JPH11184216A

JPH11184216A - クリーナレス画像形成装置

Info

Publication number: JPH11184216A
Application number: JP9348758A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sasai; 隆博笹井
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーナレスシステムの画像形成装置では、
トナーの有効利用が図れると言う大きなメリットがある
反面、感光体ドラム表面に残留するトナーによって画情
報書込手段が汚染されると言う問題点があった。また、
ブラシ帯電器を使用した場合、特にブラシへのトナーの
付着等により感光体ドラム表面の帯電電位を一様に維持
することが難しいと言う問題点もあった。【解決手段】帯電器５１と画情報書込手段６との間に
シート部材５３を感光体ドラムに摺接するように設け
た。このシート部材５３を高抵抗導電性部材で構成し、
更に電圧を印加して帯電後の感光体ドラム５表面の電位
を平滑化を実現するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーナレス画像
形成装置、更に詳しくは転写後の感光体ドラム表面に残
留するトナーを帯電器の前で除去せず現像器に回収する
ようにした画像形成装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記クリーナレス画像形成装置は、以下
のようなプロセスで画像形成を行う。即ち、感光体ドラ
ム表面を一様に帯電し、ＬＥＤヘッド等の光書込手段に
よって所望の画情報をドラム表面に書き込み、静電潜像
を形成する。この静電潜像に現像器のトナーを作用させ
て、ドラム表面にトナー像を形成する。その後、転写器
でトナー像を転写紙に転写する。転写紙上に転写された
トナー像は、定着器で永久像として転写紙上に固定され
る。転写後のドラム表面に残留するトナーは、ドラム表
面に摺接するメモリ除去手段（電圧が印加された導電性
ブラシ等から成る）によってドラム表面上で掻き乱され
（残像が消される）、その後帯電器、光書込手段を経て
現像器に回収される。従って、残留トナーは現像器内に
貯留され、再利用されるので、ブレードによって掻き落
とし、廃棄処分される方式に比べ省資源的であり、オペ
レータの手を煩わすことが少ない等の点で近時賞用され
るようになって来ている。

【０００３】また、上記帯電器として、オゾンの発生が
ないことから、コロナ放電式帯電器に代わり、ブラシ帯
電器が広く用いられるようになった。このブラシ帯電器
は、回転軸に多数の導電性ブラシを植設したもので、こ
れに所望の電圧を印加しながら感光体ドラムに摺接させ
てドラム表面を一様に帯電させんとするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなクリーナ
レス画像形成装置においては、帯電前に残留トナーを強
制的に掻き取るものではないから、ドラム表面にトナー
が残留したまま書込手段に至る。そのため、ドラム表面
から舞い上がる若干のトナーが書込ヘッドに付着し、こ
れが溜まってくると書込ヘッドの光の照射の障害とな
り、画像形成精度が悪くなると言う問題点がある。特
に、帯電器としてブラシ帯電器を用いる場合は、ブラシ
帯電器とドラムとの相対回転に伴うブラシの蹴り上げ作
用によりトナーの舞い上がりが多くなり、上記問題点が
一層助長されることになる。

【０００５】また、ブラシ帯電器を用いる場合、ブラシ
の毛倒れ、ブラシ同士の摩擦、ブラシ間へのトナーの溜
まり、更には環境変化（温度、湿度）等の影響に基づく
帯電器の抵抗変化によりドラム表面に対する帯電電位を
一定化させることが難しいと言う点も指摘される。

【０００６】本発明は上記に鑑みなされたものであり、
書込手段に対するトナーの汚れを防止し、更にはブラシ
帯電器を用いた場合は、帯電後のドラム表面電位を効果
的に一様とすることの出来る新規なクリーナレス画像形
成装置を提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、感光体ドラムと、転写後の該
ドラム表面に残留するトナーを掻き乱すメモリ除去手段
と、ドラム表面を一様に帯電するための帯電器と、帯電
されたドラム表面に静電潜像を形成するための画情報書
込手段とを含むクリーナレス画像形成装置であって、上
記帯電器と画情報書込手段との間にドラム表面に摺接す
るシート部材を配設することにより、画情報書込手段へ
のトナーの付着を防止するものである。

【０００８】請求項２の発明は、帯電器が感光体ドラム
表面を摺接回転するブラシ帯電器から成ることを特徴と
するものであり、ブラシのトナー蹴り上げ作用があって
も上記シート部材により、書込手段のトナー汚れが防止
される。

