JPH07117782B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般には、磁性トナーと非磁性トナーを使用
し、２色又は多色のカラー画像を形成するための電子写
真方式の画像形成装置に関するものであり、特に繰返し
使用される像担持体のクリーニング手段に特徴を有する
画像形成装置に関するものである。

従来の技術及び問題点 例えば電子写真複写装置等の画像形成装置においては、
電子写真感光体表面に形成したトナー像を紙等の転写材
に転写し、コピーを得るが、感光体は表面上に残留され
たトナーを種々の形態をしたクリーニング手段にて除去
した後繰り返し画像形成工程に供せられる。

この種のクリーニング手段としては、ウレタンゴム等の
弾性材からなるクリーニングブレードを使用した構成が
一般的であり、斯る構成は簡単で小型コンパクトであ
り、しかも残留トナーの除去機能もすぐれているので従
来から広く実用されている。

しかしながら、このようなクリーニングブレードはトナ
ー除去機能は優れているが、転写材として最も頻繁に使
用されているように転写紙を用いた場合には該転写紙か
ら発生するロジン、タルク等の析出物或いは装置内の高
電圧部材から発生するコロナ生成物等の除去には不十分
であり、このような物質が感光体表面に付着すると高湿
下において画像流れを生じ著しくコピー像の質を低下せ
しめるという問題があつた。

そこで、これら感光体上の付着物を除去するためにクリ
ーニング手段としてマグネツトローラを設け、該ローラ
上に磁性粒子層を形成し、この磁性粒子で感光体表面を
摺擦し、前記付着物を除去するように構成したものが提
案され、実際に使用されている。

一方、近年、記録像がより明瞭となり且つ情報の理解が
より容易となる等の理由から、例えばフオーマツトの色
と計算値やデータの値の色とが異なる色で表現された
り、CADにより出力された図面の一部が他の色で出力さ
れる等、２色又は多色で識別されることが望まれてお
り、黒色以外の色トナーが多く使用されるようになつて
きた。

一般に、黒色以外の色トナーは現在主に非磁性トナーで
あるため、この非磁性トナーのみが多く使用された場合
にはマグネツトローラ上の磁性粒子層の表面が非磁性ト
ナーで覆われてしまい、その結果クリーニング手段の容
器外へと非磁性トナーが落下し、機内汚れや画像汚れを
生じさせることがあつた。

発明の目的 本発明の目的は、磁性トナー及び非磁性トナーを使用し
て画像を形成する装置において、特に非磁性トナーが使
用される場合に、磁性粒子をクリーニング手段のマグネ
ツトローラ部に供給し、マグネツトローラ上の磁性粒子
層に磁性トナーと非磁性トナーを混在させ、磁性粒子層
の表面が非磁性トナーのみで覆われてしまうことを防
ぎ、非磁性トナーの落下による機内飛散や画像汚れを防
止し、高品質の画像を得ることのできる画像形成装置を
提供することである。

問題点を解決するための手段 上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。
要約すれば本発明は、像担持体に潜像を形成し、該潜像
が磁性トナー又は非磁性トナーにて選択的に現像するこ
とにより可視像化し、該可視像を転写材に転写し、像担
持体上の残留トナーはクリーニング装置にて除去するこ
とにより像担持体を繰返し使用するようにした画像形成
装置において、画像形成時に非磁性トナーが使用された
場合に前記クリーニング装置に磁性粒子を供給する手段
を有することを特徴とする画像形成装置である。

実施例 次に、本発明に係る画像形成装置を図面に即して更に詳
しく説明する。

第１図には本発明に係る画像形成装置を具現化した２色
記録を可能とする電子写真装置の一例が概略図示され
る。本実施例によると、ドラム状の像担持体、即ちアモ
ルフアスシリコン等の光導電層を有した電子写真感光体
ドラム１が矢印方向に回転自在に担持され、その回りに
画像形成手段が配置される。更に説明すると、感光体ド
ラム１の周囲には第１の帯電器２と、第１画像露光手段
３と、第１の現像器４と、第２画像露光手段６と、第２
の現像器７と、転写帯電器８と、クリーニング手段11と
を有する。必要に応じてクリーニング手段11と第１の帯
電器との間に前露光手段（図示せず）を設けることもで
きる。

又、第１画像露光手段３及び第２画像露光手段６は、第
１の画像信号により変調された第１のレーザービームを
出射する第１の半導体レーザー12と、第２のレーザービ
ームを出射する第２の半導体レーザー13と、モータ15に
て駆動され第１及び第２のレーザービームを偏光し、結
像レンズ16及び折り返しミラー17を介して第１画像及び
第２画像を感光体１上へとラスタ走査する回転多面鏡14
とを有する。更に、後で説明するように、第１現像器４
と第２画像露光手段６との間に再（第２）帯電器５を設
けることもできる。

