JP2004191579A - Mechanism and method for removing foreign matter, and printer - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanism for removing foreign matter which easily removes residual toner accumulated in a brush coming in contact with residual toner on a photoreceptor. <P>SOLUTION: In the mechanism for removing foreign matter, AC voltage (superposing voltage) superposed on positive DC voltage is applied as disturbance voltage to a conductive brush 42 in response to the instruction of a user. Thus, even though positive residual toner 61b is accumulated in the conductive brush 42, an instant voltage value (positive) applied to the conductive brush 42 is made high, so that the positive residual toner 61b is electrically removed from the conductive brush 42. Since the voltage of the conductive brush 42 instantly turns to a negative value, negative residual toner 61a stuck to the conductive brush 42 is also removed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００７】
このような画像かぶりを防止するために、特許文献１には、ファーブラシを用いて感光体ドラム上の残留トナーを除去することで、帯電ローラへのトナーの付着を抑える技術が開示されている。
【０００８】
なお、この技術では、ファーブラシに多量のトナーが蓄積されてしまうと、帯電不良，露光不良による画質劣化の原因となる。そこで、このような画像劣化を防ぐために、ファーブラシに対し、トナー除去ローラを接触させた状態で備えている。そして、このトナー除去ローラによって、ファーブラシに付着したトナーを除去するようになっている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−３６３２２号公報（公開日１９９５年２月７日）
【００１０】
【非特許文献１】
日本機械学会『機械便覧』（昭和４９年０８月１０日第５版５刷発行）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の技術では、ファーブラシに付着したトナーを除去するために、トナー除去ローラを用いる必要がある。
このため、印刷装置の構造が複雑になり、製造コストを上昇させてしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するために成されたものである。そして、その目的は、感光体上の残留トナーに接するブラシに蓄積された残留トナーを簡単に除去できる異物除去機構を提供することにある。
【００１３】
【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、本発明の異物除去機構（本除去機構）は、電子写真方式の印刷装置における像担持体に残留している異物を除去するための異物除去機構において、電源と、像担持体上の異物を攪乱するための攪乱部材と、攪乱後の異物を吸着バイアスによって吸着する吸着部とを備えており、上記の攪乱部材が、上記の電源から印加される電圧に応じた帯電状態となる一方、この電源が、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えることを特徴としている。
【００１４】
本除去機構は、複写機，プリンター，ファクシミリ装置などに採用されている電子写真方式の印刷装置に用いられるものである。
このような印刷装置では、回転する像担持体の表面を帯電・露光して静電潜像を形成し、この潜像を現像材（トナーなど）によって現像して可視像（トナー像など）を形成する。そして、可視像を、シート（記録用紙など）に転写するようになっている。
そして、本除去機構は、可視像の転写後に像担持体に残留している異物（残留異物；主に現像材）を除去するためのものである。
【００１５】
上記のように、本除去機構は、攪乱部材，吸着部および電源を備えている。
吸着部は、吸着バイアスによって像担持体から異物を除去（吸着）するためのものである。
すなわち、電子写真方式の印刷装置では、像担持体上の画像（現像材からなる画像）を、シートに静電転写するようになっている。このため、残留異物は、転写電圧に応じた帯電状態を有している。そして、本除去機構では、このような残留異物を、吸着部の吸着バイアスによって像担持体から静電的に引き剥がして除去するようになっている。
【００１６】
また、攪乱部材は、吸着部に吸着される前の段階で、像担持体上の残留異物の凝集塊（異物塊）を攪乱（攪拌）するものである。これにより、像担持体上の異物塊を、吸着しやすくバラバラにほぐせるので、吸着部による残留異物の除去効率を向上できるようになっている。
【００１７】
また、電源は、このような攪乱部材に電圧（攪乱電圧）を印加するものであり、攪乱部材は、攪乱電圧に応じた帯電状態となる。
これにより、本除去機構では、残留異物の帯電状態を、攪乱部材を介して調整することが可能となる。なお、このような攪乱部材としては、例えば、導電性のブラシを用いることが可能である。
【００１８】
ところで、像担持体上の残留異物を攪乱する攪乱部材には、静電力や分子間力，粘着力等により、残留異物が付着・蓄積することがある。
そこで、本除去機構では、このような残留異物を攪乱部材から除去するために、電源が、攪乱電圧の極性を変えることで、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えるようになっている。
【００１９】
すなわち、攪乱部材に正の攪乱電圧を印加することで、攪乱部材から正帯電した残留異物を除去できる。一方、攪乱部材に負の攪乱電圧を印加することで、攪乱部材から負帯電した残留異物を除去できる。
これにより、本除去機構では、残留異物が正負いずれの極性を有している場合でも、この残留異物を攪乱部材から除去することが可能となっている。
また、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えることで、一方の極性を有する残留異物を過剰に引きつけてしまうことを防止できる。
【００２０】
また、残留異物の帯電特性に応じて、攪乱電圧を正とする時間と負とする時間とを調整する（残留異物の平均的な極性と同極性とする時間を長くする）ことで、攪乱部材に対する残留異物の付着をより効率よく抑制できる。
【００２１】
また、本除去機構では、上記のような攪乱部材の帯電極性を切り替えるために、電源が、攪乱部材に交流電圧を印加するように設定されていてもよい。
これにより、攪乱部材の帯電極性を容易に切り替えられる。
さらに、電源が交流の攪乱電圧を攪乱部材に印加することにより、攪乱部材に付着している正・負の残留異物の双方に対する静電力を振動（変動）させられる。従って、残留異物を静電力によって揺動させられるので、分子間力や粘着力によって攪乱部材に付着している残留異物についても、攪乱部材から除去することが可能となる。
【００２２】
このように、本除去機構では、攪乱部材に付着した残留異物を容易に除去できる構成である。従って、攪乱部材に残留異物が付着したことに起因する画像劣化を防止できる。
また、上記のような本除去機構を備えた印刷装置では、画質劣化の少ない印刷を行うことが可能となる。
【００２３】
また、電源によって、攪乱部材に対し、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧（攪乱重畳電圧）を印加することも好ましい。
これにより、攪乱部材に触れている残留異物の帯電特性を、直流電圧の極性側にシフトさせられる。従って、例えば、この直流電圧を吸着バイアスと逆極性とすることによって、吸着部による残留異物の吸着効率を向上させられる。
【００２４】
また、重畳電圧の直流電圧を吸着バイアスと逆極性とする場合、電源は、重畳電圧の直流電圧を、放電開始電圧以上の値とすることが好ましい。
これにより、吸着部による正異物の吸着効率を向上できる。
【００２５】
これは、電荷注入困難な絶縁体に対しては、放電開始電圧以上の電圧を印加することにより帯電可能となるからである。従って、像担持体上の残留異物が電荷注入困難な場合でも、放電開始電圧以上の直流電圧を有する重畳電圧を印加することにより、有効な帯電電流を流すことが可能となり、残留異物を確実に帯電させられる。
【００２６】
また、本除去機構の備えられる電子写真方式の印刷装置には、通常、像担持体上の画像を、転写バイアスによってシートに静電転写するための、転写部が備えられている。
従って、重畳電圧を用いる場合、電源は、重畳電圧の直流電圧を、転写部の転写バイアスと同極性とすることが好ましい。
【００２７】
すなわち、転写後に像担持体に残留している残留異物は、転写バイアスの影響により、平均的には、このバイアスの極性と同極性に帯電されている（残留異物の平均帯電値の極性が、転写バイアスと同極性となっている）可能性が高い。
従って、重畳電圧の直流電圧を転写バイアスと同極性とすれば、攪乱部材に対する残留異物の付着を抑制できる。
【００２８】
また、重畳電圧を用いる場合、電源は、重畳電圧の交流電圧を、静電力により攪乱部材を振動させるような値とすることが好ましい。
これにより、攪乱部材に付着した残留異物を振り落とせるので、より効率よく除去できる。
なお、攪乱部材を振動させるような交流電圧値としては、例えば、攪乱部材における固有振動数の１／２倍もしくは等倍の近傍の値を挙げられる。
【００２９】
また、本除去機構では、攪乱部材に付着した残留異物を除去するために、電源によって攪乱部材の帯電極性の切り替えるようになっている。ここで、このような切り替えは、像担持体における非画像領域（画像領域でない領域）に攪乱部材の触れているとき（非画像領域が攪乱部材の前に位置しているとき）に行われることが好ましい。
【００３０】
ここで、画像領域とは、像担持体上の領域であって、攪乱部材の前を通過するとき、これから攪乱部材の前に戻るまでの間（１周期の間（像担持体が１回転する間））に画像が形成される領域のことである。
一方、非画像領域とは、画像領域以外の像担持体上の領域、すなわち、像担持体上の領域であって、攪乱部材の前を通過するとき、これから攪乱部材の前に戻るまでの間（１周期の間）に、画像が形成されない領域のことである。
【００３１】
つまり、画像領域とは、像担持体上の領域であって、帯電、露光、現像，転写、撹乱などの各プロセス（プロセスを実行する機器）に対面して通過したときに、画像形成のための諸動作が行われて、本来、画像が形成されるべき領域である。
一方、非画像領域とは、画像領域以外の像担持体上の領域、すなわち、像担持体上の領域であって、各プロセス（プロセスを実行する機器）に対面して通過したときに、画像形成のための諸動作が行われず画像が形成されない領域のことである。このような非画像領域は、印字（印刷）命令に呼応して装置が起動した際に、各プロセスなどにより像担持体上に画像形成の準備動作が行われる“前回転”の領域、連続印刷の際の像担持体上での画像と次の画像との間である“紙間”領域、画像形成が完了し、装置が停止もしくは待機状態に移行するため各プロセスなどにより像担持体上に終了動作が行なわれる“後回転”の領域を含む。
【００３２】
すなわち、攪乱部材に印加する電圧の極性を切り替えると、攪乱部材に付着・蓄積していた残留異物が、像担持体の表面に移動する。従って、この表面部分の残留異物量が多くなるので、吸着部によって、全ての残留異物を除去できない可能性がある。
このため、このような領域に画像を形成すると、電子写真方式による印刷工程において、帯電不良、露光不良を発生させ、画像劣化を生じさせてしまうことがある。
【００３３】
そこで、本除去機構では、１周期の間に画像形成の行われない非画像領域が攪乱部材の前にきたとき（攪乱部材が非画像領域に接触しているとき）に、電源が攪乱部材の極性切り替えを行って、攪乱部材に蓄積した残留異物を非画像領域に落とすようにすることが好ましい。これにより、攪乱部材から除去された残留異物を画像領域に落とすことを回避できるので、上記のような画像劣化を防止できる。
【００３４】
また、攪乱部材に付着していた残留異物を非画像領域で除去した場合、上記の転写部は、非画像領域に対する転写バイアスの印加を回避するように設定されていることが好ましい。
【００３５】
これにより、吸着部で回収しきれない残留異物が転写部にまで搬送された場合でも、転写バイアスにより残留異物が転写装置に付着してしまう（静電的に吸着してしまう）ことを防止できる。
従って、残留異物による転写部の汚染を回避できるので、転写部の汚染がシートに転写され、シートを汚してしまうことを防止できる。
【００３６】
なお、転写バイアスの印加回避は、例えば、転写部を、フローティング状態（電気的な接続が取り除かれ、電気的に宙に浮いた状態）とすることで実現できる。
【００３７】
また、本除去機構では、攪乱部材を、攪乱部材を覆う筐体に収容しておくことが好ましい。
この構成では、攪乱部材に付着した残留異物が像担持体以外の場所に落下あるいは飛散しても、これらを筐体内に収容できる（あるいは、残留異物を像担持体に確実に戻せる）。これにより、残留異物の落下・飛散による本除去機構内（印刷装置内）の汚染や、シートに対する汚染を防止できる。
【００３８】
なお、本除去機構の吸着部としては、例えば、印刷装置の帯電ローラを用いることが可能である。
この場合、帯電ローラは、帯電バイアスによって像担持体を帯電させるとともに、帯電バイアスを吸着バイアスとして用いて、像担持体上の異物を吸着するようになる。
【００３９】
また、吸着部として、印刷装置の現像ローラを用いてもよい。
この場合、現像ローラは、現像バイアスによって像担持体の静電潜像を現像するとともに、現像バイアスを吸着バイアスとして用いて、像担持体上の異物を吸着することとなる。
【００４０】
このように、帯電ローラや現像ローラを吸着部として用いることで、像担持体から異物を除去するための特別な部材（クリーニングブレードなど）を設ける必要がない。従って、本除去機構（および本除去機構の備えられた印刷装置）製造コストを低減できる。
【００４１】
また、これらのような帯電ローラや現像ローラを吸着部として用いる場合、これらのローラは、像担持体に対してアゲンスト回転するように設定されていることが好ましい。
【００４２】
ここで、帯電・現像ローラがアゲンスト回転する、とは、帯電・現像ローラが、像担持体と同方向に回転することである。
この場合、帯電・現像ローラと像担持体とは、帯電領域あるいは現像領域において、互いに対向する表面の移動方向が逆方向となる（帯電・現像ローラの表面と像担持体の表面とが、互いにすれちがうように移動する）。ここで、帯電領域（現像領域）とは、帯電ローラ（現像ローラ）と像担持体とが対向する部位における、像担持体上の領域である。
【００４３】
従って、この場合、像担持体の残留異物は、帯電領域（現像領域）への進入位置で帯電ローラ（現像ローラ）に吸着され、ローラの回転に伴って、帯電領域から離れる方向に移動させられる。
【００４４】
これにより、像担持体上の異物が帯電領域（現像領域）を通過することを回避でき、ローラと像担持体との間に食い込むこと（および像担持体・ローラを傷つけること）を防止できる。
また、帯電領域（現像領域）に残留異物が残らないので、この異物が帯電（現像）の妨げとならない。
【００４５】
また、特に、吸着部として、像担持体とアゲンスト回転する帯電ローラを用いる場合、帯電ギャップ（像担持体と帯電ローラとの間隔）への残留異物の進入を阻止できる。このため、サイズの大きな残留異物にあわせて帯電ギャップを広げる必要がなく、帯電ギャップを狭くできる。そして、このように帯電ギャップの間隔を狭くできることにより、気中放電における放電開始電圧を示す「パッシェの実験式」からも明らかなように、帯電バイアスを低くできる。従って、本除去機構あるいは印刷装置の小型化を図れる。
【００４６】
なお、帯電ローラと像担持体とがウイズ回転している場合（互いに逆方向に回転している場合）、帯電ローラは、除去した残留異物を抱えたまま帯電領域を通過することになる。しかしながら、帯電領域の下流側（像担持体にとっての下流側）では、像担持体の表面電位が帯電バイアス（直流）とほぼ同一の電位に帯電されているため、像担持体の異物吸着力が、帯電ローラとあまり変わらない状態となっている。従って、ウイズ回転においては、像担持体から残留異物を静電的に回収する能力が大幅に減少してしまう。
【００４７】
これに対し、本除去機構では、アゲンスト回転であるため、帯電ローラが、帯電領域の上流側（像担持体の残留異物が帯電領域に進入する側）で、残留異物を像担持体から除去する。このため、像担持体の吸着力の影響を回避できる。
【００４８】
また、本除去機構では、帯電ローラが像担持体に対してアゲンスト回転しているため、帯電領域における帯電ローラの表面（帯電面）と像担持体の表面（被帯電面）との、相対走行距離を拡大できる。
このため、帯電ローラの部分的な抵抗値変動等による帯電変動を抑制できるので、像担持体における帯電特性（帯電の均一性）を向上させられる。
【００４９】
また、本除去機構では、帯電ローラが像担持体に対してアゲンスト回転しているため、帯電領域に、新たに帯電面となるローラ面が、帯電領域の下流側から進入する。
【００５０】
よって、像担持体への帯電動作に伴って、帯電ローラ自身の内部で容量成分の帯電による電圧降下の起きた場合でも、内部電圧降下による像担持体帯電電位の低下を緩和できる。
また、帯電領域の下流側では、像担持体の表面電位は帯電の進行に伴って上昇している。このため、表面電位の上昇に伴って、帯電電流密度（面積に対する）も減少することにより、帯電ローラ内部での抵抗成分による電圧降下による像担持体の帯電電位低下を緩和する作用も働く。
【００５１】
なお、この効果は、帯電ローラの抵抗値が高い場合、特に顕著となる。すなわち、帯電ローラの抵抗が高い場合、容量成分の帯電による電圧降下、および、抵抗成分による電圧降下が顕著となり、像担持体を正規の帯電電位まで上昇させることが困難となるからである。
【００５２】
また、本発明にかかる異物除去方法（本除去方法）は、電子写真方式の印刷装置における像担持体に残留している異物を除去するための異物除去方法において、像担持体上の異物を攪乱部材によって攪乱する攪乱工程と、攪乱後の異物を吸着バイアスによって吸着する吸着工程とを含み、上記の攪乱工程が、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替える帯電切り替え工程を含んでいることを特徴としている。
【００５３】
本除去方法は、上記した本除去機構において使用されている方法である。すなわち、本異物除去方法では、残留異物を攪乱部材から除去するために、攪乱電圧の極性を変えることで、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えるようになっている。
【００５４】
すなわち、本除去方法では、攪乱部材に正の攪乱電圧を印加することで、攪乱部材から正帯電した残留異物を除去できる。一方、攪乱部材に負の攪乱電圧を印加することで、攪乱部材から負の残留異物を除去できる。
これにより、本除去方法では、残留異物が正負いずれの極性を有している場合でも、この残留異物を攪乱部材から除去することが可能となっている。
【００５５】
また、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えることで、一方の極性を有する残留異物を過剰に引きつけてしまうことを防止できる。
また、残留異物の帯電特性に応じて、攪乱電圧を正とする時間と負とする時間とを調整する（残留異物の平均的な極性と同極性とする時間を長くする）ことで、残留異物の付着をより効率よく抑制できる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について説明する。
本実施の形態にかかる印刷装置（本印刷装置）は、トナーおよびキャリアを含む２成分現像材を用いて、画像データに応じた画像をシート（印刷用紙）に印刷する電子写真方式の印刷装置である。また、本印刷装置の現像方式は、反転現像である。
【００５７】
図１は、本印刷装置の構成を示す説明図である。
この図に示すように、本印刷装置は、感光体１の周囲に、ＬＳＵ１１，現像装置２１，転写装置３１，異物攪乱装置４１，帯電装置５１を、露光位置（ＬＳＵ１１によるレーザ光１２の照射位置）から、感光体１の回転方向に沿って、この順に配設している構成を有している。
【００５８】
感光体（像担持体）１は、矢印Ｒ方向（時計回り）に回転駆動される感光体ドラムである（プロセス速度；１３０ｍｍ／ｓ）。
この感光体１は、接地された導電性素管２の表面に、有機光導電材料等の電荷発生層（ＣＧＬ）、電荷輸送層（ＣＴＬ）等からなる膜３を形成した構成を有している。そして、感光体１は、その表面に、帯電電荷による静電潜像（潜像）、および、静電潜像を現像してなるトナー像の形成を受けるようになっている。
【００５９】
帯電装置５１は、帯電領域５（感光体１における帯電装置５１との最近接部分；帯電ローラ５２と感光体１との間で気中放電が起きる領域（例えば、帯電ローラ５２に印加する電圧の最大値をパッシェの実験式に代入することにより求められる））において、感光体１の表面を、所定の電位に均一にマイナス帯電（−６００Ｖ）させるものである。
【００６０】
図１に示すように、帯電装置５１は、帯電ローラ５２，帯電バイアス電源５３，クリーニングフィルム５４，バネ５５を有している。
【００６１】
バネ５５は、自身の付勢力により、帯電ローラ５２を、感光体１と接触しない状態で、感光体１に近接して配置するためのものである。
すなわち、このバネ５５は、帯電ローラ５２の放電面と、この面に対向する感光体１表面との間隔（帯電ギャップＣ）を適切な値となるように制御するものである。
【００６２】
帯電ローラ５２は、導電性素管５２ａと、その表面を覆う抵抗層５２ｂを備えたマグネットローラである。そして、導電性素管５２ａに印加される帯電バイアス電源５３の帯電バイアスを用いて、抵抗層５２ｂを介して感光体１表面を帯電（−６００Ｖ）させる機能を有している。
【００６３】
また、帯電装置５１は、帯電領域５において、感光体１の異物（プラス帯電しているもの）を除去する機能（異物除去機構としての機能）も有しているが、これについて（およびクリーニングフィルム５４について）は、後に詳細に説明する。
【００６４】
ＬＳＵ（レーザービームスキャナーユニット；露光装置）１１は、矢印Ｒ方向に沿って帯電装置５１よりも下流側に、感光体１から離れた状態で配置されている。そして、図１に示すように、ＬＳＵ１１は、レーザ光源１１ａを有しており、帯電された感光体１の表面を、画像データに応じて変調したレーザ光１２によって露光（走査）する機能を有している。これにより、ＬＳＵ１１は、感光体１の表面における帯電電荷（マイナス）を選択的に消失させ、画像データに応じた静電潜像を形成するようになっている。
【００６５】
現像装置２１は、現像領域４（感光体１における現像装置２１との最近接部分）において、感光体１の静電潜像をトナー６１によって反転現像し、感光体１上にトナー像を形成するものである。
ここで、反転現像とは、感光体１の静電潜像における電荷消失部分（露光部分）にトナーを吸着させるタイプの現像方式である。また、反転現像では、感光体１の帯電極性をマイナスとしたとき、トナー６１の主帯電極性は、感光体１と同極性のマイナスとなる。
【００６６】
図１に示すように、現像装置２１は、トナー６１・キャリア６２を含む２成分の現像剤６０を収容する現像槽２２、この現像槽２２内に収容された現像ローラ２３および層厚規制部材２４、および、現像ローラ２３に現像バイアスを印加するための現像バイアス電源２５を備えている。
【００６７】
現像槽２２は、現像剤６０を収容するとともに、内部に備えられた攪拌ローラ（図示せず）によって現像剤６０を攪拌し、所定の電位（マイナス）に帯電させるものである。
【００６８】
現像剤６０は、例えばスチレンアクリルからなる磁性トナーであるトナー６１と、マグネタイトやフェライト等の無機磁性体からなるキャリア６２（トナーキャリア、図１中、「キャ」で示す）とを含む２成分現像剤である。
【００６９】
現像ローラ（吸着部）２３は、現像ギャップＢ（例えば２ｍｍ）を介して、感光体１に対向するように設けられているローラである。
そして、現像ローラ２３は、現像バイアス電源２５から印加される所定の現像バイアス（−４００Ｖ）を用いて、現像槽２２内のトナー６１を自身の周囲に磁気ブラシの形態で付着させる。そして、このマイナス帯電しているトナー６１を、感光体１上の静電潜像における電荷消失部分に吸着させ、静電潜像を可視像（トナー像）化するものである。
【００７０】
また、層厚規制部材２４は、自身と感光体１との間隔（ドクターギャップＡ；例えば１．５ｍｍ）を調節するとともに、図示しない電源から所定のバイアスを用いて、現像ローラ２３に付着するトナー層の厚さを調節する。そして、この調節により、感光体１に供給されるトナー量を制御するようになっている。
【００７１】
また、現像装置２１は、現像領域４において、感光体１上の異物（マイナス帯電しているもの）を除去する機能（異物除去機構としての機能）も有しているが、これについては後に詳細に説明する。
【００７２】
転写装置（転写部）３１は、感光体１上のトナー像をシートＰに転写するものであり、転写ローラ３２および転写バイアス電源３３を備えている。
転写ローラ（転写部）３２は、感光体１の回転に従動的に回転することで、シートＰを、感光体１と転写ローラ３２とのニップ部（転写領域）に搬送し、感光体１に圧接させる。
そして、この転写ローラ３２は、転写バイアス電源３３から印加される所定の転写バイアス（＋２ｋＶ）を用いて、感光体１上のトナー像（マイナス帯電）をシートＰ側に引きつけ、ここに転写させる機能を有している。
【００７３】
異物攪乱装置（帯電調整部材）４１は、帯電装置５１，現像装置２１とともに、本印刷装置における異物除去機構の一部をなすものであり、その構成・機能については後述する。
【００７４】
次に、本印刷装置における異物除去機構（本除去機構）について説明する。
