JP3277721B2

JP3277721B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3277721B2
Application number: JP25060394A
Authority: JP
Inventors: 信男百武; 隆川端
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 2002-04-22
Anticipated expiration: 2017-04-22
Also published as: JPH08114969A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置にかか
り、特に感光体上に形成したトナー像を記録媒体に転写
するための転写体（転写ドラムあるいは転写ベルト）の
除電と残存するトナーを除去するクリーニング装置を備
えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ等の画像形成装置は、
原稿画像を光学的に走査する原稿走査部と、前記原稿走
査部で走査した原稿情報に基づいて潜像を形成すると共
に前記潜像をトナーを用いて現像したトナー像を担持す
る感光体（感光体ドラムあるいは感光体ベルト）と、前
記感光体上に担持されたトナー像を記録媒体（一般には
用紙）に転写するための転写体（転写ドラムあるいは転
写ベルト）と、当該転写体上に残存するトナーを除去す
るクリーナー装置とを少なくとも有する。

【０００３】図７は本発明を適用する画像形成装置の１
例であるフルカラー複写機の構成説明図である。全体を
符号１で示すフルカラー複写機は、複写機の原稿台上の
原稿を光学的に読みとり、これを色成分に分解してレー
ザー書き込み装置１０へ送る画像処理手段（図示せず）
を備える。

【０００４】レーザー書き込み装置１０は、レーザー光
源１１、ポリゴンミラー１２、レンズ１３、ミラー１４
等を備え、画像情報で変調したレーザー光を感光体２０
に照射して当該画像情報を感光体ドラム２０上に静電潜
像として形成する。感光体ドラム２０に対向して配設さ
れる帯電器（コロトロン）２２は、予め感光体ドラム２
０を一様に帯電させ、例えば供給された画像情報がイエ
ロー成分であれば、感光体ドラム２０はイエローに対応
しない領域が露光され、静電潜像はカラー画像のイエロ
ーに対応したものとなる。

【０００５】感光体ドラム２０に対応して配設されるロ
ータリー現像ユニット４０は、旋回装置４２により互い
に９０度の間隔で支持されるイエロー現像器４５ｙ、マ
ゼンダ現像器４５ｍ、シアン現像器４５ｃ、黒（以下、
ブラックとも言う）現像器４５ｋを備える。この現像ユ
ニット４５は、感光体ドラム２０に形成された静電潜像
の色成分に対応する現像器が感光体ドラム２０に対向す
る現像位置にセットされるように回転駆動され、セット
された現像器によってトナー像が形成される。

【０００６】ここでは、まずブラック現像器４５ｋが現
像位置にセットされてブラックトナー像が感光体ドラム
２０上に顕像として形成される。一方、転写媒体（以
下、用紙と言う）３０は、カセットトレーあるいは手差
しトレーから矢印Ａ方向へ供給され、レジストレーショ
ン（以下、単にレジとも言う）ロール６３、レジピンチ
ロール６２、吸着用対向ロール（デフレクタロール）６
４を介して転写ドラム６０へ送られる。

【０００７】転写ドラム６０は、誘電体シートを円筒状
に形成したもので、転写ドラム６０の内側及び外側には
複数の帯電器（コロトロン）が配設される。デフレクタ
ロール６４に対向して転写ドラム６０の内側に配設され
る吸着コロトロン６６は、その放電に伴い生じた静電誘
引力により、転写ドラム６０の誘電体シート上の所定の
位置に用紙３０を吸着させる。

【０００８】このようにして、転写ドラム６０に保持さ
れた用紙３０は上記感光体ドラム２０との対向位置すな
わち転写部位へと送りこまれ、転写コロトロン７０の放
電に伴って感光体ドラム２０からブラックトナー像が転
写される。次に、上記感光体ドラム２０は、用紙３０に
転写されなかった残留トナーをクリーニング装置２４で
除去された後に再度帯電器２２で一様に帯電され、ブラ
ックのトナー像と同様の工程を経てイエロートナー像が
感光体ドラム２０上に形成される。

