JPH05224565A - 画像形成装置のキャリヤ除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】感光体上に付着したキャリヤの電荷を効果的に
除去することによりキャリヤを除去し、感光体の損傷を
防止する。 【構成】ドラム状あるいはベルト状の誘電体転写シート
を用いて転写材上に転写を行い、クリーニングブレード
３３を用いて転写後のトナーを除去する画像形成装置に
おいて、感光体１１の転写領域とクリーニングブレード
３３の間に回転する導電性ブラシ３２を設け、その導電
性ブラシ３２に交流電圧を印加するとともに、その交流
周波数がブラシ周速（ｍｍ／ｓ）÷ニップ幅Ｎ（ｍｍ）
×２以上であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタ、ファックス等の画像形成装置において、感光体上
に付着したキャリヤを除去する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来のカラー電子写真複写機の例
を示す構成図であるが、本発明はこの種の複写機に好適
に適用される。自動原稿供給装置１、画像入力部２、画
像出力部３及び転写材供給部４からなる。カラー原稿
は、自動原稿供給装置１によりプラテンガラス５上に載
置される。画像入力部２は、イメージングユニット６、
該ユニットを駆動するためのワイヤ７、駆動プーリ９等
からなり、イメージングユニット６内のＣＣＤラインセ
ンサ、カラーフィルタを用いて、４色フルカラーの場合
には、カラー原稿を光の原色であるＢ（青）、Ｇ
（緑）、Ｒ（赤）毎に読みとり、デジタル画像信号に変
換した後、この信号をトナーの原色であるＹ（イェロ
ー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｋ（ブラック）
に変換し、さらに、色、階調、精細度等の再現性を高め
るために、種々のデータ処理を施してカラーの階調トナ
ー信号をオン／オフの２値化信号に変換して画像出力部
３に出力する。画像出力部３は、スキャナ１０、感光体
ドラム１１を有し、感光体ドラム１１の周囲には、感光
体ドラム１１に一様に帯電させるための帯電器１２、静
電潜像をトナー像に現像させるための現像装置１３、ト
ナー像を転写材に転写させるための転写装置１４、転写
されなかった残留トナーを回収するためのクリーニング
装置１６が配置され、感光体ドラム１１は電動モータに
より図示矢印の如く回転駆動される。

【０００３】スキャナ１０のレーザ出力部１０ａにおい
て、前記画像入力部２からの例えばイェローの画像信号
を光信号に変換し、ポリゴンミラー１０ｂ、ｆ／θレン
ズ１０ｃ及び反射レンズ１０ｄを介して感光体ドラム１
１上に原稿画像に対応した潜像を形成させる。このイェ
ローの潜像が現像を経て転写材に転写されれば、感光体
ドラム１１はクリーナ１６により残留トナーが除去され
た後、帯電器１２により帯電され、レーザ出力部１０ａ
は、シアンの画像信号を出力する。以下、マゼンダ、ブ
ラックの各画像信号の潜像を順番に形成させる。

【０００４】現像装置１３は、イェロー用現像器１３
Ｙ、シアン用現像器１３Ｃ、マゼンダ用現像器１３Ｍ、
ブラック用現像器１３Ｋを有し、各現像器は回転軸の周
囲に配設されている。そして、例えばイェローのトナー
像を形成するときは、図の位置でイェロー用現像器１３
Ｙにより現像を行い、シアンのトナー像を形成するとき
は、現像装置１３を回転させて、感光体ドラム１１に接
する位置にシアン用現像器１３Ｃを配置させる。マゼン
ダ、ブラックの現像も同様にして動作させる。

【０００５】転写装置１４を構成する転写ドラム１５の
外周には、誘電体シートからなる転写材担持体が張られ
ており、転写ドラム１５は、専用の電動モータ或いは感
光体ドラム１１と歯車によって連結され、図示矢印の如
く回転駆動される。転写ドラム１５の周囲には、転写用
帯電器１７、トナー電荷制御用除電器１９、剥離爪２
０、除電器２１、クリーナ２２、押し付けロール２３、
吸着用帯電器２５が配置されている。そして、転写材供
給部４から給紙ローラ４ａ、給紙ガイド４ｂを経て搬送
される転写材は、吸着用帯電器２５のコロナ放電により
誘電体シートに吸着される。転写ドラム１５は、感光体
ドラム１１と同期して回転しており、例えばイェローで
現像されたトナー像は転写用帯電器１７により転写材に
転写され、さらに、転写ドラム１５の回転により順次他
の色が転写される。

