JPH11338250A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトでかつ簡単な構成でトナー汚れを
確実に防止でき、安定した画像が得られる電子写真装置
を提供する。 【解決手段】 トナー飛散封止用電極１０bを現像器４
のケーシングの下流側に所定の間隔をあけて転写前帯電
器５に設ける。上記転写前帯電器５のトナー飛散封止用
電極１０bに現像バイアスと同極性の電位を印加する。
上記トナー飛散封止用電極１０bに印加された電位によ
り形成された電界によって、現像器４から飛散したトナ
ーを、現像器４とトナー飛散封止用電極１０bとの間の
空隙に沿って導く。そうして、上記現像器４の下流側の
エレメントである転写前帯電器５のトナー汚染を防ぎ、
長期に渡って安定した画像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式に
より画像を形成する電子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式で多く用いられ
る粉体現像方式では、現像ロールの回転により現像器中
の低帯電トナーが粉煙として発生する。この粉煙トナー
は重力や感光体の回転に伴う風の流れにより、現像器の
下流側のエレメントを汚染して、各エレメントの機能を
低下させたり、溜まった粉煙トナーが転写紙にこぼれた
りして、画像品位を落としたりするため、故障の原因と
なる。特に、現像後でかつ転写前に潜像電位や現像され
たトナーの電荷量を調整する転写補助手段として転写前
帯電器を用いる場合、転写前帯電器を現像器近傍の下流
側に配置するため、転写前帯電器をが粉煙トナーにより
汚れる。このため、転写前帯電器のワイヤが汚れて出力
が低下したり、シールド(安定板)が汚れて感光体への放
電量が増加したりして、所定の出力が維持できなくな
り、画像品位が落ち、はなはだしい場合はリークが発生
する。また、転写前帯電器が不均一に汚れて、感光体の
長手方向に放電ムラが発生するため、画像にムラが生じ
たりする。

【０００３】このような汚れを防止するため、転写前帯
電器を可動させて、溜まったトナーを転写前帯電器外に
吐き出して清掃する技術が提案されている(実開昭６３
−３０８５０号公報および実開昭６３−３３１７１号公
報)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記転写前
帯電器を可動させる電子写真装置では、転写前帯電器が
回動するためのスペースが装置内に必要でかつ構造が複
雑なため、装置を小型化できないという問題がある。ま
た、転写前帯電器内に溜まったトナーを回動により外部
に吐き出すことで清掃を行うため、帯電器の安定板やチ
ャージワイヤに付着したトナーを清掃する能力が低く、
汚れに起因する機能低下を充分に回復することができな
いという問題がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、コンパクトで
かつ簡単な構成でトナー汚れを確実に防止でき、安定し
た画像が得られる電子写真装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の電子写真装置は、像担持体と、上記像担
持体表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記像担持体
表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、上記像
担持体の静電潜像を現像する現像手段とを備え、上記現
像手段は、少なくとも上記像担持体に対向する現像電極
と、その現像電極に電位を印加する第１の電位印加手段
と、上記現像電極を覆うケーシングとを有する電子写真
装置において、上記現像手段の上記ケーシングの下流側
に所定の間隔をあけて設けられたトナー飛散封止用電極
と、上記トナー飛散封止用電極に上記現像電極に印加さ
れた電位と同極性の電位を印加する第２の電位印加手段
とを備えたことを特徴としている。

【０００７】上記請求項１の電子写真装置によれば、上
記帯電手段により像担持体表面を一様に帯電させた後、
上記静電潜像形成手段により像担持体表面に静電潜像を
形成し、その静電潜像を現像手段により現像する。この
とき、上記現像手段の像担持体に対向する現像電極に第
１の電位印加手段により電位を印加する。そして、上記
現像手段のケーシングの下流側に所定の間隔をあけて設
けられたトナー飛散封止用電極に、第２の電位印加手段
により上記現像電極に印加された電位と同極性の電位を
印加する。そうすることによって、上記現像手段から飛
散したトナーの帯電電位の極性とトナー飛散封止用電極
の電位の電極が同電位であるため、そのトナー飛散封止
用電極の電位により形成される電界と飛散したトナーと
が反発しあい、トナーが現像手段のケーシングとトナー
飛散封止用電極との間の空隙内を飛翔するため、現像手
段の下流側のエレメントにトナーが付着しない。したが
って、コンパクトでかつ簡単な構成でトナー汚れを確実
に防止でき、安定した画像が得られる。

