JP3881116B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、非帯電体を帯電する帯電装置に磁気ブラシを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真方式の複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置では、非帯電体である感光体を帯電する帯電装置を備えている。
このような帯電装置は、感光体上のトナーを除去するクリーニング装置に対して感光体の移動方向下流側に配設されているのが普通である。そして、この帯電装置には、帯電ローラや帯電ブレードや帯電ブラシ等の帯電部材を直接感光体の表面に接触させた状態で帯電を行なう接触型の帯電装置と、帯電部材を感光体の表面に対して非接触の状態にして帯電を行なう非接触型の帯電装置とがある。
一方、帯電装置には、磁気ブラシを使用して感光体を帯電するものもある（例えば特開平９−３０５００９号公報，特開平１０−４８９２１号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような接触型や非接触型の帯電装置では、感光体の表面に残留するトナーが帯電部材に付着すると、帯電性能が低下してしまうという問題点があった。そのため、このような問題点を解消するために、従来の帯電装置では帯電装置用のクリーニング機構を設けるようにしたりしている。
【０００４】
また、磁気ブラシを使用した帯電装置でも、感光体上に残留トナーが付着していると、そのトナーが磁気ブラシを形成する磁性粒子に付着して、やはり帯電性能を低下させてしまうということがあった。
ところが、このような磁気ブラシを使用した従来の帯電装置、すなわち例えば特開平９−３０５００９号公報及び特開平１０−４８９２１号公報に記載されているものには、磁気ブラシに付着したトナーを除去する有効な装置は設けられていなかった。
【０００５】
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気ブラシを使用する帯電装置で、その磁気ブラシを形成する磁性粒子にトナーが付着しても、そのトナーを除去することができるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、磁性粒子によってブラシ部分が形成される磁気ブラシを被帯電体に接触させた状態で、その磁気ブラシに帯電バイアスを印加することにより被帯電体を帯電する帯電装置を備えた画像形成装置において、上記磁気ブラシに隣接して配設され、電圧が印加されることにより上記磁性粒子に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング装置と、その磁性粒子クリーニング装置に印加される上記電圧の極性を切り換えるスイッチとを設けたものである。
【０００７】
また、上記磁気ブラシの部分に存在するトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段と、そのトナー濃度検知手段が検知したトナーの濃度に応じて磁性粒子クリーニング装置に印加する電圧を変化させる印加電圧変化手段も設けている。
そして、その印加電圧変化手段は、トナー濃度検知手段が検知したトナーの濃度に応じて磁性粒子クリーニング装置に印加する電圧を変化させると共に、磁気ブラシに印加する帯電バイアスも変化させる手段であるようにするとよい。
【０００８】
さらに、上記いずれかの画像形成装置において、磁性粒子クリーニング装置に電圧を印加して磁性粒子に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング動作を非画像形成時にも行なうモードを選択するためのモード選択手段を設けるとよい。
そして、その磁性粒子クリーニング装置は、クリーニング部材をローラ形状にするとよい。
また、上記いずれかの画像形成装置において、磁性粒子クリーニング装置で回収したトナーを現像装置に還流させるトナー還流搬送路を設けるとよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の一実施形態例である画像形成装置の作像部を示す構成図である。
この画像形成装置は、作像部にドラム状の被帯電体である感光体１を設けており、その回りには帯電装置２と、その帯電装置２に対して感光体１の回転方向（矢示Ａ）下流側に現像装置６と、転写装置を構成する転写ローラ７とをそれぞれ設けている。そして、その感光体１の表面には露光装置９から画像書き込み用の光（レーザ光等）が照射されるようになっている。
【００１０】
感光体１は、例えば有機感光体（ＯＰＣ）であり、その感光体１は筒状のアルミ体の外側に感光体層を皮膜したものであり、矢示Ａ方向に図示しないモータにより回転される。
【００１１】
この画像形成装置は、帯電装置２により感光体１の表面を一様に帯電し、そこに所定のタイミングで露光装置９により光を照射して潜像を形成する。
その潜像は、感光体１が矢示Ａ方向に回転することにより同方向に移動し、それが現像装置６の現像スリーブ６ａの位置まで移動すると、そこにトナーが付着されて顕像（トナー像）となる。
