JP3514974B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3514974B2
JP3514974B2 JP15615498A JP15615498A JP3514974B2 JP 3514974 B2 JP3514974 B2 JP 3514974B2 JP 15615498 A JP15615498 A JP 15615498A JP 15615498 A JP15615498 A JP 15615498A JP 3514974 B2 JP3514974 B2 JP 3514974B2
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photosensitive drum
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residual toner
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雅之 鈴木
紘一 安藤
孝夫 水谷
雅夫 礒田
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株式会社沖データ
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G21/00Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge
    • G03G21/0005Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium
    • G03G21/0058Arrangements not provided for by groups G03G13/00 - G03G19/00, e.g. cleaning, elimination of residual charge for removing solid developer or debris from the electrographic recording medium using a roller or a polygonal rotating cleaning member; Details thereof, e.g. surface structure

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
する。 【0002】 【従来の技術】従来、画像形成装置である電子写真プリ
ンタにおいては帯電ローラにより感光体ドラム表面を帯
電させ、LEDヘッド等の露光部により感光体ドラム表
面に静電潜像を書き込み、現像部により静電潜像にトナ
ーを重ねて可視像化し、感光体ドラムと該感光体ドラム
に対向して設けられた転写ローラとの間に印字媒体を搬
送し、転写ローラにトナーと逆極性の数百ボルトから数
千ボルトの電位差を与える。すると感光体ドラムと転写
ローラとの間に形成された一様な電場の中で感光体ドラ
ムから印字媒体へトナーが移動して転写が行われる。 【0003】上記感光体ドラムから印字媒体へと転写さ
れなかったトナーは次の露光プロセスの妨げにならない
ようにクリーニング部により感光体ドラム表面に一様に
分散され現像装置により回収される。 【0004】上記クリーニング部には、クリーニングブ
レード、クリーニングローラ等がある。クリーニングブ
レードは感光体ドラムにゴム等の素材でできたブレード
を押圧して、転写後の感光体ドラム上に残留したトナー
を掻き落とす働きがある。一方、クリーニングローラは
トナーの帯電極性とは逆のバイアス電圧が印加されてい
る導電性のシャフトと、該導電性のシャフトの外周にス
ポンジ状の弾性体で形成されたローラとから構成され、
このローラを感光体ドラムに押圧して残留トナーをバイ
アス電圧により吸引する働きをするものである。 【0005】上記ブレード方式は残留トナーを完全に感
光体ドラムから掻き落とすのに対して、上記ローラ方式
は吸引した残留トナーを再び感光体ドラムに付着させ、
現像ローラで残留トナーを回収するという違いがある。 【0006】ブレード方式の場合は別にトナー回収装置
が必要になる等の理由から、構造の簡単なローラ様式が
よく用いられる。 【0007】なお、上記クリーニングローラのローラ表
面にはセルという孔が複数形成されており、セルが形成
されていない、隣り合うセルとの間の壁が感光体ドラム
に接触することで、転写プロセス後に感光体ドラム表面
に残留した残留トナーをローラへと移行させて残留トナ
