JP2002341716A

JP2002341716A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002341716A
Application number: JP2001148093A
Authority: JP
Inventors: Naomi Sugimoto; 奈緒美杉本; Osamu Naruse; 修成瀬; Yasufumi Nakazato; 保史中里; Masahiko Akafuji; 昌彦赤藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2002-11-29

Abstract

(57)【要約】【課題】球形・小粒径トナーを使用した場合でも経時
的に像担持体から安定、確実にトナーをクリーニングで
きる手段を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】クリーニングブラシ１２より像担持体２
の回転移動方向で下流側にクリーニングローラ１０を配
置する。転写工程を経て像担持体２上に残留したトナー
２１は、像担持体２に対してカウンター方向に回転する
クリーニングブラシ１２によって機械的に像担持体２よ
り剥離され、脱落する。クリーニングブラシ１２から脱
落せずに付着したままのトナーはフリッカバー１３によ
って叩き落とされる。クリーニングブラシ１２通過、残
留しているトナーは、クリーニングブラシ１２の下流側
でクリーニングローラ１０によってクリーニングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファックス画像形成装置のクリーニン
グ技術に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図１に
従来の電子写真方式の画像形成装置を示す。この画像形
成装置１は、帯電手段４で均一帯電された像担持体２に
書き込み手段９によって露光して、静電潜像を形成し、
現像手段５によってこれを現像し、形成されたトナー像
を転写手段６によって用紙表面に転写し、その後、定着
手段７によって加熱、加圧して画像を定着されて画像形
成を完了する。用紙は給紙手段８から給送される。

【０００３】転写後の像担持体２上には転写しなかった
トナーが一部残っているので、クリーニング手段３によ
って、像担持体２上のトナーを回収し、次の画像形成工
程が継続可能となるように構成されている。もしクリー
ニング工程が不十分であると、帯電手段４のトナー付着
による不均一帯電の発生、書き込み手段９の露光光をト
ナーが遮ることによる潜像品質の低下が発生し、画像品
質を損なう場合があるためである。但し若干のトナーが
クリーニング工程を通過しても、現像手段５まで到着し
たトナーは現像手段によって回収されるので、その影響
は少ない。

【０００４】図２に現在多用されているブレードクリー
ニング方式のクリーニング手段３の構成を示す。転写残
トナー２１は像担持体２に対しカウンタ方向に回転して
いるクリーニングブラシ１２の摺擦作用及び不図示のバ
イアス付与手段による静電吸着作用によって掻き取ら
れ、フリッカバー１３とクリーニングブラシ１２が衝突
した衝撃でクリーニング手段３内に落下、堆積する。堆
積したトナーはオーガ１４の作用により軸方向に搬送さ
れ、装置内部のトナー回収手段に回収されたり、現像手
段５に再供給されたりする。またクリーニングブラシ１
２が作用せず像担持体２上に残ったトナーは、クリーニ
ングブレード１１の機械的な摺擦作用によって下方に掻
き落とされる。図中２２はクリーニングブラシ１２で除
去されるトナー、２４はクリーニングブラシ１２に付着
して搬送されるトナー、２５はフリッカバー１３に衝突
して落下するトナーである。

【０００５】クリーニングブラシ１２の作用力は、転写
残トナー量が比較的多くても十分にクリーニングする能
力を有しているように設けられるが、クリーニングブラ
シ１２が局所的に作用しない領域がどうしても発生する
ので、クリーニング残トナーを僅かではあるが必ず残し
てしまう場合が多い。クリーニングブレード１１の作用
力は、付着するトナー量が増大するとブレードの浮き上
がりが生じ、クリーニング能力を失ってしまうが、微量
のトナーに対しては殆ど完全に掻き落とす能力を有して
いる。このような特徴の異なるクリーニング方法を効果
的に組み合わせれば、転写残トナー量の変動などによら
ず、安定したクリーニング能力を発揮することができ
る。

【０００６】ところで、画像品質の向上に有利な微小粒
径トナーを製造することに適した重合工法トナーが近年
開発されているが、このような重合工法トナー形状は、
従来の粉砕工法によるトナーが岩石破片状の不定形であ
ったのに比べ球形に近い形状を有しており、クリーニン
グブレード１１の浮き上がりによるクリーニング不良が
容易に発生してしまいやすいという問題点がある。球形
に近いトナー形状で転がりやすいため、クリーニングブ
レード１１先端と像担持体２が形成しているくさび形の
領域で回転してしまい、回転する力によってクリーニン
グブレード１１と像担持体２の当接面内に浸入してしま
うことが大きな原因である。また強化フィラーを分散さ
せた像担持体２を使用する場合、像担持体２の表面には
フィラーの一部が表出するので、その部分でトナーが像
担持体２から大きな作用力を受けてクリーニングブレー
ドと像担持体２の当接部分にトナーを浸入させてしま
い、クリーニングが不良となる場合があることも知られ
ている。