【０００６】転写ドラムが４回転し４色の転写が終了す
ると、転写ドラム１５の内側及び外側に設けられた分離
用放電器１８によりＡＣ除電され、転写材は剥離爪２０
により分離され、搬送ベルト２７により定着器２９に送
られ熱圧ローラ３０によりトナー像が溶融定着され、コ
ピーサイクルが終了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記現像装
置１３は、キャリヤと非磁性トナーから成る二成分磁気
ブラシ現像を行う現像装置であり、回転しないマグネッ
トロールを内蔵した非磁性の現像スリーブから成る現像
剤担持体を有する。二成分磁気ブラシ現像では、潜像に
トナーのみが移動するのが理想であるが、トナーとキャ
リヤの電気的吸着力がキャリヤとマグネットロールの磁
気的吸着力より強い場合、キャリヤが感光体ドラム上に
移動し、可視像をみだしたり、転写されずに残ったキャ
リヤがブレードにより感光体ドラム１の表面に傷をつ
け、帯電性能が低下するという問題を有している。

【０００８】とくに、誘導体シートを使用する転写ドラ
ム或いは転写ベルトを有する上記電子写真複写機におい
て、導電性を有するキャリヤを現像剤として使用した時
に、現像部で感光体に付着したキャリヤが転写部でさら
に電荷量を増し、強い静電気が感光体に付着した状態で
クリーニング装置に入ってくると、キャリヤがクリーニ
ングブレード部と感光体の間に入り込み、感光体上の表
面に損傷を与え、帯電性能が低下し画質低下を発生する
という問題を有している。この原因を調べるため転写前
後のキャリヤの電荷量を測定したところ、図４に示すよ
うに、誘導体シートを使用する場合は、誘導体シートを
使用しない通常の転写器を有する白黒複写機や、メッシ
ュタイプの転写ドラムを有するカラー複写機に比較し
て、転写電界により電荷量が著しく増大していることが
判明した。これは、誘電体シートを介して転写する場合
は、転写材よりも表面抵抗が高いことにより、キャリヤ
付着部の電界が強くなるためと考えられる。

【０００９】これに対して、キャリヤを除去するクリー
ニング装置としては、従来、種々の方式が提案されてい
る。例えば、特開昭６１−２１２８８０号公報において
は、キャリヤがブレードに達する前にキャリヤを磁力に
より感光体表面から除去し、感光体の損傷を防止するよ
うにしているが、転写ドラムあるいは転写ベルトを使用
したカラー複写機では、キャリヤの有する静電気力が強
く、３０００ガウス以上の磁石を０．５ｍｍのギャップ
で感光体に近づけても除去できない欠点がり、さらに強
力な磁力をもつマグネットロールを高精度で感光体に保
持、駆動させなければならないため、コスト的にも高く
なる欠点があった。

【００１０】また、特開昭５３−６６２３７号公報にお
いては、コロナ放電によりキャリヤの静電的付着力を低
減して除去するようにしているが、コロナ放電では、キ
ャリヤの感光体との接触部に集中している電荷を効率的
に除電することは困難であり、さらに磁力による除去を
併用する必要があるなど、性能的に不充分な点があっ
た。また、特開昭５６−５０３６３号公報においては、
導電性ブラシに交流電圧を印加することにより、不平等
電界による反発力でトナーを感光体から飛散させるよう
にしているが、大容量のブロワーが必要であり、騒音、
装置のサイズ、コストの点で欠点があり、かつ本来のク
リーニング性能の点でも、ブレード方式には劣る欠点が
あった。

