JPH01307772A - 多色画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真方式を用いた多色画像記録装置、さ
らに詳しくは電子写真感光体上に異なる色の像・を重畳
して形成した後転写紙に一括転写し、転写後の感光体上
の残留トナーをクリーニングするよう構成した多色画像
記録装置に関する。

従来の技術 従来から、帯電・露光・現像を複数回繰り返して電子写
真感光体（以下、感光体という）上に色の異なる複数の
トナー像を重畳して形成した後、トナー像を転写紙に一
括転写してカラー画像を得る画像記録装置が種々提案さ
れている。

例えば特開昭６０−１３０７８３号公報に示されている
技術もその１つである。これを第３図に示す。第３図に
おいて、１は矢印Ａ方向に回転し表面に感光層を存した
電子写真用の感光体で、２は感光体１を一様に帯電する
コロナ帯電器、３はレーザ光等により所望の画像に対応
して感光体１上を露光する露光手段、４〜６はイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のそれぞれの色
のトナーを収容している現像器、７．は記録紙、８はト
ナー像を記録紙７に静電転写するための転写帯電器、９
は感光体１上の残留電荷を消去するための除電器、１０
は転写後の感光体１に残ったトナーを取り除くためのフ
ァーブラシ等を有したクリーニング装置である。

感光体１の最初の回転でコロナ帯電器２で感光体１を一
様に帯電し、露光部３でイエロー（Ｙ）の画像に対応し
た信号で露光して静電潜像（画線部が露光されて感光体
１の表面電位が減衰した静電潜像）を形成する。次に、
感光体１の表面電位とほぼ同じの現像バイアス電圧の印
加されたＹのトナーを収容した現像器４でネガ・ポジ反
転現像（露光により電位の減衰した部分にトナーを付着
する現像法）シ、感光体１上にＹのトナー像を形成する
。この時マゼンタ（Ｍ）の現像器５とシアン（Ｃ）の現
像器６は、感光体１から退避してＹのトナー像に影響を
与えないようにしている。また、転写帯電器８や除電器
９もそれぞれの機能を停止し、クリーニング装置１０は
実線で示すように感光体１からファーブラシが離間して
いる。従って、Ｙのトナー像は乱される事なく再びコロ
ナ帯電器２の位置に位置し、１回転目を完了する。

続いて２回転目にマゼンタの像がＹの画像形成と同様に
して７画像に重畳して形成される。更に３回転目にシア
ンの像が同様にして形成され、感光体１上にＹＭＣ３色
からなるカラー画像が形成される。このカラー画像の先
端に同期して給紙部３０から記録紙７が搬送され、転写
位置に配した転写帯電器８でカラー画像が記録紙７に転
写される。画像が転写された記録紙７は感光体１から剥
離されて定着部４０に搬送され、定着後排出される。一
方、転写後の感光体１は除電器９で除電され、残ったト
ナーがクリーニング装置１０のファーブラシが接触する
ことにより除去され次の記録に備える。

このような画像記録装置において、クリーニング装置１
０としては、周知のブレードクリーニング法より例えば
特開昭５７−１８５４６８号公報に示されているファー
ブラシクリーニング法が適している。その構成を第４図
に示す。矢印（ａ）方向に回転する感光体１に接触して
矢印（ｂ）方向に回転するファーブラシローラ１１と、
このファーブラシローラ１１に接触して矢印Ｃ方向に回
転する導電性の回収ローラ１２と、°一端が回収ローラ
１２に接触した弾性材からなる掻き落し板１３とを有し
、ファーブラシローラ１１にはバイアス電源１４により
トナーと逆極性の電圧が印加され、また回収ローラ１２
にはバイアス電源Ｅ源１４によりファーブラシローラ１
１に印加する電圧より電位差が大きくなる方向の同極性
の電圧が印加されている。ファーブラシローラ１１は、
導電性の芯体に導電性の繊維を植毛して構成したもので
ある。

このクリーニング装置は、転写後に感光体１上に残った
トナーをファーブラシローラ１１の機械的な払拭動作と
静電力によってファーブラシ１１に移行させた後、この
ファーブラシローラ１１に付着したトナーをさらに導電
性の回収ローラ１２に静電力で移行させ、この導電性・
の回収ローラ１２に付着したトナーを掻き落し板１３に
より掻き落として回収するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来のファーブラシのクリー
ニング装置では、ファーブラシに付着するトナーの量に
限界があり、回収ローラ１２を通過後のファーブラシに
残るトナーの量を極めて少なくすることが重要である。