【０００８】また、請求項２の電子写真装置は、請求項
１の電子写真装置において、上記現像手段により現像さ
れた上記像担持体表面のトナー像を転写する転写手段
と、上記現像手段と上記転写手段の間に設けられ、上記
像担持体表面を帯電させる第２の帯電手段とを備え、上
記トナー飛散封止用電極は、上記第２の帯電手段を構成
する電極の少なくとも一部であることを特徴としてい
る。

【０００９】上記請求項２の電子写真装置によれば、上
記第２の帯電手段を構成する電極の少なくとも一部を上
記トナー飛散封止用電極とすることによって、トナー飛
散封止用電極を別に設ける必要がなく、トナー飛散封止
用電極の設置スペースを節約でき、よりコンパクトな構
成にできる。

【００１０】また、請求項３の電子写真装置は、請求項
１または２の電子写真装置において、上記第２の電位印
加手段は、上記トナー飛散封止用電極に上記現像電極に
印加された電位の絶対値以上の電位を印加することを特
徴としている。

【００１１】上記請求項３の電子写真装置によれば、上
記トナー飛散封止用電極に現像電極に印加された電位の
絶対値以上の電位を印加することによって、そのトナー
飛散封止用電極の電位により形成される電界と上記現像
手段から飛散したトナーとの反発力を強め、飛散したト
ナーを現像手段のケーシングとトナー飛散封止用電極と
の間の空隙に沿って確実に導いて、現像手段の下流側の
エレメントのトナー汚染をより効果的に防止できる。

【００１２】また、請求項４の電子写真装置は、請求項
２または３の電子写真装置において、上記第２の帯電手
段は、上記トナー飛散封止用電極と電気的に接続された
制御電極を有し、上記制御電極と上記トナー飛散封止用
電極とに上記第２の電位印加手段により上記現像バイア
スと同極性の電位を印加することを特徴としている。

【００１３】上記請求項４の電子写真装置によれば、上
記トナー飛散封止用電極に電位を印加する上記第２の電
位印加手段を上記第２の帯電手段の制御電極の電位を印
加するのに併用することによって、構成をさらに簡単に
でき、コストを低減できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の電子写真装置を
図示の実施の形態により詳細に説明する。

【００１５】（第１実施形態）図１はこの発明の第１実
施形態の電子写真装置の概略構成図であり、この電子写
真装置は、像担持体としての感光体１と、上記感光体１
表面を一様に帯電させる帯電手段としての主帯電器(Ｄ
Ｃ(直流)スコロトロン)２と、上記帯電した感光体１表
面に露光によって静電潜像を形成する静電潜像形成手段
としての露光装置３と、上記露光装置３により感光体１
表面に形成された静電潜像を現像する現像器４と、上記
現像器４の下流側に配置された第２の帯電手段としての
転写前帯電器５と、上記感光体１表面の現像された画像
を転写する転写手段としての転写帯電器６と、上記転写
帯電器６の下流側に隣接する分離帯電器７と、上記感光
体１表面に付着したトナーを除去する清掃装置８と、上
記感光体１表面を除電する除電器９とを備えている。上
記感光体１は、ＡＬ等の導電性基体上にＣＧＬ(電荷発
生層)およびＣＴＬ(電荷輸送層)からなる有機感光層を
形成している。また、上記現像器４は、現像ロール４a
とその現像ロール４aを覆うケーシング４bとを有してい
る。

