JP3234756B2

JP3234756B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3234756B2
Application number: JP28505695A
Authority: JP
Inventors: 勇飛油井; 克巳足立; 尚志早川; 栄一木戸; 弘一森山; 東洋一森
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 2001-12-04
Anticipated expiration: 2015-11-01
Also published as: JPH09127790A; US5754925A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
同プリンタ、同ファクシミリ等の電子写真プロセスを利
用した画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、電子写真方式を利用した画像形成装
置においては、像担持体上に形成された静電潜像を現像
剤で現像し、転写手段により被転写部材に転写する。そ
の後、像担持体上に未転写の現像剤が残留し、これをク
リーニングブレード等で像担持体上から掻き取り、廃ト
ナーボックスに回収するという方式であった。

【０００３】また、転写後の残留トナーを掻き取らず
に、残留トナー像を攪乱した後、再び帯電、露光工程を
行って静電潜像を形成し、現像すると同時に残留トナー
の清掃を行うことによって、クリーニング装置を廃止す
る方法（以下クリーニングレスプロセスと称する）が特
開昭６２−２０３１８２号公報及び特開平４−２０９８
６号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のクリーニングブ
レードによる掻き取り方式においては、ブレードにより残留トナーや異物を確実に掻き取るた
めには、クリーニングブレードを感光体に加圧する圧力
管理が難しい。すなわち、加圧力が高すぎると感光体に
傷をつけたり、感光体の短寿命化を招き、また、逆に圧
力が低すぎると、残留トナーや異物などを除去すること
ができず、良好な画像を得ることができない。

【０００５】掻き取った廃トナーや異物を回収・収納
するためのスペースや器材が必要になり装置の小型化の
妨げとなり、コストアップを招く。

【０００６】廃トナーの回収状態を検知し、オペレー
タに検知情報の報知を行う必要があり、装置の小型化の
妨げとなり、コストアップを招く。また、逆に廃トナー
の回収状態を検知しない場合には、装置内部に廃トナー
が溢れ、装置を汚す恐れがある。

【０００７】廃トナーが満杯になると、廃トナーボッ
クスを交換する手間が必要であり、交換時に身体や衣服
を汚す原因となる。

【０００８】という問題点を有している。

【０００９】従来のクリーニングレスプロセスにおいて
は、感光体に付着したゴミなどの異物を除去する方法がな
く、良好な画像が得られない。

【００１０】という問題点を有している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、像担持体と、該像担持体表面に接触して表面を帯電
する帯電部材と、帯電された前記像担持体表面に光を照
射して静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体の
静電潜像に現像剤を供給して現像すると共に、像担持体
に残留している現像剤を同時に除去する現像手段と、該
現像手段により現像された像担持体の現像剤像を被転写
部材に転写させる転写手段と、を備えた画像形成装置で
あって、回転する帯電ローラ又は帯電ブラシからなる帯
電部材と、前記像担持体上の異物及び残留トナーを掻き
取る掻き取り部材とから帯電装置が構成され、前記掻き
取り部材にて掻き取られた異物を回転する前記帯電部材
にて残留トナーと共に前記像担持体表面に付着させて前
記現像手段に回収させることを特徴とする。

【００１２】上記本発明の画像形成装置の構成におい
て、前記掻き取り部材を、像担持体に当接するゴム部材
と、該ゴム部材を保持するための弾性部材とからなる構
成とすることができる。

【００１３】また、上述した本発明の画像形成装置の構
成において、前記弾性部材は、異物を通過させる穴を備
える構成とすればよい。

【００１４】さらに、上述した本発明の画像形成装置の
構成において、前記帯電装置を構成する帯電部材の外周
に同心円状に湾曲し前記掻き取り部材により掻き取られ
た異物を回収するためのスクレパーを設ける構成とする
こともできる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（実施例１）本発明の一実施例について図１から図５に
基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、ここで
は、本発明をレーザープリンターに適用した場合につい
て説明する。

【００１６】上記レーザープリンターは、図２に示すよ
うに、給紙部１０、定着装置５０、レーザー走査部３
０、及び本発明の画像形成装置２０を有している。給紙
部１０はプリンタ内部にある画像形成装置２０に用紙１
を搬送し、画像形成装置２０は搬送された用紙１上にト
ナー像を転写する。用紙１はさらに搬送され、定着装置
５０によりトナーは用紙上に固定される。

