JPH06274074A

JPH06274074A - 電子写真記録装置

Info

Publication number: JPH06274074A
Application number: JP5873993A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Kawai; 克哉河合; Masayasu Anzai; 正保安西; Toshimitsu Harada; 敏光原田; Shinichi Nishino; 慎一西野
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1994-09-30
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JP3087500B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はバイアスクリーニング法を用いた電
子写真記録装置に関するものであり、その目的とすると
ころは、感光体表面の残留トナーを効率よく清掃するこ
とであり、また高効率の清掃を維持できるような適正値
を感光体流れ込み電流、導電性清掃部材擦過幅及び導電
性清掃部材抵抗値に求めることである。【構成】転写器５とバイアスクリーニング装置１０の
間の位置に、感光体１回転方向上流より順に電荷供給手
段８、光イレーズ手段９を配置し、電荷供給手段８によ
る電荷供給領域外で光イレーズ手段９による光照射を行
うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を利用し
た電子写真記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真記録装置において、周知の帯
電、露光、現像及び転写工程終了後、用紙に転写されず
に感光体表面に残留したトナーを清掃する方法の一つ
に、導電性の清掃部材にトナーの電荷と逆極性の電荷を
与えて感光体表面を摺擦し、前記残留トナーを除去す
る、いわゆるバイアスクリーニング法が知られている。
バイアスクリーニング法においては、静電的な力によっ
て感光体表面の残留トナーを清掃するので、残留トナー
の帯電状態が清掃性に大きく影響する。一般に、転写後
の感光体表面の残留トナーの極性は一様ではなく、逆極
性や無帯電のトナーが混在している。

【０００３】そこで、特開昭６３−１５２７８号公報に
よれば、導電性のクリーニングブラシで感光体を摺擦す
る直前に直流帯電手段により感光体表面の残留トナーを
一様な帯電状態にすることによって清掃効果を高める方
法が知られている。また、感光体に対する残留トナーの
付着力を弱め、残留トナーの感光体からの分離を容易に
するために、特公昭５５−３３０７５号公報によれば、
除電チャージャーと除電チャージャーの放電領域を更に
越えて同時に光照射を行う光源ランプを設け、感光体の
除電を行う方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように感光体
表面の清掃性を高めるために直流帯電器等の電荷供給手
段が知られているが、電荷供給手段により残留トナーの
帯電がなされる場合、その帯電量が過剰であると残留ト
ナーと感光体との付着力は強くなり、逆に清掃性が悪く
なる。また、清掃後の感光体電圧が一様でなく、次の作
像のための帯電に支障をきたす。

【０００５】また、電荷供給手段により感光体に流れ込
む電流（以下、感光体流れ込み電流と称する）が、残留
トナーの清掃性に及ぼす影響力は、残留トナーの帯電状
態によって傾向が異なってくる。残留トナーはその形成
過程によって、以下の４種類に大別できる。（１）感光体上のトナー像の転写は通常に行われたが、
トナー像を形成していたトナー層の一部が感光体上に付
着したままとなったトナー（以下、通常残留トナーと称
する）（２）本来のトナー像とは別に感光体上にカブリとして
付着しているトナー（以下、カブリ残留トナーと称す
る）（３）ジャム（紙詰まり）、用紙部分欠落等により、用
紙に接触できず、転写部からの直接のチャージを受ける
こととなった感光体上の未転写トナー（ジャム残留トナ
ー）（４）転写部への給電不良等により、用紙上への転写が
できずに感光体上に残ったトナー（以下、無給電トナー
と称する）このように感光体表面には、特性の異なる残留トナーが
存在するため、全ての種類の残留トナーを清掃するに
は、感光体流れ込み電流の値を適正範囲内に維持する必
要がある。

【０００６】また、バイアスクリーニング法において
は、導電性清掃部材と感光体との擦過幅が、感光体表面
の残留トナーの清掃性及び感光体の寿命に影響を与え、
擦過幅が適正範囲外にあると、清掃効率の低下や感光体
の摩耗による寿命低下が生じる。

