JPH05197237A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 露光光学系の周辺に浮遊しているトナーなど
を、複写機本体側面の開閉などを行なうことなく、確実
に除去することができる画像形成装置を提供する。 【構成】 感光体ドラム８と光学系カバー９との間に、
傾斜した対向電極１、２を設置する。その近接部３を感
光体ドラム８に、離間部４を光学系カバーに向ける。平
板電極１、２間には、交流電圧を印加する。電界の作用
により、平板電極間の浮遊トナーは感光体ドラム８側に
移動する。平板電極１、２の端縁部は、光路上流側にま
で延在させても良い。光学系カバー９の表面に導電性コ
ーティング部を形成し、これに交流電圧を印加しても良
い。感光体ドラム８上に、本来的な画像領域に重ならな
いように、ストライプ状の帯電部と非帯電部とをドラム
回転方向に順次現われる潜像パターンを形成し、この潜
像パターンに対応して、上記電圧を印加しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、露
光光学系周辺のトナーおよび露光光学系に付着したトナ
ーの除去機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
の一例として、図１（ａ）に示すように、潜像担持体８
の周面に近接して、帯電器１４、結像レンズ１５、現像
装置１１、転写搬送部１６、転写部１７、分離部１８、
クリーニング装置１３、除電ランプ１９等が配置された
ものが知られている。この画像形成装置においては、ま
ず、帯電器１４により潜像担持体８の表面部が帯電さ
れ、走査光束２０により結像レンズ１５を介して潜像担
持体８上に露光が行なわれ静電潜像が形成される。そし
て、現像装置１１により該静電潜像にトナーが付着され
て現像が行なわれる。つぎに、転写紙搬送部１６で搬送
された転写紙に転写部１７によりトナー画像が転写さ
れ、分離部１８で転写紙と潜像担持体８が分離される。
その後、トナー画像が形成された部分の残留トナーが、
クリーニング装置１３により除去され、除電ランプ１９
により帯電されていた電荷が除電されて、再び帯電器１
４による画像形成プロセスの初めの処理に戻る。そし
て、以上の画像形成プロセスが繰り返される。

【０００３】この種の画像形成装置では、結像レンズ１
５と現像装置１１とが比較的近接している。そのため、
帯電器１４や結像レンズ１５等を異物による汚染から保
護するためのカバー等の最下流部材に、現像装置１１か
ら飛び散ったりしたトナー等が付着するおそれがある。
したがって、この付着したトナー等が、露光のための走
査光束２０を遮り、潜像担持体８上の静電潜像の形成に
悪影響を及ぼすという問題点があった。

【０００４】そこで、たとえば、特開昭５７−１４６２
８２号公報においては、図８に示すように、レンズ（又
は光学系カバー）２１の表面に接触し摺動可能なクリー
ニング部材２２を設けている画像形成装置が開示されて
いる。クリーニング部材２２は、クリーニング部材支持
体２３によって支持されている。そして、画像形成装置
本体の側面などを開いて、クリーニング部材支持体２３
の取っ手部２３ａを矢印の方向へ引くことができる。こ
のようにクリーニング部材支持体２５を引くときにクリ
ーニング部材２２が、レンズ面２１に接触した状態を保
ったまま移動することによって、レンズ面に付着してい
るトナー等が除去される。

【０００５】また、実開昭６０−４９５６０号公報にお
いては、露光光学系の近傍に磁石を設けている複写機が
開示されている。この複写機で用いられている磁性トナ
ーは、該磁石に吸着される。また、実開平２−１１３７
４６号公報においては、結像レンズの防塵ガラス（光学
系カバー）の表面に１０¹⁰Ω以下の導電性物質からなる
被覆部が形成され、該被覆部が電気的にアースされてい
る画像形成装置が開示されている。さらに、露光光学系
の部分に空気流を発生させて、浮遊しているトナーが該
光学系に付着しないような方法も提案されている。

【０００６】一方、複写機の現像装置におけるトナーの
搬送方法として、特開昭６１−６２０７７号公報におい
ては、傾斜して対向する二枚の対向電極の間に直流電圧
を印加する方法、特開平３−２３１７７０においては、
該対向電極の間に交流電圧を印加する方法が、それぞれ
提案されている。しかし、該対向電極を、露光光学系周
辺の浮遊トナーまたは露光光学系の表面に付着したトナ
ーを除去する手段として用いた例はない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】クリーニング部材２２
を用いた場合では、クリーニングのたびに、装置本体の
側面を開閉する手間がかかる。また、磁石を用いた場合
では、浮遊しているトナーを完全に除去することができ
ない。また、空気流を利用した場合では、露光光学系に
付着してしまったトナーは除去されずに残ってしまう。
前記した従来の画像形成装置においては、以上のような
問題点があった。