次に、上記構成の２色電子写真装置の作動について第２
図及び第３図をも参照して説明する。

矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１は、第１帯電器２
により例えば＋460Vに一様に帯電される（第２図
（イ））。前記第１露光手段３により感光体１には、露
光部の表面電位が例えば＋110Vとされる第１の潜像が形
成される（第２図（ロ））。該第１の潜像は、例えば赤
トナーを有した第１の現像器４にて、適当な大きさのバ
イアスを印加して、反転現像される（第２図（ハ））。
この時、可視像化された赤色トナー像電位はトナー電荷
により100V程度電位が上がり＋200V程度となる。

次いで、第２露光手段６により第２の画像信号が感光体
１に照射され、感光体１には、露光部の表面電位が例え
ば＋90Vとされる第２の潜像が形成される（第２図
（ニ））。このとき別法として、上述したように、第２
帯電器５を設け、第１の潜像を可視像化した後感光体１
を再帯電することで第１のトナー像電位を、例えば、第
３図（ニ）に図示されるように、＋420Vに上げ、その後
に第２の画像露光６を行ない、露光部電位を＋60Vに減
衰させる（第３図（ホ））ことも可能である。

この様にして形成された第２の潜像は、例えば黒トナー
を有する第２の現像器７にて、適当な大きさのバイアス
を印加することにより、第２の潜像が可視像化される
（第２図（ホ）、第３図（ヘ）。次いで、感光体上の２
色画像は、一般には転写材９に転写帯電器８により転写
され、分離帯電器（図示せず）にて感光体ドラム１から
剥離され、定着手段10にて定着された後２色カラープリ
ントとして機外へと排出される。

一方、感光体ドラム１はクリーニング装置11にて残留ト
ナーが除去された後、次の画像形成プロセスに供され
る。

第４図にクリーニング装置11の一実施例が図示される。
本実施例にて、クリーニング装置11は容器20を有し、該
容器20内にはウレタンゴム等の弾性材からなるクリーニ
ングブレード22と、マグネツトクリーニング手段24とを
有する。マグネツトクリーニング手段24は、外周面上に
磁性粒子層、本実施例では磁性トナー層26を形成し得る
ようにしたマグネツトローラ28と、該マグネツトローラ
上の磁性トナー層26の厚さを所定厚さとする層厚規制部
材30とを有する。

上記構成により、感光体ドラム１上の残留トナー等の付
着物は、マグネツトローラ上の磁性トナー層26と摺擦さ
れることとなり、除去されるか、又は付着力が弱められ
る。更に、感光体ドラム１は磁性トナー層26と接触する
ことにより、磁性トナー層26aにてコーテイングされ、
残留トナー、残留付着物と共にクリーニングブレード22
にて感光体ドラム１表面上から除去される。

このようにして除去された残留トナー、残留付着物は搬
送スクリユー32にて回収容器（図示せず）へと排出され
る。

上記構成のクリーニング装置11にて非磁性トナーが残留
トナーとして回収される際には、非磁性トナーはマグネ
ツトローラ28上の磁性トナー層26に物理的に或いは電気
的に吸着され、磁性トナーと共にマグネツトローラ28上
に保持される。

しかしながら、画像形成に当り非磁性トナーが磁性トナ
ーに比べ多量に使用される場合には、例えば赤色コピー
を大量に連続して作製する場合には、クリーニング装置
11のマグネツトローラ28上の磁性トナー層26は回収され
る非磁性トナーにより覆われてしまい、非磁性トナーの
飛散、ボタ落ち等により装置内が汚損される恐れが生じ
る。

本発明に従えば、上記問題を解決するために、画像形成
に際し、非磁性トナーが使用された場合には、クリーニ
ング装置11のマグネツトローラ28に磁性トナーが強制的
に供給される。

つまり、本発明によれば、非磁性トナーが、本実施例で
は赤色トナーが画像形成のために使用された場合には、
クリーニング装置11のマグネツトローラ28に磁性トナー
（黒色トナー）が供給される。更に説明すれば、赤色ト
ナーが使用された場合には、黒色トナー（磁性トナー）
が、感光体ドラムの非画像領域に、即ち、感光体が連続
供給される各転写材とは接触しない、転写材と転写材と
の間の感光体領域に、更には感光体の後回転工程時に感
光体上に現像され、転写作用を受けることなくクリーニ
ング装置のマグネツトローラへと供給される。

本発明に従つて実施される感光体非画像部への黒トナー
の現像態様について、第６図を参照しながら、本発明に
係る２色画像形成装置の作動シーケンスの一実施例を説
明する。

