JPH0418576A

JPH0418576A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0418576A
Application number: JP2122537A
Authority: JP
Inventors: Akihito Ikegawa; 池側　彰仁
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-05-12
Filing date: 1990-05-12
Publication date: 1992-01-22

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、電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形
成装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の画像形成装置によると、画像形成は次のように
行われる。

すなわち、帯電手段により表面が−様な電位となるよう
に帯電させた静電潜像担持体に、複写、プリントすべき
画像に対応して画像露光し、これによって前記担持体上
に形成される静電潜像を現像装置により現像して可視像
とし、この可視像を転写材上へ転写し、定着する。

この場合、静電潜像担持体上の現像剤はすべて転写材に
転写されることはなく、通常、転写効率は８０〜９０％
程度であり、１０〜２０％程度の現像剤が転写されずに
残留する。この残留現像剤はクリーニング装置により除
去される。また、転写後、静電潜像担持体上に残る電荷
は、通常、イレーザにより消去される。

前記クリーニング装置としては、ウェブ摺擦タイプ、フ
ァーブラシタイプ、ローラタイプ、ブレードタイプのも
のが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明したように、静電潜像担持体上の残留現像剤は
クリーニング装置によって除去されるのであるが、該ク
リーニング装置には、次のような問題がある。

■　クリーニング装置の存在によって画像形成装置の小
形化、低価格化に限度がある。

■　必ずしも残留現像剤の除去を十分行い得す、特に現
像剤が小径トナーの場合は、その除去が困難である。

■　除去した現像剤が廃棄されるときには現像剤の損失
が大きく、再利用するときには、これを現像装置へ戻す
手段を付加しなければならない。

■　除去した現像剤を廃棄するにせよ、現像装置へ戻す
にせよ、除去した現像剤を一旦回収する容器とその設置
スペースが必要となり、それだけ画像形成装置が大形化
する。

■　クリーニング部材の接触により静電潜像担持体表面
が摩耗し、それだけ該担持体の寿命が短くなる。

そこで本発明は前記従来のクリーニング装置を省いて該
クリーニング装置による前記従来問題点を解消し、しか
も、静電潜像担持体上の残留現像剤を実用上差し支えな
い程度まで除去できる画像形成装置を提供することを課
題とする。

（課題を解決するための手段）本発明は前記課題解決のため、帯電装置により表面を帯
電させた静電潜像担持体に画像露光して静電潜像を形成
し、該潜像を現像装置により現像して可視像化し、該可
視像を転写材へ転写する画像形成装置において、前記現
像装置を、現像バイアス電圧を印加され、表面が一成分
現像剤を担持して前記静電潜像担持体に接触しつつ移動
する現像剤担持体を含む構成とし、該現像剤担持体に、
前記転写後の前記静電潜像担持体上の残留現像剤を除去
させるようにしたことを特徴とする画像形成装置を提供
する。

なお前記［表面が一成分現像剤を担持して静電潜像担持
体に接触しつつ移動する現像剤担持体Ｊには、現像剤担
持体に現像剤が付着していないときには該担持体が静電
潜像担持体に完全に接触し、現像剤が付着した場合には
、その現像剤層を介して静電潜像担持体に接触するもの
を含む。

前記現像剤担持体としては、スリーブタイプのもので、
その内径より若干外径の小さい駆動ローラに外嵌され、
静電潜像担持体とは反対側から該駆動ローラに押し当て
られ、それによって静電潜像担持体側にできたたるみ部
分が該担持体に接触しつつ、駆動ローラの回転にともな
って回転するもの、１つのローラまたはベルトの形態を
とり、静電潜像担持体に接触して回転駆動されるもの等
が考えられる。

このように現像剤担持体と静電潜像担持体とが接触して
いると、残留現像剤を現像剤担持体へ除去することがで
きる。その理由としては、接触による残留現像剤のかき
取り効果と近接電極効果による吸引力の増大が考えられ
る。

今、第５図に示すように、駆動ローラＲに現像スリーブ
Ｓを片側で圧接しつつ外嵌した一成分現像装置を準備し
、このタイプの標準的設定条件として、スリーブＳと感
光体ドラムＰＣを現像剤層厚さ約３０μｍを介して接触
させるものとし、感光体表面電位Ｖ、　＝−６５０（Ｖ
）　、スリーブバイアス電圧Ｖｂ−−２５０（Ｖ）　、
両者間電位差ΔＶ−４００（Ｖ）とし、一方、第６図に
示すように、マグネットローラＲ１に現像スリーブＳ″
を外嵌した二成分現像装置を準備し、このタイプの標準
的設定条件としてスリーブＳ′と感光体ドラムＰＣ間距
離を約６００μｍ、感光体表面電位Ｖ、＝−７００（Ｖ
）　、スリーブバイアス電圧■。

