JP2002304097A - クリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】モータ等の駆動機構を具備せずとも十分なトナ
ー捕獲性能を発揮することができ、画像形成装置の小型
化及び低コスト化に資することが可能であると共に、像
担持体の損傷が少なく、かかる像担持体の長寿命化を達
成することが可能なクリーニング装置を提供する。 【解決手段】無数の摺擦毛が回転軸に対して起立したブ
ラシロールを備え、このブラシロールで回転体の表面を
摺擦して該回転体に付着したトナーを除去するクリーニ
ング装置であって、上記ブラシロールは、回転体と非接
触の状態で、上記摺擦毛の毛先が周方向へ傾斜してお
り、回転体と接触配置された状態では、自ら回動するこ
となく上記回転体の回転に連れ回されて回転し、接触位
置におけるブラシロールの線速度が回転体のそれと異な
るように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機や
レーザビームプリンタ等の画像形成装置において、トナ
ー像を記録シートへ転写した後の感光体ドラムや中間転
写体等の表面から残留トナーや紙粉等を除去するための
クリーニング装置に係り、詳細には、画像形成装置の小
型化及び省エネルギ化に資するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真複写機やレーザビーム
プリンタ等の画像形成装置においては、画像データに応
じて感光体ドラムの表面にトナー像を形成した後、かか
るトナー像を記録シートに転写し、転写されたトナー像
を記録シートに加熱定着することで記録画像を得てい
る。また、近年のフルカラー複写機、フルカラレーザビ
ームプリンタにおいては、感光体ドラム上に形成したト
ナー像を中間転写体に一次転写し、かかる中間転写体上
でイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの４色のト
ナー像を重ね合わせ、これら合成トナー像を記録シート
に一括して二次転写することでフルカラー記録画像を形
成するものも知られている。

【０００３】トナー像の転写効率は感光体ドラムや中間
転写体の表面状態、温度・湿度の変化に伴う記録シート
や中間転写体の抵抗値の変動に影響を受けるので、これ
を常に１００％に保つことは困難であり、トナー像の転
写元である感光体ドラムや中間転写体の表面にはトナー
像の転写後にもトナーが残留付着している。このため、
従来より、感光体ドラム、中間転写体といった像担持体
に対しては、トナー像の転写部位の下流側にクリーニン
グ装置が設けられ、次のトナー像の形成に先立って像担
持体上の残留トナーの除去が行われている。

【０００４】かかるクリーニング装置としては、弾性ゴ
ムブレードを感光体ドラムの表面に押し当て、残留トナ
ーを機械的な力で除去するものが広く使用されている。
このブレード方式のクリーニング装置は駆動部を必要と
しないので、機構的に単純であり、安価であるといった
利点があるが、ゴムブレードがトナーのみを除去するの
ではなく、被清掃体である像担持体の表面をも僅かずつ
削り取っているので、感光体ドラムの感光層等に対する
ダメージで大きく、感光体ドラムの寿命が短くなってし
まうといった欠点がある。特に、近年では小型化の観点
から感光体ドラムの小径化が著しく、同一のプリント枚
数に対する感光体ドラムの回転数も増える傾向にあるの
で、このブレード方式では感光体ドラムの寿命が益々短
命化してしまう。

【０００５】一方、ブレード方式以外のクリーニング装
置としては、無数の摺擦毛を植えたブラシローラを像担
持体に接触させ、このブラシロールを高速回転させるこ
とで残留トナーを機械的に除去する所謂ファーブラシ方
式が知られている。かかるブラシロールはモータによっ
て回転駆動されており、被清掃体である像担持体との線
速度比を大きく設定することによりトナーの捕獲効率を
高めることができるようになっている。このファーブラ
シ方式のクリーニング装置は前述のブレード方式と比較
して像担持体のダメージが少なく、その分だけ感光体ド
ラムの長寿命化を期待することができるものであるが、
ブラシロールを回転駆動させるためには、モータやギヤ
列が必要となり、クリーニング装置の構成が大がかりな
ものとならざるを得ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年は画像形成装置の
小型化が著しく進んであり、前述の如く感光体ドラムや
中間転写体といった像担持体の小径化が顕著である。こ
のため、クリーニング装置としては、像担持体の表面に
優しく、かかる像担持体の寿命を長期化し得るものが望
まれている。また、画像形成装置の小型化、省エネルギ
化といった観点からすれば、モータ等の駆動手段を必要
としないクリーニング装置が望まれている。特に、各ト
ナー色毎に感光体ドラムを備えた所謂タンデム型のフル
カラー複写機、フルカラープリンタにあっては、これら
のニーズが大きい。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは、モータ等の駆動
機構を具備せずとも十分なトナー捕獲性能を発揮するこ
とができ、画像形成装置の小型化及び低コスト化に資す
ることが可能であると共に、像担持体の損傷が少なく、
かかる像担持体の長寿命化を達成することが可能なクリ
ーニング装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ブラシロールの摺擦によ
って感光体ドラムや中間転写体等の回転体が受けるスト
レスを軽減するという観点からすれば、ブラシロールを
モータ等の駆動源によって回動させず、ブラシロールが
単に回転体に連れ回される構成とすれば良いものと考え
られる。このようにブラシロールを従動回転させる構成
とすれば、モータ等の外的な力によって回転体の表面層
が摺擦されることはないので、かかる表面層の損傷が可
及的に防止され、回転体の寿命が延命化するものと予想
される。また、ブラシロールを駆動するためのモータや
ギヤ列が不要となるので、構造も簡易且つコンパクトな
ものとなり、製造コストの低減化も可能となる。