第６図は、１枚コピー時のシーケンス図である。コピー
・スイツチONと共に感光体が駆動され、第１の帯電器２
がONとなり感光体１は適正電位に帯電される。次いで、
第１画像露光手段３の第１ビデオ信号（第１レーザー信
号）及び第１現像器４の第１現像バイアスがONとなり、
第１潜像が形成され、赤色（非磁性）トナーにより現像
される。又、第２画像露光手段６の第２ビデオ信号（第
２レーザー信号）及び第２現像器の第２現像バイアスが
ONとなり、黒色（磁性）トナーにより現像が行なわれ
る。

画像形成終了と共に、第１画像露光手段３の第１ビデオ
信号、第１現像器４の第１現像バイアス、第２画像露光
手段６の第２ビデオ信号がOFFとなり後回転に入るが、
直ちに第２画像露光手段６の第２ビデオ信号がONとなり
感光体上にライン状（帯状）の潜像を形成する。該ライ
ン状の潜像は、第２現像器７により黒色（磁性）トナー
で現像される。

該磁性トナーにて顕像化されたライン画像は転写されず
にクリーニング装置11のマグネツトローラ28に供給さ
れ、それにより、該マグネツトローラ28は非磁性トナー
で覆われてしまうのを防ぐことができる。

第７図は、連続コピー時におけるシーケンス図であり、
各転写材と転写材との間で、ライン状の潜像を形成し、
該ライン状潜像が磁性トナーにより現像されている。

このようにして転写紙間又は後回転時に、即ち非画像領
域に磁性トナーを現像し、クリーニング装置のマグネツ
トローラに黒色トナーを供給することができ、従来問題
とされた非磁性トナー、本実施例では赤色トナーにてマ
グネツトローラが覆われ、その結果赤色トナーが飛散し
たりボタ落ちを起し、装置内を汚損するといつたことが
解決される。

尚、本実施例では、転写紙間又は後回転時に形成したラ
イン巾は約2mmであり、長さは現像スリーブと同じとさ
れ。本実施例では、このライン１本のトナー消費量は、
0.01gであり、上記赤色（非磁性）トナーの転写残トナ
ーに相当するものであつた。

本発明者等が、第１図に図示される構成の装置にて、直
径108mmのアモルフアスシリコン感光体ドラムを使用
し、画像形成プロセス速度440mm/secにて画像形成実験
を行なつた結果によると、上記作動シーケンスに基づき
装置を運転した場合に、画像比率10％のチヤートを赤色
トナーのみでコピーして、A4サイズで間欠１枚コピーに
て５万枚、連続コピーにて10万枚のコピー試験では、赤
色トナーがクリーニング装置の容器外へと飛散すること
はなく、又画像の汚れ、装置内の汚損も全く生じなかつ
た。又、全面赤色のベタ画像を連続500枚コピーした場
合においても同様であつた。

尚、本実験において、クリーニング装置のマグネツトロ
ーラの直径は18mm、表面磁束密度1000ガウス、極数６
極、周速350mm/secであり、又、感光体ドラムとマグネ
ツトローラとの間隙は1.0mm、マグネツトローラとトナ
ー層厚規制部材との間隙は1.3mmとされた。

第８図は、本発明の他の実施例に係るアナログ２色電子
写真複写機の概略図である。本実施例によると、画像露
光手段3A、並びにブランク露光手段3Bは、第１の帯電器
２と第１現像器４との間に設けられ、第１の帯電器２に
よる一様帯電の後、画像露光手段3Aが作動され赤部の潜
像が形成され、次いで第１現像器４の赤色（非磁性）ト
ナーにて顕像化された後、感光体は転写工程、クリーニ
ング工程を経て、再び、第１帯電器２にて一様帯電され
ている感光体上に画像露光手段3Aにて黒部の潜像を形成
し、第２現像器６の黒色（磁性）トナーにて顕像化さ
れ、転写工程を経て２色コピーが得られる。

第９図には、本実施例にて、赤色画像が連続して２枚コ
ピーされる場合の非画像領域への黒色（磁性）トナーの
現像シーケンスが示される。転写材間及び後回転時にブ
ランク露光手段3Bが短時間OFFとなり、黒トナー用第２
現像器６の現像バイアスがONとなつて、黒トナーが現像
される。勿論、ブランク露光手段3Bを使用せず黒トナー
用現像バイアスのON、OFFにより現像を行なつてもよ
い。又、連続コピー時、磁性粒子の供給を各紙間毎でな
く、何枚か毎に行なつても良い。