【００１１】また、特開平１−２５７９８３号公報にお
いては、板状磁石に透磁率の高い金属板を先が突き出す
よう接合させて磁界を発生させ、感光体上のキャリヤを
回収していたが、金属板の突出部からの磁界は、高磁束
密度を得られなく、また、磁力だけではキャリヤを回収
しきれないという欠点があった。また、特開平１−１３
４４８４号公報においては、マグネットロールの回りに
スリーブを設け、スリーブにバイアスを印加して、電気
的、磁気的に感光体上のキャリヤを回収するが、マグネ
ットロールの回りをスリーブで覆うため、高磁束密度の
磁界が得られないという欠点があった。

【００１２】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、感光体上に付着したキャリヤの電荷を効果的に除去
することによりキャリヤを除去し、感光体の損傷を防止
することができるキャリヤ除去装置を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の画像
形成装置のキャリヤ除去装置は、導電性を有するキャリ
ヤを現像剤として使用し、ドラム状あるいはベルト状の
誘電体転写シートを用いて転写材上に転写を行い、クリ
ーニングブレードを用いて転写後のトナーを除去する画
像形成装置において、感光体の転写領域とクリーニング
ブレードの間に回転する導電性ブラシを設け、その導電
性ブラシに交流電圧を印加するとともに、その交流周波
数がブラシ周速（ｍｍ／ｓ）÷ニップ幅（ｍｍ）×２以
上であることを特徴とする。また、感光体の転写領域と
クリーニングブレードの間に静止する導電性ブラシを設
け、その導電性ブラシに交流電圧を印加するようにして
もよい。さらに、感光体の現像領域とクリーニングブレ
ードの間に、板状磁石に透磁率の高い導電部材を両側に
接合し、該導電部材にバイアスを印加するようにしても
よい。

【００１４】

【作用】本発明においては、現像部で感光体に付着した
キャリヤは、転写部でさらに電荷量を増し、強い静電気
が感光体に付着した状態でクリーニング装置に入ってき
ても、回動または静止する導電性のクリーニングブラシ
に交流電圧を印加することにより、キャリヤの持ってい
る電荷を除電し、クリーニングブレードに達する前にキ
ャリヤの付着力を低減させ、キャリヤを除去させること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図１は本発明における画像形成装置のキャリヤ除
去装置の１実施例を示す断面図である。なお、本発明
は、図８に示される様な誘導体シートを使用した転写ド
ラム１４、或いは転写ベルトを有し、導電性を有するキ
ャリヤを現像剤として使用する画像形成装置に適用され
る。

【００１６】図１は図８において説明した感光体ドラム
１１およびクリーニング装置１６を示し、クリーニング
装置１６内には、感光体１１の回転方向を図示矢印の方
向としたとき、上流側から順に、外部へのトナー流出を
防止するためのフィルムシール３１、クリーニングブラ
シ３２、クリーニングブレード３３が配設される。

【００１７】クリーニングブレード３３は、ゴム等の弾
性材料で形成され、その一端がハウジング３４にシール
材３５を介して固定され、他端のエッジが感光体１１に
その回転方向に対して鋭角で接するように配置される。

【００１８】クリーニングブラシ３２は、感光体１１と
は反対方向に回転可能に、かつ、感光体１１とニップ幅
Ｎで重なるように設けられており、感光体１１に接して
回転することにより、転写装置によって転写されずに感
光体１１に残留したトナーおよびキャリヤをかき落とす
ように配設される。

【００１９】ハウジング３４には、クリーニングブラシ
３２に付着したトナーを機械的にはたき落とす作用を行
うフリッカーバー３６がクリーニングブラシ３２に重な
るように設けられ、また、クリーニングブラシ３２の感
光体１１と反対側には、トナー搬送用ロール３７が回転
可能に配設され、ハウジング３４内に溜まる残留トナー
をトナー回収ボックス（図示せず）に搬送するようにし
ている。

【００２０】本実施例においては、クリーニングブラシ
３２を導電性ブラシから構成する。なお、導電性ブラシ
といっても非導電性ブラシとが混在するブラシを用い
る。そして、クリーニングブラシ３２に交流電源３８お
よび直流電源３９を印加し、感光体１１側を接地するよ
うにしている。これにより、現像部で感光体１１に付着
したキャリヤは、転写部でさらに電荷量を増し、強い静
電気が感光体１１に付着した状態でクリーニング装置１
６に入ってきても、回動するクリーニングブラシ３２に
交流電圧を印加することにより、キャリヤの持っている
電荷を除電し、クリーニングブレード３３に達する前に
キャリヤの付着力を低減させ、キャリヤを除去させるこ
とができる。