一般に、電子写真方式の印刷装置では、シートにトナー像を転写した後、トナー像の一部が感光体ドラムに残留する。また、シートから出る紙粉や、現像材中のキャリア等も、感光体１表面に付着していることもある。
【００７５】
そして、本除去機構は、感光体１の表面を清掃することによって、これらのような残留トナー，紙粉，キャリア等を感光体１の表面から除去し、再利用可能なもの（トナーやキャリア）を現像装置２１（現像槽２２）に回収するためのものである。
【００７６】
本除去機構は、上記したように、異物攪乱装置４１，帯電装置５１，現像装置２１を含むものである。
ここで、異物攪乱装置４１は、感光体１上の異物の凝集塊を攪乱（攪拌）してほぐすものである。また、帯電装置５１は、プラス帯電している異物を除去（吸着）するためのものである。また、現像装置２１は、マイナス帯電している異物を除去（吸着）するものである。
以下に、各部材４１，２１，５１の構成（主に異物除去機構としての構成）について説明する。
【００７７】
まず、異物攪乱装置（帯電調整部材）４１について説明する。
上記したように、異物攪乱装置４１は、感光体１上の異物の凝集塊を攪乱（攪拌）してほぐすことによって、帯電装置５１（帯電ローラ５２）および現像装置２１（現像ローラ２３）による異物の吸着効率を高めるためのものである。
【００７８】
ここで、感光体１上の異物とは、例えば、転写工程後にシートＰに転写されずに感光体１上に残留したトナー（残留トナー；図１に示す負残留トナー６１ａおよび正残留トナー６１ｂ）や、キャリア６２（図１に「キャ」で示す）、あるいは、感光体１の表面に付着した紙粉６３（図１中、「紙」で示す）等の残留異物のことである。
【００７９】
図１に示すように、異物攪乱装置４１は、帯電装置５１よりも矢印Ｒ方向に沿って上流側（帯電領域５の上流側）に配置されており、導電性ブラシ４２および攪乱電圧電源４３を備えている。
【００８０】
導電性ブラシ（攪乱部材）４２は、その先端を感光体１の表面と接触するように配設されたブラシであり、感光体１上における異物の凝集塊を攪乱するものである。
攪乱電圧電源（電源）４３は、この導電性ブラシ４２に対し、転写バイアスと同極性（プラス）の、直流の攪乱電圧（ブラシバイアス；＋５００Ｖ）を印加するためのものである。
これにより、異物攪乱装置４１では、感光体１上の異物の電荷を調節できるようになっている。
【００８１】
すなわち、本印刷装置では、マイナス帯電させた感光体１表面を露光して静電潜像を形成し、この潜像の電荷消失部分に、現像装置２１によってマイナス帯電させたトナー６１を吸着させる反転現像を行うようになっている。
従って、トナー６１は、転写領域までは、ほぼ全てがマイナス帯電している。また、転写領域を越えて感光体１に残留した場合、＋２ｋＶの転写バイアスのために、トナー６１の帯電量はブロードな分布となっており、全体（平均値）としてプラス帯電となる。
すなわち、転写領域を越えた直後の残留トナーは、若干の負残留トナー６１ａ（マイナス帯電している残留トナー）と、大半を占める正残留トナー６１ｂ（プラス帯電している残留トナー）とが混在した状態となっている。
【００８２】
そして、異物攪乱装置４１では、導電性ブラシ４２にプラスの攪乱電圧（直流）を印加することで、残留トナーをより正帯電側にシフトさせ感光体１における正残留トナー６１ｂを増加させ、後述する帯電ローラ５２による異物吸着効率を向上させるようになっている。
また、この導電性ブラシ４２における直流の攪乱電圧により、トナー以外の異物（例えば紙粉６３およびキャリア）も、プラスに帯電することとなる。
【００８３】
また、本印刷装置では、攪乱電圧電源４３によって、導電性ブラシ４２に交流電圧（交番電圧）を印加することも可能であるが、これについては後述する。
【００８４】
次に、帯電装置５１について説明する。
帯電装置５１は、上記した感光体１を一様に帯電する機能に加えて、転写後に感光体１上に残留している異物のうち、プラス帯電しているものを感光体１から除去する機能を有している。
ここで、プラス帯電している異物（正異物）とは、正残留トナー６１ｂ（図１中、「＋」にて示す），キャリア６２（図１中、「キャ」にて示す）および紙粉６３（図１中、「紙」で示す）を挙げられる。
【００８５】
すなわち、帯電装置５１は、これらの正異物（およびその凝集魂）を、抵抗層５２ｂの表面に吸着することで感光体１の表面から除去する、帯電兼クリーニング装置である。
【００８６】
図１に示すように、帯電領域５は、上記した帯電ローラ５２，帯電バイアス電源５３，バネ５５に加えて、クリーニングフィルム５４を備えている。
帯電ローラ（吸着部）５２は、図示しない駆動系によって、図１に示した矢印Ｇ方向、すなわち、感光体１の回転方向（Ｒ）と同方向に回転（アゲンスト回転）するように設定されている。
【００８７】
すなわち、帯電ローラ５２と感光体１とは、互いに異なる駆動系により、帯電領域５において、互いに対向する表面の移動方向が逆方向となるように設定されている。
また、帯電ローラ５２は、上記したように、導電性素管５２ａと、その表面を覆う抵抗層５２ｂを備えており、さらに、抵抗層５２ｂより内側にマグネットを備えたマグネットローラとなっている。
【００８８】
そして、帯電ローラ５２は、導電性素管５２ａに印加される帯電バイアス電源５３の帯電バイアスを用いて、抵抗層５２ｂを介して感光体１表面を帯電（−６００Ｖ）させるとともに、感光体１に残留している異物を、電気的および磁気的に吸着する機能を有している。
【００８９】
帯電バイアス電源５３は、帯電ローラ５２に帯電バイアスを印加するものである。本印刷装置では、この帯電バイアスは、直流電圧（−６００Ｖ）に、交流電圧（ピーク間電圧１．８ＫＶｐｐ、周波数９００Ｈｚ）を重畳した重畳電圧（帯電重畳電圧）となっている。
【００９０】
クリーニングフィルム（清掃部，回収部材）５４は、帯電ローラ５２に当接するように設けられ、帯電ローラ５２に吸着された異物を掻き取ることで、帯電ローラ５２の表面を清掃するものである。
【００９１】
また、クリーニングフィルム５４は、掻き取った異物を現像装置２１の現像槽２２内に搬送（回収）する機能も有しており、クリーニングブレードとトナー搬送スクリューとを含んでいる。
なお、このクリーニングフィルム５４の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートを使用できる。
【００９２】
次に、現像装置２１について説明する。
現像装置２１は、静電潜像を現像してトナー像を形成する機能に加えて、転写後に感光体１上に残留している異物のうち、マイナス帯電しているものを感光体１から除去・回収する機能を有している。
【００９３】
ここで、マイナス帯電している異物（負異物）とは、例えば、負残留トナー６１ａ（図１中、「−」にて示す）や紙粉６３等を挙げられる。
すなわち、現像装置２１は、これらの負異物（およびその凝集魂）を、現像ローラ２３の表面に吸着することで感光体１の表面から除去する、現像兼クリーニング装置である。
【００９４】
上記したように、現像装置２１は、現像槽２２、現像ローラ２３，層厚規制部材２４、現像バイアス電源２５を備えている。
また、図１に示すように、現像ローラ２３は、マグネットロール２３ａ、および、これを覆うスリーブ２３ｂを備えている。
【００９５】
そして、現像ローラ２３では、マグネットロール２３ａから発生する磁力により、スリーブ２３ｂの表面にトナー６１を磁気的に吸着するとともに、同じくスリーブ２３ｂの表面に、磁気ブラシ（図示せず）を形成できるように設定されている。
【００９６】
すなわち、現像ローラ２３は、現像領域４において感光体１にトナー６１を供給して静電潜像を現像する一方、現像領域４よりも矢印Ｒ方向上流側において、感光体１表面に残留している負異物を磁気ブラシで摺擦することで、感光体１表面から、静電的あるいは機械的に除去するようになっている。
【００９７】
なお、現像ローラ２３に吸着された負異物（特に負残留トナー６１ａ）は、現像ローラ２３の回転に伴って、現像ローラ２３よりも奥に備えられている現像槽２２に戻される。その後、負残留トナー６１ａには、現像槽２２内において、現像槽２２に設けられた攪拌ローラ（図示せず）により、十分な攪拌帯電が与えられる。
【００９８】
次に、本印刷装置の印刷プロセスについて簡単に説明する。
まず、感光体１の表面を、帯電装置５１によって均一に帯電させる。次に、均一帯電された感光体１の表面を、ＬＳＵ１１のレーザ光源１１ａから照射されるレーザ光１２によって露光する。この露光は、外部入力された画像データに基づいてレーザ光１２を変調しながら、主走査方向に１ライン単位で順次的に行われる。これにより、感光体１上に静電潜像が形成される（露光工程）。
【００９９】
次に、感光体１の回転に伴って静電潜像が現像領域４を通過する際に、現像装置２１（現像ローラ２３）によって、この潜像にトナー６１を供給する。これにより、トナー６１が静電潜像の露光部分に静電吸着し、静電潜像がトナー像として可視像化（トナー像化）される（現像工程）。
【０１００】
そして、感光体１上のトナー像を、感光体１と転写装置３１とのニップ部（転写領域）を通過する際に、給紙カセット（図示せず）から給紙されたシートＰに転写する（転写工程）。
【０１０１】
その後、シートＰを定着装置（図示せず）に搬送し、ここでトナー像をシートＰに定着させ、永久可視像化する。そして、定着済みのシートＰを、排出ローラにより排出トレイ上に排出する（ともに図示せず）。
【０１０２】
また、転写領域においてシートＰに転写されずに感光体１上に残留した残留トナー等の残留物は、導電性ブラシ４２により攪乱（攪拌）されてほぐされる一方、導電性ブラシ４２により、転写バイアスと同極性のプラスの攪乱電圧（直流）が印加される。
【０１０３】
その後、感光体１上のプラス帯電した残留物、特に、正残留トナー６１ｂおよびキャリア６２を、帯電ローラ５２によって、帯電領域５よりも矢印Ｒ方向上流側で、磁気的あるいは静電的に吸着されてクリーニングする。そして、帯電ローラ５２に吸着された残留物を、クリーニングフィルム５４により帯電ローラ５２から除去し、現像槽２２内に戻す（第１クリーニング工程）。
【０１０４】
また、帯電領域５を通過した後にも感光体１上に残留している、マイナス帯電の残留物（負残留トナー６１ａ）を、現像領域４よりも矢印Ｒ方向の上流側で、現像ローラ２３に形成された磁気ブラシによる摺擦によって、静電的あるいは機械的に除去し、現像槽２２内に戻す（第２クリーニング工程）。
【０１０５】
そして、残留物の除去された感光体１を、帯電ローラ５２によって再度均一帯電し、次の印刷のための露光，現像，転写，第１・第２クリーニング工程を繰り返す。
【０１０６】
以上のように、本除去機構では、感光体１上に残留している正異物を帯電ローラ５２で除去（吸着）する一方、負異物を現像ローラ２３で除去（吸着）するように設定されている。
【０１０７】
これにより、本除去機構によれば、感光体１上に残留している異物を除去するための専用のクリーニング装置（クリーニングブレードなど）を必要としない。従って、本印刷装置の小型化を図れる。
また、クリーニングブレードを使用する場合に生じる感光体１の膜減り、摺擦痕の発生、異物の融着を防止できるとともに、感光体１の負荷トルクを低減することが可能となる。
【０１０８】
また、帯電装置５１では、帯電ローラ５２に付着した異物を除去して帯電ローラ５２の表面を清掃するためのクリーニングフィルム５４を備えている。
これにより、帯電ローラ５２に対する異物（残留トナー）の蓄積を防止できるので、帯電ローラ５２の帯電特性の悪化および異常放電を防止でき、その帯電特性を安定させられる。従って、画像かぶりの発生を回避することが可能となる。
【０１０９】
また、クリーニングフィルム５４のない場合、帯電ローラ５２によって吸着された異物（正残留トナー６１ｂ）は、再び感光体１に戻ってしまうおそれがある。
これに対し、本印刷装置では、クリーニングフィルム５４によって、正残留トナー６１ｂを現像槽２２内に回収するので、感光体１に戻してしまうことを回避できる。
【０１１０】
また、帯電装置５１では、クリーニングフィルム５４によって帯電ローラ５２から除去した正残留トナー６１ｂ等の異物を現像槽２２に戻すように設定されている。これにより、正残留トナー６１ｂに、負残留トナー６１ａ同様、現像槽２２内において十分な攪拌帯電を与えられる。この結果、正残留トナー６１ｂについても再利用が可能となる。
【０１１１】
また、クリーニングフィルム５４を設けることにより、感光体１上の異物を回収するための回収装置を帯電装置５１とは別に設ける必要がない。このため、印刷装置の構造の簡素化を図れる。
【０１１２】
また、帯電装置５１では、帯電ローラ５２を、感光体１と同方向に回転させる（感光体１に対してアゲンスト回転させる）ように設定されている。
すなわち、帯電ローラ５２と感光体１とが互いに異なる方向に回転する（ウイズ回転；両者の最近接位置は同方向に移動する）場合、感光体１上の異物は、たとえ帯電領域５の上流側で帯電ローラ５２に吸着されたとしても、その後、帯電ローラ５２と感光体１との間に挟まれた状態で帯電領域５を通過し、帯電領域５の下流側で感光体１から離れることになる。
このため、異物のサイズが大きい場合には、帯電ギャップに食い込んでしまい、感光体１，帯電ローラ５２の回転の負荷を高めてしまう。また、このような異物が比較的硬い（キャリア６３など）場合には、感光体１・帯電ローラ５２の表面を傷めてしまうおそれもある。
さらに、異物を介して異常放電を起こし、帯電ムラ、および、感光体ならびに帯電ローラの損傷を招くおそれもある。
【０１１３】
また、正残留トナー６１ｂ等の異物を挟んだまま帯電領域５を通過すると、帯電バイアスによって異物が帯電される一方、その下の感光体１部分が帯電されないことがある（未帯電部分が生じる）。このため、現像装置２１において異物が除去されたとしても、上記部分の帯電量が小さいため、ここに現像にかかるトナーが吸着されてしまい、画像かぶりの原因となる。
【０１１４】
一方、帯電ローラ５２が感光体１に対してアゲンスト回転する場合には、帯電領域５の上流側（Ｒ方向の上流側）で帯電ローラ５２に吸着された異物は、帯電ローラ５２の回転に伴って、帯電領域５から離れる方向に移動させられる。
これにより、感光体１上の異物が帯電領域５（帯電ギャップＣ）を通過することを回避でき、これが帯電ギャップＣに食い込むこと（および感光体１・帯電ローラ５２を傷つけること）を防止できるとともに、感光体１における上記のような未帯電部分の発生を防止できる。
【０１１５】
また、帯電装置５１では、帯電ギャップＣへの異物の進入を阻止できることから、サイズの大きな異物（例えばキャリア６２）にあわせて帯電ギャップＣを広げる必要がないため、帯電ギャップＣを狭くできる。
このように帯電ギャップＣの間隔を狭めることにより、気中放電における放電開始電圧を示す「パッシェの実験式」からも明らかなように、帯電バイアスを低くできる。さらに、帯電装置５１の小型化を図れる。
【０１１６】
また、帯電ローラ５２に上記した帯電重畳電圧を印加する場合、帯電領域５の下流では、感光体１の表面電位が帯電重畳電圧の直流成分とほぼ同一の電位に帯電されている。従って、ウイズ回転においては、感光体１から正異物を静電的に吸着する能力が大幅に減少してしまう。
【０１１７】
これに対し、アゲンスト回転では、正残留トナー６１ｂは、感光体１への帯電が開始される帯電領域５よりも感光体１の回転方向上流側近傍で帯電ローラ５２に吸着、搬送される。このため、帯電重畳電圧の直流成分を、正残留トナー６１ｂの静電吸着に有効に利用できる。
【０１１８】
さらに、反転現像においては、現像時に、現像にかかるトナーと逆に帯電している異物（本実施の形態では正異物）が感光体１に残留していると、トナーが異物に吸着されやすくなる。従って、このような異物が未露光部に残留している場合、画像かぶり（帯電ムラ；白地汚れ）を顕著に発生させてしまうという問題もある。
【０１１９】
また、帯電ローラ５２では、帯電ローラ５２が感光体１に対してアゲンスト回転しているため、帯電領域５における帯電ローラ５２の帯電面と感光体１の被帯電面との、相対走行距離を拡大できる。
このため、帯電ローラ５２の部分的な抵抗値変動等による帯電変動を抑制できるので、感光体１の帯電特性（帯電の均一性）を向上させられる。
【０１２０】
また、帯電ローラ５２では、感光体１に対してアゲンスト回転しているため、帯電領域５（帯電ギャップＣ）に、新たに帯電面となる面が、帯電領域５の下流側から進入する。よって、感光体１の帯電動作に伴って、帯電ローラ５２自身内部で容量成分の帯電による電圧降下が起きた場合でも、内部電圧降下による感光体１帯電電位の低下を緩和できる。
【０１２１】
また、帯電領域５の下流側では、感光体１の表面電位は帯電の進行に伴って上昇している。このため、表面電位の上昇に伴って、帯電電流密度（面積に対する）も減少することにより、帯電ローラ５２内部での抵抗成分による電圧降下による、感光体１の帯電電位低下を緩和する作用も働く。
【０１２２】
なお、この効果は、帯電ローラの抵抗値が高い場合、特に顕著となる。すなわち、帯電ローラの抵抗が高い場合、容量成分の帯電による電圧降下、および、抵抗成分による電圧降下が顕著となり、感光体１を正規の帯電電位まで上昇させることが困難となるからである。
【０１２３】
また、帯電装置５１では、帯電バイアスとして、マイナスの直流電圧に交流成分を加えた帯電重畳電圧を帯電ローラ５２に印加するようになっている（−６００Ｖの直流成分に、ピーク間電圧１．８ｋＶ，周波数９００Ｈｚの交流成分を加えている）。
【０１２４】
これにより、マイナスの直流成分によって、感光体１の表面を一様に帯電させられるとともに、正異物（特に正残留トナー６１ｂ）を帯電ローラ５２に静電吸着させられるようになっている。
【０１２５】
そして、交流成分によって、感光体１表面の正負の異物を振動させられる（加振できる）。これにより、感光体１からの異物の離脱を促進し、正残留トナー６１ｂを効率よく静電吸着できるので、正残留トナー６１ｂの除去効率を高められる。
【０１２６】
すなわち、直流成分に交流成分を重畳することにより、帯電領域５への進入位置近傍（Ｒ方向上流側）で、感光体１上の正残留トナー６１ｂに交流静電力（交番静電力）が作用する。
これにより、正残留トナー６１ｂの感光体１からの離脱を促進でき、離脱した正残留トナー６１ｂがクラウド状になる。これにより、帯電ローラ５２の吸着効率を高められる。
【０１２７】
なお、ミクロにみれば、交流電界からの反撥力が正残留トナー６１ｂに作用するタイミングもある。しかしながら、直流成分が作用しているので、マクロでは、正残留トナー６１ｂを効率よく吸着できる。
【０１２８】
また、帯電装置５１では、帯電ローラ５２が、抵抗層５２ｂより内側にマグネットを備えたマグネットローラとなっている。これにより、感光体１上の異物を、静電力だけでなく、磁気力（磁気吸引力）によっても除去できるようになっている。
【０１２９】
すなわち、質量の大きいキャリア６２を静電吸着する場合、帯電ローラ５２にかかる負担が大きくなるため、吸着効率が悪くなる。これに対し、静電力に加えて磁気吸引力をキャリア６２に作用させることで、その吸着効率を高めることが可能となる。
【０１３０】
また、本除去機構では、帯電領域５の上流側に、導電性ブラシ４２を有する異物攪乱装置４１を設けている。
これにより、感光体１表面の異物を攪乱（攪拌）し、ほぐすことによって、帯電ローラ５２・現像装置２１による異物の吸着効率を高められる。
【０１３１】
また、異物攪乱装置４１では、ブラシ構造の導電性ブラシ４２を備えている。これにより、ほぐされた異物がブラシの隙間を通り抜けられるので、導電性ブラシ４２における異物の滞留を防止でき、異物の攪乱を良好に行える。さらに、感光体１表面に傷を付けてしまうことを防止できる。
【０１３２】
また、導電性ブラシ４２では、プラスの攪乱電圧を異物（残留トナーなど）に印加するようになっている。
これにより、感光体１上の異物の極性をプラス側にシフトさせられるので、帯電ローラ５２による吸着効率を向上できる。
【０１３３】
また、攪乱電圧により、現像時に設定された異物（トナー６１）の電荷を喪失させられる。これにより、このトナー６１が感光体１から除去されずに転写領域に再進入した場合でも、トナー像メモリによる画像ノイズ（黒点）を防止できる。
また、導電性ブラシ４２の攪乱電圧によって、感光体１上に残留している残留電位を平坦化できるとともに、感光体１の電位および異物の電圧を調整すること可能となる。
【０１３４】
また、本印刷装置では、感光体１に残留した負異物（特に負残留トナー６１ａ）を現像ローラ２３によって吸着・回収し、さらに、回収した負残留トナー６１ａを現像槽２２に戻し、現像槽２２内の攪拌ローラによって十分な攪拌帯電を与えるようになっている。
これにより、回収された負残留トナー６１ａの電荷を所定の電荷量に調整できるので、再度、現像に利用できる。この結果、トナー像メモリを防止し、回収された負残留トナー６１ａを再利用することが可能となる。
【０１３５】
ここで、本除去機構の異物攪乱装置４１において、導電性ブラシ４２に交流電圧（交番電圧）を印加する点について説明する。
【０１３６】
上記したように、本除去機構では、転写領域までは、ほぼ全てのトナー６１がマイナス帯電している。そして、転写領域を越えて感光体１に残留した場合、＋２ｋＶの転写バイアスのために、残留トナーの帯電量はブロードな分布となっており、全体（平均値）としてプラス帯電となる。このとき、残留トナーは、若干の負残留トナー６１ａと、大半を占める正残留トナー６１ｂとが混在した状態となっている。
【０１３７】
そして、異物攪乱装置４１では、攪乱電圧電源４３が、導電性ブラシ４２にプラスの攪乱電圧を印加することで、残留トナー（および他の異物）を正帯電側にシフトさせ、感光体１における正残留トナー６１ｂを増加させて、帯電ローラ５２による異物吸着効率を向上させるようになっている。
【０１３８】
しかしながら、このような導電性ブラシ４２を用いて攪乱を行うと、導電性ブラシ４２に対し、残留トナーが付着・蓄積してしまうことがある。
すなわち、残留トナーの帯電量分布は、平均値としてプラス帯電を示す。しかしながら、残留トナーの中には、プラス帯電であっても、帯電量（電荷量）の小さな静電反撥力の弱いもの、あるいは、帯電量していないものや、若干のマイナス帯電を有するものもある。
そして、これらの残留トナーが、導電性ブラシ４２との間に働く分子間力や粘着力等により、導電性ブラシ４２に付着・蓄積する（マイナス帯電の残留トナーでは、分子間力・粘着力と静電吸引力との相乗効果が作用する）。
【０１３９】
そこで、本除去機構では、ユーザーの指示に応じて、攪乱電圧電源４３が、導電性ブラシ４２に対して、交流電圧に直流電圧（ＤＣバイアス）の重畳された重畳電圧（攪乱重畳電圧；ＡＣ重畳バイアス）を攪乱電圧として印加するようになっている。
このような攪乱重畳電圧は、例えば、１３０ｍｍ／ｓのプロセス速度において、振幅；１ｋＶｐ−ｐ、周波数；５００〜２０００Ｈｚ、ＤＣバイアス；＋５００Ｖである。
【０１４０】
これにより、図２に示すように、導電性ブラシ４２に正残留トナー６１ｂが蓄積してしまっても、導電性ブラシ４２に印加される瞬間的な電圧値（正）が大きくなるので、図３に示すように、これら正残留トナー６１ｂを導電性ブラシ４２から電気的に除去できる。
【０１４１】
また、導電性ブラシ４２の電圧が瞬間的に負の値になるので、導電性ブラシ４２に付着している負残留トナー６１ａについても除去できる。
【０１４２】
さらに、攪乱電圧電源４３が攪乱重畳電圧を印加することにより、導電性ブラシ４２に付着している残留トナー６１ａ・６１ｂの双方に対する静電力の値・極性を振動（変動）させられる。
従って、残留トナー６１ａ・６１ｂを静電力によって揺動させられるので、分子間力や粘着力によって導電性ブラシ４２に付着している残留トナー６１ａ・６１ｂについても、導電性ブラシ４２から除去することが可能となる。
【０１４３】
また、このような攪乱重畳電圧を攪乱電圧電源４３に印加すると、感光体１上の残留トナーの帯電量が、負極性側にシフトするタイミングがある。この領域が帯電領域に移行した際に、帯電ローラ５２による残留トナー６１の回収効率が僅かに下がる時間が生じる可能性がある。
しかしながら、本除去機構では、帯電ローラ５２による正残留トナー６１ｂの回収だけでなく、感光体１に対してアゲンスト回転している現像ローラ２３による負残留トナー６１ａの回収（感光体１に対してアゲンスト回転している磁気ブラシによる、機械的および静電的な回収）を行っているため、何ら問題はない。
【０１４４】
また、攪乱電圧として攪乱重畳電圧を印加する際には、導電性ブラシ４２に接触している感光体１の表面が、非画像領域であること（画像領域でないこと）が好ましい。
【０１４５】
ここで、画像領域とは、感光体１における表面の領域であって、導電性ブラシ４２の前を通過するとき、これから１回転するまでの間（導電性ブラシ４２の前に戻るまでの間）に、画像が形成される（露光される）領域のことである。
一方、非画像領域とは、画像領域以外の、感光体１における表面の領域（感光体１における表面の領域であって、導電性ブラシ４２の前を通過するとき、これから１回転するまでの間に、画像が形成されない（露光されない）領域）のことである。
【０１４６】
すなわち、導電性ブラシ４２に印加する攪乱電圧として攪乱重畳電圧を用いると、導電性ブラシ４２に付着・蓄積していた残留トナーが、感光体１の表面に移動する。従って、この表面部分の残留トナー量が多くなるので、帯電ローラ５２，現像ローラ２３によって、全ての残留トナーを除去できない可能性がある。このため、このような領域に画像を形成すると、帯電不良、露光不良を発生させ、画像劣化を生じさせてしまうことがある。
【０１４７】
そこで、本除去機構では、１回転の間に画像形成の行われない非画像領域が導電性ブラシ４２の前にきたとき（導電性ブラシ４２が非画像領域に接触しているとき）に、攪乱電圧電源４３が、導電性ブラシ４２に攪乱重畳電圧を印加し、導電性ブラシ４２に蓄積した残留トナーの除去を行うことが好ましい。これにより、上記のような画像劣化を防止できる。
【０１４８】
ここで、感光体１における非画像領域の具体例としては、前回転時，後回転時にＬＳＵ１１の前に位置する領域、および、複数のシートに対する印刷を行う際にシートの間隙（シートとシートとの間）に応じた領域を挙げられる。
なお、前回転時とは、外部から印刷指示（印字実行命令）を受けたときに、印刷に先立って行われる、定着装置のウォームアップ、現像槽２２内での現像剤６０の帯電、帯電装置５１の立ち上げなど、本印刷装置を印刷可能な状態にするための一連の動作の行われている時間（印刷準備時間）である。
、また、後回転時とは、印刷指示に基づく最後の画像形成（露光）を終えた後の、シートの搬出，帯電停止など、本印刷装置を停止状態とするための一連の処理動作の行われている時間（停止準備時間）である。
【０１４９】
また、感光体１上の領域が非画像領域であるか否かについては、本印刷装置（あるいは本除去機構）の図示しない制御部によって判断される。
