JPH09185303A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性トナーに併せて非磁性トナーを使用する
系の画像形成装置において、クリーニング性能を良好に
維持しつつ、クリーニング装置内部での非磁性トナーの
過剰飛散を防止する。 【解決手段】 クリーニングブレード９２と、感光体１
の回転方向上流にクリーニングローラ９１とを設け、更
にクリーニングローラ９１に近接して非磁性トナー回収
用電極ローラー９３を設け、クリーニングローラ９１と
電極ローラー９３との間にバイアスを印加する。これに
より、磁性トナーはクリーニングローラ９１のスクレー
パにより回収し、非磁性トナーは非磁性トナー回収用電
極ローラー９３側に引き寄せた後、下方に落下させ回収
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機、情報記録装置等とされる磁性トナー及び非磁性ト
ナーを用いる画像形成装置に関し、感光体上に形成され
た潜像を現像剤によって顕画像化した現像剤像を転写紙
に転写した後、感光体表面に残留した現像剤を回収する
クリーニング装置に特徴を有する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置における感
光体等のクリーニング装置においては、クリーニングブ
レードと、クリーニングブレードの感光体回転方向上流
側、且つトナー被付着体である感光体と平行に、クリー
ニング補助部材としてスポンジローラー、ブラシローラ
ー、磁気ブラシローラー（マグネットローラー）等のク
リーニングローラーとが起用されている。

【０００３】クリーニングローラーの作用としては、感
光体との摺擦により、感光体上の転写残トナーを拭き取
ることと共に、感光体への適度なトナー塗布によりクリ
ーニングブレードへトナーの供給を行なうことである。
供給トナーはクリーニングブレードと感光体との摺擦力
を抑え、クリーニングブレードにかかる負荷を軽減して
クリーニングブレードの当接が常に均一に保たれるよう
に働く。

【０００４】上記クリーニングローラーのうち磁性トナ
ー系のクリーニング装置として、（１）クリーニング性
が高い、（２）長期に亙ってローラーの劣化が少ない、
（３）感光体の摩耗量が少量である等の理由から、マグ
ネットローラーに磁性体粒子を塗布した磁気ブラシロー
ラーが用いられる場合がある。

【０００５】この磁気ブラシローラーの特徴を生かした
系として、磁性体粒子として主に現像に用いられる磁性
トナーと、この磁性トナーに併せて非磁性トナーとを用
いる系がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの系に
おいて、装置の使用初期にはマグネットローラー上に磁
性トナーが付着することで形成される磁気ブラシ（トナ
ーブラシ）により非磁性トナーもクリーニングされる
が、長期間の装置使用によって磁気ブラシの隙間に非磁
性トナーがある程度詰まってくると、磁気ブラシによる
クリーニング性能が低下する。

【０００７】更には、磁気ブラシの間の非磁性トナーが
マグネットローラーによる磁気拘束力を受けないため、
クリーニング装置内部で過剰飛散が発生することがあ
る。

【０００８】従って、本発明の目的は、磁性トナーに併
せて非磁性トナーを使用する系の画像形成装置におい
て、クリーニング性能を良好に維持しつつ、クリーニン
グ装置内部での非磁性トナーの過剰飛散を防止できる画
像形成装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
静電潜像が形成される感光体と、静電潜像を磁性トナー
及び非磁性トナーにより顕像化しトナー像とする現像装
置と、トナー像を転写する転写装置と、転写後の前記感
光体上に残留した磁性トナー及び非磁性トナーを清掃す
るクリーニング装置とを有し、前記クリーニング装置
が、磁界発生手段を内包し表面が導電性の円筒体を有す
る第１のクリーニング手段と、前記感光体に当接したブ
レード状の第２のクリーニング手段とを備え、第１のク
リーニング手段が前記円筒体に付着した磁性トナーによ
って前記残留した磁性トナー及び非磁性トナーを剥ぎ取
り、更に第２のクリーニング手段によって磁性トナー及
び非磁性トナーを完全に除去する画像形成装置におい
て、第１クリーニング手段に近接して導電部材が設けら
れており、第１クリーニング手段と前記導電部材との間
にバイアスが印加されていることを特徴とする画像形成
装置である。