【００２１】図２および図３はクリーニングブラシ３２
に交流電圧を印加し、除去率に関するテストを行った結
果を示す。図２に示すように、＋１７．５μＡの転写電
流のときに、ブラシ周速１９０ｍｍ／ｓにおいて、２０
０Ｈｚ、２ＫＶで良好な結果が得られ、また４万コピー
後の感光体のキズも良好であった。

【００２２】一方、ブラシ周速を３８０ｍｍ／ｓに上げ
る事により、転写材に含まれるタルクが感光体に付着す
ることにより発生する画像ボケ、スジが低減できること
が別のテストによりわかっている。この周速では周波数
を４００Ｈｚ以上にしなければ１９０ｍｍ／ｓで得られ
たと同等のキャリヤ除去性能が得られなかった。

【００２３】これらのテストから、誘電体シートを用い
て転写を行う画像形成装置において、特に発生する感光
体のキズは、転写部とクリーニングブレードの間に交流
電圧を印加した導電性ブラシにより改善することがで
き、また、このとき交流の周波数は、ブラシ周速（ｍｍ
／ｓｅｃ）÷ニップ巾Ｎ（ｍｍ）×２以上であることが
必要な条件として確認された。

【００２４】また、交流に直流バイアスを重ねることに
より感光体とブラシとの摩擦帯電による感光体への帯電
することを防止できた。本例の導電ブラシでは、２ＫＨ
ｚ、ＡＣ２ＫＶ、ＤＣ−３００Ｖのときに摩擦帯電によ
る電位変化をおさえることができた。ＤＣ値はブラシ材
質により異なり、導電性ブラシと非導電性ブラシとの比
が、４：２．４のときには、−１５０Ｖが良好であっ
た。

【００２５】図５は本発明の他の実施例を示し、図Ａは
断面図、図Ｂはクリーニングブラシの斜視図である。本
実施例においては、クリーニングブラシ３２を帯状直列
に植毛された導電性ブラシとし、これを感光体１１に接
するように固定し、クリーニングブラシ３２に交流電圧
を印加している。また、図Ｂに示すように、ブラシ先端
の形状を感光体表面と合わさるように植毛することによ
り、ブラシ先端の感光体の接触面積を大きくするように
している。

【００２６】本実施例によれば、図１で説明したフィル
ムシール３１を設ける必要がなく、トナーこぼれ防止用
シートシールの代用とすることにより、波うちによるシ
ール不良を防止できる。また、ブラシの取り付けを感光
体表面に対して傾ければ転写後の残留現像剤は、ブラシ
繊維によってかき取られる事なく容易にクリーナーに突
入させる事ができる。そして、ブラシを密に植毛するこ
とによりトナーのこぼれを防止することができ、転写後
の感光体表面及び残留現像剤は除電され、両者間の電気
的付着力はなくなり、残留現像剤が原因で発生する感光
体表面のキズは抑制される。同時にクリーナーからこぼ
れ落ちる排トナーはこのブラシに溜まりこぼれ落ちるこ
とはなく、画像密度が低い画像の時も常時クリーニング
ブレードに対してトナーを供給する事ができるので、ブ
レードめくれ等のトラブルも防止できる。

【００２７】図６および図７は本発明の他の実施例を示
し、図６は断面図、図７は斜視図である。本実施例にお
いては、図８で説明した現像装置１３とクリーニング装
置１６との間に感光体１１に対向してキャリヤ回収装置
５０を設ける。キャリヤ回収装置５０は、感光体１１の
軸方向に板状磁石５１（本実施例では３０００ガウス）
を設け、該板状磁石５１の両側に透磁率の高い金属板５
２ａ、５２ｂを接合し、板状磁石５１だけの時よりも、
磁束密度を高くし、金属板５２ａ、５２ｂをＤＣバイア
ス電源５３に接続し、キャリヤの導電極性と逆極性のＤ
Ｃバイアス電圧（本実施例ては１０００Ｖ）を印加す
る。

