JPH0533394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は電子写真装置、静電記録装置、磁気記
録装置等の画像形成装置における現像剤の飛散防
止に関する。

（従来技術） 従来より、電子写真装置、静電記録装置、磁気
記録装置等の画像形成装置においては、像担持体
としての感光ドラム、絶縁ドラム、磁気ドラム等
に形成された潜像に、粉体現像剤を供給して該潜
像を顕像化する現像装置を備えている。

ところが、上記粉体現像剤（以下、トナーとも
称する。）は、像担持体の移動に伴つて生じる像
担持体表面層の近傍を流れる空気流、所謂層流に
乗つて現像装置から飛散し易い状態にあつた。こ
のような現像剤の飛散は画像形成装置内の汚染を
招来するばかりではなく、画像形成装置内を各種
の画像形成手段の稼働に、悪影響を及ぼす原因と
なり、例えば帯電装置や転写・分離装置等に飛散
した現像剤が付着することにより、帯電ムラが生
じたり、リークし易い状態となつたり、さらには
転写不良、分離不良、転写材の汚染といつた問題
が発生していた。

そこで、現像装置内から現像剤が飛散するのを
防止するために、実公昭49−44133号公報のよう
に、現像器内に電極板を設けて、この電極板にバ
イアスを印加して飛散トナーを現像器外に押しや
ると共に、現像器の開口周縁に吸引口を有するト
ナー吸引機構により飛散トナーを吸引して補集し
てしまうものがある。しかしながら、このような
トナー吸引機構があると、装置が複雑・大型化す
るばかりでなく、吸引したトナーの処理に対して
も考慮する必要があり、多大なコストアツプとな
つてしまう。そして、上記のものは現像ブラシの
回転に伴う現像装置からのトナーの吹き出し防止
を目的としているものであつて、像担持体の層流
中に含まれる飛散トナーによる各種画像形成手段
への汚染の防止には効果がない。

また、現像装置の最外部に像担持体表面に近接
させて複数の仕切り板を設け、この仕切り板間に
飛散トナーを堆積させるものもあるが、この場合
には像担持体と仕切り板との距離を0.5mm以下に
しなければ殆ど効果が得られず、像担持体表面長
手方向に亘つて、位置精度を出すことは非常に難
かしく、信頼性を低いものであつた。さらに、
0.5mm以下に仕切り板を位置決めしたとしても像
担持体の移動に伴つて生じる層流は、像担持体表
面から１mm以内のところが最も強く、前記層流に
乗つて現像装置内のトナーが飛散するため、性能
的にも不完全であつた。

（発明の目的） 本発明は上述の点に鑑み成されたもので、簡易
な構成でもつて、現像剤の飛散を長期にわたつて
極力減少させるようにした現像剤飛散防止を提供
することを目的とする。

（発明の概要） 本発明の現像剤飛散防止装置は、現像位置と転
写位置との間で像担持体表面に近接して対向配置
された電極部材と、この電極部材へのバイアス電
圧印加手段とを備え、現像位置でトナー像が形成
された像担持体表面の画像部が上記電極部材と対
向する位置を通過している時には、上記電極部材
に、静電潜像を現像する極性に帯電した正常帯電
トナーと同極性の第１のバイアス電圧を印加し、
像担持体の非画像部が上記電極部材と対向する位
置を通過している時には、上記電極部材に、静電
潜像を現像する極性とは逆極性に帯電した異常帯
電トナーと同極性の第２のバイアス電圧であつ
て、第１のバイアス電圧印加時に上記電極部材に
付着した異常帯電トナーを像担持体表面の非画像
部へ飛翔させる第２のバイアス電圧を印加するこ
とにより、現像位置の下流側における現像剤の飛
散を極力減少させたものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明のコロナ放電装置を備えた画像
形成装置の一例としての電子写真複写装置を示す
概略図である。