この制御部は、本除去機構の全ての（あるいは一部の）処理（印刷処理や異物除去処理）を制御するためのものである。特に、この制御部は、ユーザーの指示、あるいは、導電性ブラシ４２に付着した残留トナー量を測定するセンサーの指示等に基づいて、本除去機構（特に攪乱電圧電源４３）を制御し、導電性ブラシ４２に印加する攪乱電圧の種類（直流か重畳電圧か）や大きさを調整する機能を有するものである。
【０１５０】
また、本除去機構では、上記したように、攪乱電圧電源４３によって導電性ブラシ４２に印加する攪乱電圧（直流）の極性を、転写バイアスと同極性のプラスとすることが好ましい。また、攪乱電圧電源４３によって導電性ブラシ４２に印加する攪乱重畳電圧の直流電圧（ＤＣバイアス）についても、プラスとすることが好ましい。
【０１５１】
表１は、（ａ）攪乱電圧として＋５００Ｖの直流電圧を印加した場合、（ｂ）同じく−５００Ｖの直流電圧を印加した場合、（ｃ）攪乱電圧を印加しない場合（フローティング）、（ｄ）導電性ブラシ４２を接地した場合（０Ｖ）における、画質の状態（トナー像メモリの有無）を示す表である（１０^４Ω・ｃｍの抵抗値を有する導電性ブラシ４２を使用している）。
【０１５２】
【表１】

【０１５３】
また、図４は、上記の（ａ）（ｂ）（ｄ）の場合における、▲１▼現像時、▲２▼転写直前（未転写）、▲３▼導電性ブラシ４２を通過した後、▲４▼帯電ローラ５２による帯電後の、トナー６１の帯電量を測定した結果を示すグラフである。
なお、図４において、縦軸はトナー６１の帯電量（Ｃ）を示し、横軸は▲１▼〜▲４▼に示した状態（タイミング）を示す。また、図４中、「◇」は（ｂ）、「□」は（ｄ）、「△」は（ａ）、「○」は導電性ブラシ４２を用いなかった（ブラシ無し）の場合を示す。
この図４に示すように、導電性ブラシ４２に＋５００Ｖの直流電圧を印加した場合に、正残留トナー６１ｂが多くなることがわかる。
【０１５４】
また、表１に示す結果から、導電性ブラシ４２によって正残留トナー６１ｂを増加させることにより、トナー像メモリを大幅に抑制できる（トナー６１が現像時に有していた帯電量（初期の電荷）を喪失させられる）ことがわかる。
【０１５５】
また、導電性ブラシ４２に印加する攪乱電圧の直流成分がマイナスであると、残留トナーの大半を占める正残留トナー６１ｂを導電性ブラシ４２で吸引してしまう。そこで、上記のように攪乱電圧の直流成分を転写バイアスと同極性とすることで、多量の正残留トナー６１ｂを導電性ブラシ４２で吸引することを防止できる。
【０１５６】
また、本除去機構では、攪乱電圧電源４３によって導電性ブラシ４２に印加する攪乱重畳電圧の直流成分を、放電開始電圧以上とすることが好ましい。これにより、帯電ローラ５２による正異物の吸着効率を向上できる。
これは、接触帯電ローラで既に知られているように、電荷注入困難な絶縁体に対しては、放電開始電圧以上の電圧を印加することにより帯電可能となるからである。従って、電荷注入困難な感光体１のトナーに対しても、放電開始電圧以上の直流成分を有する攪乱電圧を印加することにより、有効な帯電電流を流すことが可能となり、トナーを確実に帯電させられる。
【０１５７】
また、導電性ブラシ４２に印加する攪乱電圧の直流成分を、放電開始電圧以上とする場合には、上記と同様の理由により、導電性ブラシ４２に接触している感光体１の表面が、非画像領域であること（画像領域でないこと）が好ましい。
【０１５８】
また、攪乱電圧として導電性ブラシ４２に印加する攪乱重畳電圧を、静電力により導電性ブラシ４２を振動させるような電圧とすることが好ましい。
これにより、導電性ブラシ４２に付着した残留トナーを振り落とせるので、より効率よく残留トナーを除去でき、導電性ブラシ４２に対するクリーニング性能を向上させられる。
【０１５９】
なお、導電性ブラシ４２を振動させる場合、導電性ブラシ４２の固有振動数近傍の周波数で振動させることで、より効率よく導電性ブラシ４２を振動させられる。
【０１６０】
ここで、静電力による導電性ブラシ４２の振動（静電振動）について、詳細に説明する。
導電性ブラシ４２における一本々の繊維は弾性体であり、梁（はり）として扱える。すなわち、導電性ブラシ４２に攪乱重畳電圧を印加したとき、導電性ブラシ４２と感光体１との間には、静電力が作用する。この静電力は、感光体１の基材（アルミ素管）表面を境界面として作用する極性に無関係で吸引力のみである鏡像力と、感光体１表面の電荷により受ける極性により吸引力もしくは反発力となるクーロン力とから成り立つ。例えば、感光体１の表面電位が０Ｖの場合など、クーロン力に対して鏡像力が勝る場合は、交流成分（ＡＣ成分）の２倍の周波数成分の静電力となる。逆に、クーロン力が勝る場合は、交流成分（ＡＣ成分）と等しい周波数成分の静電力となる。
【０１６１】
これにより、導電性ブラシ４２が振動する（加振される）。
【０１６２】
なお、攪乱重畳電圧によって発生する静電力の交流成分の周波数が、導電性ブラシ４２における固有振動数に近い場合、即ち、攪乱重畳電圧の周波数成分が導電性ブラシ４２における固有振動数の１／２倍もしくは等倍に近い場合、導電性ブラシ４２における静電振動の振幅値が大きくなる。
また、導電性ブラシ４２における固有振動数を算出する際には、上記したように、ブラシ繊維一本々を１つの梁として扱う。
すなわち、感光体１との接触点（ブラシ繊維の毛先）を支持端とする一方、繊維の根元が樹脂などで固定されている場合にはその根元を固定端として、振動梁としての計算を行う。また、ブラシ繊維が植毛されている場合は、その根元を第２の支持端として扱う。
【０１６３】
以下に、梁における固有振動数の算出について簡単に述べる。
梁の直径をｄ（ｃｍ）、長さをＬ（ｃｍ）、縦弾性係数をＥ（ｋｇ／ｃｍ^２）、断面２次モーメントをＩ（ｃｍ^４）、断面積をＡ（ｃｍ^２）、単位体積当りの重さをγ（ｋｇ／ｃｍ３）、重力加速度をｇ＝９８１（ｃｍ／ｓ^２）、境界条件に基づく係数をλとすると、固有振動数ｆ（Ｈｚ）は、以下の（１）式によって求められる。
ｆ＝λ^２／（２π・Ｌ^２）・［Ｅ・Ｉ・ｇ／（γ・Ａ）］^１／２ …（１）
ただし Ｉ＝（π／６４）・ｄ^４
固定端−支持端の時 λ＝３．９２７
支持端−支持端の時 λ＝π
なお、これらの式については、非特許文献１に詳細に説明されている。
また、ブラシ繊維の毛先は、感光体１に対して自由に動ける状態で接しており、毛先のなす角度が拘束されていないので、支持端として扱うことが妥当である（ただし、強烈な振動（加振）により、感光体１の表面に対して毛先が離接する場合は自由端となる）。
また、ブラシ繊維の根元が樹脂などで固定されている場合は、根元の角度が拘束されている（固定されている）ので、固定端として扱う
さらにブラシ繊維が植毛である場合、根元の角度に自由度があるので、支持端（第２の支持端）として扱うことが妥当である。
【０１６４】
このように、本除去機構では、攪乱電圧電源４３が導電性ブラシ４２に対して攪乱重畳電圧を印加することで、静電力によって導電性ブラシ４２を振動させられる。従って、導電性ブラシ４２に付着・蓄積した残留トナーを、より効率よく除去できるようになっている。
また、ブラシを機械的に振動させるための、専用の装置を別途に設ける必要がない。従って、このような機械振動の可能なブラシ（可動ブラシ；ある種のファーブラシ等）に比して、製造コストを小さくできる。
【０１６５】
また、図５に示すように、異物攪乱装置４１に、導電性ブラシ４２を収納するための筐体４４を備えることが好ましい（導電性ブラシ４２が筐体４４に収容されていることが好ましい）。
この構成では、導電性ブラシ４２に付着した残留トナーが落下あるいは飛散しても、これらを筐体４４内に収容できる（あるいは、残留トナーを感光体１の表面に確実に戻せる）。これにより、残留トナーの落下・飛散による本印刷装置内の汚染や、シートに対する汚染を防止できる。
【０１６６】
また、上記したように、攪乱重畳電圧の印加による導電性ブラシ４２からの残留トナーの除去は、導電性ブラシ４２の前に感光体１の非画像領域が位置しているときに行われることが好ましい。
【０１６７】
ここで、導電性ブラシ４２から感光体１上に戻される残留トナーは、帯電量が大幅に変動している。さらに、導電性ブラシ４２のクリーニング（付着した残留トナーの除去）動作の際に、感光体１の非画像領域に対して一度に残留トナーが戻されるため、この領域では、残留トナーが部分的に大量に存在することになる。
【０１６８】
そこで、導電性ブラシ４２から除去された残留トナーの存在する非画像領域が転写領域に進入したときに、転写ローラ３２をフローティング状態（電気的な接続が取り除かれ、電気的に宙に浮いた状態）とすることが好ましい。
これにより、帯電ローラ５２、現像ローラ２３で回収しきれない残留トナーが転写領域にまで搬送された場合でも、転写バイアスによる強い電界により残留トナーが転写ローラ３２に付着してしまう（静電的に吸着してしまう）ことを防止できる。
【０１６９】
従って、転写ローラ３２の汚染を回避できるので、このような残留トナーが転写ローラ３２からシートの裏面に転写（移行）され、シートの裏面を汚してしまうことを防止できる。
【０１７０】
また、この場合、感光体１上の残留トナーに転写バイアスを印加してしまうことを回避できる構成であれば、転写ローラ３２をフローティング状態とする必要はない。
例えば、導電性ブラシ４２から除去された残留トナーの存在する非画像領域が転写領域に進入したときに、転写ローラ３２をフローティング状態とする代わりに、転写バイアス電源３３を停止するようにしてもよい。
【０１７１】
また、本実施の形態では、導電性ブラシ４２に印加する攪乱重畳電圧を、振幅；１ｋＶｐ−ｐ、周波数；５００〜２０００Ｈｚ、ＤＣバイアス；＋５００Ｖとしている。しかしながら、攪乱重畳電圧のスペックはこれに限らず、導電性ブラシ４２から残留トナーを効率よく除去できる値であれば、どのような値でもよい。攪乱重畳電圧のスペックは、トナー６１，キャリア６２の種類や、感光体１の材質，残留トナーの帯電分布，プロセス速度等に応じて、導電性ブラシ４２から残留トナーを効率よく除去できる値に設定されることが好ましい。
【０１７２】
また、上記では、攪乱電圧電源４３が導電性ブラシ４２に交流電圧（交流電界）を印加することで、導電性ブラシ４２に付着した残留トナー６１ａ・６１ｂの双方を除去するとしている。
しかしながら、これに限らず、導電性ブラシ４２に直流の攪乱電圧を印加する構成であっても、その極性を交互に切り替えることで、導電性ブラシ４２に付着した残留トナー６１ａ・６１ｂの双方を除去することが可能である。
【０１７３】
すなわち、導電性ブラシ４２に正の攪乱電圧が印加されたときには、導電性ブラシ４２から正残留トナー６１ｂを除去できる一方、導電性ブラシ４２に負の攪乱電圧が印加された場合には、導電性ブラシ４２から負残留トナー６１ａを除去できるからである。
【０１７４】
また、攪乱電圧電源４３が、導電性ブラシ４２に印加する攪乱電圧（直流）の極性を切り替えるタイミングを調整することで、交流の攪乱電圧を印加する場合とほぼ同様の効果を得られる。
【０１７５】
また、残留トナーの帯電特性に応じて、攪乱電圧を正とする時間と負とする時間とを調整する（残留トナーの平均的な極性と同極性とする時間を長くする）ことで、残留トナーの付着をより効率よく抑制できる。
【０１７６】
また、本実施の形態では、本除去機構の攪乱電圧電源４３が、導電性ブラシ４２に対し、通常は直流の攪乱電圧を印加し、導電性ブラシ４２に付着した残留トナーを除去する際、攪乱重畳電圧を印加するとしている。
【０１７７】
しかしながら、導電性ブラシ４２に、このような攪乱電圧を常に印加する必要はない。すなわち、通常時には、導電性ブラシ４２に電圧を与えなくてもよい。この場合、導電性ブラシ４２は、感光体１の残留トナーを攪乱してほぐす機能だけを有することになる。
【０１７８】
また、付着した残留トナーを除去する際、重畳電圧ではなく、直流成分のない交流電圧を導電性ブラシ４２に印加するようにしてもよい。
この構成においても、導電性ブラシ４２の帯電極性の変化によって、負残留トナー６１ａ・正残留トナー６１ｂの双方の残留トナーを導電性ブラシ４２から除去できる。また、残留トナーに、導電性ブラシ４２の極性変化による揺動も与えられる。さらに、導電性ブラシ４２を静電振動させることも可能である。
【０１７９】
また、本実施の形態では、導電性ブラシ４２が、感光体１上の残留トナーを攪乱するとしている。しかしながら、これに限らず、導電性ブラシ４２は、残留トナーを攪乱せず、その帯電状態の調整だけを行う構成であってもよい。
【０１８０】
また、本発明の異物除去機構を、電子写真方式の印刷装置における像担持体に残留している異物を除去するための異物除去機構において、像担持体の異物に接触して異物の帯電量を調整する帯電調整部材（導電性ブラシ４２）と、帯電状態の調整された異物を吸着バイアスによって吸着する吸着部とを備えており、この帯電調整部材の帯電極性が交互に切り替えられるように設定されている構成である、と表現することもできる。
【０１８１】
また、本発明の異物除去機構を、電子写真方式の印刷装置における像担持体に残留している異物を除去するための異物除去機構において、像担持体の異物に接触して異物の帯電状態を調整する帯電調整部材と、この帯電調整部材の帯電状態を設定する電源（攪乱電圧電源４３）と、帯電状態の調整された異物を吸着バイアスによって吸着する吸着部とを備えており、この電源が、帯電調整部材の帯電極性を交互に切り替えるように設定されている構成である、と表現することもできる。
【０１８２】
また、本発明の異物除去機構を、電子写真方式の印刷装置における像担持体に残留している異物を除去するための異物除去機構において、感光体の異物を攪乱するための攪乱部材と、電源と、攪乱された異物を吸着バイアスによって吸着する吸着部とを備えており、上記の攪乱部材が、電源から印加される電圧に応じた帯電状態となり、像担持体の異物に接触して異物の帯電状態を調整するように設定されているとともに、電源が、帯電調整部材の帯電極性を交互に切り替える構成である、と表現することもできる。
【０１８３】
また、本実施の形態では、本印刷装置の帯電装置５１にクリーニングフィルム５４を備え、これによって帯電ローラ５２に吸着された異物を掻き取って清掃し、現像槽２２内に回収するとしている。
しかしながら、これに限らず、本印刷装置では、帯電ローラ５２上の異物を除去し、帯電ローラ５２上を清掃できれば、必ずしも回収する必要はない。
例えば、クリーニングフィルム５４の代わりに、クリーニングブレードで帯電ローラ５２上の異物を掻き取って清掃し、その後、掻き取った異物を捨てる、あるいは、現像装置２１とは無関係の回収容器に回収するようにしてもよい。すなわち、掻き取った異物を現像槽２２内に戻さない（再利用のために回収しない）構成としてもよい。
【０１８４】
また、以下に、感光体１に対する帯電ローラ５２の周速比（帯電ローラ周速／感光体周速）について説明する。この周速比が０の場合（周速比なし）、すなわち固定では、帯電ローラ５２表面に付着した異物を除去できないため帯電不良を起こす。
【０１８５】
また、本印刷装置のように、感光体１に対し、帯電ローラ５２をアゲンスト回転させる場合、周速比（帯電周速比）は、帯電特性の面からは、特に限定されるものではない。
しかしながら、吸着した異物の飛散や、帯電ローラ５２端部に、環状にテープ（図示せず）を巻いて感光体１に押し当て、テープ厚みで帯電ギャップ管理をする場合のテープ当接面の磨耗低減等を考慮すると、帯電周速比は、０．２〜１．０の範囲内（例えば０．５）において設定されることが望ましい。
【０１８６】
なお、感光体１に対し、帯電ローラ５２が周速比を有している、つまり、帯電ローラ５２と感光体１とが周速比を有しているとは、帯電ローラ５２が回転しており、かつ、帯電領域５において、帯電ローラ５２の表面と感光体１の表面とが相対速度を有して回転していることを示す。
【０１８７】
また、本除去機構では、現像ローラ２３と感光体１とは周速比（例えば２．２５）を有していることが好ましい。すなわち、現像ローラ２３は回転可能に設けられていることが好ましい。これにより、現像ローラ２３による負異物（負残留トナー６１ａ）の吸着効率をさらに高めることができる。
【０１８８】
なお、現像ローラ２３と感光体１とが周速比を有しているとは、現像ローラ２３が回転しており、かつ、現像領域４において、対面する現像ローラ２３の表面と感光体１の表面とが相対速度を有して回転していることを示す。
【０１８９】
また、現像ローラ２３は、感光体１とは非接触に設けられ、感光体１との現像領域４にて、感光体１と対面（対向）する面の移動方向が、感光体１における現像ローラ２３と対面（対向）する面の移動方向と逆方向となるように回転（アゲンスト回転）することが好ましい。
すなわち、本印刷装置では、互いに異なる駆動系により、現像ローラ２３と感光体１とが、同方向に回転するように設定されていることが好ましい。
【０１９０】
これにより、帯電領域５を越えて残留している負異物（負残留トナー６１ａなど）を、現像領域４を通過する前（現像領域４における感光体１の回転方向上流側近傍）において吸着できる。このため、負異物の吸着効率をさらに高めることが可能となる。
【０１９１】
また、本実施の形態では、各バイアス電圧や攪乱電圧に関し、それぞの具体的な電圧値を示している。しかしながら、これらの電圧値はあくまでも一例である。すなわち、良好な印刷を行える値であれば、これらの電圧値はどのような値でもかまわない。
【０１９２】
また、本実施の形態では、帯電装置５１における帯電バイアスがマイナスである（感光体１の表面をマイナスに帯電させる）とし、さらに、現像装置２１において、静電潜像を反転現像するとしている。
しかしながら、これに限らず、本印刷装置を、帯電バイアスの極性をプラスとするように設定してもよい。この場合、他のバイアスである現像バイアス，転写バイアス，攪乱電圧についても、上記とは逆側に設定することが好ましい。
【０１９３】
また、本実施の形態では、現像装置２１における現像形式を反転現像であるとしている。しかしながら、これに限らず、現像装置２１における現像形式を、正規現像としてもよい。
この場合、現像装置２１では、静電潜像の未露光部分にトナーを吸着させることとなるため、現像槽２２内で、トナーをプラス帯電させることとなる（トナーの主帯電極性がプラスとなる）。この場合、現像バイアスはマイナス（未露光感光体電位も絶対値の小さい値；例えば−４００Ｖ）であり、また、転写バイアスは、トナーの主帯電極性とは逆のマイナスの値となる。
【０１９４】
また、正規現像の場合、導電性ブラシ４２に印加される攪乱電圧（攪乱重畳電圧の場合は、その直流成分）は、トナーの主帯電極性（プラス）に対して同極性（転写バイアスと逆極性）であるプラスとなる。これは、感光体１上の異物を、帯電ローラ５２に効率よく吸着させるための措置である。
【０１９５】
また、帯電ローラ５２による異物吸着は、現像装置２１の現像方式が正規現像であるときよりも反転現像であるときの方が、有意義（効果的）である。
すなわち、正規現像では、トナーの主帯電極性はプラスとなる（プラス帯電のトナーでトナー像を生成する）。従って、帯電ローラ５２における異物除去を行わない場合、現像領域４に戻ってきた正残留トナー６１ｂは、現像バイアスに捕獲され、感光体１の非露光部分に吸着されてトナー像を形成する。
また、現像領域４に戻ってきた負残留トナー６１ａは、感光体１がマイナス帯電しているため、感光体１における露光部分（白地領域）には残りにくく、現像ローラ２３によって除去されやすい。
従って、帯電ローラ５２における異物除去を行わなくとも、残留トナー６１ａ・６１ｂによる画像かぶりの影響は比較的に少ないといえる。
【０１９６】
一方、反転現像では、トナーの主帯電極性はマイナスとなる（マイナス帯電のトナーでトナー像を生成する）。従って、帯電ローラ５２における異物除去を行わない場合、現像領域４に戻ってきた負残留トナー６１ａは、現像バイアスに捕獲され、感光体１の露光部分に吸着されてトナー像を形成する。
しかし、現像領域４に戻ってきた正残留トナー６１ｂは、感光体１がマイナス帯電しているため、強い静電力を受け、感光体１における非露光部分（白地領域；マイナス帯電）に残りやすく、現像ローラ２３によって除去しにくい。
従って、帯電ローラ５２における異物除去を行わない場合には、正残留トナー６１ｂによる画像かぶりの影響が出やすいといえる。
【０１９７】
また、本実施の形態では、現像剤６０として、トナー６１およびキャリア６２を含む２成分現像剤を用いるとしている。しかしながら、本印刷装置において用いることの可能な現像材は、これに限らず、トナー６１を含む一方、キャリア６２を使用しない一成分現像剤を用いることも可能である。
【０１９８】
この場合、帯電装置５１では、帯電ローラ５２として、抵抗層５２ｂ内にマグネットを備えていないものを用いることが好ましい。これは、質量の大きいキャリア６２を静電吸着する必要がないためであり、これによって帯電ローラ５２のコストを低下させられる。
【０１９９】
また、この場合、帯電ギャップＣは、シートＰの厚みよりも小さく、かつ、トナー６１の粒径（トナー径）よりも大きく設定されていることが好ましい。
電子写真方式の印刷装置で用いられるシートＰでは、通常の印刷用紙であれば、薄いもので約６０ｇ／ｍ^２、厚みは約６０〜８０μｍである。このため、帯電ギャップＣをシートＰの厚さ以上に設定してしまうと、転写バイアスにより感光体１に静電吸着しているシートＰの剥離に失敗した場合（ジャムの生じた場合）、帯電領域５を越えた領域（現像領域４など）にシートＰを進入させてしまうため、ジャム処理（復旧作業）が困難になってしまう。また、復旧作業者の手や衣服をトナー６１で汚してしまうという不具合も生じる。
【０２００】
これに対し、帯電ギャップＣがシートＰの厚みよりも小さい場合、感光体１に吸着したシートＰを帯電ローラ５２で確実に剥離できるため、ジャム処理の手間を軽減できるとともに、上記のようなトナーによる汚染を回避できる。
【０２０１】
また、帯電ギャップＣが６０μｍを超えると、異常放電を起こしやすくなる。このため、帯電ギャップＣを６０μｍ以下とすることにより、異常放電の発生を低減し、異常放電による感光体１の帯電ムラを防止できる。
【０２０２】
また、加工誤差等による帯電ギャップＣのずれを考慮すると、帯電電位の変動を減少させるためには、帯電ギャップＣを５５μｍ以下に設定することが好ましい。さらに、より安定した帯電を実現するためには、帯電ギャップＣを４０μｍ以下に設定することが好ましい。
【０２０３】
また、帯電ギャップＣをトナー６１の粒径よりも大きくすることで、クリーニングフィルム５４によって清掃できなかった帯電ローラ５２上のトナー６１の融着を防止できる。なお、通常のトナー径は約７μｍであることから、帯電ギャップＣを７μｍ以上に設定することが好ましいといえる。
【０２０４】
また、本実施の形態では、現像剤６０に含まれるキャリア６２を、マグネタイトやフェライト等の無機磁性体からなるとしている。しかしながら、これに限らず、キャリア６２の材料としては、鉄粉、四酸化三鉄等の無機磁性体等、２成分現像材のキャリアとして使用される一般的な材料であれば、どのようなものでも使用できる。
【０２０５】
また、本実施の形態では、感光体１の形状を感光体ドラムであるとしている。しかしながら、これに限らず、感光体１を、間隔を置いて回転可能に設けた支持ローラ間に無端状の導電性ベルトを張装（張架）した、いわゆる感光体ベルトから構成してもよい。
【０２０６】
また、本実施の形態では、転写装置３１に転写ローラ３２を備えるとしている。しかしながら、これに限らず、転写ローラ３２に代えて、間隔を置いて回転可能に設けた支持ローラ間に無端状の転写ベルトを張装（張架）した、いわゆる転写ベルトを用いてもよい。
【０２０７】
また、本発明は、画像形成装置に関するものであり、特に、感光体表面上の残留トナーを除去するためのクリーニング手段を有さない画像形成装置に関するものであるともいえる。
【０２０８】
また、従来、感光体と、感光体の表面に近接させて配置され上記感光体を帯電させる帯電装置とを有し、感光体の帯電、露光によって形成された静電潜像を少なくともトナーおよびキャリアを含む現像剤により現像する画像形成装置では、トナー像を転写材に転写する際、トナー像が転写材に完全に転移せず、感光体に残留トナーが発生する。
【０２０９】
また、画像かぶりの発生を抑えるために、特許文献１には、画像形成装置において、ファーブラシを用いて感光体上の残留トナーを除去することで、帯電ローラへのトナーの付着を抑える技術が開示されているといえる。なお、この文献開示の画像形成装置では、画像形成装置の使用頻度に従い、上記ファーブラシにトナーが付着してしまい、これにより帯電不良、露光不良、画質劣化が生じないよう、ファーブラシに接触させたトナー除去ローラを用いて、ファーブラシに付着したトナーを除去している。また、この文献開示の画像形成装置では、ファーブラシを用いて感光体上の残留トナーを除去するとともに、ファーブラシに付着したトナーを除去するには、トナー除去ローラを用いなければならない。
【０２１０】
また、本発明の目的は、ファーブラシのような残留トナーを除去するためのクリーニング手段を有さなくても帯電不良、露光不良、画質劣化の生じない画像形成装置を提供することにあるともいえる。
【０２１１】
また、本印刷装置は、図１に示すように、感光体１を帯電させる帯電装置５１を感光体１の表面に近接させて配置している。帯電装置５１は、導電性の円筒または円柱形状の部材およびその表面を被う抵抗層を備えた帯電ローラ５２を有しているともいえる。
【０２１２】
また、帯電ローラ５２は、感光体１の回転方向と同じ方向に回転（アゲンスト回転）するように設定されているので、帯電ローラ５２と感光体１との間に異物が食い込まれることなく、積極的に異物を掻きあげられる。また、アゲンスト回転によって感光体の下流側からクリーニングフィルム（スクレイパー）５４によりリフレッシュされた帯電ローラ５２の帯電面が進入することにより、感光体１の帯電特性が向上する。また、感光体１の下流側から帯電ローラ５２の帯電面が進入することにより帯電ローラ５２のチャージアップの影響を低減できる。
【０２１３】
また、本印刷装置は、図１に示すように、感光体１表面に帯電ローラ５２が近接する領域となる帯電領域５の上流側に、導電性ブラシ４２（異物攪乱手段）を配置しているといえる。導電性ブラシ４２は、シートＰに転写されずに感光体１表面に残った異物（キャリア、紙、トナーの凝集塊）を攪乱することによって帯電ローラ５２における異物の回収効率を高めるものであるといえる。
【０２１４】
また、図４は、電荷調整手段（導電性ブラシ４２）で印加した電圧とそのときのトナーの帯電量との関係を示すグラフであるともいえる。この図４で明らかなように現像後は負残留トナー６１ａが転写の影響をうけ、転写後は反転して逆極性になる。画像領域では転写後の正残留トナー６１ｂが導電性ブラシ４２に付着するのを防止し、また付着した正残留トナー６１ｂを除去するために＋５００Ｖの直流電圧がバイアスとして印加されていることが好ましいといえる。
【０２１５】
また、本除去機構では、導電性ブラシ４２に付着したトナーは、導電性ブラシ４２に、転写器への印加バイアスと同極性のバイアスを印加することで除去することが好ましいといえる。ここで例えば、正規帯電トナーが−帯電の場合、導電性ブラシ４２に印加するバイアスが−であると、転写器から吐き出された＋トナーを導電性ブラシ４２で吸引してしまうが、転写器への印加バイアスと同極性のバイアスを印加すれば、転写器から吐き出されたトナーを吸引することなく、導電性ブラシ４２に付着したトナーを確実に除去できるといえる。