【０００８】本発明は、以上の問題点に鑑みなされたも
のである。その目的とするところは、露光光学系の周辺
に浮遊しているトナーおよび露光光学系に付着している
トナーを、装置本体側面の開閉などを行なうことなく、
確実に除去することができる画像形成装置を提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、露光光学系を用いて像担持体
上に静電潜像を形成し、現像装置によって該静電潜像を
現像する電子写真方式の画像形成装置において、該露光
光学系の光源から見て最も下流側にある光学系最下流部
材と該像担持体との間に、向かい合う面の該像担持体側
の間隔が該光学系最下流部材側の間隔より広くなってい
る対向電極と、該対向電極間に電圧を印加する手段とを
備えたことを特徴とするものである。以下の説明では、
該対向電極の間隔が広い部分を離間部と、狭い部分を近
接部と呼ぶことにする。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１の画像
形成装置において、該対向電極の該光学系最下流部材側
の端縁部を、該光学系最下流部材よりも光路の上流側ま
で延在させたことを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項３の発明は、請求項１または
２の画像形成装置において、該光学系最下流部材に、少
なくとも該像担持体側で導電性にした表面を備え、該対
向電極間に電圧を印加すると同時に該表面に電圧を印加
する手段を備え、かつ、該対向電極間に印加する電圧と
該表面に印加する電圧との少なくとも一方が交流電圧で
あることを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項４の発明は、請求項１、２ま
たは３の画像形成装置において、現像装置の動作中に、
該対向電極間および該光学系最下流部材の導電性にした
表面に電圧を印加する制御手段を備えることを特徴とす
るものである。

【００１３】また、請求項５の発明は、請求項１、２、
３または４の画像形成装置において、該像担持体の非画
像領域に、すなわち、本来的な画像を形成する領域と重
ならないように、該像担持体の回転方向に順次、帯電部
と非帯電部が現われる潜像パターンを形成する手段と、
該潜像パターンに応じたタイミングで、該対向電極およ
び該光学系最下流部材の導電性にした表面に、電圧を印
加する制御手段とを備えることを特徴とするものであ
る。

【００１４】

【作用】請求項１乃至５の画像形成装置においては、露
光光学系の光源から見て最も下流側にある光学系最下流
部材と像担持体との間に、向かい合う面の該像担持体側
の間隔が該光学系最下流部材側の間隔より広くなってい
る対向電極を備えている。すなわち、該対向電極は、そ
の離間部が該像担持体側に、近接部が該光学系最下流部
材側に近接するように位置する。さらに、該対向電極間
には交流電圧などがを印加する。したがって、図２
（ａ）や図３に示すように、対向電極の間には破線で示
す同心円状の電界が発生する。通常、浮遊しているトナ
ーは帯電しているので、トナー５には、電界の方向に力
Ｆｑが作用する。ところが、トナーが電界に沿って移動
を開始すると、そのトナーには遠心力Ｆｃが生ずる。し
たがって、トナーには、ＦｒとＦｃの合成力Ｆｒが作用
する。

【００１５】ここで、図２（ａ）のように交流電圧６を
印加した場合には、まず、対向電極１、２の間に浮遊す
るトナー５は、上記合成力Ｆｒの方向に沿って、反対極
性の電極側へ吸引される。そして印加電圧の極性が反転
すると、トナーが吸引される方向も反転する。このよう
にして、印加電圧が反転を繰り返すから、図２（ｂ）に
示すように、トナーは振動しながら、徐々に対向電極の
近接部３から離間部４の方向に移動していく。

【００１６】一方、図３のように直流電圧７が対向電極
１、２に印加された場合にはトナー５は上記合成力Ｆｒ
により、電界の方向よりも微小距離Δｌだけ離間部４側
へずれた電極２の表面に到達し、該表面から逆極性の電
荷が注入される。このためトナー極性が反転して、今度
は電極２から電極１へ向かう合成力を受ける。この電極
２から電極１へのトナーの移動においても、トナーは電
界の方向よりも微小距離Δｌだけ離間部４側へずれた電
極１の表面に到達する。このような動作の繰り返しによ
り、トナーは往復運動しながら、対向電極１、２の近接
部３側から離間部４側へ移動する。以上説明したような
トナーの搬送効果は、対向電極１、２の離間部４の近傍
において、電界強度が弱まり、トナーの往復運動が不可
能になるところで止まる。

