JPH0651672A

JPH0651672A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0651672A
Application number: JP4203583A
Authority: JP
Inventors: Toru Ishihara; 徹石原; Toshiro Murano; 敏郎村野; Katsuyuki Ito; 克之伊藤; Masahito Sakai; 雅人酒井
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-25
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JP2862442B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ポジ残像やネガ残像が発生することを防止し、
画像品位を向上させる。【構成】感光体ドラム１と、該感光体ドラム１の表面を
帯電させる帯電装置と、帯電させられた感光体ドラム１
の表面に静電潜像を形成する静電潜像書込装置３と、前
記感光体ドラム１に接触して配設され、トナーによる可
視像を形成する現像装置と、前記可視像を転写材６に転
写する転写装置を有する。前記感光体ドラム１に接触し
て導電性のクリーニングローラ１０が配設され、転写工
程後の感光体ドラム１の表面に残留したトナーを回収す
る。該クリーニングローラ１０に電圧を印加するために
電源１０ｂが設けられる。該電圧は制御手段によって制
御され、前記感光体ドラム１のクリーニングローラ１０
と接触する部分が次の転写工程において転写材６と接触
する通紙部に相当するときには残留したトナーに対して
逆極性とされ、非通紙部に相当するときにはゼロ又はト
ナーに対して同極性とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤を使用する電子
写真装置などの乾式の画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
いては、一般に像担持体の表面を均一に帯電する帯電工
程、帯電させられた該像担持体の表面に対して光書込み
を行い静電潜像を形成する露光工程、該静電潜像に現像
剤、例えばトナーを付着させてトナー像を形成する現像
工程、該トナー像を転写材に転写する転写工程、該転写
材上のトナー像を定着する定着工程、及び前記転写工程
後に像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリー
ニング工程によって画像が形成される。さらに、残像が
発生するのを防止するために、転写工程後で帯電工程前
に除電工程を設けている例もある。

【０００３】ところで、従来の画像形成装置のクリーニ
ング工程においては、像担持体を構成する感光体ドラム
に弾性ゴムブレードを押し当て、残留したトナーを機械
的に回収するようにしている。そして、回収されたトナ
ーはＥＰカートリッジ内の廃トナー容器に蓄えられ、Ｅ
Ｐカートリッジが寿命になって交換されるのと同時に廃
棄される。

【０００４】ところが、この場合、回収されたトナーを
前記ＥＰカートリッジ内の廃トナー容器に蓄える必要が
あるためＥＰカートリッジを小型化することができず、
また、トナーを廃棄することになるため環境保護の点か
らも好ましくない。そこで、感光体ドラムの表面に残留
したトナーをクリーニング装置ではなく、現像装置の現
像ローラによって回収し、再び使用する画像形成装置が
提供されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の画像形成装置においては、残留したトナーは現像工
程において回収されるため、転写不良で残留したトナー
が多量にある場合又はクリーニング電界（現像電界）が
十分に大きくなくクリーニング能力が不足している場合
には、トナーが十分に回収されず、現像工程後もトナー
が非画像部に残り、転写材上に汚れとしてポジ残像が発
生してしまう。

【０００６】また、トナーが残留した感光体ドラムの表
面にレーザ、ＬＥＤアレイ等によって光書込みを行う
と、露光部においてトナーの粒子による遮光作用によっ
て露光が不足してしまう。この場合、現像工程において
トナーを感光体ドラムに十分に付着させることができな
いため、濃度が不足してネガ残像が発生してしまう。本
発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、
感光体ドラムの表面に残留したトナーを現像工程で回収
して再使用する場合に、ポジ残像やネガ残像が発生する
ことがなく、画像品位を向上させることができる画像形
成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の画
像形成装置においては、像担持体と、該像担持体の表面
を帯電させる帯電装置と、帯電させられた像担持体の表
面に静電潜像を形成する静電潜像書込装置と、前記像担
持体に接触して配設され、現像剤による可視像を形成す
る現像装置と、前記可視像を転写材に転写する転写装置
を有する。

【０００８】前記像担持体に接触して導電性の回転部材
が配設され、転写工程後の像担持体の表面に残留した現
像剤を回収する。該回転部材に電圧を印加するために電
源が設けられる。該電圧は制御手段によって制御され、
前記像担持体の回転部材と接触する部分が次の転写工程
において転写材と接触する通紙部に相当するときには残
留した現像剤に対して逆極性とされる。また、前記像担
持体の回転部材と接触する部分が次の転写工程において
転写材と接触しない非通紙部に相当するときにはゼロ又
は現像剤に対して同極性とされる。