【０２１６】
また、本除去機構では、感光体１における画像領域においては、導電性ブラシ４２と感光体１との間で放電を開始する電圧（放電開始電圧）以上のバイアスを印加することが好ましい。これにより、トナーを逆極性側（プラス側）に電荷調整することで、帯電ローラ５２における逆帯電トナー（正残留トナー６１ｂ）の回収効率を向上させられるといえる。
【０２１７】
さらに導電性ブラシ４２を静電力により振動させれば、導電性ブラシ４２に付着したトナーをより効率よく除去することができ、クリーニング性能を向上させることができる。このとき、導電性ブラシ４２の固有振動数近傍の周波数で振動されれば、より効率よく導電性ブラシ４２を振動させられるといえる。
【０２１８】
また、導電性ブラシ４２に印加するバイアスを、ＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳されたＡＣ重畳ＤＣバイアスとすれば、ＤＣバイアスの極性を切り替えることで、導電性ブラシ４２に付着した正規帯電トナーおよび逆帯電トナーの両トナーを、振動によって確実にクリーニングできるといえる。
【０２１９】
また、導電性ブラシ４２の形状は特に限定されるものではないが、機械的に振動する可動ブラシ（ある種のファーブラシ等）では、ブラシの可動によりトナーの付着を防止することができるが、固定されたブラシではこのようなことはできない。したがって、本発明は、固定された導電性ブラシに対して特に有効であるといえる。
【０２２０】
また、上記した可動ブラシとは、機械的に回転または移動するブラシ、もしくは、数ミリあるいは接触幅（主走査方向；感光体１の延びる方向）以上の距離を機械的に往復移動するブラシのことであり、ローラ形状やベルト形状を有するものであるといえる。
また、本除去機構の攪乱電圧電源４３のような固定ブラシとは、感光体１に対して固定されている、もしくは、数ミリ以下の振幅で往復振動するものであるといえる。
【０２２１】
また、導電性ブラシ４２に付着したトナーを除去する非画像領域では、転写装置３１の転写ローラ３２をフローティングにすることが好ましいといえる。これによれば、導電性ブラシ４２に付着したトナーの除去を単独で行う場合に生じる、転写ローラ３２への不要なトナーの付着や、トナーおよび感光体１の帯電を防止できる。
【０２２２】
また、本発明の目的は、残留トナーの撹乱、及び、電荷（帯電量）の調整する異物撹乱手段への付着物を除去することであるともいえる。
【０２２３】
また、本印刷装置では、転写後に感光体１に残存しているトナーの帯電量はブロードな分布となっており、全体（平均値）として正帯電（逆帯電）であり、正残留トナー６１ｂの付着を防止するために、導電性ブラシ４２に、正残留トナー６１ｂと同極性（＋）の直流バイアス電圧を印加しているといえる。
【０２２４】
また、本印刷装置では、転写後のトナーの帯電量分布がブロードであるため、平均値として正（逆帯電）を示すが、正帯電でも電荷量の小さく静電反撥力が小さい、もしくは、電荷量がゼロでブラシとの分子間力により導電性ブラシ４２に付着するトナーが存在し、また、少量ではあるが負帯電のトナーも存在するが、これについては電荷量が小さく分子間力と静電吸引力の相乗効果で導電性ブラシ４２付着すると推測される。
【０２２５】
また、本印刷装置の非画像領域は、前回転、紙間、後回転に応じた領域であるといえる。この場合の前回転は、印刷実行命令を受信し、１枚あるいは複数枚の印刷を実行するに先立ち、定着装置のウォームアップ、現像槽２２内の現像剤６０の帯電、感光体１の帯電等を立ち上げ、画像形成可能状態にするための一連の動作であるともいえる。さらに、紙間（シート間）に応じた領域は、複数枚を連続印字する際の紙面上のボイドエリアを０とした時の画像領域に挟まれた非画像領域であるといえる。さらに、後回転は、印字実行命令に基づく最後の画像領域以降の用紙搬出、帯電停止などマシンが停止状態となるための一連の処理動作であるといえる（感光体表面基準）。
【０２２６】
また、本除去機構では、攪乱電圧電源４３に付着した残留トナーを電気的に除去するために、攪乱電圧電源４３に印加する電圧を負極性に換えると、感光体１上の残留トナーの帯電量は負極性側にシフトし、帯電ローラ５２による回収の効率を下げてしまい、帯電ローラ５２で回収されなかったトナーは露光領域を経て、現像領域４に搬送される。しかし、搬送されるトナーは逆帯電（正帯電）であっても帯電量自身が静電回収困難まで減じられている（あるいは、負極性に反転している）ので現像領域４においてはアゲンスト回転している磁気ブラシにより機械的に（あるいは、静電的に）現像槽内に回収されるといえる。
【０２２７】
また、ブラシ（導電性ブラシ４２）は弾性体であり、梁として扱うことができるといえる。ＡＣ重畳バイアス（重畳電圧）を印加した時、ブラシ４２と感光体１との間には印加バイアスのＡＣ成分の２倍もしくは等倍の周波数成分を有する静電吸引力が作用して加振され、ブラシ４２の固有振動数近傍（印加バイアス周波数の１／２倍もしくは等倍に対して）で振動が成長して機械的な大振幅が得られる。この場合、ブラシ繊維の一本を一つの梁として扱い、感光体との接触点を支持端、根元が樹脂などで固定されている場合は固定端、植毛されている場合は第２の支持端として振動梁として扱うことが好ましい。
【０２２８】
また、本発明を、以下の第１〜第９画像形成装置として表現することもできる。すなわち、第１画像形成装置は、感光体と、感光体の表面に近接させて配置され上記感光体を帯電させる帯電装置とを有し、感光体の帯電、露光によって形成された静電潜像を少なくともトナーおよびキャリアを含む現像剤により現像する画像形成装置であって、転写材に転写されずに感光体表面に残った異物を攪乱する異物攪乱手段を備えた画像形成装置において、上記感光体の回転と上記帯電ローラの回転とを同方向にするとともに、上記異物攪乱手段に印加する電界の極性を切り替えて、上記異物攪乱手段に付着したトナーを非画像領域で除去する構成である。
【０２２９】
この第１画像形成装置では、電界を切り替えることにより、異物攪乱手段（接触ブラシ）に付着したトナーを非画像領域で除去（クリーニング）する。ここで、異物攪乱手段に付着したトナーを画像領域で除去してしまうと、トナーの影となる領域の帯電不良、露光不良が起き、画像劣化が生じるが、非画像領域で除去するので、これらの問題が生じることなく、異物攪乱手段に付着したトナーを除去できる。また、帯電ローラが感光体の回転方向と同じ方向に回転（アゲンスト回転）することで、帯電面の走行距離が拡大される（感光体に対向する帯電ローラの表面積を大きく取れる）ので、感光体の下流側から帯電面がリフレッシュされ、感光体の帯電特性が向上する。また、帯電ローラのチャージアップの影響を低減できる。また、異物が帯電ギャップ（帯電装置の放電面と感光体との最近接位置における間隔）に侵入するのを防ぐことができる。（異物が噛み込みするのを防ぐことができる。）
また、第２画像形成装置は、第１画像形成装置において、上記異物攪乱手段に交番電界を印加して、上記異物攪乱手段に付着したトナーを非画像領域で除去する構成である。交番電界によって異物攪乱手段に付着したトナーを除去するので、正規帯電トナーおよび逆帯電トナーの両トナーの除去を行える。
【０２３０】
また、第３画像形成装置は、第１画像形成装置において、上記異物攪乱手段に転写器への印加バイアスと同極性のバイアスを印加することで、上記異物攪乱手段に付着したトナーを除去する構成である。転写器への印加バイアスと同極性のバイアスを印加することで、転写器から吐き出されたトナーを吸引することなく、異物攪乱手段に付着した逆帯電トナーを確実に除去できる。
【０２３１】
また、第４画像形成装置は、第１画像形成装置において、さらに、上記感光体における画像領域で、上記異物攪乱手段と上記感光体との間で放電を開始する電圧（放電開始電圧）以上のバイアスを印加する構成である。画像領域で、放電開始電圧以上のバイアスを印加して、トナーを逆極性側に電荷調整することにより、帯電ローラにおける逆帯電トナーの回収効率を向上させられる。
【０２３２】
また、第５画像形成装置は、第１画像形成装置において、さらに、上記異物攪乱手段を静電力により機械振動させる構成である。静電力により機械振動させることで、異物攪乱手段に付着したトナーをより効率よく除去できる。
【０２３３】
また、第６画像形成装置は、第５画像形成装置において、上記機械振動を、異物攪乱手段の固有振動数近傍の周波数で行う構成である。これにより、異物攪乱手段をより効率よく振動させられる。
【０２３４】
また、第７画像形成装置は、第１画像形成装置において、上記異物攪乱手段に付着したトナーを、上記異物攪乱手段にＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳されたＡＣ重畳ＤＣバイアスを印加して除去する構成である。ＤＣバイアスの極性を切り替えることで、正規帯電トナーおよび逆帯電トナーの両トナーに対応した、異物攪乱手段におけるトナーの除去を行える。
【０２３５】
また、第８画像形成装置は、第１画像形成装置において、上記異物攪乱手段が筐体に収納されている構成である。異物攪乱手段に付着したトナーが落下あるいは飛散しても、トナーは筐体内に収まるので、トナーの落下・飛散による画像形成装置内の汚れの発生や、転写材（印刷物）に対する汚れを防げる。
【０２３６】
また、第９画像形成装置は、第１画像形成装置において、上記異物攪乱手段に付着したトナーを除去する非画像領域では、転写ローラをフローティングにする構成である。これにより、異物攪乱手段に付着したトナーの除去を単独で行う場合に生じる、転写ローラへの不要なトナーの付着や、トナーおよび感光体の帯電を防止できる。
【０２３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の異物除去機構（本除去機構）は、電子写真方式の印刷装置における像担持体に残留している異物を除去するための異物除去機構において、電源と、像担持体上の異物を攪乱するための攪乱部材と、攪乱後の異物を吸着バイアスによって吸着する吸着部とを備えており、上記の攪乱部材が、上記の電源から印加される電圧に応じた帯電状態となる一方、この電源が、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替える構成である。
【０２３８】
本除去機構では、攪乱部材に付着した残留異物を除去するために、電源が、攪乱部材に印加する電圧（攪乱電圧）の極性を変えることで、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えるようになっている。
【０２３９】
すなわち、攪乱部材に正の攪乱電圧を印加することで、攪乱部材から正帯電した残留異物を除去できる。一方、攪乱部材に負の攪乱電圧を印加することで、攪乱部材から負帯電した残留異物を除去できる。
これにより、本除去機構では、残留異物が正負いずれの極性を有している場合でも、この残留異物を攪乱部材から除去することが可能となっている。
また、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えることで、一方の極性を有する残留異物を過剰に引きつけてしまうことを防止できる。
【０２４０】
また、残留異物の帯電特性に応じて、攪乱電圧を正とする時間と負とする時間とを調整する（残留異物の平均的な極性と同極性とする時間を長くする）ことで、攪乱部材に対する残留異物の付着をより効率よく抑制できる。
【０２４１】
また、本除去機構では、上記のような攪乱部材の帯電極性を切り替えるために、電源が、攪乱部材に交流電圧を印加するように設定されていてもよい。
これにより、攪乱部材の帯電極性を容易に切り替えられる。
さらに、電源が交流の攪乱電圧を攪乱部材に印加することにより、攪乱部材に付着している正・負の残留異物の双方に対する静電力を振動（変動）させられる。従って、残留異物を静電力によって揺動させられるので、分子間力や粘着力によって攪乱部材に付着している残留異物についても、攪乱部材から除去することが可能となる。
【０２４２】
このように、本除去機構では、攪乱部材に付着した残留異物を容易に除去できる構成である。従って、攪乱部材に残留異物が付着したことに起因する画像劣化を防止できる。
また、上記のような本除去機構を備えた印刷装置では、画質劣化の少ない印刷を行うことが可能となる。
【０２４３】
また、電源によって、攪乱部材に対し、直流電圧に交流電圧を重畳した重畳電圧（攪乱重畳電圧）を印加することも好ましい。
これにより、攪乱部材に触れている残留異物の帯電特性を、直流電圧の極性側にシフトさせられる。従って、例えば、この直流電圧を吸着バイアスと逆極性とすることによって、吸着部による残留異物の吸着効率を向上させられる。
【０２４４】
また、重畳電圧の直流電圧を吸着バイアスと逆極性とする場合、電源は、重畳電圧の直流電圧を、放電開始電圧以上の値とすることが好ましい。
これにより、吸着部による正異物の吸着効率を向上できる。
【０２４５】
これは、電荷注入困難な絶縁体に対しては、放電開始電圧以上の電圧を印加することにより帯電可能となるからである。従って、像担持体上の残留異物が電荷注入困難な場合でも、放電開始電圧以上の直流電圧を有する重畳電圧を印加することにより、有効な帯電電流を流すことが可能となり、残留異物を確実に帯電させられる。
【０２４６】
また、本除去機構の備えられる電子写真方式の印刷装置には、通常、像担持体上の画像を、転写バイアスによってシートに静電転写するための、転写部が備えられている。
従って、重畳電圧を用いる場合、電源は、重畳電圧の直流電圧を、転写部の転写バイアスと同極性とすることが好ましい。
【０２４７】
すなわち、転写後に像担持体に残留している残留異物は、転写バイアスの影響により、平均的には、このバイアスの極性と同極性に帯電されている（残留異物の平均帯電値の極性が、転写バイアスと同極性となっている）可能性が高い。
従って、重畳電圧の直流電圧を転写バイアスと同極性とすれば、攪乱部材に対する残留異物の付着を抑制できる。
【０２４８】
また、重畳電圧を用いる場合、電源は、重畳電圧の交流電圧を、静電力により攪乱部材を振動させるような値とすることが好ましい。
これにより、攪乱部材に付着した残留異物を振り落とせるので、より効率よく除去できる。
なお、攪乱部材を振動させるような交流電圧値としては、例えば、攪乱部材における固有振動数の１／２倍もしくは等倍の近傍の値を挙げられる。
【０２４９】
また、本除去機構では、攪乱部材に付着した残留異物を除去するために、電源によって攪乱部材の帯電極性の切り替えるようになっている。ここで、このような切り替えは、像担持体における非画像領域（画像領域でない領域）に攪乱部材の触れているとき（非画像領域が攪乱部材の前に位置しているとき）に行われることが好ましい。
【０２５０】
ここで、画像領域とは、像担持体上の領域であって、攪乱部材の前を通過するとき、これから攪乱部材の前に戻るまでの間（１周期の間（像担持体が１回転する間））に画像が形成される領域のことである。
一方、非画像領域とは、画像領域以外の像担持体上の領域、すなわち、像担持体上の領域であって、攪乱部材の前を通過するとき、これから攪乱部材の前に戻るまでの間（１周期の間）に、画像が形成されない領域のことである。
【０２５１】
すなわち、攪乱部材に印加する電圧の極性を切り替えると、攪乱部材に付着・蓄積していた残留異物が、像担持体の表面に移動する。従って、この表面部分の残留異物量が多くなるので、吸着部によって、全ての残留異物を除去できない可能性がある。
このため、このような領域に画像を形成すると、電子写真方式による印刷工程において、帯電不良、露光不良を発生させ、画像劣化を生じさせてしまうことがある。
【０２５２】
そこで、本除去機構では、１周期の間に画像形成の行われない非画像領域が攪乱部材の前にきたとき（攪乱部材が非画像領域に接触しているとき）に、電源が攪乱部材の極性切り替えを行って、攪乱部材に蓄積した残留異物を非画像領域に落とすようにすることが好ましい。これにより、攪乱部材から除去された残留異物を画像領域に落とすことを回避できるので、上記のような画像劣化を防止できる。
【０２５３】
また、攪乱部材に付着していた残留異物を非画像領域で除去した場合、上記の転写部は、非画像領域に対する転写バイアスの印加を回避するように設定されていることが好ましい。
【０２５４】
これにより、吸着部で回収しきれない残留異物が転写部にまで搬送された場合でも、転写バイアスにより残留異物が転写装置に付着してしまう（静電的に吸着してしまう）ことを防止できる。
従って、残留異物による転写部の汚染を回避できるので、転写部の汚染がシートに転写され、シートを汚してしまうことを防止できる。
【０２５５】
なお、転写バイアスの印加回避は、例えば、転写部を、フローティング状態（電気的な接続が取り除かれ、電気的に宙に浮いた状態）とすることで実現できる。
【０２５６】
また、本除去機構では、攪乱部材を、攪乱部材を覆う筐体に収容しておくことが好ましい。
この構成では、攪乱部材に付着した残留異物が像担持体以外の場所に落下あるいは飛散しても、これらを筐体内に収容できる（あるいは、残留異物を像担持体に確実に戻せる）。これにより、残留異物の落下・飛散による本除去機構内（印刷装置内）の汚染や、シートに対する汚染を防止できる。
【０２５７】
なお、本除去機構の吸着部としては、例えば、印刷装置の帯電ローラを用いることが可能である。
この場合、帯電ローラは、帯電バイアスによって像担持体を帯電させるとともに、帯電バイアスを吸着バイアスとして用いて、像担持体上の異物を吸着するようになる。
【０２５８】
また、吸着部として、印刷装置の現像ローラを用いてもよい。
この場合、現像ローラは、現像バイアスによって像担持体の静電潜像を現像するとともに、現像バイアスを吸着バイアスとして用いて、像担持体上の異物を吸着することとなる。
【０２５９】
このように、帯電ローラや現像ローラを吸着部として用いることで、像担持体から異物を除去するための特別な部材（クリーニングブレードなど）を設ける必要がない。従って、本除去機構（および本除去機構の備えられた印刷装置）製造コストを低減できる。
【０２６０】
また、これらのような帯電ローラや現像ローラを吸着部として用いる場合、これらのローラは、像担持体に対してアゲンスト回転するように設定されていることが好ましい。
【０２６１】
ここで、帯電・現像ローラがアゲンスト回転する、とは、帯電・現像ローラが、像担持体と同方向に回転することである。
この場合、帯電・現像ローラと像担持体とは、帯電領域あるいは現像領域において、互いに対向する表面の移動方向が逆方向となる（帯電・現像ローラの表面と像担持体の表面とが、互いにすれちがうように移動する）。ここで、帯電領域（現像領域）とは、帯電ローラ（現像ローラ）と像担持体とが対向する部位における、像担持体上の領域である。
【０２６２】
従って、この場合、像担持体の残留異物は、帯電領域（現像領域）への進入位置で帯電ローラ（現像ローラ）に吸着され、ローラの回転に伴って、帯電領域から離れる方向に移動させられる。
【０２６３】
これにより、像担持体上の異物が帯電領域（現像領域）を通過することを回避でき、ローラと像担持体との間に食い込むこと（および像担持体・ローラを傷つけること）を防止できる。
また、帯電領域（現像領域）に残留異物が残らないので、この異物が帯電（現像）の妨げとならない。
【０２６４】
また、特に、吸着部として、像担持体とアゲンスト回転する帯電ローラを用いる場合、帯電ギャップ（像担持体と帯電ローラとの間隔）への残留異物の進入を阻止できる。このため、サイズの大きな残留異物にあわせて帯電ギャップを広げる必要がなく、帯電ギャップを狭くできる。そして、このように帯電ギャップの間隔を狭くできることにより、気中放電における放電開始電圧を示す「パッシェの実験式」からも明らかなように、帯電バイアスを低くできる。従って、本除去機構あるいは印刷装置の小型化を図れる。
【０２６５】
なお、帯電ローラと像担持体とがウイズ回転している場合（互いに逆方向に回転している場合）、帯電ローラは、除去した残留異物を抱えたまま帯電領域を通過することになる。しかしながら、帯電領域の下流側（像担持体にとっての下流側）では、像担持体の表面電位が帯電バイアス（直流）とほぼ同一の電位に帯電されているため、像担持体の異物吸着力が、帯電ローラとあまり変わらない状態となっている。従って、ウイズ回転においては、像担持体から残留異物を静電的に回収する能力が大幅に減少してしまう。
【０２６６】
これに対し、本除去機構では、アゲンスト回転であるため、帯電ローラが、帯電領域の上流側（像担持体の残留異物が帯電領域に進入する側）で、残留異物を像担持体から除去する。このため、像担持体の吸着力の影響を回避できる。
【０２６７】
また、本除去機構では、帯電ローラが像担持体に対してアゲンスト回転しているため、帯電領域における帯電ローラの表面（帯電面）と像担持体の表面（被帯電面）との、相対走行距離を拡大できる。
このため、帯電ローラの部分的な抵抗値変動等による帯電変動を抑制できるので、像担持体における帯電特性（帯電の均一性）を向上させられる。
【０２６８】
また、本除去機構では、帯電ローラが像担持体に対してアゲンスト回転しているため、帯電領域に、新たに帯電面となるローラ面が、帯電領域の下流側から進入する。
【０２６９】
よって、像担持体への帯電動作に伴って、帯電ローラ自身の内部で容量成分の帯電による電圧降下の起きた場合でも、内部電圧降下による像担持体帯電電位の低下を緩和できる。
また、帯電領域の下流側では、像担持体の表面電位は帯電の進行に伴って上昇している。このため、表面電位の上昇に伴って、帯電電流密度（面積に対する）も減少することにより、帯電ローラ内部での抵抗成分による電圧降下による像担持体の帯電電位低下を緩和する作用も働く。
【０２７０】
なお、この効果は、帯電ローラの抵抗値が高い場合、特に顕著となる。すなわち、帯電ローラの抵抗が高い場合、容量成分の帯電による電圧降下、および、抵抗成分による電圧降下が顕著となり、像担持体を正規の帯電電位まで上昇させることが困難となるからである。
【０２７１】
また、本発明にかかる異物除去方法（本除去方法）は、電子写真方式の印刷装置における像担持体に残留している異物を除去するための異物除去方法において、像担持体上の異物を攪乱部材によって攪乱する攪乱工程と、攪乱後の異物を吸着バイアスによって吸着する吸着工程とを含み、上記の攪乱工程が、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替える帯電切り替え工程を含んでいる方法である。
【０２７２】
本除去方法は、上記した本除去機構において使用されている方法である。すなわち、本異物除去方法では、残留異物を攪乱部材から除去するために、攪乱電圧の極性を変えることで、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えるようになっている。
【０２７３】
すなわち、本除去方法では、攪乱部材に正の攪乱電圧を印加することで、攪乱部材から正帯電した残留異物を除去できる。一方、攪乱部材に負の攪乱電圧を印加することで、攪乱部材から負の残留異物を除去できる。
これにより、本除去方法では、残留異物が正負いずれの極性を有している場合でも、この残留異物を攪乱部材から除去することが可能となっている。
【０２７４】
また、攪乱部材の帯電極性を交互に切り替えることで、一方の極性を有する残留異物を過剰に引きつけてしまうことを防止できる。
また、残留異物の帯電特性に応じて、攪乱電圧を正とする時間と負とする時間とを調整する（残留異物の平均的な極性と同極性とする時間を長くする）ことで、残留異物の付着をより効率よく抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる印刷装置の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示した印刷装置における導電性ブラシに正残留トナーが蓄積した状態を示す説明図である。
【図３】図１に示した印刷装置における導電性ブラシから正残留トナーが除去された状態を示す説明図である。
【図４】ブラシバイアス（攪乱バイアス）とトナーの帯電量との関係を示すグラフである。
【図５】図１に示した印刷装置における異物攪乱装置に、導電性ブラシを収納するための筐体を備えた構成を示す説明図である。
【図６】帯電ローラの残留トナーを清掃によって除去した場合と除去しなかった場合とにおける、印刷枚数（Ｐ）とかぶり値Ｋとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体）
２ 導電性素管
４ 現像領域
５ 帯電領域
１１ ＬＳＵ
１１ａ レーザ光源
１２ レーザ光
２１ 現像装置
２２ 現像槽
２３ 現像ローラ（吸着部）
２３ａ マグネットロール
２３ｂ スリーブ
２４ 層厚規制部材
２５ 現像バイアス電源
３１ 転写装置（転写部）
３２ 転写ローラ（転写部）
３３ 転写バイアス電源
４１ 異物攪乱装置
４２ 導電性ブラシ（攪乱部材）
４３ 攪乱電圧電源（電源）
４４ 筐体
５１ 帯電装置
５２ 帯電ローラ（吸着部）
５２ａ 導電性素管
５２ｂ 抵抗層
５３ 帯電バイアス電源
５４ クリーニングフィルム
５５ バネ
６０ 現像剤
６１ トナー
６１ａ 負残留トナー（残留異物）
６１ｂ 正残留トナー（残留異物）
６２ キャリア（残留異物）
６３ 紙粉（残留異物）
Ｂ 現像ギャップ
Ｃ 帯電ギャップ
Ｐ シート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a foreign matter removing mechanism for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus, a printing apparatus having the foreign matter removing mechanism, and a foreign matter used in the foreign matter removing mechanism. And a removal method.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic printing apparatus (image forming apparatus), a photosensitive drum (image carrier) is generally charged and exposed to form an electrostatic latent image, which is developed with toner to form a toner image. Form. Then, printing is performed by transferring the toner image to a sheet (transfer material).
