JPH05273849A - 現像同時クリーニング方式の画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】供給トナーの十分な帯電と一段と確実かつ安定
した供給を行う。 【構成】帯電器（１２）を通過した感光ドラム（１１）
周面に光照射した露光部と未露光部とを形成し、感光ド
ラム側と現像バイアスが印加された現像ローラ（１４
Ｒ）側との電位差を利用して未露光部に付着している残
留トナーを現像ローラ側へ吸着させて未露光部のクリー
ニングを行うと同時に露光部へ現像ローラ側からトナー
を供給して現像する構成とされた現像同時クリーニング
方式の画像形成装置（１０）において、一部周面がトナ
ーホッパー（１４Ｈ）内の帯電ブレード（１４Ｂ）より
も上流側で現像ローラ（１４Ｒ）の一部周面と摩擦係合
（２１）可能に配設されかつ現像ローラ（１４Ｒ）と同
一回転方向とされた中間ローラ（２０）を設けるととも
に、ローラバイアス電源装置（３０）から中間ローラ
（２０）に現像ローラ（１４Ｒ）の現像バイアス電位
（Ｖｂ）と同極性でかつ絶対値の大きいバイアス電位
（Ｖｂｂ）を印加する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像作用とクリーニン
グ作用とを同時的に行わせることのできる画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像器と掻落しブレードを含む廃トナー
回収装置とを転写器を挟んで感光ドラムの両側に配設
し、現像と感光ドラム上の残留トナーのクリーニングと
を別個独立に行わせる周知画像形成装置に対し、本出願
人は現像とクリーニングとを同時に行ういわゆる現像同
時クリーニング方式の図３に示す画像形成装置を先に提
案（例えば特開平３−７９７２号公報）している。

【０００３】同図において、現像同時クリーニング方式
の画像形成装置１０は、感光ドラム１１の周辺に帯電器
１２と発光（露光）手段１３と現像・クリーニング装置
１４と転写器１５と残留トナー均一化手段（ブラシ１
９，電源１９Ｐ）とを配設してなる。なお、帯電器１２
の手前に配設された除電ランプは図示省略している。

【０００４】現像・クリーニング装置１４は、トナーホ
ッパー１４Ｈ，攪拌器１４Ａ，ニップ形成のために表面
層が弾性変形可能な現像ローラ１４Ｒ，この現像ローラ
１４Ｒにバネ１４Ｓで付勢されて接する帯電ブレード１
４Ｂ等を含み形成されている。現像ローラ１４Ｒは、感
光ドラム１１と接触可能で現像バイアス電源装置１４Ｐ
から現像バイアス電位Ｖｂが印加されている。

【０００５】ここに、トナーホッパー１４Ｈ内の供給ト
ナーＴ１は、まず撹拌器１４Ａで撹拌されつつ現像ロー
ラ１４Ｒ側に供給移行され、引続き現像ローラ１４Ｒに
よって感光ドラム１１側へ供給される。この途中におい
て、１成分非磁性トナーＴ１は現像ローラ１４Ｒと帯電
ブレード１４Ｂとの摩擦帯電作用によって帯電される。
また、最終的には現像バイアス電位Ｖｂと等価に昇圧さ
れ付着トナーＴ２となる。

【０００６】かかる装置１０では、図４に示す如く、帯
電器１２によって所定の帯電電位Ｖｏ（例えば−５００
Ｖ）に帯電された感光ドラム１１の表面は、発光手段１
３によって光照射され残留電位Ｖｒ（例えば−５０Ｖ）
の露光部（静電潜像）となる。未露光部は帯電電位Ｖｏ
のままである。ここに、現像バイアス電位Ｖｂを例えば
−２５０Ｖとすれば、現像ローラ１４Ｒに付着したトナ
ーＴ２は電位Ｖｒ（−５０Ｖ）の露光部に吸着され可視
像トナーＴ３となる。つまり、現像される。これと同時
に、電位Ｖｏの未露光部に付着していた残留トナーＴ５
は、これよりも絶対値の低い現像ローラ１４Ｒ側に吸着
される。つまり、クリーニングされる。したがって、図
３に２点鎖線で示した従来の大型廃トナー回収装置（１
６）が不要となる。

【０００７】以下、可視像トナーＴ３は、転写位置にお
いて転写帯電電位Ｖｄ（例えば＋３００Ｖ）の用紙Ｐ上
に転写される。感光ドラム１１上に付着した残留トナー
Ｔ４は、ブラシ１９を通り感光ドラム１１上に拡散均一
化された後、再び帯電器１２に至る。

