JPH09244495A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感光ドラム上の残留トナーを除去するクリーニ
ング部材のクリーニング能力を十分に確保する現像装置
を提供する。 【解決手段】感光ドラム１０に摺接し、静電的な力によ
り残留トナーを除去するクリーニング部材にクリーニン
グベルト２０を使用し、クリーニング部材の表面積を十
分に確保するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録装置
に用いられる現像装置に関するものであり、さらに詳細
には、非磁性一成分トナーを現像剤として用いる現像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、非磁性一成分トナーを現像剤とし
て用いる現像装置においては、図５に示すように、画像
情報にしたがって静電潜像担持体（以下感光ドラム１と
称する）に形成された潜像に、帯電したトナーを付着さ
せて現像するために、現像剤坦持体として弾性体ローラ
（以下現像ローラ２と称する）等が用いられている。現
像ローラ２表面にトナーを付着させ感光ドラム１まで搬
送するのである。現像ローラ２には所定の電圧（以下現
像バイアスと称する）が印加されることによって、感光
ドラム１との間に電界が形成されることにより、感光ド
ラム１上の潜像にトナーが付着され、トナーによる現像
が行われる。また、現像ローラ２にトナーを搬送し付着
させるために、供給ローラ３が用いられており、供給ロ
ーラ３は現像ローラ２に接触しながら回転し、現像ロー
ラ２にトナーを付着させていた。

【０００３】感光ドラム１は、現像ローラ２との接触位
置よりも回転方向下流側で、バイアスが印加された転写
ローラ４と接触し、その間に記録媒体としての記録紙５
が通紙される。感光ドラム１と転写ローラ４との電位差
によって、トナーが感光ドラム１から記録紙５に転写さ
れるのである。感光ドラム１と転写ローラ５との接触位
置よりも、感光ドラム１の回転方向下流側には、感光ド
ラムを清掃するためのローラ（以下クリーニングローラ
６と称する）が設置されている。クリーニングローラ６
の軸には、バイアス印加装置７が接続されている。

【０００４】以下、クリーニングローラ６の作用を、使
用するトナーが正帯電トナーの場合を例にして説明す
る。

【０００５】現像時には、供給ローラ３の回転によりト
ナーが現像ローラ２に付着され、付着されたトナーは層
規制ブレード８により薄層化され、感光ドラム１との接
触位置に搬送される。感光ドラム１の表面は、コロナ放
電器９により一様に帯電されており、スキャナユニット
１０によりレーザビームを照射された部分では電荷が放
出され、感光ドラム１の表面に静電潜像を形成する。感
光ドラム１表面の露光された部分は、未露光部分よりも
電位が低くなっており、また、現像ローラ２の電位は、
感光ドラム１の露光された部分の電位と未露光部分の電
位との中間に設定されているので、正帯電のトナーは現
像ローラ２から感光ドラム１の露光された部分のみに現
像される。この感光ドラム１の露光部分の電位よりも、
転写ローラ４の電位は低く設定されているので、感光ド
ラム１上のトナーは、記録紙５に転写され、このトナー
が定着ローラ（図示せず）により加熱定着される。

【０００６】ここで、感光ドラム１上のトナーが全て記
録紙５に転写されればよいが、転写されずに感光ドラム
１上に残留するものがある。この残留したトナーは、放
置すると再び転写ローラ４に到達し記録紙５に転写され
てしまうので、これを防止するためにクリーニングロー
ラ６が設けられている。このクリーニングローラ６に
は、感光ドラム１の露光された部分の電位よりも低いバ
イアスが印加されるので、残留トナーは静電的にクリー
ニングローラ６に付着されるのである。

【０００７】非現像時には、前述の感光ドラム１の未露
光部分の表面電位よりも高いバイアスがクリーニングロ
ーラ６に印加され、クリーニングローラ６に回収された
トナーは、感光ドラム１上に排出される。また、現像ロ
ーラ２に印加される現像バイアスは感光ドラム１の電位
よりも低い電位に設定されるので、クリーニングローラ
６から感光ドラム１上に排出されたトナーは静電的に現
像ローラ２に付着される。現像ローラ２に付着したトナ
ーは供給ローラ３まで搬送され、再利用されていた。