【０００９】しかし、回転体に付着したトナーを効率良
くブラシロールに捕獲するためには、かかるトナーを回
転体の表面から動かす剪断力が必要であり、ブラシロー
ルが単に回転体に連れ回されているのみでは、両者の接
触位置におけるブラシロールの線速度と回転体のそれと
が略同一のものとなってしまうことから、トナーに対し
て十分な剪断力を作用さることができない。

【００１０】そこで、本発明では、回転体を摺擦するブ
ラシロールの摺擦毛の毛先をに周方向へ傾斜させ、これ
によって回転体に連れ回されているブラシロールの線速
度を積極的にコントロールしようとするものである。

【００１１】すなわち、本発明は、多数の摺擦毛が回転
軸に対して起立したブラシロールを備え、このブラシロ
ールで回転体の表面を摺擦して該回転体に付着したトナ
ーを除去するクリーニング装置であって、上記ブラシロ
ールは、回転体と非接触の状態で、上記摺擦毛の毛先が
周方向へ傾斜しており、回転体と接触配置された状態で
は、自ら回動することなく上記回転体の回転に連れ回さ
れて回転し、接触位置におけるブラシロールの線速度が
回転体のそれと異なることを特徴とするものである。

【００１２】このような技術的手段によれば、ブラシロ
ールは回転体と非接触の状態で、その摺擦毛の毛先が周
方向へ傾斜していることから、かかるブラシロールを回
転体と接触配置し、回転体を回転させると、摺擦毛の傾
斜方向や傾斜角度、摺擦毛の長さや硬さ等に応じて回転
体に連れ回されるブラシールの線速度をある程度自由に
コントロールすることが可能となり、ブラシロールの線
速度と回転体のそれとを異ならせることができる。その
結果、回転体に付着したトナーに対して剪断力を作用さ
せることができ、単に回転体に従動回転するブラシロー
ルであっても、トナーを効率良く捕獲することが可能と
なる。

【００１３】また、ブラシロールの外径が同一であれ
ば、摺擦毛の毛先を傾斜させている分だけ該摺擦毛の長
さを長く設定することができるので、ブラシロールに捕
獲して保持することのできるトナー量も増加させること
が可能となる。

【００１４】本発明において、ブラシロールの摺擦毛の
毛先はいずれの周方向へ傾斜させても差し支えないが、
回転体の回転方向に沿って傾斜させた場合、ブラシロー
ルの周速は回転体の周速よりも遅くなり、逆に回転体の
回転方向と逆方向へ傾斜させた場合、ブラシロールの周
速は回転体の周速よりも速くなる傾向にある。

【００１５】本願発明者らが確認したところによれば、
ブラシロールの回転体に対する線速度比が０．６以下、
又は１．３以上になれば、回転体に付着しているトナー
を効果的に補集することができ、回転体に付着した残留
トナーが画像形成動作に対して悪影響を及ぼすこともな
かった。

【００１６】ここで、回転体に従動するブラシロールの
回転速度に影響を与える因子としては、ブラシロールの
外径、摺擦毛の長さ及び硬さ、回転体の表面硬度や表面
粗さが挙げられ、これらを適宜選択することにより、回
転体に対するブラシロールの線速度比を自由に調整する
ことが可能である。

【００１７】また、摺擦毛はその毛先のみをブラシロー
ルの周方向へ傾斜させても差し支えないが、根元から傾
斜状態で回転軸に対して起立していても良い。前者の場
合であれば、回転軸の周面に対して略垂直に摺擦毛を起
立させた後、熱を加えながら毛先だけを特定の方向へ倒
すようにして製造することができる。一方、後者の場合
であれば、摺擦毛が傾斜した状態で起立した布地を回転
軸に巻き付けることによって製造することができる。

