(57)【要約】【課題】長期間に渡り、高い清掃効率を確保することのできる電子写真記録装置を提供する。【解決手段】感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写器と、転写後、感光体上に残留したトナーを除去する電圧が印加された導電性清掃部材及び前記導電性清掃部材に付着したトナーを回収する前記導電性清掃部材より高電圧が印加された回収ローラとを備えたバイアスクリーニング装置を有する電子写真記録装置において、前記回収ローラへ印加する高電圧が、トナーと逆極性の直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアス電圧であることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写器と、転写後、感光体上に残留したトナーを除去する電圧が印加された導電性清掃部材及び前記導電性清掃部材に付着したトナーを回収する前記導電性清掃部材より高電圧が印加された回収ローラとを備えたバイアスクリーニング装置を有する電子写真記録装置において、
前記回収ローラへ印加する高電圧が、トナーと逆極性の直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアス電圧であることを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項２】
前記導電性清掃部材に印加される電圧Ｖ１と前記回収ローラへ印加する高電圧Ｖ２の電位差（Ｖ２−Ｖ１）の最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎ、および回収ローラへ印加する高電圧Ｖ２の周波数は前記導電性清掃部材と前記回収ローラで形成されるニップ間での電圧交番回数Ｎが以下の式で表される範囲であること特徴とする請求項１記載の電子写真記録装置。
１５０Ｖ≦Ｖｍｉｎ…（１）
Ｖｍａｘ≦８００Ｖ…（２）
４０≦Ｎ≦２００…（３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイアスクリーニング方式を用いた電子写真記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録装置において、周知の帯電、露光、現像及び転写工程終了後、用紙に転写されずに感光体表面に残留したトナーを清掃する方法の一つに、導電性の清掃部材にトナーの電荷と逆極性の電荷を与えて感光体表面を摺擦し、前記残留トナーを除去する、いわゆるバイアスクリーニング法が知られている。バイアスクリーニング法においては、静電的な力によって感光体表面の残留トナーを清掃するので、残留トナーの帯電状態が清掃性に大きく影響する。一般に、転写後の感光体表面の残留トナーの極性は一様ではなく、逆極性や無帯電のトナーが混在している。
【０００３】
そこで、特開昭６３−１５２７８号公報によれば、導電性のクリーニングブラシで感光体を摺擦する直前に直流帯電手段により感光体表面の残留トナーを一様な帯電状態にすることによって清掃効果を高める方法が知られている。また、感光体に対する残留トナーの付着力を弱め、残留トナーの感光体からの分離を容易にするために、特公昭５５−３３０７５号公報によれば、除電チャージャーと除電チャージャーの放電領域を更に越えて同時に光照射を行う光源ランプを設け、感光体の除電を行う方法が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１５２７８号公報
【特許文献２】特公昭５５−３３０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように感光体表面の清掃性を高めるために直流帯電器等の電荷供給手段が知られているが、電荷供給手段により残留トナーの帯電がなされる場合、その帯電量が過剰であると残留トナーと感光体との付着力は強くなり、逆に清掃性が悪くなる。また、清掃後の感光体電圧が一様でなく、次回の作像のための帯電に支障をきたす。
【０００６】
このように感光体表面には、特性の異なる残留トナーが存在するため、全ての種類の残留トナーを清掃するには、残留トナーの除電および帯電が必要となる。
【０００７】
また、バイアスクリーニング法においては、導電性清掃部材に付着したトナーを回収する前記導電性清掃部材より高電圧が印加された回収ローラが必要であり、この回収ローラのトナー回収能力が低いと、長期間の運転において、前記導電性清掃部材のブラシに清掃されたトナーが残留、蓄積し、感光体表面の清掃性低下やブラシ毛倒れなどが生じ、画質不良の問題を引起す。
【０００８】
本発明の目的は、バイアスクリーニング法を用いた電子写真記録装置において、長期間に渡り、高い清掃効率を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明の第１の手段は、感光体上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写器と、転写後、感光体上に残留したトナーを除去する電圧が印加された導電性清掃部材及び前記導電性清掃部材に付着したトナーを回収する前記導電性清掃部材より高電圧が印加された回収ローラとを備えたバイアスクリーニング装置を有する電子写真記録装置において、