【００１２】
その顕像は、転写ローラ７のある転写位置まで移動すると、転写ローラ７により転写紙Ｐに転写される。その転写紙Ｐは、給紙部より給紙されて図示しないレジストローラにより、感光体１上の顕像と一致する正確なタイミングで、上記転写位置に向けて搬送される。
その顕像が転写された転写紙Ｐは、感光体１から分離されて図示しない定着装置へ搬送され、そこでトナーが定着された後に装置外部の排紙トレイ等へ排出される。
【００１３】
そして、その転写終了後に感光体１上に残った残留トナーは、詳しい説明は後述するが、クリーニング装置も兼ねる帯電装置２及び磁性粒子クリーニング装置２０により取り除かれ、感光体１上に残った残留電位は図示しない除電ランプにより取り除かれて、次の帯電装置２による帯電に備える。
【００１４】
その帯電装置２は、磁性粒子１１によってブラシ部分が形成される磁気ブラシ１０を感光体１に接触させた状態で、その磁気ブラシ１０に電源１２により帯電バイアスを印加することにより、その磁気ブラシ１０と感光体１との間に生じる電位差により微少放電を起こさせ、それによって感光体１を帯電する。
なお、磁気ブラシ１０から感光体１へ電流が流れ込むことにより感光体１に電荷が注入されることによっても、感光体１は帯電される。
【００１５】
その帯電装置２は、矢示Ｃ方向に回転することにより磁性粒子１１を運ぶ非磁性スリーブ１６の内側にマグネットローラ１７を設けており、そのマグネットローラ１７は磁性粒子１１を磁力により非磁性スリーブ１６の表面に保持する。
そして、この非磁性スリーブ１６に、この実施の形態では、感光体１を帯電させるためのＡＣとＤＣ成分とを重畳した帯電バイアス（電圧）を、電源１２から印加するようにしている。
なお、非磁性スリーブ１６に印加する帯電バイアスは、ＡＣ成分を除いたＤＣ成分だけであっても感光体１の帯電は可能であり、必ずしもＡＣとＤＣ成分とを重畳した帯電バイアスを印加する必要はない。
【００１６】
その帯電装置２の磁気ブラシ１０に隣接する位置には、電源１３からクリーニング部材２１に電圧（バイアス）が印加されることにより磁性粒子１１に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング装置２０を設けている。
そして、この実施の形態では、クリーニング部材２１をローラ形状にし、それを矢示Ｂ方向に回転可能にすると共に、そのクリーニング部材２１の表面にトナー回収ブレード２２を接触させ、それによってクリーニング部材２１の表面に付着したトナーを掻き落すようにしている。
【００１７】
この実施の形態では、磁気ブラシ１０の磁性粒子１１に付着しているトナーをクリーニング部材２１に引き付けるようにするため、そのクリーニング部材２１にＡＣとＤＣ成分を重畳した電圧を、通常のモードでは画像形成時に電源１３から印加するようにしている。
【００１８】
そして、磁気ブラシ１０の磁性粒子１１に付着するトナーは一方の極性だけではないので、電源１３からクリーニング部材２１に印加する電圧の極性は、スイッチ１４によりプラスとマイナスが切り換えられるようにしている。
なお、クリーニング部材２１への電圧の印加は、必ずしも画像形成時に印加する必要のあるものではない。
【００１９】
そして、磁性粒子１１に付着しているトナーを最も効率的にクリーニング部材２１に引き付けて回収するには、画像形成時にはどちらか一方の極性に固定して電圧を印加し、非画像形成時にのみ両方向の極性で電圧を順次印加するようにするとよい。
すなわち、非画像形成時には、電源１３からクリーニング部材２１に印加する電圧を、最初に数十秒程度プラスの直流電圧に交流電圧を重畳したものを印加し、その後は数十秒程度今度はマイナスの直流電圧に交流電圧を重畳したものを印加する。
【００２０】
帯電装置２には、磁気ブラシ１０の部分に存在するトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段となるセンサ１５を設けている。そして、この画像形成装置は、そのセンサ１５が検知したトナーの濃度に応じて磁性粒子クリーニング装置２０のクリーニング部材２１に印加する電圧を電源１３を制御することにより変化させる印加電圧変化手段として機能する制御装置５０を設けている。
その制御装置５０は、磁気ブラシ１０に印加する帯電バイアスを電源１２を制御することにより変化させる手段としても機能する。
【００２１】
なお、センサ１５は、磁気ブラシ１０の部分に存在するトナーの濃度を検知することができるものであれば、いずれのものであってもよいが、例えば光センサで反射光量からトナーの濃度を検知したり、帯電電流から磁気ブラシ１０の部分の抵抗値の変化を検出して、それによってトナーの濃度を検知したりするものを使用する。
【００２２】
また、この画像形成装置は、磁性粒子クリーニング装置２０に電圧を印加して磁気ブラシ１０に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング動作を非画像形成時にも行なうモードを選択するためのモード選択手段であるモード選択キー２５を、図示しない操作パネルに設けている。