【００１０】前記磁性トナーと非磁性トナーは共に同極
性に帯電することが好ましい。前記円筒体は接地されて
いることが好ましい。前記円筒体にＡＣバイアスが印加
されていることが好ましい。

【００１１】前記磁界発生手段が回転することが好まし
い。別の態様によれば、前記円筒体が回転することが好
ましい。

【００１２】前記円筒体にスクレーパーが近接してお
り、前記スクレーパーが前記円筒体上のトナー層厚を規
制していることが好ましい。前記導電部材は非磁性であ
ることが好ましい。前記導電部材は回転体であることが
好ましい。前記導電部材にスクレーパーが当接している
ことが好ましい。別の態様によれば、前記導電部材が電
極板であることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１４】実施例１ 図２に、本発明に係る２色画像形成装置の一実施例が示
される。同図において、感光体（感光ドラム）１は、円
筒状の導電基体上に光導電層を設けたもので、図中矢印
方向に回転自在に軸支されている。そして、感光ドラム
１の周囲には、その回転方向に沿って順に感光ドラム１
の表面を均一に帯電する第１スコロトロン帯電器２、第
１静電潜像にトナーを付着させて第１トナー像を形成す
る第１現像装置３、第１トナー像を担持した後の感光ド
ラム１を帯電する第２スコロトロン帯電器４、第２静電
潜像をトナーを付着させて第２トナー像を形成させる第
２現像装置５、感光ドラム１上に形成された色重ね像を
再帯電し、色重ね像の帯電量を上げる再帯電器６、感光
ドラム１上に形成された色重ね像を転写紙上に転写する
コロナ転写帯電器７、転写紙を感光ドラム１から分離す
るために転写紙を帯電するコロナ分離帯電器８、感光ド
ラム１上に形成された色重ね像の転写残トナーを感光ド
ラム１表面より除去するクリーニング装置９を備えてい
る。

【００１５】本実施例において現像剤（トナー）には平
均粒径が平均粒径８μｍの非磁性ポジトナーと６μｍの
磁性ポジトナーとを用いた。第１現像装置３に平均粒径
８μｍの非磁性ポジトナーを、第２現像装置５に平均粒
径６の磁性ポジトナーを使用した。尚、本実施例に使用
した２色画像形成装置の転写工程を経た感光ドラム上残
トナーは転写前の感光ドラム１上のトナーの約１０％に
相当した。

【００１６】上記の２色画像形成装置において、感光ド
ラム１の表面が第１スコロトロン帯電器２により均一に
帯電され、画像信号に対応した第１露光光Ｌ₁ により露
光されて第１静電潜像が形成される。第１静電潜像は、
第１現像装置３により非磁性ポジトナーが付着されて第
１トナー像が形成される。次いで、第２スコロトロン帯
電器４により第１トナー像を担持した後の感光ドラム１
が帯電され、第２露光光Ｌ₂ により第２静電潜像が形成
される。第２静電潜像は、第２現像装置５により第１ト
ナー像に重ねて磁性ポジトナーが付着されて第２トナー
像が形成される。

【００１７】第１及び第２トナーの色重ね像は、再帯電
器６により帯電量を上げられた後、給送されてきた転写
紙にコロナ転写帯電器７により転写される。色重ね像が
転写された転写紙は、コロナ分離帯電器８により分離さ
れた後、定着器１０に送られ、転写像が定着される。

【００１８】感光ドラム１は、表面上に形成された色重
ね像の転写残トナーがクリーニング装置９により除去さ
れ、次の画像形成工程に供される。

【００１９】以下に本発明の特徴部分であるクリーニン
グ装置９の構成について、図１により説明をする。

【００２０】クリーニング装置９は、磁束密度１０００
ガウスの極を８つ有するスリーブからなるクリーニング
ローラー（マグネットローラー）９１と、ポリウレタン
ゴムからなるクリーニングブレード９２とを備えてい
る。