【００２８】図７に示すように、板状磁石５１および金
属板５２ａ、５２ｂは、非磁性導電部材５４に取り付け
られ、非磁性導電部材５４の両端はシャフト状を形成
し、ベアリング５５ａ、５５ｂにより、感光体１１に当
接させて、板状磁石５１との間隙を確保する。さらに、
非磁性導電部材５４の片側をＤ面カットとし、導電性位
置決め部材５６により板状磁石５１の回転を規制するよ
うにしている。さらに、ＤＣバイアス電源５３より導電
性位置決め部材５６にバイアスを印加し（本実施例では
１０００Ｖ）、非磁性導電部材５４を介して、金属板５
２ａ、５２ｂにＤＣバイアスが印加される。

【００２９】以下、本実施例及び従来技術を用いた場合
の実験結果について説明する。まず、現像装置下流側に
キャリヤ回収装置をつけない場合、感材上の軸方向１ｃ
ｍ当たり平均７６個のキャリヤが付着していた。また、
特開平１−１３４４８４号公報の技術（キャッチアップ
ロール６５０ガウス、バイアス６５０Ｖ）を用いると、
平均４２個となり、特開平１−２５７９８３号公報（マ
グネット３０００ガウス）を用いると、平均４２個とな
った。これに対し、本発明の実験によると、バイアスを
印加しない状態で、平均１８個、バイアスを印加する
と、平均０．８個と感材上のキャリヤはほぼ全て回収で
きた。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、感光体の転写領域とクリーニングブレードの間
に回動する導電性ブラシを設け、その導電性ブラシに交
流電圧を印加するとともに、その交流周波数がブラシ周
速（ｍｍ／ｓ）÷ニップ幅（ｍｍ）×２以上になるよう
に構成したため、感光体上に付着したキャリヤの電荷を
効果的に除去することによりキャリヤを除去し、感光体
の損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における画像形成装置のキャリヤ除去装
置の１実施例を示す断面図

【図２】本発明における実験結果を説明するための図

【図３】本発明における実験結果を説明するための図

【図４】本発明の課題を説明するための実験結果を示す
図

【図５】本発明の他の実施例を示し、図Ａは断面図、図
Ｂはクリーニングブラシの斜視図

【図６】本発明の他の実施例を示す断面図

【図７】図６の斜視図

【図８】本発明が適用される画像形成装置の例を示す構
成図

【符号の説明】

１１…感光体、１６…クリーニング装置 ３２…クリーニングブラシ（導電性ブラシ）、３３…ク
リーニングブレード ３８…交流電源、３９…直流電源、Ｎ…ニップ幅、５１
…板状磁石 ５２ａ、５２ｂ…金属板（導電部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 利彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性を有するキャリヤを現像剤として使
   用し、ドラム状あるいはベルト状の誘電体転写シートを
   用いて転写材上に転写を行い、クリーニングブレードを
   用いて転写後のトナーを除去する画像形成装置におい
   て、感光体の転写領域とクリーニングブレードの間に回
   動する導電性ブラシを設け、その導電性ブラシに交流電
   圧を印加するとともに、その交流周波数がブラシ周速
   （ｍｍ／ｓ）÷ニップ幅（ｍｍ）×２以上であることを
   特徴とする画像形成装置のキャリヤ除去装置。
2. 【請求項２】導電性を有するキャリヤを現像剤として使
   用し、ドラム状あるいはベルト状の誘電体転写シートを
   用いて転写材上に転写を行い、クリーニングブレードを
   用いて転写後のトナーを除去する画像形成装置におい
   て、感光体の転写領域とクリーニングブレードの間に静
   止する導電性ブラシを設け、その導電性ブラシに交流電
   圧を印加することを特徴とする画像形成装置のキャリヤ
   除去装置。
3. 【請求項３】導電性を有するキャリヤを現像剤として使
   用し、ドラム状あるいはベルト状の誘電体転写シートを
   用いて転写材上に転写を行い、クリーニングブレードを
   用いて転写後のトナーを除去する画像形成装置におい
   て、感光体の現像領域とクリーニングブレードの間に、
   板状磁石に透磁率の高い導電部材を両側に接合し、該導
   電部材にバイアスを印加することを特徴とする画像形成
   装置のキャリヤ除去装置。