JPH034283A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、感光体等の像担持体に静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像して、用紙等の被転写材に記録する記
録装置に関する。

（従来の技術） この種の記録装置としては、電子写真装置や静電プリン
タなどが知られている。これらの記録装置では、感光体
上に静電潜像を形成後、該静電潜像に現像剤を静電的に
付着させて現像剤像を形成し、続いて、現像剤像を用紙
に転写することにより記録している。また、転写後の感
光体上には静電潜像および転写しきれない現像剤が残存
しているので、この残存現像剤をクリーニング装置によ
り除去し、続いて静電潜像を除電装置により除去してい
る。

ところで、近年、装置の小型化が要求されており、例え
ば、特開昭４７−１１５３８号公報には現像装置と清掃
装置とを一つの装置で兼用することにより装置を小型に
する方法が開示されている。

この方法は、−個の現像装置において、感光ドラムが１
回目にここを通過する際に静電ｍＲを現像し、続いて２
回目に現像装置を通過させて転写後の残留像を清掃して
いる。しかし、従来のこの方法では、現像装置に対して
感光ドラムが２回目の通過に差掛かる際にそこから残留
像が除去されるために、記録スピードが半分になってし
まうとともに、感光ドラムの周面全体の寸法以上の記録
面積が得られないという問題があり、必然的に感光ドラ
ムを比較的大きな寸法にしなければならなくなり、装置
を十分に小型化することができない。

一方、米国特許番号３６４９２６号公報には、静電潜像
の１回目の通過の際に、静電潜像の現像と、前回の転写
後残存している現像剤との清掃を同時にする現像装置を
用いることにより、スピードに関する欠点を解決する方
法が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この従来の装置においては、転写後の残
留像を感光ドラム上に残したまま、その上から次ぎの帯
電、静電潜像の形成、そして現像することとなる。した
がって、帯電においては、残存している潜像及びトナー
像に重ねて帯電し、更にこのトナー像の上から次ぎの像
露光を行うために均一な帯電および潜像の形成が損われ
てしまい、前記工程の残像が、いわゆるメモリ画像とし
て、次ぎの画像に重なって現われるため、画像が不鮮明
になるという欠点がある。このような現像は、特に、ソ
リッド部（現像剤が広い範囲に亙り付着する領域）と前
工程で形成された文字などの残留像とが遭遇した場合に
生じ易く、しばしば潜像のみならず現像剤も十分に除去
できないためにＪＪＩＩ剤像も残像メモリとして残りそ
のまま用紙に転写されてしまうこともある。このように
、従来の記録装置では十分な信頼性を得られずしばしば
、鮮明な画像が得られないという問題点があった。

また、使用する感光体ドラムを記録サイズより小さくす
ることも実現していなかった。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鮮明な
画像を得ることができるより小型な記録装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するため、像担持体と、この像
担持体に像露光して静電潜像を形成する像露光手段と、
前記静電潜像に現像剤を供給して現像するとともに前記
像担持体に残留している現像剤を同時に除去する現像清
掃手段と、前記像担持体に担持された現像剤像を被転写
剤に転写させる転写手段と、この転写手段による現像剤
像の転写後に前記像担持体上に残留した現像剤を撹乱し
て非パターン化するとともに前記像担持体を帯電する帯
電撹乱手段とを備えてなることを特徴とし、また、前記
静電潜像に該静電潜像と同極性の現像剤を供給して反転
現像するとともに前記像担持体に残留している現像剤を
同時に除去する現像清掃手段を備たことを特徴とし、さ
らに、静電潜像に現像剤層を表面に形成した弾性現像部
材を押圧摺接して反転現像するとともに、前記像担持体
に残留している現像剤を同時に除去する現像清掃手段を
備えたことを特徴とするものである。

（作用） 帯電撹乱手段より、像担持体上に残留した現像剤を撹乱
して非パターン化することにより、露光むらを防止する
とともに、残留現像剤のクリーニング効率の向上を図り
、また、反転現像により、像担持体の帯電極性と現像剤
の帯電極性を同極性とすることにより、残留現像剤のク
リーニング効率を向上させ、さらに、弾性現像部材を静
電潜像に押圧摺接させることにより、弾性現像剤と残留
現像剤との間に強い摩擦力を発生させ、クリーニング効
率を向上させる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
。

第１図はこの発明に拘る記録装置を示すもので、その本
体Ｈの略中央部には、記録すべき像の面積より小さな記
録面を（すなわち小さな径の）ｅｔａ持体特体ての感光
体ドラム１が矢印入方向に回転自在に設けられている。

