JPH05100607A - 電子写真記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トナーの廃棄をなくし、トナーの利用効率を高
める。また、トナーの飛散および帯電性能の低下を防止
する。 【構成】感光ドラム１の周囲に、帯電装置２、露光装置
３、現像装置４、転写装置５および攪乱ブラシ６を設け
る。帯電装置２は、感光ドラム１に接触する帯電ブラシ
２１とこの帯電ブラシ２１に帯電電圧（負極性）を印加
する帯電電源２２とから構成する。攪乱ブラシ６には攪
乱用電源７で発生した負極性の攪乱用電圧を印加する。
帯電ブラシ２１は感光ドラム１との接触部が感光ドラム
１の軸心よりも上方となる位置に設ける。攪乱ブラシ６
は感光ドラム１との接触部が感光ドラム１の軸心よりも
下方となる位置に設ける。カバー８は攪乱ブラシ６の下
方に位置するとともに、少なくとも攪乱ブラシ６と感光
ドラム１との接触部よりも突出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真記録プロセス
に準じたプロセスで画像の記録を行う電子写真記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真記録装置では、記録紙に転
写し切れずに感光体に残留した現像剤はブレードによっ
て掻き落とすことによってクリーニングするものとなっ
ている。ところでこのように掻き落とされた現像剤は、
回収され、廃棄される。このように廃棄される現像剤の
量は、全現像剤消費量の例えば１５〜２５％程度にも及
ぶ。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の電
子写真記録装置では、転写し切れずに感光体に残留した
現像剤を回収し、廃棄するものとなっており、かつその
量は全現像剤消費量の例えば１５〜２５％と多いため、
現像剤の利用効率が非常に悪いものとなっていた。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、現像剤の廃棄
をなくし、現像剤の利用効率を高めることができる電子
写真記録装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面に感光面
を有するドラム状の例えば感光ドラムなどの感光体と、
この感光体の軸心よりも上方の位置で前記感光体に接触
する例えば帯電ブラシなどの第１の回転ブラシおよびこ
の第１の回転ブラシに高電圧を印加する帯電電源とを有
し感光体の表面を所定の帯電電位（例えば−700V）に帯
電する帯電手段と、この帯電手段に対して前記感光体の
回転方向下流側に位置し、前記感光体を露光して静電潜
像を形成する露光手段と、この露光手段に対して前記感
光体の回転方向下流側に位置し、前記帯電電位と同極性
かつ低電位な所定電圧（例えば−200V）の現像バイアス
の作用により、前記帯電電位と同極性（例えば負極性）
に帯電した現像剤を前記感光体に付着させて前記静電潜
像の現像を行う現像手段と、この現像手段に対して前記
感光体の回転方向下流側に位置し、感光体に付着した前
記現像剤を記録紙に転写する転写手段と、この現像手段
に対して前記感光体の回転方向下流側、かつ前記帯電手
段に対して前記感光体の回転方向上流側に位置し、前記
感光体の軸心よりも下方の位置で前記感光体に接触する
例えば攪乱ブラシなどの第２の回転ブラシと、この第２
の回転ブラシに前記帯電電位と同極性（負極性）の所定
の攪乱用電圧を印加する攪乱用電源と、前記第２の回転
ブラシの下方に前記第２の回転ブラシに近接して配置さ
れ、少なくとも前記感光体と前記第２の回転ブラシとが
接触している位置の下方まで突出した、例えばカバーな
どの現像剤受け部材とを具備して構成する。

【０００６】

【作用】このような手段を講じたことにより、露光手段
により感光体に形成された静電潜像に現像手段によって
付着され、転写手段で記録紙に転写し切れなかった現像
剤は、感光体に接触する第２の回転ブラシおよび第１の
回転ブラシに攪乱用電圧および帯電電源が発生する高電
圧の影響で取り込まれ、その後に感光体に戻される。こ
のとき現像剤は攪乱される。また第２の回転ブラシの回
転力によって感光体から落下した現像剤は現像剤受け部
材によって受けられたのちに第２の回転ブラシに取り込
まれる。こののち感光体に付着している現像剤は、感光
体の帯電電位と現像バイアスとの作用により、現像手段
へと回収される。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
き説明する。図１は本実施例に係る電子写真記録装置の
要部構成を一部破断して示す図である。図中、１は感光
ドラムであり、図示しない駆動系によって図中の矢印イ
の方向に回転駆動されるものとなっている。この感光ド
ラム１の周囲にはこの感光ドラム１に対向して、帯電装
置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５および攪乱
ブラシ６がそれぞれ設けられている。

