JP4803622B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上に残留したトナーを非画像部分について選択的に除去する補助ローラを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば非磁性一成分現像剤（以下、トナーという）などの薄層を層厚規制ローラや層圧規制ブレードなどの層厚規制部材により形成させ、弾性現像ローラを像担持体に当接させながら現像する画像形成装置が知られる。弾性現像ローラは、像担持体上に形成された静電潜像に応じた画像を形成すると共に、像担持体上に転写されなかったトナーを除去している。いわゆるクリーナレス現像方法を用いた画像形成装置である。
従来の画像形成装置の一例を図２に示す。画像形成装置１は像担持体２を中心に、像担持体２上に均一な表面電位を形成する帯電装置３と、ＬＥＤアレイあるいはレーザーなどにより画像に応じて像担持体表面に照射して静電潜像を形成する露光装置４と、像担持体２上に形成した静電潜像を現像する現像装置５と、像担持体２上に形成されたトナー画像をシート材に転写する転写装置６と、転写後の像担持体の電荷を消去する除電装置７とを有する。
【０００３】
現像装置５は、金属ローラの表面にゴムなどの弾性体を形成した現像ローラ８と、弾性層を有する現像ローラ８に当接または近接してその表面にトナー層を形成する層厚規制部材９と、現像ローラ８に接触してトナーを供給するスポンジなどの弾性体よりなる供給ローラ１０と、供給ローラ１０にケーシング内のトナーを送り込む撹拌手段１１とを有する。
【０００４】
このような構成により、周知の帯電、露光、現像の工程を経て、不図示の給紙装置から所定のタイミングで搬送されるシート材上にトナー画像を転写装置により転写し、次いで定着した後に外部に排出している。一方、転写工程で全てのトナーをシート材に転写することは困難であり、転写後の像担持体上には転写しきれないトナーが残留してしまう。一般的な画像形成装置においては像担持体の表面に当接するブレードなどのクリーニング装置を設けて像担持体上の残留トナーを除去しているが、クリーナーレス現像方式においては残留したトナーを現像装置で回収して再使用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したクリーナレス現像方式の画像形成装置においては、現像装置が像担持体上の残留トナーを回収し、更に現像を同時に行っている。しかしながら現像装置の現像ローラと像担持体との間に形成された接触幅は狭く、そしてきわめて短時間の接触により像担持体上に残留した全てのトナーを像担持体から現像ローラに回収させることは困難となっている。現像装置によって回収することができなかったトナーは、現像時の画像部分に残っていても現像装置によって再度現像されるので問題ないが、非画像部分に残留したトナーについては、そのままの状態で転写工程が行われるため、シート材に転写されてしまい非画像部分におけるバックの汚れなどの原因となってしまう。
【０００６】
特に、画像形成中においてジャムが発生した場合や、シート材において予め穴がパンチなどにより開けられたシート材を用いた場合や、あるいはシート材への転写抜けが発生した場合に、シート材には転写されないトナーが像担持体表面の画像部分に極めて多量に残留してしまう。このような場合、現像装置でのトナーの回収は不充分なものとなってしまい、次の画像形成に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００７】
更に、画像形成速度が高速となった場合、像担持体と現像ローラとの接触時間が更に短縮されるなど、好適な画像形成を得るための現像条件の範囲が狭くなり、残留トナーが増加する傾向にある。また、多数枚であって且つ異なる画像を連続して形成する場合に、現像装置のみでは残留トナーを除去しきれずに前の画像が残存して次の画像に前歴となって表現されやすくなってしまう問題を有する。