−一５５０（Ｖ）、両者間電位差ΔＶ＝１５０（Ｖ）と
して、感光体ドラムＰＣとスリーブ間の電界強度を求め
ると、−成分現像装置では１３．３Ｖ／μｍ、二成分現
像装置では０．２５Ｖ／μｍであり、前者は後者の約５
０倍の電界強度があり（近接電極効果）、残留現像剤の
吸引力に優れていることが分かる。

現像剤担持体と静電潜像担持体との接触幅にツブ幅）は
約１ｍ以上が好ましく、より好ましくは約２閣以上であ
る。但し、両担持体が損傷せず、両担持体の円滑な動作
の妨げとならない範囲にとどめなければならない。

なお、ニップ幅を広くとるために、静電潜像担持体をベ
ルトタイプのものとすることも考えられる。

［作　用］本発明画像形成装置によると、帯電装置により表面が帯
電した静電潜像担持体が画像露光されて静電潜像が形成
され、該潜像が現像装置により現像されて可視像化し、
該可視像が転写材へ転写される。転写後、静電潜像担持
体上に残留する現像剤は、帯電装置による静電潜像担持
体表面の再帯電および未だ画像形成を続けるときには画
像露光の後、前記現像装置へ到来し、非画像部の残留現
像剤は現像剤担持体上に除去される。静電潜像が形成さ
れているときには、該潜像が同時的に現像される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明にかかるプリンタの概略構成を示してい
る。

このプリンタは中央部に感光体ドラム１を備えており、
該ドラムの周囲にブラシ帯電器２、露光装置３、現像装
置４、転写チャージャ５および分離チャージャ６を順次
備えている。

ブラシ帯電器２は感光体ドラムｌの表面を一様に−６０
０（Ｖ）に帯電できるものである。

露光装置３は一般に知られている半導体レーザを利用し
たものであり、−６００（Ｖ）に帯電した感光体ドラム
１の表面を画像部についてはレーザ照射により約−５０
（Ｖ）に低下させるように光調整されているものである
。

現像装置４は一成分現像装置であり、ケーシング４１に
支持され、図中時計方向に回転駆動される駆動ローラ４
２に、該ローラの外径より若干内径が大きい可撓性の現
像スリーブ４３を外嵌し、該スリーブの両端部をケーシ
ング４１の内側から圧接ベルト部材４４により駆動ロー
ラ４２へ圧接し、反対側にたるみ部分４３０を形成し、
このたるみ部分を感光体ドラム１に接触させているもの
である。また、現像スリーブ４３には、ケーシング４１
内において金属製の規制ブレード４５が当接されている
。

ケーシング４１内に収容された一成分現像剤であるトナ
ーＴは図中反時計方向に回転駆動される撹拌部材４６に
より撹拌されつつトナー搬送ローラ４７へ供給され、該
ローラ４７は図中時計方向に回転駆動されつつトナーＴ
を現像スリーブ４３側へ移行させる。現像スリーブ４３
は駆動ローラ４２の回転にともない、摩擦力により駆動
ローラと同方向に回転し、一方、規制ブレード４５はト
ナーＴを摩擦帯電させつつ一定量を現像スリーブ４３上
に付着させる。現像スリーブ４３はその回転によってこ
のトナーＴを感光体ドラムｌとの接触部へ順次供給して
いく。

現像スリーブ４３には現像バイアス電圧−２５０（Ｖ）
が印加されており、このバイアス電圧によりトナーＴを
感光体ドラム１上の静電潜像に付着させることができる
。

前記感光体ｌ、使用トナーＴおよび現像スリーブ４３の
詳細は次のとおりである。

感光体ニアルミ基体（ドラム）上にフタロシアニンおよ
びバインダー樹脂からなる電荷発生層（ＣＧＬ）約０．
１　　μｍと、ヒドラゾン誘導体とバインバー樹脂から
なる電荷輸送層（ＣＴＬ）約１８μｍとをディッピング
法によりコート、乾燥を繰り返し順次形成して得た。