【０００９】

【作用】本発明によれば、前記のように像担持体と、該
像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電させられ
た像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像書込装
置と、前記像担持体に接触して配設され、現像剤による
可視像を形成する現像装置と、前記可視像を転写材に転
写する転写装置を有する。

【００１０】したがって、像担持体は帯電装置によって
表面が帯電され、静電潜像書込装置によって静電潜像が
形成される。該静電潜像は現像装置によって現像され、
可視像が形成される。該可視像は転写装置によって転写
材に転写される。前記像担持体に接触して導電性の回転
部材が配設され、転写工程後の像担持体の表面に残留し
た現像剤を回収する。該回転部材に電圧を印加するため
に電源が設けられる。該電圧は制御手段によって制御さ
れ、前記像担持体の回転部材と接触する部分が次の転写
工程において転写材と接触する通紙部に相当するときに
は残留した現像剤に対して逆極性とされる。また、前記
像担持体の回転部材と接触する部分が次の転写工程にお
いて転写材と接触しない非通紙部に相当するときにはゼ
ロ又は現像剤に対して同極性とされる。

【００１１】したがって、像担持体の通紙部に相当する
部分が回転部材と接触する場合には、像担持体の表面の
現像剤が静電気力によって回転部材に付着させられて回
収される。また、像担持体の非通紙部に相当する部分が
回転部材と接触する場合には、回転部材の表面の現像剤
が静電気力によって像担持体に付着させられる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す画
像形成装置の概略図である。図において、１は矢印Ａ方
向に回転する像担持体としての感光体ドラムである。本
実施例では負極性のＯＰＣ（有機感光体）を使用してお
り、誘電層の誘電率ε_Pは ε_P＝３．５ε₀ である。ただし、真空誘電率ε₀を８．８５５×１０
^-12〔ｃ／ｖ・ｍ〕、厚さを２０〔μｍ〕とする。２は
感光体ドラム１の表面を均一かつ一様に帯電させる帯電
装置としての帯電ローラであって導電性のゴムから成
り、所定の圧力で感光体ドラム１に接触し、従動（連れ
回り）する。前記帯電ローラ２は、従動によって回転さ
せなくてもギヤなどで動力を受けるようにしてもよい。

【００１３】また、帯電ローラ２ではなく、ブラシなど
の固定型接触帯電器やコロナ放電帯電器などの非接触帯
電器も使用することもできる。本実施例の帯電ローラ２
は、電気抵抗が１０⁵〔Ω〕のものを使用したが、１０
⁰〜１０⁹〔Ω〕程度のものも使用することができる。
ここで電気抵抗は、帯電ローラ２と感光体ドラム１が接
触する部分（ニップ幅×長手方向長さの部分）と導電シ
ャフト２ａ間の電気抵抗をいう。２ｂは前記導電シャフ
ト２ａに電圧を供給するための電源である。

【００１４】３は感光体ドラム１の帯電させられた表面
に光を照射して静電潜像を形成する静電潜像書込装置で
ある。本実施例ではＬＥＤアレイを使用しているが、ほ
かにレーザビーム走査装置、液晶シャッタアレイ等を使
用することもできる。４は現像装置のトナー担持体を構
成する現像ローラであり、所定の圧力で感光体ドラム１
に接触し、矢印Ｂ方向に回転する。本実施例では導電性
ゴムローラを使用している。本実施例の現像ローラ４
は、電気抵抗が１０⁶〔Ω〕のものを使用したが、１０
⁰〜１０⁹〔Ω〕程度のものも使用することができる。
また、電気抵抗は前記帯電ローラ２と同様に定義され、
現像ローラ４と感光体ドラム１が接触する部分と導電シ
ャフト４ａ間の電気抵抗をいう。

【００１５】図示しない手段によって数十ミクロンに薄
層化された現像ローラ４上の現像剤、例えばトナーは、
現像ローラ４の回転に伴って感光体ドラム１との接触部
分である現像領域に入り、感光体ドラム１に付着させら
れ現像が行われて可視像を形成する。前記トナーは感光
体ドラム１の帯電極性と同極性の電荷を有し、静電潜像
書込装置３によって露光された部分にトナーを付着させ
る反転現像が行われる。４ｂは前記導電シャフト４ａに
電圧を供給するための電源であり、該電源４ｂによって
感光体ドラム１の画像部の電位と非画像部の電位の中間
の電位が、現像バイアスとして現像ローラ４に付与され
るようになっている。