【００２１】クリーニングローラー９１はスリーブ表面
がＦＧＢ３００番で表面処理された径がφ２５ｍｍのＳ
ＵＳの素管９１ａと、その内に内包されたマグネット９
１ｂとから構成されている。スリーブの素管９１ａは対
感光ドラム周速８０％で順方向に回転し、内包されてい
る磁界発生手段であるマグネット９１ｂは固定されてい
る。感光ドラム１とクリーニングローラー９１のギャッ
プは０．２ｍｍに設定する。尚、スリーブの素管９１ａ
は接地されている。

【００２２】クリーニングブレード９２は硬度が７３
度、長さが３３０ｍｍ、巾が２０ｍｍ、厚さが３ｍｍで
感光ドラム１への侵入量は０．５ｍｍである。

【００２３】クリーニングローラー９１の近接位置にク
リーニングローラー９１上のトナーの層厚規制を目的と
した第１スクレーパー９５がクリーニングローラーと
０．４ｍｍのギャップをもって近接している。

【００２４】また、クリーニングローラー９１の近傍に
非磁性トナー回収用電極ローラー９３がクリーニングロ
ーラー９１と０．５ｍｍのギャップをもって配置され、
非磁性トナー回収用電極ローラー９３には非磁性トナー
を除去するための第２スクレーパー９６がクリーニング
ローラー９１の略反対側にカウンターで当接してある。

【００２５】非磁性トナー回収用電極ローラー９３は非
磁性体であり、クリーニングローラー９１に対して順方
向１０％の周速で回転している。また、非磁性トナー回
収用電極ローラー９３に図中に記していない電源によ
り、ＤＣ成分４００Ｖ、ＡＣ成分はピークツーピークで
４ｋＶ、周波数１．５ｋＶのバイアスが印加されてい
る。

【００２６】非磁性トナー回収用電極ローラー９３の下
方には廃トナー搬送スクリュー９４が配置され、第１ス
クレーパー９５と第２スクレーパー９６とによって掻き
落とされたトナー、及びクリーニングローラー９１と非
磁性トナー回収用電極ローラー９３の間で落下したトナ
ーは、廃トナー搬送スクリュー９４によってクリーニン
グ装置９から排出される。

【００２７】クリーニングローラー９１、非磁性トナー
回収用電極ローラー９３及び廃トナー搬送スクリュー９
４はコピー動作と同期して回転し、非磁性トナー回収用
電極ローラー９３へのバイアス印加は非磁性トナー回収
用電極ローラー９３の回転と同期して行なわれる。尚、
クリーニングローラー９１へは装置使用前に磁性トナー
の塗布がなされ、装置の使用初期からクリーニングロー
ラー９１上に磁気ブラシが形成され、磁気ブラシが感光
ドラム１と長手方向全域に亙って適当なニップを持って
当接している状態にする。

【００２８】クリーニング装置に侵入する転写残トナー
（非磁性トナー及び磁性トナー）の重量当りの静電荷量
は共に２μＣ／ｇであった。それらがクリーナー内部に
入り込み、磁性トナーはクリーニングローラー９１上に
磁気吸引力で拘束されて、回転しているスリーブ９１ａ
上で帯電させられる。その静電荷量としては約６μＣ／
ｇまで帯電する。これに対して非磁性トナーは磁性トナ
ーによって形成される磁気ブラシの穂に掻き取られるこ
とで、感光ドラム表面より除去され、非磁性トナーは磁
気ブラシの穂の間で、撹拌され電荷付与させられる。し
かし、この撹拌は非磁性トナーの受けるそれよりも小さ
く、静電荷量としては約５μＣ／ｇまで帯電される。

【００２９】磁性トナーは非磁性トナー回収用電極ロー
ラー９３とクリーニングローラー９１の間を往復運動
し、基本的にはクリーニングローラー９１上に回収さ
れ、クリーニングローラー９１に近接している第１スク
レーパー９５のみによって掻き落とされる。掻き落とさ
れたトナーは廃トナー搬送スクリュー９４によって回収
され、クリーニング装置９から排出される。

【００３０】非磁性トナーについては、クリーニングロ
ーラー９１に近接している第１スクレーパー９５によっ
て掻き落とされ、磁性トナーと同様にクリーニング装置
９から排出されるものもあるが、基本的には非磁性トナ
ー回収用電極ローラー９３上に付着するものと、クリー
ニングローラー９１と非磁性トナー回収用電極ローラー
９３の間を往復運動しつつ、最終的にトナーの自重によ
って廃トナー搬送スクリュー９４上に落下するものと、
非磁性トナー回収用電極ローラー９３上に付着するもの
とがある。

