JPH0420986A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
の静電潜像を現像して、用紙等の被転写材に記録する画
像形成装置に関する。
や静電プリンタなどが知られている。
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
り記録を行っている。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か残存しているので、
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。
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形
化する方法が開示されている。この方法は一般に2サイ
クル方式と呼ばれるもので、1個の現像装置において、
感光ドラムが1回転目にここを通過する際に静電潜像を
現像し、続いて2回転目に現像装置を通過させて転写後
の残留像を清掃するものである。しかしながら、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を除去しなければな
らないために、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サイズが
得られないという問題があり、必然的に感光ドラムは必
要とする記録サイズより大きな寸法にしなければならな
くなり、装置の小形化を図ることができない。
の1回目の通過の際に、静電潜像の現像と、前回転写後
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。
留像を感光ドラム上に残したまま、その上から次の帯電
、静電潜像の形成、そして現像することになる。したが
って、帯電においては、残存している潜像およびトナー
像に重ねて帯電し、さらにこのトナー像の上から次の像
露光を行うために均一な帯電および潜像の形成が損なわ
れてしまい、前工程の残像が、いわゆるメモリ画像とし
て、次の画面に重なって現れるため、画像の忠実性が損
なわれるという欠点がある。
にわたり全面付着する領域)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顕在化しやすい。また
、残留現像剤も十分除去できないために現像剤像も残像
メモリとして残りそのまま用紙に転写されて汚染画像を
呈することも多々ある。このように、従来の画像形成装
置では十分な信頼性が得られず、しばしば鮮明な画像が
得られないという問題があった。
従来に較べて鮮明な画像を得ることができ、かつ、小形
化を図ることのできる画像形成装置を提供することを目
的とする。
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材に
転写させる転写手段と、前記転写手段による現像剤像の
転写後に、前記像担持体に導電性弾性体を摺接させると
ともに偏倚せしめた交流電圧を印加することにより、該
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
ると同時にこの像担持体を帯電させる帯電撹乱手段とを
備えたことを特徴とする。
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
転写材に転写させる転写手段と、前記転写手段による現
像剤像の転写後に、前記像担持体に導電性弾性体を摺接
させるとともに偏倚せしめた交流電圧を印加することに
より、該像担持体上に残留した現像剤を撹乱して非パタ
ーン化すると同時にこの像担持体を帯電させる帯電撹乱
手段とを備えたことを特徴とする。
成する潜像形成手段と、前記静電潜像に−成分現像剤層
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
た一成分現像剤像を被転写材に転写させる転写手段と、
前記転写手段による現像剤像の転写後に、前記像担持体
に導電性弾性体を摺接させるとともに偏倚せしめた交流
電圧を印加することにより、該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同時にこの像担持体
を帯電させる帯電撹乱手段とを備えたことを特徴とする
。
した導電性帯電撹乱手段により、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と同時に帯電を行う
事により、帯電ムラや露光ムラ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
率を更に向上させる。さらには、二成分現像剤を担持し
た弾性現像部材を静電潜像に押圧摺接させることにより
、弾性現像部材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。
。
示すもので、その本体Hのほぼ中央部には、記録すべき
像の面積よりも小さな記録面(すなわち小さな径)を有
する像担持体としての感光体ドラム1が配設されている
。この感光体ドラム1は、有機感光体(OP C)系の
光導電材料がら形成されており、矢印入方向に所定速度
(本例では80mm/秒)で回転するよう構成されてい
る。
沿って帯電撹乱器2、レーザ装置3、現像清掃装置4、
