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画像形成装置 - キヤノン株式会社
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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−174930
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−354174
出願日 平成9年(1997)12月8日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
発明者 小笹 剛
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 電子写真感光体と、該電子写真感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写手段または転写後の記録媒体を前記電子写真感光体から分離するための分離手段と、前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニングブレードとを有する画像形成装置において、前記電子写真感光体の動作方向に関して、前記転写手段または前記分離手段の下流でかつ前記クリーニングブレードの上流に、前記電子写真感光体に当接するクリーニング補助手段を有し、該クリーニング補助手段は、前記電子写真感光体の画像域幅以上の回転可能なスリーブと、該スリーブに内包された磁界発生手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 前記磁界発生手段の磁極位置を任意に変化させる手段を有することを特徴とする請求項1の画像形成装置。
【請求項3】 前記磁極位置変化手段を制御するための制御手段を有することを特徴とする請求項2の画像形成装置。
【請求項4】 前記磁界発生手段は永久磁石または電磁石であることを特徴とする請求項1の画像形成装置。
【請求項5】 前記磁界発生手段の磁力を周方向に対して多段階に設定することを特徴とする請求項1の画像形成装置。
【請求項6】 前記磁界発生手段の磁極位置は画像形成動作中と非画像形成動作中とで異なることを特徴とする請求項2の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機あるいはプリンタなどとされる電子写真方式を利用した画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式を用いた画像形成装置では、電子写真感光体表面に潜像を形成し、その後現像部で上記潜像をトナーで現像してトナー像とし、その後転写部で転写材に感光体表面のトナー像を転写させ、そこで残った転写残トナーをクリーニング部で感光体表面からクリーニングし、その後除電を経て再度潜像を形成するというプロセスによって画像形成がなされている。
【0003】感光体表面からのトナーをクリーニングするクリーニング部でのシステムとしては、主として感光体の動作方向に対してカウンターに当接するクリーニングブレードで感光体上の転写残トナーを掻き落としてクリーニングを行っているが、このときクリーニング補助部材として感光体の動作方向のクリーニングブレードより上流側にマグネットローラやファーブラシ、スポンジローラ等を用いて転写残トナーを均一にならし、再コートしている。この残トナーの再コートは、クリーニングブレードのめくれ防止、および感光体表面の均一な削れ等を目的としたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来例のようにファーブラシやスポンジローラなどの部材と感光体とが直接接触する系においては、感光体表面に傷が付いたり、感光体表面に削れムラ等が発生したり、転写残トナーのトナー量によってクリーニングブレードへ供給される残トナー量が変化して融着やフィルミング等の感光体表面へトナーが悪影響を及ぼすなどの現象があった。
【0005】また、マグネットローラに関してはマグネットを回転させることによって、マグネットの極数や磁力、その極間や極位置で感光体の動作方向に対して転写残トナーの再コートトナー成分がマグネットローラの回転に合わせて変化するため、同様に融着やフィルミング等の現象が発生することがあった。
【0006】従って、本発明の目的は、クリーニングに起因する電子写真感光体表面の削れを防止すると同時に残トナーの融着やフィルミング等の発生を防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【0007】
【課題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、電子写真感光体と、該電子写真感光体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写するための転写手段または転写後の記録媒体を前記電子写真感光体から分離するための分離手段と、前記電子写真感光体の表面を清掃するクリーニングブレードとを有する画像形成装置において、前記電子写真感光体の動作方向に関して、前記転写手段または前記分離手段の下流でかつ前記クリーニングブレードの上流に、前記電子写真感光体に当接するクリーニング補助手段を有し、該クリーニング補助手段は、前記電子写真感光体の画像域幅以上の回転可能なスリーブと、該スリーブに内包された磁界発生手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。
【0008】前記磁界発生手段の磁極位置を任意に変化させる手段を有することが好ましく、また、前記磁極位置変化手段を制御するための制御手段を有することが好ましい。前記磁界発生手段は永久磁石または電磁石であることが好ましい。前記磁界発生手段の磁力を周方向に対して多段階に設定することが好ましい。前記磁界発生手段の磁極位置は画像形成動作中と非画像形成動作中とで異なることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0010】実施例1本発明の第1実施例について図1〜図6により説明する。
【0011】図1に、本発明に係る画像形成装置の一例としての複写機を概略的に示す。この複写機は、装置本体1のほぼ中央に、電子写真感光体として円筒状の感光ドラム2を備えている。感光ドラム2は、装置本体1によって矢印R1方向に回転自在に支持されており、感光ドラム2の周囲には、その回転方向に沿って順に、感光ドラム2上の電位を消去する除電器3、感光ドラム2の表面を一様に帯電する一次帯電器(帯電装置)5、感光ドラム2表面を光Lで露光して静電潜像を形成する露光装置6、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像器(現像装置)7、転写材P上にトナー像を転写する転写帯電器(転写手段)8、転写材Pを感光ドラム2から分離する分離帯電器(分離手段)9、感光ドラム2上の残留トナーを除去するクリーニング装置10が配置されている。
【0012】トナー像の転写先となる記録媒体たる転写材Pは、給紙デッキ11から供給される。転写材Pを収納する給紙デッキ11は、感光ドラム2の下方、つまり装置本体1内側の下部に配置されている。給紙デッキ11内の転写材Pは、給紙ローラ12によって給紙され、搬送ローラ13、レジストローラ15を介して、感光ドラム2と転写帯電器8との間に供給される。転写材Pは、この転写部にて現像器7により感光ドラム2に形成されたトナー像が転写され、搬送ベルト16によって定着器17に搬送される。定着器17によってトナー像が転写された転写材Pは、最終的なコピーとして排紙ローラ19によって排紙トレイ20上に排紙される。
【0013】また上述の複写機において、露光装置6は、プラテンガラス21上に載置された原稿を原稿照明ランプ22と反射板23とにより照明し、原稿画像からの反射光を、ミラー25a、25b、25cでさらに反射させ、拡大縮小レンズ26を通過させた後、投影ミラー27を介して感光ドラム2表面に導く。これにより、一様に帯電されている感光ドラム2表面を露光し、原稿画像に対応した静電潜像を形成するようになっている。
【0014】図2に本発明に係るクリーニング装置(クリーニング部)を図示する。同図において、感光ドラム2は回転方向R1方向に回転しており、現像部(図2には図示せず)で感光ドラム2上に現像されたトナーは、転写部(図示せず)で転写材Pに転写され、その残り分が、分離部9を経て転写材Pを分離した後に、転写残トナーとしてクリーナ部10へ搬送される。
【0015】感光ドラム(以下「感光体」ともいう)2上の転写残トナーは、クリーナ部10でスリーブマグネットローラ(クリーニング補助手段)102の表面に付着しているそれまでの転写残トナー103によって掃き取り、均されて、再度感光体2へ均一な転写残トナー103の再コートが行われる。その後、クリーニングブレード101によって転写残トナー103が掃き取られ感光体2上のクリーニングは完了する。
【0016】感光体2から掃き取られた転写残トナー103はスリーブマグネットローラ102を経て転写残トナー搬送スクリュー104によって転写残トナー収納部(図示せず)に搬送される。
【0017】また、スリーブマグネットローラ102上にコートされている転写残トナー103のトナーコート層の厚さを決定し、余分な転写残トナーを廃棄し、転写残トナー搬送スクリュー104に搬送するために、あるギャップを規定した距離にトナー規制ローラ105を設けている。
【0018】以上クリーニング部10のシステムはクリーナ容器106内に配設され、このクリーナ容器106の外側で感光体2と当接する位置に分離補助部材として分離爪107を設けている。これは、分離部9で分離されなかった場合の転写材Pがクリーニング部10へ侵入することを防止するためのものである。
【0019】図3に、本発明に係るスリーブマグネットローラ102を詳細に図示する。同図において、スリーブマグネットローラ102はスリーブ102aと、それに内包された4つの磁極を備える永久磁石たるマグネット(磁界発生手段)102bとから構成され、マグネット102aはそれを長手方向に貫通する軸の端部102cが図のようにDカットされている。
【0020】そして、マグネット102bの軸端部102cは、図4および図5に示すように、マグネット102bの磁極位置を変化させるためにDカット支持部材108によって固定されている。
【0021】図6にはこのときのマグネット102bのパターンの一例を示す。マグネット102bは上記のように互いに対向する2つのN極と、2つのS極との4極から構成され、その磁力のピーク値はスリーブ102a表面で約500G(ガウス)以上が望ましい。
【0022】上記構成において、通常コピー動作中はスリーブマグネットローラ102内のマグネット102bは、その磁極の磁力のピーク位置が感光ドラム2とスリーブマグネットローラ102の中心を結んだ線の線上に位置するように配置され、スリーブマグネットローラ102の外周に配置されたスリーブ102aが感光ドラム2の回転と同期して回転することで、感光体2上には常に同一条件の均一な転写残トナーを再コートすることが可能となる。
【0023】また、その後ある規定枚数後(本実施例では、1000枚毎の通常コピー動作時以外)に空回転を行う時に、磁極の位置を変え、感光体2とスリーブマグネットローラ102の中心を結んだ線の線上に磁力のピークとピーク間(極間)が来るように、スリーブ軸端部102cを固定しているDカット支持部材108を動作させる。なお、Dカット支持部材108のDカットを支持しているもう一方の端部はステッピングモータ等の可変装置(図示せず)によって支持され、Dカット支持部材108の動作を行うことができるようにしてある。
【0024】このとき、転写残トナーはトナー自身が磁性体を含有しているため、スリーブ102a内に設けられたマグネット102bの磁力に応じてスリーブ表面との磁気的な付着力が極位置と極間とでは異なり、そのため感光体2と対向する位置の磁力が異なれば、感光体2上にコートされる転写残トナーの再コート量が変化する。
【0025】下記の表1に、磁極位置と極間位置での感光体上への転写残トナーの再コート量を測定した実験結果を示す。なお、表中において、Q/Mは転写残トナーのトリボ(μC/mg)、M/Sは転写残トナーののり量(mg/cm2 )を表す。
【0026】
【表1】