【０００８】このように、正帯電トナーを利用する場合
は、電位の高い方から低い方へトナーが移動する性質を
利用している。また、負帯電トナーを利用する場合は、
電位の高い方へトナーが移動するので、前述の各部材の
電位差の高低関係を逆転させればよいことになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
クリーニング方法を採用した現像装置においては、クリ
ーニングローラの表面積が十分でないため、残留トナー
の回収能力に限界があり、クリーニング効果が不十分で
あった。そのため、感光ドラム上にクリーニングされな
かったトナーが残る。このいわゆるクリーニング残は、
現像時には現像ローラ２に静電的な回収能力が無いた
め、記録紙に周期的に転写されるという、いわゆる感光
ドラム周期の印字履歴が発生するという問題点があっ
た。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、感光ドラム上の残留トナーの回
収能力を向上させる現像装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の現像装置は、現像剤と、画像情報に
したがって潜像が形成された静電潜像担持体と、前記静
電潜像坦持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、前
記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記静電潜像担持体に摺接して残留現像剤をクリーニン
グするクリーニング部材と、前記クリーニング部材にバ
イアスを印加するバイアス印加装置と、を備えた現像装
置において、前記クリーニング部材にベルト状柔軟性部
材を用いている。

【００１２】従って、クリーニング部材としてベルト状
柔軟性部材を使用することにより、クリーニング部材の
表面積を十分に確保することができ、十分なクリーニン
グ効果を得ることができるという効果を生じる。

【００１３】また、請求項２記載の現像装置は、前記ベ
ルト状柔軟性部材を導電性部材で構成することにより、
電荷の移動が容易になるため、電界による残留トナーの
付着、及び排出をさらに容易に行うことができるという
効果を生じる。

【００１４】また、請求項３記載の現像装置は、前記ベ
ルト状柔軟性部材を前記静電潜像担持体に摺接するため
に、前記ベルト状柔軟性部材を前記静電潜像担持体に当
接させる押圧部を、複数備えることにより、前記ベルト
状柔軟性部材の前記静電潜像担持体への接地面積を広く
確保することができ、クリーニング効果をさらに向上さ
せることができるという効果を生じる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明をレーザプリンタに
具体化した一実施形態を図面を参照して説明する。図１
は、本実施形態の現像装置を使用したレーザプリンタを
表わす概略構成図である。なお、本実施形態では、レー
ザプリンタを例に取って説明するが、コピー機、ファク
シミリ装置など他の画像形成装置にも本実施形態と同様
の現像装置を使用することができる。

【００１６】レーザプリンタは、静電潜像担持体として
の感光ドラム１０と、感光ドラム１０の表面を一様な電
位に帯電させるコロナ放電器１１と、外部から入力され
た画像データに基づき感光ドラム１０にレーザビームを
照射するスキャナユニット１２とを備えている。感光ド
ラム１０表面のレーザビームを照射された部分では、コ
ロナ放電器１１により帯電された電荷が放出され、感光
ドラム１０表面に上記画像データに応じた静電潜像が形
成される。

【００１７】また、レーザプリンタには、現像剤として
の非磁性一成分正帯電トナー（以下単にトナーという）
を収納するトナータンク１３と、そのトナーを感光ドラ
ム１０表面まで搬送する現像機構として供給ローラ１４
（現像剤供給部材）と、現像ローラ（現像剤担持体）１
５とアジテータ１６とが設けられている。現像ローラ１
５の周りには層規制ブレード１７が設置され、現像ロー
ラ１５上のトナー層を均一にする役割をはたしている。

【００１８】トナーは、供給ローラ１４と現像ローラ１
５のそれぞれの表面同士が押圧する領域で、摩擦により
正に帯電され、更に層規制ブレード１７により薄層化さ
れて十分に帯電された後に、感光ドラム１０に形成され
た上記静電潜像に搬送され現像される。

【００１９】また、感光ドラム１０は現像ローラ１５と
の接触位置よりも回転方向下流側でトナー像転写用のロ
ーラ１８（以下転写ローラと称する）と接触し、転写ロ
ーラ１８にはバイアスが印加されている。このため、図
示しない搬送機構により感光ドラム１０と転写ローラ１
８との間に記録媒体としての記録紙１９が搬送される
と、上記静電潜像に付着したトナーが記録紙上に転写さ
れる。なお、一般的な画像形成装置においては、いわゆ
る反転現像法が用いられるので、トナーの帯電極性は、
感光ドラム１０の帯電極性と同一である。