【００１６】また、上記電子写真装置は、転写前帯電器
５を構成する電極部１０に印加する第２の電位印加手段
としての電源１１と、上記現像器４の現像ロール４aに
現像バイアスを印加する第１の電位印加手段としての現
像バイアス電源１２と、上記電源１１と現像バイアス電
源１２とを制御する制御装置１３とを備えている。上記
現像器４と現像バイアス電源１２で現像手段を構成して
いる。

【００１７】また、上記転写前帯電器５は、スコロトロ
ンチャージャを用いており、感光体１に対向するメッシ
ュ状の制御電極１０aと、そのグリッド電極１０aの上流
側で感光体１の半径方向外向に折り曲げられた開口のな
いトナー飛散封止電極１０bとからなる電極部１０を有
している。上記電極部１０のトナー飛散封止電極１０b
と現像器４のケーシング４bとは所定の間隔をあけてい
る。そして、上記電極部１０に現像バイアスの電位と同
極性の電位を電源１１により印加する。

【００１８】上記構成の電子写真装置において、上記感
光体１が時計方向に回転すると、感光体１表面は、主帯
電器２により負極性の所定電位に一様に帯電する。この
後、イメージリーダー等で取り込んだ画像情報やパーソ
ナルコンピュータ等の外部に接続された機器からのプリ
ント情報に基づいて、露光装置３のレーザー光学系によ
り感光体１を露光して(矢印Ａに示す)、感光体１上にネ
ガの静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像器４に
より負極性に摩擦帯電されたトナーによって顕像化(反
転現像)される。

【００１９】そして、図示しない給紙搬送装置により感
光体１のトナー像に同期して転写材が転写領域に送ら
れ、転写帯電器(ＤＣコロトロン)５により、トナーの帯
電極性とは逆の正極性の転写電荷が転写材の裏面に与え
られる。その転写電荷による静電気力により感光体１上
のトナー像は、転写材の表面に転写される。その後、転
写材は、分離帯電器７により除電されて感光体１から分
離し、図示しない搬送装置により定着器(図示しない)に
送られ、転写材に転写されたトナー像を熱定着した後に
機外に排出する。

【００２０】一方、転写工程後の感光体１表面には、ト
ナーが残留するが、この残留トナーを清掃装置７のクリ
ーニングブレード８aにより掻き落として感光体１をク
リーニングする。その後、感光体１は、静電潜像や転写
帯電器６による帯電電荷が光除電器９により除電され
て、複写工程を終える。

【００２１】ところで、上記現像器４に２成分現像材
(トナーとキャリア)を用いる場合は、キャリアとトナー
の混合比を略一定に制御しながら、キャリアとトナーと
を混合,撹拌することによって、トナーを所定の極性,帯
電量になるように摩擦により帯電させる。その後、帯電
したトナーは現像ロール４aに運ばれて、磁気ブラシを
形成する。そして、感光体１と現像ロール４aとの間の
ニップ部において、遠心力,衝撃力(接触現像)や現像ロ
ール４aに印加されたバイアス電位による振動電界等に
よりトナーとキャリアとの拘束力がとかれ、感光体１上
の静電潜像と現像電極の電位との間で形成される電界に
より感光体１表面の静電潜像を現像する。

【００２２】また、上記転写前帯電器５は、転写補助手
段として、転写前に感光体１の電位や現像されたトナー
帯電量を調整するために用いる。例えば、現像バイアス
として感光体１の帯電極性と同極性のトナーを用いる反
転現像の場合、感光体１の帯電極性と同極性成分がリッ
チになるようにバイアスを転写前帯電器５に与えて、ト
ナー帯電量を増加させるように調整することによって、
環境(温度,湿度)の変化によるトナー帯電量の変化を補
正し、現像においてトナー帯電量が低くても充分な転写
効率が得られるようにする。