【００１７】その後、用紙搬送ローラ４１、４２よって
プリンタ外部に排出される。即ち、用紙１は図中の太線
で示される矢印Ａの経路を辿る。

【００１８】上記給紙部１０は、給紙トレイ１１、給紙
ローラ１２、用紙分離摩擦板１３、加圧バネ１４、用紙
検知アクチュエータ１５、用紙検知光学センサー１６、
及び制御回路１７を有している。

【００１９】給紙トレイ１１に装着された用紙１は、外
部に接続された図示しないホストコンピュータよりプリ
ント命令を受けて、給紙ローラ１２、用紙分離摩擦板１
３、加圧バネ１４の作用により、一枚ずつ給紙されて、
プリンタ内部に順次給送される。

【００２０】給紙された用紙１は、用紙検知アクチュエ
ータ１５を倒し、用紙検知光学センサー１６に電気信号
として出力させ、画像印刷の開始を指示する。用紙検知
アクチュエータ１５の動作により起動された制御回路１
７は、画像信号をレーザー走査部３０のレーザーダイオ
ード発光ユニット３１に送り、発光ダイオードの点灯・
非点灯を制御する。

【００２１】上記レーザー走査部３０は、上記レーザー
ダイオード発光ユニット３１、走査ミラー３２、走査ミ
ラーモータ３３、及び反射ミラー３５・３６・３７を備
えている。

【００２２】走査ミラー３２は、走査ミラーモータ３３
により高速かつ定速に回転する。即ち、図２において、
レーザー光３４は紙面に対して垂直方向に走査すること
になる。レーザーダイオード発光ユニット３１から照射
されたレーザー光３４は、反射ミラー３５・３６・３７
を介して後述する感光体２１へ照射される。この時、レ
ーザー光３４は、上記制御回路１７からの点灯・非点灯
の情報を基に、感光体２１上に選択的に露光する。

【００２３】上記画像形成装置２０は、感光体２１、転
写ローラ２２、帯電部材２３、現像ローラ２４、及び現
像ユニット２５を備えている。

【００２４】上記レーザー光３４により予め帯電部材２
３により所定電位に帯電された感光体表面に露光するこ
とにより、感光体表面電位を選択的に放電させ静電潜像
が形成される。現像に共されるトナーは現像ユニット２
５に蓄積されている。

【００２５】現像ユニット２５内で適度な攪拌により電
荷が付与されたトナーは現像ローラ２４の表面に付着
し、現像ローラ２４に与えられた現像バイアス電圧及び
感光体表面電位の作り出す電界の作用により、静電潜像
に応じたトナー像を感光体２１上に形成することができ
る。

【００２６】上記給紙部１０より搬送された用紙１は、
感光体２１と転写ローラ２２とに挟まれ送られる。そし
て、転写ローラ２２に印加された転写電圧の与える電界
の作用により、感光体２１上のトナーは電気的に吸引さ
れ用紙１に転写される。この時、感光体２１上のトナー
は転写ローラ２２により用紙１に転写され、転写後の感
光体上に存在する残留トナー像を攪乱した後、再び帯
電、露光工程を行って静電潜像を形成し、現像すると同
時に残留トナーを現像装置に回収する。

【００２７】その後、用紙１は定着装置５０に搬送され
る。そこで、加圧部材５１及び１７０℃に保たれた定着
ローラ５２により温度と加圧力が与えられる。そして、
トナーは用紙１上に溶解し、用紙１に固定化され壁牢な
画像となる。用紙１は用紙搬送ローラ４１、４２により
搬送され、機外に排出される。上記画像形成装置２０に
用いられる、帯電装置２３については、次に詳しく述べ
る。

【００２８】上記帯電装置２３は、感光体２１に対向配
置され、帯電ローラ２３ａと、異物を掻き取るブレード
６２及び、そのブレード６２を保持する弾性部材６１
（穴６１ａを有する）からなる掻き取り部材６０で構成
されている（図１および図４参照）。