【００２０】また、感光ドラム１０は転写ローラ１８と
の接触位置よりも回転方向下流側で、カーボンを分散さ
せたポリイミドからなる、無端状のクリーニングベルト
２０（クリーニング部材）と接触している。このクリー
ニングベルト２０は柔軟性であり、且つ導電性のもので
ある。また、このクリーニングベルト２０の回転方向
は、感光ドラム１０との接触位置において、互いに対向
する方向に設定されている。この回転方向は前記接触位
置において同一方向に設定することもできるが、このと
きは互いに摺接させるために速度差（周速差）をつけて
やる必要があるのである。

【００２１】クリーニングベルト２０を感光ドラム１０
に当接させるローラ２１には、バイアス印加装置２２が
接続されている。また、この現像バイアス印加装置２２
は前記現像ローラ１５にも接続され、現像バイアスを現
像時と非現像時とで変化させるように構成されている。
図５のクリーニングローラ６の作用と同様に、印加され
るバイアスによって発生する電界により、記録紙１９に
転写されずに感光ドラム１上に残った残留トナーは、現
像時、クリーニングベルト２０に回収される。非現像時
には、バイアスを変化させて、回収したトナーを感光ド
ラム１上に排出する。

【００２２】排出されたトナーは、現像ローラ１５に印
加する現像バイアスの変化により、現像ローラ１５に回
収され、再利用される。

【００２３】次に、このように構成されたレーザプリン
タの動作を説明する。トナータンク１３に収納されたト
ナーはアジテータ１６の回転により攪拌され、供給ロー
ラ１４の回転により現像ローラ１５まで搬送される。搬
送されたトナーは、供給ローラ１４と同一方向に回転す
る現像ローラ１５に、摩擦により帯電されながらすり付
けられ、層規制ブレード１７との摩擦により更に帯電さ
れ、また均一な担持層を形成する。形成されたトナー担
持層は、現像ドラム１５と同一方向に回転する感光ドラ
ム１０まで搬送され感光ドラム１０上の静電潜像部分に
可視像を形成する。

【００２４】現像ローラ１５にはバイアス印加装置２２
により現像バイアスが印加されるが、現像バイアスの極
性はトナーの帯電極性と同じであり、電圧は、現像ロー
ラ１５の電位の絶対値が、帯電した感光ドラム１０の表
面電位の絶対値よりも低く、スキャナユニット１２によ
り露光された部分の表面電位の絶対値よりも高くなるよ
うに設定してある。例えば、正帯電トナーを使用した場
合、帯電した感光ドラム１０の表面電位を＋７００Ｖ、
スキャナユニット１２により露光された部分の表面電位
を＋２００Ｖ、現像バイアスを＋４５０Ｖに設定する
（図２）。よって、現像ローラ１５と感光ドラム１０表
面の間に生じる電界が帯電したトナーにおよぼす力は、
スキャナユニット１２により露光された部分では感光ド
ラムに対し引力として働き、未露光部分では感光ドラム
１０に対し斥力として働く。

【００２５】また、現像ローラ１５には、現像ローラ１
５の幅よりも長い金属製の軸が用いられているため、バ
イアス印加装置２２の出力により、現像領域に安定した
電界を形成することができる。特に、現像ローラ１５の
接触部分においては、強い電界が形成され、感光ドラム
１０の露光された部分に対して、帯電したトナーは強い
付着力を得る。よって、感光ドラム１０の露光された部
分に付着したトナーは、現像ローラ１５が感光ドラム１
０に押圧する位置よりも、感光ドラム１０の回転方向下
流側の表面にトナーによる可視像を形成し、現像が完了
する。

【００２６】現像されたトナーは、感光ドラム１０と転
写ローラ１８との間に搬送されてきた記録紙１９に転写
される。

【００２７】転写が不完全な場合、感光ドラム１０上に
は、転写されなかったトナーが残留トナーとして残る。
ローラ２１にはバイアス印加装置２２により、バイアス
が印加されるが、その電圧は、現像時には感光ドラム１
０のスキャナユニット１２により露光された部分の電位
よりも低いバイアス、例えば０Ｖに設定され、非現像時
には、感光ドラム１０の未露光部分の表面電位よりも高
いバイアス、例えば＋９００Ｖに設定されている（図
３）。従って、クリーニングベルト２０と感光ドラム１
０表面の間に生じる電界が残留トナーに及ぼす力は、現
像時にはクリーニングベルト２０側に引力として働き、
非現像時には感光ドラム１０側に引力として働く。よっ
て、現像時には、残留トナーがクリーニングベルト２０
に付着し、非現像時には、クリーニングベルト２０に付
着したトナーが感光ドラム１０に再び付着する。