【００２３】上記転写前帯電器５のトナー飛散封止用電
極１０aに、現像ロール４aに印加された現像バイアス
(現像ロール４aの電位)と同極性の電位を印加すると、
トナー飛散封止用電極１０aの電位が形成する電界によ
って、粉煙トナーのほとんどは、下流に流出するのを阻
止され、現像器４のケーシング４bとトナー飛散封止用
電極１０aとの間に設けた隙間に沿って矢印Ｂの方向に
流れると共に、一部のトナーは、感光体１近傍に流れる
層流に乗る。このため、上記現像器４の下流側に設けら
れたエレメント(転写前帯電器５等)の汚染を防止する。
すなわち、上記転写前帯電器５のチャージワイヤがトナ
ーにより汚染されて、所定の放電量が得られなかった
り、転写前帯電器５の安定板がトナーにより汚染され
て、感光体１表面のトナー像に所定以上の電荷が流れ込
んで転写効率が低下したりするのを防止することができ
る。また、転写前帯電器５の部分的な汚れにより感光体
１に対する放電が不均一になるのを防ぎ、画像にムラが
生じないようにできる。

【００２４】したがって、コンパクトでかつ簡単な構成
で転写前帯電器５のトナー汚れを防止でき、長期に渡っ
て安定した画像が得られる電子写真装置を実現すること
ができる。

【００２５】また、上記現像器４の下流の転写前帯電器
５を構成する電極の少なくとも一部で現像器４のケーシ
ング４bに近接,対向する電極(トナー飛散封止用電極１
０a)に現像バイアスと同極性の電位を印加することによ
って、設置スペースを小さくすることができる。

【００２６】上記電子写真装置において、主帯電による
帯電電位−６５０Ｖ,現像バイアス−４５０Ｖ,画像部露
光後の電位約−１５０Ｖの条件で、印加バイアス０Ｖ,
−１５０Ｖ,−３００Ｖ,−４５０Ｖ,−６００Ｖ毎に約
５万枚コピーした後に、転写前帯電器５の汚れの状態を
判定する試験を行った。その試験結果を次の表１に示し
ている。なお、上記トナー飛散封止用電極１０bに印加
する電位は、過帯電にならないように主帯電による電位
以下としている。

【表１】 上記表１の実験結果から明らかなように、上記電源１１
により電極部１０に印加される電位を現像バイアス(絶
対値)以上にすることによって、転写前帯電器５の汚れ
をより効果的に防ぐことができる。

【００２７】なお、上記電子写真装置において、転写前
帯電器に図２に示すＡＣ(交流)コロトロンを用いた場
合、チャージワイヤ３１を取り囲む断面コの字形状の安
定板２０に現像バイアスの絶対値以上の電位を電源１１
により印加することで、現像器４からの飛散トナーの流
入を阻止すると共に、安定板２０に印加された電位によ
って形成された電界により、図１に示す感光体１に主帯
電器２の極性と同極性成分の電流が多く流れ込む。この
とき、上記感光体１に流れ込む電流の調整は、チャージ
ワイヤ３１に印加するＡＣ電源３０に所定電位のＤＣバ
イアスを重畳することで制御可能である。

【００２８】また、上記電子写真装置において、転写前
帯電器に図３に示すＡＣコロトロンを用いた場合、断面
略L字形状の安定板２１(接地電位)と共にチャージワイ
ヤ３１を取り囲む安定板２２に、電源１１により現像バ
イアス以上の電位を印加することで、現像器４からの飛
散トナーの流入を阻止すると共に、安定板２２に印加さ
れた電位により形成された電界によって、図１に示す感
光体１に主帯電器２の極性と同極性成分の電流が多く流
れ込む。このとき、上記感光体１に流れ込む電流の調整
は、チャージワイヤ３１に印加するＡＣ電源３０に所定
電位のＤＣバイアスを重畳することで制御可能である。

【００２９】（第２実施形態）図４はこの発明の第２実
施形態の電子写真装置の構成図である。この電子写真装
置は、転写前帯電器および吸引ファンを除いて図１に示
す第１実施形態の電子写真装置と同一の構成をしてお
り、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略す
る。