【0027】表1に示すように、極数の極位置と極間とでは、M/S、Q/Mともに極位置が小さく、これは通常コピー動作中の融着やフィルミングに対して有効な方向である。また、極間ではそのいずれもが大きくなり、通常コピー動作中以外の、ある特定間隔で極間の設定にすることで、クリーニングブレード101に多くのトナーを供給し、循環を促すことで、感光体の傷や、削れムラに対して大きな効果が得られる。
【0028】上記の結果に見られるように、極位置ではスリーブマグネット側のトナーの拘束力が大きく、したがって、感光体へのトナーのコートは少なくその時にトリボは小さくなる。また、極間ではその逆で、トナーのコートは大きくトリボも大きくなり、転写残トナーは感光体上へ大量にコートされる。
【0029】実験によると、上記制御によって、アモルファスシリコン感光体を用いた場合に、感光体表面への融着の発生枚数に対して約10倍以上(3万枚で発生していたものが30万枚発生なし)、また傷、削れムラに対して約10倍(10万枚あたりの削れムラがΔ100オングストロームであったものが、Δ10オングストローム以下)の感光体の長寿命化が可能となった。
【0030】実施例2本発明の第2実施例は、第1実施例のクリーニング装置において、図には示さないが、スリーブマグネットローラ102内のマグネットの代わりに電磁石を用いるものである。
【0031】電磁石を用いることにより、電磁石に印加する電流量によってスリーブ表面の磁力を制御し、電流量大で磁力を強くし感光体上の転写体上の転写残トナーのコート量を小に、また電流量小で磁力を弱くし感光体上の転写残トナーのコート量を大にするという制御が可能となるため、スリーブ内のマグネットの固定部材や摺動部材など装置の簡素化が可能となり、第1実施例と同様に感光体表面への融着やフィルミングの発生を防ぐことができると同時に、傷や削れムラに対しても同様の効果を得ることができる。
【0032】実施例3つぎに本発明に係る第3実施例を図7により説明する。図7には、スリーブマグネットローラのマグネットの磁極パターンが示される。
【0033】図7において、N極とS極の磁力は大きいところで900G、小さいところで500Gとし、磁力を変化させることで転写残トナーの再トナーコートをより精密に制御することを可能とする。
【0034】以下に、磁極位置での磁力の差として、900Gの磁力と500Gの磁力の磁力による感光体上への転写残トナーの再コート量を測定した実験結果を下記の表2に示す。
【0035】
【表2】