【００１６】また、５は転写装置としての転写ローラで
あり、図示しない手段によって矢印Ｃ方向に搬送される
転写材６上に感光体ドラム１上のトナー像を転写する。
該転写ローラ５は、所定の圧力で感光体ドラム１に接触
し、従動する。また、転写装置として、実質的に同じ機
能を有する他の手段を使用してもよい。本実施例の転写
ローラ５は、電気抵抗が１０⁸〔Ω〕のものを使用した
が、１０⁰〜１０⁹〔Ω〕程度のものも使用することが
できる。また、電気抵抗は帯電ローラ２の場合と同様に
定義され、転写ローラ５と感光体ドラム１が接触する部
分と導電シャフト５ａ間の電気抵抗をいう。

【００１７】トナー像が転写された転写材６は感光体ド
ラム１から分離され、図示しない定着装置に搬送され、
定着が終了した後に印刷物として画像形成装置の外に排
出される。なお、５ｂは前記導電シャフト５ａに電圧を
供給する電源である。１０は転写工程が終了した後に感
光体ドラム１の表面に残留したトナーを回収するクリー
ニングローラであり、該クリーニングローラ１０は所定
の圧力で感光体ドラム１に接触し、従動する。該クリー
ニングローラ１０は導電性の発泡ウレタンスポンジで形
成されるが、その他の導電性の回転部材、例えば導電性
カーボンを含有したシリコーンゴムローラなどで形成す
ることもできる。本実施例のクリーニングローラ１０
は、電気抵抗が１０⁵〔Ω〕のものを使用したが、１０
⁰〜１０⁹〔Ω〕程度のものも使用することができる。
電気抵抗は、帯電ローラ２の場合と同様に定義され、ク
リーニングローラ１０と感光体ドラム１が接触する部分
と導電シャフト１０ａ間の電気抵抗をいう。１０ｂは導
電シャフト１０ａに電圧を供給する電源であり、図示し
ない制御手段によって電圧及びその極性が制御される。

【００１８】図２は本発明の実施例を示す画像形成装置
におけるクリーニングローラの第１の説明図である。図
において、１は感光体ドラム、５は転写ローラ、６は転
写材、１０はクリーニングローラである。前記クリーニ
ングローラ１０と接触する感光体ドラム１の表面の点ａ
が、次の画像形成プロセスの転写工程において点ａ´で
示すように転写材６と接触し、転写材６に転写を行う通
紙部に相当するとき、クリーニングローラ１０には残留
したトナーの電荷に対して逆極性の電圧が印加される。
なお、本実施例では、負帯電型のトナーを使用してお
り、残留したトナーの電荷の極性も負になる。そこで、
クリーニングローラ１０にプラスの極性の電圧が印加さ
れると、前記感光体ドラム１の表面に残留している前記
トナーがクリーニングローラ１０に付着させられる。

【００１９】したがって、感光体ドラム１の表面はクリ
ーニングされ、クリーニングされた点ａが転写工程にお
いて転写材６と接触するため、ポジ残像が発生すること
がない。図３は本発明の実施例を示す画像形成装置にお
けるクリーニングローラの第２の説明図である。

【００２０】図において、１は感光体ドラム、５は転写
ローラ、６は転写材、１０はクリーニングローラであ
る。前記クリーニングローラ１０と接触する感光体ドラ
ム１の表面の点ｂが、次の画像形成プロセスの転写工程
において点ｂ´で示すように転写材６間にあって転写ロ
ーラ５と直接接触し、転写材６への転写を行わない非通
紙部に相当するとき、クリーニングローラ１０には残留
したトナーの電荷と同極性の電圧が印加される。そこ
で、クリーニングローラ１０に電源１０ｂ（図１）から
負極性の電圧が印加されると、クリーニングローラ１０
に残留しているトナーが前記感光体ドラム１に付着させ
られる。

【００２１】したがって、クリーニングローラ１０の表
面に付着したトナーがそのまま堆積（たいせき）するこ
とがなく、クリーニングローラ１０のクリーニング特性
を良好な状態に維持することができる。なお、クリーニ
ングローラ１０からトナーが付着する点ｂは、転写工程
において転写材６と接触しないため、ポジ残像が発生す
ることはない。また、感光体ドラム１の表面に残留した
トナーは、現像工程において現像ローラ４に回収され
る。