【００３０】上記電子写真装置では、現像器４と転写帯
電器６との間に転写前帯電器５０を設けている。この転
写前帯電器５０は、図５に示すように、断面略Ｌ字形状
の安定板５１(接地電位)と電極部５２(制御電極５２a,
トナー飛散封止用電極５２b)とを有し、安定板５１の背
面に開口５１aを設けると共に、安定板５１の裏面側と
トナー飛散封止用電極５２bの裏面側との間に所定の間
隔をあけて開口５３を設けている。上記吸引ファン４０
により、飛散したトナーを現像器４と転写前帯電器５０
との間の隙間から吸引すると共に、転写前帯電器５０の
コロナ放電による生成物を開口５１a,５３を介して吸引
する。

【００３１】上記構成の電子写真装置は、第１実施形態
と同様の作用,効果を有すると共に、転写前帯電器５０
の背面側に吸引する吸引ファン４０を用いることによっ
て、よりいっそう効果的にトナー汚れを防止することが
できる。

【００３２】上記第１,第２実施形態では、反転現像を
用いた系で説明したが、現像するトナーの極性が主帯電
極性と逆極性を用いる正規現像の系においてこの発明を
適用しても同様の作用,効果がある。また、トナー飛散
封止用電極への印加電位は、常時現像バイアスの絶対値
以上であることが望ましいが、感光体の画像域以外の前
後の領域の回転時のみ印加しても相応の効果が期待でき
る。この場合、所定のタイミングに基づいて、制御装置
１３により画像域用の電位と現像バイアス以上の電位と
の切り替えを行えばよい。

【００３３】なお、上記電子写真装置において、現像バ
イアスとしてＡＣの振動電界とＤＣ電界とを重畳する場
合、ＡＣ周波数は通常１〜５ｋＨzの比較的高い周波数
を用いるので、ＤＣバイアス成分によるＤＣ電界がトナ
ーの移動に大きく寄与する。したがって、現像バイアス
のＤＣバイアス成分の絶対値以上の電位をトナー飛散封
止用電極に印加すればよい。

【００３４】また、上記第１,第２実施形態では、転写
前帯電器５を有する電子写真装置について説明したが、
転写前帯電器を使用しない電子写真装置にこの発明を適
用してもよい。この場合、現像手段のケーシングの下流
側に所定の間隔をあけてトナー飛散封止用電極を設け
る。

【００３５】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の電子写真装置は、像担持体と、上記像担持体表面を
一様に帯電させる帯電手段と、上記像担持体表面に静電
潜像を形成する静電潜像形成手段と、上記像担持体の静
電潜像を現像する現像手段とを備えた電子写真装置にお
いて、上記現像手段の像担持体に対向する現像電極に第
１の電位印加手段により電位を印加し、その現像電極を
覆うケーシングの下流側に所定の間隔をあけて設けられ
たトナー飛散封止用電極に現像電極に印加された電位と
同極性の電位を第２の電位印加手段により印加するもの
である。

【００３６】したがって、請求項１の発明の電子写真装
置によれば、上記現像器から飛散したトナーは、トナー
飛散封止用電極に印加された電位により形成される電界
により現像器のケーシングとトナー飛散封止用電極との
間の空隙に沿って導かれるため、コンパクトでかつ簡単
な構成で現像器の下流側のエレメントの粉煙トナーによ
り汚れを防止することができる。したがって、長期に渡
って安定した画像を得ることができる。

【００３７】また、請求項２の発明の電子写真装置は、
請求項１の電子写真装置において、上記現像手段により
現像された上記像担持体表面のトナー像を転写する転写
手段と、上記現像手段と転写手段の間に設けられ、上記
像担持体表面を帯電させる第２の帯電手段とを備え、上
記トナー飛散封止用電極は、第２の帯電手段を構成する
電極の少なくとも一部であるので、トナー飛散封止用電
極を別に設ける必要がなく、トナー飛散封止用電極の設
置スペースを節約でき、よりコンパクトな構成にするこ
とができる。