制御装置５０は、各種判断及び処理機能を有する中央処理装置（ＣＰＵ）と、各処理プログラム及び固定データを格納したＲＯＭと、処理データを格納するデータメモリであるＲＡＭと、入出力回路(Ｉ/Ｏ）とからなるマイクロコンピュータを備えている。
【００２３】
この制御装置５０は、センサ１５や、この画像形成装置の各部に設けられているその他のセンサ類から各種のセンサ信号等を所定のタイミングで入力すると共に、モード選択キー２５からはそれが押された際に出力される信号を入力する。また、この制御装置５０は、電源１２及び１３に、それぞれ電圧（バイアス）を印加させるための信号を所定のタイミングで出力する。さらに、この画像形成装置の各部に設けられている各種の負荷類に対して、それらを駆動させるための信号をそれぞれ所定のタイミングで出力する。
【００２４】
ところで、この実施の形態では、前述したように帯電装置２の非磁性スリーブ１６の回転方向Ｃと、感光体１の回転方向Ａとを同じ方向（互いの接触部では相対移動する方向）にしている。その理由は、図１に示した実施の形態では、図２に示す実施形態の画像形成装置が有しているクリーニング装置８のように、画像転写後に感光体１の表面に残る残留トナーをクリーニングするクリーニング装置を設けていないので、それによって磁性粒子１１が残留トナーで汚れて均一な帯電電位が得られなくなってしまうからである。
【００２５】
すなわち、その非磁性スリーブ１６と感光体１との回転方向を異ならせたときには、磁気ブラシ１０上の磁性粒子１１が感光体１を帯電させる前に、その感光体１の表面に残留している多量のトナーが磁性粒子１１に付着してしまうので、それを防止するために非磁性スリーブ１６と、感光体１の回転方向とを同じ方向にする必要がある。
なお、図２に示したようにクリーニング装置８を設けている画像形成装置では、非磁性スリーブ１６の回転方向を感光体１の回転方向と逆の方向（矢示Ｅ方向）にしても、あまり問題はない。
【００２６】
このように、図１に示した画像形成装置は、磁気ブラシ１０の磁性粒子１１に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング装置２０を設けているので、磁性粒子１１に付着したトナーを、その磁性粒子クリーニング装置２０により除去することができる。したがって、感光体１の帯電電位を安定させることができるので、それによって形成される画像を安定させることができる。
【００２７】
また、磁性粒子クリーニング装置２０が、磁気ブラシ１０の磁性粒子１１に付着したトナーを除去する役割と、その磁気ブラシ１０を介して感光体１上の残留トナーを回収する役割の両方を兼ねているので、図２に示したようなクリーニング装置８を設けなくても済む分だけ部品点数を少なくすることができる。
【００２８】
図３は磁性粒子クリーニング装置で回収したトナーを現像装置に還流させるトナー還流搬送路を設けた画像形成装置の実施形態を示す図１と同様な構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この画像形成装置は、磁性粒子クリーニング装置２０で回収したトナーを現像装置６に還流させるトナー還流搬送路３１を設けている。
この画像形成装置によれば、磁性粒子クリーニング装置２０で回収したトナーを再度現像装置６で使用することができるので、経済的である。
【００２９】
図４は磁性粒子クリーニング装置を磁気ブラシの上部に配置するようにした画像形成装置の実施形態を示す図１と同様な構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この画像形成装置は、図１に示した画像形成装置に対し、磁性粒子クリーニング装置２０を磁気ブラシ１０の上部に配置すると共に、センサ１５を磁気ブラシ１０の図４で左方に配置するようにした点のみが異なる。
このようにしても、図１の画像形成装置と同様の作用効果が得られる。
【００３０】
図５は磁性粒子クリーニング装置を磁気ブラシの右方に配置するようにした画像形成装置の実施形態を示す図１と同様な構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この画像形成装置は、図１に示した画像形成装置に対し、磁性粒子クリーニング装置２０を磁気ブラシ１０の図５で右方に配置すると共にセンサ１５を磁気ブラシ１０の図５で左方に配置し、トナー回収ブレード２２に替えてファーブラシ３３を使用するようにした点のみが異なる。
このようにしても、図１の画像形成装置と同様の作用効果が得られる。
【００３１】
なお、図１乃至図５に示したトナー回収ブレード２２及びファーブラシ３３のように、クリーニング部材２１の表面に付着したトナーを回収する部材は、ブレードあるいはファーブラシ状のものに限るものではなく、クリーニング部材２１の表面に付着したトナーを掻き落すことができるものであれば何れの形状のものであってもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、次に記載する効果を奏する。
請求項１の画像形成装置によれば、磁性粒子に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング装置を設けたので、磁性粒子に付着したトナーをその磁性粒子クリーニング装置により除去することができる。したがって、磁性粒子をきれいな状態に保つことができるので、感光体の帯電電位を安定させることができる。それにより、安定した画像を得ることができる。