従って、多量のトナーを用いる多色画像記録装置に用い
る場合、感光体に残留するトナー量も多く、ファーブラ
、シに徐々にトナーが堆積してクリーニング能力が低下
したり、紙詰まり等が発生してカラー画像が記録紙に転
写されなかった場合、ファーブラシにトナーが過飽和に
蓄積されて目詰まりをおこし、クリーニング性能が著し
く低下するなどの問題が発生し、感光体１上にトナーが
残り次の記録に悪影響をあたえていた。

本発明の目的は、ファーブラシローラ１１に付着したト
ナーを積極的に除去する事により、このようなトナー残
りがなく安定した画像を記録することができる多色画像
記録装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、
感光体に平行で反対方向に回転するファーブラシローラ
と、ファーブラシローラにそれぞれ軸方向に平行に接触
する複数の導電性の回収ローラと、それぞれの回収ロー
ラの表面に一端が当接した弾性のトナー掻き落とし板と
からなるクリーニング手段と、クリーニング手段をファ
ーブラシローラと平行な支軸を支点として回動自在に支
持し、ファーブラシローラを感光体に対し接触離間する
離接手段と、ファーブラシローラと複数の回収ローラに
トナーの帯電極性と異なる極性のバイアス電圧をそれぞ
れ電位差が大きくなる方向に印加する電圧印加手段とを
有し、色の異なる複数のトナー像を感光体上に重畳して
形成した後記録紙に一括転写し、転写後クリーニング手
段で感光体上の、残留トナーを掃引するよう構成すると
ともに、電圧印加手段が複数の回収ローラの内、ファー
ブラシローラの下流側の回収ローラにより大きい電位差
の電圧を印加するように構成することを目的とする。

作用 本発明による作用は、次のようになる。ファーブラシロ
ーラに付着したトナーを複数の回収ローラで除去し、フ
ァーブラシローラを常にクリーンな状態にすることによ
りファーブラシローラのクリーニング性を安定化させる
とともに、ファーブラシローラに接触する複数の回収ロ
ーラの内、下流側の回収ローラに電位差のより大きい直
流のバイアス電圧を印加することにより、より多くのト
ナーを回収することができ、ファーブラシローラの目詰
まりがなく良好なりリーニング性を維持することができ
る。

実施例 以下、本発明を実施例に′基づいて説明する。多色画像
記録装置の全体構成は、上記従来例で示した第３図とク
リーニング装置１０を除いて同様であり、説明は省略す
る。

次に、りＩＪ−ニング装置１０の詳細な構成を第１図、
第２図を用いて説明する。１１は感光体１の軸方向に平
行に設けた導電性のファーブラシローラで例えばカーボ
ンブラックを分散したアクリル繊維、導電性高分子化合
物、カーボンファイバ、金属繊維等の比抵抗値が、１０
４〜１０１２ΩＣ１１の範囲の導電性繊維を金属ローラ
の外周に植毛した筒状回転体である。

１２ａ１１１２ｂは、ファーブラシローラ１１と平行で
それぞれファーブラシローラ１１に接触した金属等から
なる２本の導電性の回収ローラ、１３ａ拳１３ｂはそれ
ぞれ一端が回収ローラ１２ａ・１２ｂの外周面に当接し
他端がクリーニング装置１０のユニット本体１５に固定
され回収ローラ１２ａ・１２ｂに付着したトナーを掻き
落とす弾性材からなる掻き落とし板、１６は除去された
トナーを軸方向に搬送するスクリューである。ファーブ
ラシローラ１１、回収ローラ１２ａ・１２ｂ１およびス
クリュー１６はユニット本体１５にそれぞれ回転可能に
支持されている。１４はバイアス電源で、ファーブラシ
ローラ１１にはトナーの帯電極性と逆極性の直流のバイ
アス電圧ｖ１が、ファーブラシローラ１１の回転方向上
流側に配した回収ローラ１２ａにはＶｆｆｉ、下流側の
回収ローラ１２ｂにはｖ３のファーブラシローラ１１と
同極性の直流のバイアス電圧がそれぞれ印加されている
。

それぞれに印加するバイアス電・圧は、例えばトナーが
正極性の場合は負極性の電圧で、Ｖ　Ｉ＞　Ｖ　＊　＞
　Ｖ　３　　　（７）方向でそれぞれ１００〜３００Ｖ
の電位差を持って設定している。

