JP3431746B2 - 電子写真装置 - 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、クリーニング部を
兼ねる帯電器を用いた複写機、レーザプリンタ、ファク
シミリ等の電子写真装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】レーザプリンタ等の電子写真装置にあっ
ては、近年、感光体の帯電方式として、コロナ放電を利
用した帯電器には不可避である有害オゾンの発生がない
接触帯電方式の帯電方式が実用化されている。この方式
の帯電方式では、帯電ローラや帯電ブラシ等の帯電器を
感光体に近接又は接触配置し、帯電器に電圧を印加する
ことで感光体に帯電電荷を注入している。 【０００３】一方、近年、レーザプリンタやファクシミ
リの分野では、装置の小型化の市場要求が高まってお
り、これに応えて装置の小型化が促進されている。この
ため、感光体の小径化も進み、これによって感光体回り
に帯電器や現像器等の各部を配置するスペースの不足が
問題となっている。そこで、転写後の感光体上に残る残
留トナーを除去するクリーナを接触帯電方式の帯電器と
一体化したような発明が種々なされ、例えば特開昭５６
−１６５１６６号公報や特開平５−２０４２２５号公報
等に開示されている。 【０００４】特開昭５６−１６５１６６号公報には、カ
ーボン繊維を植毛した回転自在のファーブラシを感光体
に接触配置し、そのファーブラシに感光体の帯電電位と
同極性の電圧を印加するようにした発明が開示されてい
る。したがって、電圧が印加されたファーブラシによっ
て感光体に帯電電位が注入され、同時に、ファーブラシ
によって転写後の感光体上に残る残留トナーがクーロン
力で除去される。しかし、残留トナーの除去はクーロン
力に頼っているため、帯電量が少ない残留トナーや感光
体に形成された潜像以外の地肌部分に付着する逆チャー
ジされた残留トナーは殆ど除去されないという問題があ
る。 【０００５】一方、特開平５−２０４２２５号公報に
は、電圧が印加される導電層を備えたマグネットローラ
によって帯電器を構成し、この帯電器を感光体に近接配
置した発明が開示されている。このような帯電器は、感
光体上の残留トナーがマグネットローラに磁気的に吸着
され、これによってマグネットローラの周面にトナー層
が形成される。そして、このトナー層を介して導電層よ
り感光体に帯電電荷を注入する。したがって、感光体上
の残留トナーは、マグネットローラによる磁力と帯電時
に生ずるクーロン力との併用によってマグネットローラ
に回収される。もっとも、特開平５−２０４２２５号公
報に開示されている電子写真装置は、二成分磁性トナー
の使用を前提としている。このため、感光体上の残留ト
ナー中、磁力でマグネットローラに吸引されるのはキャ
リアだけであり、トナー自体はクーロン力によってのみ
マグネットローラに吸引される。したがって、特開昭５
６−１６５１６６号公報に開示された発明と同様に、帯
電量が少ない残留トナーや逆チャージされた残留トナー
の除去については無力である。但し、特開平５−２０４
２２５号公報に開示されたような構成の帯電器によれ
ば、一成分磁性トナーの使用を前提とすれば、帯電量が
少ない残留トナーや逆チャージされた残留トナーを除去
できるであろうことが想像される。 【０００６】なお、帯電器ではなく、現像器に一体化さ
れたクリーナではあるが、特開平５−１８１３４７号公
報に、特開平５−２０４２２５号公報に開示された発明
と同様の原理で感光体上の残留トナーをマグネットロー
ラで回収するようにした発明が開示されている。この公
報に開示された電子写真装置は、一成分磁性トナーの使
用を前提としている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−２０４２２５号公報に開示された帯電器では、感光
体からの残留トナーの除去動作に伴い、マグネットロー
ラ上に形成されるトナー層が段々厚くなってくる。この
ため、トナー層の厚みが一定厚以上になると、マグネッ
トローラの磁力が感光体上の残留トナーに及びにくくな
り、残留トナーの回収性が低下してしまうという問題が
ある。このような問題は、特開平５−１８１３４７号公
報に開示されたクリーナ一体型の現像器にも同様に生ず
る。 【０００８】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
感光体の表面を帯電する帯電工程と、帯電後の前記感光
体を露光して画像情報に基づく静電潜像を形成する潜像
