JPH02287481A - 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多色の像を形成した後
転写紙に一括転写し、転写後の感光体上の残留トナーを
クリーニングする多色画像記録装置に関する。

従来の技術 従来から、帯電Ｏ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
トナー像を形成した後、トナー像を紙に一括転写してカ
ラー画像を得るカラー電子写真技術が種々提案されてい
る。

例えば、特ｏｎ昭θ０−９５４５８号公報に記載されて
いるカラー電子写真技術もその１つである。

この構成を第３図に示す。第３図において、１は矢印方
向に回転する感光体、２は感光体１を帯電するコロナ帯
電器、３はレーザビームスキャナ、４〜７は各々イエロ
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ
ｋ）のトナーをそれぞれ収容したトナー担持体、８は記
録紙、９はトナー像を記録紙に転写するための転写帯電
器、１０は感光体１上の静電潜像を消去するための除電
器、１１はトナー転写機感光体１に残ったトナーを取り
除くためのクリーニング装置、１２は加熱定着器である
。

次に、このカラー電子写真装置を用いてカラー画像を形
成する際の作用について説明する。まずコロナ帯電器２
で感光体１を帯電した後、レーザビームスキャナ３でイ
エロの画像信号をスキャニング露光し、画線部が露光さ
れて感光体１の表面電位が減衰している静電潜像を形成
する。この静電潜像をＹトナーの入っているトナー担持
体４で反転現像し、感光体１上にイエロのトナー像を形
成する。この時、Ｙトナーの入っているトナー担持体４
には現像バイアスが印加されているが、その他のトナー
担持体５〜７は接地されトナーが飛しょうしない状態に
調整されている。Ｙトナーで現像した後、感光体１を除
電器１０で全面除電する。次に、Ｙトナー像を形成した
方法と同様の方法により、帯電・露光・現像拳除電の工
程を繰り返し、感光体１上にＭ、　　Ｃ，およびＢＫの
トナー像をＹのトナー像の上に順次形成する。全てのト
ナー像の形成が終了した後、転写帯電器９でトナー像を
記録紙８に静電転写する。記録紙８に転写したトナー像
は、加熱定着器１２で定着される。転写後、クリーニン
グ装置１１のブレード１３を感光体１に抑圧し、感光体
１に残ったトナーを除去した後、ブレード１３を再び感
光体１から離間し感光体１を次の像形成に用いる。

このような多色画像記録装置において、クリーニング装
置１１の構成が重要になる。

即ち、最初の画像形成から最後の画像が形成されて転写
されるまでクリーニング装置１１は感光体１から離れ、
転写後は感光体１に接触してトナーを確実に除去するこ
とが必要である。

クリーニング技術としてはブレードクリーニングとファ
ーブラシクリーニングが知られている。

ブレードクリーニングは、第３図に示されているような
一般的なりリーニング技術でウレタンゴム等の弾性ブレ
ード１３のエツジを感光体１に押圧し、転写後に残留す
る感光体１表面のトナーを除去するものである。

また、ファーブラシクリーニングは、例えば特開昭５７
−１８５４８８号公報に示されているものがある。その
構成を第４図に示す。導電性の繊維を植毛したファーブ
ラシローラエ４を感光体１に接触させ、さらに導電性の
回収ローラ１５をこのファーブラシローラ１４に接触し
てそれぞれ接触部においてカウンタ方向に回転し、回収
ローラ１５に弾性材からなる掻き落し板１６の一端を接
触するとともに、ファーブラシローラ１４と回収ローラ
１５にトナーと逆極性の電圧をそれぞれ印加するよう構
成したものである。このファーブラシクリーニングは、
転写後に感光体１上に残ったトナーを機械的な払拭作用
と電界によってファーブラシ１４に移行させ、さらに回
収ローラ１５に電界で移行させ、この回収ローラ１５に
付着したトナーを掻き落し板１６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、このようなりリーニング装置を用いた多
色画像記録装置では次のような問題があった。