転写ローラ5がこの順で配設されている。
第2図に示すような、直径がおよそ20〜30■lの回
転ブラシ2aを備えている。この回転ブラシ2aは、ベ
ース素管2b上に、導電性接着剤等からなる導電層2c
を介して繊維2dを1000〜20000本/ cj程
度の密度で植毛して構成されている。なお、繊維2dは
、電気抵抗が103〜109Ωc5長さ2〜10mm、
太さ30〜1006 m 1.:形成すしている。この
繊維2dとしては、たとえばトレヵ、カイノール(いず
れも商品名)等が好適である。
ック、金属等からなる管体を用いることができるが、ベ
ース素管2bが金属製であれば、導電層2cは不要であ
る。また、導電性繊維を別途織物状にしてベース素管2
bに巻き付けて回転ブラシ2aを構成しても良い。
倍の速度で回転しながら、この感光体ドラム1に摺接す
るよう構成されている。また、この回転ブラシ2aの導
電層2cには、後述するような理由により、バイアス電
源22から−400〜−1ooovの直流電圧に、周波
数1〜5 KHz sビークトウビークの電圧が800
〜2000Vの交流成分を重畳した電圧(偏倚せしめた
交流電圧)が印加されるよう構成されている。
およそ−500〜−800ボルトにほぼ均一に負に帯電
させるようになっている。
、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。
る一成分の現像剤(トナー)T(体積平均粒子径、6〜
15μm)を収納するホッパ9と、このホッパ9内から
トナーTを感光体ドラム1に対面する位置に向けて搬送
し、感光体ドラム1の静電潜像を現像するとともに、感
光体ドラム1に残留していた現像剤Tを回収してホッパ
9内に戻す現像ローラ10が設けられている。
を有する導電性表面層11と、導電性表面層11の内部
に設けられた発泡ウレタンあるいはシリコンゴム、ジエ
ン系ゴム(EPDM等)等からなる弾性層12とからな
り、全体として弾力性のあるローラを構成している。
層を形成するためのリン青銅やウレタン、シリコン樹脂
、あるいはこれらの複合されたもの等からなる弾性ブレ
ード13が押圧されており、ここを通過するトナーTは
感光体ドラム1と同極性の負の摩擦帯電を帯びて1層〜
3層(8〜45μm厚)の現像剤層を形成する。
電を考慮して、また適度な弾性と摩擦性を考慮して材質
や添加剤を選ぶ必要がある。この表面層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lO
〜30重量ノく−セント混合したものを塗布して形成し
ている。
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、現像および清掃時に所定の現像バイアスが印加
される。また、ホッパ9内にはスポンジ状現像剤搬送ロ
ーラ15が設けられており、ホッパ9内のトナーTの凝
集防止と、搬送供給、さらには現像ローラ10上に過度
のトナーTが付着しないよう掻き取りの役割を果たして
いる。
下方において、用紙Pの搬送路16を介して、感光体ド
ラム1の周囲に対面して設けられている。この転写ロー
ラ5は、現像ローラ10と同様な構造を有するが、表面
層の電気抵抗は105〜1010Ω(1)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Pの裏
面に+800〜2200Vの電圧を印加して、トナーT
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Pに転写する。このような接触式の転写手段では、
多湿下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、トナーTへ
の混入を防止する。
6に供給する給紙ユニット18が設けらレテいる。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。
を定着するための定着器20が設けられている。
源22に接続されており、前記した条件の電圧が印加さ
れる。そして、感光体ドラム1上の転写残留現像剤を機
械的および静電的吸着と反発作用によって撹乱して判読
不能状態、すなわち、非パターン化する。また、これと
ともに、残留していた静電潜像も除電、あるいは帯電さ
れて電位差が除去されるので、実質的に静電的残留像(
メモリ)は消去される。これは、感光体ドラム1に対し
て放電を生じるに十分な電圧が印加されるためで、この
放電により感光体ドラム1は−500〜−goo vに
帯電される。この回転ブラシ2aへの電圧印加は感光体
ドラム1の帯電とは別に、残留したトナーTを一時的に
静電吸着するとともに、トナーTを反発して感光体ドラ
ム1に再び戻す作用を与える。これにより、感光体ドラ
ム1上の残留現像剤像を静電的に撹乱して非パターン化
することが助長される。
1の帯電電圧との関係を測定した例を示すもので、縦軸
は感光体1の帯電電位、横軸は印加電圧の直流成分(偏
倚成分)を示している。また、このグラフにおいて、曲
線Aは周波数2 KHz 。
た場合、曲線Bは周波数2 KHz 、ピークトウビー
ク IKVの交流電圧成分を重畳した場合、曲線Cは交
流成分が無い場合の帯電特性を示している。
圧成分を重畳した電圧を印加すると、感光体ドラム1が
帯電し易くなる。たとえば、本実施例のように感光体ド