形成工程と、前記静電潜像に磁性トナーを付着させて顕
像化する現像工程と、顕像化された現像画像を記録媒体
に転写する転写工程と、転写後の前記感光体の表面に残
留する前記磁性トナーを除去するクリーニング工程とを
含む電子写真プロセスによって前記記録媒体上に画像を
記録する電子写真装置であって、高圧電源より高電圧が
印加される導電層を外周面に有して前記感光体に回転自
在に近接配置された磁力を生ずるマグネットローラによ
り形成され、磁力によって前記感光体上の残留トナーを
磁気的に吸引して前記導電層の周囲にトナー層を形成
し、このトナー層を介して前記導電層から前記感光体に
帯電電荷を注入する帯電クリーナと、現像工程で使用さ
れる現像器の現像バイアスを逆極性に反転する現像バイ
アス反転手段と、画像形成時以外のときに、前記現像バ
イアス反転手段によって前記現像器の現像バイアスを反
転させた状態で感光体を少なくとも一巡させる手段とを
備えて前記マグネットローラの周面に形成される前記ト
ナー層の厚みを磁力による前記磁性トナーの吸引作用が
維持される厚みに設定するトナー層厚設定手段とを備
え、前記記録媒体の搬送ジャムを検出し、この記録媒体
の搬送ジャムが検出されたタイミングで前記トナー層厚
設定手段によるトナー層の厚み設定を行なうようにし
た。したがって、帯電クリーナは、磁力によって感光体
上の残留トナーを磁気的に吸引して導電層の周囲にトナ
ー層を形成し、このトナー層を介して導電層から感光体
に帯電電荷を注入する。これにより、感光体の帯電と感
光体表面からの残留トナーの回収とが一つの帯電クリー
ナで行なわれる。そして、マグネットローラの周面に形
成されるトナー層は、トナー層厚設定手段によって磁力
による磁性トナーの吸引作用が維持される厚みに設定さ
れる。これにより、感光体からの恒久的な残留トナーの
回収が可能となる。また、帯電クリーナによって回収し
きれない感光体上の残留トナーが現像バイアスを逆極性
に反転された現像器に回収される。そして、帯電クリー
ナのマグネットローラ周面のトナー層は、感光体上の残
留トナーを全く回収できなくなるほど厚くならない。さ
らに、感光体上の残留トナー が現像バイアスを逆極性に
反転された現像器に適宜回収され、マグネットローラ周
面のトナー層の厚さ設定が行なわれる。 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
に基づいて説明する。図１は、本実施の形態における電
子写真装置の概略的な正面図である。 【００１４】まず、記録媒体としての転写紙１を収納す
る給紙部２と図示しない排紙部とを連絡する通紙経路３
が設けられ、この通紙経路３中には定着装置４を含む画
像プロセス部５が設けられている。また、通紙経路３に
は、図示しない用紙分離機構と協働して給紙部２から転
写紙１を分離給紙する給紙ローラ６と、この給紙ローラ
６によってピックアップされた転写紙１を一旦ニップし
て画像プロセス部５に同期をとって搬送するレジストロ
ーラ対７と、定着装置４から搬送された画像形成後の転
写紙１を排紙部に排紙するための排紙ローラ８とが設け
られている。 【００１５】画像プロセス部５は、感光体としての感光
ドラム９を主体として構成される。この感光ドラム９の
周囲には、帯電クリーナ１０、現像器１１、転写器１２
が順に配設され、帯電クリーナ１０と現像器１１との間
が露光位置ＥＸとなっている。ここで、帯電クリーナ１
０は、感光ドラム９に帯電電荷を注入し、感光ドラム９
を一方の極性に一様に帯電すると共に（帯電工程）、感
光ドラム９上に残る残留トナーを回収する構造であり、
その詳細は後述する。帯電クリーナ１０による電荷注入
で、感光ドラム９は露光位置ＥＸにおいて一様に帯電さ
れており、この露光位置ＥＸに図示しない光学系から画
像情報に応じてレーザビームＬＢが照射されることで、
感光ドラム９に静電潜像が形成される（潜像形成工
程）。つまり、感光ドラム９では、その帯電電位との電
位差がレーザビームＬＢの照射部分に生じ、この部分が
静電潜像となる。現像器１１は、露光位置ＥＸで感光ド
ラム９に形成された静電潜像にこの静電潜像とは逆極性
の一成分からなる磁性トナーを付着させて顕像化する構
造のものである（現像工程）。転写器１２は、顕像化さ
れた感光ドラム９上のトナー像を逆極性の電位で吸引
し、そのトナー像を転写紙１に転写させる構造である
（転写工程）。通紙経路３中、定着装置４は、転写器１
２の下流側に配置されている。この定着装置４は、ヒー
トローラ１３とこのヒートローラ１３に当接するプレス
ローラ１４とよりなり、転写器１２通過後に転写紙１に
