JPH10282855A

JPH10282855A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10282855A
Application number: JP9092307A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nishi; 正之西
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電ブラシに保持されているトナーを効率よ
く感光体に戻すことができる構成を提供する。【解決手段】感光体１２の周囲に、帯電ブラシ１６
と、感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像する
現像装置２０とを有し、画像形成時に感光体上の未転写
トナーを回転ブラシに回収し、非画像形成時に回転ブラ
シに保持されている未転写トナーを感光体に戻すと共に
感光体に戻された未転写トナーを現像装置に回収するよ
うにした画像形成装置において、非画像形成時における
回転ブラシの回転速度を、画像形成時における上記回転
ブラシの回転速度よりも遅くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、資源の有効利用を図るために、電
子写真式画像形成装置として、未転写のトナーを現像装
置に回収して再利用するトナー再生型画像形成装置が提
案されている。このトナー再生型画像形成装置には種々
の形態のものがあるが、その一つとして感光体の帯電手
段として感光体と接触しながら回転するブラシを用い、
画像形成時に該回転ブラシで未転写トナーを回収し（一
次回収）、非画像形成時に回転ブラシから未転写トナー
を放出して現像装置に回収する（二次回収）ものがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
転ブラシを用いた再生型画像形成装置では、二次回収時
に回転ブラシから効率よくトナーを放出できず、そのた
めに画像形成時に感光体の帯電不良を招来したり、回転
ブラシに溜まったトナーがある時急に吹き出して周囲に
飛散して周辺機器を汚染したり最終画像上に汚れを生じ
るという問題があった。

【０００４】そこで、本発明は、回転ブラシから効率よ
くトナーを放出でき、これにより周辺機器の汚染や画像
の汚れを防止できるトナー再生型画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、感光体と、該感光体に接触しながら回転
する導電性の回転ブラシとを有し、画像形成時に上記回
転ブラシを回転しながら感光体を帯電させる画像形成装
置において、非画像形成時における所定の時間上記回転
ブラシの回転速度を画像形成時のそれよりも遅くしたも
のである。

【０００６】本発明の他の形態では、回転ブラシは感光
体上の未転写トナーを回収する第１の機能と、回収した
未転写トナーを感光体上に戻す第２の機能とを有し、上
記第２の機能を実行する際に、回転ブラシの回転速度を
遅くしている。

【０００７】本発明の別の形態では、回転ブラシの回転
速度の切替は、画像形成装置によって印刷される画像の
白黒比に応じて選択的に行われる。

【０００８】

【発明の効果】上記発明では帯電ブラシが低速状態に切
り替えられると、帯電ブラシと感光体との接触時間が長
くなり、ブラシに付着しているトナーが効率よく感光体
に奪われる。また、ブラシ間には画像形成時よりも時間
的に長く隙間が形成されるので、ブラシの深部にあるト
ナーも効率よく感光体上に落下して回収される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の好適な実施形態を説明する。図１は、画像形成装置
に含まれる構成のうち本発明に特に関係する構成だけを
示し、画像形成装置１０には感光体１２が含まれてい
る。感光体１２としては、本実施形態ではドラム形式の
感光体が使用されているが、回転式の感光体であればい
かなる形態の感光体も使用可能である。この感光体１２
は図示しないモータに駆動連結されており、矢印１４方
向に一定の速度（Ｖ）で回転するようにしてある。感光
体１２の周囲には、周知の電子写真式画像形成プロセス
を実施するために、帯電ブラシ１６、露光装置１８、現
像装置２０、転写装置２２が配置されている。

【００１０】帯電ブラシ（回転ブラシ）１６は、図２に
示すように、導電性材料からなる芯金２４とこの芯金２
４の周囲に植毛されたブラシ２６とからなり、感光体１
２と平行に且つ感光体１２の外周面にブラシ２６の毛先
を接触させて配置されている。また、帯電ブラシ１６は
図示しないモータに駆動連結されており、感光体１２と
の接触部において感光体１２と同方向にブラシ２６の毛
先が移動しながら矢印２８方向に回転駆動するようにし
てある。なお、帯電ブラシ１６の回転速度は後述するよ
うに２段階に切り替えできるようにしてあり、非画像形
成時には画像形成時よりも低速で回転するようにしてあ
る。さらに、帯電ブラシ１６は電源３０に電気的に接続
されており、この電源３０から帯電ブラシ１６に電圧を
印加することにより、感光体１２が対応する電圧に帯電
される。