【0036】表2に示すように、極位置での磁力の差によって感光体上に再コートされる転写残トナーは900Gの磁力が大きい方がM/S、Q/Mともに小さく、磁力の小さい500Gの方がM/S、Q/Mともに大きくなっている。
【0037】したがって通常コピー動作中の融着やフィルミングに対しては磁力の大きな900G位置での制御が有効な方法であり、また通常コピー動作中以外のある特定間隔で磁力の小さな500Gの設定にすることで、クリーニングブレードに多くのトナーを供給し、循環を促すことで、感光体の傷や、削れムラに対して大きな効果が得られる。
【0038】それによって、第1実施例に示した場合よりも、感光体表面の融着やフィルミングに効果があり、傷や削れムラを防ぐことが可能となる。
【0039】実施例4つぎに本発明の第4実施例について図8により説明する。図8には、スリーブマグネットローラのマグネットの磁極パターンが示される。
【0040】本実施例においては、図8において、N1極の磁力は500G、N2極の磁力は700G、S1極の磁力は300G、S2極の磁力は900Gに設定し、各磁力を異なった磁力とすることにより、感光体への転写残トナーの再コート量をより精度良く制御することを可能とするものである。
【0041】このように、スリーブマグネットローラのマグネットパターンを多段階に設定し、多極化することで、さらに詳細なトナーコート制御が可能となり、さらに精度良く融着フィルミングや傷、削れムラに対して効果を得ることが可能となる。
【0042】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、電子写真感光体の動作方向に関して、転写手段または分離手段の下流でかつクリーニングブレードの上流に、前記電子写真感光体に当接するクリーニング補助手段を有し、該クリーニング補助手段は、前記電子写真感光体の画像域幅以上の回転可能なスリーブと、該スリーブに内包された磁界発生手段とを有することにより、磁界派生手段の磁極位置を任意に変更し、通常画像形成中には転写残トナーの前記電子写真感光体へのコートを少なく、また、ある規定枚数で転写残トナーのコートを多くし、クリーニングブレード上のトナーをリフレッシュすることで、前記電子写真感光体の融着やフィルミングを防止できると同時に、前記電子写真感光体の傷や、削れムラに関してもその発生を減少させることができ、よって前記電子写真感光体の長寿命化を図ることができ、また良好な画像を得ることができる。




 

 


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