【００２８】非現像時にクリーニングベルト２０から感
光ドラム１０に付着したトナーは、感光ドラム１０の回
転により感光ドラム１０と現像ローラ１５の押圧部分ま
で搬送される。現像バイアスは、非現像時には、感光ド
ラム１０の表面電位よりも低い電圧、例えば０Ｖに設定
される（図２）。よって、感光ドラム１０と現像ローラ
１５の表面の間に生じる電界がトナーに及ぼす力は、現
像ローラ１５側に引力として働き、現像ローラ１５に付
着する。

【００２９】現像ローラ１５に付着したトナーは、現像
ローラ１５の回転により供給ローラ１４まで搬送され、
供給ローラ１４により機械的にはぎ取られ、トナータン
ク１３内に搬送され再利用される。

【００３０】以上の動作を、現像時、非現像時に一貫し
た流れとして行う。

【００３１】このようにして、トナーのクリーニング動
作が行われるわけであるが、クリーニングベルト２０
は、図１のように表面積を多く取るように構成できるた
め、十分なクリーニング効果を発揮することができる。

【００３２】図４は、第２の実施形態として、クリーニ
ングベルト２０を感光ドラム１０に当接させるローラー
２１を２つ備えた装置の、クリーニングベルト２０と感
光ドラム１０の押圧部分の概略構成図であるが、ローラ
２１が一つの時と比較して、クリーニングベルト２０と
感光ドラム１０の接地面積が広く取れるように構成して
ある。そのため、感光ドラム１０のクリーニング効果を
より高めることができる。このローラ２１が、請求項３
の押圧部に相当するのである。

【００３３】なお、本発明は上記実施形態に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々の態様で実施することができる。例えば、クリーニン
グベルト２０の材質は本実施形態のように、カーボンを
分散させたポリイミドに限らず、別のベルト状柔軟性部
材により構成してもよい。

【００３４】更に上記実施形態では、現像剤として非磁
性一成分正帯電トナーを用いたが、磁性トナー、或いは
負帯電トナーを用いた現像にも適応可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、請
求項１記載の現像装置は、クリーニング部材としてベル
ト状柔軟性部材を使用しているため、クリーニング部材
の表面積を十分に確保することができ、十分なクリーニ
ング効果を発揮する現像器を提供することができる。

【００３６】また、請求項２記載の現像装置は、上記ベ
ルト状柔軟性部材を導電性部材により構成することによ
り、電荷の移動が容易になるため、電界による残留トナ
ーの付着、及び排出をさらに容易に行うことができると
いう効果を生じる。

【００３７】また、請求項３記載の現像装置は、前記ベ
ルト状柔軟性部材を前記静電潜像担持帯に摺接するため
に、前記ベルト状柔軟性部材を前記静電潜像坦持体に当
接させる押圧部を、複数備えることにより、前記ベルト
状柔軟性部材が前記静電潜像担持体へ接地する面積を広
く確保することができ、クリーニング効果をさらに向上
させることができるという効果を生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施形態における現像装置の概
略構成図である。

【図２】図２は本発明の実施形態における現像バイアス
のタイミングチャートである。

【図３】図３は本発明の実施形態におけるクリーニング
バイアスのタイミングチャートである。

【図４】図４は、本発明の第２の実施形態における現像
装置の要部を示した概略構成図である。

【図５】図５は従来の現像装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 感光ドラム １４ 供給ローラ １５ 現像ローラ ２０ クリーニングベルト ２１ ローラ ２２ バイアス印加装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤と、 画像情報にしたがって潜像が形成された静電潜像担持体
   と、 前記静電潜像担持体に現像剤を付着させて現像する現像
   剤担持体と、 前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材
   と、 前記静電潜像担持体に摺接して残留現像剤をクリーニン
   グするクリーニング部材と、 前記クリーニング部材にバイアスを印加するバイアス印
   加装置と、を備えた現像装置において、 前記クリーニング部材にベルト状柔軟性部材を用いるこ
   とを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記ベルト状柔軟性部材に導電性部材を
   用いることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記ベルト状柔軟性部材を前記静電潜像
   担持体に摺接させるために、前記ベルト状柔軟性部材を
   前記静電潜像担持体に当接させる押圧部を、複数備えた
   ことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。