前記感光体ドラム１は、有機感光体（ＯＰ　Ｃ）系の光
導電材料から形成されている。また、前記感光体ドラム
１の周囲にはその回転方向に沿って順次、帯電撹乱器２
、レザー装置３、現像清掃装置４、転写ローラ５が配設
されてい−る。

上記帯電撹乱器２は１０３〜１０９Ω１鳳の電気抵抗を
有する繊維（商品名トレカ、カイノールなど）で作られ
た回転ブラシ２ａを有し、上記感光体ドラム１の周速の
２〜４倍の速度で回転摺接するとともに、マイナス７０
０〜１５００ボルトの電圧が印加されるようになってい
る。この帯電撹乱器２は感光体ドラム１の上方部に位置
されており、感光体ドラム１の表面を一５００〜８００
ボルトに略均−に負に帯電させるようになっている。

前記レーザ装置３は記録するべき画像情報に応じて、感
光体ドラム１の表面にレーザビーム８を照射して帯電領
域に静電潜像を形成する。

また、上記現像清掃装置４には摩擦帯電性のいわゆる一
成分の現像剤Ｔを収納するホッパ９が設けられている。

前記ホッパ９内には現像剤Ｔを感光体ドラム１に対面す
る位置に向けて搬送するとともに、感光体ドラム１に残
留している現像剤Ｔをホッパ９内に戻す現像ローラ１０
が設けられている。

前記現１象ローラ１０には１０２〜１０８ΩＣ１の電気
抵抗を有する導電性表面層１１と、この内部には発砲ウ
レタンによる弾性層１２が配置されて全体として弾力性
のあるローラを構成している。

上記現像ローラ１０には現像剤Ｔを摩擦帯電しつつ、薄
層を形成するためのリン青銅やウレタン、あるいはシリ
コン樹脂などからなる弾性ブレード１３が押圧されてお
り、ここを通過する現像剤Ｔは感光体ドラム１と同極性
の負の帯電を帯びて１層〜２層の現像剤層を形成する。

尚、上記現像ローラ１０の表面は現像剤Ｔとの摩擦帯電
を考慮して、また適度な弾性と摩擦性を考慮して選ぶ必
要がある。

上記表面層１１の材質としては、たとえば、ウレタン樹
脂に導電性カーボンを１０〜３０ｍ！１ノ＜−セント混
合したものを塗布して形成している。

更に、上記現像ローラ１０にはバイアス電源１４が接続
されており、上記表面層１１と導通している。これによ
り、現像及び清掃時に所定の現像バイアスが印加される
。ホッパ９内にはスポンジ状現像剤搬送ローラ１４が設
けられており、ホッパー９内の現像剤Ｔの凝集防止と、
搬送供給の役割をはたしている。

上記転写ローラ５は実質的に上記感光体ドラム１の下方
において、用紙の搬送路１６を介して、感光体ドラム１
の周面に対面して設けられている。

上記転写ローラ５は現像ローラ１０と同様な構造を有す
るが、表面層１１の電気抵抗は１０５〜１０Ω１０ｃＩ
ｌである。この転写ローラ５により、ここに、搬送され
てきた用紙の裏面に８００〜１８００ボルトの電圧を印
加してトナーを静電的に引付けて、感光体ドラム１から
トナー画像を用紙に転写する。このような接触式の転写
手段では、多湿化においても安定した転写特性を発揮す
るため、転写残留現像剤量を減少させて清掃の負担を軽
減する効果があるとともに、転写紙中の紙粉も除去し、
現像剤への混入を防止する。上記帯電撹乱器２の回転ブ
ラシ２ａは感光体ドラム１の回転とともにｊＮ接され、
バイアス電源２２と接続して７００〜１５００ボルトの
電圧が印加され、感光体ドラム１上の転写残留現像剤を
撹乱して判読不能状態、すなわち、非パターン化すると
ともに、残留していた静電潜像も導電性の回転ブラシ２
ａにより除電して消去する。なお、かつ、これらの作用
と同時に印加された電圧により感光体ドラム１に対して
放電を生じ、５００〜８００ボルトの帯電が行われる。

この電位は印加する電圧により調整される。

また、上記帯電撹乱器１２の配置位置を感光体ドラム１
に対して上方にしたため、回転ブラシ２ａに付着した現
像剤Ｔが落下して機内に飛散するのが防止される。すな
わち、感光体ドラム１上に落下してもそのまま現像清掃
装置４に搬送回収される利点がある。