【０００７】更に、バイアスクリーニング法において
は、導電性清掃部材の抵抗値が清掃性に対して影響力を
持つ。導電性清掃部材の抵抗値は、感光体あるいは回収
ローラに対して、導電性清掃部材が静止状態であるか、
あるいは動作状態であるかによって異なった値を示す。
ここで、清掃性に対して特に重要なのは、動作状態にお
ける抵抗値であり、これによって残留トナーの清掃効率
は変動する。しかしながら、導電性清掃部材への印加電
圧の値や回収ローラとの接触状態によっても抵抗値は容
易に変動する。そこで、清掃効率を高く保つためには、
感光体清掃時と同条件で測定された抵抗値を知ることが
重要である。しかしながら、電子写真記録装置におい
て、清掃に使用される導電性清掃部材の抵抗値は導電性
清掃部材作成時あるいは非清掃時に測定されるのが通常
であり、清掃時の抵抗値についての適正値が把握されて
いなかった。

【０００８】本発明の目的は、バイアスクリーニング法
を用いた電子写真記録装置において、清掃効率の向上及
び清掃能力維持時間（寿命）の延長を図ることである。
更に本発明の目的は、感光体流れ込み電流、感光体清掃
時における導電性清掃部材と感光体との擦過幅及び導電
性清掃部材の抵抗値を適正値とすることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、感光体上に
形成されたトナー像を転写材に転写する転写器と、転写
後、感光体上に残留したトナーを除去する電圧が印加さ
れた導電性清掃部材及び前記導電性清掃部材に付着した
トナーを回収する前記導電性清掃部材より高電圧が印加
された回収ローラとを備えたバイアスクリーニング装置
を有する電子写真記録装置において、前記転写器と前記
バイアスクリーニング装置との間の位置に感光体回転方
向上流より順に、感光体表面に電荷を与える電荷供給手
段、感光体表面に光を照射する光イレーズ手段を配置す
るとともに、前記電荷供給手段による電荷供給領域外で
前記光イレーズ手段による光照射を行なうことによって
達成される。

【００１０】更に、前記電荷供給手段による感光体流れ
込み電流の直流成分の絶対値を０．０１〜０．２μＣ／
ｃｍ²とすることにより達成される。更に、感光体清掃
時における導電性清掃部材と感光体との擦過幅を５〜２
０ｍｍとすることにより達成される。更に、感光体清掃
時における導電性清掃部材と回収ローラ間の抵抗を両者
の擦過面積で割った値を０．００３〜２ＭΩ／ｃｍ²と
することにより達成される。

【００１１】

【作用】上記構成及び条件による電子写真記録装置で
は、以下に示す過程を経て感光体上の残留トナーを清掃
する。（１）感光体上に形成されたトナー像は、転写器により
用紙に転写される。この際、用紙への転写を妨げられた
トナーは、残留トナーとして感光体表面に残る。

【００１２】（２）バイアスクリーニングに先立って、
電荷供給手段により残留トナーに電荷供給することによ
り残留トナーの極性を揃え、逆極性トナーや無帯電のト
ナーをなくす。（３）光イレーズ手段により電荷供給手段による電荷供
給領域外で光照射を行うことにより感光体と残留トナー
との付着力を弱める。（４）電荷供給手段及び光イレーズ手段を通過し、導電
性清掃部材に到った残留トナーは、導電性清掃部材の回
転力による機械的な作用の他に、導電性清掃部材への印
加電圧による静電引力によって感光体表面から清掃され
る。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
１は、本発明による電子写真記録装置の一実施例を示す
断面図であり、矢印Ａ方向に回転駆動される感光体１の
周囲には、帯電器２、露光部３、現像機４、転写器５、
電荷供給手段８、光イレーズ手段９及びバイアスクリー
ニング装置１０がそれぞれ配置されている。

【００１４】以下に、電子写真記録装置の動作について
説明する。帯電器４により表面を一様に帯電された感光
体１は、露光部３により露光され静電潜像が形成され
る。前記静電潜像は、現像機４通過時にマイナスに帯電
したトナーによって可視化されトナー像が形成される。
一方、図示しない給紙装置より搬送されてきた用紙６裏
面には、転写器５よりプラスの電荷が与えられ感光体１
上のトナー像は用紙６上に転写される。この時、用紙６
に転写されなかったトナーは感光体１表面に残留トナー
として残る。尚、通常転写後の残留トナーの大部分はマ
イナスに帯電している。残留トナーはまず電荷供給手段
８により好適には−０．０２〜−０．１μＣ／ｃｍ²の
感光体流れ込み電流が与えられ、マイナスに電荷が揃え
られる。次に、電荷供給手段８の電荷供給領域外で光イ
レーズ手段９によって２〜１０μＷ／ｍｍ²の光照射が
行われた後、電源１４により残留トナーとは逆の極性の
＋３００Ｖ〜＋１０００Ｖのバイアス電圧が印加された
導電性清掃部材１１によって清掃される。