【００１８】回転体からブラシロールにトナーを捕獲す
るに当たっては、これら両者の線速度の差によって作用
する剪断力のみを利用するようにしても良いが、かかる
ブラシロールを導電性の回転軸と摺擦毛とから構成し、
ブラシロールと回転体との間にクリーニングバイアスを
印加するように構成しても良い。このように構成すれ
ば、回転体に付着したトナーをより効果的にブラシロー
ルで捕獲することができる。上記クリーニングバイアス
は捕獲したいトナーの帯電極性に応じて電圧極性を適宜
選択しても良い。例えば、マイナス極性に帯電したトナ
ーを用いてトナー像を形成している場合には、かかるト
ナー像を転写した後の感光体ドラムや中間転写体にはこ
のマイナス極性のトナーが残留することになり、ブラシ
ロールにプラス極性のクリーニングバイアスを印加する
ことにより、残留トナーを捕獲することができる。ま
た、残留トナーの中には転写電流によってプラス極性に
反転してしまうものもあるので、この極性反転したトナ
ーを捕獲するのであれば、ブラシロールに対してマイナ
ス極性のクリーニングバイアスを印加することになる。
また、本願発明者らが確認したところによれば、ブラシ
ロールにクリーニングバイアスを印加すると、かかるブ
ラシロールの線速度が５％程度上昇する傾向が現れた。

【００１９】本発明のクリーニング装置が適用される回
転体としては、前述の如く感光体ドラムや中間転写ドラ
ム、感光体ベルトや中間転写ベルトが挙げられるが、近
年では記録シートに対するトナー像の転写に転写バイア
スを印加された転写ロールが用いられており、この転写
ロールに対しても感光体ドラムや中間転写ドラムからト
ナーが付着する傾向にある。従って、この転写ロールに
対しても本発明のクリーニング装置を適用することが可
能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
のクリーニング装置を詳細に説明する。図１は本発明の
クリーニング装置を備えたフルカラーレーザビームプリ
ンタを示すものである。尚、図１中の矢印は、各回転部
材の回転方向を示している。

【００２１】このフルカラープリンタは、図１に示すよ
うに、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム１１，１
２，１３，１４を有する画像形成ユニット１，２，３，
４と、これら感光体ドラム１１，１２，１３，１４ に
接触する一次帯電用の帯電ロール２１，２２，２３，２
４と、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー
（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，３２，
３３，３４を照射する図示しないレーザ光学ユニット
と、現像装置４１，４２，４３，４４と、上記４つの感
光体ドラム１１，１２，１３，１４のうちの２つの感光
体ドラム１１，１２に接触する第１の一次中間転写ドラ
ム５１及び他の２つの感光体ドラム１３，１４に接触す
る第２の一次中間転写ドラム５２と、上記第１、第２の
一次中間転写ドラム５１，５２に接触する二次中間転写
ドラム５３と、この二次中間転写ドラム５３に接触する
最終転写ロール６０とで、その主要部が構成されてい
る。

【００２２】感光体ドラム１１，１２，１３，１４は、
共通の接平面Ｍを有するように一定の間隔をおいて配置
されている。また、第１の一次中間転写ドラム５１及び
第２の一次中間転写ドラム５２は、各回転軸が該感光体
ドラム１１，１２，１３，１４軸に対し平行かつ所定の
対象面を境界とした面対象の関係にあるように配置され
ている。さらに、二次中間転写ドラム５３は、該感光体
ドラム１１，１２，１３，１４と回転軸が平行であるよ
うに配置されている。

【００２３】各色毎の画像情報に応じた信号は、図示し
ない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図
示しないレーザ光学ユニットに入力される。このレーザ
光学ユニットでは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イ
エロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光３１，
３２，３３，３４が変調され、対応する色の感光体ドラ
ム１１，１２，１３，１４に照射される。

【００２４】上記各感光体ドラム１１，１２，１３，１
４の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像
形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム１
１，１２，１３，１４としては直径２０ｍｍのＯＰＣ感
光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体
ドラム１１，１２，１３，１４は９５ｍｍ／ｓｅｃの回
転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム１１，１
２，１３，１４の表面は、図１に示すように、帯電ロー
ル１２，２２，３２，４２に、約−８００ＶのＤＣ電圧
を印加することによって、例えば約−３００Ｖ程度に一
様に帯電される。尚、この実施例では上記帯電ロールに
対してＤＣ成分のみを印加しているが、ＡＣ成分をＤＣ
成分に重畳するように構成することもできる。