ブレードクリーニング装置を用いた例えば第３図のよう
な構成のカラー電子写真装置でカラープリントをとり続
けると、プリント数に比例してトナー担持体４〜７が異
種のトナーで汚染され、次第に画像の色純度が低下して
くる問題点があった。

この原因は、ブレード１３が感光体１に圧接し感光体１
上のトナーを清掃回収している状態で、ブレード１３の
先端部に厚さ２１ＩＩＩ１幅５■程度のトナーの塊が発
生し、感光体１の１回転毎に像形成をして多色の画像を
感光体１上に形成する多色画像記録の時、ブレード１３
を感光体１から離間するが、このときブレード先端部の
トナーの塊はそのまま感光体１上に線状に残り、感光体
１の回転でトナー担持体４〜７側に運ばれ、トナー担持
体４〜７内に混入して色濁りを発生することがわかった
。

また、ブレードクリーニングは、ブレード１３との摩擦
により感光体１の表面に傷が発生し、感光体１の寿命や
画像に悪い影響を与えていた。

また第４図のようなファーブラシクリーニング装置では
、感光体１に残留するトナー量が多くなるとクリーニン
グ残りが発生する問題があった。

例えば、多種類のトナーを用いた多色画像記録装置にお
いては、白黒の単色画像記録装置に比べ感光体１に付着
するトナーの量が多く従って転写後に残留するトナーの
量も多くなり、ファーブラシローラ１４では完全に除去
することは困難であうた。

また特に紙詰まり等が発生して画像が記録紙８に転写さ
れなかった場合、感光体１上には未転写の多量のトナー
が残りファーブラシローラ１４にトナーが過飽和に蓄積
して目詰まりをおこしクリーニングできなくなったり、
また一方、高湿度の環境条件ではファーブラシの抵抗が
低下してトナー吸着力が低下して感光体ｌ上にトナーが
残り、次の記録に悪影響をあたえるなど問題が発生して
いた。

本発明の目的は、複数のクリーニング手段を設け、記録
の条件によって選択することで、感光体上に残留するト
ナーの量に影響を受けないで、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 上記問題点を解消する本発明の技術的な手段は、感光体
の表面にその軸方向に線状に接触し転写後に感光体上に
残留するトナーを除去する弾性体のクリーニングブレー
ドからなる第１のクリーニング手段と、クリーニングブ
レードの下流側で感光体の軸方向に平行に接触し反対方
向に回転する導電性のファーブラシローラからなる第２
のクリーニング手段と、クリーニングブレードを感光体
に離接する第１の離接手段と、ファーブラシローラを感
光体に対し接離する第２の離接手段と、ファーブラシロ
ーラに電圧を印加する電圧印加手段とを備え、第１のク
リーニング手段と第２のクリーニング手段の動作タイミ
ングを異ならせしめるとともに、感光体上に形成するト
ナー像のモード識別手段を設けて、識別手段の識別によ
り第１または第２のクリーニング手段を選択動作せしめ
るよう構成したものである。

作　　　用 本発明による作用は、次のようになる。

（１）感光体に残留するトナーを上流側に設けた第１の
クリーニング手段のブレードでかき落し、ブレード離間
時に残留する線状のトナー・塊を下流側に設けた第２の
クリーニング手段の導電性ファーブラシローラで除去す
ることで感光体に残留するトナーのクリーニング特性を
著しく向上することができる。

（２）単色記録と多色記録の記録モードの識別で、多色
記録時にはブレードクリーニングとファーブラシクリー
ニングの併用を、単色記録時にはファーブラシクリーニ
ングを動作させることにより、感光体の長寿命化を図り
、低コスト化ができる。

