JP2000075756A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁界発生手段の外周面の磁性現像剤層に存在
する磁性現像剤の電荷量を安定させて磁性現像剤層から
の現像剤の供給量の過不足を抑え、クリーニングブレー
ドの像担持体との当接状態を良好に維持して長期にわた
って良好なクリーニング性能を維持すると共に、像担持
体の損傷や汚染を防止する。 【解決手段】 感光体ドラム１に当接したクリーニング
ブレード３と感光体ドラム１に接する磁性現像剤層を有
するスリーブ４（磁界発生手段）とを有するクリーニン
グ装置Ｃを備えた画像形成装置において、スリーブ４を
導電性とし、該スリーブ４に保持されている磁性現像剤
層の電荷量を抑制するための電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体に残留し
た現像剤を除去するクリーニング装置を備えた電子写真
プロセスを用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いた周知の画像形
成装置は、像担持体の周囲に、帯電、露光、現像、転
写、クリーニングの各工程を配置して構成されている。
像担持体は、暗中で帯電が一様に行われた後、形成すべ
き画像に応じて露光が行われ、静電潜像が形成される。
次いで、現像工程に於いて荷電粒子である現像剤が付与
され、潜像が顕像化される。

【０００３】この顕像は、転写工程にて転写材に写しと
られる。その後クリーニング工程に於いて像担持体表面
を清掃し、像担持体は次の画像形成に繰り返し供され
る。

【０００４】クリーニング工程では、転写材に転写しき
れなかった現像剤と、像担持体と転写材が接することに
より生じる転写材粉（以下これらをまとめて転写残現像
剤とする）を像担持体から除去しなければならない。

【０００５】このためのクリーニング手段としては従来
から様々なものが提案されているが、ゴム等の弾性材料
からなるクリーニングブレードのエッジを像担持体に当
接させて転写残現像剤を掻き落とし除去するようなもの
が、構成が簡単で低コストであり転写残現像剤除去機能
も優れているので、既に広く実用されていることはよく
知られている通りである。

【０００６】図４は公知のクリーニング装置の一例を示
すもので紙面に垂直方向に軸線を有し、周辺に帯電器、
現像器、転写手段等（図中では省略してある）を配設し
た回転円筒状の像担持体１にクリーニング装置Ｃ’が近
接配置してある。

【０００７】前記クリーニング装置Ｃ’は、像担持体１
一方向に開口部を備えたケーシング２を備え、ケーシン
グ２の開口部にウレタンゴム等から成るクリーニングブ
レード３の一方の端縁が取着してあり、該クリーニング
ブレード３の端縁の他方のエッジが像担持体１に当接し
ており、不図示の転写部位に於いて発生した転写残現像
剤がクリーニングブレード３の前記エッジに達するとこ
れによって掻き落とされる。

【０００８】更にクリーニングブレード３の像担持体１
に対する当接位置よりも回転方向上流に一定層厚の磁気
粒子層を持つ回転自在な磁界発生手段４を具備してお
り、磁気粒子層が像担持体１に当接し摺擦している。

【０００９】この磁界発生手段４によって前記クリーニ
ングブレード３で掻き落とされた転写残現像剤を捕集
し、磁気粒子層厚規制手段５によって磁界発生手段４よ
り排出除去されるため、ケーシング２からの逆流が防止
される。

【００１０】さらに、不図示の帯電手段等により発生す
る帯電生成物による像担持体１表面の汚染物質を除去す
る効果がある。

【００１１】加えて、磁気粒子層が像担持体１に当接し
ている事により、現像剤等の磁気粒子が再び像担持体１
上に付着しクリーニングブレード３のエッジ部に供給さ
れることによって、微粒子の摺擦効果によりクリーニン
グブレード３の像担持体１に対する接触面積が減少し摩
擦力が小さくなることで、クリーニングブレード３の当
接状態を安定化できる。

【００１２】ここで現像剤として磁性現像剤を用いる画
像形成装置においては、上記磁気粒子として磁性現像剤
そのものを用いることができ、転写残現像剤により常時
再供給され長期にわたり交換不要のクリーニング装置と
なる。

【００１３】そして上記磁界発生手段を固定磁極を持つ
回転自在な磁界発生手段とすることで、像担持体１表面
の摺擦力と磁界発生手段４から像担持体１への磁気粒子
の供給量が磁極むらのない安定したクリーニング性能を
得られる構成が提案されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クリー
ニングブレード３を像担持体１に長期的に当接させ安定
したクリーニング性能を得るためには、クリーニングブ
レード３のエッジに像担持体１を介して供給される現像
剤は、使用期間内で常時一定量でなければならない。