【００３８】また、請求項３の発明の電子写真装置は、
請求項１または２の電子写真装置において、上記第２の
電位印加手段は、上記トナー飛散封止用電極に上記現像
電極に印加された電位の絶対値以上の電位を印加するの
で、その電位により形成される電界を強くして、上記現
像手段から飛散したトナーを上記現像器のケーシングと
トナー飛散封止用電極との間の空隙に沿って確実に導い
て、現像器の下流側のエレメントのトナーによる汚染を
より効果的に防止することができる。

【００３９】また、請求項４の発明の電子写真装置は、
請求項２または３の電子写真装置において、上記第２の
帯電手段の互いに電気的に接続された制御電極とトナー
飛散封止用電極とに上記第２の電位印加手段により上記
現像電極に印加された電位と同極性の電位を印加するの
で、上記トナー飛散封止用電極に電位を印加する第２の
電位印加手段を第２の帯電手段の制御電極の電位を印加
するのに併用することができ、構成をさらに簡単にし
て、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の第１実施形態の電子写真装
置の概略構成図である。

【図２】 図２は上記電子写真装置の転写前帯電器にＡ
Ｃコロトロンを用いた場合の構成を示す図である。

【図３】 図３は上記電子写真装置の転写前帯電器にＡ
Ｃコロトロンを用いた場合の他の構成を示す図である。

【図４】 図４はこの発明の第２実施形態の電子写真装
置の概略構成図である。

【図５】 図５は上記電子写真装置の転写前帯電器の構
成を示す図である。

【符号の説明】

１…感光体、２…主帯電器、３…露光装置、４…現像
器、４a…現像ロール、５…転写前帯電器、６…転写帯
電器、７…分離帯電器、８…清掃装置、８a…クリーニ
ングブレード、９…光除電器、１０…電極部、１０a…
制御電極、１０b…トナー飛散封止電極、１１…電源、
１２…現像バイアス電源、１３…制御装置、２０,２１,
２２…安定板、３０…ＡＣ電源、３１…チャージワイ
ヤ、４０…吸引ファン。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、上記像担持体表面を一様に
   帯電させる帯電手段と、上記像担持体表面に静電潜像を
   形成する静電潜像形成手段と、上記像担持体の静電潜像
   を現像する現像手段とを備え、上記現像手段は、少なく
   とも上記像担持体に対向する現像電極と、その現像電極
   に電位を印加する第１の電位印加手段と、上記現像電極
   を覆うケーシングとを有する電子写真装置において、 上記現像手段の上記ケーシングの下流側に所定の間隔を
   あけて設けられたトナー飛散封止用電極と、 上記トナー飛散封止用電極に上記現像電極に印加された
   電位と同極性の電位を印加する第２の電位印加手段とを
   備えたことを特徴とする電子写真装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子写真装置におい
   て、 上記現像手段により現像された上記像担持体表面のトナ
   ー像を転写する転写手段と、 上記現像手段と上記転写手段の間に設けられ、上記像担
   持体表面を帯電させる第２の帯電手段とを備え、 上記トナー飛散封止用電極は、上記第２の帯電手段を構
   成する電極の少なくとも一部であることを特徴とする電
   子写真装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の電子写真装置
   において、 上記第２の電位印加手段は、上記トナー飛散封止用電極
   に上記現像電極に印加された電位の絶対値以上の電位を
   印加することを特徴とする電子写真装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３に記載の電子写真装置
   において、 上記第２の帯電手段は、上記トナー飛散封止用電極と電
   気的に接続された制御電極を有し、 上記制御電極と上記トナー飛散封止用電極とに上記第２
   の電位印加手段により上記現像電極に印加された電位と
   同極性の電位を印加することを特徴とする電子写真装
   置。