トナー：負帯電性の一成分非磁性トナーであり、次の組
成および製法から得た。

組成・ビスフェノールＡ型ポリエステル樹脂１００重量部・カーボンブラック（三菱化成ＭＡ＃８）５重量部・染料ボントロン５−３４　（オリエント化学）３重量
部・ワックス　ビスコールＴＳ−２００（三洋化成）２．５重量部以上のものを通常知られている方法にて混練、粉砕、分級し、平均粒径が１０μｍで７〜１３
μｍの範囲に８０ｗｔＸ分布するトナー粒子とした。

さらに、このトナー粒子にシリカ微粒子：タラノックス５００（タルコ社製）を０．７５重量
部加えて表面処理した。

スリーブ：ニッケル電解液中にステンレス丸棒（直径２
５■）を浸せきし、その上に電鋳法にて、膜厚的３５μ
ｍに仕上げた。

現像時の感光体とのニップ幅は約１〜１．５閣でよい。

規制ブレード４５はトナーＴを付着量０．６■／ｉ、ト
ナー層厚的０．０３−１帯電量−２０ｇ　ｃ　／　ｇで
現像スリーブ４３へ付着させることができるものである
。

以上説明したプリンタによると、駆動回転される感光体
ドラム１の表面がブラシ帯電器２により一様に表面電位
−６００（Ｖ）に帯電させられ、引き続き露光装置３に
より画像露光が行われ、静電潜像が形成される。露光さ
れた部分の表面電位は約−５０（Ｖ）に低下する。かく
して形成された静電潜像は現像装置４において現像バイ
アス電圧−２５０（Ｖ）のちとに現像され、トナー像と
なる。この現像において、現像スリーブ４３上のトナー
Ｔは電位差ΔＶ−２００（Ｖ）で静電潜像に付着する。

このようにして形成されたトナー像は図示しない転写紙
供給手段から供給されてくる用紙７に転写チャージャ５
によって転写され、転写後の用紙７ば分離チャージャ６
により感光体ドラム１から分離され、図示しない定着装
置へ移行し、ここでトナー像を定着されたのち排出され
る。

しかし、感光体ドラム１上のトナーは全て転写チャージ
ャ５により用紙７上に転写されることはなく、通常１０
〜２０％のトナーが残留トナーとして感光体ドラム１上
に残る。この残留トナーは帯電器２による帯電、さらに
必要に応じ露光装置３による画像露光の工程を経て再び
現像袋Ｗ４へ到来し、非画像部における残留トナーは現
像スリーブ４３へ回収される。

なお、感光体ドラム１上に残留トナーがあるまま１ｔＦ
ｉｉおよび露光を行った場合、残留トナーのある部分だ
け帯電されなかったり、露光されないのではないかとい
う問題については、最終的に得られる画像上からみる限
り、転写チャージ＋５における転写効率が約６０％以上
を維持していれば、そのような問題はない。これは、ド
ラム１上に僅かにトナーが残っていても、帯電器２はド
ラム１表面を均一に帯電させ、また、露光についても残
留トナー下部へのレーザ光の回り込みがあると考えられ
る。

次に現像装置４による残留トナーの回収除去メカニズム
について説明する。

先程説明したように、残留トナーがある部分についても
、感光体ドラム１上の表面電位は帯電器２によりほぼ均
一に帯電させられており、約−６００（Ｖ）である、一
方、現像スリーブ４３には現像バイアス電圧−２５０（
Ｖ）が印加されている。

したがってドラム１上の非画像部における残留トナーＴ
には、電位差約３５０（Ｖ）で現像スリーブ４３側へ移
行する力が働き、同時に現像スリーブ４３による残留ト
ナーの掻き取り効果も手伝って、非画像部における残留
トナーが現像スリーブ４３側へ回収除去されていると考
えられる。

今、転写チャージャの条件を変更し、転写効率を変化さ
せたときの転写用紙におけるカブリランクを調べたとこ
ろ、第２図の曲線■のようになった。

一方、第４図に示す二成分現像方式を採用したプリンタ
において、同じように転写チャージャ５における条件を
替え、転写効率を変化させたときの転写用紙におけるカ
ブリランクを調べたところ、第２図に示す曲線■のよう
になった。

第４図に示すプリンタの概略構成および作用を説明する
と、次のとおりである。

感光体ドラムｌはコロナ帯電器２０により約−７００（
Ｖ）に帯電され、露光装置３により画像部分が約−１０
０（Ｖ）に低下するように露光される。一方、現像装置
８中には現像剤８１が収容されており、この現像剤はキ
ャリア対トナー比率が約１００対６に調整されたもので
ある。現像剤８１はパケット８２により混合撹拌され、
現像スリーブ８３内に配置した図示しないマグネットロ
ーラの回転により現像スリーブ８３上を感光体ドラム１
側へ搬送され、その途中で規制ブレード８４により一定
厚さ層に調整される。このときのトナー帯電量は約−１
５μｃ／ｇに調整されている。