【０００８】このうち帯電装置２は、感光ドラム１に接
触する導電性回転ブラシ（例えば、比抵抗１０⁵ 〜１０
⁶ Ωcm）である帯電ブラシ２１およびこの帯電ブラシ２
１に負極性で所定電圧の高電圧を印加する帯電電源２２
より構成されている。なお帯電ブラシ２１は、図示しな
い駆動系によって感光ドラム１の回転方向に対してカウ
ンタ方向（図中の矢印ロの方向）に回転駆動されるもの
となっている。

【０００９】露光装置３は、具体的な構成の図示は省略
するが、例えばレーザ光などを記録すべき画像の画デー
タに応じてＯＮ／ＯＦＦする周知のレーザスキャナ等で
ある。

【００１０】現像装置４は、現像剤としてのトナー（図
示せず）を貯留したホッパー４１の開口部に、その一部
がホッパー４１の内部に位置する状態で円筒状の第１ス
リーブ４２を設けてなる。またホッパー４１の内部には
第１スリーブに平行に第２スリーブ４３を設ける。そし
て、第１，第２のスリーブ４２，４３には、現像バイア
ス用高圧電源４４が発生する負極性で所定電圧の現像バ
イアスが印加されている。４５はブレードであり、第１
のスリーブ４２に担持されてホッパー４１の外部へと導
かれるトナーの量を一定に保つためのものである。４６
はアジテータであり、ホッパー４１内のトナーの攪拌お
よび第１および第２のスリーブ４２，４３への搬送を行
うものである。なお、第１，第２のスリーブ４２，４３
およびアジテータ４６は、それぞれ図示しない駆動系に
よって図中の矢印ハ，ニ，ホのそれぞれの方向に回転駆
動されるものとなっている。

【００１１】転写装置５は、放電器５１およびこの放電
器５１に正極性で所定電圧の転写電圧を印加する転写用
高圧電源５２より構成された周知のコロトロン方式の帯
電器となっている。

【００１２】攪乱ブラシ６は、感光ドラム１に接触する
導電性回転ブラシ（例えば、比抵抗１０⁵ 〜１０⁶ Ωc
m）よりなる。この攪乱ブラシ６は、図示しない駆動系
によって感光ドラム１の回転方向に対してカウンタ方向
（図中の矢印ヘの方向）に回転駆動されるものとなって
いる。

【００１３】７は攪乱用電源であり、攪乱ブラシ６に負
極性で所定電圧の攪乱用電圧を印加する。８はカバーで
あり、帯電ブラシ２１および攪乱ブラシ６を、感光ドラ
ム１側を除いて覆っている。

【００１４】次に以上のように構成された電子写真記録
装置の動作を説明する。本電子写真記録装置では、基本
的には周知の反転現像方式の電子写真記録プロセスに準
じて記録が行われるが、トナーの記録紙への転写終了後
における処理が異なっている。以下、この点につき説明
する。

【００１５】まず、転写装置５での転写位置を通過した
感光ドラム１の表面電位は、例えば図２に示すように＋
50V 程度となっている。ただし、このときの表面電位
は、前工程での露光部分であるか非露光部分であるか、
あるいは転写装置５での転写高圧の影響などにより、部
分によってまちまちである。また感光ドラム１の面上に
は、図２にＡで示すような団塊状のトナーが存在する。

【００１６】感光ドラム１の表面電位は攪乱ブラシ６を
通過すると、攪乱ブラシ６に印加された例えば−500Vの
攪乱用電圧により、例えば図３に示すように0Vとなる。
このときには、感光ドラム１の表面電位はほぼ一定とな
る。

【００１７】ところで、感光ドラム１の面上に付着して
いるトナーは基本的には負極性に帯電したものである
が、多くのトナーは転写電圧の影響により正極性に転化
している。このため、攪乱ブラシ６に印加された攪乱用
電圧による電界に引き付けられ、矢印ａで示すように攪
乱ブラシ６に引き込まれる。また正極性に転化せずに負
極性のままであるトナーも若干存在する。この負極性に
帯電したトナーは、攪乱用電圧と同極性であるために、
矢印ｂで示すようにそのまま通過する。攪乱ブラシ６に
引き込まれたトナーは、攪乱用電圧によりやがて負極性
へと転化する。そうすると、トナー（負極性に転化した
もの）は攪乱ブラシ６に対して反発するようになり、ト
ナーは矢印ｃで示すように感光ドラム１の表面へと戻
る。この際、攪乱ブラシ６に徐々に引き込まれ、また攪
乱ブラシ６から徐々に排出されることにより、図２に示
すように団塊状であったトナーＡは攪乱され、団塊状で
はなくなっている。