【０００９】このとき、転写ドラム６０は、ブラックト
ナー像の転写がなされた転写材５を保持したまま回動を
続けており、再度転写部に送りこまれた用紙３０にはブ
ラックトナー像に重ねてイエロートナー像が転写され
る。そして、同様の工程を残りの色（マゼンタ、シア
ン）について繰り返すことにより、用紙３０上には上記
４色のトナー像が多重転写されたカラー画像が完成す
る。

【００１０】シアントナー像の転写が終了した用紙３０
は、剥離コロトロン７２によって転写ドラム６０との間
に作用していた静電誘引力を消去され、剥離爪７４とこ
の剥離爪７４に連動する内押しロール７６によって転写
ドラム６０から解放される。用紙３０が剥離された転写
ドラム６０は、除電コロトロン８０，８１によって誘電
体シートの除電が行なわれ、また、ブラシクリーナ８２
によって紙粉等の清掃が行なわれて次の用紙の吸着が準
備される。

【００１１】また、解放された用紙３０は定着器９０で
トナー像の定着が施され、排出ローラ９２、９４によっ
て排出トレイ９５上に排出される。これでカラー画像を
形成する一連の記録動作が終了する。上記感光体ドラム
上に静電潜像を形成し、この静電潜像に所定の極性に帯
電させたトナーを付着させてトナー像を形成する，所謂
現像過程では、転写ドラムの画像部以外の部分に微量な
がら不要なトナーが付着する。

【００１２】この不要トナーは、転写ドラムに接して搬
送される用紙に画像形成のための転写電流を流したとき
に、当該用紙あるいは用紙以外の転写ドラム上に付着す
る。従来、この不要トナーの除去は、図８に示したよう
に、１つのジョブの終了時、電源投入時、またはジャム
クリヤー後のスタート時に、転写ドラムを回転させなが
らクリーナーブラシを回転接触させて清掃を行う（特開
昭５８−２１１７７７号公報）ものや、転写手段に逆バ
イアスを印加して転写ドラムをクリーニングするもの
（特開平４−２８７０７３号公報）、あるいは転写フィ
ルムの片面に導電体を配置して除電するもの（特開平４
−３２２２７７号公報）が知られている。

【００１３】また、特開平４−２４２７７３号公報に
は、転写ドラムの表面に近接させて導電性ブラシを設け
ておき、常時はフロート状態におき、除電時に転写ドラ
ムに導電性ブラシを設置して除電を行うものが開示され
ており、特開昭６２−２８０８８３号公報には導電性ブ
ラシを転写ドラムに対して接離可能に設置し、除電時に
導電性ブラシを転写ドラムに接触させることにより除電
を行うようにしたものが開示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の転写ドラム
の除電をブラシによって行うものにおいては、ブラシに
トナーが付着して除電効果が低下し、ブラシのクリーニ
ングのためのクリーニング手段を設置する必要がある。
その結果、画像形成装置の構成が複雑となり、また小型
化も困難であるという問題があった。

【００１５】本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
し、転写ドラムの除電の際に除電用ブラシに付着するト
ナーを静電的に吸着し、かつブラシに移転したトナーの
転写ドラムへの再付着を防止した除電およびクリーニン
グ機構を備えた画像形成装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の第１の発明は、静電潜像を形成す
る感光体２０と、前記感光体に形成された静電潜像をト
ナー現像する現像器４０と、転写用紙を吸着して前記感
光体上のトナー像を転写して担持する転写ドラム６０
と、前記転写ドラムと前記感光体の間において前記転写
用紙に前記トナー像を転写するための転写帯電器７０
と、前記転写ドラムに用紙を吸着させる吸着帯電器６６
と、前記転写ドラムの一方の側に配置して転写ドラムに
対して前記転写帯電器とは逆極性の電荷を付与する除電
コロトロン５と、前記除電コロトロン５に対して前記転
写ドラム６０を介して対向しかつ離間して配置した導電
性繊維からなるブラシ６と、前記ブラシに摺接すると共
に接地に接続した高抵抗ロール７と、前記ブラシ６を接
地電位と高電圧電位の各電位に切換えるブラシ電位切換
え器３とを備えたことを特徴とする。