【０００９】請求項３の発明は、上記シート部材が高抵
抗の導電性部材から成ることを特徴とするものであり、
上記トナー汚れを防止する機能に加え、帯電後のドラム
表面電位の高低に多少のむらがあっても、このシート部
材の作用により電位が平滑化される。更に、請求項４の
発明は、この高抵抗の導電性部材から成るシート部材に
電圧を印加するものである。これにより、帯電後のドラ
ム表面の電位むらが上記より大きくてもドラム表面を一
様に帯電する機能を奏する。

【００１０】請求項５の発明は、上記感光体ドラム、メ
モリ除去手段、帯電器及びシート部材がユニット筺体に
一体化されてドラムユニットとして構成されていること
を特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明の画像形成装
置が採用されたファクシミリ装置の概略正面図、第２図
は記録部の要部を示す縦断面図である。

【００１２】図１において、記録部（図２）を内蔵した
装置本体１の上部にスキャナ機構（不図示）を内蔵した
読取部２が、枢軸２０を支点として上下回動可能に搭載
されている。装置本体１の下部には各種サイズの記録紙
を収容し得る給紙カセット３、３ａが紙面前後に抜差し
可能に装備されている。給紙カセット３または３ａから
繰り出され、記録部で記録された記録用紙は、記録紙排
出トレイ３１に排出される。３１ａは、排出トレイ３１
を用紙サイズに応じて拡大するための左右引出し自在な
補助トレイである。また、３２は手差し用紙の挿入口で
ある。

【００１３】読取部２の上面には、自動原稿送り機構部
（ＡＤＦ）２１とフラットベット読取機構部（ＦＢＳ）
２２が形成されている。ＦＢＳ２２は、紙面前後方向に
開閉する原稿抑えカバー２２ａと、読取部２の上面に設
けられたプラテンガラス２２ｂと、読取部２２内に配設
された左右往復動可能なスキャナ（不図示）とからな
る。このプラテンガラス２２ｂ上に置かれた厚手原稿
（例えば本など）は、読取部２に内設されたスキャナに
よってその画像が読み取られ、電気信号に変換される。

【００１４】ＡＤＦ２１は、その内部に原稿を１枚ずつ
分離する分離部と、分離された原稿をＵターンして搬送
する搬送部と、この搬送途中の原稿の画像を読み取る読
取部と、原稿を排出する排出部とからなるが、これら搬
送部等は図示を省略する。上記原稿抑えカバー２２ａの
上にはＡＤＦ用原稿供給トレイ２１ａ及び同原稿排出ト
レイ２１ｂが形成されている。このＡＤＦを用いて原稿
の読取を行う時には、上記往復動するスキャナがＡＤＦ
の読取部（不図示）直下に移動して静止し、連続送りさ
れる原稿の画像を読み取って、これを電気信号に変換す
る。電気信号に変換された画データは、不図示の送信部
により遠隔地のファクシミリ装置或いは通信装置（パー
ソナルコンピュータ等を含む）に送信され、また後記す
る記録部で記録用紙に記録される。

【００１５】装置本体１の内部には図２に示すように記
録部４が配設されている。この記録部４では、上記読取
部２で読み取られた画情報或いは遠隔地のファクシミ
リ、その他の通信装置から送られて来る画情報が記録紙
に記録される。図例の記録部４は、感光体ドラム表面に
形成された静電潜像を現像器で顕像化し、これを記録紙
に転写して後、定着器で永久像を形成する電子写真方式
の記録部である。

【００１６】図２〜図４において、５は感光体ドラム、
５１はブラシ帯電器、６は光書込用ＬＥＤヘッド、７は
現像器、８は転写ローラ、９は定着器である。感光体ド
ラム５、帯電器５１、後述するメモリ除去ブラシ５２及
びシート部材５３は一体的にユニット化され、一方現像
器７もこれを構成する機構部が一体的にユニット化され
ている。これらドラムユニット及び現像器ユニットは、
装置本体１の上面に開閉可能に取り付けられた中間蓋４
０を開けることにより外部に取り出し可能とされてい
る。この中間蓋４０の下面には、上記ＬＥＤヘッド６が
取り付けられ、該中間蓋４０が閉められた時には、上記
感光体ドラム５とＬＥＤヘッド６とが所定の相対位置に
位置決めされるようになされている。