【０００８】かくして、この現像同時クリーニング方式
の画像形成装置１０は、別個独立型の従来の画像形成装
置に比較して、トナー消費量の軽減によるランニングコ
ストの低下、掻落しブレードを含む廃トナー回収装置
（１６）の除去による装置小型化と感光ドラム１１の長
寿命化、さらには感光ドラム１１と現像ローラ１４Ｒと
の接触に起因する現像バイアス電位Ｖｂの低電位化とそ
の電源装置１４Ｐの小型化等々の利点を有する。また、
従来装置が非接触現像であるのに対して接触現像である
から、帯電電位Ｖｏの低電位化も図れる。

【０００９】ところで、従来の磁性トナーを用いる場合
では、供給トナー（Ｔ１）はトナーホッパー（１４Ｈ）
内に分散されかつ撹拌器（１４Ａ）で撹拌されたキャリ
ア粒子との摩擦によって帯電され、かつ磁力によって現
像ローラ（１４Ｒ）に付着される。

【００１０】これに対して、本装置１０で用いる供給ト
ナーＴ１は前述の通り１成分非磁性トナーであるから、
帯電ブラシ１４Ｂの仕様や現像ローラ１４Ｒとの接触圧
等々の選択が極めて重要となる。しかし、帯電ブラシ１
４Ｂ等をいかに慎重に選択しても、画像形成を高速（例
えば感光ドラム１１の周速が４０ｍｍ／ｓｅｃ以上）化
する程に画像のかぶりの発生要因となる供給トナーＴ１
の帯電不足が生じることが有る。

【００１１】また、現像ローラ１４Ｒの径や周速、撹拌
器１４Ａの型式等を慎重に選択しても、黒ベタ印字等の
トナー消費量の多い場合やトナーホッパー１４Ｈ内の供
給トナーＴ１が少なくなった場合には、現像ローラ１４
Ｒ側へのトナーＴ１の供給が不安定となることがある。
これは画像濃度低下や印字かすれの原因となる。

【００１２】かくして、前記公報で提案したように中間
ローラ２０を設けるとともに、この中間ローラ２０に現
像ローラ１４Ｒに印加する現像バイアス電位Ｖｂを同様
に印加することによって両ローラ１４Ｒ，２０との摩擦
係合部２１での摩擦帯電によりトナーＴ１の帯電量を上
昇させ、かつ中間ローラ２０の回転運動によりトナー供
給の円滑を強化している。これにより、トナーホッパー
１４Ｈ内でのトナー帯電と現像ローラ側への供給を確実
かつ安定して行え、もって感光ドラム１１の周速が６０
〜７０ｍｍ／ｓｅｃ以上の高速でも高画質画像を形成で
きる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば感光ド
ラムの周速が７０ｍｍ／ｓｅｃを越えるような高速で運
転することが求められるようになると、上記中間ローラ
２０を設けても印字かすれ等が生じる場合がある。本出
願人の分析によると、トナー帯電量は両ローラ１４Ｒ，
２０の摩擦係合域の増大，当接圧の増大，相対周速の増
大，帯電ブラシ１４Ｂの強化選択等により十分と思われ
るが、トナーＴ１の供給量が不安定となり不足がちとな
ることに起因するものと推定される。

【００１４】ここに本発明の目的は、一段と確実かつ安
定してトナー供給を行え、もって高画質画像を一層高速
で形成することのできる現像同時クリーニング方式の画
像形成装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る現像同時ク
リーニング方式の画像形成装置は、帯電器を通過した感
光ドラム周面に光照射した露光部と未露光部とを形成
し、感光ドラム側と現像バイアスが印加された現像ロー
ラ側との電位差を利用して未露光部に付着している残留
トナーを現像ローラ側へ吸着させて未露光部のクリーニ
ングを行うと同時に露光部へ現像ローラ側からトナーを
供給して現像する構成とされた現像同時クリーニング方
式の画像形成装置において、一部周面がトナーホッパー
内の帯電ブレードよりも上流側で前記現像ローラの一部
周面と摩擦係合可能に配設されかつ回転方向が前記現像
ローラの回転方向と同じとされた中間ローラを設けると
ともに、この中間ローラに前記現像ローラに印加する現
像バイアス電位と同極性でかつ絶対値の大きなバイアス
電位を印加するローラバイアス電源装置を設けたことを
特徴とする。