【００１１】露光装置１８はレーザ発生装置で構成され
ている。しかし、露光装置１８はレーザ発生装置を含む
ものに限らず、複写機で主に利用されている反射光学系
や、多数の発光素子を感光体１２の軸方向に配列したも
のであってもよい。

【００１２】現像装置２０は、感光体１２に対向する部
材（例えば、現像スリーブ３２）に粉体トナーを保持す
ると共に、このトナーを感光体１２に接触させるように
したものであれば、いかなる形態のものであってもよ
い。

【００１３】転写装置２２は転写ローラで構成されてい
る。しかし、転写装置２２はこれに限るものでなく、周
知のあらゆる転写装置、例えばコロナ放電式転写装置な
どが適用可能である。

【００１４】以上の構成を有する画像形成装置１０を用
いて画像を形成する場合、感光体１２は矢印１４方向に
一定速度で回転する。また、帯電ブラシ１６は感光体１
２の周速の２〜５倍の周速でもって矢印２８方向に回転
すると共に、帯電ブラシ１６には所定の電圧が印加され
る。その結果、感光体１２の外周面が所定の電位（本実
施形態では負極性）に帯電される。なお、帯電ブラシ１
６に印加する電圧は、例えば、Ｖｃｍａｘ＝−１２００
〜−１５００Ｖ、Ｖｐ−ｐ＝６００〜１２００Ｖ、周波
数２０〜２００Ｈの交流が好適に用いられる。

【００１５】次に、帯電された感光体１２には露光装置
１８からレーザが露光されて、再生すべき画像に対応し
た静電潜像が形成される。

【００１６】続いて、感光体１２上の静電潜像は現像装
置２０によりトナー像として可視像化される。本実施形
態では所謂反転現像プロセスが用いられており、感光体
１２の露光部（すなわち、静電潜像の電位減衰部）に負
極性に帯電したトナーを付着させることによりトナー像
が形成される。また、現像スリーブ３２には現像バイア
スが印加されており、この現像バイアスと感光体帯電電
位との電位差に基づいて、カブリが防止される。

【００１７】このようにして形成されたトナー像は、転
写装置２２と感光体１２との対向部において、矢印３４
方向から搬送されてくるシート基材３６（例えば、紙、
フィルムシート）に転写される。トナー像が転写された
シート基材３６は、図示しない定着装置に搬送され、こ
こでトナー像が定着されて所定の排出部（図示せず）に
排出される。

【００１８】感光体１２上に形成されたトナー像はすべ
てシート基材３６に転写されず、一部のトナー（例え
ば、トナー像に含まれるトナーの約１０％）は感光体１
２上に残留する。残留したトナーは、感光体１２の回転
と共に帯電ブラシ１６と感光体１２との接触部に搬送さ
れ、ここで一部は帯電ブラシ１６の物理的な掻き取り力
によりブラシ２６内に取り込まれる（一次回収）。帯電
ブラシ１６に掻き取られずに感光体１２上に残留するト
ナーは、帯電ブラシ１６との接触により分散され、帯電
ブラシ１６に接触する前に残留トナーで形成されていた
残像が消去される。また、帯電ブラシ１６に掻き取られ
ずに感光体１２上に残留するトナーは、感光体１２の回
転と共にレーザ露光部に進むが、上述のように残留トナ
ーは分散されているので、レーザを遮って露光不良を招
来することはない。

【００１９】また、感光体１２に残留するトナーには、
正規の極性（本実施形態では負極性）に帯電しているト
ナーだけでなく、逆の極性（正極性）に帯電しているト
ナーも含まれ、この正極性トナーも帯電ブラシ１６に掻
き取られて回収される。