【００２９】本実施例においては、ブレード６２はウレ
タン、アスカーＣ硬度６０〜７０度のものを採用してい
る。また、弾性部材６１は５０μｍのＳＵＳ３０４ＣＳ
Ｐ−Ｈを使用している。そして、弾性部材６１の弾性力
を用いて、ブレード６２を感光体に５〜１０ｇ／Ｃｍの
圧接力で加圧している。

【００３０】電子写真プロセスによる画像形成において
は、感光体２１の表面に静電潜像及び、トナー像を形成
するため、常に感光体２１表面には何らかのバイアスが
加えられている。そのため、ゴミや紙粉等の異物が感光
体２１表面の静電力に引き付けられる。

【００３１】従来のクリーニンググレードによる方式で
あれば、ゴムやウレタン等の弾性部材により感光体表面
から異物などを削ぎ取るため、何ら問題は発生しない。
しかし、今年、多様化される、クリーニングレスプロセ
スにおいては、感光体表面に異物が付着してしまうと、
異物を除去するすべがなく、画像形成においては、異物
による画像抜け（反転現像）や、黒点が現れる（正転現
像）等の問題点が、永久的に存在する。

【００３２】本発明は、上記問題点を解決するものであ
って、感光体２１上に付着した異物及び、残留トナーは
感光体２１の回転（矢印Ｃ方向）により、掻き取り部材
６０のブレード６２によって、順次、異物及び、残留ト
ナーが掻き取られる。そして、掻き取られた異物及び、
残留トナーは、弾性部材６１に設けられた、穴６１ａを
通過し、帯電ローラ２３ａの回転（矢印Ｂ方向）によ
り、異物と残留トナーは、攪拌と同時に帯電され、異物
に複数の残留トナーが吸着する。

【００３３】残留トナーが付着した異物は、帯電ローラ
２３ａの回転により、下流側に搬送される。そして、異
物に付着した残留トナーが、帯電された感光体２１表面
上に、吸引されることで、異物が感光体２１上に積層さ
れる。その後、感光体２１の回転により、残留トナーと
残留トナーに付着した異物が現像装置に搬送され、現像
装置２５に回収される。

【００３４】ここで、掻き取り部材の弾性部材は異物を
通過させるための傾斜した穴（図４参照）から構成され
ているが、これにより、穴を形成するリブによる、異物
の通過を阻害されることがないので、感光体から掻き取
ったトナーや異物を確実に帯電ローラ側に搬送すること
ができるので、トナーや異物を帯電させ、異物の周りに
トナーを付着させることにより、感光体への吸引が容易
となり、確実な異物回収が可能となる。

【００３５】また、図３で示すように、異物を帯電部材
の方向に移送されるように弾性部材６１のブレード６２
とは反対側に帯電ローラ２３ａに接して規制部材６３を
備えることにより、掻き取り部材で掻き取られたトナー
や異物が直接感光体に付着することなく、帯電ローラで
十分帯電されて、異物の周りにトナーを付着させること
によって、感光体への吸引が容易となり、確実な異物回
収が可能となる。

【００３６】さらに、感光体２１と帯電ローラ２３ａと
の回動方向は同方向の（その接するところで方向が逆方
向になる）構成である。

【００３７】これにより、感光体、トナー及び、異物を
帯電効率向上させることができ、異物の周りにトナーを
付着させることにより、感光体への吸引が容易となり、
確実な異物回収が可能となる。

【００３８】図５は感光体上の異物が掻き取り部材によ
り掻き取られて現像手段に回収されるまで（異物の遷移
状態）の説明図であり、これを用いて本発明の異物回収
のプロセスを詳細に説明する。

【００３９】まず、帯電装置２３は、感光体２１に対向
配置され、帯電ローラ２３ａを備えている。この帯電ロ
ーラ２３ａは感光体より高速で回転しながら感光体に摺
接するよう構成されている。また、帯電ローラ表面には
導電層が形成されており、図示されていない電源装置に
より９５０Ｖの直流電圧に、３５０Ｖの交流電圧を重畳
した電圧が印加されるようになっている。

【００４０】この帯電手段により、感光体表面はおよそ
−８００Ｖにほぼ均一に負に帯電されている。また、帯
電された感光体表面に、記録すべき画像情報をレーザー
光３４を照射し、感光体の表面電位を−５５０Ｖにさせ
て帯電領域に静電潜像を形成する。