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により像担持体上の非画像部分に残留したトナーを確実に除去することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するため、像担持体の周囲に少なくとも帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置とを有し、露光装置によって露光して像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像部分を画像部分としてトナーを現像する接触現像方式の画像形成装置において、像担持体の長手方向に近接または接触して露光装置と現像装置との間に補助ローラを設け、像担持体に形成された次の画像部分にトナーを現像する前に、補助ローラに所定のバイアス電圧を印加して、この画像部分に対応する像担持体の部分に補助ローラに付着したトナーを移動させ、さらに、前の画像部分で転写装置により転写されず且つ現像されない非像部分となる像担持体の部分にあるトナーを回収し、像担持体に形成された次の画像部分にトナーを現像するときに、補助ローラで回収されなかったトナーを現像装置で除去することを特徴とする。
【００１０】
また、前記補助ローラは前記像担持体に対して順方向に移動し且つ像担持体の周速とほぼ同じ移動速度であることを特徴とし、前記所定のバイアスが前記現像装置に印加するバイアスとほぼ同じ電圧を印加することを特徴とする。
【００１１】
このような構成により、所定のバイアスを補助ローラに印加させることにより、露光装置によって露光された画像部分に付着しているトナーについてはそのまま残存させ且つ補助ローラに付着していたトナーを像担持体の画像部分に移動させる。一方、露光装置によって露光されない非画像部分に残存しているトナーについては補助ローラに移動させる。次いで現像装置によって非画像部分に残留したトナーを除去し、画像部分においてはトナー画像を形成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明による画像形成装置の概略図を示す。尚、同一の構成のものは同じ符号で示している。図１に示す画像形成装置１は、像担持体２を中心に帯電装置３と、露光装置４と、現像装置５と、転写装置６と、除電装置７と、補助ローラ１７とを有する。
【００１３】
帯電装置３は、像担持体２上に均一な所定の表面電位を形成するコロナ放電器が好適に用いられ、像担持体２の長手方向に所定の間隔をもって設けられている。露光装置４は、ＬＥＤアレイあるいはレーザーなどにより画像に応じて像担持体２表面に照射して静電潜像を形成する。現像装置５は、例えば絶縁性非磁性一成分トナーからなる現像剤が収容されたケーシング１３と、弾性体からなる現像ローラ８と、現像ローラ８と適宜な圧力で接触して配置され現像ローラ８上に形成するトナー層厚を規制する層厚規制ローラなどの層厚規制部材９と、現像ローラ８と接触して設けられ、現像ローラ８にトナーを供給する供給ローラ１０と、供給ローラ１０の後方に配置された撹拌羽根などの撹拌手段１１とを備え、現像ローラ８、供給ローラ１０、層厚規制部材９は、適当なバイアス電源に接続されてそれぞれに所定のバイアス電圧が印加されている。
【００１４】
転写装置６は、トナーの帯電極性とは逆の極性のコロナを放電させる転写コロナ放電器１４とＡＣ分離コロナを放電させる分離コロナ放電器１５よりなり、転写コロナ放電器１４によりトナーの帯電極性とは逆の極性の電圧をシート材の裏面から印加して像担持体２に担持されているトナーをシート材１６に転写させ、分離コロナ放電器１５によりＡＣ（交流）コロナ放電を行って像担持体２とシート材１６とを分離させている。分離されたシート材１６は不図示の定着装置を通過して永久画像として外部に排出される。除電装置７は像担持体２の表面に残留した電荷を除去するものであり、ＬＥＤランプなどから所定の光量を像担持体２の長手方向に均一に照射して像担持体２上の残留電荷を中和して除電している。
【００１５】
補助ローラ１７は、像担持体２に対向して長手方向のほぼ全幅にわたって近接または接触して設けられ、像担持体２の回転方向とは逆方向に回転可能に設けられている。補助ローラ１７は、図１に示すように露光装置４と現像装置５との間に設けられている。取り付け方法としては例えば、補助ローラ１７の両端側に当接コロを設け、補助ローラ１７が像担持体２の移動力を受けて従動するように設けられている。補助ローラ１７が像担持体２に対して近接している場合には、当接コロの直径が補助ローラ１７の直径より僅かに大きい当接コロを使用して像担持体２との距離が一定となるように設け、また、補助ローラ１７が像担持体２に対して接触する場合には、当接コロの直径が補助ローラの直径よりわずかに小さい当接コロを使用して押圧し一定のニップ幅を形成するように設けている。あるいは、不図示の駆動源により駆動を補助ローラ１７に伝達させ像担持体の移動速度に対して速度差を持たせて設定しても良い。
【００１６】