【００３３】
また、磁性粒子クリーニング装置が、磁気ブラシの磁性粒子に付着したトナーを除去する役割と、その磁気ブラシを介して感光体上の残留トナーを回収する役割の両方を兼ねるので、感光体上の残留トナーを除去する専用のクリーニング装置を設けなくても済む分だけ部品点数を少なくすることができる。
【００３４】
さらに、磁気ブラシの部分に存在するトナーの濃度に応じて磁性粒子クリーニング装置に印加する電圧を変化させることができるので、帯電装置の磁気ブラシの部分に存在するトナーの濃度を低く抑えながら、その濃度を安定した状態に保つことができる。
【００３５】
請求項２の画像形成装置によれば、磁気ブラシに印加する帯電バイアスも変化させることができるので、磁性粒子がそこに付着したトナーの影響により帯電能力が低下したときでも、上記帯電バイアスを変化させることにより感光体の帯電電位を安定させることができる。
【００３６】
請求項３の画像形成装置によれば、通常の画像形成時だけでなく、非画像形成時にも磁性粒子に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング動作を行なうことができるので、帯電装置内のトナーの濃度が高くなっても、非画像形成時に磁性粒子クリーニング動作を行なうことにより、その濃度を低く抑えることができる。それにより、感光体の帯電電位を安定させることができる
【００３７】
請求項４の画像形成装置によれば、磁性粒子クリーニング装置のクリーニング部材がローラ形状であるため、その回転するローラの表面にブレード状のトナー回収部材を摺接させるだけで、クリーニング部材の表面に付着したトナーを容易に回収することができる。
【００３８】
請求項５の画像形成装置によれば、磁性粒子クリーニング装置で回収したトナーを再度現像装置で使用することができるので、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態例である画像形成装置の作像部を示す構成図である。
【図２】画像転写後に感光体の表面に残る残留トナーをクリーニングするクリーニング装置を設けた画像形成装置の実施形態を示す図１と同様な構成図である。
【図３】磁性粒子クリーニング装置で回収したトナーを現像装置に還流させるトナー還流搬送路を設けた画像形成装置の実施形態を示す図１と同様な構成図である。
【図４】磁性粒子クリーニング装置を磁気ブラシの上部に配置するようにした画像形成装置の実施形態を示す図１と同様な構成図である。
【図５】磁性粒子クリーニング装置を磁気ブラシの右方に配置するようにした画像形成装置の実施形態を示す図１と同様な構成図である。
【符号の説明】
１：感光体（被帯電体） ２：帯電装置
６：現像装置 １０：磁気ブラシ
１１：磁性粒子
１５：センサ（トナー濃度検知手段）
２０：磁性粒子クリーニング装置
２１：クリーニング部材
２５：モード選択キー（モード選択手段）
３１：トナー還流搬送路 ５０：制御装置

Claims (5)

1. 磁性粒子によってブラシ部分が形成される磁気ブラシを被帯電体に接触させた状態で、該磁気ブラシに帯電バイアスを印加することにより前記被帯電体を帯電する帯電装置を備えた画像形成装置において、
   前記磁気ブラシに隣接して配設され、電圧が印加されることにより前記磁性粒子に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング装置と、該磁性粒子クリーニング装置に印加される前記電圧の極性を切り換えるスイッチとを設け、且つ前記磁気ブラシの部分に存在するトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段を設けると共に、該トナー濃度検知手段が検知したトナーの濃度に応じて前記磁性粒子クリーニング装置に印加する電圧を変化させる印加電圧変化手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記印加電圧変化手段は、前記トナー濃度検知手段が検知したトナーの濃度に応じて前記磁性粒子クリーニング装置に印加する電圧を変化させると共に、前記磁気ブラシに印加する帯電バイアスも変化させる手段であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、前記磁性粒子クリーニング装置に電圧を印加して前記磁性粒子に付着したトナーを除去する磁性粒子クリーニング動作を非画像形成時にも行なうモードを選択するためのモード選択手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記磁性粒子クリーニング装置は、クリーニング部材がローラ形状をしていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、前記磁性粒子クリーニング装置で回収したトナーを現像装置に還流させるトナー還流搬送路を設けたことを特徴とする画像形成装置。

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