ーを感光体ドラムから除去している。そしてクリーニン
グローラから再び感光体ドラム上に残留トナーを戻すま
で上記セルの内部に残留トナーを保持している。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の画像形成装
置においては、クリーニングローラのローラのセルの径
及び電気抵抗値によりクリーニング能力が異なってくる
という問題点があった。 【0009】具体的にはセルの径が小さい場合、トナー
を保持する容量が少ないのでクリーニングローラはクリ
ーニング開始後すぐに目詰まりを起こし、クリーニング
能力を長時間維持することができないという問題点があ
った。一方、セルの径が大きい場合には、セルの数がセ
ルの径が小さい場合と比べて少なくなるので、隣り合う
セルとの間の壁の数がセルの径が小さい場合と比べて少
なくなる。すると、ローラの壁が感光体ドラム上の残留
トナーに接触する確率(量)が少なくなるので残留トナ
ーを全て吸引することができず、感光体ドラム上に残留
トナーが残ってしまい、残像が発生するという問題点が
あった。 【0010】またクリーニングローラの電気抵抗値が大
きい場合、シャフトからローラの表面にバイアス電圧が
流れる際に途中でバイアス電圧を消費してしまい、ロー
ラ表面の電圧値が低くなりバイアス電圧による残留トナ
ーの吸引ができずに残留トナーが残ってしまい、残像が
発生するという問題点があった。一方、電気抵抗値が小
さい場合には、本来感光体ドラムから転写ローラに流れ
るべき電流がクリーニングローラに漏れて転写不良を起
こしてしまうという問題点があった。 【0011】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、第1の解決手段として、ローラの表面が、
感光体ドラムに接触して該感光体ドラム上に残留した残
留トナーをバイアス電圧により吸引し、該吸引した残留
トナーを上記ローラの表面に形成された孔に保持するク
リーニング部を備えた画像形成装置において、上記トナ
ーの粒径が6μm以上9μm以下であるとき、上記孔の
径を50μm以上150μm以下とするものである。 【0012】第2の解決手段として、ローラの表面が感
光体ドラムに接触して該感光体ドラム上に残留した残留
トナーをバイアス電圧により吸引するクリーニング部を
備えた画像形成装置において、上記ローラの電気抵抗値
を5×106 Ω以上5×109 Ω以下とするものであ
る。 【0013】上記第1の解決手段によれば、感光体ドラ
ム上の残留トナーと接触する部分であるローラの壁の量
が少なすぎることがない適量となるので、感光体ドラム
上の残留トナーにローラの壁が確実に接触することがで
き、感光体ドラム上の残留トナーの吸引残しがなくな
る。その結果、トナー残像の発生を防止することができ
る。そして吸引した残留トナーを保持するための孔の径
がローラの寿命までトナーを保持することができるだけ
の大きさとなっているので、ローラの寿命までクリーニ
ング能力を維持することができる。 【0014】上記第2の解決手段によれば、転写等の他
の印字プロセスに影響を与えることなく且つ残留トナー
を感光体ドラムから全て除去することができる。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にしたがって説明する。なお各図面に共通する要素には
同一の符号を付す。 【0016】図1は実施の形態のローラの表面を示す部
分拡大平面図、図2は実施の形態の印字プロセスユニッ
ト部の構造を示す説明図、図3は実施の形態のクリーニ
ングローラを示す側面図、図4は実施の形態のローラの
表面を示す部分拡大断面図、図5は実施の形態のクリー
ニングローラの試験を示す説明図である。 【0017】まず電子写真プリンタに内蔵されている印
字プロセスユニット部1の構造について説明する。図2
においてこの印字プロセスユニット部1には、トナー画
像を担持し、アルミニウム等の導電性基層とその外周面
に形成した感光体層とからなる感光体ドラム2が設けら
れている。この感光体ドラム2は矢印A方向に所定のプ
ロセススピードで回転駆動される。そして、この感光体
ドラム2の周囲には、導電性シャフト13にマイナス
(−)の帯電バイアスが印加されることによってローラ
14が感光体ドラム2表面に静電化を与える帯電ローラ
3と、露光を行い、感光体ドラム2上に静電潜像を形成
するLEDヘッド4と、トナーカートリッジ5からトナ
ー収容部6を介し、図示せぬ攪拌バー及びスポンジロー
ラ7により搬送され、(−)に帯電されたトナー8を静