【００２０】上記画像形成動作が継続されると、帯電ブ
ラシ１６にトナーが堆積する。また、トナーは一般に絶
縁性を有する。そのため、帯電ブラシ１６と感光体１２
との間がトナーによって絶縁され、帯電不良や残留トナ
ーの回収不良を発生する。そこで、画像形成動作の前
後、例えば画像形成動作の開始前や終了後、また複数の
画像形成動作を連続する場合には所謂像間時に、帯電ブ
ラシ１６に堆積したトナーを放出させて現像装置２０に
回収する処理（二次回収）が必要となる。

【００２１】また、二次回収を効率的に行うには、帯電
ブラシ１６に堆積しているトナーを効果的に放出するこ
とが必要である。そのために、本発明の画像形成装置で
は、画像形成時には感光体１２の周速の２〜５倍の速度
で回転している帯電ブラシの回転速度を、非画像形成時
すなわち二次回収時には感光体１２の周速よりも遅くし
ている。これにより、帯電ブラシ１６における各ブラシ
２６と感光体１２との接触時間が長くなると共に、各ブ
ラシ２６の反発弾性効果が高まる。その結果、毛先に付
着しているトナーが効率よく感光体１２に奪われると共
に、ブラシ２６の内部にあるトナーがブラシ２６間に形
成された隙間から容易に感光体１２上に落下する。

【００２２】帯電ブラシ１６の周速を可変する機構を図
３、４に示す。これらの図において、周速可変機構４０
は、軸４２に取り付けた駆動ギヤ４４と、帯電ブラシ１
６の軸４６に固定された帯電ギヤ４８とを備えている。
駆動ギヤ４４の回転を帯電ギヤ４８に伝達するために、
駆動ギヤ４４の軸４２には切替レバー５０が揺動自在に
連結されている。切替レバー５０は、画像形成時（一次
回収時）に帯電ブラシ１６に回転を伝える一次ギヤ５２
を一端側に回動自在に備え、非画像形成時（二次回収
時）に帯電ブラシに回転を伝える二次ギヤ５４を他端側
に回動自在に備えている。一次ギヤ５２は、その外周部
だけにギヤ部を有する通常のギヤで、図３に示すよう
に、ソレノイド５６などの駆動手段によって、一次回収
時に駆動ギヤ４４と帯電ギヤ４８に噛合して駆動ギヤ４
４の回転（周速）をそのまま帯電ギヤ４８に伝えること
ができる。一方、二次ギヤ５４は大径ギヤ部５８と小径
ギヤ部６０を有し、図４に示すように、ソレノイド５６
を切り替えることによって、大径ギヤ部５８を駆動ギヤ
４４に噛合すると共に小径ギヤ部６０を帯電ギヤ４８に
噛合し、大径ギヤ部５８と小径ギヤ部６０のギヤ比に応
じて、二次回収時に帯電ギヤ４８の周速を減速できる。

【００２３】帯電ブラシ１６に付着しているトナーを現
像装置２０に回収する（二次回収）動作について説明す
る。二次回収時、周速切替機構のソレノイド５６を駆動
して、図３に示す状態から図４に示す状態に駆動を切り
替え、帯電ブラシ１６の周速を低速状態に設定する。同
時に、帯電ブラシ１６に印加する電圧を直流（負極性）
の最大値に切り替える。この電圧切替により感光体１２
の表面電位は画像形成時よりも−１００〜−３００Ｖ高
圧に帯電される。その結果、帯電ブラシ１６から感光体
１２に向かって正の電界が形成されて、帯電ブラシ１６
に付着している負帯電トナーが感光体１２に放出され
る。なお、上述のように、二次回収時に帯電ブラシ１６
は低速状態に切り替えられるので、帯電ブラシ１６と感
光体１２との接触時間が長くなり、ブラシ２６に付着し
ているトナーが効率よく感光体１２に奪われる。また、
ブラシ２６間には画像形成時よりも時間的に長く隙間が
形成されるので、ブラシ２６の深部にあるトナーも効率
よく感光体１２上に落下する。

【００２４】帯電ブラシ１６から感光体１２に放出され
たトナーは、感光体１２の回転にしたがって現像装置２
０と感光体１２との対向部に搬送される。このとき、現
像スリーブ３２には−２００〜−４００Ｖの現像バイア
スが印加される。その結果、感光体１２から現像スリー
ブ３２に向かって正の電界が形成され、負帯電トナーは
現像スリーブ３２に回収される。