【００１８】続いて感光ドラム１の表面電位は帯電ブラ
シ２１を通過すると、帯電ブラシ２１に印加された例え
ば−1200V の電圧により、例えば−700Vに引き下げら
れ、再帯電がなされる。

【００１９】また、帯電ブラシ２１を通過するときに
は、感光ドラム１の表面に付着しているトナーは上述の
ように負極性に転化されているので、帯電ブラシ２１に
印加された電圧と同極性であるために帯電ブラシ２１と
は反発し、矢印ｂで示すようにそのまま通過する。この
とき、攪乱ブラシ６で負極性に転化されずに正極性のま
まのトナーＢがあったとすると、これらは帯電ブラシ２
１に印加された電圧による電界に引き付けられ、矢印ｄ
で示すように帯電ブラシ２１に引き込まれる。帯電ブラ
シ２１に引き込まれたトナーは、帯電ブラシ２１に印加
された負極性の電圧によりやがて負極性へと転化する。
そうすると、トナー（負極性に転化したもの）は帯電ブ
ラシ２１に対して反発するようになり、トナーは矢印ｅ
で示すように感光ドラム１の表面へと戻る。以上のよう
な工程を経ることにより、感光ドラム１上のトナーはほ
ぼ平滑にされる。またこのように感光ドラム１の表面に
戻ったトナーは、ほとんど負極性に転化されている。

【００２０】なお、攪乱ブラシ６および帯電ブラシ２１
は例えば感光ドラム１の周速の半分程度の周速で、かつ
感光ドラム１の回転方向に対してカウンタ方向に回転し
ているため、感光ドラム１上のトナーは攪乱ブラシ６お
よび帯電ブラシ２１の回転により機械的にも攪乱されて
いる。

【００２１】こののち、感光ドラム１は露光装置３によ
って例えばレーザ光を照射されて露光がなされる。そし
て露光がなされた領域の表面電位は、例えば図５に示す
ように−50V となる。このとき、前述のように感光ドラ
ム１の表面に付着したトナーは団塊上の部分は崩されて
平滑にされているため、トナーが付着している部分であ
っても感光ドラム１まで十分にレーザ光が到達し、感光
ドラム１の表面電位は十分に減衰する。なお、図５にＬ
で示すレベルは、団塊上のトナーの上から露光を行った
場合の感光ドラム１の表面電位を示すものであるが、本
電子写真記録装置では露光後の感光ドラム１の表面電位
がこのように減衰し切らないようなことはない。

【００２２】さらに現像装置４の現像位置を通過する際
には、感光ドラム１のうちの露光領域は、感光ドラム１
の表面電位が−50V 、またスリーブ４２に印加された現
像バイアスが例えば−200Vであり、感光ドラム１の表面
電位の方が低電位であるために、スリーブ４２に担持さ
れた負極性のトナーは感光ドラム１に付着する。なおこ
のとき、感光ドラム１に残留していたトナーはそのまま
感光ドラム１に付着している。一方感光ドラム１のうち
の非露光領域は、感光ドラム１の表面電位が−700V、ま
たスリーブ４２に印加された現像バイアスが例えば−20
0Vであり、現像スリーブ４２の方が低電位であるため
に、スリーブ４２に担持された負極性のトナーは感光ド
ラム１には付着しない。また感光ドラム１に残留してい
たトナーはスリーブ４２側に吸引される。従って、感光
ドラム１に残留していたトナーが、現像装置４に回収さ
れる。

【００２３】以上のように本実施例によれば、記録紙に
転写されずに感光ドラム１に残留したトナーは、現像装
置４に回収され、のちの現像に使用される。従って、ト
ナーの消費効率は非常に高くなる。また回収されたトナ
ーを廃棄する必要がないから、メンテナンスを簡易にす
ることができるし、またトナーはその有害性から廃棄の
際には特別の注意を必要とするため、この点でも非常に
有利である。

【００２４】おなこのとき、トナーが感光ドラム１付着
した状態のまま感光ドラム１の露光を行わねばならない
が、感光ドラム１に付着しているトナーは攪乱ブラシ６
および帯電ブラシ２１によって攪乱され、平滑にされて
いるため、ほとんど影響なく露光を行うことができる。