【００２５】このようにして一様な表面電位を具備した
感光体ドラム１１，１２，１３，１４の表面には、露光
装置としてのレーザ光学ユニットによってシアン
（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック
（Ｋ）の各色に対応したレーザ光３１，３２，３３，３
４が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像
が形成される。レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込
まれることにより、感光体ドラム１１，１２，１３，１
４上の画像露光部の表面電位は−６０Ｖ以下程度にまで
除電される。

【００２６】また、上記感光体ドラム１１， １２，
１３， １４の表面に形成されたシアン（Ｃ）、マゼン
タ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対
応した静電潜像は、対応する色の現像装置４１，４２，
４３，４４によって現像され、感光体ドラム１１，１
２，１３，１４上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イ
エロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として
可視化される。各現像装置４１，４２，４３，４４に
は、それぞれ色の異なったシアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色のトナー及
びキャリアからなる現像剤が充填されている。これらの
現像装置４１，４２，４３，４４は、不図示のトナー補
給装置からトナーが補給されると、この補給されたトナ
ーは、オーガー４０４で充分にキャリアと攪拌されて摩
擦帯電される。現像ロール４０１の内部には、複数の磁
極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）
が固定した状態で配置されている。この現像ロール４０
１に現像剤を搬送するパドル４０３によって、当該現像
ロール４０１の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤
量規制部材４０２によって現像部に搬送される量が規制
される。この実施例では、上記現像剤の量は、３０〜５
０ｇ／ｍ² あり、また、このとき現像ロール４０１上に
存在するトナーの帯電量は、概ね−２０〜−３５μＣ／
ｇ程度である。

【００２７】上記現像ロール４０１上に供給されたトナ
ーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとト
ナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気
ブラシが感光体ドラム１１，１２，１３，１４と接触し
ている。この現像ロール４０１にＡＣ＋ＤＣの現像バイ
アス電圧を印加して、現像ロール４０１上のトナーを感
光体ドラム１１，１２，１３，１４上に形成された静電
潜像に現像することにより、トナー像が形成される。こ
の実施例では、この現像バイアス電圧はＡＣが４ｋＨ
ｚ、１．５ｋＶｐｐで、ＤＣが−２３０Ｖ程度である。

【００２８】次に、上記各感光体ドラム１１，１２，１
３，１４上に形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナ
ー像は、第１の一次中間転写ドラム５１及び第２の一次
中間転写ドラム５２上に、静電的に一次転写される。感
光体ドラム１１，１２上に形成されたシアン（Ｃ）およ
びマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写
ドラム５１上に、感光体ドラム１３，１４上に形成され
たイエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第
２の一次中間転写ドラム５２上に、それぞれ転写され
る。従って、第１の一次中間転写ドラム５１上には、感
光体ドラム１１または１２のどちらから転写された単色
像と、感光体ドラム１１及び１２の両方から転写された
２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成される
ことになる。また、第２の一次中間転写ドラム５２上に
も、感光体ドラム１３，１４から同様な単色像と二重色
像が形成される。

【００２９】上記第１及び第２の一次中間転写ドラム５
１，５２上に感光体ドラム１１，１２，１３，１４から
トナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、
＋２５０〜５００Ｖ程度である。最適な表面電位はトナ
ーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変動するが、
トナーの帯電量が−２０〜−３５μＣ／ｇ の範囲内に
あり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の
一次中間転写ドラム５１，５２の表面電位は、＋３８０
Ｖ程度が望ましい。また、第１、第２の一次中間転写ド
ラム５１，５２は外径が４２ｍｍ、抵抗値は１０⁸ Ω程
度に設定されており、ＦｅやＡｌ等からなる金属パイプ
を導電性シリコーンゴム等の低抵抗弾性層（Ｒ＝１０²
〜１０³ Ω）で被覆して形成されている。更に、この低
抵抗弾性層の表面には高離型層として厚さ３〜１００μ
ｍのフッ素ゴム層が設けられておりシランカップリング
剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。尚、高離
型層の抵抗値はＲ＝１０⁵ 〜１０⁹ Ω程度である。

【００３０】この後、第１、第２の一次中間転写ドラム
５１，５２上に形成された単色又は二重色のトナー像
は、二次中間転写ドラム５３上に静電的に二次転写され
る。従って、二次中間転写ドラム５３上には、単色像か
らシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブ
ラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形
成されることになる。