また、上記感光体ドラムｌの下方部には、用紙Ｐを搬送
路１６に供給する給紙ユニット１８が設けられている。

この給紙ユニット１８には画像を転写すべき用紙Ｐが収
納されている。給紙ユニット１８の上方部には回転によ
り給紙ユニット１８から用紙Ｐを搬送路１６へ供給する
給紙ローラ１９が設けられている。

尚、搬送路１６には用紙Ｐに転写後のトナー画像を定着
する定着器２０が設けられている。

次ぎに、この実施例による電子複写装置の動作について
説明する。

感光体ドラム１を矢印入方向に回転させ、感光ドラム１
の周面を帯電撹乱装置２により、約マイナス５００乃至
８００Ｖ　（ボルト）に帯電する。

続いて、この帯＠領域にレーザ装置３からレーザビーム
８を照射して露光し、感光体ドラム１１の表面に静電潜
像を形成する。前記静電潜像は次ぎに現像清掃装置４と
対面する現像清掃位置に搬送される。現像清掃装置４の
現像ローラ１０からは現像剤（以下トナーと呼ぶ）Ｔが
送り出され、これが、静電潜像に弾性的に且つ、変形に
よりニップ幅をしって接触してトナーＴを付着させてｊ
・ナー像を形成する。この場合、トナーＴは光の照射域
に付着し、いわゆる反転現像される。トナーＴはブレー
ド１３および現像ローラー１０の表面層１１との摩擦に
より、約マイナス５乃至３０Ｅ／ｇ（マイクロクーロン
／グラム）に帯電されており、現像ローラ１０には約マ
イナス２００乃至４５０ボルトの電圧が印加される。

現像後のトナー像は、次ぎに転写ローラ５と対面する転
写領域に搬送される。一方、転写領域には、給紙ローラ
１９の回転により給紙ユニット１８から用紙Ｐが感光体
ドラム１の回転に同期して送られてくる。

この用紙Ｐは転写ローラ５によりその裏面がプラスの極
性に帯電される。したがって、感光体ドラム１の表面上
のトナー画像は静電気的に用紙Ｐに引寄せられて転写さ
れる。こここにおいて、転写ローラ５は直流型［２１に
より、１０００ボルトないし２０００ボルトの電圧が回
転軸に与えられ、転写ローラ５の両端部に設けたシリコ
ン樹脂に導電性カーボンを３０〜４０重量パーセント混
合してなる導通部を介して、ローラ表面の１０５〜１０
９Ωｃｍの導電性表面部に電圧が印加されるようになっ
ている。尚、転写ローラ５の表面は付着する現像剤や紙
粉等の異物を清掃しやすくするため、表面の平滑性と、
低摩擦性を備えた材質性が好ましく、本例では、導電性
ポリフッ化樹脂、導電性ポリエステルなどを用いており
、クリーニングブレードにより良好にクリーニングされ
る。

また、ローラ全体のゴム高度としてはＪＩＳ法の比較測
定で２５〜５０度の柔軟なものが、転写ローラ５の感光
体ドラム１に対する押圧力の許容度が広く良好であった
。この転写ローラ５による良好な転写特性範囲（動作環
境）を第２図（ａ）に斜線で示した。

同じく、従来の転写コロナによるｎ１定を同図（ｂ）に
示した。この比較により、転写ローラ５によれば、相対
湿度３０％から８５％の範囲で転写効率は８５％以上を
得ているのに対し、コロナ転写方法では３０〜５０％、
また、転写効率を６０％まで許容しても７０％までしか
転写性を維持しないことがわかる。

このことは本発明のような清掃装置を持たない記録装置
では、多湿下において、転写残留トナーが急増すること
を意味し、従来の清掃装置を持たない、いわゆるクリー
ナレス記録装置の清掃不良の最大原因となっていた。

以上から弾性導電性の転写ローラ５による接触式の転写
により、極めて高効率で、かつ、広範囲な環境に亙って
転写残留トナーを軽減するとともに、転写時に転写紙に
直接接触するため、用紙Ｐに付着している紙粉も効率良
く吸着除去するため、転写後、感光体ドラム１に残留す
る付属物は極めて減少する。

更に、転写ローラ５を用いることで、用紙Ｐを機械的に
押圧するので、転写抜け（部分的に転写しない事や）防
止される事や、紙のサイズや質にも影響が少なく鮮明な
画像が転写される。