【００２５】ところで、以上のように攪乱ブラシ６によ
り感光ドラム１に残留したトナーの攪乱を行う際、攪乱
ブラシ６の摺接によって感光ドラム１からのトナーの落
下が生じるおそれがある。このようにトナーの落下が生
じると、記録紙や当該電子写真装置内部を汚すことにな
る。

【００２６】また、一部のトナーは攪乱ブラシ６に吸引
されずそのまま通過するが、このようなトナーのうちの
感光ドラム１に対する付着力の弱いトナーは帯電ブラシ
２１に吸着され易い。従って、攪乱ブラシ６をそのまま
通過するトナーの量が多いと、帯電ブラシ２１に多くの
トナーが蓄積してしまい、帯電能力の低下を招く。

【００２７】このため本実施例では、感光ドラム１、帯
電ブラシ２１および攪乱ブラシ６の相対的な位置やカバ
ー８の形状を図７に示すようにしている。すなわち、帯
電ブラシ２１は、感光ドラム１との接触部Ａが感光ドラ
ム１の軸心よりも上方に位置するように配置されてい
る。攪乱ブラシ６は、感光ドラム１との接触部Ｂが感光
ドラム１の軸心よりも下方に位置するように配置されて
いる。またカバー８は、攪乱ブラシ６の下方では攪乱ブ
ラシ６に近接し、かつその先端は感光ドラム１と攪乱ブ
ラシ６との接触部Ｂよりも突出している。なお、攪乱ブ
ラシ６とカバー８とは、接触していても良いし、若干の
間隙を有していても良い。

【００２８】かくして、感光ドラム１に残留して感光ド
ラム１と攪乱ブラシ６との接触部Ａに到達したトナー
は、正極性に帯電したトナーは前述のように攪乱ブラシ
６に吸引されるが、負極性に帯電したトナーのうち感光
ドラム１への付着力が比較的小さいものは、攪乱ブラシ
６の摺接によって掻き落とされ、落下する。これは、攪
乱ブラシ６の摺接のみならず、トナーの自重によっても
助勢され、より多くのトナーが掻き落とされる。なぜな
らば、攪乱ブラシ６と感光ドラム１との位置関係を前述
のようにしたことにより感光ドラム１の表面が下向きと
なっている位置に攪乱ブラシ６との接触部Ｂが形成され
ており、この部分に付着したトナーが自然落下するのを
妨げる力が存在しないためである。

【００２９】掻き落とされたトナーは、カバー８に落下
する。カバー８は攪乱ブラシ６に近接しているため、カ
バー８に落下したトナーはやがて攪乱ブラシ６に吸引さ
れて取り込まれ、感光ドラム１へと戻される。このよう
にして感光ドラム１に戻されるトナーは、攪乱ブラシ６
に印加された負極性の電圧の影響により負極性に転化さ
れているため、同じ負極性の電圧が印加されている帯電
ブラシ２１では反発するため、帯電ブラシ２１には付着
しない。なお帯電ブラシ２１と感光ドラム１との位置関
係を前述のようにしたことにより感光ドラム１の表面が
上向きとなっている位置に帯電ブラシ２１との接触部Ａ
が形成されているため、この部分では感光ドラム１の表
面がトナーの自由落下を妨げ、帯電ブラシ２１の摺接に
よるトナーの落下はあまり生じない。

【００３０】以上のように、帯電ブラシ２１へのトナー
の付着は低減され、帯電性能を十分維持することができ
る。また感光ドラム１と攪乱ブラシ６との接触部Ｂにお
いて感光ドラム１に付着したトナーを積極的に掻き落と
しているが、これは接触部Ｂの下方にせり出しているカ
バー８によって回収されたのち、攪乱ブラシ６によって
感光ドラム１に戻されるため、当該電子写真記録装置の
内部や記録紙を汚してしまうことはない。