[0003]
The developing materials used in such a printing apparatus are roughly classified into one-component and two-component developers.
The two-component developer contains a carrier made of a magnetic material such as Fe (iron) or ferrite, in addition to the toner, and can adjust the chargeability by changing the mixing ratio of the carrier and the toner. Further, it has excellent development characteristics and reproducibility of gradation of fine lines and solid images, and is suitable for forming color images.
[0004]
On the other hand, the one-component developer is composed of only the toner. When such a developer is used, there is an advantage that it is not necessary to mix and stir the toner with the carrier, and further, it is not necessary to control the toner concentration and replace the toner.
[0005]
By the way, in an electrophotographic printing apparatus, when a toner image is transferred to a sheet, the toner image may not be completely transferred and may remain on a photosensitive drum. It causes image deterioration such as "image memory". For this reason, in order to prevent the toner image memory, a disturbing brush for disturbing the remaining toner image has been conventionally used. Adheres and accumulates.
When the residual toner accumulates on the charging roller, the charging characteristics of the charging roller are deteriorated, causing abnormal discharge. The abnormal discharge causes uneven charging of the photosensitive drum and image fogging (black spots on unexposed portions (portions that should remain white)).
Table 2 is a table showing the relationship between the number of prints (P) and the fog value K when the residual toner on the charging roller is removed by cleaning and when it is not removed, and FIG. 6 shows the values in the table. Is a graph.
Note that the fog value K is expressed as “K = 1−U / U₀, U: lightness, U₀: Initial lightness ”.
[0006]
[Table 2]

[0007]
In order to prevent such image fogging, Patent Literature 1 discloses a technique for removing residual toner on a photosensitive drum using a fur brush to thereby suppress toner from adhering to a charging roller. .
[0008]
In this technique, if a large amount of toner is accumulated in the fur brush, it causes deterioration of image quality due to poor charging and poor exposure. Therefore, in order to prevent such image deterioration, the fur brush is provided in a state where the toner removing roller is in contact with the fur brush. The toner removal roller removes toner attached to the fur brush.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 7-36322 (Published February 7, 1995)
[0010]
[Non-patent document 1]
The Japan Society of Mechanical Engineers “Machine Handbook” (August 10, 1974, Fifth Edition, 5th edition)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique of Patent Document 1, it is necessary to use a toner removing roller in order to remove the toner attached to the fur brush.
For this reason, there has been a problem that the structure of the printing apparatus is complicated and the manufacturing cost is increased.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. An object of the present invention is to provide a foreign matter removing mechanism that can easily remove residual toner accumulated on a brush in contact with residual toner on a photoconductor.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a foreign matter removing mechanism (the present removing mechanism) of the present invention is a foreign matter removing mechanism for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus. A disturbing member for disturbing the foreign matter on the image carrier, and an adsorbing section for adsorbing the disturbed foreign matter by an adsorption bias, wherein the disturbing member is operated in accordance with a voltage applied from the power supply. In this case, the power supply alternately switches the charging polarity of the disturbance member.
[0014]
The removing mechanism is used in an electrophotographic printing apparatus employed in a copying machine, a printer, a facsimile machine, and the like.
In such a printing apparatus, the surface of a rotating image carrier is charged and exposed to form an electrostatic latent image, and this latent image is developed with a developing material (such as toner) to form a visible image (such as toner image). To form Then, the visible image is transferred to a sheet (recording paper or the like).
The present removing mechanism is for removing foreign matter (residual foreign matter; mainly, developing material) remaining on the image carrier after the transfer of the visible image.
[0015]
As described above, the removal mechanism includes the disturbance member, the suction unit, and the power supply.
The suction section is for removing (adsorbing) foreign matter from the image carrier by a suction bias.
That is, in an electrophotographic printing apparatus, an image (an image formed of a developing material) on an image carrier is electrostatically transferred to a sheet. Therefore, the remaining foreign matter has a charged state according to the transfer voltage. In the present removing mechanism, such residual foreign matter is electrostatically peeled off from the image carrier by an attraction bias of the attraction portion and removed.
[0016]
Further, the disturbing member disturbs (agitates) the aggregates (contaminant masses) of the remaining foreign matter on the image carrier at a stage before being adsorbed by the adsorption section. As a result, the lump of foreign matter on the image carrier is easily loosened and loosened, so that the efficiency of removing the remaining foreign matter by the suction section can be improved.
[0017]
Further, the power supply applies a voltage (disturbance voltage) to such a disturbance member, and the disturbance member is charged according to the disturbance voltage.
Thus, in the present removing mechanism, the charged state of the remaining foreign matter can be adjusted via the disturbance member. In addition, as such a disturbance member, for example, a conductive brush can be used.
[0018]
By the way, the residual foreign matter may adhere and accumulate on the disturbance member that disturbs the residual foreign matter on the image carrier due to electrostatic force, intermolecular force, adhesive force, and the like.
Therefore, in the present removing mechanism, in order to remove such residual foreign matter from the disturbance member, the power supply changes the polarity of the disturbance voltage, thereby alternately switching the charging polarity of the disturbance member.
[0019]
That is, by applying a positive disturbance voltage to the disturbing member, it is possible to remove the positively charged residual foreign matter from the disturbing member. On the other hand, by applying a negative disturbance voltage to the disturbance member, it is possible to remove the negatively charged residual foreign matter from the disturbance member.
Thus, in the present removing mechanism, it is possible to remove the residual foreign matter from the disturbance member even when the residual foreign matter has any of positive and negative polarities.
Further, by alternately switching the charging polarity of the disturbance member, it is possible to prevent a residual foreign substance having one polarity from being excessively attracted.
[0020]
Further, by adjusting the time during which the disturbance voltage is positive and the time during which the disturbance voltage is negative (extending the time during which the average polarity of the residual foreign substance is the same as the polarity) according to the charging characteristics of the residual foreign substance, Adhesion of residual foreign substances to the surface can be suppressed more efficiently.
[0021]
Further, in the present removing mechanism, the power supply may be set so as to apply an AC voltage to the disturbance member in order to switch the charging polarity of the disturbance member as described above.
Thereby, the charging polarity of the disturbance member can be easily switched.
Further, the power supply applies an AC disturbance voltage to the disturbance member, whereby the electrostatic force against both the positive and negative residual foreign substances attached to the disturbance member can be oscillated (fluctuated). Therefore, since the residual foreign matter is swung by the electrostatic force, the residual foreign matter attached to the disturbance member due to intermolecular force or adhesive force can also be removed from the disturbance member.
[0022]
As described above, the present removing mechanism is configured to easily remove the residual foreign matter attached to the disturbance member. Therefore, it is possible to prevent image deterioration due to the attachment of the residual foreign matter to the disturbance member.
Further, in a printing apparatus having the above-described removing mechanism, it is possible to perform printing with little image quality deterioration.
[0023]
It is also preferable that a superimposed voltage (a superimposed disturbance voltage) obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied to the disturbance member by a power supply.
As a result, the charging characteristic of the remaining foreign matter touching the disturbance member can be shifted to the polarity side of the DC voltage. Therefore, for example, by setting the DC voltage to have a polarity opposite to that of the suction bias, the efficiency of suction of the residual foreign matter by the suction unit can be improved.
[0024]
When the DC voltage of the superimposed voltage has a polarity opposite to that of the attraction bias, the power supply preferably sets the DC voltage of the superimposed voltage to a value equal to or higher than the discharge starting voltage.
Thereby, the efficiency of adsorption of the positive foreign substance by the adsorption section can be improved.
[0025]
This is because an insulator to which charge injection is difficult can be charged by applying a voltage higher than a discharge starting voltage. Therefore, even when the residual foreign matter on the image carrier is difficult to inject electric charge, by applying a superimposed voltage having a DC voltage equal to or higher than the discharge starting voltage, it becomes possible to flow an effective charging current and to reliably remove the residual foreign matter. Charged.
[0026]
In addition, the electrophotographic printing apparatus provided with the present removing mechanism generally includes a transfer unit for electrostatically transferring an image on the image carrier to a sheet by a transfer bias.
Therefore, when the superimposed voltage is used, it is preferable that the power supply has the DC voltage of the superimposed voltage of the same polarity as the transfer bias of the transfer unit.
[0027]
That is, the residual foreign matter remaining on the image carrier after the transfer is, on the average, charged to the same polarity as the polarity of the bias due to the influence of the transfer bias (the polarity of the average charge value of the residual foreign matter is (It has the same polarity as the transfer bias.)
Therefore, if the DC voltage of the superimposed voltage has the same polarity as the transfer bias, it is possible to suppress the adhesion of the residual foreign matter to the disturbance member.
[0028]
When the superimposed voltage is used, it is preferable that the power supply has a value such that the alternating voltage of the superimposed voltage vibrates the disturbance member by electrostatic force.
As a result, the remaining foreign matter attached to the disturbance member can be shaken off, so that it can be more efficiently removed.
The AC voltage value that causes the vibrating member to vibrate may be, for example, a value near half or equal to the natural frequency of the vibrating member.
[0029]
Further, in the present removing mechanism, in order to remove the residual foreign matter attached to the disturbance member, the charging polarity of the disturbance member is switched by a power supply. Here, such switching is performed when the non-image area (the area other than the image area) of the image carrier is touched by the disturbance member (when the non-image area is located in front of the disturbance member). Is preferred.
[0030]
Here, the image area is an area on the image carrier, and when passing in front of the disturbing member, until it returns to the front of the disturbing member (for one cycle (the image carrier makes one rotation). Area) is an area where an image is formed.
On the other hand, the non-image area is an area on the image carrier other than the image area, that is, an area on the image carrier, when passing in front of the disturbance member and before returning to the front of the disturbance member. This is a region where an image is not formed during one cycle.
[0031]
In other words, the image area is an area on the image carrier, and is used for image formation when passing through each process (equipment for executing the process) such as charging, exposure, development, transfer, and disturbance. Is an area where an image is to be formed originally.
On the other hand, the non-image area is an area on the image carrier other than the image area, that is, an area on the image carrier, and when passing through each process (equipment for executing the process), A region in which various operations for forming are not performed and an image is not formed. Such a non-image area is a “pre-rotation” area where an image forming preparation operation is performed on the image carrier by various processes when the apparatus is started in response to a print (print) command, In the "inter-paper" area between the image on the image carrier and the next image at the time of the image formation, the image formation is completed, and the apparatus is stopped or shifted to the standby state. Includes a “post-rotation” area where the end operation is performed.
[0032]
That is, when the polarity of the voltage applied to the disturbing member is switched, the residual foreign matter attached and accumulated on the disturbing member moves to the surface of the image carrier. Therefore, since the amount of the remaining foreign matter on the surface portion increases, there is a possibility that all the remaining foreign matter cannot be removed by the suction portion.
Therefore, when an image is formed in such an area, a charging failure and an exposure failure may occur in an electrophotographic printing process, resulting in image deterioration.
[0033]
Therefore, in the present removing mechanism, when a non-image area where image formation is not performed in one cycle comes before the disrupting member (when the disturbing member is in contact with the non-image area), the power is supplied to the disrupting member. It is preferable that the polarity is switched so that the residual foreign matter accumulated in the disturbance member drops into the non-image area. Thus, it is possible to prevent the residual foreign matter removed from the disturbing member from dropping into the image area, so that the above-described image deterioration can be prevented.
[0034]
Further, it is preferable that the transfer section is set so as to avoid application of a transfer bias to the non-image area when the residual foreign matter attached to the disturbance member is removed in the non-image area.
[0035]
Accordingly, even when the residual foreign matter that cannot be completely collected by the suction unit is transported to the transfer unit, it is possible to prevent the residual foreign matter from adhering to the transfer device (electrostatically attracting) due to the transfer bias. .
Therefore, contamination of the transfer portion due to the residual foreign matter can be avoided, so that the contamination of the transfer portion is transferred to the sheet and the sheet can be prevented from being stained.
[0036]
The application of the transfer bias can be avoided, for example, by setting the transfer unit to a floating state (a state in which an electrical connection is removed and the unit electrically floats in the air).
[0037]
Further, in the present removing mechanism, it is preferable that the disturbing member is housed in a housing that covers the disturbing member.
With this configuration, even if the residual foreign matter attached to the disturbance member falls or scatters to a place other than the image carrier, it can be accommodated in the housing (or the residual foreign matter can be surely returned to the image carrier). Thereby, contamination in the main removing mechanism (in the printing apparatus) due to dropping and scattering of the residual foreign matter and contamination of the sheet can be prevented.
[0038]
Note that, for example, a charging roller of a printing apparatus can be used as the suction unit of the removal mechanism.
In this case, the charging roller charges the image carrier with the charging bias and uses the charging bias as an attraction bias to attract the foreign matter on the image carrier.
[0039]
Further, a developing roller of a printing apparatus may be used as the suction unit.
In this case, the developing roller develops the electrostatic latent image on the image carrier with the developing bias, and attracts foreign substances on the image carrier by using the developing bias as an attracting bias.
[0040]
As described above, by using the charging roller and the developing roller as the suction unit, there is no need to provide a special member (such as a cleaning blade) for removing foreign matter from the image carrier. Therefore, the manufacturing cost of the main removal mechanism (and the printing apparatus provided with the main removal mechanism) can be reduced.
[0041]
When such a charging roller or a developing roller is used as the suction unit, it is preferable that these rollers are set so as to rotate against the image carrier.
[0042]
Here, the charging / developing roller rotates in the opposite direction means that the charging / developing roller rotates in the same direction as the image carrier.
In this case, the charging / developing roller and the image carrier have opposite movement directions of the surfaces facing each other in the charging area or the developing area (the surface of the charging / developing roller and the surface of the image carrier are mutually opposed). Move in a different way). Here, the charging area (developing area) is an area on the image carrier at a portion where the charging roller (developing roller) and the image carrier face each other.
[0043]
Therefore, in this case, the residual foreign matter of the image carrier is attracted to the charging roller (developing roller) at a position where the image carrier enters the charging area (developing area), and is moved in a direction away from the charging area with the rotation of the roller. .
[0044]
As a result, it is possible to prevent the foreign matter on the image carrier from passing through the charging area (developing area), and to prevent the foreign matter from entering between the roller and the image carrier (and damaging the image carrier and the roller).
Further, since no residual foreign matter remains in the charged area (developing area), the foreign matter does not hinder charging (development).
[0045]
Further, in particular, when a charging roller that rotates with the image carrier is used as the suction unit, it is possible to prevent the entry of residual foreign matter into the charging gap (the interval between the image carrier and the charging roller). Therefore, it is not necessary to widen the charging gap in accordance with the large-sized residual foreign matter, and the charging gap can be narrowed. Since the gap between the charging gaps can be narrowed in this way, the charging bias can be reduced as is clear from the “Pasche's empirical formula” indicating the discharge starting voltage in the air discharge. Accordingly, the size of the removing mechanism or the printing apparatus can be reduced.
[0046]
Note that when the charging roller and the image carrier rotate with a whiz (rotation in opposite directions), the charging roller passes through the charging area while holding the removed residual foreign matter. However, on the downstream side of the charging area (downstream side of the image carrier), the surface potential of the image carrier is charged to almost the same potential as the charging bias (DC), so that the foreign matter adsorbing force of the image carrier is reduced. , Which is not much different from the charging roller. Therefore, the ability to electrostatically collect the remaining foreign matter from the image carrier during the rotation of the wisdom is greatly reduced.
[0047]
On the other hand, in the present removal mechanism, since the rotation is the opposite rotation, the charging roller removes the residual foreign matter from the image carrier on the upstream side of the charging area (on the side where the residual foreign matter of the image carrier enters the charging area). . Therefore, the influence of the attraction force of the image carrier can be avoided.
[0048]
In addition, in the present removing mechanism, since the charging roller rotates against the image carrier, the relative running between the surface of the charging roller (charging surface) and the surface of the image carrier (charging surface) in the charging area is performed. The distance can be expanded.
For this reason, it is possible to suppress a variation in charging due to a partial variation in resistance value of the charging roller and the like, and it is possible to improve charging characteristics (uniform charging) of the image carrier.
[0049]
Further, in the present removing mechanism, since the charging roller is rotating against the image carrier, a roller surface to be a new charging surface enters the charging area from the downstream side of the charging area.
[0050]
Therefore, even when a voltage drop occurs due to the charging of the capacitance component inside the charging roller itself as a result of the charging operation on the image carrier, a decrease in the charging potential of the image carrier due to the internal voltage drop can be mitigated.
Further, on the downstream side of the charging area, the surface potential of the image carrier increases with the progress of charging. For this reason, the charging current density (with respect to the area) decreases with an increase in the surface potential, so that a function of alleviating a reduction in the charging potential of the image carrier due to a voltage drop due to a resistance component inside the charging roller also works.
[0051]
This effect is particularly remarkable when the resistance value of the charging roller is high. That is, when the resistance of the charging roller is high, the voltage drop due to the charging of the capacitance component and the voltage drop due to the resistance component become remarkable, and it becomes difficult to raise the image carrier to the normal charging potential.
[0052]
Further, the foreign matter removing method according to the present invention (the present removing method) is a foreign matter removing method for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus. The method includes a disturbing step of disturbing by a member, and an adsorption step of adsorbing the foreign matter after the disturbing by an adsorption bias, wherein the disturbing step includes a charging switching step of alternately switching a charging polarity of the disturbing member. I have.
[0053]
This removal method is a method used in the above-described removal mechanism. That is, in the present foreign matter removing method, in order to remove the residual foreign matter from the disturbing member, the polarity of the disturbing voltage is changed to alternately switch the charging polarity of the disturbing member.
[0054]
That is, in the removing method, a positively charged residual foreign substance can be removed from the disturbance member by applying a positive disturbance voltage to the disturbance member. On the other hand, by applying a negative disturbance voltage to the disturbance member, it is possible to remove the negative residual foreign matter from the disturbance member.
Thus, in the present removing method, it is possible to remove the residual foreign matter from the disturbance member even when the residual foreign matter has any of positive and negative polarities.
[0055]
Further, by alternately switching the charging polarity of the disturbance member, it is possible to prevent a residual foreign substance having one polarity from being excessively attracted.
In addition, by adjusting the time during which the disturbance voltage is positive and the time during which the disturbance voltage is negative (extending the time during which the polarity is the same as the average polarity of the residual foreign matter) in accordance with the charging characteristics of the residual foreign matter, Adhesion can be suppressed more efficiently.
[0056]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described.
The printing apparatus according to the present embodiment (printing apparatus) is an electrophotographic printing apparatus that prints an image corresponding to image data on a sheet (printing paper) using a two-component developer including a toner and a carrier. is there. The developing method of the printing apparatus is reversal development.
[0057]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the printing apparatus.
As shown in this drawing, in the printing apparatus, an LSU 11, a developing device 21, a transfer device 31, a foreign substance disturbing device 41, and a charging device 51 are arranged around a photoreceptor 1 at an exposure position (an irradiation position of the laser beam 12 by the LSU 11). ), The components are arranged in this order along the rotation direction of the photoconductor 1.
[0058]
The photoconductor (image carrier) 1 is a photoconductor drum that is driven to rotate in the direction of arrow R (clockwise) (process speed: 130 mm / s).
The photoreceptor 1 has a configuration in which a film 3 made of a charge generation layer (CGL) such as an organic photoconductive material, a charge transport layer (CTL), and the like is formed on the surface of a grounded conductive tube 2. I have. The photoreceptor 1 is configured to receive on its surface an electrostatic latent image (latent image) formed by a charged charge and a toner image formed by developing the electrostatic latent image.
[0059]
The charging device 51 includes a charging region 5 (a portion of the photoconductor 1 closest to the charging device 51; a region where air discharge occurs between the charging roller 52 and the photoconductor 1 (for example, a voltage applied to the charging roller 52). Is obtained by substituting the maximum value into Pasche's empirical formula)), the surface of the photoreceptor 1 is uniformly negatively charged (−600 V) to a predetermined potential.
[0060]
As shown in FIG. 1, the charging device 51 has a charging roller 52, a charging bias power supply 53, a cleaning film 54, and a spring 55.
[0061]
The spring 55 is for arranging the charging roller 52 close to the photoconductor 1 in a state where the charging roller 52 is not in contact with the photoconductor 1 by its own urging force.
That is, the spring 55 controls the distance (charging gap C) between the discharge surface of the charging roller 52 and the surface of the photoconductor 1 facing this surface to an appropriate value.
[0062]
The charging roller 52 is a magnet roller including a conductive element tube 52a and a resistance layer 52b covering the surface thereof. The surface of the photoconductor 1 is charged (−600 V) via the resistance layer 52b using the charging bias of the charging bias power supply 53 applied to the conductive element tube 52a.
[0063]
In addition, the charging device 51 also has a function (a function as a foreign matter removing mechanism) of removing foreign matter (one that is positively charged) from the photoreceptor 1 in the charging area 5. 54 will be described later in detail.
[0064]
The LSU (laser beam scanner unit; exposure device) 11 is disposed downstream of the charging device 51 in the direction of arrow R and away from the photoconductor 1. As shown in FIG. 1, the LSU 11 has a laser light source 11a, and has a function of exposing (scanning) the surface of the charged photoconductor 1 with a laser beam 12 modulated according to image data. are doing. As a result, the LSU 11 selectively removes the charged charges (minus) on the surface of the photoreceptor 1 and forms an electrostatic latent image according to the image data.
[0065]
The developing device 21 reversely develops the electrostatic latent image on the photoconductor 1 with the toner 61 in the developing area 4 (the closest portion of the photoconductor 1 to the developing device 21), and forms a toner image on the photoconductor 1. Things.
Here, the reversal development is a development method of a type in which a toner is adsorbed to a charge-dissipated portion (exposed portion) in an electrostatic latent image on the photoconductor 1. Further, in the reversal development, when the charging polarity of the photoconductor 1 is set to minus, the main charging polarity of the toner 61 becomes minus having the same polarity as that of the photoconductor 1.
[0066]
As shown in FIG. 1, the developing device 21 includes a developing tank 22 for storing a two-component developer 60 including a toner 61 and a carrier 62, a developing roller 23 contained in the developing tank 22, and a layer thickness regulating member 24. , And a developing bias power supply 25 for applying a developing bias to the developing roller 23.
[0067]
The developing tank 22 stores the developer 60 and stirs the developer 60 with a stirring roller (not shown) provided therein to charge the developer 60 to a predetermined potential (minus).
[0068]
The developer 60 is a two-component developer including a toner 61 which is a magnetic toner made of, for example, styrene acrylic, and a carrier 62 (toner carrier, which is indicated by “C” in FIG. 1) made of an inorganic magnetic material such as magnetite or ferrite. Agent.
[0069]
The developing roller (suction unit) 23 is a roller provided so as to face the photoconductor 1 via a developing gap B (for example, 2 mm).
Then, the developing roller 23 causes the toner 61 in the developing tank 22 to adhere around itself in the form of a magnetic brush using a predetermined developing bias (−400 V) applied from the developing bias power supply 25. Then, the negatively charged toner 61 is attracted to a portion of the electrostatic latent image on the photoconductor 1 where the charge has disappeared, and the electrostatic latent image is converted into a visible image (toner image).
[0070]
Further, the layer thickness regulating member 24 adjusts the distance (doctor gap A; for example, 1.5 mm) between itself and the photoconductor 1, and uses a predetermined bias from a power supply (not shown) to apply toner adhering to the developing roller 23. Adjust the thickness of the layer. Then, by this adjustment, the amount of toner supplied to the photoconductor 1 is controlled.
[0071]
The developing device 21 also has a function of removing foreign matter (negatively charged one) on the photoreceptor 1 in the developing area 4 (function as a foreign matter removing mechanism), which will be described later in detail. Will be described.
[0072]
The transfer device (transfer unit) 31 transfers the toner image on the photoconductor 1 to the sheet P, and includes a transfer roller 32 and a transfer bias power supply 33.
The transfer roller (transfer section) 32 conveys the sheet P to a nip portion (transfer area) between the photoconductor 1 and the transfer roller 32 by being rotated by the rotation of the photoconductor 1, and is transferred to the photoconductor 1. Press.
The transfer roller 32 uses a predetermined transfer bias (+2 kV) applied from a transfer bias power supply 33 to attract the toner image (negatively charged) on the photoconductor 1 to the sheet P side and transfer the toner image to the sheet P side. have.
[0073]
The foreign matter disturbance device (charge adjusting member) 41, together with the charging device 51 and the developing device 21, forms a part of the foreign matter removing mechanism in the printing apparatus, and its configuration and function will be described later.
[0074]
Next, a foreign matter removing mechanism (main removing mechanism) in the printing apparatus will be described.
Generally, in an electrophotographic printing apparatus, after a toner image is transferred to a sheet, a part of the toner image remains on the photosensitive drum. In addition, paper dust coming out of the sheet, carriers in the developer, and the like may also adhere to the surface of the photoconductor 1.
[0075]
The present removing mechanism removes such residual toner, paper dust, carrier, and the like from the surface of the photoconductor 1 by cleaning the surface of the photoconductor 1, and can reuse the toner (toner and carrier). In the developing device 21 (developing tank 22).
[0076]
As described above, the present removing mechanism includes the foreign substance disrupting device 41, the charging device 51, and the developing device 21.
Here, the foreign matter disturbing device 41 disturbs (agitates) the aggregates of foreign matter on the photoreceptor 1 to loosen them. The charging device 51 is for removing (adsorbing) a positively charged foreign substance. Further, the developing device 21 is for removing (adsorbing) foreign substances that are negatively charged.
Hereinafter, the configuration of each of the members 41, 21 and 51 (mainly the configuration as the foreign matter removing mechanism) will be described.
[0077]
First, the foreign matter disturbance device (charge adjusting member) 41 will be described.
As described above, the foreign matter disturbing device 41 disturbs (agitates) the aggregates of foreign matter on the photoreceptor 1 to loosen the contaminants. The purpose of this is to increase the adsorption efficiency.