ラム1を一500■に帯電させるためには、曲線Aの条
件で偏倚成分が一500■〜−550■テよい事が分か
る。また、上記各条件において形成された画像を目視に
より検査した結果、交流成分の印加が無い場合には、帯
電ムラが大きく、画像には回転ブラシ2aで擦られた跡
が残り易かったが、ピークトウビークの電圧がIKV以
上の交流電圧を印加した場合は帯電ムラは格段に減少し
た。
0V、現像ローラ10に印加するノ(イアスミ圧を一2
00■とし、回転ブラシ2aに印加する交流成分(周波
数2 KHz )のピークトウビークの電圧値と、画像
上に現れる画像履歴(メモリー画像)の発生の度合いと
を調べた結果を示すものである。
目視により評価した結果を任意単位で表したもので、上
方に行くほどメモリは少なく、下方に行くほどメモリー
がはっきりと現れる事を示している。また、図中に示す
一点鎖線は、使用に耐えるか否かの基準ラインを示すも
のであり、−点鎖線より上方がこの基準を満たす領域と
なる。また、同図において横軸は、回転ブラシ2aに印
加する交流成分のピークトウビークの電圧(振幅)を示
している。この図から、周波数2 KHzの場合ピーク
トウピークの電圧がおよそIKV以上の交流成分を印加
することにより、十分なメモリー軽減効果が得られるこ
とが解る。
方としたため、回転ブラシ2aに付着したトナーTが落
下しても、感光体ドラム1上に落下するので、そのまま
現像清掃装置4に搬送回収され、装置内に飛散するのが
防止される利点がある。
ドラム1の周面を帯電撹乱装置2により、約−500〜
−800■に帯電する。
8を照射して露光し、感光体ドラム1の表面に静電潜像
を形成する。この静電潜像は、次に現像清掃装置4と対
面する現像清掃位置に搬送される。
出され、これが静電潜像に弾性的にかっ、変形によりニ
ップ幅をもって接触する。そして、このトナーTが静電
潜像に付着することにより、トナー像が形成される。
転現像される。トナーTはブレード13および現像ロー
ラ10の表面層11との摩擦により、約−5〜−30μ
c/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−100〜−4O0vの電圧が
印加される。最も好ましい電圧は−150〜−500v
である。
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。したがつて、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。
000〜2000V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】05〜10’Ω口の導電性表面部に
電圧が印加されるようになっている。なお、転写ローラ
5の表面は付着するトナーTや紙粉等の異物を清掃し易
くするため、表面の平滑性と、低摩擦性を兼ね備えた材
質が好ましく、本例では、導電性ポリフッ化樹脂、導電
性ポリエステル等を用いており、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
ゴム硬度としては、JIS法の比較測定で25〜50″
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(良好であった。
が用紙Pに溶融定着された後、排出される。
がら転写し切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つぎに帯電撹乱
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。
せて機械的および静電的な力を及ぼして判読不良な状態
まで細かく、残留しているトナー像と静電潜像とを乱す
。さらに印加電圧による回転ブラシ2aからの放電で、
トナーTは感光体ドラム1の表面上に散乱して付着する
が、帯電撹乱器2内にはほとんど蓄積しない。すなわち
、この帯電撹乱器2は清掃装置としての機能を持つもの
ではなく、あくまで補助的な機能を持つものである。
小さな霧状あるいは梅島状に分布しており、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W3に
より露光されて静電潜像が形成され、再び(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Tが付着すべき画像部)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、あらかじめほぼ均一に且つ十分に薄く残留トナーT
は散らされているがら、レーザビーム8は十分感光体に
到達し、露光ムラが生じない。
位が均一となるため均一な現像結果が得られる。ここに
おいて、現像ローラ1oはJISゴム硬度測定法で20
〜60″の弾性を有するとともに102〜10’の導電
性を有するため、現像ローラ10に線荷重として10〜
150g/ (!I11の荷重を加え、且つ1〜4倍の
速度差を持って押圧摺接することにより、1〜4鰭の接
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1゜上のトナーTとが、撹乱摺接されるた
め、残留像との間に強い摩擦力が生じ、清掃能力が増強
される。しかも、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。