【００４１】次にこの静電潜像は現像装置（−４００Ｖ
の直流電圧が印加されている）と対面する位置に搬送さ
れ、現像装置２５の現像ローラ２４からトナーが送り出
され、このトナーが感光体上の静電潜像に付着し、反転
現像が行われる。このトナーは現像ローラ２４に印加さ
れた−４００Ｖの電圧および回転の摩擦により、−１０
μｃ／ｇに帯電されている。

【００４２】このトナーが転写後に残留トナー（ア）と
なって、異物と共に掻き取り部材６０に回収されて帯電
部材２３にて同時に帯電され、残留トナーが付着した異
物（イ）の状態になり、その後、帯電された感光体２１
表面上に積層され（ウ）、感光体の回転と共に現像装置
２５に回収されるものである。

【００４３】（実施例２）本発明の他の実施例について
図６・７に基づいて説明すれば、以下の通りである。な
お説明の便宜上、前記の実施例の図面に示した部材と同
一の部材には同一の符号を付記して、その説明を省略す
る。

【００４４】本実施例の画像形成装置について説明す
る。帯電装置２３は、感光体２１に対向配置され、帯電
ローラ２３ａと、異物を掻き取るブレード６２、そのブ
レード６２を保持する弾性部材６１からなる掻き取り部
材６０及び、糸くず等を掻き取るスクレパー６５と、ス
クレパーで掻き取ったものを収納する収納ボックス６６
で構成されている。

【００４５】ところで、実施例１にて、ブレード６２で
掻き取った異物の中で、帯電ローラの回転によって、帯
電できない、つまり、帯電不可能な異物は帯電ローラ３
２ａの回転により下流側に搬送され、感光体２１に付着
する可能性がある。

【００４６】そこで、本実施例では、ブレード６２で掻
き取った異物の中で、帯電ローラの回転によっても、帯
電できない異物は、帯電ローラ３２ａの回転により下流
側に搬送される。そこで、ブレード６２と感光体２１の
間で、帯電ローラ３２ａと同心円状に設けられ、かつ、
帯電ローラ３２ａの回転方向上流側にて接するスクレパ
ーによって、異物を捕獲する。

【００４７】搬送された異物は、スクレパーに設けられ
た、好ましくは三角形状の穴６５ａの鋭角部によって、
異物は捕獲される。そして、スクレパーの外周側に配さ
れた、収納ボックス６６に収納される。

【００４８】図７に示す通り、スクレパーには異物を通
過させる穴を備えた構成であり、スクレパーで捕獲し
た、異物を異物回収ボックスに確実に収納することがで
きる。また、スクレパーはエッチング加工されたＳＵＳ
で構成されており、加工精度が良好で、バリのないスク
レパーを制作することができる。

【００４９】また、スクレパーの厚さは５０μｍ以下で
構成されていおり、帯電ローラに対し、同心円状に湾曲
し、適度な弾性力を得ることができる。

【００５０】さらに、スクレパーの穴は帯電部材の下流
側が小さい構成であり、先端の鋭角部で確実に異物を捕
獲することができ、確実な異物回収が可能となり、常に
良好な画像を得ることができる。

【００５１】本発明の、画像形成装置においては、現像
装置は２，０００枚、感光体ユニットは２０，０００枚
ライフである。尚、現像装置に帯電可能な異物を回収し
ても実験の結果、異常は見られなっかた。また、帯電で
きない異物は、ごく微少であるため、ライフ期間内にお
いても、わずかな容量の収納ボックスで可能なことが判
明した。

【００５２】上記実施例においては、接触型帯電器の一
例として、帯電ローラでの説明を行ったが、帯電ブラ
シ、または、非接触型の帯電器、コロトロン及びスコロ
トロンであっても同様の効果が得られることは、勿論で
ある。

【００５３】なお、帯電ブラシを用いた場合には、帯電
ブラシの先端部とスクレパーとは接触していることが望
ましい。

【００５４】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、帯電装
置の位置で像担持体上の異物（ゴミ、紙粉）を掻き取る
掻き取り部材を設け、帯電装置を構成する帯電部材にて
掻き取られた異物を残留トナーと共に像担持体を経由し
て現像手段にて回収できる。