【００１５】導電性清掃部材１１に付着したトナーは、
電源１５により導電性清掃部材１１よりも更に高圧であ
る＋５００〜＋１５００Ｖのバイアス電圧が印加された
回収ローラ１２へと移動する。その後、回収ローラ１２
上のトナーは、ブレード１３によって掻き落とされバイ
アスクリーニング装置１０内部へ回収される。回収され
たトナーは、スクリュー２１によりバイアスクリーニン
グ装置１０内部から排出され、トナーホッパ２０へと搬
送され、再び現像に用いられる。

【００１６】本実施例では、導電性清掃部材１１として
ブラシを使用した。ブラシは毛体として太さ４〜６デニ
ール、長さ２〜１０ｍｍのものを使用し、材質はカーボ
ンを混入した、またはカーボンの層を内在したアセテー
ト、またはポリアミド等の樹脂を用いた。外径は２０〜
４０ｍｍ、軸方向の長さは２００〜５００ｍｍである。
尚、導電性清掃部材１１としてブラシではなくスポンジ
状部材を用いてもよい。

【００１７】また、回収ローラ１２の材質については、
導電性に限られるものではなく、ＳＵＳ、または表面に
アルマイト処理を行ったアルミ部材等の絶縁物を用いる
ことも可能である。

【００１８】本実施例では、導電性清掃部材１１及び回
収ローラ１２へ印加するバイアス電圧の電源１４、１５
を別個に設けたが、回収ローラ１２に導電性清掃部材１
１より高圧のバイアス電圧を印加する構成とするなら
ば、図３に示すように共通の印加電圧電源２２を用いる
ことも可能である。

【００１９】本実施例では、電荷供給手段８により印加
する電荷の極性を残留トナーと同極性としたが、これを
反対の極性とし、導電性清掃部材１１及び回収ローラ１
２へ上記とは反対極性のバイアス電圧を印加しても同様
のクリーニング効果が得られる。しかしながら、回収ト
ナーを再び現像に用いる場合には、電荷供給手段８の印
加極性は残留トナーと同極性とするのが好ましい。これ
は、トナーを予め帯電することによって現像機４でのト
ナーの帯電時間を短縮できるためである。また、本実施
例では電荷供給手段８として直流を用いたが、これに限
定されるものではなく、直流成分に交流成分を重畳した
ものであって、その直流成分が上記条件を満たすもので
あってもよい。

【００２０】図２は電荷供給手段８及び光イレーズ手段
９の実施例を示す断面図である。図２（イ）は、電荷供
給手段８及び光イレーズ手段９を並設し、同一モールド
内に組みこんだものである。図中、１６はシールド板、
１７は管灯光源ランプ、１８は遮蔽板を示している。図
２（ロ）は、光イレーズ手段９を電荷供給手段８背面へ
設け、内壁を反射面とした遮光板１８による反射光を感
光体１へ照射する構成としたものである。図２（ハ）
は、光イレーズ手段９を感光体１周辺とは限定されない
位置に設け、管灯光源ランプ１７による光を光ファイバ
ー１９等により導き電荷供給手段８通過後の感光体１へ
照射するようにしたものである。

【００２１】図２（ニ）は、図２（ロ）同様光イレーズ
手段９を電荷供給手段８背面へ設け、電荷供給手段８前
後において光イレーズ手段９による光照射が行われるよ
うにしたものである。また、この例の応用として、２つ
の光源を電荷供給手段８前後に配置し、これらを一体化
あるいは別々のモールドで構成し、図２（イ）のように
光源から直接感光体上に光照射を行うことも可能であ
る。図２（ホ）は、光イレーズ手段９として発光ダイオ
ード１７ｂを用いたものである。尚、図２（イ）〜
（ニ）の各々についても、図２（ホ）と同様発光ダイオ
ード１７ｂ等の管灯光源ランプ１７以外の光源を用いる
ことができる。また、図１、図２においては、電荷供給
手段８としてコロトロンタイプの帯電器で示したが、ス
コロトロンタイプである方が一層望ましい。