【００３１】この二次中間転写ドラム５３上へ第１及び
第２の一次中間転写ドラム５１，５２からトナー像を静
電的に転写するために必要な表面電位は、＋６００〜１
２００Ｖ程度である。最適な表面電位は一次転写の時と
同様にトナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって変
動する。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次
中間転写ドラム５１，５２と二次中間転写ドラム５３と
の間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写
ドラム５１，５２の表面電位に応じた値に設定すること
が必要である。上述のように、トナーの帯電量が−２０
〜−３５μＣ／ｇ の範囲内にあり、常温常湿環境下で
あって、第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２
の表面電位が＋３８０Ｖ程度の場合には、二次中間転写
ドラム５３の表面電位は、＋８８０Ｖ程度、つまり第１
及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２と二次中間転
写ドラム５３との間の電位差は、＋５００Ｖ程度に設定
することが望ましい。

【００３２】この実施例で用いる二次中間転写ドラム５
３は外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５
２と同じ４２ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に
設定される。また、上記二次中間転写ドラム５３も一次
中間転写ドラムと同様に、ＦｅやＡｌ等からなる金属パ
イプを厚さ０．１〜１０ｍｍ程度の導電性シリコーンゴ
ム等の低抵抗弾性層（Ｒ＝１０² 〜１０³ Ω）で被覆し
て形成されており、低抵抗弾性層の表面は厚さ３〜１０
０μｍのフッ素ゴムからなる高離型層に被覆されてい
る。ここで、二次中間転写ドラム５３の抵抗値は、第１
及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２よりも高く設
定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム
５３が第１及び第２の一次中間転写ドラム５１，５２を
帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム５
１，５２の表面電位の制御が難しくなる。

【００３３】最後に、上記二次中間転写ドラム５３上に
形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像
は、最終転写ロール６０によって、用紙搬送路Ｐを通る
用紙に三次転写される。この用紙は、不図示の紙送り工
程を経て用紙搬送ロール９０を通過し、二次中間転写ド
ラム５３と最終転写ロール６０のニップ部に送り込まれ
る。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的
なトナー像は、定着器７０によって定着され、一連の画
像形成プロセスが完了する。

【００３４】このように構成された本実施例のレーザビ
ームプリンタでは、各感光体ドラム１１，１２，１３，
１４及び一次中間転写ドラム５１，５２に対して本発明
のクリーニング装置が配置されている。先ず、感光体ド
ラム１１に対して配置されたクリーニング装置は、金属
製回転軸の周囲に導電性の摺擦毛が起立した第１ブラシ
ロール２１５であり、帯電ロール２１に対するトナーの
付着を防止するため、感光体ドラム１１の回転方向に関
して帯電ロール２１の上流側に位置している。また、こ
の第１ブラシロール２１５にはクリーニングバイアスが
印加されりており、各転写部位において極性反転したト
ナーを感光体ドラム１１の表面から一時的に回収し、後
述するクリーニングモードが開始される迄の間、かかる
トナーを保持するようになっている。すなわち、トナー
は現像装置４１内において（−）極性に帯電しており、
各転写行程においては、トナー像がより電位の高い方向
へ向けて転写されていくことになる。しかし、かかるト
ナー像が各転写工程の転写部位を繰り返し通過する際、
パッシェン放電や電荷注入により、（−）帯電している
トナーの一部が逆極性、すなわち（＋）極性に反転して
帯電してしまうことがあり、このように極性反転したト
ナーは次工程へ転写されず、上流側へ逆流していくこと
になる。そして、最終的には感光体ドラム１１へ転移
し、ひいては帯電ロール２１に付着することになる。上
記第１ブラシロール２１５はこのような極性反転したト
ナーを帯電ロール２１の手前で捕え、帯電ロール２１に
対する付着を防止するために設けられている。従って、
トナー像の作像時においては、感光体ドラム１１の表面
電位−３００Ｖよりも低い電位である−４００Ｖが上記
第１ブラシロール２１５に印加されている。

【００３５】また、この第１ブラシロール２１５には何
ら駆動手段が設けられておらず、かかる第１ブラシロー
ル２１５は摺擦毛と感光体ドラム１１との間に作用する
摩擦力によって感光体ドラム１１の回転に連れ回ってい
る。図２は感光体ドラム１１から離間させた第１ブラシ
ロール２１５の断面を示すものである。この第１ブラシ
ロール２１５では摺擦毛２１１が回転軸２１２に対して
略垂直に起立しておらず、感光体ドラム１１の回転方向
へ傾斜して起立している。このため、第１ブラシロール
２１５を感光体ドラム１１に接触させた状態で該感光体
ドラム１１を回転させると、感光体ドラム１１の表面と
摺擦毛２１１との間にスリップが生じ、両者の接触位置
における第１ブラシロール２１５の線速度を感光体ドラ
ム１１のそれよりも小さくすることが可能となる。その
結果、感光体ドラム１１に付着するトナーに対しては、
クリーニングバイアスの印加による静電誘因力だけでな
く、第１ブラシロール２１５の機械的な摺擦による剪断
力も作用することになり、かかるトナーを効果的に第１
ブラシロール２１５に捕獲することができるものであ
る。