【００１７】給紙カセット３から、ピックアップローラ
３３により繰り出された記録紙は、搬送ローラ３４によ
り搬送され、レジストローラ３５により記録部との同期
がとられて感光体ドラム５及び転写ローラ８の間に給送
される。ここで、上述のようにトナー像が記録紙に転写
され、定着器９により定着された後排出ローラ３６によ
り排出される。３７は、用紙搬送路中に設けられた用紙
有無センサである。また、３８はＵターンして搬送され
る記録紙のジャム等を解除する為の開閉カバーである。

【００１８】記録部即ち画像形成部の更に詳細を図３及
び図４を参照して説明する。図３はドラムユニット及び
現像器ユニットの配置関係を示すものである。現像器
（ユニット）７は、非磁性一成分トナーを貯留する容器
本体７１と、該本体７１の下部に配された供給ローラ７
２と、該供給ローラ７２と感光体ドラム５との間に互い
に転接するよう配設された現像ローラ７３と、容器本体
７１内に設けられトナーを攪拌する攪拌体７４と、上記
現像ローラ７３のトナー搬送方向下流側周面に弾接され
たトナー規制用ブレード７５とから成る。現像ローラ７
３は、金属製（ステンレス等）の軸と、該軸の周面に被
覆された導電性のウレタンゴム層とより成り、ウレタン
ゴム層の表面は平滑に仕上げされている。該軸は現像器
ユニット７外の駆動源（不図示）から動力を得て矢視Ｘ
方向に回転する。この現像ローラ７３にはバイアス電圧
（−２００〜−４００Ｖ、望ましくは−３００Ｖ）が印
加される。尚、ウレタンゴムに代え、導電性のシリコン
ゴム、ＮＢＲ等も使用可能である。

【００１９】トナー規制用ブレード７５は、現像ローラ
７３表面に付着したトナーの層厚を均一にする為のもの
であり、弾性を有する導電性の樹脂シート、望ましくは
ウレタン樹脂シート或いはステンレス製板材からなる。
このブレード７５にはバイアス電圧（−３００〜−５０
０Ｖ、望ましくは−４００Ｖ前後）が印加される。

【００２０】供給ローラ７２は、金属製（ステンレス
等）の軸にスポンジ状の導電性を有する弾性体、または
導電性短繊維を有する植毛体を所定の厚さで設けた弾性
体ローラとして構成される。供給ローラ７２は、現像器
ユニット７外の駆動源（不図示）から動力を得て矢視Ｘ
方向に回転する。該供給ローラ７２にはバイアス電圧
（−３００〜−５００Ｖ、望ましくは−４００Ｖ前後）
が印加される。

【００２１】現像ローラ７３と供給ローラ７２との軸芯
間距離はそれぞれのローラ半径の合計より若干小さく設
定されており、これにより両ローラの当接部は圧接関係
となる。尚、両ローラ７２，７３のオーバラップ部（両
ローラの軸芯間距離より小さい分）の長さは０．５〜
１．００ｍｍが好適とされる。即ち、０．５ｍｍ未満の
場合、トナーの供給不足や帯電不足を生じる。また、
１．００ｍｍを越えると両ローラ７２，７３の回転トル
クが大となる。この圧接関係及び上記矢視Ｘの回転方向
による両ローラ７２，７３の摩擦作用と各ローラ７２，
７３に印加されたバイアス電圧とが相まって両ローラ７
２，７３付近にあるトナーが帯電する。

【００２２】そして、供給ローラ７３のＸ方向への回転
により、該ローラ７２に付着したトナーが現像ローラ７
３側に移送され、その圧接部では両ローラ７２，７３の
電位差でトナーは現像ローラ７３に移行しその表面に付
着する。現像ローラ７３の表面に付着したトナーは、該
ローラ７３のＸ方向への回転によりドラム５側に搬送さ
れる。途中、略−４００Ｖに印加された規制ブレード７
５によりその層厚が均一にされる。

【００２３】感光体ドラム５の周囲に回転方向（矢視
Ｙ）に沿って帯電器５１、シート部材５３、光書込ユニ
ット（ＬＥＤヘッドアレイ）６、現像器ユニット７、転
写器８が順に配設されている。感光体ドラム５、帯電器
５１、メモリ除去ブラシ５２及びシート部材５３はユニ
ット筺体５０に一体的にユニット化され、現像器ユニッ
ト７と共に前期中蓋４０を開けることにより装置本体１
から取り出し可能とされる。