【００２２】上記のように、電荷供給手段８及び光イレ
ーズ手段９を一体ユニット化することにより装置の小型
化が図れ、保守を容易にすることができる。更に、電荷
供給手段８、光イレーズ手段９及びバイアスクリーニン
グ装置１０を図７に示すように一体ユニット化すると更
なる小型化を図ることができる。

【００２３】図３はバイアスクリーニング装置１０の他
の実施例を示す断面図である。回収ローラ１２を導電性
清掃部材１１の感光体１回転方向上流側の位置に感光体
１に接触あるいは近接させて設けてある。本構成によれ
ば、回収ローラ１２が感光体１清掃の手助けとなり、更
には導電性清掃部材１１の回転によって下方に落下して
きたトナーを捕集できるという利点がある。

【００２４】図４は電荷供給手段８によって感光体１上
に与えられる電荷供給量と残留トナー清掃性の特性図で
ある。図中、ａは通常残留トナー、ｂはカブリ残留トナ
ー、ｃはジャム残留トナー、ｄは無給電残留トナーにつ
いての清掃特性を表している。また、清掃効率は転写後
の感光体上の残留トナー量をｘとし、ｘからバイアスク
リーニング装置通過後の残留トナー量を引いた値をｙと
し、ｙ／ｘで求めた。清掃効率が８０％以上にある領域
をＡで示す。図４からわかるように、ａ、ｂ、ｃ、ｄは
それぞれＡに含まれる電荷供給量が異なっており、ａ〜
ｄの全てがＡに含まれるためには、直流成分の絶対値が
０．０２〜０．１μＣ／ｃｍ²にある電荷供給を行う必
要がある。また、ａ、ｂのみを清掃の対象とするなら
ば、直流成分の絶対値は図示していないが０．０２〜
０．２μＣ／ｃｍ²あればよい。尚、より下回る清掃効
率をもって設定可能な系においては、直流成分の絶対値
を図示していないが０．０１〜０．２μＣ／ｃｍ²とす
る設定も可能である。

【００２５】図５は導電性清掃部材と感光体の擦過幅、
残留トナー清掃性及び感光体寿命の特性図である。ａ、
ｂ、ｃ、ｄ及びＡの符号が意味するところは図４と同様
である。ｅは、擦過幅を変えたときの各々の感光体寿命
ＬBと感光体寿命仕様値ＬAとの比を示したものであり、
ＢはＬB／ＬAが１以上となる領域を示したものである。
これは、感光体寿命からみた適正領域を意味する。図５
からわかるように、擦過幅を増していくと清掃効率は上
がるが、導電性清掃部材の擦過による感光体の摩耗が進
み感光体寿命は逆に短くなっていく。そこで、擦過幅の
適正値はＡ及びＢの両方に含まれる５〜２０ｍｍの範囲
となる。

【００２６】図６は導電性清掃部材抵抗値と残留トナー
清掃性の特性図である。ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びＡの符号が
意味するところは図４、図５と同様である。図６からわ
かるように、清掃効率は抵抗値によって変動する。ここ
で、Ａで示される領域を適正範囲とすると、回収ロール
と導電性清掃部材間の抵抗を両者の擦過面積で割った値
は、０．００３〜２ＭΩ／ｃｍ²の範囲が良い。好まし
いのは、清掃効率の低下が少ない０．０１〜１ＭΩ／ｃ
ｍ²の範囲、更に好ましいのは、清掃効率の低下が殆ど
無い０．０３〜０．８ＭΩ／ｃｍ²の範囲である。