【００３６】感光体ドラム１１に従動する第１ブラシロ
ール２１５の線速度は摺擦毛の硬さや植毛密度、長さ等
を変化させることで自由に調節することができるが、本
実施例では第１プラシロール２１５の外径約１０ｍｍ、
摺擦毛の長さ約２ｍｍ、感光体ドラム１１の外径約２０
ｍｍ、摺擦毛の太さ約３デニール、植毛密度２０万本／
平方インチに設定し、ブラシ外径の感光体ドラム１１に
対する食い込み量も０．６５ｍｍ以下に設定したとこ
ろ、感光体ドラム１１に対する第１ブラシロール２１５
の線速度比を０．４程度に安定化することができた。

【００３７】尚、以上の説明では感光体ドラム１１に対
して設けられた第１ブラシロール２１５について説明し
たが、他の感光体ドラム１２，１３，１４に対しても同
じ構造の第１ブラシロール２１６，２１７，２１８が設
けられている。

【００３８】一方、一次中間転写ドラム５１，５２に対
しては、やはり金属製回転軸の周囲に導電性の摺擦毛が
起立した第２ブラシロール２２０，２２１が夫々配置さ
れている。これらの第２ブラシロール２２０は二次転写
の終了後に一次中間転写ドラム５１の表面に残留したト
ナーを感光体ドラム１２の手前側でブロックする位置
に、第２ブラシロール２２１は二次転写の終了後に一次
中間転写ドラム５２の表面に残留したトナーを感光体ド
ラム１４の手前側でブロックする値に夫々配置されてい
る。また、これら第２ブラシロール２２０，２２１には
クリーニングバイアスが印加されているが、その極性は
第１ブラシロール２１５に印加されていたものと逆極性
である。一次転写では各感光体ドラムが１色のトナー像
のみを一次中間転写ドラム５１，５２に転写しているこ
とから、転写効率をある程度高めに設定することがで
き、残留トナーを敢えて回収するクリーニング装置を設
けずとも、作像上は大きな支承は生じず、また、各現像
器４１，４２，４３，４４において混色が発生すること
もない。しかし、二次転写では互いに重なり合った２色
分のトナー像を二次中間転写ドラム５３へ転写するの
で、転写されずに一次中間転写ドラム５１，５２に残留
するトナーも多く、かかる残留トナーをクリーニング装
置で回収しない場合には、次に転写されるトナー像にゴ
ーストが発生してまうからである。このため、一次中間
転写ドラム５１，５２に対して配置した第２ブラシロー
ル２２０，２２１には、＋６００Ｖ程度のクリーニング
バイアスが印加されている。

【００３９】また、これら第２ブラシロール２２０，２
２１にも何ら駆動手段が設けられておらず、第１ブラシ
ロール２１５と同様、摺擦毛と一次中間転写ドラム５
１，５２との間に作用する摩擦力によって一次中間転写
ドラム５１，５２の回転に連れ回っている。一次中間転
写ドラム５１，５２の線速度と第２ブラシロール２２
０，２２１の線速度とを異ならせるため、摺擦毛は一次
中間転写ドラム２２０，２２１の回転方向と逆向きに傾
斜して回転軸に起立している。これにより、第２ブラシ
ロール２２０，２２１を一次中間転写ドラム５１，５２
に接触させた状態で該一次中間転写ドラム５１，５２を
回転させると、両者の接触位置における第２ブラシロー
ル２２０，２２１の線速度を一次中間転写ドラム５１，
５２のそれよりも大きくすることが可能となる。このよ
うに、第２ブラシロール２２０，２２１の摺擦毛を一次
中間転写ドラム２２０，２２１の回転方向と逆向きに傾
斜させているのは、かかる一次中間転写ドラム２２０，
２２１上の残留トナーは付着力が強く、摺擦毛の先端で
一次中間転写ドラム２２０，２２１の表面を弾くように
構成しないと、残留トナーによるゴースト像の発生を防
止することができないからである。これにより、トナー
を効果的に第２ブラシロール２２０，２２１に捕獲する
ことができるものである。

【００４０】本実施例では第２プラシロール２２０，２
２１の外径約１４ｍｍ、摺擦毛の長さ約４ｍｍ、一次中
間転写ドラム５１，５２の外径約４２ｍｍ、摺擦毛の太
さ約６デニール、植毛密度１０万本／平方インチに設定
し、ブラシ外径の一次転写ドラム５１，５２に対する食
い込み量も０．５ｍｍ以下に設定したところ、一次中間
転写ドラム５１，５２に対する第２ブラシロール２２
０，２２１の線速度比を１．３程度に安定化することが
できた。ここで、第２ブラシロール２２０，２２１の摺
擦毛の長さを第１ブラシロール２１５のそれよりも長く
設定しているのは、２色分の残留トナーを回収する第２
ブラシロール２２０，２２１の方が第１ブラシロール２
１５よりもトナーの回収量が多いためである。