前記回収ローラへ印加する高電圧が、トナーと逆極性の直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアス電圧であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は上記第１の手段において、前記導電性清掃部材に印加される電圧Ｖ１と前記回収ローラへ印加する高電圧Ｖ２の電位差（Ｖ２−Ｖ１）の最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎ、および回収ローラへ印加する高電圧Ｖ２の周波数は前記導電性清掃部材と前記回収ローラで形成されるニップ間での電圧交番回数Ｎが以下の式で表される範囲であること特徴とするものである。
【００１１】
１５０Ｖ≦Ｖｍｉｎ…（１）
Ｖｍａｘ≦８００Ｖ…（２）
４０≦Ｎ≦２００…（３）
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上述したような構成になっており、長期間に渡り、高い清掃効率を確保することのできる電子写真記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
上述した様に、バイアスクリーニング法では静電引力により感光体上の残留トナーを導電性清掃部材に捕獲するが、長期間に渡り安定な清掃性を確保するには、導電性清掃部材に捕獲されたトナーを回収ロールに効率よく回収する必要がある。
【００１４】
本発明では回収ロールに印加される高電圧をトナーと逆極性の直流電圧に交流電圧を重畳させた交流電圧とすることで、上記導電性清掃部材に捕獲されたトナーと導電性清掃部材との吸着力を低減させることができ、高い回収効率が確保できる。更に、回収ロール印加電圧条件を上記式（１）、式（２）、式（３）で示す範囲に規制することで、長期間に渡り、安定な清掃性が確保できる。
【００１５】
まず１５０Ｖ＞Ｖｍｉｎの場合、トナーを回収するための静電引力が不足し、十分なトナー回収が行われない恐れがある。また、Ｖｍａｘ＞８００Ｖの場合は、電界変動量が過剰なため、回収ロールの周辺部材（例えば回収ロール上のトナーを掻き落すために設置されたブレード部材）との放電が生じやすくなる。
【００１６】
次に各交流成分の適正周波数条件については、前記導電性清掃部材と前記回収ローラで形成されるニップ間での電圧交番回数Ｎで規定される。ここで交番回数Ｎは、導電性清掃部材の外径がＬ（ｍｍ）、回転数がＲ（ｒｐｍ）、回収ローラと接触するニップ幅がＷ（ｍｍ）で、回収ローラに印加される交流電圧の周波数がν（Ｈｚ）の場合、Ｎ＝ν・Ｗ・（６０／π・Ｌ・Ｒ）で与えられる。この交番回数Ｎの最良値は式（３）で規定されており、４０＞Ｎの場合は、交流波印加による残留トナーの除電効果が小さくなり、導電性清掃部材からのトナーの回収性が十分に得られない。一方、２００＜Ｎの場合は、トナーの交流波電界に対する追従性が悪くなるため、トナーの回収性が十分に得られない。
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の実施例に係る電子写真記録装置の断面図である。同図に示すように矢印Ａ方向に回転駆動される感光体１の周囲には、帯電器２、露光部３、現像機４、転写器５、電荷供給手段７、光イレーズ手段８及びバイアスクリーニング装置９がそれぞれ配置されている。
【００１８】
次に電子写真記録装置の動作について説明する。帯電器４により表面を一様に帯電された感光体１は、露光部３により露光され静電潜像が形成される。前記静電潜像は、現像機４通過時にマイナスに帯電したトナーによって可視化されトナー像が形成される。
【００１９】
一方、図示しない給紙装置より搬送されてきた用紙６裏面には、転写器５よりプラスの電荷が与えられ感光体１上のトナー像は用紙６上に転写される。この時、用紙６に転写されなかったトナーは感光体１表面に残留トナーとして残る。尚、通常転写後の残留トナーの大部分はマイナスに帯電している。残留トナーはまず電荷供給手段８により好適には−０．０２〜−０．１μＣ／ｃｍ２の感光体流れ込み電流が与えられ、マイナスに電荷が揃えられる。
【００２０】
次に、電荷供給手段７の電荷供給領域外で光イレーズ手段８によって２〜１０μＷ／ｍｍ２の光照射が行われた後、電源１３により残留トナーとは逆の極性の＋３００Ｖ〜＋１０００Ｖのバイアス電圧が印加された導電性清掃部材１１によって清掃される。
【００２１】
導電性清掃部材１１に付着したトナーは、電源１４により導電性清掃部材１１よりも更に高圧である＋５００〜＋１５００Ｖのバイアス電圧が印加された回収ローラ１１へと移動する。その後、回収ローラ１１上のトナーは、ブレード１２によって掻き落とされバイアスクリーニング装置９内部へ回収される。回収されたトナーは、スクリュー１５によりバイアスクリーニング装置９内部から排出される。
【００２２】