電潜像に付着する現像ローラ9と、感光体ドラム2に一
定の力で押し付けられ、感光体ドラム2表面に形成され
たトナー画像を、図示せぬフィードローラにより搬送さ
れてきた印字媒体である用紙10に転写する転写装置で
ある転写ローラ11と、残留トナー8aの帯電極性とは
逆のプラス(+)の450Vのバイアス電圧をシャフト
15に印加し、転写後の感光体ドラム2表面に残留した
残留トナー8aを吸引して除去すると共に、感光体ドラ
ム2表面の除電を行うクリーニング部であるクリーニン
グローラ12が設けられている。なお、吸引した残留ト
ナー8aは再び感光体ドラム2に付着され、該残留トナ
ー8aは現像ローラ9で回収される。 【0018】また、印字プロセスユニット部1よりも用
紙10搬送方向下流側には転写されたトナー8を用紙1
0に定着する図示せぬ定着器が設けられており、この定
着器にはヒートローラが内蔵されている。 【0019】なお、上記スポンジローラ7と現像ローラ
9とで現像装置が構成されている。また本実施の形態に
おいてはトナー8の粒径は6μm以上9μm以下であ
る。 【0020】図3において、クリーニングローラ12は
金属製のシャフト15と、シャフト15の周囲に固定さ
れた半導電性スポンジ状弾性体であるローラ16とから
構成される。図1、図4に示すように上記ローラ16表
面にはセル17という孔が複数形成されており、セル1
7が形成されていない、隣り合うセル17との間の壁1
8が感光体ドラム2に接触することで、転写プロセス後
に感光体ドラム2表面に残留した残留トナー8aをバイ
アス電圧により吸引し、ローラ16へと移行させて残留
トナー8aを感光体ドラム2から除去している。そして
ローラ16から再び感光体ドラム2上に残留トナー8a
を戻すまで上記セル17の内部に残留トナー8aを保持
する。 【0021】なお、回転負荷を少なくし、ジッタ(上記
各ローラを回転させるためのギアの回転が一定で無くな
ることにより発生する印字濃度のムラ)を防ぐためにロ
ーラ16は発泡シリコーンまたは発泡ポリウレタンが用
いられる。また図2において感光体ドラム2とクリーニ
ングローラ12とは一定の周速比で回転される。 【0022】クリーニングローラ12は図1に示すロー
ラ16のセル17の径d及び電気抵抗値によりクリーニ
ング能力に差がでてくるため、セル17の径d及び電気
抵抗値を変動させて印字試験をおこなった。以下の表
1、表2に試験結果を示す。 【0023】 【表1】 【0024】 【表2】 【0025】なお、表1において電気抵抗値は以下に示
す数式1付近である。 【0026】1×108 Ω・・・(1) また表2においてはセル17の径dが約100μmであ
る。また、「A」は残像なし、「B」はポジ残(クリー
ニングローラ12により除去できなかった残留トナー8
aが再び転写ローラ11まで搬送されてそこで用紙10
に転写されてしまうことにより発生するトナー像)はな
いが特殊パターン(転写されにくいパターンであり、太
い文字等)時に残像あり、「C」はポジ残と特殊パター
ンの両方に残像ありを表す(転写不良は除く)。 【0027】ここで言うローラ16の電気抵抗値とは図
5に示すようにシャフト15に(+)400Vのバイア
ス電圧を印加し外径8mm、幅2mmのボールベアリン
グ19を10gfの力で押し当て、63rpmで回転さ
せたときに流れる電流から測定したものである。 【0028】セル17の径dが50μmよりも小さい場
合、残留トナー8aを保持する容量が少ないので、セル
17はクリーニング開始後すぐに目詰まりを起こし、ク
リーニングローラ12はクリーニング能力を長時間維持
することができない。一方、セル17の径が大きく、1
50μmよりも大きい場合には、ローラ16の隣り合う
セル17との間の壁18の数がセル17の径が小さい場
合と比べて少なくなる。すると、クリーニングローラ1
2のローラ16が感光体ドラム2上の残留トナー8aに
接触する確率(量)が少なくなるので、残留トナー8a
を全て吸引することができず、残像が発生するようにな
る。 【0029】また電気抵抗値においても、以下に示す数
式2まで電気抵抗値が下がると本来感光体ドラム2から
転写ローラ11に流れるべき電荷がクリーニングローラ
12に漏れて転写不良が発生する。また以下に示す数式
3まで電気抵抗値が上がるとシャフト15からローラ1
6の表面にバイアス電圧が流れる際に途中でバイアス電
圧を消費してしまい、ローラ16表面の電圧値が低くな
りバイアス電圧による残留トナー8aの吸引ができずに
残像が発生している。 【0030】 5×105 Ω・・・(2) 5×1010Ω・・・(3) 従って、ローラ16の電気抵抗値を以下に示す数式4と