【００１７】また、請求項２に記載の第２の発明は、第
１の発明において、前記転写帯電器７０による前記転写
用紙への前記トナー像の転写工程では前記ブラシ６は前
記転写ドラム６０と非接触状態かつ接地電位にあり、除
電工程では前記ブラシ電位切換え器３の切換えによる前
記ブラシ６への高電圧印加および前記除電コロトロン５
への除電電位の印加に伴う静電力によって前記転写ドラ
ムと接触状態とすることを特徴とする。

【００１８】

【作用】上記第１の発明の構成において、前記除電コロ
トロン５に前記転写ドラムの一方の側に配置して転写ド
ラムに対して前記転写帯電器とは逆極性の電荷を付与す
ると共に、前記除電コロトロン５に対して前記転写ドラ
ム６０を介して対向しかつ離間して配置した導電性繊維
からなるブラシ６に設置電位とした高抵抗ロール７を摺
接させ、ブラシ電位切換え器３により高電圧電位を印加
することによって、転写ドラム６０に帯電した電荷を除
去すると共に、ブラシへのトナーの付着を素子する。

【００１９】また、上記第２の発明の構成において、除
電工程では前記ブラシ電位切換え器３の切換えによる前
記ブラシ６への高電圧印加および前記除電コロトロン５
への除電電位の印加に伴う静電力によって前記ブラシを
前記転写ドラムに吸引接触させて除電とクリーニング効
果を高める。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置の
第１実施例の構成を説明する模式図であって、３はブラ
シ電位切換え器、３ａは切換えスイッチ、３ｂは接地抵
抗、３ｃは直流電源、５は除電コロトロン、６は導電性
繊維ブラシ（以下、単にブラシと言う）、７は高抵抗ロ
ール、２０は感光体、３０は用紙、４０は現像器、６０
は転写ドラム、６２，６３は給紙ロール、６４は吸着ロ
ール、６６は吸着帯電器、７０は転写帯電器、７２は剥
離帯電器、９０は定着器である。

【００２１】同図において、一様に−６５０Ｖのマイナ
ス電荷を荷電した感光体２０に形成した静電潜像を現像
器４０によってトナー現像する。トナー現像された画像
（トナー像）は誘電体シートからなる転写ドラム６０と
対向する部位（転写部位）に到達する。これと同時に、
用紙３０が給紙ロール６２，６３で搬送されて吸着ロー
ル６４と吸着帯電器６６によって転写ドラム６０に吸着
されて転写部位に給送され、転写帯電器７０に＋高電圧
の転写電圧を印加することにより上記感光体ドラム２０
上のトナー像が用紙３０に転写される。

【００２２】用紙３０は所要の複数色のトナー像を転写
するまで転写ドラム６０に吸着されて回転され、転写が
完了した時点で剥離帯電器７２に剥離電圧を印加するこ
とで転写ドラム６０から剥離されて定着器９０に送出さ
れる。図２は本発明による画像形成装置における転写サ
イクルと除電サイクルでの各帯電器，コロトロンおよび
ブラシに印加する電圧の説明図であって、（ａ）は転写
帯電器７０への転写電圧、（ｂ）は除電コロトロン５へ
の印加電圧、（ｃ）はブラシ６への印加電圧を示す。

【００２３】同図に示したように、ブラシ６には、転写
動作中は１００ＭΩの抵抗を介して接地し、除電サイク
ルでは−１０００Ｖを印加する。除電サイクルは最終の
トナー像転写後、転写ドラム６０から用紙が剥離される
ため、当該最終トナー像の転写サイクル途中において開
始される。用紙が剥離された転写ドラム６０は除電コロ
トロン５とブラシおよび高抵抗ロール７とからなる除電
クリーニング部位に達する。このとき、除電コロトロン
５に転写帯電器とは逆極性の（ＡＣ４．４ｋＶと−ＤＣ
２ｋＶ）の電圧を印加すると共に、ブラシ電位切換え器
３の切換えスイッチ３ａを−１０００Ｖの直流電源３ｃ
側に切換えることでブラシ６に上記除電コロトロン５の
電荷と逆極性のマイナス電位が印加され転写ドラム６０
の電荷を中和する。

【００２４】そして、このブラシ６に摺接して回転する
高抵抗ロール７はブラシ６に付着したトナーを受け取
る。これにより、ブラシ６にトナーが付着することによ
る除電効果の低下が防止できると共に、転写ドラム６０
のクリーニングが実行できる。図３は本発明による画像
形成装置の第２実施例の構成を説明する模式図であっ
て、４０’は現像器（１つのみ図示）、６０’は転写ベ
ルト、図１と同一符号は同一部分に対応する。