【００４１】尚、二次中間転写ドラム５３に対しても三
次転写で残留したトナーを除去するための第３ブラシロ
ール２３０が配置されているが、このブラシロール２３
０は図示外のモータによって二次中間転写ドラム５３の
回転方向と対向する方向へ回転駆動されている。これ
は、４色のトナー像を記録シートＰに一括転写する三次
転写では二次中間転写ドラム５３に残留するトナーが多
く、譬えクリーニングバイアスを印加しても、ブラシロ
ール２３０を従動回転させただけでは残留トナーを捕獲
しきれないからである。

【００４２】上記第１ブラシロール２１５，２１６，２
１７，２１８、第２ブラシロール２２０，２２１、及び
第３ブラシロール２３０は夫々対向する感光体ドラム１
１，１２，１３，１４、一次中間転写ドラム５１，５
２、二次中間転写ドラム５３からトナーを捕獲するもの
の、捕獲したトナーを排出するための機械的構成を何ら
具備していない。従って、トナー像が繰り返し形成され
ると、捕獲したトナーが各ブラシロールの摺擦毛の間か
ら溢れ出てしまうことになる。そこで、本実施例のプリ
ンタでは、各ブラシロールによって捕獲されたトナーを
回収するため、印字動作前、印字動作後、連続印字時の
所定枚数毎など、ある所定のタイミングで以下のような
クリーニング動作を行なっている。

【００４３】このクリーニング動作においては、先ず、
帯電ロール２１，２２，２３，２４、第１ブラシロール
２１５，２１６，２１７，２１８、感光体ドラム１１，
１２，１３，１４、一次中間転写ドラム５１，５２、二
次中間転写ドラム５３、最終転写ロール６０に対し、最
終転写ロール６０が最もマイナス電位が高くなるよう
に、順々に電位勾配をつけた電圧を印加し、これによっ
て印字動作中に第１ブラシロール２１５，２１６，２１
７，２１８に回収保持された逆極性の（＋）帯電トナー
を、最終転写ロール６０まで順々に転移させ、最終転写
ロール６０に接触して設けた最終クリーニング装置８０
によって回収するように構成されている。従って、この
ようなクリーニング動作が開始されると、第１ブラシロ
ール２１５，２１６，２１７，２１８に一時的に保持さ
れていた（＋）帯電トナーは感光体ドラム１１，１２，
１３，１４上に吐き出され、第１ブラシロール２１５，
２１６，２１７，２１８は清浄な状態に復帰することに
なる。

【００４４】また、このようにして（＋）帯電トナーの
クリーニングが終了すると、トナー像の作像時と同じ電
位が帯電ロール２１，２２，２３，２４、感光体ドラム
１１，１２，１３，１４、一次中間転写ドラム５１，５
２、二次中間転写ドラム５３、最終転写ロール６０に与
えられる一方、第２ブラシロール及び第３ブラシロール
には作像時と逆極性の電位が与えられ、今度は第２ブラ
シーロール２２０，２２１及び第３ブラシロール２３０
に付着している（−）帯電トナーのクリーニングが行わ
れる。すなわち、第２ブラシロール２２０，２２１及び
第３ブラシロール２３０に対して作像時と逆極性の電位
を与えることにより、これらブラシロールに保持されて
いたトナーは一次中間転写ドラム５１，５２及び二次中
間転写ドラム５３上に吐き出され、通常のトナー像の転
写と同様に二次中間転写ドラム５３を経由して最終転写
ロール６０へ到達し、最終クリーニング装置８０によっ
て回収される。

【００４５】このようなクリーニング動作を定期的に実
行することにより、第１、第２及び第３ブラシロールに
捕獲されていたトナーはいずれの極性のものも最終クリ
ーニング装置８０によって回収され、これらブラシロー
ルの清浄化が図られることになる。

【００４６】図３は及び図４は第１ブラシロール２１５
の製造方法の一例を示すものである。この第１ブラシロ
ールは、図３に示すように、導電性繊維からなる摺擦毛
２１１が起毛した布地２１３を導電性の金属回転軸２１
２に対して螺旋状に巻き付けることによって製作されて
いる。かかる布地２１３には図４に示すように摺擦毛２
１１が起立しているが、これを熱ロール２１４で挟み込
んで加圧することにより、摺擦毛２１１が倒れた布地を
得ることができる。そして、このように摺擦毛２１１が
倒れた布地２１３を回転軸２１２に巻き付けることによ
って、かかる摺擦毛２１１が周方向に傾斜したブラシロ
ール２１５を製造することができる。