付着する未定着トナーを加熱・加圧作用によって定着す
る。 【００１６】ここで、帯電クリーナ１０について説明す
る。この帯電クリーナ１０は、導電層１５を外周面に備
える４極以上で７００ガウス以上の着磁がなされたマグ
ネットローラ１６によって構成され、感光ドラム９に
０．５ｍｍ以下の隙間を開けて回転自在に設けられてい
る。そして、帯電クリーナ１０には、その導電層１５に
約−２，５００Ｖの電圧を印加する高圧電源１７が接続
され、帯電クリーナ１０を回転駆動する図示しない駆動
系が連結されている。そして、このような帯電クリーナ
１０には、トナー層厚設定手段としてのクリーニングブ
レード１８が当接配置されている。 【００１７】次いで、本実施の形態の電子写真装置は、
各部を制御するマイクロコンピュータ構成の図示しない
制御部を備える。つまり、この制御部は、各種演算処理
を実行して各部を集中的に制御するＣＰＵと、このＣＰ
Ｕが処理する動作プログラムを主に格納するＲＯＭと、
記録する画像情報をライン毎に一時レジストしたりする
ようなワークエリアとして主に使用されるＲＡＭとを主
要な構成要素として構成されている（何れも図示せ
ず）。そして、制御部には、画像情報を展開して保持す
る画像メモリ、前述した感光ドラム９や現像器１１等の
各部の駆動源となるモータの駆動制御回路等が接続され
ている（何れも図示せず）。 【００１８】このような構成において、帯電クリーナ１
０により感光ドラム９の表面が帯電され、露光位置ＥＸ
において帯電後の感光ドラム９に画像情報に基づく静電
潜像が形成され、この静電潜像が現像器１１で現像され
て顕像化される。そして、レジストローラ７にニップさ
れて所定のタイミングで電子写真プロセス部５に搬送さ
れた転写紙１に対し、現像器１１で顕像化された現像画
像が転写される。その後、転写画像は定着装置４で定着
され、これによって転写紙１に画像が形成される。転写
後の感光ドラム９は、帯電クリーナ１０によって掃除さ
れ、残留トナーが除去される。 【００１９】ここで、帯電クリーナ１０における帯電動
作及びクリーニング動作について詳細に説明する。転写
後の感光ドラム９に残る残留トナーは、マグネットロー
ラ１６の磁力によって帯電クリーナ１０に吸引され、こ
の帯電クリーナ１０の外周にトナー層ＴＬを形成する。
そして、転写後の感光ドラム９に残る残留トナーは、マ
グネットローラ１６の磁力により順次帯電クリーナ１０
に吸引され、これによって感光ドラム９のクリーニング
がなされる。一方、高圧電源１７より−２，５００Ｖの
高圧電圧が印加される帯電クリーナ１０の導電層１５
は、トナー層ＴＬを介して感光ドラム９にその帯電に必
要な電荷を注入する。これにより、感光ドラム９の表面
が一様に帯電される。なお、帯電クリーナ１０の電圧印
加によって、マグネットローラ１６上に形成されたトナ
ー層ＴＬでは、磁性トナーが感光ドラム９の表面に向か
うクーロン力を受けるが、マグネットローラ１６はその
クーロン力に勝る磁力を発生するため、感光ドラム９に
磁性トナーが移動しない。 【００２０】一方、マグネットローラ１６に対する磁性
トナーの付着量が無制限に増加し、その外周に形成され
たトナー層ＴＬの厚みが厚くなると仮定すると、感光ド
ラム９上の残留トナーに対する磁力が弱まり、遂には残
留トナーがマグネットローラ１６に吸着されなくなって
しまう。これに対し、本実施の形態では、クリーニング
ブレード１８がトナー層ＴＬの厚みを規制する。これに
より、トナー層ＴＬの厚みは、常に、磁力による磁性ト
ナーの吸引作用が維持される厚みに設定され、感光ドラ
ム９からの恒久的に残留トナーを回収することが可能と
なる。 【００２１】図２は、本実施の形態の変形例を示す電子
写真装置の概略的な正面図である。この電子写真装置で
は、帯電クリーナ１０がクリーニングトナーマガジン
（以下、ＣＴＭと略称する）２１に内蔵されて設けられ
ている。このＣＴＭ２１は、帯電クリーナ１０と、一成
分の磁性トナーを収納保持するトナーボトル２２と、ク
リーニングブレード１８と、クリーニング部２３とを備
える。このような構造のＣＴＭ２１は、トナー層ＴＬの
厚み規制のためにクリーニングブレード１８によってマ
グネットローラ１６から除去した磁性トナーを回収トナ
ーとしてクリーニング部２３に回収し、このクリーニン
グ部２３から再びトナーボトル２２に回収トナーを供給
する構造である。これにより、磁性トナーが無駄なく使
用される。なお、クリーニング部２３からトナーボトル
２２に磁性トナーを回収するには、重力により磁性トナ
ーをトナーボトル２２に落下させるような構造でも、何