また、転写後の用紙Ｐは定着器２０に送られ、ここでト
ナーが用紙Ｐに溶融定着された後、排出される。

ところで、転写後の感光体ドラム１の表面には住かなか
ら転写しきれずに残留したトナー像あるいは、トナー転
写後に残された正および負の静電潜像が残留している。

これらのトナー像あるいは静電潜像は次ぎに帯電撹乱器
２に搬送されて撹乱非パターン化されるとともに、次工
程のための帯電が行われる。帯電撹乱器２では、回転ブ
ラシ２ａを静電的潜像に接触させて機械的及び静電的な
力を及ぼして判読不能な状態にまで細かく、残留してい
るトナー像と静電潜像とを乱し、更に、印加電圧により
、ブラシからの放電で感光体ドラム１を帯電させる。こ
のようにして残像は撹乱されて、はとんどのトナーは感
光体ドラム１の表面上に散乱してそこに付着するが、帯
電撹乱器１２内にはほとんど蓄積しない。すなわち、こ
の帯電撹乱器２は清掃装置として機能を持つものではな
く、補助的な機能を持つものである。

感光体ドラム１の表面上に散乱されたトナーＴは十分に
小さな点状に分布しており、もはや文字または画像とし
ての情報は有していない。撹乱と同時に帯電された感光
体ドラム１は、帯電後、レーザ装置３により露光されて
静電潜像が形成され、再び（第２回目）現像清掃装置４
に対面する現像清掃位置に到達する。

この場合、第２回目に形成された静電潜像において、露
光部（トナーが付着するべき画像部）および非露光部（
非画像部）においてもローラ転写により大幅に減少して
いる上、予めほぼ均一に且つ十分に薄く残留トナーは散
らされているから、露光むらが生じない。従って、第２
回目の現像においても、露光後残留電位が均一となるた
め均一なトナー画像が得られる。ここにおいて、既述し
たように、現像ローラ１０はＪＩＳゴム硬度測定法で３
０〜７０度の弾性を有するとともに１０２〜１０８の導
電性を有するため、現像ローラ１０に線加工として２０
ｇ／ｃＩＴ１〜１５０ｇ／ｃＩＩ＋の加重を加え、感光
体ドラム１と同方向で、かつ、周速が１．５〜４倍の速
度差を持って押圧摺接することにより、１〜４　ｍｍの
接触幅にツブ）を生じ、このニップにおいて、残留トナ
ーと現像ローラ１０上のトナーＴとが、撹乱摺接される
ため、強い摩擦力が生じ、清掃能力が増強される。しか
し、トナーＴだけで現像剤が形成されているため、スジ
やハキ目状の画質低下も生じない。更に、非露光部では
、現・像バイアスによる吸引力が感光体ドラム１のそれ
より勝るために付着してたトナーＴは次々に現像清掃装
置４に引付けられて回収される。すなわち、現像ローラ
１０には、露光部の残留電位と非露光部の電位との間に
適切な値の現像バイアスを印加することにより、現像ロ
ーラ１０から露光部に新たなトナーが付着するともに、
同時に非画像印加部に付着している残留トナーはここか
ら現像ローラ１０に引付けられて回収される。

この場合、残存トナーは少量で、かつ、帯電撹乱器２に
おいて予め小さな点上に分散しているから、現像清掃装
置４は残留トナーを効率よく回収することができ、回収
不良を生じることがない。このようにして、感光ドラム
１を重複回転させて平復使用し、−枚の記録像を得る。

そして、現像及び清掃後、トナー画面は転写ローラ５と
対面する位置において用紙Ｐに転写される。以下、同様
な工程が繰返される。

この実施例によれば、小さな径の感光体ドラム１を使用
しても、従来発生していたメモリ画像の発生が皆無とな
るばかりか、清掃不良をも防止することができる。

この実施例において、画像面積率約７％、Ａ４サイズの
用紙を２万枚プリントしたところ、清掃不良を生じるこ
となく、最後まで良好な画像を得ることができた。

また、帯電撹乱器１２にバイアス電圧２２を調整するこ
とにより、帯電７￥ｉ位の調整ととともに、トナーの撹
乱効果及びトナーの回収を１ａｔ！！ｉｌ的に阻止する
ように調整することができる。すなわち、帯電撹乱器２
内へのトナーＴの蓄積を防止できる。

この場合、電子写真装置の非プリント動作時、つまり非
画像領域通過時に、回転ブラシ２ａに例えば、約プラス
１００乃至３００ボルトの電圧を印加して、現、像剤溜
めに溜められたトナーを回転ブラシ２ａから感光体ドラ
ム１に強制的に放出させたのち、これを現像清掃装置４
に搬送してここでトナーＴを回収することができる。