することで転写等の他の印字プロセスに影響を与えるこ
となく且つ残留トナー8aを感光体ドラム2から全て除
去することができる。 【0031】 5×106 Ω以上5×109 Ω以下・・・(4) 以上本実施の形態においては、トナー8の粒径が6μm
以上9μm以下であるとき、ローラ16のセル17の径
dを50μm以上150μm以下とすることで感光体ド
ラム2上の残留トナー8aと接触する部分であるローラ
16の壁18の量が少なすぎることがない適量となるの
で、感光体ドラム2上の残留トナー8aにローラ16の
壁18が確実に接触することができ、感光体ドラム2上
の残留トナー8aの吸引残しがなくなる。その結果、ト
ナー残像の発生を防止することができる。そして吸引し
た残留トナー8aを保持するためのセル17の径dがロ
ーラ16の寿命まで残留トナー8aを保持することがで
きるだけの大きさとなっているので、ローラ16の寿命
までクリーニング能力を維持することができる。 【0032】またローラ16の電気抵抗値を上記数式4
とすることで転写等の他の印字プロセスに影響を与える
ことなく且つ残留トナー8aを感光体ドラム2から全て
除去することができる。 【0033】なお、本実施の形態においては、セル17
の径dとローラ16の電気抵抗値の両方を規定したが、
どちらか一方を施したのみであっても良い。 【0034】 【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、トナーの粒径が6μm以上9μm以下であるとき、
孔の径を50μm以上150μm以下とすることによ
り、感光体ドラム上の残留トナーと接触する部分である
ローラの壁の量が少なすぎることがない適量となるの
で、感光体ドラム上の残留トナーにローラの壁が確実に
接触することができ、感光体ドラム上の残留トナーの吸
引残しがなくなる。その結果、トナー残像の発生を防止
することができる。そして吸引した残留トナーを保持す
るための孔の径がローラの寿命まで残留トナーを保持す
ることができるだけの大きさとなっているので、ローラ
の寿命までクリーニング能力を維持することができる。
また上記ローラの電気抵抗値を5×106 Ω以上5×1
9 Ω以下とすることにより、転写等の他の印字プロセ
スに影響を与えることなく且つ残留トナーを感光体ドラ
ムから全て除去することができる。従って、画像形成装
置の印字品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】実施の形態のローラの表面を示す部分拡大平面
図である。 【図2】実施の形態の印字プロセスユニット部の構造を
示す説明図である。 【図3】実施の形態のクリーニングローラを示す側面図
である。 【図4】実施の形態のローラの表面を示す部分拡大断面
図である。 【図5】実施の形態のクリーニングローラの試験を示す
説明図である。 【符号の説明】 2 感光体ドラム 8 トナー 12 クリーニングローラ 15 シャフト 16 ローラ 17 セル 18 壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 礒田 雅夫 東京都港区芝浦4丁目11番地22号 株式 会社沖データ内 (56)参考文献 特開 平10−78733(JP,A) 特開 平7−333996(JP,A) 特開 平3−17678(JP,A) 特開 平7−168499(JP,A) 特開 平8−6454(JP,A) 特開 平9−169864(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 21/10

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】ローラの表面が感光体ドラムに接触して該
    感光体ドラム上に残留した残留トナーをバイアス電圧に
    より吸引し、該吸引した残留トナーを上記ローラの表面
    に形成された孔に保持するクリーニング部を備えた画像
    形成装置において、 上記トナーの粒径が6μm以上9μm以下であるとき、 上記孔の径を50μm以上150μm以下とすると共
    に、 上記ローラの電気抵抗値を5×106Ω以上5×109Ω
    以下とすることを特徴とする画像形成装置。
JP15615498A 1998-06-04 1998-06-04 画像形成装置 Expired - Lifetime JP3514974B2 (ja)

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