【００２７】上記した図４〜図６の実験における条件は
以下のとおりである。感光体周速：２５０ｍｍ／ｓトナー電荷量：１５〜２５μＣ／ｇ導電性清掃部材：アセテート、ポリアミド等の樹脂にカーボンを分散せしめ（ブラシ）材質た繊維、あるいは前記樹脂中にカーボン層を含んだ繊維導電性清掃部材：１３５ｒｐｍ回転数ただし、感光体周速：１００ｍｍ／ｓ、４００ｍｍ／
ｓ、トナー電荷量：１０〜２０μＣ／ｇ、２０〜３０μ
Ｃ／ｇ、導電性清掃部材回転数：５０〜２００ｒｐｍと
しても同様の結果が得られた。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、バイアスクリーニング
法を用いた電子写真記録装置において、転写器とバイア
スクリーニング装置との間に電荷供給手段及び光イレー
ズ手段を配置し、電荷供給領域外で光照射を行なうよう
にしたので、感光体表面の残留トナーを効率よく清掃す
ることができ、清掃不良による次サイクルの転写材の汚
れを抑えることができる。

【００２９】また、感光体流れ込み電流、導電性清掃部
材と感光体との擦過幅及び導電性清掃部材と回収ローラ
間の抵抗を両者の擦過面積で割った値の適正値を求めた
ので、感光体の寿命を短くすることなしに常に安定した
清掃性を保つことができる。更に、回収トナーを現像に
再使用する系においては、現像機でのトナーの帯電時間
を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子写真記録装置の一実施例を
示す断面図である。

【図２】本発明による電荷供給手段及び光イレーズ手
段の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明によるバイアスクリーニング装置の他
の実施例を示す断面図である。

【図４】電荷供給量と残留トナー清掃性の特性図であ
る。

【図５】導電性清掃部材擦過幅、残留トナー清掃性及
び感光体寿命の特性図である。

【図６】導電性清掃部材抵抗値と残留トナー清掃性の
特性図である。

【図７】本発明による電荷供給手段、光イレーズ手段
及びバイアスクリーニング装置の他の実施例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１は感光体、５は転写器、８は電荷供給手段、９は光イ
レーズ手段、１０はバイアスクリーニング装置、１１は
導電性清掃部材、１２は回収ローラ、１３はブレード、
１４は導電性清掃部材印加電圧電源、１５は回収ローラ
印加電圧電源である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西野慎一茨城県勝田市武田1060番地日立工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に形成されたトナー像を転写材
に転写する転写器と、転写後、感光体上に残留したトナ
ーを除去する電圧が印加された導電性清掃部材及び前記
導電性清掃部材に付着したトナーを回収する前記導電性
清掃部材より高電圧が印加された回収ローラとを備えた
バイアスクリーニング装置を有する電子写真記録装置に
おいて、前記転写器と前記バイアスクリーニング装置との間の位
置に感光体回転方向上流より順に、感光体表面に電荷を
与える電荷供給手段、感光体表面に光を照射する光イレ
ーズ手段を配置するとともに、前記電荷供給手段による
電荷供給領域外で前記光イレーズ手段による光照射を行
なうことを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項２】前記電荷供給手段により感光体に流れ込
む電流の直流成分の絶対値が０．０１〜０．２μＣ／ｃ
ｍ²であることを特徴とする請求項１記載の電子写真記
録装置。
【請求項３】感光体清掃時における前記導電性清掃部
材と感光体との擦過幅が５〜２０ｍｍであることを特徴
とする請求項１記載の電子写真記録装置。
【請求項４】感光体清掃時における前記導電性清掃部
材と前記回収ローラ間の抵抗を両者の擦過面積で割った
値が０．００３〜２ＭΩ／ｃｍ²であることを特徴とす
る請求項１記載の電子写真記録装置。
【請求項５】前記電荷供給手段の感光体回転方向上流
の位置に更に光イレーズ手段を配置したことを特徴とす
る請求項１記載の電子写真記録装置。
【請求項６】前記電荷供給手段と前記光イレーズ手段
を同一ユニット中に設けたことを特徴とする請求項１記
載の電子写真記録装置。
【請求項７】前記バイアスクリーニング装置、前記電
荷供給手段及び前記光イレーズ手段を同一ユニット中に
設けたことを特徴とする請求項１記載の電子写真記録装
置。
【請求項８】前記バイアスクリーニング装置に搬送手
段を接続し、前記回収ローラにより回収されたトナーを
再び現像に使用することを特徴とする請求項１記載の電
子写真記録装置。