【００２２】次に、前記構成の画像形成装置を用いて印
字を行った結果について説明する。トナーはスチレン−
アクリル共重合系のものを使用し、現像ローラ４上のト
ナー層の厚さを２５〔μｍ〕とした。この条件におい
て、転写効率ηを８０〔％〕以上としたとき、ベタ黒の
画像部のＩ．Ｄ．（画像濃度）は１．３以上であった。

【００２３】ここで、前記転写効率ηは、 η＝｛用紙上のＩ．Ｄ．／（用紙上のＩ．Ｄ．＋残留ト
ナーのＩ．Ｄ．）｝×１００〔％〕で定義される。図４は転写効率とポジ残像強度の関係を
示す図である。

【００２４】この場合、ポジ残像強度は、色彩色差計
（ミノルタカメラ株式会社製ＣＲ−２００）を使用し
て測定した正常部（ポジ残像のない用紙上の非画像部）
とポジ残像部のそれぞれの反射率の差で定義した。した
がって、このボジ残像強度が大きいほどポジ残像が多い
ということになる。前記転写効率ηが小さく、残留した
トナーの量が増加すると、前記クリーニングローラ１０
（図１）の有無に関係なくポジ残像は発生する傾向にあ
るが、ポジ残像の程度には大きな差がある。

【００２５】すなわち、クリーニングローラ１０が無い
場合、転写効率ηが約８０〔％〕以下になるとポジ残像
が発生し始める。温度や湿度が変化したり転写性のあま
りよくない厚紙などを転写材６として使用したとき、し
ばしば前記転写効率ηが約８０〔％〕を下回ってしま
う。すなわち、ポジ残像を抑制するに当たってマージン
が極めて小さくなり、実用性に問題が残る。

【００２６】また、クリーニングローラ１０が有る場
合、該クリーニングローラ１０に＋１５０〔Ｖ〕及び−
１５０〔Ｖ〕の電圧を転写工程のタイミングに合わせて
印加した場合、ポジ残像は転写効率ηが３５〔％〕以下
になると発生し始める。ところで、転写効率ηの値がこ
のように低い場合は、転写不良も極めて顕著に発生し、
ベタ黒の画像部のＩ．Ｄが不足したり、文字などのライ
ン画像にかすれが発生する。本実施例においては、実用
上転写不良が問題になると思われる転写効率ηの限界値
は６０〔％〕前後であった。すなわち、転写効率ηが６
０〔％〕未満になると、クリーニングローラ１０を装着
した場合でも、ポジ残像が発生する前の段階で転写不良
が発生する。したがって、クリーニングローラ１０を装
着することの意義は極めて大きい。

【００２７】図５はクリーニングローラへの印加電圧と
ポジ残像強度の関係を示す図である。この場合、クリー
ニングローラ１０（図１）への印加電圧は絶対値で示し
たが、次の画像形成プロセスにおける転写工程のタイミ
ングに合わせた印加電圧は、例えば＋１５０〔Ｖ〕及び
−１５０〔Ｖ〕であり、絶対値を等しくした。また、転
写効率ηは５０〔％〕に設定した。

【００２８】クリーニングローラ１０への印加電圧がゼ
ロのときでも、ポジ残像強度はクリーニングローラ１０
が無い場合に対して２〔％〕程度減少する。これは、残
留したトナーが機械的にクリーニングローラ１０によっ
て掻（か）き取られるためと考えられる。一方、クリー
ニングローラ１０に電圧を印加した場合、印加電圧が２
０〔Ｖ〕以上の値であればポジ残像は全く発生すること
なく、良好な印字が得られることが分かった。

【００２９】図６はネガ残像の抑制に対するクリーニン
グローラの効果を示す図である。前記クリーニングロー
ラ１０（図１）が無い場合、転写効率ηが８５〔％〕以
下になるとネガ残像が発生した。一方、ポジ残像は図４
に示すように転写効率ηが８０〔％〕以下で発生した。
このことから、ネガ残像はポジ残像より高い転写効率η
の下でも発生しやすいことが分かる。