【００４７】また、他の製造方法としては、布地を回転
軸に巻き付ける以前の段階で摺擦毛を倒すのではなく、
摺擦毛が略垂直に起立した布地を回転軸に対して巻き付
けてブラシロールとした後、このブラシロールを熱ロー
ルに押し付けながら回転させることにより、摺擦毛を周
方向に傾斜させることも可能である。更に、摺擦毛が起
立した布地を製造する各工程で、摺擦毛の毛起こしを考
慮せず、かかる摺擦毛が倒れ込むようにしても良い。

【００４８】尚、第２ラシロール及び第ブラシロールも
第１ブラシロールと同様に製作することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のクリ
ーニング装置によれば、ブラシロールの摺擦毛の毛先を
周方向へ傾斜させることにより、かかるブラシロールを
回転体に従動回転させているにも拘らず、該ブラシロー
ルの線速度と回転体のそれとを異ならせることができる
ので、モータ等の駆動機構を具備せずとも回転体に付着
したトナーを効率良く捕獲することができ、画像形成装
置の小型化及び低コスト化に資することが可能であると
共に、感光体ドラム等の回転体の損傷を抑え、画像形成
装置の長寿命化を達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のクリーニング装置を適用したカラー
レーザビームプリンタの構成を示す概略図である。

【図２】 第１ブラシロールを示す断面図である。

【図３】 第１ブラシロールの製造方法を示す斜視図で
ある。

【図４】 摺擦毛が起立した布地を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１１，１２，１３，１４…感光体ドラム、５１，５２…
一次中間転写ドラム、５３…二次中間転写ドラム、２１
１…摺擦毛、２１２…回転軸、２１５…第１ブラシロー
ル

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H134 GA01 GA06 GB02 HB01 HB09 HB11 HB16 HB18 HB19 HB20 JB07 KB03 KB04 KB05 KC10 KD03 KE01 KH03 KH09 KH10 KH15 KJ02 3B202 AA30 AB03 AB23 BA03 EE01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の摺擦毛が回転軸に対して起立した
   ブラシロールを備え、このブラシロールで回転体の表面
   を摺擦して該回転体に付着したトナーを除去するクリー
   ニング装置であって、 上記ブラシロールは、回転体と非接触の状態で、上記摺
   擦毛の毛先が周方向へ傾斜しており、回転体と接触配置
   された状態では、自ら回動することなく上記回転体の回
   転に連れ回されて回転し、接触位置におけるブラシロー
   ルの線速度が回転体のそれと異なることを特徴とするク
   リーニング装置。
2. 【請求項２】 上記ブラシロールの摺擦毛は回転軸の周
   面に対して略垂直に起立しており、毛先のみが周方向へ
   倒されていることを特徴とする請求項１記載のクリーニ
   ング装置。
3. 【請求項３】 上記ブラシロールの摺擦毛は回転軸の周
   面に対して傾斜した状態で起立していることを特徴とす
   る請求項１記載のクリーニング装置。
4. 【請求項４】 上記ブラシロールは摺擦毛が起立した布
   地を回転軸に巻き付けてなり、かかる摺擦毛が上記布地
   に対して傾斜した状態で起立していることを特徴とする
   請求項３記載のクリーニング装置。
5. 【請求項５】 上記ブラシロールの回転軸及び摺擦毛は
   導電性であり、かかるブラシロールと回転体との間にク
   リーニングバイアスが印加されていることを特徴とする
   請求項１記載のクリーニング装置。
6. 【請求項６】 上記ブラシロールの回転体に対する回転
   速度比が両者の接触位置における線速度比で０．６以
   下、又は１．３以上であることを特徴とする請求項１記
   載のクリーニング装置。
7. 【請求項７】 請求項５記載のクリーニング装置を用い
   て回転体に付着するトナーを除去するように構成した画
   像形成装置であって、 作像動作中はブラシロールと回転体との間にクリーニン
   グバイアスを印加して上記回転体からブラシロールにト
   ナーを捕獲する一方、 作像動作の終了後又は作像動作の合間にはブラシロール
   と回転体との間にクリーニングバイアスと逆極性のトナ
   ー回収バイアスを印加し、捕獲トナーをブラシロールか
   ら回転体上に吐き出させ、 かかる捕獲トナーを第２のクリーニング装置によって回
   収するように構成したことを特徴とする画像形成装置。