【００２４】上記帯電器５１は軸の回りに多数の導電性
刷毛体が植設されたブラシローラ式帯電器であり、該帯
電器５１にはバイアス電圧（−１．２ＫＶ）が印加さ
れ、回転しながら感光体ドラム５の周面を均一に約−７
５０〜−８００Ｖに帯電する。転写器８は導電性発泡体
（望ましくはウレタン樹脂の発泡体）で構成され、該転
写器８には定電圧のバイアス電圧（４００〜３．５Ｋ
Ｖ）が印加される。

【００２５】メモリ除去ブラシ（メモリ除去手段）５２
は、多数の導電性繊維からなるブラシで構成され、感光
体ドラム５の転写器下流側表面に摺接するよう配設され
ている。このメモリ除去ブラシ５２には＋３００Ｖの電
圧が印加され、転写後の感光体ドラム５２の表面に残留
するトナーを掻き乱して残像を消すことにより、その後
の光書込での悪影響をなくすよう機能するものである。
この掻き乱されたトナーは現像器ユニット７の容器本体
７１に回収されて再利用される。

【００２６】シート部材５３は、ウレタン等のように弾
力性があり、望ましくは高抵抗（１０⁶〜１０⁸Ω）の
導電性シートから成り、帯電器５１と光書込位置との間
の感光体ドラム５の表面に弾接するようユニット筺体５
０に取り付けられている。このシート部材５３には、更
に望ましくは図例のごとく−７５０Ｖ〜−１．２ＫＶの
電圧が印加される。

【００２７】次に、上記構成装置における画像形成プロ
セスについて簡単に説明する。感光体ドラム５が矢視Ｙ
方向に回転し、帯電器５１によりドラム５の表面が略−
７５０〜−８００Ｖに均一に帯電される。その後ＬＥＤ
ヘッドアレイ６により画情報に基づいてドラム５の表面
に光照射がなされる。ドラム５の表面はアースされた光
導電体よりなるから、光の照射された部位、即ち画情報
の黒に対応する部分の電位が−５０〜−１００Ｖ程度に
なり、光の照射部位と非照射部位（画情報の白に対応す
る部分）とで電位差が生じ、これによりドラム５のＬＥ
Ｄヘッドアレイ６下流側表面には画情報に対応する静電
潜像が形成される。

【００２８】上記静電潜像が現像器７に至り、現像ロー
ラ７３の表面に付着し略−３００Ｖに帯電したトナーと
接すると、光の照射部位との電位差によりトナーはドラ
ム５表面の光照射部位に吸引され、ドラム５表面にトナ
ー像が形成される（反転現像）。このトナー像はドラム
５の回転によりドラム５と転写器８との転接部に達する
が、この転接部には、ドラム５の回転に同期して、前記
ピックアップローラ３３により給紙カセット３（３ａ）
から１枚ずつ繰り出された記録用紙が搬送ローラ３４、
レジストローラ３５を経て導入される。転写器８には４
００〜３．５ＫＶのバイアス電圧が印加されているか
ら、ドラム５表面のトナー像は転写器８に吸引され記録
紙に付着転写される。トナー像が転写された用紙はドラ
ム５及び転写器８の回転により更に搬送され、定着器９
に向かい、定着されて排出トレイ３１に排出される。

【００２９】トナー像が用紙に転写された後のドラム５
表面は、転写器８の作用によりプラス帯電されると共
に、若干の未転写トナーが残る。ドラム５はその後も回
転を続け、帯電器５１により上述のようにその表面が均
一に帯電され、その後のプロセスが繰り返される。一
方、ドラム５の表面に残った未転写トナーは、３００Ｖ
に印加されたメモリ除去ブラシ５２の作用により掻き乱
されてドラム５の表面で分散され、帯電器５１により−
７５０〜−８００Ｖに帯電される。このように残存トナ
ーは分散されるから次工程の光照射に悪影響を及ぼさ
ず、現像器ユニット７に至り、現像ローラ７３との電位
差により現像ローラ７３に吸引されて現像器本体７１内
に回収される。従って、トナーの無駄がなく全て現像に
使用されることになる。