【００１５】これは、多すぎればクリーニングブレード
３によって像担持体１から掻き取ることができず溢れ出
し、少なければ前述の通りクリーニングブレード３の摺
擦性が落ちて摩擦力を上昇させ、像担持体１の駆動によ
りクリーニングブレード３エッジ部がめくれてしまい、
良好なクリーニング性能が維持できなくなる。

【００１６】さらに、荷電粒子である現像剤の電荷量が
高すぎると、その電荷量に起因する鏡映力によって像担
持体１表面に強く付着し、クリーニングブレード３によ
って像担持体１表面から掻きとれなくなる。

【００１７】磁性現像剤を用いた場合、クリーニングブ
レード３により掻き取られた残留現像剤の磁界発生手段
４による捕集性に優れている反面、同じ現像剤について
像担持体１への再供給、クリーニングブレード３での掻
き取り、磁界発生手段４による捕集の繰り返し使用によ
って、現像剤の劣化が生じ現像剤の凝集性は増加し、磁
界発生手段４から像担持体１への供給量は減少する。

【００１８】さらに、現像剤の繰り返し使用に伴う摩擦
帯電効果により現像剤の荷電量が増加し、前記のとおり
クリーニングブレード３による掻き取り性が困難にな
る。

【００１９】従来は、この問題に対しクリーニングブレ
ード３の像担持体１に対する圧接力を高めることにより
クリーニング性能の向上が計られてきたが、圧接力が高
ければ像担持体１やクリーニングブレード３の磨耗によ
る交換期間が短くなるだけでなく、クリーニングブレー
ド３が像担持体１と摩擦力によりめくれ易くなる問題も
生じていた。

【００２０】具体的には、クリーニングブレード３の像
担持体１に対する圧接力を１．０ｇｆ／ｃｍとすると、
クリーニングブレード３へ磁界発生手段４からの現像剤
の供給量が０．１ｍｇ／ｃｍ² 以下となればクリーニン
グブレード３は捲れる恐れが発生し圧接力を弱めなけれ
ばならず、１．５ｍｇ／ｃｍ² 以上となればクリーニン
グブレード３によって像担持体１上の現像剤を掻き取れ
なくなり溢れ出す。

【００２１】また同様に、クリーニングブレード３の圧
接力が０．８ｇｆ／ｃｍで磁界発生手段４から供給され
る現像剤の量が０．５ｍｇ／ｃｍ² としたとき、現像剤
の単位重さあたりの電荷量が１５μＣ／ｇ以上であれ
ば、現像剤の像担持体１に対する付着力が増加し掻き取
れなくなる。

【００２２】以上の理由のために、クリーニングブレー
ド３の像担持体１に対する圧接力を、１．０ｇｆ／ｃｍ
以上しなければ良好なクリーニング性能が得られなくな
るが、圧接力を高めることによって、クリーニングブレ
ードは捲れやすくなり磁界発生手段４からクリーニング
ブレード３へ供給しなければならない現像剤の量の下限
値は増加する。

【００２３】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、磁界発
生手段の外周面の磁性現像剤層に存在する現像剤の電荷
量を安定させて磁性現像剤層からの現像剤の供給量の過
不足を抑え、クリーニングブレードの像担持体との当接
状態を良好に維持して長期にわたって良好なクリーニン
グ性能を維持すると共に、像担持体の損傷や汚染を防止
することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、像担持体に残留した磁性現像剤を
掻き落すための像担持体に当接したクリーニングブレー
ドと、磁性現像剤層を外周面に有し、該磁性現像剤層を
前記像担持体に接するように配置した磁界発生手段と、
を有するクリーニング装置を備えた画像形成装置におい
て、前記磁界発生手段を導電性とし、該磁界発生手段に
保持されている磁性現像剤層の電荷量を抑制するための
電圧を印加することを特徴とする。

【００２５】あるいは、前記磁界発生手段に導電部を備
え、該磁界発生手段に保持されている磁性現像剤層の電
荷量を抑制するための電圧を前記導電部に印加する。

【００２６】前記印加される電圧は直流電圧であること
も好適である。

【００２７】前記印加される電圧は磁性現像剤の帯電極
性と逆極性の直流電圧であることも好適である。

【００２８】前記印加される電圧は交流が重畳された直
流電圧であることも好適である。

【００２９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は、本発明
の実施の形態を示すクリーニング装置Ｃの構成を示す概
略側断面図である。クリーニング装置Ｃ自体の基本構成
は、前記図４に示すものと同様であり、対応する部位に
は同一の符号を付してあり、それらについての説明は必
要のないかぎり省略する。