１７はファーブラシローラ１１を感光体１の中心軸方向
に押圧するプランジャ、１８はユニット本体１５とプラ
ンジャ１７を連結する連結具、１９はファーブラシロー
ラ１１と感光体１を離間する方向に付勢するばねで、２
０はファーブラシローラ１１より小径でその両端に同軸
に緩挿されたスペーサリング、２１はスクリュー１６と
同軸でファーブラシローラ１１に平行でユニット本体１
５を回動可能に支持する支持具である。２２はモータ等
の駆動源（図示せず）からの回転をクリーナ装置に伝達
する歯車列で、回動の軸心であるスクリュー１６に入力
され、歯車列によってファーブラシローラ１１、回収ロ
ーラ１２ａ・１２ｂにそれぞれ回転が伝達される。それ
ぞれの回転方向は、ファーブラシローラ１１と回収ロー
ラ１２ａ・１２ｂ及びスクリュー１６は同方向で感光体
１とは逆方向で、回転速度は、 感光体くファーブラシローラく回収ローラになるよう設
定している。

カラー画像の転写後のクリーニング時において、プラン
ジャ１７に通電してユニット本体１５をスペーサリング
２０が感光体１に接触する位置まで押圧する。スペーサ
リング２０はファーブラシローラ１１より直径を僅かに
小さくしていることからファーの先端が感光体１に接触
する。

そして駆動源からの回転で感光体１の表面を摺擦する。

感光体１上に付着したトナーは、ファーブラシローラ１
１で機械的に払拭されるとともに、トナーの帯電極性と
逆極性の電圧が印加されたファーに静電吸着される。フ
ァーに吸着されたトナーは、まずファーブラシローラ１
１と上流側の回収ローラ１２ａとの接触部で回収ローラ
１２ａに静電的に吸着される。さらにファーブラシロー
ラ１１に残ったトナーは、さらに下流側に配した回収ロ
ーラ１２ｂとの接触部で回収ローラ１２ｂに静電的に吸
着され、ファーブラシローラ１１は付着したトナーがほ
とんど除去される。回収ローラ１２ａ・１２ｂに吸着さ
れたトナーはそれぞれの外周面に接した掻き取り板１３
ａ・１３ｂで掻き取られ、スクリュー１６でＸ方向に搬
送され回収箱（図示せず）に回収される。クリーニング
動作が終了すると、プランジャ１７の通電が遮断され、
ばね１９によりユニット本体１５が感光体１から遠ざか
る方向に回動され、ファーブラシローラ１１が感光体１
から離間する。この時ファーブラシローラ１１が感光体
１から離間しても所定時間は回転支軸を介して回転を伝
達し、バイアス電圧の印加を継続することでファーブラ
シローラ１１に付着し、たトナーをより多く除去でき、
ファーを常に初期のクリーンな状態に保つことができる
。

また、例えば記録紙７がジャミングを起こし、カラー画
像が転写されなかった場合、装置を異常停止し、処理後
再び起動を行なう時にクリーニング動作を行なうと、多
量のトナーがファーブラシローラ１１に付着することに
なりファーが目詰まりを起こしクリーニング不能となる
ことがある。

従って、このような場合は、感光体１を連続回転させ、
ファーブラシローラ１１を感光体１に間欠的に接触させ
るとともに、感光体１を複数回（３〜４回転）回転する
までクリーニング動作を行なうことによりファーブラシ
ローラ１１の目詰まりを防ぐことができる。

次に、この実施例の具体的なプロセス条件を、Ｓｅ系の
感光体でネガポジ反転現像する場合について説明する。

まず画像の作像条件として、感、光体１は、アルミ管材
の表面にＳｅ系の感光層を蒸着したものを用い、プロセ
ス速度（感光体の回転速度）は１５０１１１１Ｉｌ／５
ｃｃ１　　コロナ帯電器２で表面電位が６００〜１００
０■になるよう帯電した。トナーは正極性に帯電特性を
有するもので、電荷量＋３μＣ／ｇで平均粒径１０μｍ
の一般的なＹ−Ｍ・Ｃのカラートナーを用い、感光体１
の表面電位とほぼ同電位の現像バイアス電圧を印加した
現像器４〜８でそれぞれ現像した。

クリーニング条件としては、ファーブラシローラ１１は
金属性の軸にアクリル繊維にカーボンを分散したファー
（比抵抗：１０９Ωａｍ１　　長さ：５１Ｎ１％１０デ
ニール、密度：　３６００本／ｃｍ２）を植毛したもの
を用い、直径は３０ｍｍとした。またファーブラシロー
ラ１１に緩挿したスペーサリング２０の直径はファーブ
ラシローラより半径で１ｍｍ小さくして、ファーの先端
１璽璽が感光体１と接触するようにした。回収ローラ１
２ａ・１２ｂはファーブラシ１１にそれぞれ１ｍｍ当接
するようにした。