【００３０】上記実施例では、トナーの無駄をなくすた
めにクリーナレスシステムを採用する。また、帯電器と
してオゾンの発生のないブラシ帯電器５１を使用する。
前記の通り、クリーナレスシステムの場合、転写後ドラ
ム表面に残留したトナーは掻き取られず帯電器、光書込
手段を経て現像器に回収されるから、その移送中のトナ
ーの飛散が問題となる。特に、飛散トナーが光書込手段
のヘッドに付着すると画像の書き込み精度に影響する。
本発明では、帯電器５１と光書込ヘッド６との間に弾性
シート部材５３がドラム５表面に弾設されているから、
帯電器５１によりトナーが蹴り上げられても光書込ヘッ
ド６に至ることがなく、トナーの汚染が防止される。

【００３１】また、ブラシ帯電器の場合、繊維間へのト
ナーの付着、繊維の毛倒れ、環境変化によりブラシの見
かけの抵抗値が変化し易く、そのためドラム５表面に対
する帯電が一様になされない場合がある。上記シート部
材５３を高抵抗の導電性部材で構成した場合、ドラム表
面に多少の帯電電位むらがあっても、これを均して一様
な帯電がなされる。更に、シート部材５３に上記のよう
に電圧を印加するようにすれば、ドラム表面の電位むら
が上記より大きくても、シート部材５３が補助帯電する
ように作用してドラム表面を所望の電位に一様に帯電さ
せることができる。特に、クリーナレスシステムにおい
ては、ブラシ帯電器５１の繊維間にトナーが溜まり易
く、このようなシート部材５３の機能は極めて有効であ
る。ここで、シート部材５３の抵抗値が１０⁶Ω未満の
場合、感光体ドラム５表面の電荷がシート部材５３を通
じてリークし易くなり、また、１０⁸Ωを超えると上記
平滑化作用、補助帯電作用が減退する傾向となる。

【００３２】尚、上記実施例における各プロセスに印加
するバイアス電圧は一例を示したものであり、トナーの
種類や機構部に用いる材質等にによりその適正な電位は
変化し得るものである。また、上記ではファクシミリ装
置に採用された例を述べたがこれに限らず、複写機やプ
リンタ等にも適用されることは当然である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
シート部材の作用により画情報書込手段のトナー汚れが
防止され、クリーナレスシステムの有用性が一層高めら
れる。また、請求項２の発明では、ブラシ帯電器により
感光体ドラム表面のトナーの蹴り上げがあっても、シー
ト部材により画情報書込手段への付着が防止される。

【００３４】請求項３の発明では、帯電器による帯電に
多少のむらがあっても、導電性のシート部材の作用によ
り電位の平滑化がなされ、感光体ドラム表面の電位が一
様に維持される。更に、請求項４の発明では、上記帯電
むらが大きくても電圧印加されたシート部材により補助
帯電され、同様に感光体ドラム表面電位の一様化がなさ
れる。

【００３５】請求項５の発明では、感光体ドラム、帯電
器等がユニット化されているから、ユニット交換等のメ
ンテナンスに便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置が採用されたファクシ
ミリ装置の概略正面図である。

【図２】同要部の部分拡大断面図である。

【図３】画像形成部の拡大断面図である。

【図４】ドラムユニットの説明図である。

【符号の説明】

５感光体ドラム５０ユニット筺体５１帯電器５２メモリ除去手段５３シート部材６画情報書込手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体ドラムと、転写後の該ドラム表面
に残留するトナーを掻き乱すメモリ除去手段と、ドラム
表面を一様に帯電するための帯電器と、帯電されたドラ
ム表面に静電潜像を形成するための画情報書込手段とを
含むクリーナレス画像形成装置であって、上記帯電器と
画情報書込手段との間にドラム表面に摺接するシート部
材を配設したことを特徴とするクリーナレス画像形成装
置。
【請求項２】上記帯電器が感光体ドラム表面に摺接回
転するブラシ帯電器である請求項１記載のクリーナレス
画像形成装置。
【請求項３】上記シート部材が、高抵抗導電性材料か
ら成る請求項１記載のクリーナレス画像形成装置。
【請求項４】上記シート部材にバイアス電圧が印加さ
れるようにした請求項３記載のクリーナレス画像形成装
置。
【請求項５】上記感光体ドラム、メモリ除去手段、帯
電器及びシート部材がユニット筺体に一体化されてドラ
ムユニットとして構成されている請求項１記載のクリー
ナレス画像形成装置。