補助ローラ１７は、像担持体２に近接して設けた場合には金属ローラであることが好ましく、像担持体２との距離は、印加する電圧によって適宜に設定されるが、０．１〜１．０mmの範囲となるように設けることが好ましい。更に金属ローラの表面はメッキ処理により鏡面となるように処理することが好ましい。また、金属ローラの表面に導電性のテフロン（登録商標）などの樹脂層を設け、体積抵抗を１０４〜１０８Ωｃｍとすることが局部的な放電の発生を抑えるために望ましい。
【００１７】
補助ローラ１７は、像担持体２に接触して設けた場合には軸中心となる芯がねの外周にＮＢＲゴム、シリコンゴム、ウレタンゴムなどのゴムを設けた伝導性の弾性のローラが好適に用いられる。導電性のゴムローラの表面は滑らかな面を有することが好ましい。また、補助ローラ１７は発泡ウレタンなどのスポンジを外周面に設けた構成であっても良い。この場合、トナーが内部に侵入しないように、スポンジは独立した発泡形状が好ましく、補助ローラ表面に独立した凹凸形状を有することが好ましい。
【００１８】
補助ローラ１７には画像形成時に所定の電圧を印加する電源が設けられている。実施例において補助ローラ１７は、印加電圧を−３００Ｖに設定している。帯電装置によって像担持体２の表面電位が−７００Ｖとなるように印加されており、像露光により像担持体の表面電位はほぼ０Ｖ付近に減衰する。そこで補助ローラに−３００Ｖの電圧を印加させることにより、露光装置４によって露光された画像部分においては補助ローラ１７に付着しているトナーが像担持体２表面に移動し、像担持体２上の非画像部分に担持されているトナーが補助ローラ１７に移動する。補助ローラ１７への印加電圧は現像装置５の現像ローラ８への印加電圧とほぼ同じ電圧を印加することが好ましいが、適宜に設定することができる。
【００１９】
こうして像担持体２上の非画像部分のトナーは補助ローラ１７によってほとんど除去され、次の現像工程において現像装置により画像部分を現像する。非画像部分は、現像工程において更に僅かに残留しているトナーを完全に除去する。この補助ローラ１７および現像装置５の作用によって、像担持体上の非画像部分にはトナーの付着はなくなる。そして、次の転写の工程においてシート材への非画像部分におけるトナーの移動はなく、良好な画像形成がなされる。
【００２０】
【発明の効果】
補助ローラを露光装置と現像装置との間に設けて所定の電圧を印加することにより、像担持体上の残留トナーを非画像部分において像担持体上から補助ローラに移動させ、画像部分で補助ローラに付着したトナーを像担持体に移動させることを選択的に行うことにより、現像装置の良好な画像形成の条件を広く設定することができ、安定した画像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一例を示す概略断面図。
【図２】 従来の画像形成装置の一例を示す概略断面図。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
２ 像担持体
３ 帯電装置
７ 除電装置
１７ 補助ローラ

Claims (3)

1. 像担持体の周囲に少なくとも帯電装置と、露光装置と、現像装置と、転写装置とを有し、前記露光装置によって露光して像担持体に静電潜像を形成し、その静電潜像部分を画像部分としてトナーを現像する接触現像方式の画像形成装置において、
   前記像担持体の長手方向に近接または接触して前記露光装置と前記現像装置との間に補助ローラを設け、
   前記像担持体に形成された次の画像部分にトナーを現像する前に、前記補助ローラに所定のバイアス電圧を印加して、この画像部分に対応する前記像担持体の部分に前記補助ローラに付着した前記トナーを移動させ、さらに、前の画像部分で前記転写装置により転写されず且つ現像されない非像部分となる前記像担持体の部分にあるトナーを回収し、
   前記像担持体に形成された次の画像部分にトナーを現像するときに、前記補助ローラで回収されなかった前記トナーを前記現像装置で除去することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補助ローラは前記像担持体に対して順方向に移動し且つ像担持体の周速とほぼ同じ移動速度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. 前記補助ローラに印加するバイアス電圧は前記現像装置に印加するバイアス電圧とほぼ同じ電圧を印加することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。