電荷を有するトナーを、それぞれマイ
ナスまたはプラスの電荷が供給された複数段の分散手段
によって一時的に吸引して、感光体上に分散して付着さ
せるようにしたので、感光体上に残った塊状のトナーに
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、画質
の品質を向上させることができる。そして、第１、第２
の導電性当接部材としての分散手段に異なる極性の電圧
を印加し、十分な残留トナーの攪乱が行えると共に、両
者間を絶縁材によって絶縁したことでリークが発生しな
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による画像形成装置の要部を
示す縦断面図である。

【図２】図１に示す画像形成装置の要部の斜視図であ
る。

【図３】図１の画像形成装置における分散手段の構成を
示す斜視図である。

【図４】図３は本実施例に係る分散手段を備えた画像形
成装置の一例であるレーザプリンタを示す縦断面図であ
る。

【図５】転写不足トナーの場合の本実施例の作用を示す
説明図である。

【図６】転写不足トナーの場合の本実施例の作用を示す
説明図である。

【図７】転写不足トナーの場合の本実施例の作用を示す
説明図である。

【図８】転写過剰トナーの場合の本実施例の作用を示す
説明図である。

【図９】転写過剰トナーの場合の本実施例の作用を示す
説明図である。

【図１０】転写過剰トナーの場合の本実施例の作用を示
す説明図である。

【図１１】感光体上に残留するトナーの様々な残り方を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０１…感光体（像担持体） １０４…現像手段（現像器） １０５…転写手段（転写チャージャ） １０９…分散手段 １３５ａ，１３５ｂ…ブラシ １５０，１５１…トナー（現像剤）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 審査官 下村 輝秋 (56)参考文献 特開 昭60−168184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−241587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−20587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−71972（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−67374（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 G03G 21/10 - 21/12 G03G 15/08 507 G03G 15/22 - 15/24

Claims (1)

(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、未露光部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、 この転写手段に対して前記感光体の回転方向下流側にお
   いて、前記感光体に当接して設けられた第１の導電性当
   接部材と、 この第１の導電性当接部材に対して前記感光体の回転方
   向下流側において、前記感光体に当接して設けられた第
   ２の導電性当接部材と、前記第１の導電性当接部材と前記第２の導電性当接部材
   の間に設けられた絶縁部材と、 前記第１、第２の導電性当接部材に互いに逆極性のバイ
   アス電圧を印加する電圧印加手段とを有し、 前記第１、第２の導電性当接部材は、前記絶縁部材によ
   ってお互いに対して電気的に絶縁されていることを特徴
   とする画像形成装置。