【００２５】以上の処理が所定時間行われることによ
り、帯電ブラシ１６から相当量のトナーが放出される。
また、帯電ブラシ１６からトナーが放出されるにしたが
って、帯電ブラシ１６は本来の帯電性を取り戻す。そこ
で、感光体１２の表面電位が十分に高電位に安定した時
点で、帯電ブラシ１６への印加電圧を０Ｖ近傍に落と
す。このとき、感光体１２から帯電ブラシ１６に放電が
生じて、感光体１２の表面は−４００Ｖ程度に電位が減
衰する。その結果、感光体１２から帯電ブラシ１６に向
かって正の電界が形成され、正帯電トナーが帯電ブラシ
１６から感光体１２に放出される。

【００２６】帯電ブラシ１６から放出された正帯電トナ
ーは、感光体１２の回転にしたがって現像装置２０と感
光体１２の対向部に搬送される。このとき、現像スリー
ブ３２上の負帯電トナーが感光体１２（−４００Ｖ）に
付着するのを防止するために、現像バイアスは＋１００
Ｖに切り替えられる。そのため、この時点では感光体１
２から現像スリーブ３２に向けて正の電界が形成されて
おり、正帯電トナーは現像スリーブ３２に回収されるこ
とがない。次に、正帯電トナーは転写装置２２との対向
部を通過する。このとき、転写ローラを使用した転写装
置２２であれば、転写ローラに所定のバイアスが印加さ
れて、正帯電トナーが転写ローラに付着するのが防止さ
れる。続いて、正帯電トナーが帯電ブラシ１６に到達す
る直前に、帯電ブラシ１６への印加電圧は直流（負極
性）の最大値に切り替えられる。その結果、正帯電トナ
ーは負極性の電荷が注入されて帯電極性が逆転し、上述
した負帯電トナーの二次回収動作にしたがって現像装置
２０に回収される。

【００２７】以上のように、二次回収処理を画像形成の
前後に適宜実施することで、帯電ブラシは所期の帯電性
が維持される。また、帯電ブラシに大量のトナーが溜ま
り、それがある時に放出されて周辺機器を汚染すること
もない。また、画像形成装置内でジャムが発生した場合
でも、ジャム処理中の振動によって帯電ブラシから一気
に大量のトナーが落下して周辺機器を汚染することもな
い。

【００２８】なお、感光体に残留するトナーの量は、画
像上の印刷部分（トナー付着部分）の面積が大きくなれ
ばなるほど多くなる。そのため、二次回収処理は、形成
される画像の白黒比に応じて選択的に行ってもよい。具
体的には、デジタル式の画像形成装置ではドットカウン
タで画像白黒比を計算し、トナー消費量が多い場合には
二次回収処理を頻繁に行うようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の部分側面図である。

【図２】帯電ブラシの拡大側面図である。

【図３】帯電ブラシの周速切替機構の側面図である。

【図４】帯電ブラシの周速切替機構の側面図で、図３
に示す状態から帯電ブラシの周速を低速に切り替えた状
態を示す。

【符号の説明】

１０…画像形成装置、１２…感光体、１６…帯電ブラ
シ、２０…現像装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、該感光体に接触しながら回転
する導電性の回転ブラシとを有し、画像形成時に上記回
転ブラシを回転しながら感光体を帯電させる画像形成装
置において、非画像形成時における所定の時間上記回転
ブラシの回転速度を画像形成時のそれよりも遅くした画
像形成装置。
【請求項２】上記回転ブラシは感光体上の未転写トナ
ーを回収する第１の機能と、回収した未転写トナーを感
光体上に戻す第２の機能とを有し、上記第２の機能を実
行する際に、回転ブラシの回転速度を遅くする請求項１
の画像形成装置。
【請求項３】上記回転ブラシの回転速度の切替は、画
像形成装置によって印刷される画像の白黒比に応じて選
択的に行われる請求項１又は２の画像形成装置。