【００３０】本実施の形態によると、ドラム状の像担持
体、即ち、アモルファスシリコン等の光導電層を有した
電子写真方式の感光体ドラム１が矢印Ａ方向に回転自在
に担持され、その周りに不図示の画像形成手段が配置さ
れる。ここで感光体は、ＯＰＣ感光体、セレン感光体を
使用することもできる。

【００３１】磁性現像剤としての磁性を有するトナー
（磁性トナー）が、不図示の転写部位において完全に転
写し切れずに転写残トナーとしてクリーニング装置Ｃに
供給される。

【００３２】次いで、クリーニング装置Ｃに供給される
転写残トナーは、感光体ドラム１に当接する磁界発生手
段としての固定磁極を備えたマグネットローラー４ａの
表面層の磁性トナー層４ｂによって掻き乱される（磁性
トナー層４ｂを有するマグネットローラー４ａをスリー
ブ４と呼称する）。

【００３３】マグネットローラー４ａの表層に導電部と
しての導電性シート４ｃが備えられている。

【００３４】その後、スリーブ４上の磁性トナー層の感
光体１に対する侵入量に応じた量だけ感光体１に磁性ト
ナーが付着し、感光体ドラム１を介してクリーニングブ
レード３へ供給される。

【００３５】そして、クリーニングブレード３によって
感光体ドラム１から除去された磁性トナーは、スリーブ
４によって捕集され、スリーブ４に近接配置される磁性
トナー層厚規制部材５によってスリーブ４から離脱、排
出される。

【００３６】このような装置において、磁性トナーの帯
電極性とは逆極性の直流電圧を、導電性の固定磁極のス
リーブ４に印加する。

【００３７】このように構成してあるから、繰り返し使
用に対するクリーニングブレード３への磁性トナーの供
給量の低下を抑えることができる。

【００３８】実際の実験結果を図２に示す。ここでは、
マイナスに帯電する磁性トナーを用い、スリーブ４とし
ては表面磁束密度１０００ガウス、極位置８極であり、
感光体ドラム１の周速３００ｍｍ／ｓに対して順方向に
３０ｍｍ／ｓで回転し、間隙は０．５ｍｍ、スリーブ４
とトナー層厚規制部材５との間隙は０．７ｍｍとされて
いる。

【００３９】またこの実施の形態では、導電性シート４
ａに直流電圧成分＋５００Ｖを印加した。

【００４０】図２は感光体ドラム１の回転時間に対す
る、スリーブ４からクリーニングブレード３に供給され
る磁性トナーの単位面積当たりの供給量（ｍｇ／ｃ
ｍ² ）である。点線が電圧印加なし、実線が電圧印加有
りである。

【００４１】電圧印加していない場合において、クリー
ニングブレード３をＪＩＳ−Ａ硬度がおよそ６５度のポ
リウレタンゴムからなり、厚さ２ｍｍで感光体ドラム１
への当接圧を１．０ｇｆ／ｃｍとして設定したとき、回
転時間が２０時間でクリーニング不良が発生した。

【００４２】これは、図２よりわかるように、磁性トナ
ーを繰り返し使用することで凝集性が増しトナー供給量
が初期の５分の１程度の０．１ｍｇ／ｃｍ² に減少した
ために、感光体ドラム１とクリーニングブレード３との
摺擦性が悪化したためであると考えられる。

【００４３】これに対して、前記の電圧印加により、ス
リーブ４表面上の磁性トナー層の当接に加えて電界の効
果によって安定した供給量のトナーが、感光体ドラム１
に付着する。したがって、繰り返し使用によって生じる
磁性トナー供給量の変化によらない構成をとることがで
きる。

【００４４】そして上記の電圧印加しない場合と同様な
クリーニングブレード３設定で、同じ時間回転しても良
好なクリーニング性能が得られるようになる。

【００４５】なお、磁性トナーや感光体ドラム１の帯電
特性、湿度等の環境によって、同様な効果が得られるよ
うな電圧設定にしてやればよい。

【００４６】また、磁性トナー層４ｂへの電圧印加を行
なうために、マグネットローラー４ａ自体に導電性を備
え、導電性シート４ｃを省くことも可能である。

【００４７】（実施の形態２）本実施の形態は、上記実
施の形態１に加えて、上記固定磁極のマグネットローラ
ー４への印加電圧に交流電圧成分を重畳することを特徴
とする。