回転速度は、ファーブラシローラ１１は周速１５０〜１
８０　ｍｍｄ／ｓｅａで回転させ、回収ローラ１２ａ・
１２ｂは、ファーブラシローラ１１の１〜２倍の周速で
回転させた。この回転速度は、早い方がクリーニング特
性が向上するが、トナー飛散やファーの寿命から上述の
範囲が好ましい。

ファーブラシローラ１１に印加するバイアス電圧は、ト
ナーが正極性の帯電であり一１００Ｖ〜−３００Ｖの範
囲の直流電圧を、また回収ローラ１２ａには、ファーブ
ラシローラ１１よりさらに−１００〜−３００ｖ低い直
流電圧を、回収ローラ１２ｂにはさらに−１００〜−３
００ｖ低い直流電圧をそれぞれ印加した。

なおファーブラシローラ１１に印加するバイアス電圧は
、ファーの比抵抗と環境条件特に環境湿度により変化さ
せることが望ましい。さらに、本構成のクリーニング装
置で、クリーニング動作の前にコロナ帯電器を設けて感
光体１上のトナーを正極性に帯電させることは、よりク
リーニング効果を高めることができる。また、上述の実
施例では、回、収ローラ１２ａ・１２ｂを２本用いたが
、当然ながら３本以上にすることは、性能的により効果
が向上する。

発明の効果 本発明の多色画像記録装置においては、ファーブラシロ
ーラに対し２本の回収ローラを用いるとともに下流側の
回収ローラにより電位差の大きいバイアス電圧を印加す
ることでファーブラシローラに蓄積するトナー量を著し
く減少することができ、ベタ画像や、紙詰まりなどによ
る未転写像が発生してもファーブラシローラの目詰まり
は無く、従ってファーブラシローラの寿命を向上するこ
とができた。また感光体とファーブラシの接触状態をス
ペーサリングで一定に保つことにより常に安定したクリ
ーニングができ信頓性の高い装置を得ることかできた。

またファーブラシが感光体から離間している時も、ファ
ーブラシと回収ローラにそれぞれ電圧を印加し、回転を
継続させることにより、ファーブラシに蓄積したトナー
を除去してファーブラシのクリーニング能力を回復し、
次の記録に影響のないカラーの画像記録装置を得ること
ができる。この結果クリーニング能力が高く、長期にわ
たってその能力が低下しないクリーナを用いた多色画像
記録装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の多色画像記録装置における
クリーニング装置の基本的な構成図、第２図は同クリー
ニング装置の斜視図、第３図は前記多色゛画像記録装置
の構成図、第４図はファーブラシクリーニング装置の従
来例の構成図である。 １・・・感光体、２・・・コロナ帯電器、３・・・露光
部、４．５．６・・・現像器、１０・・・クリーニング
装置、１１・・・ファーブラシ、１２ａ・１．２ｂ・・
・回収ローラ、１３ａ・１３ｂ・・・掻き落とし板、１
５・・・クリーニングユニット本体、１４・・・直流バ
イアス電源、１７・・・駆動用プランジャ、１９・・・
ばね、２０・・・スペーサリング。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名ｌ・・−も
光不 ２０−一−スへ−プリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体に平行で反対方向に回転するファーブラシ
   ローラと、前記ファーブラシローラと同方向に回転し、
   前記ファーブラシローラにそれぞれ軸方向に平行に接触
   する複数の導電性の回収ローラと、それぞれの前記回収
   ローラの表面に一端が当接した弾性のトナー掻き落とし
   板とからなるクリーニング手段と、前記クリーニング手
   段をファーブラシローラと平行な支軸を支点として回動
   自在に支持し、前記ファーブラシローラを前記感光体に
   対し接触離間する離接手段と、前記ファーブラシローラ
   と複数の回収ローラにそれぞれ電圧を印加する電圧印加
   手段とを有し、色の異なる複数のトナー像を前記感光体
   上に重畳して形成した後記録紙に一括転写し、転写後ク
   リーニング手段で前記感光体上の残留トナーを掃引する
   よう構成した多色画像記録装置。
2. （２）電圧印加手段が、感光体・ファーブラシローラお
   よび複数の回収ローラに、トナーの帯電極性と異なる極
   性の直流電圧を印加するもので、それぞれ順に電位差が
   大きくなるように構成した請求項１記載の多色画像記録
   装置。
3. （３）複数の回収ローラの内、ファーブラシローラの回
   転方向の下流側に配した回収ローラに上流側に配した回
   収ローラより電位差の大きい電圧を印加するよう構成し
   た請求項１または２記載の多色画像記録装置。