[0078]
Here, the foreign matter on the photoconductor 1 is, for example, toner remaining on the photoconductor 1 without being transferred to the sheet P after the transfer process (residual toner; the negative residual toner 61a and the positive residual toner 61b shown in FIG. 1). And residual foreign matter such as a carrier 62 (indicated by “C” in FIG. 1) or a paper powder 63 (indicated by “paper” in FIG. 1) adhered to the surface of the photoconductor 1.
[0079]
As shown in FIG. 1, the foreign matter disrupting device 41 is disposed on the upstream side (upstream of the charging area 5) of the charging device 51 along the direction of the arrow R, and connects the conductive brush 42 and the disturbance voltage power supply 43. Have.
[0080]
The conductive brush (disturbing member) 42 is a brush arranged such that its tip is in contact with the surface of the photoconductor 1, and disturbs the aggregate of foreign matter on the photoconductor 1.
The disturbance voltage power supply (power supply) 43 is for applying a DC disturbance voltage (brush bias; +500 V) having the same polarity (plus) as the transfer bias to the conductive brush 42.
Thus, in the foreign matter disturbance device 41, the charge of the foreign matter on the photoconductor 1 can be adjusted.
[0081]
That is, in the printing apparatus, the surface of the negatively charged photoreceptor 1 is exposed to form an electrostatic latent image, and the toner 61 negatively charged by the developing device 21 is attracted to a portion where the charge of the latent image has disappeared. Development is performed.
Therefore, almost all of the toner 61 is negatively charged up to the transfer area. When the toner remains on the photoconductor 1 beyond the transfer area, the charge amount of the toner 61 has a broad distribution due to the transfer bias of +2 kV, and is positively charged as a whole (average value).
That is, as for the residual toner immediately after the transfer area, the negative residual toner 61a (negatively charged residual toner) and the positive residual toner 61b (positively charged residual toner), which accounts for the majority, are mixed. It is in a state.
[0082]
Then, in the foreign matter disturbance device 41, by applying a positive disturbance voltage (DC) to the conductive brush 42, the residual toner is shifted to the more positively charged side, and the positive residual toner 61 b on the photoconductor 1 is increased. The foreign matter adsorption efficiency of the charging roller 52 is improved.
Further, due to the DC disturbance voltage in the conductive brush 42, foreign substances other than the toner (for example, the paper powder 63 and the carrier) are also positively charged.
[0083]
Further, in the printing apparatus, an AC voltage (alternating voltage) can be applied to the conductive brush 42 by the disturbance voltage power supply 43, which will be described later.
[0084]
Next, the charging device 51 will be described.
The charging device 51 has a function of removing, from the photoconductor 1, a positively charged foreign substance remaining on the photoconductor 1 after transfer, in addition to the function of uniformly charging the photoconductor 1 described above. have.
Here, the positively charged foreign matter (positive foreign matter) includes the positive residual toner 61b (indicated by "+" in FIG. 1), the carrier 62 (indicated by "c" in FIG. 1), and paper dust. 63 (shown as "paper" in FIG. 1).
[0085]
That is, the charging device 51 is a charging and cleaning device that removes these positive foreign substances (and their aggregation souls) from the surface of the photoconductor 1 by adsorbing them on the surface of the resistance layer 52b.
[0086]
As shown in FIG. 1, the charging area 5 includes a cleaning film 54 in addition to the charging roller 52, the charging bias power supply 53, and the spring 55 described above.
The charging roller (suction unit) 52 is set by an unillustrated driving system so as to rotate in the direction of arrow G shown in FIG. 1, that is, in the same direction as the rotation direction (R) of the photoconductor 1 (actual rotation). I have.
[0087]
That is, the charging roller 52 and the photoconductor 1 are set by the driving systems different from each other so that the moving directions of the surfaces facing each other in the charging area 5 are opposite to each other.
Further, as described above, the charging roller 52 includes the conductive element tube 52a and the resistance layer 52b covering the surface thereof, and is a magnet roller including a magnet inside the resistance layer 52b.
[0088]
The charging roller 52 charges (−600 V) the surface of the photoconductor 1 via the resistance layer 52 b using the charging bias of the charging bias power supply 53 applied to the conductive element tube 52 a, and causes the photoconductor 1 to be charged. It has a function of electrically and magnetically adsorbing the remaining foreign matter.
[0089]
The charging bias power supply 53 applies a charging bias to the charging roller 52. In this printing apparatus, the charging bias is a superimposed voltage (charging superimposed voltage) obtained by superimposing an AC voltage (1.8 KVpp peak-to-peak voltage, frequency 900 Hz) on a DC voltage (-600 V).
[0090]
The cleaning film (cleaning unit, collection member) 54 is provided so as to be in contact with the charging roller 52, and cleans the surface of the charging roller 52 by scraping foreign substances adsorbed on the charging roller 52.
[0091]
Further, the cleaning film 54 also has a function of conveying (collecting) the scraped foreign matter into the developing tank 22 of the developing device 21 and includes a cleaning blade and a toner conveying screw.
In addition, as a material of the cleaning film 54, for example, polyethylene terephthalate can be used.
[0092]
Next, the developing device 21 will be described.
The developing device 21 has a function of developing the electrostatic latent image to form a toner image, and also removes, from the photoconductor 1, a negatively charged foreign substance remaining on the photoconductor 1 after transfer.・ Has a function to collect.
[0093]
Here, the negatively charged foreign matter (negative foreign matter) includes, for example, negative residual toner 61a (indicated by “-” in FIG. 1), paper dust 63, and the like.
That is, the developing device 21 is a developing and cleaning device that removes these negative foreign substances (and their aggregation souls) from the surface of the photoreceptor 1 by adsorbing on the surface of the developing roller 23.
[0094]
As described above, the developing device 21 includes the developing tank 22, the developing roller 23, the layer thickness regulating member 24, and the developing bias power supply 25.
As shown in FIG. 1, the developing roller 23 includes a magnet roll 23a and a sleeve 23b that covers the magnet roll 23a.
[0095]
The developing roller 23 magnetically attracts the toner 61 to the surface of the sleeve 23b by the magnetic force generated from the magnet roll 23a, and also forms a magnetic brush (not shown) on the surface of the sleeve 23b. Is set.
[0096]
That is, the developing roller 23 supplies the toner 61 to the photoreceptor 1 in the developing area 4 to develop the electrostatic latent image, while remaining on the surface of the photoreceptor 1 upstream of the developing area 4 in the direction of the arrow R. The negative foreign matter is rubbed with a magnetic brush so as to be electrostatically or mechanically removed from the surface of the photoconductor 1.
[0097]
It should be noted that the negative foreign matter (particularly, the negative residual toner 61 a) adsorbed on the developing roller 23 is returned to the developing tank 22 provided deeper than the developing roller 23 with the rotation of the developing roller 23. Thereafter, the stirring roller (not shown) provided in the developing tank 22 gives sufficient stirring charge to the negative residual toner 61a.
[0098]
Next, a printing process of the printing apparatus will be briefly described.
First, the surface of the photoconductor 1 is uniformly charged by the charging device 51. Next, the uniformly charged surface of the photoconductor 1 is exposed by a laser beam 12 emitted from a laser light source 11a of the LSU 11. This exposure is performed sequentially on a line-by-line basis in the main scanning direction while modulating the laser beam 12 based on image data input externally. Thus, an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 1 (exposure step).
[0099]
Next, when the electrostatic latent image passes through the developing area 4 with the rotation of the photoconductor 1, the developing device 21 (developing roller 23) supplies the toner 61 to the latent image. As a result, the toner 61 is electrostatically attracted to the exposed portion of the electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is visualized (toned) as a toner image (developing step).
[0100]
Then, the toner image on the photoconductor 1 is transferred to a sheet P fed from a paper feed cassette (not shown) when passing through a nip portion (transfer area) between the photoconductor 1 and the transfer device 31. (Transfer process).
[0101]
Thereafter, the sheet P is conveyed to a fixing device (not shown), where the toner image is fixed on the sheet P to be a permanent visible image. Then, the fixed sheet P is discharged onto a discharge tray by a discharge roller (both not shown).
[0102]
In the transfer area, residues such as residual toner remaining on the photoreceptor 1 without being transferred to the sheet P are disturbed (stirred) by the conductive brush 42 and loosened. And a positive disturbance voltage (direct current) having the same polarity as the above.
[0103]
Thereafter, the positively charged residue on the photoreceptor 1, in particular, the positive residual toner 61 b and the carrier 62 are magnetically or electrostatically attracted by the charging roller 52 on the upstream side of the charging area 5 in the direction of the arrow R. Cleaning. Then, the residue adsorbed on the charging roller 52 is removed from the charging roller 52 by the cleaning film 54, and is returned into the developing tank 22 (first cleaning step).
[0104]
Further, the negatively-charged residue (negative residual toner 61 a) remaining on the photoconductor 1 even after passing through the charging area 5 is transferred to the developing roller 23 on the upstream side of the developing area 4 in the arrow R direction. It is electrostatically or mechanically removed by rubbing with the formed magnetic brush and returned to the inside of the developing tank 22 (second cleaning step).
[0105]
Then, the photosensitive member 1 from which the residue has been removed is uniformly charged again by the charging roller 52, and the exposure, development, transfer, and first and second cleaning steps for the next printing are repeated.
[0106]
As described above, the present removing mechanism is set so that the positive foreign matter remaining on the photoreceptor 1 is removed (sucked) by the charging roller 52, while the negative foreign matter is removed (sucked) by the developing roller 23. I have.
[0107]
Thus, according to the present removing mechanism, a dedicated cleaning device (such as a cleaning blade) for removing foreign matter remaining on the photoconductor 1 is not required. Therefore, the size of the printing apparatus can be reduced.
In addition, it is possible to prevent the photoreceptor 1 from being reduced in film thickness, the occurrence of rubbing, and the fusion of foreign matter, which occur when a cleaning blade is used, and to reduce the load torque of the photoreceptor 1.
[0108]
Further, the charging device 51 is provided with a cleaning film 54 for removing foreign substances attached to the charging roller 52 and cleaning the surface of the charging roller 52.
Thus, accumulation of foreign matter (residual toner) on the charging roller 52 can be prevented, so that deterioration of the charging characteristics of the charging roller 52 and abnormal discharge can be prevented, and the charging characteristics can be stabilized. Therefore, occurrence of image fogging can be avoided.
[0109]
If the cleaning film 54 is not provided, the foreign matter (positive residual toner 61b) adsorbed by the charging roller 52 may return to the photoconductor 1 again.
On the other hand, in the present printing apparatus, the normal residual toner 61b is collected in the developing tank 22 by the cleaning film 54, so that it is possible to avoid returning the toner 61b to the photoconductor 1.
[0110]
Further, the charging device 51 is set so that foreign matter such as the positive residual toner 61 b removed from the charging roller 52 by the cleaning film 54 is returned to the developing tank 22. As a result, the positive residual toner 61b is provided with sufficient stirring and charging in the developing tank 22, similarly to the negative residual toner 61a. As a result, the positive residual toner 61b can be reused.
[0111]
Further, by providing the cleaning film 54, it is not necessary to provide a collecting device for collecting foreign substances on the photoconductor 1 separately from the charging device 51. Therefore, the structure of the printing apparatus can be simplified.
[0112]
In the charging device 51, the charging roller 52 is set to rotate in the same direction as the photosensitive member 1 (rotate the photosensitive roller 1 against the photosensitive member 1).
That is, when the charging roller 52 and the photoconductor 1 rotate in directions different from each other (wiz rotation; the closest positions of the two move in the same direction), the foreign matter on the photoconductor 1 may be on the upstream side of the charging area 5. Even after being attracted to the charging roller 52, the sheet passes through the charging area 5 while being sandwiched between the charging roller 52 and the photoconductor 1, and moves away from the photoconductor 1 downstream of the charging area 5. Become.
For this reason, when the size of the foreign matter is large, the foreign matter penetrates into the charging gap, which increases the rotation load of the photoconductor 1 and the charging roller 52. If such foreign matter is relatively hard (such as the carrier 63), the surfaces of the photoconductor 1 and the charging roller 52 may be damaged.
Further, abnormal discharge may be caused via the foreign matter, which may cause uneven charging and damage to the photoconductor and the charging roller.
[0113]
Further, when the foreign matter such as the positive residual toner 61b passes through the charging area 5 with the foreign matter interposed therebetween, the foreign matter is charged by the charging bias, but the portion of the photoconductor 1 thereunder may not be charged (uncharged part may be generated). . For this reason, even if the foreign matter is removed in the developing device 21, the amount of charge in the above-mentioned portion is small, so that the toner to be developed is attracted to the portion, which causes image fogging.
[0114]
On the other hand, when the charging roller 52 rotates against the photosensitive member 1, the foreign matter adsorbed by the charging roller 52 on the upstream side (upstream in the R direction) of the charging area 5 is caused by the rotation of the charging roller 52. Thus, it is moved in a direction away from the charging area 5.
Accordingly, it is possible to prevent the foreign matter on the photoconductor 1 from passing through the charging area 5 (charging gap C), and prevent the foreign matter from penetrating into the charging gap C (and damaging the photoconductor 1 and the charging roller 52). In addition, the occurrence of the above-described uncharged portion in the photoconductor 1 can be prevented.
[0115]
In addition, in the charging device 51, the entry of foreign matter into the charging gap C can be prevented, so that it is not necessary to widen the charging gap C in accordance with a large-sized foreign matter (for example, the carrier 62), so that the charging gap C can be narrowed.
By narrowing the interval of the charging gap C in this manner, the charging bias can be reduced as is clear from the “Pasche's empirical formula” indicating the discharge starting voltage in the air discharge. Further, the size of the charging device 51 can be reduced.
[0116]
When the above-described charging superimposed voltage is applied to the charging roller 52, the surface potential of the photoconductor 1 is charged to substantially the same potential as the DC component of the charging superimposed voltage downstream of the charging area 5. Therefore, the ability to electrostatically attract the positive foreign matter from the photoreceptor 1 during the rotation of the wisdom is greatly reduced.
[0117]
On the other hand, in the opposite rotation, the positive residual toner 61b is attracted to and conveyed to the charging roller 52 in the vicinity of the charging area 5 where the charging of the photoconductor 1 is started, on the upstream side in the rotation direction of the photoconductor 1. Therefore, the DC component of the charging superimposed voltage can be effectively used for electrostatic adsorption of the positive residual toner 61b.
[0118]
Further, in the reversal development, if foreign matter (positive foreign matter in the present embodiment) charged opposite to the toner to be developed remains on the photoconductor 1 at the time of development, the toner is easily absorbed by the foreign matter. . Therefore, when such foreign matter remains in the unexposed portion, there is a problem that image fogging (charging unevenness; white background stain) is significantly generated.
[0119]
Further, in the charging roller 52, since the charging roller 52 is rotating against the photosensitive member 1, the relative traveling distance between the charged surface of the charging roller 52 and the charged surface of the photosensitive member 1 in the charging region 5 is increased. it can.
For this reason, it is possible to suppress a change in charging due to a partial change in resistance value of the charging roller 52 and the like, so that charging characteristics (uniform charging) of the photoconductor 1 can be improved.
[0120]
In addition, since the charging roller 52 rotates against the photosensitive member 1, a surface to be a new charging surface enters the charging area 5 (charging gap C) from the downstream side of the charging area 5. Therefore, even when a voltage drop occurs due to the charging of the capacitance component inside the charging roller 52 itself as a result of the charging operation of the photoconductor 1, a decrease in the charging potential of the photoconductor 1 due to the internal voltage drop can be mitigated.
[0121]
Further, on the downstream side of the charging area 5, the surface potential of the photoconductor 1 increases with the progress of charging. For this reason, the charging current density (with respect to the area) also decreases with an increase in the surface potential, so that a function of alleviating a reduction in the charging potential of the photoconductor 1 due to a voltage drop due to a resistance component inside the charging roller 52 also works. .
[0122]
This effect is particularly remarkable when the resistance value of the charging roller is high. That is, when the resistance of the charging roller is high, the voltage drop due to the charging of the capacitance component and the voltage drop due to the resistance component become remarkable, and it becomes difficult to raise the photosensitive member 1 to the normal charging potential.
[0123]
Further, in the charging device 51, as a charging bias, a charging superimposed voltage obtained by adding an AC component to a negative DC voltage is applied to the charging roller 52 (a DC component of -600 V and a peak-to-peak voltage of 1.8 kV). , And an AC component having a frequency of 900 Hz is added).
[0124]
Accordingly, the surface of the photoconductor 1 is uniformly charged by the negative DC component, and positive foreign substances (particularly, the positive residual toner 61b) are electrostatically attracted to the charging roller 52.
[0125]
Then, positive and negative foreign substances on the surface of the photoconductor 1 are vibrated (vibrated) by the AC component. As a result, the separation of the foreign matter from the photoreceptor 1 is promoted, and the positive residual toner 61b can be efficiently electrostatically attracted, so that the removal efficiency of the positive residual toner 61b can be increased.
[0126]
That is, by superimposing the AC component on the DC component, an AC electrostatic force (alternating electrostatic force) acts on the positive residual toner 61b on the photoreceptor 1 near the entry position into the charging area 5 (the upstream side in the R direction). .
Thereby, the separation of the positive residual toner 61b from the photoconductor 1 can be promoted, and the separated normal residual toner 61b becomes cloud-like. Thereby, the suction efficiency of the charging roller 52 can be increased.
[0127]
From a microscopic point of view, there is a timing at which the repulsive force from the AC electric field acts on the positive residual toner 61b. However, since the DC component acts, the macro can efficiently adsorb the positive residual toner 61b.
[0128]
In the charging device 51, the charging roller 52 is a magnet roller provided with a magnet inside the resistance layer 52b. Thus, foreign matter on the photoreceptor 1 can be removed not only by electrostatic force but also by magnetic force (magnetic attraction force).
[0129]
That is, when the carrier 62 having a large mass is electrostatically adsorbed, the load on the charging roller 52 is increased, and the adsorption efficiency is deteriorated. On the other hand, by applying a magnetic attraction force to the carrier 62 in addition to the electrostatic force, the adsorption efficiency can be increased.
[0130]
In the present removing mechanism, a foreign substance disrupting device 41 having a conductive brush 42 is provided upstream of the charging area 5.
Thereby, the foreign matter on the surface of the photoreceptor 1 is disturbed (stirred) and loosened, so that the efficiency of attracting the foreign matter by the charging roller 52 and the developing device 21 can be increased.
[0131]
Further, the foreign substance disrupting device 41 includes a conductive brush 42 having a brush structure. Thereby, the loosened foreign matter can pass through the gap between the brushes, so that the foreign matter can be prevented from staying in the conductive brush 42, and the foreign matter can be satisfactorily disturbed. Further, it is possible to prevent the surface of the photoconductor 1 from being damaged.
[0132]
In the conductive brush 42, a positive disturbance voltage is applied to foreign matter (such as residual toner).
Thereby, the polarity of the foreign matter on the photoconductor 1 can be shifted to the plus side, and the adsorption efficiency by the charging roller 52 can be improved.
[0133]
Further, the charge of the foreign matter (toner 61) set at the time of development can be lost by the disturbance voltage. As a result, even when the toner 61 reenters the transfer area without being removed from the photoconductor 1, image noise (black point) due to the toner image memory can be prevented.
Further, by the disturbance voltage of the conductive brush 42, the residual potential remaining on the photoconductor 1 can be flattened, and the potential of the photoconductor 1 and the voltage of the foreign matter can be adjusted.
[0134]
Further, in this printing apparatus, the negative foreign matter (particularly, the negative residual toner 61 a) remaining on the photoconductor 1 is attracted and collected by the developing roller 23, and the collected negative residual toner 61 a is returned to the developing tank 22. A sufficient stirring charge is given by the stirring roller inside.
As a result, the charge of the collected negative residual toner 61a can be adjusted to a predetermined charge amount, and can be used again for development. As a result, the toner image memory can be prevented, and the collected negative residual toner 61a can be reused.
[0135]
Here, the point of applying an AC voltage (alternating voltage) to the conductive brush 42 in the foreign matter disrupter 41 of the present removal mechanism will be described.
[0136]
As described above, in the present removal mechanism, almost all the toner 61 is negatively charged up to the transfer area. When the toner remains on the photoconductor 1 beyond the transfer area, the charge amount of the remaining toner has a broad distribution due to the transfer bias of +2 kV, and the whole (average value) is positively charged. At this time, the residual toner is in a state where a small amount of the negative residual toner 61a and a majority of the positive residual toner 61b are mixed.
[0137]
In the foreign matter disturbance device 41, the disturbance voltage power supply 43 shifts the residual toner (and other foreign matter) to the positive charge side by applying a positive disturbance voltage to the conductive brush 42, so that the positive polarity By increasing the residual toner 61b, the efficiency of foreign matter adsorption by the charging roller 52 is improved.
[0138]
However, when the disturbance is performed using such a conductive brush 42, the residual toner may adhere to and accumulate on the conductive brush 42.
That is, the charge amount distribution of the residual toner shows positive charge as an average value. However, among the residual toners, there are toners that are positively charged, have a small charge amount (charge amount), have a weak electrostatic repulsion force, have no charge amount, and have a slight negative charge. is there.
Then, the residual toner adheres and accumulates on the conductive brush 42 due to an intermolecular force and an adhesive force acting between the conductive brush 42 and the toner. A synergistic effect with electrostatic attraction acts).
[0139]
Therefore, in the present removing mechanism, in accordance with a user's instruction, the disturbance voltage power supply 43 supplies the conductive brush 42 with a superimposed voltage (a disturbance superimposed voltage; AC superimposed voltage) in which a DC voltage (DC bias) is superimposed on an AC voltage. Bias) is applied as a disturbance voltage.
Such a disturbance superimposed voltage has, for example, an amplitude of 1 kVp-p, a frequency of 500 to 2000 Hz, and a DC bias of +500 V at a process speed of 130 mm / s.
[0140]
As a result, as shown in FIG. 2, even if the positive residual toner 61b accumulates on the conductive brush 42, the instantaneous voltage value (positive) applied to the conductive brush 42 increases, so that FIG. As shown in (1), the positive residual toner 61b can be electrically removed from the conductive brush 42.
[0141]
Further, since the voltage of the conductive brush 42 instantaneously takes a negative value, the negative residual toner 61a attached to the conductive brush 42 can also be removed.
[0142]
Further, the disturbance voltage power supply 43 applies the disturbance superimposed voltage, so that the value and polarity of the electrostatic force for both the residual toner 61a and 61b attached to the conductive brush 42 are oscillated (varied).
Accordingly, the residual toners 61a and 61b can be swung by the electrostatic force, so that the residual toners 61a and 61b attached to the conductive brush 42 by the intermolecular force and the adhesive force can also be removed from the conductive brush 42. It becomes possible.
[0143]
Further, when such a disturbance superimposed voltage is applied to the disturbance voltage power supply 43, there is a timing at which the charge amount of the residual toner on the photoconductor 1 shifts to the negative polarity side. When this area shifts to the charging area, there is a possibility that a time occurs in which the efficiency of collecting the residual toner 61 by the charging roller 52 slightly decreases.
However, in the present removal mechanism, not only the collection of the positive residual toner 61b by the charging roller 52 but also the collection of the negative residual toner 61a by the developing roller 23 rotating against the photoconductor 1 There is no problem because mechanical and electrostatic collection by a rotating magnetic brush is performed.
[0144]
When a superimposed disturbance voltage is applied as the disturbance voltage, it is preferable that the surface of the photoconductor 1 that is in contact with the conductive brush 42 be a non-image area (not an image area).
[0145]
Here, the image area is an area on the surface of the photoreceptor 1, and when it passes in front of the conductive brush 42, until it rotates once (before returning to the front of the conductive brush 42). Area where an image is formed (exposed).
On the other hand, the non-image area is an area of the surface of the photoconductor 1 other than the image area (the area of the surface of the photoconductor 1, and when passing in front of the conductive brush 42, the time from one rotation to the next rotation) (A region where no image is formed (not exposed)).
[0146]
That is, when a disturbance superimposed voltage is used as the disturbance voltage applied to the conductive brush 42, the residual toner attached and accumulated on the conductive brush 42 moves to the surface of the photoconductor 1. Accordingly, since the amount of residual toner on the surface portion increases, there is a possibility that all the residual toner cannot be removed by the charging roller 52 and the developing roller 23. Therefore, when an image is formed in such an area, a charging failure and an exposure failure may occur, which may cause image degradation.
[0147]
Therefore, in the present removing mechanism, when a non-image area where image formation is not performed during one rotation comes before the conductive brush 42 (when the conductive brush 42 is in contact with the non-image area), the disturbance occurs. It is preferable that the voltage power supply 43 applies a disturbance superimposed voltage to the conductive brush 42 to remove residual toner accumulated on the conductive brush 42. As a result, the above-described image deterioration can be prevented.
[0148]
Here, specific examples of the non-image area on the photoconductor 1 include an area located in front of the LSU 11 at the time of pre-rotation and post-rotation, and a gap between sheets at the time of printing on a plurality of sheets. Area).
The pre-rotation refers to the warm-up of the fixing device, the charging of the developer 60 in the developing tank 22, and the charging device, which are performed prior to printing when a print instruction (print execution command) is received from the outside. This is the time during which a series of operations for setting the printing apparatus in a printable state, such as the start-up of the printer 51 (print preparation time).
The post-rotation time refers to a series of processing operations for stopping the printing apparatus, such as unloading a sheet and stopping charging, after finishing the last image formation (exposure) based on a print instruction. Time (stop preparation time).
[0149]
Whether or not the area on the photoconductor 1 is a non-image area is determined by a control unit (not shown) of the printing apparatus (or the removing mechanism).
This control unit is for controlling all (or a part of) the processing (printing processing and foreign matter removing processing) of the present removing mechanism. In particular, the control unit controls the removing mechanism (particularly, the disturbance voltage power supply 43) based on a user's instruction or an instruction from a sensor that measures the amount of residual toner attached to the conductive brush 42, and the like. It has a function of adjusting the type (DC or superimposed voltage) and magnitude of the disturbance voltage applied to the brush 42.
[0150]
Further, in the present removing mechanism, as described above, it is preferable that the polarity of the disturbance voltage (DC) applied to the conductive brush 42 by the disturbance voltage power supply 43 be a plus having the same polarity as the transfer bias. Further, it is preferable that the DC voltage (DC bias) of the disturbance superimposed voltage applied to the conductive brush 42 by the disturbance voltage power supply 43 is also positive.