【００３１】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば上記実施例では、現像剤受け部材とし
てのカバー８は、帯電ブラシ２１および攪乱ブラシ６の
双方を覆う形状としているが、攪乱ブラシ６の下方にこ
の攪乱ブラシ６に近接して配置され、かつ少なくとも感
光ドラム１と攪乱ブラシ６との接触部Ｂの下方まで突出
していれば、その具体的な形状は任意であって良い。ま
た、各部の電圧，電位、周波数などの数値は装置での諸
条件によって変わり、上記実施例に挙げたものには限定
されずに任意の値であって良い。このほか、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、表面に感光面を有する
ドラム状の例えば感光ドラムなどの感光体と、この感光
体の軸心よりも上方の位置で前記感光体に接触する例え
ば帯電ブラシなどの第１の回転ブラシおよびこの第１の
回転ブラシに高電圧を印加する帯電電源とを有し感光体
の表面を所定の帯電電位（例えば−700V）に帯電する帯
電手段と、この帯電手段に対して前記感光体の回転方向
下流側に位置し、前記感光体を露光して静電潜像を形成
する露光手段と、この露光手段に対して前記感光体の回
転方向下流側に位置し、前記帯電電位と同極性かつ低電
位な所定電圧（例えば−200V）の現像バイアスの作用に
より、前記帯電電位と同極性（例えば負極性）に帯電し
た現像剤を前記感光体に付着させて前記静電潜像の現像
を行う現像手段と、この現像手段に対して前記感光体の
回転方向下流側に位置し、感光体に付着した前記現像剤
を記録紙に転写する転写手段と、この現像手段に対して
前記感光体の回転方向下流側、かつ前記帯電手段に対し
て前記感光体の回転方向上流側に位置し、前記感光体の
軸心よりも下方の位置で前記感光体に接触する例えば攪
乱ブラシなどの第２の回転ブラシと、この第２の回転ブ
ラシに前記帯電電位と同極性（負極性）の所定の攪乱用
電圧を印加する攪乱用電源と、前記第２の回転ブラシの
下方に前記第２の回転ブラシに近接して配置され、少な
くとも前記感光体と前記第２の回転ブラシとが接触して
いる位置の下方まで突出した、例えばカバーなどの現像
剤受け部材とを具備して構成したので、現像剤の廃棄を
なくし、現像剤の利用効率を高めることができ、さらに
トナーの飛散および帯電性能の低下を防止できる電子写
真記録装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係る電子写真記録装置
の要部構成を一部破断して示す図。

【図２】 図１に示す電子写真記録装置の動作状態を模
式的に示す図。

【図３】 図１に示す電子写真記録装置の動作状態を模
式的に示す図。

【図４】 図１に示す電子写真記録装置の動作状態を模
式的に示す図。

【図５】 図１に示す電子写真記録装置の動作状態を模
式的に示す図。

【図６】 図１に示す電子写真記録装置の動作状態を模
式的に示す図。

【図７】 図１中の感光ドラム１、帯電ブラシ２１、攪
乱ブラシ６およびカバー８の相対的な位置関係を示す
図。

【符号の説明】

１…感光ドラム、２…帯電装置、２１…帯電ブラシ、２
２…帯電電源、３…露光装置、４…現像装置、４１…ホ
ッパー、４２，４３…スリーブ、４４…現像バイアス用
高圧電源、５…転写装置、５１…放電器、５２…転写用
高圧電源、６…攪乱ブラシ、７…攪乱用電源、８…カバ
ー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に感光面を有するドラム状の感光体
   と、 この感光体の軸心よりも上方の位置で前記感光体に接触
   する第１の回転ブラシおよびこの第１の回転ブラシに高
   電圧を印加する帯電電源とを有し、感光体の表面を所定
   の帯電電位に帯電する帯電手段と、 この帯電手段に対して前記感光体の回転方向下流側に位
   置し、前記感光体を露光して静電潜像を形成する露光手
   段と、 この露光手段に対して前記感光体の回転方向下流側に位
   置し、前記帯電電位と同極性かつ低電位な所定電圧の現
   像バイアスの作用により、前記帯電電位と同極性に帯電
   した現像剤を前記感光体に付着させて前記静電潜像の現
   像を行う現像手段と、 この現像手段に対して前記感光体の回転方向下流側に位
   置し、前記感光体に付着した前記現像剤を記録紙に転写
   する転写手段と、 この現像手段に対して前記感光体の回転方向下流側、か
   つ前記帯電手段に対して前記感光体の回転方向上流側に
   位置し、前記感光体の軸心よりも下方の位置で前記感光
   体に接触する第２の回転ブラシと、 この第２の回転ブラシに前記帯電電位と同極性の所定の
   攪乱用電圧を印加する攪乱用電源と、 前記第２の回転ブラシの下方に前記第２の回転ブラシに
   近接して配置され、少なくとも前記感光体と前記第２の
   回転ブラシとが接触している位置の下方まで突出した現
   像剤受け部材とを具備したことを特徴とする電子写真記
   録装置。