第１図において、１はアルミ等の接地された金
属円筒上にSe、OPC、ａ−Si等の光導電層を被
覆した感光ドラムであり、不図示の手段により矢
印方向に回転駆動される。感光ドラム１は、一次
帯電器２によつて一様に帯電された後、３位置で
画像露光されて、潜像が形成される。次いで、現
像装置４内の現像スリーブ４１との摩擦帯電によ
り所定極性に帯電されたトナー４２により前記潜
像は現像され可視化される。尚、本実施例では、
前記現像プロセスは特開昭55−18656号、特開昭
55−18657号、特開昭55−18678号、特開昭55−
18679号夫々に記載の現像方法又は装置に基づく
ものを用いた。

前記感光ドラム上のトナー像はポスト帯電器５
によりトナーと同極性の電荷が付与される。これ
と同時に、ポスト帯電器５の背後からポスト露光
ランプ６にてドラム表面を露光している。ポスト
帯電は転写効率、画像性の向上のためであり、ポ
スト露光は転写効率、分離性能、クリーニング効
率の向上のためのドラムの表面電位を低下させる
ものである。

そして、感光ドラム上のトナー像は、紙ガイド
７ａ及び７ｂの間を通して供給される紙等のトナ
ー像支持材Ｐの裏面から転写帯電器８によりトナ
ーとは逆極性の帯電を与えることにより、その静
電的吸引力によりトナー像支持材Ｐ上に転写され
る。

さらに、トナー像が転写されたトナー像支持材
Ｐの裏面から、分離帯電器８よりDCの重畳した
ACコロナを与えることで、トナー像支持材Ｐは
トナー像を担持したまま感光ドラム１から分離さ
れ、搬送ベルト１０上を搬送され図示せぬ定着装
置でトナー像はトナー像支持材Ｐ上へ永久定着さ
れる。

一方、感光ドラム上の転写残りトナー（残留ト
ナー）は、弾性ローラ９１及びブレード９２を順
次感光ドラムに当接させたクリーニング装置９０
により感光ドラム１上から除去される。

ところで、前記した画像形成プロセスに於い
て、通常トナーとしては、平均粒径５〜20μｍ程
度の微粉体を使用するため、装置内にはトナー飛
散が生じ、このトナー飛散によつて、種々の不都
合が生じる。例えば、紙ガイド等のトナー像支持
材搬送経路にトナーの飛散が生じるとトナー像支
持体が汚染され、画質の大巾な低下を招くし、帯
電器内の帯電線がトナーにより汚れると、一様な
コロナ放電が不可能となり帯電ムラを生じ、その
結果として、やはり画質の大巾な低下が生じる。
更に、帯電線の汚れによつてリークがしやすい状
態となり、帯電線とシールド間、又は帯電線とド
ラム間で、異常放電が生じ、顕著な場合には画が
出ない状態になつてしまう。このようなトナー飛
散は特に、感光ドラムの移動方向に関して現像装
置の下流側で顕著である。

本発明においては、前述のポスト帯電器周辺に
工夫をこらすことによつて、上述の不都合を解決
した。

第２図及び第３図は本発明に係わるポスト帯電
器周辺の断面図である。感光ドラム１の移動方向
に関して現像装置４の下流側に、感光ドラム１と
の間で0.3〜2.0mm程度の間隔を保つて現像剤飛散
ガイド板１１が近接して配置されている。この現
像剤飛散ガイド板は絶縁体で、特に厚手のマイラ
ー（商品名）フイルムやポリカーボネードといつ
た高絶縁性材料のものが使用される。この現像剤
飛散ガイド板は、現像スリーブの回転に伴う遠心
力で現像スリーブを離れて現像装置外へ飛散する
トナーを受け止めるものである。