【００４８】実施の形態１と同様にスリーブ４へ直流電
圧を印加していることによって、スリーブ４から感光体
ドラム１を介してクリーニングブレード３へ供給される
磁性トナー量は繰り返し使用によっても安定しているこ
とは前記の通りである。さらに、交流電圧成分を重畳す
ることによってスリーブ４から供給される磁性トナーの
電荷量の増加を抑えることができる。

【００４９】実際の実験では、上記実施の形態１と同様
な構成に対して、スリーブ１に直流電圧成分を＋５００
Ｖ、周波数１ｋＨｚ、交流ピーク間電圧を１ｋＶの矩形
波を交流電圧成分として印加した。

【００５０】図３は感光体ドラム１回転時間に対するス
リーブ４からクリーニングブレード３に供給される磁性
トナーの単位重量当たりの電荷量（μＣ／ｇ）である。
点線は直流電圧印加のみで、実線が交流電圧成分を重畳
したときである。

【００５１】実施の形態１と同じ構成でクリーニングブ
レードの圧接力を弱めて０．８ｇ／ｃｍとしたときに、
回転時間が２５時間でクリーニング不良が発生した。

【００５２】図３よりわかるように、摩擦帯電効果によ
りトナー電荷量が初期の２倍程度の１５μＣ／ｇに増加
したために感光体ドラム１と磁性トナーとの付着力が増
加したためであると考えられる。

【００５３】これに対して、交流電圧成分を重畳するこ
とにより、スリーブ４表面上の磁性トナー層から感光体
ドラム１へ供給される磁性トナーは一定の電荷量を持つ
ものに選択され、一定電荷量を持つトナーのみが繰り返
し使用によるトナーの変化によらず供給されるようにな
り、上記の直流成分印加のみでクリーニング不良した同
じ条件でも良好なクリーニング性能を維持し続けること
が可能となる。

【００５４】なお、磁性トナーや感光体ドラム１の帯電
特性、湿度等の環境によって、同様な効果が得られるよ
うな電圧設定にしてやればよい。

【００５５】

【発明の効果】上記のように説明された本発明による
と、繰り返し使用における磁界発生手段の外周面の磁性
現像剤層に存在する現像剤の電荷量を安定させて磁性現
像剤層からの現像剤の供給量の過不足を抑え、クリーニ
ングブレードの像担持体との当接状態を良好に維持して
長期にわたって良好なクリーニング性能を維持すると共
に、像担持体の損傷や汚染を防止することが可能とな
り、良質な画像を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施の形態に係る画像形成装置の像担持
体のクリーニング装置の断面構成説明図。

【図２】図２は第１の実施の形態における磁性現像剤層
から像担持体へ供給される磁性現像剤の供給量の変化を
示す表図。

【図３】図３は第１の実施の形態における磁性現像剤層
から像担持体へ供給される磁性現像剤の電荷量の変化を
示す表図。

【図４】図４は従来技術におけるクリーニング装置の断
面構成説明図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（像担持体） ２ ケーシング ３ クリーニングブレード ４ スリーブ ４ａ マグネットローラー（磁界発生手段） ４ｂ 磁性トナー層 ４ｃ 導電性シート ５ 磁性トナー層厚規制部材 Ｃ クリーニング装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体に残留した磁性現像剤を掻き落
   すための像担持体に当接したクリーニングブレードと、 磁性現像剤層を外周面に有し、該磁性現像剤層を前記像
   担持体に接するように配置した磁界発生手段と、 を有するクリーニング装置を備えた画像形成装置におい
   て、 前記磁界発生手段を導電性とし、該磁界発生手段に保持
   されている磁性現像剤層の電荷量を抑制するための電圧
   を印加することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体に残留した磁性現像剤を掻き落
   すための像担持体に当接したクリーニングブレードと、 磁性現像剤層を外周面に有し、該磁性現像剤層を前記像
   担持体に接するように配置した磁界発生手段と、 を有するクリーニング装置を備えた画像形成装置におい
   て、 前記磁界発生手段に導電部を備え、該磁界発生手段に保
   持されている磁性現像剤層の電荷量を抑制するための電
   圧を前記導電部に印加することを特徴とする画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記印加される電圧は直流電圧であるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装
   置。
4. 【請求項４】 前記印加される電圧は磁性現像剤の帯電
   極性と逆極性の直流電圧であることを特徴とする請求項
   １または２に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記印加される電圧は交流が重畳された
   直流電圧であることを特徴とする請求項３または４に記
   載の画像形成装置。