【００１６】

【作用】上記構成による本発明では、トナーホッパー内
の供給トナーは、現像ローラと同一方向に回転する中間
ローラによって両ローラが摩擦係合する部位に供給移行
され帯電ブレードに至る前に１次的に帯電される。引続
き、現像ローラ１４Ｒの回転運動により感光ドラム方向
に供給されかつ帯電ブレードで十分に最終的に帯電され
る。この際、中間ローラには、ローラバイアス電源装置
から現像バイアス電位と同極性で絶対値の大きいバイア
ス電位が印加されているので、その電位差による引力が
中間ローラから現像ローラへのトナー供給を助長する。
よって、高速運転してもトナーを一段と確実かつ安定し
て供給できるので、かすれ等のない高画質画像を形成で
きる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。本現像同時クリーニング装置（１０）は、図１に
示す如く、基本的構成が従来例（図３）と同じとされ、
かつ現像・クリーニング装置１４のトナーホッパー１４
Ｈ内に現像ローラ１４Ｒと摩擦係合可能でかつ現像ロー
ラ１４Ｒの回転方向と同一回転方向に回転される中間ロ
ーラ２０を設けるとともに、この中間ローラ２０に現像
バイアス電位Ｖｂと同極性でかつ絶対値の大きなバイア
ス電位Ｖｂｂを印加するローラバイアス電源装置３０を
設け、１成分非磁性トナーＴ１の帯電と供給とを一段と
確実かつ安定して行えるように形成されている。

【００１８】なお、従来例（図３）と共通する構成要素
については同一の符号を付し、その説明は簡略または省
略する。

【００１９】図１において、感光ドラム１１はアルミ製
ドラムに感光体を塗布したものである。感光体として
は、例えばセレン系，非晶質シリコン系，有機系のいず
れでもよいが、この実施例では負極型の有機感光体とさ
れている。また、帯電器１２はスコロトロン型とされ、
転写器１５はコロトロン型とされている。もとより、こ
の実施例では１成分非磁性トナー（Ｔ１）を使用し、負
帯電されたトナー（Ｔ２）を現像するものとしている。

【００２０】ここに、中間ローラ２０は、トナーホッパ
ー１４Ｈ内に配設され、一部周面が現像ローラ１４Ｒと
帯電ブレード１４Ｂとの接触部位よりも上流側において
現像ローラ１４Ｒの一部周面と摩擦係合可能に装着され
ている。つまり、摩擦係合部２１を形成する。

【００２１】また、この中間ローラ２０は、現像ローラ
１４Ｒの回転方向と同じ方向に回転される。したがっ
て、摩擦係合部２１においては、現像ローラ１４Ｒと中
間ローラ２０との回動方向が逆となるので、各ローラ１
４Ｒ，２０の外径，周速を過大としなくとも摩擦帯電能
力を高めることができる。さらに、中間ローラ２０の回
転運動により、トナーホッパー１４Ｈ内の供給トナーＴ
１を現像ローラ１４Ｒの方向へ円滑に供給移行させられ
る。

【００２２】この中間ローラ１４Ｒの外径，周速は、現
像ローラ１４Ｒおよび感光ドラム１１の外径，周速との
関係において決定される。この実施例の場合には、現像
ローラ１４Ｒと中間ローラ２０との外径比が３：２、感
光ドラム１１と現像ローラ１４Ｒと中間ローラ２０との
周速比が１：２：２となるように選択している。

【００２３】次に、ローラバイアス電源装置３０は、中
間ローラ２０に現像ローラ１４Ｒに印加する現像バイア
ス電位Ｖｂ（例えば−２５０Ｖ）と同極性でかつ絶対値
の大きなバイアス電位Ｖｂｂを印加するものである。こ
の実施例では、バイアス電位Ｖｂｂを現像バイアス電位
Ｖｂの絶対値よりも２０〜７０Ｖの範囲内で大きく設定
できるように形成されている。

【００２４】なお、このローラバイアス電源装置３０
は、機器そのものとしては現像バイアス電源装置１４Ｐ
と一体的に形成してもよい。要は、中間ローラ２０に印
加する電位の絶対値が大きく同極であればよいからであ
る。

【００２５】かかる構成の実施例では、トナーホッパー
１４Ｈ内の供給トナーＴ１は撹拌器１４Ａによって撹拌
され流動性を増しながら中間ローラ２０に到達する。そ
して、この中間ローラ２０の回転運動によって両ローラ
１４Ｒ、２０の接触部位２１へと移行されつつ摩擦帯電
される。その後に、現像ローラ１４Ｒの回転運動により
帯電ブラシ１４Ｂ方向に供給移行される。この際、中間
ローラ２０には、現像バイアス電位Ｖｂと同極性（負
極）で絶対値の大きなバイアス電位Ｖｂｂが印加されて
いるので、両ローラ２０，１４Ｒ間には供給トナーＴ１
を中間ローラ２０側から現像ローラ１４Ｒ側に引付ける
電界引力が生ずる。したがって、供給トナーＴ１を適量
ずつ一段と安定して供給できる。