実施例 以下、本発明を一実施例に基き説明する。

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１１を除いて同様であり、本項
では割愛する。

次に、クリーニング装置の詳細な構成を第１図を用いて
説明する。まず第１のクリーニング装置について説明す
る。この装置の構成は第３図に示した構成とほぼ同じで
ある。１３はゴム等の弾性材からなるブレードで、１７
はブレード１３を感光体１と平行に支持する支持具、１
８はブレード１３で書き落とされたトナーを感光体１の
軸方向に回収部（図示せず）に搬送するトナー搬送ロー
ラで、ユニット本体１９にそれぞれ支持されている。ブ
レード支持具１７はブレード１３の先端エツジが感光体
１に対して抑圧と離間をするよう例えばプランジャ等の
周知の駆動源で離接駆動され次に第２のクリーニング装
置について説明する。

この構成は第４図に示した従来例の構成とほぼ同じであ
る。１４は感光体１の軸方向に平行に設けられた導電性
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、１０７〜１０１２０ｃ
ｍ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。

このファーブラシローラ１４はブレード１３が感光体１
と接触する位置より感光体の移動方向下流側に接触する
よう位置している。１５はファーブラシローラ１４に平
行に接触した金属等からなる導電性の回収ローラ、１６
は一端が回収ローラ１５の外周面に当接し回収ローラ１
５に付着したトナーを掻き落とす弾性材からなる掻き落
とし板で、２０は回収ローラからかき落とされたトナー
を感光体の軸方向に搬送し回収部（図示せず）に導くト
ナー搬送ローラである。ファーブラシローラ１４と回収
ローラ１５およびトナー搬送ローラ２０はユニット本体
２１にそれぞれ回転可能に支持されている。ファーブラ
シローラ１４にはトナーの帯電極性と逆極性の直流のバ
イアス電圧Ｖ、が、回収ローラ１５にはファーブラシロ
ーラ１４と同極性の直流のバイアス電圧Ｖ２がそれぞれ
印加されている。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Ｎ　　Ｖｌ＞Ｖａ　
　の方向で２００〜５００Ｖの電位差を持って設定して
いる。

この第２のクリーニングのユニット本体２１は、ファー
ブラシローラ１４を感光体１に対して抑圧離間するよう
プランジャ等の周知の駆動源で離接駆動される。ファー
ブラシローラ１４と回収ローラ１５のそれぞれの回転方
向は、ファーブラシローラ１４と回収ローラ１５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。

次にこのような構成の画像記録装置で画像を記録する時
の動作を第２図を用いて説明する。

画像を記録する場合、入力操作により多色か単色かの記
録モードが設定される。

まず多色画像の記録モードの場合、感光体１の１回転毎
に帯電・露光・現像をｎ回繰り返し、それぞれの色に対
応した静電潜像が形成され、それぞれのトナー担持体４
〜７によって現像されて感光体１上に多色のトナー像が
形成される。トナー像が転写帯電器９により記録紙８に
転写された後感光体１上に残留するトナーは、ブレード
１３がプランジャ等の離接駆動源によって感光体１に押
圧されてかき落とされトナー搬送ローラ１８で回収部に
回収される。感光体１のほぼ１回転のクリーニング動作
が終了するとファーブラシローラ１４がプランジャ等の
離接駆動源によって感光体１に抑圧される。そしてファ
ーブラシローラ１４と回収ローラ１５が回転して感光体
１の表面を摺擦し、感光体１上のトナーが除去される。

ファーブラシローラ１４が感光体１に接触するとブレー
ド１３が解除される。ブレードエツジに堆積したトナー
はブレード離間時に感光体１に付着するが、ファーブラ
シに静電吸着される。ファーブラシに吸着されたトナー
は、ファーブラシローラ１４から回収ローラ１５に静電
的に吸着され、掻き取り板１６で掻き取られ、トナー搬
送ローラ２０で回収部に回収される。