光体ドラム1のそれより勝るために付着していたトナー
Tは次々に現像清掃装置4に引き付けられて回収される
。
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1oから露光部に新たなトナ
ーTが付着するとともに、同時に非画像領域(非画像部
)に付着している残留トナーTはここから現像ローラ1
oに引付けられて回収される。
おいてあらかじめ小さな霧状に分散しているから、現像
清掃装置4は残留トナーTを効率よ(回収することがで
き、回収不良を生じることがない。この様にして、感光
体ドラム1を重複回転させて重複使用し、−枚の記録像
を得る。
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。
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、あるいはメモリーの発生を生じること無く、
最後まで良好な画像を得る事できた。
により、帯電電位の調整とともに、トナーTの撹乱効果
およびトナーTの回収、放出状態を積極的に制御するよ
うに調整することができる。
防止できる。この場合、更に非プリント動作時、つまり
非画像領域が帯電撹乱装置2を通過する時に、回転ブラ
シ2aに例えば、偏倚成分を現像正帰時とは逆極性の約
+100〜300vにして、現像剤溜めに溜められたト
ナーTを回転ブラシ2aから感光体ドラム1に強制的に
放出させた後、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。
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、
フォーブラシ法、カスケード法等に用いても実現可能で
あることはいうまでもない。また、帯電撹乱手段として
はブラシ状に限らず、発泡体等の弾性体であれば使用可
能であるし、回転させずに固定子としても長寿命を必要
としない場合には使用可能である。
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として導電性のブラシ等
の弾性部材を用い、交流成分を有する電圧を印加したた
め、露光ムラを防止し、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、
さらに、帯電装置を特別に必要とすることがなく、格段
の小形化を図ることができる。
の帯電極性とを同極性とすることにより、像担持体に対
する残留−現像剤の付着力を最大限に軽減することがで
き、残留現像剤の回収をより容易に行うことが可能とな
る。
、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
形化を可能とする一成分現像剤を用いることができる。
成図、第2図は第1図に示す画像形成装置の帯回転ブラ
シの構成例を示す図、第3図は帯電撹乱器の帯電特性を
示すグラフ図、第4図はメモリー画像消去条件を示すグ
ラフ図である。 1・・・・・・・・・感光体ドラム(像担持体)2・・
・・・・・・・帯電撹乱器(帯電撹乱手段)3・・・・
・・・・・レーザ光学系(像露光手段)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)0・・・・・・・・・現像ローラ(弾性現
像部材)P・・・・・・・・・用紙(被転写材)出願人
株式会社 東芝
Claims (3)
- (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材に転写さ
せる転写手段と、 前記転写手段による現像剤像の転写後に、前記像担持体
に導電性弾性体を摺接させるとともに偏倚せしめた交流
電圧を印加することにより、該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同時にこの像担持体
を帯電させる帯電撹乱手段とを備えたことを特徴とする
画像形成装置。 - (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材に転写さ
せる転写手段と、 前記転写手段による現像剤像の転写後に、前記像担持体
に導電性弾性体を摺接させるとともに偏倚せしめた交流
電圧を印加することにより、該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同時にこの像担持体
を帯電させる帯電撹乱手段とを備えたことを特徴とする
画像形成装置。 - (3)像を担持する像担持体に静電潜像を形成する潜像
形成手段と、 前記静電潜像に一成分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一成分現像剤像を被転写材に
転写させる転写手段と、 前記転写手段による現像剤像の転写後に、前記像担持体
に導電性弾性体を摺接させるとともに偏倚せしめた交流
電圧を印加することにより、該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同時にこの像担持体
を帯電させる帯電撹乱手段とを備えたことを特徴とする
画像形成装置。
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