【００１７】また、請求項２の画像形成装置において
は、該対向電極の端縁部を、光学系最下流部材よりも光
路の上流側に延在させることによって、該対向電極間に
発生した電界は、該光学系最下流部材の表面に付着した
トナーにまで作用する。したがって、付着しているトナ
ーは、まず、反対極性の電極側に吸引され、そして、上
記のトナー搬送効果により、対向電極間を往復運動しな
がら対向電極の離間部に向かって移動する。

【００１８】また、請求項３の画像形成装置において
は、該光学系最下流部材に、少なくとも上記像担持体側
で導電性にした表面を備え、さらに、該対向電極に電圧
を印加すると同時に、該表面に電圧を印加する手段を備
えている。該対向電極間に印加する電圧と該表面に印加
する電圧との少なくとも一方が交流電圧であるので、該
対向電極と該表面との間のＡＣジャンピング効果によ
り、該光学系最下流側部材の表面に付着したトナーは、
パウダークラウド状になり該対向電極間に浮遊するよう
になる。そして、同時に該対向電極間に電圧を印加する
ので、パウダークラウド状になったトナーは、上記のト
ナー搬送効果により、対向電極間を往復運動しながら対
向電極の離間部に向かって移動する。

【００１９】また、請求項４の画像形成装置において
は、現像装置の動作中に、該対向電極間および該光学系
最下流部材の導電性にした表面に、電圧を印加する制御
手段を備えたことによって、現像装置からトナー落ちや
トナー散りによって露光光学系最下流部材の表面近傍に
侵入してきたトナーも、該像担持体側へ移動する。

【００２０】また、請求項５の画像形成装置において
は、該像担持体の非画像領域、つまり本来的な画像を形
成していない領域に、該像担持体の回転方向に順次、帯
電部と非帯電部が現われる潜像パターンを形成してい
る。この潜像パターンの帯電部と非帯電部との境界は、
帯電トナーに対してエッジ効果を有する。ここで、エッ
ジ効果とは、帯電部のエッジにおける電界の集中によ
り、帯電トナーが該エッジ部に付着しやすくなる効果で
ある。さらに、該潜像パターンに応じたタイミングで、
つまり、該像担持体上の該潜像パターンが露光光学系最
下流部材と対向する位置にきたタイミングで、該対向電
極および該光学系最下流部材の導電性にした表面に、電
圧を印加する制御手段を備えることによって、像担持体
側に移動したトナーは、該像担持体上の該潜像パターン
上に付着する。そして、該像担持体上に付着したトナー
は後工程の現像部またはクリーニング部で回収される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機（以下、複写機という）に適用した実施例につい
て説明する。本実施例に係る複写機全体の構成は前述の
図１（ａ）に示す複写機と同一である。図１（ｂ）に、
本発明の第１の実施例に係る複写機の露光光学系最下流
部材周辺の概略構成を示す。本実施例においては、像担
持体としての感光体ドラム８と露光光学系最下流部材と
しての光学系カバー９との間に、対向電極である二枚の
平板電極１、２を備えている。平板電極１、２は、感光
体ドラム８側の間隔を光学系カバー９側の間隔よりも広
くなるように、それぞれ傾斜させ固定されている。ま
た、平板電極１、２の幅方向の寸法は、光学系カバーの
下流側寸法に合っている。また、平板電極１、２の光学
系カバー側の端縁部は、光学系カバー９に接近してい
る。平板電極１、２の間には、交流電源６より交流電圧
を印加している。したがって、上記の作用の項で説明し
たように、平板電極１、２の間に発生した電界の作用に
より、平板電極間の浮遊トナーは感光体ドラム８側に移
動する。

【００２２】図４に、第２の実施例に係る複写機の露光
光学系最下流部材周辺の概略構成の正面図を示す。本実
施例においては、上記第１の実施例の平板電極１、２
を、その端縁部が光学系カバー９よりも光路の上流側に
まで延在して光学系カバー９を充分に覆うように構成さ
れている。したがって、上記の作用の項で説明したよう
に、平板電極１、２の間に発生した電界が光学系カバー
９の表面に付着したトナーにまで作用し、付着している
トナーは、反対極性の平板電極側に吸引され、その後、
平板電極間を往復運動しながら感光体ドラム８に向かっ
て移動する。