[0151]
Table 1 shows that (a) when a DC voltage of +500 V is applied as a disturbance voltage, (b) when a DC voltage of -500 V is also applied, (c) when no disturbance voltage is applied (floating), and (d) conductivity 10 is a table showing the state of image quality (with or without toner image memory) when the conductive brush 42 is grounded (0 V) (10).⁴(The conductive brush 42 having a resistance value of Ω · cm is used.)
[0152]
[Table 1]

[0153]
FIG. 4 shows (1) during development, (2) immediately before transfer (untransferred), (3) after passing through the conductive brush 42, and (3) 4 is a graph showing a result of measuring a charge amount of the toner 61 after charging by the charging roller 52.
In FIG. 4, the vertical axis indicates the charge amount (C) of the toner 61, and the horizontal axis indicates the states (timings) shown in (1) to (4). In FIG. 4, “◇” indicates (b), “□” indicates (d), “、” indicates (a), and “○” indicates the case where the conductive brush 42 was not used (no brush). .
As shown in FIG. 4, when a DC voltage of +500 V is applied to the conductive brush 42, the positive residual toner 61b increases.
[0154]
Also, from the results shown in Table 1, the toner image memory can be significantly suppressed by increasing the positive residual toner 61b by the conductive brush 42 (the charge amount (initial charge) of the toner 61 during development is reduced). Is lost).
[0155]
If the DC component of the disturbance voltage applied to the conductive brush 42 is negative, the conductive brush 42 sucks the positive residual toner 61b occupying most of the residual toner. Therefore, by making the DC component of the disturbance voltage the same polarity as the transfer bias as described above, it is possible to prevent a large amount of the positive residual toner 61b from being sucked by the conductive brush 42.
[0156]
Further, in the present removing mechanism, it is preferable that the DC component of the disturbance superimposed voltage applied to the conductive brush 42 by the disturbance voltage power supply 43 is equal to or higher than the discharge starting voltage. Thus, the efficiency of adsorption of the positive foreign matter by the charging roller 52 can be improved.
This is because, as is already known for the contact charging roller, it is possible to charge an insulator to which charge injection is difficult by applying a voltage higher than a discharge starting voltage. Therefore, by applying a disturbance voltage having a DC component equal to or higher than the discharge starting voltage to the toner of the photoconductor 1 which is difficult to inject electric charges, it becomes possible to flow an effective charging current, and the toner is reliably charged. Can be
[0157]
When the DC component of the disturbance voltage applied to the conductive brush 42 is equal to or higher than the discharge starting voltage, the surface of the photoconductor 1 that is in contact with the conductive brush 42 becomes non-conductive for the same reason as described above. Preferably, it is an image area (not an image area).
[0158]
Further, it is preferable that the disturbance superimposed voltage applied to the conductive brush 42 as the disturbance voltage is a voltage that causes the conductive brush 42 to vibrate by electrostatic force.
As a result, the residual toner attached to the conductive brush 42 can be shaken off, so that the residual toner can be removed more efficiently, and the cleaning performance for the conductive brush 42 can be improved.
[0159]
When the conductive brush 42 is vibrated, the conductive brush 42 can be vibrated more efficiently by vibrating at a frequency near the natural frequency of the conductive brush 42.
[0160]
Here, the vibration (electrostatic vibration) of the conductive brush 42 due to the electrostatic force will be described in detail.
Each fiber in the conductive brush 42 is an elastic body and can be handled as a beam. That is, when a disturbance superimposed voltage is applied to the conductive brush 42, an electrostatic force acts between the conductive brush 42 and the photoconductor 1. This electrostatic force is a suction force or a repulsion depending on a mirror image force which is only a suction force irrespective of the polarity acting on the surface of the base material (aluminum pipe) of the photoconductor 1 as a boundary surface and a polarity received by a charge on the surface of the photoconductor 1. Consists of Coulomb force, which is a force. For example, when the mirror image force is superior to the Coulomb force, such as when the surface potential of the photoconductor 1 is 0 V, the electrostatic force has a frequency component twice as high as the AC component (AC component). Conversely, when the Coulomb force is superior, the electrostatic force has a frequency component equal to the AC component (AC component).
[0161]
Thereby, the conductive brush 42 vibrates (is vibrated).
[0162]
When the frequency of the AC component of the electrostatic force generated by the disturbance superimposed voltage is close to the natural frequency of the conductive brush 42, that is, the frequency component of the disturbance superimposed voltage is 電 圧 of the natural frequency of the conductive brush 42. In the case of double or nearly equal, the amplitude value of the electrostatic vibration in the conductive brush 42 becomes large.
When calculating the natural frequency of the conductive brush 42, as described above, each brush fiber is treated as one beam.
That is, while the point of contact with the photoreceptor 1 (the tip of the brush fiber) is used as a support end, when the base of the fiber is fixed with resin or the like, the base is used as a fixed end, and calculation as a vibrating beam is performed. Do. If the brush fibers are planted, the root is treated as the second support end.
[0163]
Hereinafter, the calculation of the natural frequency of the beam will be briefly described.
The beam diameter is d (cm), the length is L (cm), and the longitudinal elastic modulus is E (kg / cm).²), The second moment of area is I (cm⁴), The cross-sectional area is A (cm²), The weight per unit volume is γ (kg / cm 3), and the gravitational acceleration is g = 981 (cm / s).²), Where λ is a coefficient based on the boundary condition, the natural frequency f (Hz) is obtained by the following equation (1).
f = λ²/ (2π · L²) · [E · I · g / (γ · A)]^1/2    … (1)
Where I = (π / 64) · d⁴
When fixed end-support end λ = 3.927
When supporting end-supporting end λ = π
These equations are described in detail in Non-Patent Document 1.
In addition, the tips of the brush fibers are in contact with the photoreceptor 1 in a freely movable state, and the angle formed by the tips is not restricted. (If the tip of the hair separates from the surface of the photoreceptor 1 due to vibration (excitation), it becomes a free end.)
When the root of the brush fiber is fixed with a resin or the like, the angle of the root is restricted (fixed), so that the brush fiber is treated as a fixed end.
Furthermore, when the brush fibers are planted, it is appropriate to treat them as support ends (second support ends) because the root angle has a degree of freedom.
[0164]
As described above, in the present removing mechanism, the conductive brush 42 is vibrated by the electrostatic force by the disturbance voltage power supply 43 applying the disturbance superimposed voltage to the conductive brush 42. Therefore, the residual toner adhered and accumulated on the conductive brush 42 can be more efficiently removed.
Also, there is no need to separately provide a dedicated device for mechanically vibrating the brush. Therefore, the manufacturing cost can be reduced as compared with such a brush capable of mechanical vibration (movable brush; a kind of fur brush, etc.).
[0165]
Further, as shown in FIG. 5, it is preferable that the foreign matter disrupting device 41 is provided with a housing 44 for housing the conductive brush 42 (preferably, the conductive brush 42 is housed in the housing 44). .
With this configuration, even if the residual toner attached to the conductive brush 42 falls or scatters, it can be stored in the housing 44 (or the residual toner can be surely returned to the surface of the photoconductor 1). Thereby, contamination in the printing apparatus due to dropping and scattering of the residual toner and contamination of the sheet can be prevented.
[0166]
Further, as described above, the removal of the residual toner from the conductive brush 42 by the application of the disturbance superposition voltage may be performed when the non-image area of the photoconductor 1 is located before the conductive brush 42. preferable.
[0167]
Here, the amount of charge of the residual toner returned from the conductive brush 42 onto the photoreceptor 1 varies greatly. Further, at the time of cleaning (removal of attached residual toner) operation of the conductive brush 42, the residual toner is returned to the non-image area of the photoconductor 1 at a time. It will be in large quantities.
[0168]
Therefore, when the non-image area where the residual toner removed from the conductive brush 42 is present enters the transfer area, the transfer roller 32 is placed in a floating state (an electrical connection is removed and the transfer roller 32 is electrically suspended). ) Is preferable.
Accordingly, even when the residual toner that cannot be collected by the charging roller 52 and the developing roller 23 is transported to the transfer area, the residual toner adheres to the transfer roller 32 due to a strong electric field due to the transfer bias (electrostatically. Adsorption) can be prevented.
[0169]
Accordingly, since the transfer roller 32 can be prevented from being contaminated, it is possible to prevent such residual toner from being transferred (transferred) from the transfer roller 32 to the back surface of the sheet, thereby soiling the back surface of the sheet.
[0170]
In this case, if the transfer bias can be prevented from being applied to the residual toner on the photoconductor 1, the transfer roller 32 does not need to be in a floating state.
For example, when the non-image area where the residual toner removed from the conductive brush 42 is present enters the transfer area, the transfer bias power supply 33 may be stopped instead of setting the transfer roller 32 to the floating state. .
[0171]
Further, in the present embodiment, the disturbance superimposed voltage applied to the conductive brush 42 has an amplitude of 1 kVp-p, a frequency of 500 to 2000 Hz, and a DC bias of +500 V. However, the specification of the disturbance superimposed voltage is not limited to this, and may be any value as long as the residual toner can be efficiently removed from the conductive brush 42. The specification of the disturbance superposition voltage is set to a value that can efficiently remove the residual toner from the conductive brush 42 according to the type of the toner 61 and the carrier 62, the material of the photoconductor 1, the charge distribution of the residual toner, the process speed, and the like. Preferably.
[0172]
In the above description, the disturbance voltage power supply 43 applies an AC voltage (AC electric field) to the conductive brush 42 to remove both the residual toners 61a and 61b attached to the conductive brush 42.
However, the present invention is not limited to this, and even in a configuration in which a direct current disturbance voltage is applied to the conductive brush 42, both of the residual toners 61a and 61b attached to the conductive brush 42 are removed by alternately switching the polarity. It is possible to do.
[0173]
That is, when a positive disturbance voltage is applied to the conductive brush 42, the positive residual toner 61 b can be removed from the conductive brush 42, while when a negative disturbance voltage is applied to the conductive brush 42, This is because the negative residual toner 61a can be removed from the brush 42.
[0174]
Also, by adjusting the timing at which the disturbance voltage power supply 43 switches the polarity of the disturbance voltage (DC) applied to the conductive brush 42, substantially the same effect as in the case of applying an AC disturbance voltage can be obtained.
[0175]
Further, by adjusting the time during which the disturbance voltage is positive and the time during which the disturbance voltage is negative (increasing the time during which the polarity is the same as the average polarity of the residual toner) in accordance with the charging characteristics of the residual toner, Adhesion can be suppressed more efficiently.
[0176]
Further, in the present embodiment, when the disturbance voltage power supply 43 of the present removing mechanism normally applies a DC disturbance voltage to the conductive brush 42 and removes the residual toner attached to the conductive brush 42, It is stated that a superimposed voltage is applied.
[0177]
However, it is not necessary to always apply such a disturbance voltage to the conductive brush 42. That is, it is not necessary to apply a voltage to the conductive brush 42 in a normal state. In this case, the conductive brush 42 has only the function of disturbing and loosening the residual toner on the photoconductor 1.
[0178]
When removing the adhered residual toner, an AC voltage having no DC component may be applied to the conductive brush 42 instead of the superimposed voltage.
Also in this configuration, both the negative residual toner 61a and the positive residual toner 61b can be removed from the conductive brush 42 by changing the charging polarity of the conductive brush 42. In addition, the residual toner is also oscillated by a change in polarity of the conductive brush 42. Further, the conductive brush 42 can be electrostatically vibrated.
[0179]
In the present embodiment, the conductive brush 42 disturbs the residual toner on the photoconductor 1. However, the configuration is not limited thereto, and the conductive brush 42 may be configured to only adjust the charged state without disturbing the residual toner.
[0180]
Further, the foreign matter removing mechanism of the present invention is a foreign matter removing mechanism for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus. It has a charge adjusting member (conductive brush 42) for adjustment, and an adsorption unit for adsorbing the charged foreign matter whose adsorption state is adjusted by an adsorption bias, and is set so that the charging polarity of the charge adjustment member can be alternately switched. It can be expressed that the configuration is
[0181]
Further, the foreign matter removing mechanism of the present invention is a foreign matter removing mechanism for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus. The power supply includes a charge adjusting member to be adjusted, a power supply (disturbance voltage power supply 43) for setting the charged state of the charge adjusted member, and an adsorbing portion for adsorbing the charged foreign matter adjusted by the adsorbing bias. It can also be described that the configuration is such that the charging polarity of the charging adjustment member is alternately switched.
[0182]
In addition, the foreign matter removing mechanism of the present invention is a foreign matter removing mechanism for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus. And a suction unit for sucking the disturbed foreign matter by the suction bias. It can be described that the charging state is set to be adjusted, and that the power supply alternately switches the charging polarity of the charging adjustment member.
[0183]
Further, in the present embodiment, the charging device 51 of the printing apparatus is provided with the cleaning film 54, whereby the foreign matter adsorbed on the charging roller 52 is scraped and cleaned, and collected in the developing tank 22.
However, the present invention is not limited to this, and it is not always necessary to collect the foreign matter on the charging roller 52 if the foreign matter on the charging roller 52 can be removed and the surface of the charging roller 52 can be cleaned.
For example, instead of the cleaning film 54, the foreign matter on the charging roller 52 is scraped and cleaned by a cleaning blade, and then the scraped foreign substance is discarded or collected in a collection container unrelated to the developing device 21. You may. That is, a configuration may be adopted in which the scraped foreign matter is not returned into the developing tank 22 (is not collected for reuse).
[0184]
The peripheral speed ratio of the charging roller 52 to the photosensitive member 1 (charging roller peripheral speed / photosensitive member peripheral speed) will be described below. When the peripheral speed ratio is 0 (no peripheral speed ratio), that is, when the peripheral speed ratio is fixed, foreign matters adhering to the surface of the charging roller 52 cannot be removed, so that charging failure occurs.
[0185]
When the charging roller 52 is rotated against the photosensitive member 1 as in the present printing apparatus, the peripheral speed ratio (charging peripheral speed ratio) is not particularly limited in terms of charging characteristics.
However, scattering of the adsorbed foreign matter and abrasion of the tape contact surface when the charging gap is controlled by the tape thickness when a tape (not shown) is wrapped around the end of the charging roller 52 and pressed against the photoreceptor 1 to control the charging gap based on the tape thickness. In consideration of reduction or the like, it is desirable that the charging peripheral speed ratio is set in a range of 0.2 to 1.0 (for example, 0.5).
[0186]
Note that the charging roller 52 has a peripheral speed ratio with respect to the photoconductor 1, that is, the charging roller 52 and the photoconductor 1 have a peripheral speed ratio, which means that the charging roller 52 rotates. And that the surface of the charging roller 52 and the surface of the photoconductor 1 are rotating at a relative speed in the charging area 5.
[0187]
Further, in the present removing mechanism, it is preferable that the developing roller 23 and the photoconductor 1 have a peripheral speed ratio (for example, 2.25). That is, the developing roller 23 is preferably provided rotatably. As a result, the efficiency with which the developing roller 23 attracts negative foreign substances (negative residual toner 61a) can be further increased.
[0188]
The phrase “the developing roller 23 and the photoconductor 1 have a peripheral speed ratio” means that the developing roller 23 is rotating and the surface of the developing roller 23 and Indicates that the surface is rotating with a relative speed.
[0189]
Further, the developing roller 23 is provided in non-contact with the photoconductor 1, and in a developing area 4 with the photoconductor 1, the moving direction of a surface facing (opposing) the photoconductor 1 is a developing roller in the photoconductor 1. It is preferable to rotate (against rotation) so as to be in the opposite direction to the direction of movement of the surface facing (opposing) to 23.
That is, in the printing apparatus, it is preferable that the developing roller 23 and the photoconductor 1 are set to rotate in the same direction by different driving systems.
[0190]
As a result, negative foreign matter (eg, the negative residual toner 61a) remaining beyond the charged area 5 can be adsorbed before passing through the developing area 4 (near the rotation area of the photoconductor 1 in the developing area 4 in the rotation direction). For this reason, it is possible to further increase the adsorption efficiency of the negative foreign matter.
[0191]
In the present embodiment, specific voltage values are shown for each bias voltage and disturbance voltage. However, these voltage values are only examples. In other words, these voltage values may be any values as long as they can perform good printing.
[0192]
In the present embodiment, the charging bias in the charging device 51 is negative (the surface of the photoconductor 1 is negatively charged), and the developing device 21 reversely develops the electrostatic latent image.
However, the present invention is not limited thereto, and the printing apparatus may be set so that the polarity of the charging bias is positive. In this case, it is preferable to set the other biases, that is, the developing bias, the transfer bias, and the disturbance voltage, to the opposite sides.
[0193]
Further, in the present embodiment, the developing mode in the developing device 21 is reverse development. However, the present invention is not limited to this, and the developing mode in the developing device 21 may be regular development.
In this case, in the developing device 21, the toner is attracted to the unexposed portion of the electrostatic latent image, so that the toner is positively charged in the developing tank 22 (the main charging polarity of the toner is positive). ). In this case, the developing bias is negative (the potential of the unexposed photoreceptor is also a small absolute value; for example, -400 V), and the transfer bias is a negative value opposite to the main charging polarity of the toner.
[0194]
In the case of normal development, the disturbance voltage applied to the conductive brush 42 (in the case of a disturbance superimposed voltage, its DC component) has the same polarity (positive polarity) as the main charging polarity (positive) of the toner. ) Is a plus. This is a measure for efficiently adsorbing foreign matter on the photoconductor 1 to the charging roller 52.
[0195]
Further, the foreign substance adsorption by the charging roller 52 is more significant (effective) when the developing method of the developing device 21 is the reversal development than when the developing method is the regular development.
That is, in the normal development, the main charging polarity of the toner is positive (a toner image is generated with the positively charged toner). Therefore, when the foreign matter is not removed from the charging roller 52, the positive residual toner 61b that has returned to the developing area 4 is captured by the developing bias and is attracted to the non-exposed portion of the photosensitive member 1 to form a toner image.
Further, the negative residual toner 61 a returning to the developing area 4 is less likely to remain on the exposed portion (white background area) of the photoconductor 1 because the photoconductor 1 is negatively charged, and is easily removed by the developing roller 23.
Therefore, even if foreign matter is not removed from the charging roller 52, the effect of image fogging due to the residual toners 61a and 61b can be said to be relatively small.
[0196]
On the other hand, in the reversal development, the main charge polarity of the toner becomes negative (a toner image is generated with negatively charged toner). Therefore, when the foreign matter is not removed from the charging roller 52, the negative residual toner 61a that has returned to the developing area 4 is captured by the developing bias and is attracted to the exposed portion of the photoconductor 1 to form a toner image.
However, the positive residual toner 61b that has returned to the developing area 4 receives a strong electrostatic force because the photoconductor 1 is negatively charged, and is likely to remain in a non-exposed part (white background area; negatively charged) of the photoconductor 1. It is difficult to remove by the developing roller 23.
Therefore, when foreign matter is not removed from the charging roller 52, it can be said that image fogging due to the positive residual toner 61b is likely to occur.
[0197]
In the present embodiment, a two-component developer including toner 61 and carrier 62 is used as developer 60. However, the developing material that can be used in the present printing apparatus is not limited to this, and it is also possible to use a one-component developer that includes the toner 61 and does not use the carrier 62.
[0198]
In this case, in the charging device 51, it is preferable to use, as the charging roller 52, one having no magnet in the resistance layer 52b. This is because there is no need to electrostatically attract the carrier 62 having a large mass, thereby reducing the cost of the charging roller 52.
[0199]
In this case, it is preferable that the charging gap C is set to be smaller than the thickness of the sheet P and larger than the particle diameter (toner diameter) of the toner 61.
For a sheet P used in an electrophotographic printing apparatus, if it is a normal printing paper, a thin sheet P of about 60 g / m², And the thickness is about 60 to 80 μm. For this reason, if the charging gap C is set to be equal to or greater than the thickness of the sheet P, when the transfer bias fails to separate the sheet P electrostatically attracted to the photoconductor 1 (when a jam occurs), the charging is performed. Since the sheet P enters a region beyond the region 5 (such as the development region 4), it is difficult to perform a jam processing (recovery operation). Further, there is also a problem that the hands and clothes of the recovery worker are stained with the toner 61.
[0200]
On the other hand, when the charging gap C is smaller than the thickness of the sheet P, the sheet P adsorbed on the photoreceptor 1 can be reliably peeled off by the charging roller 52, so that the trouble of the jam processing can be reduced, and the toner as described above can be used. Contamination can be avoided.
[0201]
If the charging gap C exceeds 60 μm, abnormal discharge is likely to occur. Therefore, by setting the charging gap C to 60 μm or less, occurrence of abnormal discharge can be reduced, and uneven charging of the photoconductor 1 due to abnormal discharge can be prevented.
[0202]
Further, in consideration of a shift of the charging gap C due to a processing error or the like, it is preferable to set the charging gap C to 55 μm or less in order to reduce a variation in the charging potential. Further, in order to realize more stable charging, it is preferable to set the charging gap C to 40 μm or less.
[0203]
Further, by making the charging gap C larger than the particle diameter of the toner 61, the fusion of the toner 61 on the charging roller 52 that cannot be cleaned by the cleaning film 54 can be prevented. Since the normal toner diameter is about 7 μm, it is preferable to set the charging gap C to 7 μm or more.
[0204]
In the present embodiment, the carrier 62 contained in the developer 60 is made of an inorganic magnetic material such as magnetite or ferrite. However, the material of the carrier 62 is not limited thereto, and any material that is a general material used as a carrier for a two-component developer, such as an inorganic magnetic material such as iron powder and triiron tetroxide, may be used. But can be used.
[0205]
In the present embodiment, the shape of the photoconductor 1 is a photoconductor drum. However, the present invention is not limited to this, and the photoconductor 1 may be configured by a so-called photoconductor belt in which an endless conductive belt is stretched (stretched) between support rollers provided rotatably at intervals. .
[0206]
In this embodiment, the transfer device 31 includes the transfer roller 32. However, the present invention is not limited to this, and a so-called transfer belt in which an endless transfer belt is stretched (stretched) between support rollers rotatably provided at intervals may be used instead of the transfer roller 32.
[0207]
Further, the present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus having no cleaning means for removing residual toner on the surface of a photoreceptor.
[0208]
Further, conventionally, the photoconductor has a charging device that is arranged close to the surface of the photoconductor and charges the photoconductor, and the electrostatic latent image formed by charging and exposure of the photoconductor is formed by at least a toner and a carrier. In an image forming apparatus that develops with a developer containing, when a toner image is transferred to a transfer material, the toner image does not completely transfer to the transfer material, and residual toner is generated on the photoconductor.
[0209]
Further, in order to suppress the occurrence of image fogging, Patent Document 1 discloses a technique in an image forming apparatus that uses a fur brush to remove residual toner on a photoreceptor, thereby suppressing toner adhesion to a charging roller. It can be said that it has been disclosed. In the image forming apparatus disclosed in this document, the toner is adhered to the fur brush in accordance with the frequency of use of the image forming apparatus so that toner does not adhere to the fur brush, thereby causing poor charging, poor exposure, and deterioration in image quality. The toner adhering to the fur brush is removed by using a toner removing roller. Further, in the image forming apparatus disclosed in this document, a toner removing roller must be used to remove residual toner on the photosensitive member using a fur brush and to remove toner attached to the fur brush.
[0210]
Further, it can be said that an object of the present invention is to provide an image forming apparatus which does not cause charging failure, exposure failure, and image quality deterioration without having a cleaning means for removing residual toner such as a fur brush. .
[0211]
Further, in the printing apparatus, as shown in FIG. 1, a charging device 51 for charging the photoconductor 1 is arranged close to the surface of the photoconductor 1. It can be said that the charging device 51 includes a charging roller 52 having a conductive cylindrical or columnar member and a resistance layer covering the surface thereof.
[0212]
Further, since the charging roller 52 is set to rotate in the same direction as the rotation direction of the photoconductor 1 (the agento rotation), the foreign matter does not enter between the charging roller 52 and the photoconductor 1 and is positively Foreign matter can be scraped off. In addition, the charging surface of the charging roller 52, which has been refreshed by the cleaning film (scraper) 54, enters from the downstream side of the photoconductor by the rotation of the agent, thereby improving the charging characteristics of the photoconductor 1. Further, the influence of the charge-up of the charging roller 52 can be reduced by the charging surface of the charging roller 52 entering from the downstream side of the photoconductor 1.
[0213]
Further, in the printing apparatus, as shown in FIG. 1, a conductive brush 42 (foreign matter disturbing means) is disposed on the upstream side of the charging area 5 where the charging roller 52 is close to the surface of the photoconductor 1. It can be said that. The conductive brush 42 enhances the collection efficiency of the foreign matter on the charging roller 52 by disturbing the foreign matter (aggregate of carrier, paper, and toner) remaining on the surface of the photoconductor 1 without being transferred to the sheet P. I can say.
[0214]
FIG. 4 can also be said to be a graph showing the relationship between the voltage applied by the charge adjusting means (conductive brush 42) and the amount of toner charge at that time. As is clear from FIG. 4, after the development, the negative residual toner 61a is affected by the transfer, and after the transfer, the polarity is reversed to the opposite polarity. In the image area, it is preferable that a DC voltage of +500 V is applied as a bias in order to prevent the transferred positive residual toner 61b from adhering to the conductive brush 42 and remove the adhered positive residual toner 61b. I can say.
[0215]
Further, in the present removing mechanism, it can be said that it is preferable to remove the toner attached to the conductive brush 42 by applying a bias having the same polarity as the bias applied to the transfer device to the conductive brush 42. Here, for example, if the normally charged toner is negatively charged, and if the bias applied to the conductive brush 42 is negative, then the positively charged toner discharged from the transfer device is sucked by the conductive brush 42. It can be said that if a bias having the same polarity as the applied bias is applied, the toner attached to the conductive brush 42 can be reliably removed without sucking the toner discharged from the transfer device.
[0216]
Further, in the present removing mechanism, it is preferable to apply a bias equal to or higher than a voltage (discharge start voltage) at which a discharge is started between the conductive brush 42 and the photoconductor 1 in the image area of the photoconductor 1. Thus, by adjusting the charge of the toner to the opposite polarity (positive side), it can be said that the collection efficiency of the oppositely charged toner (positive residual toner 61b) in the charging roller 52 can be improved.
[0217]
Further, if the conductive brush 42 is vibrated by electrostatic force, the toner attached to the conductive brush 42 can be more efficiently removed, and the cleaning performance can be improved. At this time, if the conductive brush 42 is vibrated at a frequency near the natural frequency of the conductive brush 42, it can be said that the conductive brush 42 can be vibrated more efficiently.