ファーブラシローラ１４が離間してから感光体１が約１
／２回転すると、ファーブラシクリーニングの離接駆動
源が解除されユニット全体が感光体１から遠ざかりファ
ーブラシローラ１４が感光体１から離間してクリーニン
グが終了し、感光体１は次の記録に備える。

次に単色画像の記録モードについて説明する。

単色画像の記録は、複数のトナー担持体４〜７のうち所
望の色のトナーを収納したトナー担持体４〜７が選択さ
れ、帯電・露光・現像・転写の一回のプロセスで画像が
記録紙８に転写され定着器を経て記録される。転写後に
残留するトナーは第２のファーブラシクリーニングの離
接駆動源の動作によって感光体１に押圧されたファーブ
ラシローラ１４によりかき取られる。このとき第１のブ
レードクリーニングの離接駆動源は解除された状態で、
ブレード１３は感光体１には接触していない。

また、例えば記録紙８のジャムが発生しトナーが転写さ
れなかった場合、記録紙を取り除いて装置の再スタート
を行なうときは、紙ジヤム時の画像の記録モードに関係
なく、ブレードクリーニングとファーブラシクリーニン
グを併用することで、感光体１のクリーニングを確実に
行なうことができる。

次に、本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して画像を記録した場合につい
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１５０ｍｍ／ｓｅｃ、　　
コロナ帯電器２で表面電位が６００〜１０００Ｖ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及びＢｋのトナーを用い、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
〜７でそれぞれ現像した。

次に、クリーニング装置の仕様について説明する。第１
のブレードクリーニング装置のクリーニング条件として
は、ブレード１３はゴム硬度４５〜６０°のウレタンゴ
ムを用い、感光体１への接触力は１０〜４０　ｇ／ｃｍ
で感光体１の軸方向はぼ全幅にわたって均一になるよう
構成した。第２のクリーニング装置のクリーニング条件
は、ファーブラシローラ１４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：　ＩＯ”Ｑｃ
ｍ、長さ：５關、１０デニール、密度：　３６００本／
ｃｍ２）を植毛したものを用い、直径は３０ｍａとした
。またファーブラシローラ１４は、感光体１との接触時
にファーの先端ＩＩＩＩ＋が感光体１と接触するように
した。回収ローラ１５はファーブラシローラ１４に１ｍ
ｍ当接するようにした。ファーブラシローラ１４は周速
１５０〜１８０ｍｍ／ｓｅｃで回転させ、回収ローラ１
５は、ファーブラシローラ１４の１〜２倍の周速でそれ
ぞれ回転させた。

ファーブラシローラ１４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１５には、ファーブラ
シローラ１４よりさらに−１００〜−３００Ｖ低い直流
電圧を印加した。

このような構成条件で４色のトナーを用いてカラー画像
を形成し、転写後の残留トナーをクリーニングしたとこ
ろ、ファーブラシクリーニングでは色が重なった部分や
ベタ画像部でトナー残りが発生し次の画像に影響したが
、ブレードクリーニングでは殆ど問題なくクリーニング
できた。またブレード１３の離間時に発生した筋状の残
留トナーはファーブラシローラ１４でかきとることで簡
単に除去できた。これはブレード先端に付着したトナー
が静電気的に付着していないためである。

また紙ジヤム時を想定して転写しない状態でクリーニン
グした結果も同様に変化なくクリーニングすることがで
きた。

一方単色画像の記録モードでファーブラシローラ１４だ
けでクリーニングした結果、次の画像に影響のあるトナ
ー残りはなく、感光体１の傷による寿命はブレードクリ
ーニングに比べて２倍（同一モ・−ド比）長くなった。

また環境条件特に環境湿度を変化させて実験した結果、
ブレード１３では殆ど変化なかったが、ファーブラシク
リーニングではややトナー残りが多くなる傾向があった
。このことから、記録モード以外に環境の湿度を検出し
て所定湿度以上の時はブレードクリーニングとファーブ
ラシクリーニングを併用する構成でより信頼性を向上す
ることができることがわかった。