【００２３】図５に、第３の実施例に係る複写機の露光
光学系最下流部材周辺の概略構成図を示す。本実施例に
おいては、上記第１及び第２の実施例の光学系カバー９
の感光体ドラム８側の表面に、ＳｎＯ₂などの導電性で
しかも光透過性の良い材料からなるコーティング部９ａ
を形成している。また、コーティング部９ａには、交流
電源１０より交流電圧を印加している。さらに、コーテ
ィング部９ａへの交流電圧の印加と同時に、平板電極
１、２の間にも交流電圧を印加している。したがって、
上記の作用の項で説明したように、コーティング部９ａ
と平板電極１、２との間におけるＡＣジャンピング効果
により、コーティング部９ａの表面に付着したトナーは
パウダークラウド状になり、平板電極間を浮遊するよう
になる。そして、この浮遊トナーは、平板電極間の電界
の作用により、感光ドラム８側へ移動する。なお、上記
コーティング部９ａは、導電性及び光透過性を有する材
料を上記表面に塗布することによって形成しても良い
し、導電性を有する透明フィルムを光学系カバー９の表
面に貼り付けて構成しても良い。

【００２４】図６に、第４の実施例に係る複写機の露光
光学系最下流部材周辺及び現像装置周辺の概略構成図を
示す。本実施例においては、上記第３の実施例の平板電
極１、２の間への交流電圧の印加および光学系カバー９
の導電性のコーティング部９ａへの交流電圧の印加を、
開閉器６ａ，１０ａを介して、現像装置１１の制御部１
２で制御するようにしている。ここで、該電圧の印加タ
イミングは、現像装置での動作中になるように、制御部
１２内で設定している。したがって、上記の作用の項で
説明したように、現像装置１１からトナー落ちやトナー
散りによって光学系カバー９の表面近傍に侵入してきた
トナーも、感光体ドラム８側へ移動する。なお、このよ
うな電圧印加制御は、該複写機の主制御部で行なっても
良い。

【００２５】図７（ａ）に、第５の実施例に係る複写機
における、潜像パターンの一例を示す斜視図を示す。本
実施例においては、露光光学系などを用いて、上記第３
の実施例の感光体ドラム８上に、同ドラム８軸方向のほ
ぼ全幅にわたって細長いストライプ状の帯電部Ａと非帯
電部Ｂとを感光体ドラム８の回転方向に交互に形成して
いる。この潜像パターンは、感光体ドラム８の非画像領
域、つまり、本来的な画像が形成されていない領域に形
成される。例えば複写機本体の電源をＯＮにした直後、
または所定の枚数を複写した直後に形成する。図７
（ｂ）に、このストライプ状の潜像パターンの周方向の
表面電位を示す。さらに、ストライプ状の潜像パターン
が光学系カバー９の位置にきたタイミングで、平板電極
１、２の間への電圧印加および光学系カバー９の導電性
のコーティング部９ａへの電圧印加が行なわれるよう
に、該複写機の主制御部で制御している。したがって、
上記の作用の項で説明しように、感光体ドラム８側に移
動したトナーは、エッジ効果により、感光体ドラム上の
ストライプ状の潜像パターン上に付着し、後工程の現像
部またはクリーニング部で回収される。

【００２６】なお、上記第１乃至第５の実施例において
は、対向電極として平板電極１、２を用いたが、対向電
極の形状は平板に限定されるものではない。さらに、二
つの電極の対向する面は、それぞれ平面である必要はな
く、曲面であっても良い。ただし、感光体ドラム８側の
間隔が、光学系カバー９側の間隔より広くなるように構
成する必要がある。また、それぞれの電極を、複数の電
極群で構成しても良い。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、露光光学系の
光源から見て最も下流側にある光学系最下流部材と像担
持体との間の、向かい合う面の該像担持体側の間隔が該
光学系最下流部材側の間隔より広くなっている対向電極
に電圧を印加することによって、対向電極間に発生した
電界の作用により、対向電極間の浮遊トナーは像担持体
側に移動する。したがって、画像形成装置本体を開閉す
る手間をかけずに、光学系最下流部材の近傍に浮遊する
トナーが光学系最下流部材の表面に付着するのを防止で
き、良好な画像を得ることができる。

【００２８】請求項２の発明では、上記対向電極の端縁
部を、光学系最下流部材よりも光路の上流側に延在させ
ることによって、該対向電極間に発生した電界は、該光
学系最下流部材の表面に付着したトナーにまで作用す
る。このため該表面に付着しているトナーは、反対極性
の電極側に吸引され、その後、対向電極間を往復運動し
ながら対向電極の離間部に向かって移動する。したがっ
て、光学系最下流部材の表面に付着してしまったトナー
も除去でき、良好な画像を得ることができる。