【０００７】上述のようにブレードクリーニング方式は
像担持体を摺擦するので像担持体の耐久性を損なうこと
があり、また転写性が良いとされている球形トナーに対
してのクリーニング性は、粉砕（異型）トナーに対する
クリーニング性より劣ることは良く知られていることで
あるが、これらの問題を解決するべく、像担持体への摺
擦を軽減し、しかも確実にクリーニング性を備えた小型
低コストのローラクリーニング方式が提案されている。
しかしながら、そのようなクリーニング装置において
も、球形・小粒径トナーを経時使用すると、クリーニン
グ部材であるローラやブラシに残留するトナーが時間の
経過とともに増加し、その結果ローラクリーニング性、
ブラシクリーニング性を低下させることがわかった。

【０００８】本発明は上記従来の問題点にかんがみ、像
担持体をクリーニングする手段としてクリーニングブラ
シとその下流にクリーニングローラを備えた画像形成装
置において、球形・小粒径トナーを使用した場合でも経
時的に像担持体から安定、確実にトナーをクリーニング
できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
画像形成装置は、上記目的を達成するために、像担持
体、該像担持体を摺擦するクリーニングブラシ、上記像
担持体に当接するクリーニングローラを備える電子写真
方式の画像形成装置において、上記クリーニングブラシ
より上記像担持体の移動方向下流側に上記クリーニング
ローラを配置し、上記クリーニングブラシが上記クリー
ニングローラを摺擦するように配置し、上記像担持体表
面の静止摩擦係数を０．５以下としてなることを特徴と
する。

【００１０】同請求項２に係るものは、上記目的を達成
するために、像担持体、該像担持体を摺擦するクリーニ
ングブラシ、上記像担持体に当接するクリーニングロー
ラを備える電子写真方式の画像形成装置において、上記
クリーニングブラシより上記像担持体の移動方向下流側
に上記クリーニングローラを配置し、上記クリーニング
ブラシが上記クリーニングローラを摺擦するように配置
し、上記クリーニングローラ表面の静止摩擦係数を０．
５以下としてなることを特徴とする。

【００１１】同請求項３に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１または２の画像形成装置におい
て、上記クリーニング手段表面の静止摩擦係数が上記像
担持体表面の静止摩擦係数よりも大きいことを特徴とす
る。

【００１２】同請求項４に係るものは、上記目的を達成
するために、像担持体、該像担持体を摺擦するクリーニ
ングブラシ、上記像担持体に当接するクリーニングロー
ラを備える電子写真方式の画像形成装置において、上記
クリーニングブラシより上記像担持体の移動方向下流側
に上記クリーニングローラを配置し、上記クリーニング
ブラシが上記クリーニングローラを摺擦するように配置
し、上記クリーニングブラシ表面に潤滑材を付与する潤
滑材付与手段を設けてなることを特徴とする。

【００１３】同請求項５に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１ないし３のいずれかの画像形成装
置において、電圧非印加時のトナーの接触により、該ト
ナーが上記クリーニングローラに印加しているバイアス
極性と異極性に帯電しないクリーニングローラを用いる
ことを特徴とする。

【００１４】同請求項６に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１ないし５のいずれかの画像形成装
置において、上記クリーニングローラと近接した位置に
磁性体部材を配置することを特徴とする。

【００１５】同請求項７に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１ないし５のいずれかの画像形成装
置において、上記クリーニングブラシと近接した位置に
磁性体部材を配置することを特徴とする。

【００１６】同請求項８に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１ないし７のいずれかの画像形成装
置において、上記クリーニングブラシに食い込むような
位置にフリッカ手段を設けることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態及び実施例】以下本発明の実施の形
態を図面を参照して説明する。なお以下では従来と共通
する部分には共通する符号を付すにとどめ重複する説明
は省略する。図３は本発明に係る画像形成装置の一実施
形態を示す断面図である。本実施形態では、前述の問題
点を有しているクリーニングブレード１１に代えてクリ
ーニングローラ１０を配置している。その位置は、クリ
ーニングブラシ１２より像担持体２の回転移動方向で下
流側とする。図中２６はクリーニングローラ１０で除去
されたトナーである。