現像剤飛散ガイド板１１の下流側に配置された
ポスト帯電器５のシールドケース５ａには、感光
ドラムに対向して対向巾l₁＝10mm程度の巾を有す
るＬ字形状の電極板１２が配設されている。この
電極板１２と感光ドラム１との間隔l₂は0.3〜３mm
とし、好ましくは、前記現像剤飛散防止ガイド板
１１が電極板１２の上側にエツヂ部１２ａを覆う
ように電極板と現像剤飛散防止ガイド板とを配置
することが良い。そして、電極板１２の基部１２
ｂは絶縁材１３により絶縁されると共に、ポスト
帯電器５の現像装置側のシールドケース５ａ内面
も絶縁材１３により絶縁されている。

一方、電極板１２にはバイアス電源１４から感
光ドラム上の潜像を現像するトナーと同極性のバ
イアス電圧が印加され、そのバイアス印加は制御
手段１５によりタイミングが制御される。ここ
で、第４図ａ，ｂを参照して、上記バイアス電圧
を電極板１２に印加した場合の作用について説明
する。

第４図ａは画像形成動作中であつて感光ドラム
１上の画像部が電極板１２を通過している状態で
ある。本実施例では感光ドラムの画像部における
潜像電位の極性が正極性（ポジ潜像）であり、現
像に寄与して該潜像を可視像化する正常帯電トナ
ーT₁の極性が負極性の場合を示している。電極
板１２にはトナーT₁の極性と同極性である負の
バイアス電圧V₁（第１のバイアス電圧）が電源１
４より印加されており、このバイアス電圧V₁の
印加によつて感光ドラムと電極板との間に形成さ
れる電界の作用により、感光ドラムの層流中に飛
散若しくは浮遊してきたトナーのうち、負極性の
トナーT₁は感光ドラム側へ押し戻される静電気
力を受けて感光ドラムのポジ潜像が形成された場
所に吸着される。一方、上記トナーT₁とは反対
極性を有する正極正の異常帯電トナーT₂（これ
は、トナー同志の摩擦によつて、現像に寄与して
感光ドラム上の潜像を可視像化するトナーとは逆
極正に荷電される現像に不要のトナーであつて、
通常トナー中にはこのようなトナーがわずかなが
ら存在する。）は上記電界の作用により電極板側
への静電気力を受けて電極板表面に吸着される。

このように、層流中の飛散トナーのうち、負極
性のトナーT₁は感光ドラム１上の画像部へ、正
極正のトナーT₂は電極板１０１上へ夫々吸着さ
れるため、電極板１２より下流域へのトナーの飛
散は殆どなくなる。従つて、ポスト帯電器５、紙
ガイド７ａ，７ｂ、転写帯電器８、分離帯電器９
へのトナー飛散を大巾に減少できる。

尚、上記電極板１２とポスト帯電器５とを一体
化してポスト帯電器と電極板との間隔を開けない
ようにしているが、これはドラム回りのスペース
を節約すると共に、感光ドラムの層流が流れ込ん
で層流を乱し、飛散トナーがその間隔部分に溜ま
るのを防止するためである。

さらに、ポスト帯電器５の上側シールドケース
５ａ部分には絶縁材１３が設けられているので、
上記層流を乱すことはなく、逆に、ポスト帯電器
からのコロナ放電は感光ドラムの層流に沿つて放
電するようになり、ドラム上に吸着されたトナー
は乱されることなく転写位置へ運ばれる。

ところで、上記トナーの飛散防止効果は、電極
板上が上記トナーT₂で満たされるまでは、非常
に有効であるが、電極板上が上記トナーT₂で満
たされるとその効果は減少し、電極板より下流域
へのトナー飛散が徐々に増大するようになる。