【００２９】請求項３の発明では、上記光学系最下流部
材に、少なくとも上記像担持体側で導電性した表面を備
え、上記対向電力間に電圧印加すると同時に該表面に電
圧を印加する手段を備え、かつ、該対向電極間に印加す
る電圧と該表面に印加する電圧の少なくとも一方を交流
電圧にすることによって、該光学系最下流側部材に付着
したトナーはパウダークラウド状となる。さらに、上記
対向電極間に電圧を印加しているから、パウダークラウ
ド状になったトナーは、該像担持体側へ移動する。した
がって、光学系最下流部材の表面に付着し離脱しにくく
なったトナーも除去でき、良好な画像を得ることができ
る。

【００３０】請求項４の発明では、現像装置の動作中
に、上記対向電極間と上記光学系最下流部材の導電性に
した表面とに、電圧を印加する制御手段を備えたことに
よって、現像装置からトナー落ちやトナー散りによって
露光光学系近傍に侵入してきたトナーも、該像担持体側
へ移動させることができる。したがって、画像形成装置
動作中のトナー落ちやトナー散りによる、トナーの該光
学系最下流部材への付着を防止でき、常に良好な画像を
得ることができる。

【００３１】請求項５の発明では、上記像担持体の非画
像領域に、該像担持体の回転方向に順次、帯電部と非帯
電部が現われる潜像パターンを形成し、該潜像パターン
に応じたタイミングで、上記対向電極と上記光学系最下
流部材の導電性にした表面とに、電圧を印加する。この
ため潜像担持体側に移動されたトナーは、エッジ効果に
より、像担持体上の該潜像パターン上に付着する。そし
て後工程の現像部またはクリーニング部で回収される。
したがって、該光学系最下流部材から除去し該潜像担持
体へ送り出したトナーで画像形成装置内を汚すことを防
止でき、画像形成を妨げることなくトナーを効率的に除
去することができ、常に良好な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例に係る複写機の
概略構成を示す正面図、（ｂ）は同複写機の露光光学系
最下流部材周辺の概略構成図。

【図２】（ａ）および（ｂ）は対向電極間に交流電圧を
印加した場合の、トナー搬送原理を説明するための説明
図。

【図３】対向電極間に直流電圧を印加した場合の、トナ
ー搬送原理を説明するための説明図。

【図４】本発明の第２の実施例に係る複写機の露光光学
系最下流部材周辺の概略構成図。

【図５】本発明の第３の実施例に係る複写機の露光光学
系最下流部材周辺の概略構成図。

【図６】本発明の第４の実施例に係る複写機の露光光学
系最下流部材周辺および現像装置周辺の概略構成図。

【図７】（ａ）は本発明の第５の実施例に係る複写機に
おける、潜像パターンの一例を示す斜視図、（ｂ）は該
潜像パターン上の周方向の表面電位の説明図。

【図８】露光光学系最下流部に付着したトナーを除去す
る、従来の構成を説明するための説明図。

【符号の説明】

１、２ 対向電極または平板電極 ３ 近接
部 ４ 離間部 ５ トナ
ー ６、１１ 交流電源 ７ 直流
電源 ８ 像担持体または感光体ドラム ９ 光学系最下流部材または光学系カバー ９ａ 導電性コーティング部 １１ 現像
装置 １３ 現像制御部 １４ クリ
ーニング部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】露光光学系を用いて像担持体上に静電潜像
   を形成し、現像装置によって該静電潜像を現像する電子
   写真方式の画像形成装置において、該露光光学系の光源
   から見て最も下流側にある光学系最下流部材と該像担持
   体との間に、向かい合う面の該像担持体側の間隔が該光
   学系最下流部材側の間隔より広くなっている対向電極
   と、該対向電極間に電圧を印加する手段とを備えたこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】上記対向電極の上記光学系最下流部材側の
   端縁部を、該光学系最下流部材よりも光路の上流側まで
   延在させたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 【請求項３】上記光学系最下流部材に、少なくとも上記
   像担持体側で導電性にした表面を備え、上記対向電極間
   に電圧を印加すると同時に該表面に電圧を印加する手段
   を備え、かつ、該対向電極間に印加する電圧と該表面に
   印加する電圧との少なくとも一方が交流電圧であること
   を特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 【請求項４】現像装置の動作中に、上記対向電極間およ
   び上記光学系最下流部材の導電性にした表面に、電圧を
   印加する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１、
   ２又は３の画像形成装置。
5. 【請求項５】上記像担持体の非画像領域に、該像担持体
   の回転方向に順次、帯電部と非帯電部が現われる潜像パ
   ターンを形成する手段と、該潜像パターンに応じたタイ
   ミングで、上記対向電極間および上記光学系最下流部材
   の導電性にした表面に電圧を印加する制御手段とを、備
   えたことを特徴とする請求項１、２、３又は４の画像形
   成装置。