らかのトナー搬送構造を設けてこれによって磁性トナー
をトナーボトル２２に搬送するような構造でも良い。 【００２２】次いで、本発明の第二の実施の形態を図３
に基づいて説明する。図３は、本実施の形態における電
子写真装置の概略的な正面図である。なお、第一の実施
の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。 【００２３】本実施の形態では、現像器１１の駆動電源
３１の極性を反転させる現像バイアス反転手段としての
スイッチング回路３２が設けられている。また、画像形
成時以外のときに、スイッチング回路３２によって現像
器１１の現像バイアスを反転させた状態で感光ドラム９
を数回転させる手段が設けられている。この手段は、電
子写真装置本体の制御部に設けられたＣＰＵの制御処理
によって実行される。ここに、トナー層厚設定手段が構
成されている。したがって、第一の実施の形態の必須構
成要素であるトナー層厚設定手段としてのクリーニング
ブレード１８は設けられていない。 【００２４】このような構成において、帯電クリーナ１
０のマグネットローラ１６に吸着する磁性トナー量が増
大し、その外周に形成されるトナー層ＴＬの厚みが増し
てくると、感光ドラム９上の残留トナーに対するマグネ
ットローラ１６の磁力が弱まり、残留トナーを回収し切
れなくなってくる。この現象は、転写紙１表面の地汚れ
として顕在化するため、電子写真装置の利用者に容易に
認識される。そこで、この場合には、トナー層ＴＬの層
厚設定処理を行なう。つまり、スイッチング回路３２に
よって現像器１１に印加されるバイアスを現像時とは逆
バイアスに設定し、この状態で感光ドラム９を数回転さ
せる。これにより、感光ドラム９に残留して帯電クリー
ナ１０で除去されなかった残留トナーが現像器１１に吸
着され、回収される。回収された磁性トナーは画像形成
時に現像に寄与する磁性トナーとして再利用される。そ
して、帯電クリーナ１０のマグネットローラ１６周面に
形成されたトナー層ＴＬが厚くなりすぎ、マグネットロ
ーラ１６が残留トナー吸着能力を喪失するような事態の
発生が防止される。 【００２５】図４は、本実施の形態の変形例を示す電子
写真装置の概略的な正面図である。第二の実施の形態で
は、感光ドラム９に残留して帯電クリーナ１０で除去さ
れなかった残留トナーの現像器１１による回収処理が行
なわれる。そこで、この変形例では、そのような処理が
行なわれるタイミングを転写紙１の搬送ジャム時とする
ような構成が採用されている。つまり、通紙経路３中
に、転写紙１の搬送ジャムを検出するための用紙検出セ
ンサ４１が複数個設けられ、これらの用紙検出センサ４
１の検出結果によって搬送ジャムの発生が制御部のＣＰ
Ｕで認識されると、前述した現像器１１による残留トナ
ー回収処理が実行される。したがって、転写紙１に搬送
ジャムが生じたタイミングで、帯電クリーナ１０のマグ
ネットローラ１６周面に形成されたトナー層ＴＬが適正
な厚みに設定される。つまり、トナー層ＴＬが厚くなり
すぎ、マグネットローラ１６が残留トナー吸着能力を喪
失するような事態の発生が防止される。 【００２６】 【発明の効果】請求項１記載の発明は、感光体の表面を
帯電する帯電工程と、帯電後の前記感光体を露光して画
像情報に基づく静電潜像を形成する潜像形成工程と、前
記静電潜像に磁性トナーを付着させて顕像化する現像工
程と、顕像化された現像画像を記録媒体に転写する転写
工程と、転写後の前記感光体の表面に残留する前記磁性
トナーを除去するクリーニング工程とを含む電子写真プ
ロセスによって前記記録媒体上に画像を記録する電子写
真装置であって、高圧電源より高電圧が印加される導電
層を外周面に有して前記感光体に回転自在に近接配置さ
れた磁力を生ずるマグネットローラにより形成され、磁
力によって前記感光体上の残留トナーを磁気的に吸引し
て前記導電層の周囲にトナー層を形成し、このトナー層
を介して前記導電層から前記感光体に帯電電荷を注入す
る帯電クリーナと、現像工程で使用される現像器の現像
バイアスを逆極性に反転する現像バイアス反転手段と、
画像形成時以外のときに、前記現像バイアス反転手段に
よって前記現像器の現像バイアスを反転させた状態で感
光体を少なくとも一巡させる手段とを備えて前記マグネ
ットローラの周面に形成される前記トナー層の厚みを磁
力による前記磁性トナーの吸引作用が維持される厚みに
設定するトナー層厚設定手段とを備え、前記記録媒体の
搬送ジャムを検出し、この記録媒体の搬送ジャムが検出
されたタイミングで前記トナー層厚設定手段によるトナ