[0218]
If the bias applied to the conductive brush 42 is an AC superimposed DC bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias, by switching the polarity of the DC bias, the normally charged toner adhered to the conductive brush 42 and the reverse It can be said that both of the charged toners can be reliably cleaned by the vibration.
[0219]
Although the shape of the conductive brush 42 is not particularly limited, a movable brush (a kind of fur brush or the like) that vibrates mechanically can prevent the toner from adhering by moving the brush. This is not possible with a fixed brush. Therefore, it can be said that the present invention is particularly effective for the fixed conductive brush.
[0220]
The above-mentioned movable brush is a brush that rotates or moves mechanically, or a brush that reciprocates mechanically over a distance of several millimeters or a contact width (main scanning direction; a direction in which the photoconductor 1 extends). It can be said that it has a roller shape or a belt shape.
Further, it can be said that the fixed brush such as the disturbance voltage power supply 43 of the removing mechanism is fixed to the photoconductor 1 or reciprocates with an amplitude of several millimeters or less.
[0221]
In addition, it can be said that it is preferable to make the transfer roller 32 of the transfer device 31 floating in the non-image area where the toner attached to the conductive brush 42 is removed. According to this, it is possible to prevent the unnecessary adhesion of the toner to the transfer roller 32 and the charging of the toner and the photoconductor 1 that occur when the toner attached to the conductive brush 42 is removed alone.
[0222]
In addition, it can be said that the object of the present invention is to remove the adhered matter to the foreign matter disturbance means for controlling the residual toner and controlling the charge (charge amount).
[0223]
Further, in this printing apparatus, the charge amount of the toner remaining on the photoconductor 1 after the transfer has a broad distribution, and is positively charged (reversely charged) as a whole (average value). It can be said that a DC bias voltage of the same polarity (+) as that of the positive residual toner 61b is applied to the conductive brush 42 in order to prevent the adhesion.
[0224]
Further, in this printing apparatus, the charge amount distribution of the toner after transfer is broad, so that the average value indicates positive (reverse charge). However, even with positive charge, the charge amount is small and the electrostatic repulsion force is small, or the charge amount is small. There is a toner having an amount of zero and adhering to the conductive brush 42 due to an intermolecular force with the brush, and a small amount of a negatively charged toner. It is presumed that the conductive brush 42 adheres due to a synergistic effect of the electric attraction force.
[0225]
Further, it can be said that the non-image area of the printing apparatus is an area corresponding to the pre-rotation, the sheet interval, and the post-rotation. In the pre-rotation in this case, the warm-up of the fixing device, the charging of the developer 60 in the developing tank 22, the charging of the photoreceptor 1, and the like are performed prior to receiving a print execution command and executing printing of one or more sheets. Can be said to be a series of operations for starting up the image forming apparatus and bringing it into an image-formable state. Further, it can be said that the area corresponding to the sheet interval (sheet-to-sheet) is a non-image area sandwiched between image areas when the void area on the paper surface when printing a plurality of sheets continuously is set to 0. Further, post-rotation can be said to be a series of processing operations for stopping the machine, such as carrying out paper after the last image area and stopping charging based on the print execution command (photoconductor surface reference).
[0226]
Further, in the present removing mechanism, in order to electrically remove the residual toner attached to the disturbance voltage power supply 43, the voltage applied to the disturbance voltage power supply 43 is changed to a negative polarity, and the charge amount of the residual toner on the photoconductor 1 is changed. Is shifted to the negative polarity side, and the efficiency of collection by the charging roller 52 is reduced. Toner not collected by the charging roller 52 is conveyed to the developing area 4 via the exposure area. However, even if the toner to be conveyed is reversely charged (positively charged), the amount of charge itself has been reduced to the point where it is difficult to recover the electrostatic charge (or has been inverted to a negative polarity). It can be said that the magnetic brush is mechanically (or electrostatically) collected in the developing tank.
[0227]
Further, it can be said that the brush (conductive brush 42) is an elastic body and can be handled as a beam. When an AC superimposed bias (superimposed voltage) is applied, an electrostatic attraction force having a frequency component that is twice or equal to the AC component of the applied bias acts between the brush 42 and the photoreceptor 1 and vibrates. Vibration grows in the vicinity of the natural frequency of the brush 42 (1/2 or equal to the applied bias frequency), and a large mechanical amplitude is obtained. In this case, one brush fiber is treated as one beam, the contact point with the photoreceptor is a support end, a fixed end when the root is fixed with resin or the like, and a second support end when the root is planted. As a vibrating beam.
[0228]
Further, the present invention can be expressed as the following first to ninth image forming apparatuses. That is, the first image forming apparatus includes a photoconductor, and a charging device that is disposed close to the surface of the photoconductor and charges the photoconductor, and an electrostatic latent image formed by charging and exposing the photoconductor. An image forming apparatus that develops the toner with a developer containing at least a toner and a carrier, wherein the image forming apparatus includes a foreign matter disturbing unit that disturbs foreign matters remaining on the surface of the photosensitive member without being transferred to the transfer material. The rotation of the charging roller and the rotation of the charging roller are set in the same direction, and the polarity of the electric field applied to the foreign substance disturbing means is switched to remove the toner attached to the foreign substance disturbing means in the non-image area.
[0229]
In the first image forming apparatus, by switching the electric field, the toner attached to the foreign matter disturbing means (contact brush) is removed (cleaned) in the non-image area. Here, if the toner adhering to the foreign substance disturbing means is removed in the image area, poor charging and exposure in a shadow area of the toner will occur, and image deterioration will occur. The toner adhering to the foreign matter disturbing means can be removed without the problem described above. In addition, the rotation of the charging roller in the same direction as the rotation direction of the photoconductor (against rotation) increases the traveling distance of the charging surface (a large surface area of the charging roller facing the photoconductor can be obtained). The charging surface is refreshed from the downstream side, and the charging characteristics of the photoconductor are improved. Further, the effect of charge-up of the charging roller can be reduced. In addition, it is possible to prevent foreign matter from entering the charging gap (the distance between the discharge surface of the charging device and the photosensitive member at the closest position). (It is possible to prevent foreign matter from being caught.)
Further, the second image forming apparatus has a configuration in which, in the first image forming apparatus, an alternating electric field is applied to the foreign substance disrupting means to remove toner attached to the foreign substance disturbing means in a non-image area. Since the toner adhering to the foreign substance disturbing means is removed by the alternating electric field, both the normally charged toner and the oppositely charged toner can be removed.
[0230]
Further, in the third image forming apparatus, in the first image forming apparatus, a toner having the same polarity as the bias applied to the transfer device is applied to the foreign matter disturbing means to remove toner attached to the foreign matter disturbing means. It is. By applying a bias having the same polarity as the bias applied to the transfer device, it is possible to reliably remove the oppositely charged toner attached to the foreign matter disturbing means without sucking the toner discharged from the transfer device.
[0231]
The fourth image forming apparatus may further include, in the first image forming apparatus, a voltage (discharge start voltage) equal to or higher than a voltage at which a discharge is started between the foreign substance disrupting unit and the photoconductor in the image area of the photoconductor. In this configuration, a bias is applied. By applying a bias equal to or higher than the discharge start voltage in the image area and adjusting the charge of the toner to the opposite polarity, the efficiency of collecting the oppositely charged toner in the charging roller can be improved.
[0232]
Further, the fifth image forming apparatus has a configuration in which, in the first image forming apparatus, the foreign substance disrupting unit is further mechanically vibrated by electrostatic force. By mechanically vibrating with electrostatic force, the toner attached to the foreign substance disrupting means can be removed more efficiently.
[0233]
Further, the sixth image forming apparatus is configured such that, in the fifth image forming apparatus, the mechanical vibration is performed at a frequency near the natural frequency of the foreign matter disturbance means. Thereby, the foreign matter disturbance means can be vibrated more efficiently.
[0234]
In the seventh image forming apparatus, in the first image forming apparatus, the toner adhering to the foreign matter disrupting means is removed by applying an AC superimposed DC bias in which an AC bias is superimposed on a DC bias to the foreign matter disrupting means. Configuration. By switching the polarity of the DC bias, the toner can be removed by the foreign matter disturbing means corresponding to both the normally charged toner and the oppositely charged toner.
[0235]
Further, the eighth image forming apparatus is configured such that, in the first image forming apparatus, the foreign substance disrupting unit is housed in a housing. Even if the toner adhered to the foreign substance disrupting means falls or scatters, the toner is contained in the housing, so that it is possible to prevent the occurrence of dirt in the image forming apparatus due to the dropping and scattering of the toner and the dirt on the transfer material (printed material).
[0236]
The ninth image forming apparatus has a configuration in which the transfer roller is floated in the non-image area where the toner attached to the foreign substance disrupting unit is removed in the first image forming apparatus. As a result, it is possible to prevent unnecessary adhesion of toner to the transfer roller and charging of the toner and the photoconductor, which occur when the toner adhering to the foreign substance disturbing unit is independently removed.
[0237]
【The invention's effect】
As described above, the foreign matter removing mechanism (the present removing mechanism) according to the present invention is a foreign matter removing mechanism for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus. A disturbing member for disturbing the above foreign matter, and an adsorption unit for adsorbing the disturbed foreign matter by an adsorption bias, wherein the disturbing member has a charging state corresponding to a voltage applied from the power supply. On the other hand, this power supply is configured to alternately switch the charging polarity of the disturbance member.
[0238]
In this removing mechanism, the power source changes the polarity of the voltage (disturbance voltage) applied to the disturbing member in order to remove the residual foreign matter attached to the disturbing member, thereby alternately switching the charging polarity of the disturbing member. ing.
[0239]
That is, by applying a positive disturbance voltage to the disturbing member, it is possible to remove the positively charged residual foreign matter from the disturbing member. On the other hand, by applying a negative disturbance voltage to the disturbance member, it is possible to remove the negatively charged residual foreign matter from the disturbance member.
Thus, in the present removing mechanism, it is possible to remove the residual foreign matter from the disturbance member even when the residual foreign matter has any of positive and negative polarities.
Further, by alternately switching the charging polarity of the disturbance member, it is possible to prevent a residual foreign substance having one polarity from being excessively attracted.
[0240]
Further, by adjusting the time during which the disturbance voltage is positive and the time during which the disturbance voltage is negative (extending the time during which the average polarity of the residual foreign substance is the same as the polarity) according to the charging characteristics of the residual foreign substance, Adhesion of residual foreign substances to the surface can be suppressed more efficiently.
[0241]
Further, in the present removing mechanism, the power supply may be set so as to apply an AC voltage to the disturbance member in order to switch the charging polarity of the disturbance member as described above.
Thereby, the charging polarity of the disturbance member can be easily switched.
Further, the power supply applies an AC disturbance voltage to the disturbance member, whereby the electrostatic force against both the positive and negative residual foreign substances attached to the disturbance member can be oscillated (fluctuated). Therefore, since the residual foreign matter is swung by the electrostatic force, the residual foreign matter attached to the disturbance member due to intermolecular force or adhesive force can also be removed from the disturbance member.
[0242]
As described above, the present removing mechanism is configured to easily remove the residual foreign matter attached to the disturbance member. Therefore, it is possible to prevent image deterioration due to the attachment of the residual foreign matter to the disturbance member.
Further, in a printing apparatus having the above-described removing mechanism, it is possible to perform printing with little image quality deterioration.
[0243]
It is also preferable that a superimposed voltage (a superimposed disturbance voltage) obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied to the disturbance member by a power supply.
As a result, the charging characteristic of the remaining foreign matter touching the disturbance member can be shifted to the polarity side of the DC voltage. Therefore, for example, by setting the DC voltage to have a polarity opposite to that of the suction bias, the efficiency of suction of the residual foreign matter by the suction unit can be improved.
[0244]
When the DC voltage of the superimposed voltage has a polarity opposite to that of the attraction bias, the power supply preferably sets the DC voltage of the superimposed voltage to a value equal to or higher than the discharge starting voltage.
Thereby, the efficiency of adsorption of the positive foreign substance by the adsorption section can be improved.
[0245]
This is because an insulator to which charge injection is difficult can be charged by applying a voltage higher than a discharge starting voltage. Therefore, even when the residual foreign matter on the image carrier is difficult to inject electric charge, by applying a superimposed voltage having a DC voltage equal to or higher than the discharge starting voltage, it becomes possible to flow an effective charging current and to reliably remove the residual foreign matter. Charged.
[0246]
In addition, the electrophotographic printing apparatus provided with the present removing mechanism generally includes a transfer unit for electrostatically transferring an image on the image carrier to a sheet by a transfer bias.
Therefore, when the superimposed voltage is used, it is preferable that the power supply has the DC voltage of the superimposed voltage of the same polarity as the transfer bias of the transfer unit.
[0247]
That is, the residual foreign matter remaining on the image carrier after the transfer is, on the average, charged to the same polarity as the polarity of the bias due to the influence of the transfer bias (the polarity of the average charge value of the residual foreign matter is (It has the same polarity as the transfer bias.)
Therefore, if the DC voltage of the superimposed voltage has the same polarity as the transfer bias, it is possible to suppress the adhesion of the residual foreign matter to the disturbance member.
[0248]
When the superimposed voltage is used, it is preferable that the power supply has a value such that the alternating voltage of the superimposed voltage vibrates the disturbance member by electrostatic force.
As a result, the remaining foreign matter attached to the disturbance member can be shaken off, so that it can be more efficiently removed.
The AC voltage value that causes the vibrating member to vibrate may be, for example, a value near half or equal to the natural frequency of the vibrating member.
[0249]
Further, in the present removing mechanism, in order to remove the residual foreign matter attached to the disturbance member, the charging polarity of the disturbance member is switched by a power supply. Here, such switching is performed when the non-image area (the area other than the image area) of the image carrier is touched by the disturbance member (when the non-image area is located in front of the disturbance member). Is preferred.
[0250]
Here, the image area is an area on the image carrier, and when passing in front of the disturbing member, until it returns to the front of the disturbing member (for one cycle (the image carrier makes one rotation). Area) is an area where an image is formed.
On the other hand, the non-image area is an area on the image carrier other than the image area, that is, an area on the image carrier, when passing in front of the disturbance member and before returning to the front of the disturbance member. This is a region where an image is not formed during one cycle.
[0251]
That is, when the polarity of the voltage applied to the disturbing member is switched, the residual foreign matter attached and accumulated on the disturbing member moves to the surface of the image carrier. Therefore, since the amount of the remaining foreign matter on the surface portion increases, there is a possibility that all the remaining foreign matter cannot be removed by the suction portion.
Therefore, when an image is formed in such an area, a charging failure and an exposure failure may occur in an electrophotographic printing process, resulting in image deterioration.
[0252]
Therefore, in the present removing mechanism, when a non-image area where image formation is not performed in one cycle comes before the disrupting member (when the disturbing member is in contact with the non-image area), the power is supplied to the disrupting member. It is preferable that the polarity is switched so that the residual foreign matter accumulated in the disturbance member drops into the non-image area. Thus, it is possible to prevent the residual foreign matter removed from the disturbing member from dropping into the image area, so that the above-described image deterioration can be prevented.
[0253]
Further, it is preferable that the transfer section is set so as to avoid application of a transfer bias to the non-image area when the residual foreign matter attached to the disturbance member is removed in the non-image area.
[0254]
Accordingly, even when the residual foreign matter that cannot be completely collected by the suction unit is transported to the transfer unit, it is possible to prevent the residual foreign matter from adhering to the transfer device (electrostatically attracting) due to the transfer bias. .
Therefore, contamination of the transfer portion due to the residual foreign matter can be avoided, so that the contamination of the transfer portion is transferred to the sheet and the sheet can be prevented from being stained.
[0255]
The application of the transfer bias can be avoided, for example, by setting the transfer unit to a floating state (a state in which an electrical connection is removed and the unit electrically floats in the air).
[0256]
Further, in the present removing mechanism, it is preferable that the disturbing member is housed in a housing that covers the disturbing member.
With this configuration, even if the residual foreign matter attached to the disturbance member falls or scatters to a place other than the image carrier, it can be accommodated in the housing (or the residual foreign matter can be surely returned to the image carrier). Thereby, contamination in the main removing mechanism (in the printing apparatus) due to dropping and scattering of the residual foreign matter and contamination of the sheet can be prevented.
[0257]
Note that, for example, a charging roller of a printing apparatus can be used as the suction unit of the removal mechanism.
In this case, the charging roller charges the image carrier with the charging bias and uses the charging bias as an attraction bias to attract the foreign matter on the image carrier.
[0258]
Further, a developing roller of a printing apparatus may be used as the suction unit.
In this case, the developing roller develops the electrostatic latent image on the image carrier with the developing bias, and attracts foreign substances on the image carrier by using the developing bias as an attracting bias.
[0259]
As described above, by using the charging roller and the developing roller as the suction unit, there is no need to provide a special member (such as a cleaning blade) for removing foreign matter from the image carrier. Therefore, the manufacturing cost of the main removal mechanism (and the printing apparatus provided with the main removal mechanism) can be reduced.
[0260]
When such a charging roller or a developing roller is used as the suction unit, it is preferable that these rollers are set so as to rotate against the image carrier.
[0261]
Here, the charging / developing roller rotates in the opposite direction means that the charging / developing roller rotates in the same direction as the image carrier.
In this case, the charging / developing roller and the image carrier have opposite movement directions of the surfaces facing each other in the charging area or the developing area (the surface of the charging / developing roller and the surface of the image carrier are mutually opposed). Move in a different way). Here, the charging area (developing area) is an area on the image carrier at a portion where the charging roller (developing roller) and the image carrier face each other.
[0262]
Therefore, in this case, the residual foreign matter of the image carrier is attracted to the charging roller (developing roller) at a position where the image carrier enters the charging area (developing area), and is moved in a direction away from the charging area with the rotation of the roller. .
[0263]
As a result, it is possible to prevent the foreign matter on the image carrier from passing through the charging area (developing area), and to prevent the foreign matter from entering between the roller and the image carrier (and damaging the image carrier and the roller).
Further, since no residual foreign matter remains in the charged area (developing area), the foreign matter does not hinder charging (development).
[0264]
Further, in particular, when a charging roller that rotates with the image carrier is used as the suction unit, it is possible to prevent the entry of residual foreign matter into the charging gap (the interval between the image carrier and the charging roller). Therefore, it is not necessary to widen the charging gap in accordance with the large-sized residual foreign matter, and the charging gap can be narrowed. Since the gap between the charging gaps can be narrowed in this way, the charging bias can be reduced as is clear from the “Pasche's empirical formula” indicating the discharge starting voltage in the air discharge. Accordingly, the size of the removing mechanism or the printing apparatus can be reduced.
[0265]
Note that when the charging roller and the image carrier rotate with a whiz (rotation in opposite directions), the charging roller passes through the charging area while holding the removed residual foreign matter. However, on the downstream side of the charging area (downstream side of the image carrier), the surface potential of the image carrier is charged to almost the same potential as the charging bias (DC), so that the foreign matter adsorbing force of the image carrier is reduced. , Which is not much different from the charging roller. Therefore, the ability to electrostatically collect the remaining foreign matter from the image carrier during the rotation of the wisdom is greatly reduced.
[0266]
On the other hand, in the present removal mechanism, since the rotation is the opposite rotation, the charging roller removes the residual foreign matter from the image carrier on the upstream side of the charging area (on the side where the residual foreign matter of the image carrier enters the charging area). . Therefore, the influence of the attraction force of the image carrier can be avoided.
[0267]
In addition, in the present removing mechanism, since the charging roller rotates against the image carrier, the relative running between the surface of the charging roller (charging surface) and the surface of the image carrier (charging surface) in the charging area is performed. The distance can be expanded.
For this reason, it is possible to suppress a variation in charging due to a partial variation in resistance value of the charging roller and the like, and it is possible to improve charging characteristics (uniform charging) of the image carrier.
[0268]
Further, in the present removing mechanism, since the charging roller is rotating against the image carrier, a roller surface to be a new charging surface enters the charging area from the downstream side of the charging area.
[0269]
Therefore, even when a voltage drop occurs due to the charging of the capacitance component inside the charging roller itself as a result of the charging operation on the image carrier, a decrease in the charging potential of the image carrier due to the internal voltage drop can be mitigated.
Further, on the downstream side of the charging area, the surface potential of the image carrier increases with the progress of charging. For this reason, the charging current density (with respect to the area) decreases with an increase in the surface potential, so that a function of alleviating a reduction in the charging potential of the image carrier due to a voltage drop due to a resistance component inside the charging roller also works.
[0270]
This effect is particularly remarkable when the resistance value of the charging roller is high. That is, when the resistance of the charging roller is high, the voltage drop due to the charging of the capacitance component and the voltage drop due to the resistance component become remarkable, and it becomes difficult to raise the image carrier to the normal charging potential.
[0271]
Further, the foreign matter removing method according to the present invention (the present removing method) is a foreign matter removing method for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus. The method includes a disturbance step of disturbing by a member, and an adsorption step of adsorbing the foreign matter after the disturbance by an adsorption bias, and the above-described disturbance step includes a charge switching step of alternately switching the charging polarity of the disturbance member.
[0272]
This removal method is a method used in the above-described removal mechanism. That is, in the present foreign matter removing method, in order to remove the residual foreign matter from the disturbing member, the polarity of the disturbing voltage is changed to alternately switch the charging polarity of the disturbing member.
[0273]
That is, in the removing method, a positively charged residual foreign substance can be removed from the disturbance member by applying a positive disturbance voltage to the disturbance member. On the other hand, by applying a negative disturbance voltage to the disturbance member, it is possible to remove the negative residual foreign matter from the disturbance member.
Thus, in the present removing method, it is possible to remove the residual foreign matter from the disturbance member even when the residual foreign matter has any of positive and negative polarities.
[0274]
Further, by alternately switching the charging polarity of the disturbance member, it is possible to prevent a residual foreign substance having one polarity from being excessively attracted.
In addition, by adjusting the time during which the disturbance voltage is positive and the time during which the disturbance voltage is negative (extending the time during which the polarity is the same as the average polarity of the residual foreign matter) in accordance with the charging characteristics of the residual foreign matter, Adhesion can be suppressed more efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which positive residual toner has accumulated on a conductive brush in the printing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which positive residual toner has been removed from a conductive brush in the printing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a brush bias (disturbance bias) and a charge amount of toner.
5 is an explanatory diagram showing a configuration in which a foreign matter disturbing device in the printing apparatus shown in FIG. 1 is provided with a housing for housing a conductive brush.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of prints (P) and the fog value K when the residual toner on the charging roller is removed by cleaning and when it is not removed.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor (image carrier)
2 conductive tube
4 Development area
5 Charged area
11 LSU
11a Laser light source
12 Laser light
21 Developing device
22 Developing tank
23 Developing roller (suction unit)
23a Magnet roll
23b sleeve
24 Layer thickness regulating member
25 Development bias power supply
31 Transfer device (transfer unit)
32 Transfer roller (transfer section)
33 Transfer bias power supply
41 Foreign body disturbance device
42 conductive brush (disturbing member)
43 Disturbed voltage power supply (power supply)
44 case
51 Charging device
52 Charging roller (suction unit)
52a conductive tube
52b resistance layer
53 Charging bias power supply
54 Cleaning film
55 spring
60 developer
61 Toner
61a Negative residual toner (residual foreign matter)
61b Normal residual toner (residual foreign matter)
62 Carrier (residual foreign matter)
63 Paper dust (residual foreign matter)
B Development gap
C charging gap
P sheet

Claims (16)

In a foreign matter removing mechanism for removing foreign matter remaining on the image carrier in an electrophotographic printing apparatus,
Power and
A disturbing member for disturbing foreign matter on the image carrier;
An adsorption unit that adsorbs the foreign matter after the disturbance by an adsorption bias,
While the disturbing member is charged according to the voltage applied from the power supply,
A foreign matter removing mechanism characterized in that the power source alternately switches the charging polarity of the disturbance member. The foreign matter removing mechanism according to claim 1, wherein the power supply applies an AC voltage to the disturbance member. The foreign matter removing mechanism according to claim 2, wherein the power supply applies a superimposed voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage to the disturbance member. 4. The foreign matter removing mechanism according to claim 3, wherein the power supply sets the DC voltage of the superimposed voltage to a polarity opposite to that of the attraction bias. 5. The foreign matter removing mechanism according to claim 4, wherein the power supply sets the DC voltage of the superimposed voltage to a value equal to or higher than a discharge starting voltage. The printing device includes a transfer unit that transfers an image on the image carrier to a sheet by a transfer bias,
4. The foreign matter removing mechanism according to claim 3, wherein the power supply has a DC voltage of a superimposed voltage having the same polarity as a transfer bias. 4. The foreign matter removing mechanism according to claim 3, wherein the power supply sets the AC voltage of the superimposed voltage to a value that causes the disturbance member to vibrate by electrostatic force. 8. The foreign matter removing mechanism according to claim 7, wherein the power supply sets the frequency of the AC voltage in the superimposed voltage to be about half or equal to the natural frequency of the disturbance member. When the power supply is touching the non-image area of the image carrier with the disturbance member,
The foreign matter removing mechanism according to claim 1, wherein the charging polarity of the disturbance member is set to be alternately switched. A transfer unit that transfers an image on the image carrier to a sheet by a transfer bias is provided,
10. The foreign matter removing mechanism according to claim 9, wherein the transfer unit is set so as to avoid applying a transfer bias to the non-image area. 2. The foreign matter removing mechanism according to claim 1, wherein the disturbing member is housed in a casing that covers the disturbing member. 2. The foreign matter removing mechanism according to claim 1, wherein the disturbing member is a conductive brush that disturbs foreign matters on the image carrier. 2. The foreign matter removing device according to claim 1, wherein the attracting unit includes a charging roller that charges the image carrier with a charging bias and that attracts a foreign material on the image carrier using the charging bias as the attracting bias. mechanism. 14. The foreign matter removing mechanism according to claim 13, wherein the charging roller is set so as to rotate against the image carrier. A printing apparatus comprising the foreign matter removing mechanism according to claim 1. In a foreign matter removing method for removing foreign matter remaining on an image carrier in an electrophotographic printing apparatus,
A disturbance step of disturbing the foreign matter on the image carrier by a disturbance member,
An adsorption step of adsorbing the foreign matter after the disturbance by an adsorption bias,
The above-described disturbance step includes a charge switching step of alternately switching a charging polarity of the disturbance member.

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