本実施例では、導電性清掃部材１０としてブラシを使用した。ブラシは毛体として太さ４〜６デニール、長さ２〜１０ｍｍのものを使用し、材質はカーボンを混入した、またはカーボンの層を内在したアセテートまたはポリアミド等の樹脂を用いた。外径は２０〜４０ｍｍ、軸方向の長さは２００〜５００ｍｍである。尚、導電性清掃部材１０としてブラシではなくスポンジ状部材を用いてもよい。
【００２３】
また、回収ローラ１１の材質については、導電性に限られるものではなく、ＳＵＳ、または表面にアルマイト処理を行ったアルミニウム部材等の絶縁物を用いることも可能である。
【００２４】
本実施例では、電荷供給手段７により印加する電荷の極性を残留トナーと同極性としたが、これを反対の極性とし、導電性清掃部材１０及び回収ローラ１１へ上記とは反対極性のバイアス電圧を印加しても同様のクリーニング効果が得られる。しかしながら、回収トナーを再び現像に用いる場合には、電荷供給手段７の印加極性は残留トナーと同極性とするのが好ましい。これは、トナーを予め帯電することによって現像機４でのトナーの帯電時間を短縮できるためである。
【００２５】
以上のような一連の印刷動作において、バイアスクリーニング装置９が所定の清掃性能を得るためには、感光体１から導電性清掃部材１０へのトナー移動及び導電性清掃部材１０から回収ローラ１１へのトナー回収が必要となる。そして、長期的に安定な清掃性を確保するには、回収ロールへのトナー回収を効率的に行い、前記導電性清掃部材１０の残留トナーを極力少なくする必要がある。
【００２６】
図２は、バイアスクリーニング装置９における導電性清掃部材１０に印加される電圧条件（Ｖ１）と回収ローラ１１に印加される電圧条件（Ｖｍａｘ、Ｖｍｉｎ）を示す概念図である。この電圧条件Ｖ１、Ｖｍａｘ、Ｖｍｉｎを適正範囲に規定する事で高速プロセスにおいても長期間安定な清掃性が確保できる。
【００２７】
本実施例においては感光体１の周速は：３００ｍｍ／ｓ、トナーはマイナス帯電トナーを用い、電荷量は１５〜２５μＣ／ｇである。
【００２８】
導電性清掃部材１０の材質はアセテート、ポリアミド等の樹脂にカーボンを分散せしめた繊維で形成されたブラシ｛ブラシ外径：２５ｍｍ、植毛密度は５万本／（インチ）２｝、導電性清掃部材１０の回転数は１５０ｒｐｍとした。また、回収ロール１１は外径：２５ｍｍのＳＵＳロールを用い、回収ロール１１の回転数は１５０ｒｐｍとした。また導電性清掃部材１０と回収ロール１１が形成するニップ幅は１０ｍｍとした。
【００２９】
ここで、回収ロールのトナー回収効率は、転写後の感光体上の残留トナー量をｘ、バイアスクリーニング装置通過後の残留トナー量ｙ、回収ロール上のトナー量をｚとして、ｚ／（ｘ−ｙ）で求めた。回収効率が８０％以上を許容範囲とした。
【００３０】
図３にＶｍａｘとＶｍｉｎの回収効率との関係を示す（周波数は８００Ｈｚに固定）。転写効率８０％を確保できる条件は、１５０Ｖ≦Ｖｍｉｎ、Ｖｍａｘ≦８００Ｖである。
【００３１】
図４に周波数ν１と回収効率の関係を示す。周波数の適正条件は、導電性清掃部材１０と回収ロール１１間に形成されるニップ間での印加電圧の交番回数で規定される。同図に周波数ν１を変えた際の交番回数と回収効率の関係を示す。図より、交番回数が４０回／ｓｅｃ〜２００回／ｓｅｃの条件で８０％以上の回収効率が確保できた。
【００３２】
また、感光体周速：５００ｍｍ／ｓ、７００ｍｍ／ｓ、トナー電荷量：１０〜２０μＣ／ｇ、２０〜３０μＣ／ｇ、導電性清掃部材回転数：５０〜２００ｒｐｍとしても同様の結果がえられた。
【００３３】
本発明によれば、バイアスクリーニング法を用いた電子写真記録装置において、回収ローラの印加電圧に交流波と直流波を重畳させたバイアス電圧を採用し、且つ、前記バイアス電圧の振幅電圧および周波数の値を適正範囲に設定することで、導電性清掃部材から回収ロールへの高いトナー回収効率を維持でき、長期間に渡り安定した清掃性を保つ事が出来る。また、導電性清掃部材からのトナー回収効率が高い、本発明を採用することにより、導電性清掃部材へのトナーの目詰まりが軽減され、目詰まりが原因で生じるブラシの毛倒れも少なくなり、その結果、導電性清掃部材の長寿命化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例に係る電子写真記録装置の断面図である。
【図２】本発明による導電性清掃部材および回収ロールに印加される電圧条件を示す概念図である。
【図３】回収ロールに印加される電圧条件（Ｖｍａｘ、Ｖｍｉｎ）とトナー回収効率との特性図である。
【図４】回収ロールに印加される電圧条件（交番回数Ｎ）とトナー回収効率との特性図である。
【符号の説明】
【００３５】
１は感光体、５は転写器、７は電荷供給手段、８は光イレーズ手段、９はバイアスクリーニング装置、１０は導電性清掃部材、１１は回収ローラ、１２はブレード、１３は導電性清掃部材印加電圧電源、１４は回収ローラ印加電圧電源である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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