【００３１】非磁性トナー回収用電極ローラー９３上に
付着するトナーはトナーの静電気力による非磁性トナー
回収用電極ローラー９３に対する鏡映力によって付着す
るが、このトナーは非磁性トナー回収用電極ローラー９
３に当接されている第２スクレーパー９６によって掻き
落とされ、最終的に廃トナー搬送スクリュー９４上に落
下する。

【００３２】上記構成のクリーニング装置において、非
磁性トナー回収用電極ローラー９３を取外したとき及び
取付けたときのクリーニング性と、クリーニングローラ
ー９１に当接している第１スクレーパー９５により回収
されたトナー及び非磁性トナー回収用電極ローラー９３
に当接している第２スクレーパー９６により回収された
トナーの磁性トナー及び非磁性トナーの割合とを測定し
た。なお、回収されたトナーの磁性トナーと非磁性トナ
ーの割合を測定するにあたっては、測定の便宜上、図３
に示してある構成を用いた。これは上記の構成に非磁性
トナー用遮蔽板９７と磁性トナー用受け皿９８とを付設
したもので、耐久実験終了後に第１スクレーパー９５に
より回収されたトナーと第２スクレーパー９６により回
収されたトナーと各々別々に回収することができる。

【００３３】尚、耐久実験では２色共に画像比率が６％
であるＡ４サイズ原稿を３０００枚コピーした。

【００３４】上記実験結果を下記の表１及び表２に示
す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】上記実験結果より、本実施例の構成によっ
て、磁性トナーに合わせて非磁性トナーを使用する系に
おいて、上記磁気ブラシによるクリーニング性能を維持
しながら、非磁性トナーが引き起こすクリーニング不良
を防止でき、更にクリーニング装置内の過剰飛散を防止
できることが明らかになった。

【００３８】実施例２ 次に本発明に係るクリーニング装置の実施例２について
説明する。本実施例のクリーニング装置は、図１と略同
一の構成において、非磁性トナー回収用電極ローラー９
３に印加するバイアスをＤＣ７００Ｖのみにし、クリー
ニングローラー９１はスリーブ９１ａを固定し、内包さ
れているマグネット９１ｂの対感光ドラムの周速を１２
０％とし順方向回転としている。

【００３９】クリーニングローラー９１が非磁性トナー
回収用電極ローラー９３と対向している位置において、
非磁性トナーはクリーニングローラー９１から非磁性ト
ナー回収用電極ローラー９３へ一方的に飛翔し、磁性ト
ナーは、クリーニングローラー９１と非磁性トナー回収
用電極ローラー９３の間を往復運動し、クリーニングロ
ーラー９１と非磁性トナー回収用電極ローラー９３と対
向している位置を過ぎるときには回転するマグネット９
１ｂの磁気作用によりクリーニングローラー９１に戻
る。

【００４０】上記の構成により、実施例１の構成による
ものと同等の効果が得られた。

【００４１】実施例３ 次に本発明に係るクリーニング装置の実施例３について
説明する。本実施例のクリーニング装置は、図１に示し
た構成において、クリーニングローラー９１に対向して
いるスクレーパー９５を取外し、非磁性トナー回収用電
極ローラー９３には図中に記していない電源によりＤＣ
成分７００Ｖ、ＡＣ成分はピークツーピークで４ｋＶ、
周波数１．５ｋＨｚのバイアスを印加することにより、
クリーニングローラー９１上の磁気ブラシの層厚を０．
４ｍｍに層厚規定することができた。