【００５５】これにより、感光体に付着した異物を現像
装置に確実に回収することができるので、常に良好な画
像を得ることができる。

【００５６】上記掻き取り部材は、像担持体に当接する
ゴム部材と、ゴム部材を保持するための弾性部材から構
成されている。

【００５７】このため、感光体への適度な押圧力を維持
でき、感光体に付着した異物を現像装置に確実に回収す
ることができ、常に良好な画像を得ることができる。

【００５８】また、上記掻き取り部材の弾性部材は異物
を通過させるための穴が設けられている。

【００５９】これにより、感光体から掻き取ったトナー
や異物を確実に帯電ローラ側に搬送することができるの
で、トナーや異物を帯電させ、異物の周りにトナーを付
着させることにより、感光体への吸引が容易となり、確
実な異物回収が可能となり、常に良好な画像を得ること
ができる。

【００６０】さらに、本発明の画像形成装置によれば、
帯電部材の外周に掻き取られた異物を回収するためのス
クレパーを備えた構成としている。

【００６１】これにより、帯電部材で帯電できなかった
異物を確実に捕獲することができる。従って、確実な異
物回収が可能となり、常に良好な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掻き取り部材の画像形成装置本体
内における側面図（その１）である。

【図２】本発明が適用されるレーザービームプリンタの
概略構成図である。

【図３】本発明に係る掻き取り部材の画像形成装置本体
内における側面図（その２）である。

【図４】図１の掻き取り部材の正面図である。

【図５】感光体上の異物が掻き取り部材により掻き取ら
れて現像手段に回収されるまで（異物の遷移状態）の説
明図である。

【図６】本発明に係るスクレパーの画像形成装置本体内
における側面図である。

【図７】図６のスクレパーの正面図である。

【符号の説明】

１０給紙部１１給紙トレイ１２給紙ローラ１３用紙分離摩擦板１４加圧バネ１５用紙検知アクチュエータ１６用紙検知光学センサー１７制御回路２０画像形成装置２１感光体２２転写ローラ２３帯電部材（帯電装置）２４現像ローラ２５現像ユニット（現像装置）３０レーザー走査部３１レーザーダイオード発光ユニット３２走査ミラー３３走査ミラーモータ３４レーザー光３５・３６・３７反射ミラー４１・４２用紙搬送ローラ５０定着装置５１加圧部材５２定着ローラ６０掻き取り部材６１弾性部材６１ａ穴６２ブレード６３規制部材６５スクレパー６５ａ三角形状の穴６６収納ボックス

フロントページの続き (72)発明者木戸栄一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者森山弘一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者森東洋一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (56)参考文献特開平６−342237（ＪＰ，Ａ) 特開平６−102800（ＪＰ，Ａ) 特開平７−20692（ＪＰ，Ａ) 特開平５−265307（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 15/08 507 G03G 21/00 310

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、該像担持体表面に接触して
表面を帯電する帯電部材と、帯電された前記像担持体表
面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記
像担持体の静電潜像に現像剤を供給して現像すると共
に、像担持体に残留している現像剤を同時に除去する現
像手段と、該現像手段により現像された像担持体の現像
剤像を被転写部材に転写させる転写手段と、を備えた画
像形成装置であって、回転する帯電ローラ又は帯電ブラシからなる帯電部材
と、前記像担持体上の異物及び残留トナーを掻き取る掻
き取り部材とから帯電装置が構成され、前記掻き取り部材にて掻き取られた異物を回転する前記
帯電部材にて残留トナーと共に前記像担持体表面に付着
させて前記現像手段に回収させることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記掻き取り部材は、像担持体に当接す
るゴム部材と、該ゴム部材を保持するための弾性部材と
からな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】前記弾性部材は、異物を通過させるため
の穴を備えたことを特徴とする請求項２記載の現像装
置。
【請求項４】前記帯電装置を構成する帯電部材の外周
に同心円状に湾曲し前記掻き取り部材により掻き取られ
た異物を回収するためのスクレパーを設けたことを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記スクレパーには、異物を通過させる
穴が備えられ、該穴は帯電部材の回転方向の下流側が鋭
角となるように形成されていることを特徴とする請求項
４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記帯電部材は、像担持体の回転方向と
同一で、該像担持体との接触位置で逆方向に回転される
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。