上記各実施例は、本発明は、第１図及び第８図に図示さ
れる構成の２色電子写真装置にて実施するものとして説
明したが、本発明はこれら２色電子写真装置に限定され
るものではなく他の２色電子写真装置にも、又多色電子
写真装置等の画像形成装置にも応用できることは言うま
でもない。又、潜像を形成する露光手段をレーザー光又
はアナログ露光により説明したが、他の手段、例えば液
晶シヤツターアレイのような露光手段をも使用し得る。

又、上記各実施例では、マグネツトクリーニング手段は
マグネツトローラを有するものとしたが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、内部に磁界発生手段を備え
た弾性ローラ或いは植毛ローラ等を使用することも可能
であり、その回転方向も図示されるものに限定されな
い。

更に、本発明は、上記実施例にて説明したようなマグネ
ツトローラ上の磁性トナーが像担持体表面に摺擦するよ
うにしたクリーニング装置ではなく、単にマグネツトク
リーニング手段が磁性トナー捕集部材として作用する構
成のクリーニング装置を採用した現像形成装置にても好
適に具現化し得るものである。

又、マグネツトクリーニング手段への磁性粒子の供給
は、上記実施例にて説明したように磁性トナー用現像器
にて非画像領域に磁性トナーを現像することにより行な
うのではなく、第５図に図示されるように、クリーニン
グ装置11内に磁性粒子供給手段40を設けることにより行
なつても良い。つまり、磁性粒子供給手段40は、磁性粒
子42を内蔵しマグネツトローラ28の軸線方向に沿つて多
数の供給口44が形成された供給器46を備え、各供給口44
の開閉を上記作動シーケンスに従つて制御することによ
り磁性粒子の供給が達成される。磁性粒子は、磁性トナ
ーでも良く、又他の磁性粒子とすることもできる。

更に又、非磁性トナーが磁性トナーよりも、クリーニン
グブレードエツジ部での凝集度が高く、クリーニング不
良が発生し易い場合には、マグネツトクリーニング手段
を有さないクリーニング装置を備えた画像形成装置にて
も本発明の原理に従つて作動シーケンスは有効である。

発明の効果 以上の如くに、本発明に係る画像形成装置は、画像形成
に際して非磁性トナーが使用された場合には磁性トナー
のような磁性粒子を強制的にクリーニング装置に供給
し、非磁性トナーがクリーニング装置内で飛散して容器
外へと漏れたりするのを防止し、延いては画像形成装置
の汚損を防止することができるという特長を有する。

更に、本発明によれば、像担持体上の残留付着物を完全
に除去することができ、斯る付着物に起因した高湿度下
における画像流れを防止、高画質の画像を得ることがで
きるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の一実施例である
２色電子写真装置の概略図である。 第２図（イ）〜（ホ）は、第１図の装置の画像形成態様
を説明するための各画像形成工程における感光体上の表
面電位を示す図である。 第３図（イ）〜（ヘ）は、第１図の装置の画像形成態様
を説明するための他の実施例に係る各画像形成工程にお
ける感光体上の表面電位を示す図である。 第４図及び第５図は、本発明に係る画像形成装置に使用
されるクリーニング装置の実施例の概略断面図である。 第６図及び第７図は、本発明に係る画像形成装置の作動
態様の一実施例を示す作動シーケンス図である。 第８図は、本発明に係る画像形成装置の他の実施例であ
る２色電子写真装置の概略図である。 第９図は、第８図の装置の作動態様の一実施例を示す作
用シーケンス図である。 1:像担持体（感光体ドラム） 2:一次帯電器 3:第１画像露光手段 4:非磁性トナー現像器 6:第２画像露光手段 7:磁性トナー現像器 8:転写帯電器 11:クリーニング装置 22:クリーニングブレード 24:マグネツトクリーニング手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体に潜像を形成し、該潜像を磁性ト
   ナー又は非磁性トナーにて選択的に現像することにより
   可視像化し、該可視像を転写材に転写し、像担持体上の
   残留トナーはクリーニング装置にて除去することにより
   像担持体を繰返し使用するようにした画像形成装置にお
   いて、画像形成時に非磁性トナーが使用された場合に前
   記クリーニング装置に磁性粒子を供給する手段を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】クリーニング装置は、磁性粒子にて像担持
   体をクリーニングするマグネツトクリーニング手段を備
   え、前記磁性粒子供給手段は、前記マグネットクリーニ
   ング手段に磁性粒子を供給する特許請求の範囲第１項に
   記載の装置。
3. 【請求項３】クリーニング装置は、磁性粒子にて像担持
   体をクリーニングするマグネツトクリーニング手段を備
   え、前記磁性粒子供給手段は、像担持体の非画像領域を
   磁性トナーで現像することによりマグネツトクリーニン
   グ手段に磁性粒子を供給する特許請求の範囲第１項記載
   の装置。