【００２５】この実施例は、転写体がベルトから構成さ
れた方式の画像形成装置に本発明を適用した例であり、
前記図１における転写体のドラムをベルトで置換した点
を除いて、その動作は同一である。この実施例において
も、ブラシ６にトナーが付着することによる除電効果の
低下が防止できると共に、転写ドラム６０のクリーニン
グが実行できる。

【００２６】図４は本発明による画像形成装置の第３実
施例の構成を説明する模式図であって、２０₁，２
０₂，２０₃，２０₄はブラックＫ，イエローＹ，マゼ
ンタＭ，シアンＣの各感光体、６０’は転写ベルト、７
０₁，７０₂，７０₃，７０₄は転写器、図３と同一符
号は同一部分に対応する。この実施例は、所謂タンデム
型のカラー画像形成装置であり、ブラックＫ，イエロー
Ｙ，マゼンタＭ，シアンＣの各色に対応した感光体２０
₁，２０₂，２０ ₃，２０₄が転写ベルト６０’の回転
移動方向に沿って配置されている。

【００２７】感光体２０₁，２０₂，２０₃，２０₄に
順次形成されたブラックＫ，イエローＹ，マゼンタＭ，
シアンＣの各色トナー像は転写器７０₁，７０₂，７０
₃，７０₄の配置された各転写部位において転写ベルト
６０’に載置された用紙３０上に順次重ね合わせ転写さ
れて定着器９０に渡される。上記の転写サイクルが終了
した転写ベルト６０’はブラシ６と高抵抗ロール７およ
びブラシ電位切換え器３からなる除電／クリーニング機
構によって除電とクリーニングが実行される。

【００２８】この実施例においても、ブラシ６にトナー
が付着することによる除電効果の低下が防止できると共
に、転写ベルト６０’のクリーニングが実行できる。図
５は本発明による画像形成装置の第４実施例の構成を説
明する模式図であって、６０”は中間転写ベルト、７
０’は一次転写器、７０”は二次転写器、図１と同一符
号は同一部分に対応する。なお、感光体ドラム２０回り
に設置する帯電器や現像器等の細部構成は図示を省略し
てある。

【００２９】この実施例は感光体に形成したトナー像を
直接用紙に転写せずに、中間転写体を介して用紙に転写
する方式の画像形成装置に本発明を適用したものであ
る。すなわち、感光体ドラム２０に形成したトナー像は
一次転写器７０’で一旦中間転写ベルト６０”に転写さ
れる。その後、中間転写ベルト６０”に担持されたトナ
ー像を二次転写器７０”で用紙３０に転写する。

【００３０】なお、中間転写ベルト６０”として抵抗の
電圧依存性を有する材料、例えばカーボン分散ポリカー
ボネートのシートを用いることにより、ブラシ６は特に
除電よりもクリーニング手段として機能する。ブラシ６
は転写サイクルでは中間転写ベルト６０”と非接触状態
に保ち、クリーニングサイクルでは中間転写ベルト６
０”の内側に設置した除電コロトロン５の放電による静
電力で中間転写ベルト６０”に接触することでクリーニ
ング開始時におけるブラシの接触衝撃を無くすことがで
きるという効果もある。

【００３１】また、ブラシ６が中間転写ベルト６０”に
接触したときに、中間転写ベルト６０”の移動により従
動回転可能に構成することで、上記の接触衝撃をさらに
低減させることができる。本実施例により、中間転写ベ
ルト６０”から用紙３０にトナー像が転写された後の当
該中間転写ベルト６０’のクリーニングが前記実施例と
同様に実行され、ブラシ６にトナーが付着することによ
る除電効果の低下が防止できると共に、中間転写ベルト
６０”にトナーが残留することがない。

【００３２】図６は本発明による画像形成装置の第５実
施例の構成を説明する模式図であって、５’は放電ブラ
シ、前記実施例と同一符号は同一部分に対応する。この
実施例では、除電のための電荷の発生手段として導電性
ブラシを用いた点を除いて前記各実施例と同様である。
この実施例においても、ブラシ６にトナーが付着するこ
とによる除電効果の低下が防止できると共に、転写ベル
ト６０’のクリーニングが実行できる。