【００２６】かくして、現像ローラ１４Ｒの表面に付着
された供給トナーは、帯電ブラシ１４Ｂによってさらに
帯電されかつ薄層に形成され付着トナーＴ２となる。な
お、それ以後の現像・クリーニング作用は、前述したの
で重複記載を避けるが、感光ドラム１１の周速を図２
（トナーかぶりが生ずるか否かを判定した結果データを
示す。）に示すように１００ｍｍ／ｓｅｃと高速運転し
ても十分な帯電と適量トナー安定供給とによりトナーか
ぶりがなくかつ印字かすれのない高画質画像を形成でき
た。

【００２７】一方、低速側は１５ｍｍ／ｓｅｃまでは良
好であるが、１０ｍｍ／ｓｅｃとなるとややトナーかぶ
りの発生が見られる。したがって、１０ｍｍ／ｓｅｃ以
下の低速運転の場合には、トナー供給過多と認められる
ので、バイアス電位Ｖｂｂをやや低く設定することが必
要と考えられる。

【００２８】しかして、この実施例によれば、一部周面
がトナーホッパー１４Ｈ内の帯電ブレード１４Ｂよりも
上流側で現像ローラ１４Ｒの一部周面と摩擦係合可能に
配設されかつ現像ローラ１４Ｒと同一回転方向とされた
中間ローラ２０を設けるとともにローラバイアス電源装
置３０から中間ローラ２０に現像ローラ１４Ｒの現像バ
イアス電位Ｖｂと同極性でかつ絶対値の大きいバイアス
電位Ｖｂｂとを印加する構成とされているので、供給ト
ナーＴ１の十分な帯電と電界引力作用も相俟った適量供
給を一段と確実かつ安定して行える。もって、大幅な高
速化を達成しつつ高画質画像を形成できる。

【００２９】また、ローラバイアス電源装置３０は、設
定電位可変型とされているので、感光ドラム１１の周速
が１００ｍｍ／ｓｅｃにも及ぶ高速運転のみならず、低
速運転の場合もトナー供給をセーブできるのでかぶりの
ない高画質画像を形成できる。

【００３０】

【発明の効果】上記の通り、本発明によれば、一部周面
がトナーホッパー内の帯電ブレードよりも上流側で現像
ローラの一部周面と摩擦係合可能に配設されかつ現像ロ
ーラと同一回転方向とされた中間ローラを設けるととも
にローラバイアス電源装置から中間ローラに現像ローラ
の現像バイアス電位と同極性でかつ絶対値の大きいバイ
アス電位と印加する構成とされているので、供給トナー
の十分な帯電と電界引力作用も相俟った適量供給を一段
と確実かつ安定して行える。もって、大幅な高速化を達
成しつつ高画質画像を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成図である。

【図２】同じく、画像形成結果を説明するための図であ
る。

【図３】従来例を示す全体構成図である。

【図４】本発明及び従来例の現像同時クリーニング動作
を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 現像同時クリーニング画像形成装置 １１ 感光ドラム １２ 帯電器 １４ 現像・クリーニング装置 １４Ｂ 帯電ブレード １４Ｈ トナーホッパー １４Ｐ 現像バイアス電源装置 １４Ｒ 現像ローラ １５ 転写器 ２０ 中間ローラ ２１ 摩擦係合部 ３０ ローラバイアス電源装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電器を通過した感光ドラム周面に光照
   射した露光部と未露光部とを形成し、感光ドラム側と現
   像バイアスが印加された現像ローラ側との電位差を利用
   して未露光部に付着している残留トナーを現像ローラ側
   へ吸着させて未露光部のクリーニングを行うと同時に露
   光部へ現像ローラ側からトナーを供給して現像する構成
   とされた現像同時クリーニング方式の画像形成装置にお
   いて、 一部周面がトナーホッパー内の帯電ブレードよりも上流
   側で前記現像ローラの一部周面と摩擦係合可能に配設さ
   れかつ回転方向が前記現像ローラの回転方向と同じとさ
   れた中間ローラを設けるとともに、この中間ローラに前
   記現像ローラに印加する現像バイアス電位と同極性でか
   つ絶対値の大きなバイアス電位を印加するローラバイア
   ス電源装置を設けたことを特徴とする現像同時クリーニ
   ング方式の画像形成装置。