【００４２】これはクリーニングローラー９１が非磁性
トナー回収用電極ローラー９３と対向している位置にお
いて、磁性トナーがクリーニングローラー９１と非磁性
トナー回収用電極ローラー９３の間を往復運動し、クリ
ーニングローラー９１が非磁性トナー回収用電極ローラ
ー９３と対向している位置を過ぎるときにはクリーニン
グローラー９１上の磁性トナーのうち、非磁性トナー回
収用電極ローラー９３とクリーニングローラー９１間の
電界から受ける非磁性トナー回収用電極ローラー９３へ
の吸引力がクリーニングローラー９１に内包されている
マグネット９１ｂの磁気的拘束力よりも勝るクリーニン
グローラー９１から０．４ｍｍ以上離れた領域の磁性ト
ナーが非磁性トナーと同様の挙動を示し、クリーニング
ローラー９１から非磁性トナー回収用電極ローラー９３
へ回収されることにより、非磁性トナーの回収と、クリ
ーニングローラー９１上の磁性トナーの層厚規制が同時
に行なわれることによる。

【００４３】上記の構成により、クリーニング不良、廃
トナーのボタ落ちに対しては実施例１の構成のものと同
等の効果が得られた。なお、実施例１と同等の実験を行
なったときの第２スクレーパー９６により回収されたト
ナーの量は下記の表３の通りである。

【００４４】

【表３】

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
よる画像形成装置は、感光体のクリーニング装置におけ
る第１クリーニング手段に近接して導電部材が設けら
れ、第１クリーニング手段と前記導電部材との間にバイ
アスが印加されていることにより、クリーニング性能を
良好に維持しつつ、クリーニング装置内部での非磁性ト
ナーの過剰飛散を防止でき、感光体の長寿命化を達成で
き、且つ良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が具現化されるクリーニング装置の一例
を示す概略図である。

【図２】本発明が具現化される２色画像形成装置の一例
を示す概略図である。

【図３】実施例１及び３の実験に使用したクリーニング
装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ３ 第１の現像装置 ５ ２の現像装置 ７ 転写装置 ９ クリーニング装置 ９１ クリーニングローラ（第１のクリーニング手
段） ９１ａ スリーブ（回転体） ９１ｂ マグネット（磁界発生手段） ９２ ブレード（第２のクリーニング手段） ９３ 非磁性トナー回収用電極ローラー（導電部材） ９５ 第１スクレーパー ９６ 第２スクレーパー

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像が形成される感光体と、静電潜
   像を磁性トナー及び非磁性トナーにより顕像化しトナー
   像とする現像装置と、トナー像を転写する転写装置と、
   転写後の前記感光体上に残留した磁性トナー及び非磁性
   トナーを清掃するクリーニング装置とを有し、前記クリ
   ーニング装置が、磁界発生手段を内包し表面が導電性の
   円筒体を有する第１のクリーニング手段と、前記感光体
   に当接したブレード状の第２のクリーニング手段とを備
   え、第１のクリーニング手段が前記円筒体に付着した磁
   性トナーによって前記残留した磁性トナー及び非磁性ト
   ナーを剥ぎ取り、更に第２のクリーニング手段によって
   磁性トナー及び非磁性トナーを完全に除去する画像形成
   装置において、 第１クリーニング手段に近接して導電部材が設けられて
   おり、第１クリーニング手段と前記導電部材との間にバ
   イアスが印加されていることを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記磁性トナーと非磁性トナーが共に同
   極性に帯電することを特徴とする請求項１の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記円筒体が接地されていることを特徴
   とする請求項１又は２のクリーニング装置。
4. 【請求項４】 前記円筒体にＡＣバイアスが印加されて
   いることを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装
   置。
5. 【請求項５】 前記磁界発生手段が回転することを特徴
   とする請求項１、２又は３の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記円筒体が回転することを特徴とする
   請求項１、２、３又は４の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記円筒体にスクレーパーが近接してお
   り、前記スクレーパーが前記円筒体上のトナー層厚を規
   制していることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれ
   かひとつの画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記導電部材が非磁性であることを特徴
   とする請求項１〜７のうちいずれかひとつの画像形成装
   置。
9. 【請求項９】 前記導電部材が回転体であることを特徴
   とする請求項１〜８のうちいずれかひとつの画像形成装
   置。
10. 【請求項１０】 前記導電部材にスクレーパーが当接し
    ていることを特徴とする請求項８のクリーニング装置。
11. 【請求項１１】 前記導電部材が電極板であることを特
    徴とする請求項１〜８のうちいずれかひとつのクリーニ
    ング装置。