ー層の厚み設定を行なうようにしたので、帯電クリーナ
は、磁力によって感光体上の残留トナーを磁気的に吸引
して導電層の周囲にトナー層を形成し、このトナー層を
介して導電層から感光体に帯電電荷を注入し、これによ
り、感光体の帯電と感光体表面からの残留トナーの回収
とが一つの帯電クリーナで行なわれ、そして、マグネッ
トローラの周面に形成されるトナー層は、トナー層厚設
定手段によって磁力による磁性トナーの吸引作用が維持
される厚みに設定され、これにより、感光体からの恒久
的な残留トナーの回収が可能となり、また、帯電クリー
ナによって回収しきれない感光体上の残留トナーが現像
バイアスを逆極性に反転された現像器に回収され、そし
て、帯電クリーナのマグネットローラ周面のトナー層
は、感光体上の残留トナーを全く回収できなくなるほど
厚くならず、さらに、感光体上の残留トナーが現像バイ
アスを逆 極性に反転された現像器に適宜回収され、マグ
ネットローラ周面のトナー層の厚さ設定を行うことがで
きる。 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第一の実施の形態を示す電子写真装置
の概略的な正面図である。 【図２】第一の実施の形態の変形例を示す電子写真装置
の概略的な正面図である。 【図３】本発明の第二の実施の形態を示す電子写真装置
の概略的な正面図である。 【図４】第二の実施の形態の変形例を示す電子写真装置
の概略的な正面図である。 【符号の説明】 １ 記録媒体 ９ 感光体 １５ 導電層 １６ マグネットローラ １７ 高圧電源 １０ 帯電クリーナ １８ トナー層厚設定手段（クリーニングブレー
ド） ２１ クリーニングトナーマガジン ２２ トナーマガジン ３２ 現像バイアス反転手段 ＴＬ トナー層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−204225（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−289689（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−289679（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−186892（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−266266（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−92781（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−45998（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 G03G 21/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 感光体の表面を帯電する帯電工程と、帯
   電後の前記感光体を露光して画像情報に基づく静電潜像
   を形成する潜像形成工程と、前記静電潜像に磁性トナー
   を付着させて顕像化する現像工程と、顕像化された現像
   画像を記録媒体に転写する転写工程と、転写後の前記感
   光体の表面に残留する前記磁性トナーを除去するクリー
   ニング工程とを含む電子写真プロセスによって前記記録
   媒体上に画像を記録する電子写真装置であって、 高圧電源より高電圧が印加される導電層を外周面に有し
   て前記感光体に回転自在に近接配置された磁力を生ずる
   マグネットローラにより形成され、磁力によって前記感
   光体上の残留トナーを磁気的に吸引して前記導電層の周
   囲にトナー層を形成し、このトナー層を介して前記導電
   層から前記感光体に帯電電荷を注入する帯電クリーナ
   と、現像工程で使用される現像器の現像バイアスを逆極性に
   反転する現像バイアス反転手段と、画像形成時以外のと
   きに、前記現像バイアス反転手段によって前記現像器の
   現像バイアスを反転させた状態で感光体を少なくとも一
   巡させる手段とを備えて 前記マグネットローラの周面に
   形成される前記トナー層の厚みを磁力による前記磁性ト
   ナーの吸引作用が維持される厚みに設定するトナー層厚
   設定手段とを備え、前記記録媒体の搬送ジャムを検出
   し、この記録媒体の搬送ジャムが検出されたタイミング
   で前記トナー層厚設定手段によるトナー層の厚み設定を
   行なうことを特徴とする電子写真装置。