【００３３】なお、除電／クリーニング機構を構成する
電荷付与部材は上記したコロトロンや導電性ブラシに限
るものではなく、導電性のフィルムブレードあるいは導
電性ロールとしてもよい。また、ブラシに換えて転写体
を形成する誘電体シートに対して常時は小空隙で離間
し、除電／クリーニング時には接触状態または極小ギャ
プで近接状態となる粗面化電極体、複数ロール、その他
の電極を用いるこのも可能である。

【００３４】このように、帯電した誘電体シートからな
る転写ドラムあるいはベルトの除電／クリーニング手段
として、当該誘電体シートを挟んでコロトロン等の電荷
付与部材とブラシを設置し、除電サイクルにおいて電荷
付与部材から発生する電荷がブラシ先端に形成される電
界強度がパッセン則による放電領域まで高められ、それ
による放電で除電とクリーニングとが行われる。

【００３５】なお、本発明に用いる導電性繊維ブラシと
しては、金属ファイバー、カーボン分散のポリカーボネ
ート，ポリプロピレン，ナイロン等の合成繊維、あるは
カーボンファイバーで構成することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
転写ドラムあるいは転写ベルトの除電の際に除電用ブラ
シに付着するトナーを静電的に吸着し、かつブラシに移
転したトナーの転写ドラムへの再付着を防止した除電お
よびクリーニング機構を簡易な構成で構成することがで
き、小型，低コストの画像形成装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の第１実施例の構
成を説明する模式図である。

【図２】本発明による画像形成装置における転写サイ
クルと除電サイクルでの各帯電器，コロトロンおよびブ
ラシに印加する電圧の説明図である。

【図３】本発明による画像形成装置の第２実施例の構
成を説明する模式図である。

【図４】本発明による画像形成装置の第３実施例の構
成を説明する模式図である。

【図５】本発明による画像形成装置の第４実施例の構
成を説明する模式図である。

【図６】本発明による画像形成装置の第５実施例の構
成を説明する模式図である。

【図７】本発明を適用する画像形成装置の１例である
フルカラー複写機の構成説明図である。

【図８】従来のクリーナブラシの動作例の説明図であ
る。

【符号の説明】

３・・・・ブラシ電位切換え器、３ａ・・・・切換えス
イッチ、３ｂ・・・・接地抵抗、３ｃ・・・・直流電
源、５・・・・除電コロトロン、６・・・・導電性繊維
ブラシ、７・・・・高抵抗ロール、２０・・・・感光
体、３０・・・・用紙、４０・・・・現像器、６０・・
・・転写ドラム、６２，６３・・・・給紙ロール、６４
・・・・吸着ロール、６６・・・・吸着帯電器、７０・
・・・転写帯電器、７２・・・・剥離帯電器、９０・・
・・定着器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を形成する感光体と、前記感光
体に形成された静電潜像をトナー現像する現像器と、転
写用紙を吸着して前記感光体上のトナー像を転写して担
持する転写ドラムと、前記転写ドラムと前記感光体の間
において前記転写用紙に前記トナー像を転写するための
転写帯電器と、前記転写ドラムに用紙を吸着させる吸着
帯電器と、前記転写ドラムの一方の側に配置して転写ド
ラムに対して前記転写帯電器とは逆極性の電荷を付与す
る除電コロトロンと、前記除電コロトロンに対して前記
転写ドラムを介して対向しかつ離間して配置した導電性
繊維からなるブラシと、前記ブラシに摺接すると共に接
地に接続した高抵抗ロールと、前記ブラシを接地電位と
高電圧電位の各電位に切換えるブラシ電位切換え器とを
備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、前記転写帯電器によ
る前記転写用紙への前記トナー像の転写工程では前記ブ
ラシは前記転写ドラムと非接触状態かつ接地電位にあ
り、除電工程では前記ブラシ電位切換え器の切換えによ
る前記ブラシへの高電圧印加および前記除電コロトロン
への除電電位の印加に伴う静電力によって前記転写ドラ
ムと接触状態とすることを特徴とする画像形成装置。