そこで、通紙の合い間、即ち、感光ドラム上の
潜像と潜像との間の非画像部が電極板１２を通過
する時に、第４図ｂに示すように、制御手段１５
によりバイアス電圧を切り換えて、電極板１２へ
のバイアス電圧をトナーT₂の極性と同極性のバ
イアス電圧（本実施例では正極性）V₂（第２バイ
アス電圧）を一瞬印加してやる。すると、電極板
１２に付着していたトナーT₂の一部又は全部は
感光ドラム側へ飛翔し、電極板上のトナーT₂は
清掃される。そして、感光ドラムへ飛翔したトナ
ーT₂はクリーニングン装置９０によつて回収さ
れる。このような工程を通紙の合い間で繰り返す
ことにより、電極板を長期にわたつてきれいに保
持することが可能となり、その結果として、トナ
ーの飛散防止効果を長期間持続させることが可能
となる。

第５図は上述のようなバイアス電圧の切り換え
を示すタイミング図である。

尚、上記のようなトナー飛翔を有効に行なわせ
るためには、印加電圧を300V〜3KVの範囲にす
ることが好ましい。印加電圧が300Vより小さい
とトナー飛散防止効果が得られず、3KV以上で
は異常放電等でドラムを損傷する恐れがあり、電
極板上の付着トナーをドラム側へ飛翔させる効果
も薄れる。

尚、前述実施例では毎コピー毎の通紙の合い間
にバイアス電圧の切り換えを行なつているが、必
ずしもこれに限るものではなく、例えば数枚のコ
ピーを行なつた後に定期的にバイアス電圧を切り
換えて、電極板に付着したトナーを飛翔させるよ
うな構成としても良い。

また、前述実施例では感光ドラムを用いた電子
写真複写装置について説明したが、本発明はこれ
に限らずその他電子写真プロセスを採用する電子
写真装置、静電記録装置、磁気記録装置等の画像
形成装置についても適用できること勿論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、像担持
体上に形成されたトナー像を像担持体へ更に強固
に吸着させ、かつ像担持体の層流中に飛散、浮遊
した現像に寄与する正常帯電トナーを像担持体の
画像部に良好に付着せしめることができる。ま
た、正常帯電トナーとは逆極性に帯電した逆極性
トナーは、第１のバイアス電圧印加時に電極部材
に付着して電極部材を汚すが、第２のバイアス電
圧印加時に像担持体面の非画像部に飛翔して電極
部材は清掃され、十分な電極効果を可能とする。
従つて、トナーの飛散を防止して画像形成装置内
の汚染をなくし、各種の画像形成手段のトナー付
着による機能の低下を阻止できると共に、高画
質・高濃度の画像を得ることが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すコロナ放電装置
を適用した電子写真複写装置の概略図、第２図・
第３図はポスト帯電器周辺の拡大断面図、第４図
ａ，ｂは本発明の電極部材による現像剤の飛散防
止を説明する模式的拡大図、第５図はバイアス電
圧の切り換えを示すタイミング図である。 １……感光ドラム、４……現像装置、５……ポ
スト帯電器、８……転写帯電器、９……分離帯電
器、１１……現像剤飛散防止ガイド板、１２……
電極板、１３……絶縁材、１４……バイアス電
源、１５……制御手段、９０……クリーニング装
置、T₁……正常帯電トナー、T₂……異常帯電ト
ナー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 現像位置と転写位置との間で像担持体表面に
   近接して対向配置された電極部材と、この電極部
   材へのバイアス電圧印加手段とを備え、現像位置
   でトナー像が形成された像担持体表面の画像部が
   上記電極部材と対向する位置を通過している時に
   は、上記電極部材に、静電潜像を現像する極性に
   帯電した正常帯電トナーと同極性の第１のバイア
   ス電圧を印加し、像担持体の非画像部が上記電極
   部材と対向する位置を通過している時には、上記
   電極部材に、静電潜像を現像する極性とは逆極性
   に帯電した異常帯電トナーと同極性の第２のバイ
   アス電圧であつて、第１のバイアス電圧印加時に
   上記電極部材に付着した異常帯電トナーを像担持
   体表面の非画像部へ飛翔させる第２のバイアス電
   圧を印加することを特徴とする現像剤飛散防止装
   置。