また、他の帯電撹乱器２へのトナー蓄積防止方法として
感光体ドラム上の非画像領域に帯電撹乱器２に付着した
トナーＴを吸着するための帯電帯を形成させる方法があ
る。これは、転写ローラ５により、潜像と逆極性に感光
体ドラム１を帯電させることにより、帯電撹乱器２内の
トナーＴが感光体ドラム１に吸引されるため、反転現像
方式では実行が容品である。

また、転写ローラ５に限られず、非コロナ転写式の接触
式転写手段としてはベルト状に変形しても機能は同様で
ある。また、本例では転写ローラ５として導電性の弾性
ローラを用いたが、絶縁性の弾性ローラやベルトをコロ
ナ帯電として用いても、同様の転写性の向上が認められ
ることから、本発明のようなりリーナレスシステムに組
込んで用いることで、同様の効果が得られることはいう
までもない。

なお、上記実施例では、最も小型化される例として、非
磁性−成分現像方式を用いたが、これに限定されるもの
ではなく、他に知られる磁性−成分ブラシ法、ファーブ
ラシ法、カスケード法などに置いても実現可能であるこ
とはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、像担持体上に残
留した現像剤を撹乱して非パターン化するとともに像担
持体を帯電させる帯電撹乱手段を備えたから、露光むら
を防止してメモリ画像の発生を防止し、鮮明な画像を得
ることができるとともに、残留現像剤のクリーニング効
率も向上でき、しかも、帯電装置を特別に必要とするこ
とがなく、小型化を図ることができる。

また、反転現像により、像担持体の帯電極性と現像剤の
帯電極性とを同極性とするから、像担持体に対する残留
現像剤の付着力を軽減でき、残留現像剤を良好に回収で
きる。

さらに、弾性現像部材を静電潜像に押圧摺接させるから
、弾性現像剤と残留現像剤との間に強い摩擦力が発生し
、残留現像剤を良好に回収でき、現像剤として装置の小
型化を可能とする一成分現像剤を用いることができる。

さらに、像担持体は必要な記録サイズよりも小さな長さ
のものを採用することができ小型化を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例である記録装置を示す概略的構
成図、第２図（ａ）はローラ転写の特性１・・・感光体
ドラム（像担持体）　２・・・帯電撹乱器（帯電撹乱手
段）　３・・・レーザ装置（ｌｌ？！露光手段）　４・
・・現像清掃装置（現像清掃手段）　５・・・転写ロー
ラ（転写手段）　Ｔ・・・トナー（現像剤）　１０・・
・現像ローラ（弾性現像部材）、Ｐ・・・用紙（被転写
材）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像を担持する像担持体に像露光して静電潜像を形
   成する像露光手段と、前記静電潜像に現像剤を供給して
   現像するとともに前記像担持体に残留している現像剤を
   同時に除去する現像清掃手段と、前記像担持体に担持さ
   れた現像剤像を被転写剤に転写させる転写手段と、この
   転写手段による現像剤像の転写後に前記像担持体上に残
   留した現像剤を撹乱して非パターン化するとともに前記
   像担持体を帯電する帯電撹乱手段とを備えてなることを
   特徴とする記録装置。
2. （２）像を担持する像担持体に像露光して静電潜像を形
   成する像露光手段と、前記静電潜像に該静電潜像と同極
   性の現像剤を供給して反転現像するとともに前記像担持
   体に残留している現像剤を同時に除去する現像清掃手段
   と、前記像担持体に担持された現像剤像を被転写剤に転
   写させる転写手段と、この転写手段による現像剤像の転
   写後に前記像担持体上に残留した現像剤を撹乱して非パ
   ターン化するとともに前記像担持体を帯電する帯電撹乱
   手段とを備えてなることを特徴とする記録装置。
3. （３）像を担持する像担持体に像露光して静電潜像を形
   成する像露光手段と、前記静電潜像に現像剤層を表面に
   形成した弾性現像部材を押圧摺接して反転現像するとと
   もに、前記像担持体に残留している現像剤を同時に除去
   する現像清掃手段と、前記像担持体に担持された現像剤
   像を被転写材に転写させる転写手段と、この転写手段に
   よる現像剤像の転写後に前記像担持体上に残留した現像
   剤を撹乱して非パターン化するとともに前記像担持体を
   帯電する帯電撹乱手段とを備えてなることを特徴とする
   記録装置。