現像スリーブ８３にはバイアス電圧−５５０（Ｖ）が印
加されている。さらに、感光体ドラム１と現像スリーブ
８３との現像ギャップＤ、は画像の最適化から約０．６
閣に設定されている。

第２図に示すように、第１図に示す一成分現像装置を用
いた場合の曲線■と、第４図に示す二成分現像装置を用
いた場合の曲線■との違いについては、二成分現像装置
による曲線■の場合、現像ギャップＤ、が約０．６閣（
−船釣には０．４〜０．８閣が必要）であり、一方、−
成分現像装置による曲線■の場合、現像スリーブ上のト
ナー層厚が僅か約０．０３ｎｏとなっているため、非画
像部分において、感光体ドラムと現像スリーブとの間の
電界強度が著しく違うためであると考えられる。換言す
れば、二成分現像装置を採用した画像形成装置において
、現像装置にトナーを回収除去させることは困難である
のに対し、−成分現像剤を担持して、感光体ドラム１に
接触しつつ移動する現像スリーブを有する一成分現像装
置によると、残留トナーを回収除去することが可能であ
るといえる。

次に、第１図に示すプリンタにおいて、現像装置４のニ
ッケル電鋳スリーブ４３と感光体ドラム１との接触ニッ
プ幅を変化させたときのカブリランクを調べたところ、
第３図に示す結果となった。

第３図において曲線■はニップ幅が２．０　ａｍであり
、曲線■はニップ幅が０．５　ｍｍである。

この第３図から分かるように、カブリランクが３以上を
一応合格と考えると、現像スリーブと感光体ドラムの接
触ニップ幅は約ｌａｍ以上が好ましく、より好ましくは
約１．５　ｍｓ以上であるといえる。

以上説明したプリンタは、従来のクリーニング装置が省
略されているため、それだけ全体を小形化することがで
き、低価格で提供することができる。また、感光体ドラ
ム１上の残留トナーは、現像装置４の現像スリーブ上に
電気的に吸引除去できるので、現像剤は小径トナーの場
合でもその除去を容易に行うことができる。さらに、ド
ラム１上の残留トナーは現像装置４に回収されるのでト
ナーを節約することができ、また、感光体ドラムｌにク
リーニング部材等が接触することがないので、それだけ
感光体ドラムの寿命を長引かせることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によると、次の利点を有する
画像形成装置を提供することができる。

■　従来タイプのクリーニング装置や残留現像剤回収容
器を備える必要がないので、全体を小形化、低価格化す
ることができる。

■　現像剤が小径のトナーの場合でも静電潜像担持体上
の残留トナーを実用上差し支えない程度まで十分に除去
できる。

■　静電潜像担持体上の残留現像剤を現像装置へ回収す
ることができるので現像剤の節約になる。

■　静電潜像担持体に従来タイプのクリーニング部材が
接触することがないので、それだけ静電潜像担持体表面
の摩耗が少なく、その寿命を長引かせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるプリンタの概略構成を
示す図、第２図は第１図に示すプリンタおよび第４図に
示すプリンタにおいて転写効率を種々変化させた場合に
おけるカブリランクの変化を示すグラフ、第３図は第１
図に示すプリンタにおいて現像スリーブと感光体ドラム
との接触ニップ幅を変化させるとともに転写効率を種々
変化させた場合のカブリランクの変化状態を示すグラフ
、第４図は二成分現像装置を用いたプリンタの概略構成
図である。第５図および第６図は、−成分現像装置を用
いた場合と二成分現像装置を用いた場合の近接電極効果
の相違を説明する図である。１・・・感光体ドラム２・・・ブラシ帯電器３・・・露光装置４・・・現像装置３・・・現像スリー７Ｔ・・・−成分トナー

Claims

【特許請求の範囲】

（１）帯電装置により表面を帯電させた静電潜像担持体
に画像露光して静電潜像を形成し、該潜像を現像装置に
より現像して可視像化し、該可視像を転写材へ転写する
画像形成装置において、前記現像装置を、現像バイアス
電圧を印加され、表面が一成分現像剤を担持して前記静
電潜像担持体に接触しつつ移動する現像剤担持体を含む
構成とし、該現像剤担持体に、前記転写後の前記静電潜
像担持体上の残留現像剤を除去させるようにしたことを
特徴とする画像形成装置。