【００３０】また、クリーニングローラ１０が有る場
合、印加電圧がゼロでもクリーニングローラ１０が無い
場合と比較してネガ残像の抑制に対しわずかに効果が認
められ、電圧が印加された場合（２０〔Ｖ〕以上）、転
写効率ηが３５〔％〕以上ではネガ残像の発生は全く認
められなかった。図４〜図６の結果を総合して考える
と、本実施例においては、残留したトナーに対して逆極
性の電圧をクリーニングローラ１０に印加することによ
って、残留したトナーはクリーニングローラ１０に完全
に回収され、クリーニングされていることが分かる。す
なわち、転写工程後にクリーニングローラ１０を通過し
た後、感光体ドラム１の表面にトナーは全く残留してい
ないことになる。

【００３１】また、クリーニングローラ１０に回収され
たトナーは、次の画像形成プロセスの転写工程とのタイ
ミングによって、残留したトナーに対して同極性の電圧
が印加されるか電圧がゼロにされることによって、感光
体ドラム１に戻され現像工程で回収される。このこと
は、転写効率ηを５０〔％〕に設定し、ベタ黒の画像の
印字を１万枚連続して行っても、残留したトナーがクリ
ーニングローラ１０からこぼれ落ちたり、飛散したりす
るような不具合が発生しなかったことによって確認され
た。

【００３２】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電
装置と、帯電させられた像担持体の表面に静電潜像を形
成する静電潜像書込装置と、前記像担持体に接触して配
設され、現像剤による可視像を形成する現像装置と、前
記可視像を転写材に転写する転写装置を有する。

【００３４】前記像担持体に接触して導電性の回転部材
が配設され、転写工程後の像担持体の表面に残留した現
像剤を回収する。該回転部材に電圧を印加するために電
源が設けられる。該電圧は制御手段によって制御され、
前記像担持体の回転部材と接触する部分が次の転写工程
において転写材と接触する通紙部に相当するときには残
留した現像剤に対して逆極性とされ、前記像担持体の回
転部材と接触する部分が次の転写工程において転写材と
接触しない非通紙部に相当するときにはゼロ又は現像剤
に対して同極性とされる。

【００３５】したがって、像担持体の通紙部に相当する
部分が回転部材と接触する場合には、像担持体の表面の
現像剤が回転部材に付着させられて回収される。したが
って、クリーニングされた通紙部が転写工程において転
写材と接触するため、ポジ残像が発生することがない。
また、残留した現像剤による遮光作用によって露光が不
足することがなくなるので、現像工程において十分な現
像剤が像担持体に付着するため、ネガ残像が発生するこ
とがなくなる。

【００３６】また、像担持体の非通紙部に相当する部分
が回転部材と接触する場合には、回転部材上の現像剤が
像担持体に付着させられる。したがって、回転部材の表
面に付着した現像剤がそのまま堆積することがなく、回
転部材のクリーニング特性を良好に維持することができ
る。なお、非通紙部は転写材と接触しないため、ポジ残
像が発生することはない。

【００３７】このように、ポジ残像やネガ残像が発生す
ることがなくなるので、画像品位を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す画像形成装置の概略図で
ある。

【図２】本発明の実施例を示す画像形成装置におけるク
リーニングローラの第１の説明図である。

【図３】本発明の実施例を示す画像形成装置におけるク
リーニングローラの第２の説明図である。

【図４】転写効率とポジ残像強度の関係を示す図であ
る。

【図５】クリーニングローラへの印加電圧とポジ残像強
度の関係を示す図である。

【図６】ネガ残像の抑制に対するクリーニングローラの
効果を示す図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２帯電ローラ３静電潜像書込装置４現像ローラ５転写ローラ６転写材１０クリーニングローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者酒井雅人東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）像担持体と、（ｂ）該像担持体の
表面を帯電させる帯電装置と、（ｃ）帯電させられた像
担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像書込装置
と、（ｄ）前記像担持体に接触して配設され、現像剤に
よる可視像を形成する現像装置と、（ｅ）前記可視像を
転写材に転写する転写装置と、（ｆ）前記像担持体に接
触して配設され、転写工程後の像担持体の表面に残留し
た現像剤を回収する導電性の回転部材と、（ｇ）該回転
部材に電圧を印加する電源と、（ｈ）前記回転部材に印
加される電圧を、前記像担持体の回転部材と接触する部
分が次の転写工程において転写材と接触する通紙部に相
当するときには、残留した現像剤に対して逆極性とし、
前記像担持体の回転部材と接触する部分が次の転写工程
において転写材と接触しない非通紙部に相当するときに
はゼロ又は現像剤に対して同極性とする制御手段を有す
ることを特徴とする画像形成装置。