発明の効果 本発明の多色画像記録装置においては、ブレードクリー
ニング装置とファーブラシクリーニング装置を用いると
ともにファーブラシクリーニング装置をブレードクリー
ニング装置の感光体の移動方向下流側に設け、画像の記
録モードによりそれぞれのクリーニング装置を選択して
用いるよう構成することにより、仕様頻度が高く、かつ
感光体へのトナー付着量が少ない単色記録モードにおい
ては、感光体へのダメージの少ないファーブラシクリー
ニングを選択使用し、複数の色のトナーを用いることで
感光体へのトナー付着量の多い多色画像の記録モードに
おいてはブレードクリーニングでクリーニングし、ブレ
ード離間時に発生するトナー塊をファーブラシクリーニ
ングで除去することで信頼性が高く、感光体の長寿命化
が図れる。

また、紙詰まりなどによる未転写像が発生した場合でも
ブレードでクリーニングすることによりトナー残りがな
く、信頼性を著しく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における多色画像記録装置の
基本的な構成図、第２図は同実施例におけるクリーニン
グ装置の動作フローチャート、第３図は従来の多色画像
記録装置の構成図、第４図は従来例のファーブラシクリ
ーニング装置の構成図である。 １・・・感光体、２・・・コロナ帯電器、３・・・レー
ザスキャナ、４．５．６．７・・・現像器（現像剤担持
手段）、　１３・・・ブレード、　１４・・・ファーブ
ラシローラ、１５・・・回収ローラ、１８．２０・・・
トナー搬送ローラ、 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名ｊ１２図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の現像剤担持手段で感光体上に多色画像を形
   成し、記録紙に一括転写して多色画像を得る像形成手段
   と、感光体の表面にその軸方向に線状に接触し転写後に
   感光体上に残留するトナーを除去する弾性体のクリーニ
   ングブレードを有する第１のクリーニング手段と、クリ
   ーニングブレードの下流側で感光体の軸方向に平行に接
   触する導電性のファーブラシローラを有する第２のクリ
   ーニング手段と、クリーニングブレードを感光体に離接
   する第１の離接手段と、ファーブラシローラを感光体に
   対し離接する第２の離接手段と、ファーブラシローラに
   電圧を印加する電圧印加手段とを備えたことを特徴とす
   る多色画像記録装置。
2. （２）第１の離接手段によるブレードの離間動作後所定
   時間後に第２の離接手段によるファーブラシの離間動作
   を行なうよう構成したことを特徴とする請求項１記載の
   多色画像記録装置。
3. （３）第２の離接手段によるファーブラシの感光体への
   接触動作を第１の離接手段によるブレードの感光体から
   の離間動作時に行なうよう構成したことを特徴とする請
   求項１記載の多色画像記録装置。
4. （４）複数の現像剤担持手段で感光体上に多色画像を形
   成し、記録紙に一括転写して多色画像を得る像形成手段
   と、形成する画像が単一の現像剤担持手段による画像か
   否かを識別する識別手段と、トナー像の転写後に感光体
   上に残留するトナーを除去する弾性体のクリーニングブ
   レードからなる第１のクリーニング手段と、クリーニン
   グブレードの下流側で感光体上の残留トナーを除去する
   導電性のファーブラシローラからなる第２のクリーニン
   グ手段と、クリーニングブレードを感光体に離接する第
   １の離接手段と、ファーブラシローラを感光体に離接す
   る第２の離接手段とを備え、識別手段により第１または
   第２のクリーニング手段を選択動作せしめるよう構成し
   たことを特徴とする多色画像記録装置。
5. （５）識別手段の識別で単一の現像剤担持手段による画
   像形成時は第２のクリーニング手段を動作せしめ、第１
   のクリーニング手段を非動作状態にせしめるよう構成し
   たことを特徴とする請求項４記載の多色画像記録装置。