【００１８】クリーニングローラ１０は、不図示のバイ
アス手段によってトナーを吸着する方向の電界が像担持
体２との当接部で発生するように構成されており、主に
静電吸着力によってトナーを像担持体２上からクリーニ
ングローラ１０上に吸着する。このような作用力はトナ
ー形状によらずに発揮されるので、前述の重合工法トナ
ーであっても容易にクリーニングすることが可能であ
る。

【００１９】なお、従来提案されているローラクリーニ
ング手段は、クリーニングブラシを有せず、クリーニン
グローラ単体で構成し、クリーニングローラからのトナ
ー掻き落としにはクリーニングブレードに類似した構成
のスクレーパを取り付けて検討されていたが、このよう
な構成ではスクレーパでの掻き落としに際し、ブレード
クリーニング方式の重合工法トナーに対する課題が解決
しない。またクリーニングローラからのトナー掻き落と
しをクリーニングブラシによって行う方式とした場合、
装置が大型化高コスト化するし、クリーニングローラの
特徴である掻き落とし残トナーの発生により、クリーニ
ングローラの能力低下も心配される。

【００２０】また本実施形態では、像担持体２表面の静
止摩擦係数μＲが、０．２≦μＲ≦０．５のような低い
レベルのものを用い、像担持体２上のトナーの離形性を
向上されている。その結果、周知のことであるが、転写
工程における転写効率が向上する。本願発明者らの実験
によっても、静止摩擦係数０．２５の像担持体を用いた
場合（Ａ）と、同係数が０．４５の場合（Ｂ）、同係数
が０．５５の場合（Ｃ）像担持体を用いた場合を比較す
ると、単位面積あたりの転写残トナー量は（Ａ）、
（Ｂ）はほぼ同等であるのに対し、（Ｃ）のほうが約
１．３倍となった。なお、静止摩擦係数の測定方法は像
担持体２に接触する試験部材としてＮＢＳリコー製タイ
プ６２００ペーパーを用い、試験部材につける分銅荷重
は１００ｇとしてオイラーベルト法で測定した。

【００２１】従来の例と同様に、転写工程を経て像担持
体２上に残留したトナー２１は、像担持体２に対してカ
ウンター方向に回転するクリーニングブラシ１２によっ
て機械的に像担持体２より剥離され、脱落する。クリー
ニングブラシ１２から脱落せずに付着したままのトナー
はフリッカバー１３によって叩き落とされる。このとき
フリッカバー１３は回転していても固定状態でも構わな
い。またはマイラー状の部材でもよい。クリーニングブ
ラシ１２から落とされたトナーは、クリーニング手段３
内にあるオーガ１４によって回収される。像担持体２か
らクリーニングする際に転写残トナーは極性を有する場
合があり、この場合、不図示のクリーニングバイアス電
源からのバイアスを印加することで、ブラシによる機械
的な力と同時に静電的な力も印加され、さらにクリーニ
ング性が良くなる。不図示のクリーニングバイアス電源
から印加するバイアスとしては、トナーの有する極性と
逆のＤＣ電圧、またはＡＣ電圧、あるいはＤＣ電圧とＡ
Ｃ電圧の両者を重畳させたものでも良い。本実施形態で
はプラス極性のＤＣ５０Ｖ印加によって、残留トナーは
ブラシに吸着される。また、ＡＣ電圧の印加によって極
性を持つトナーを除電し、ブラシの機械力によって像担
持体２から叩き落としてクリーニングすることも可能で
ある。

【００２２】クリーニングブラシ１２は、芯金表面に基
布上に植毛された導電性ブラシをスパイラル上に巻き付
けて構成している。基布はポリエステル系ナイロン系材
質が一般的である。ブラシは直毛またはループ状で、密
度は５０，０００〜１５０，０００（本／平方インチ）
植毛ピッチ０．７〜０．９（ｍｍ）であり、１カ所の植
毛部には３０〜５０本の原糸束が植毛されている。原糸
は１５〜３０（μｍ）の太さの炭素含有アクリル繊維に
よって構成されている。繊維は像担持体に約１（ｍｍ）
食い込まされた状態で設定されているため、繊維は屈曲
状態となる。クリーニングブラシ１２にバイアスを印加
することで、転写残トナーは静電気力でブラシ先端また
は屈曲したブラシ毛の腹で捕獲される。しかし、クリー
ニングブラシ１２における植毛されていない植毛間で
は、非クリーニングトナーはすり抜けて行く。これを改
善するためにブラシの回転速度を像担持体の回転速度よ
りも大きくすることで、像担持体とブラシの接触確率を
上げ、クリーニング効率を向上させている。

【００２３】本願発明者らの実験によると、静止摩擦係
数０．２５の像担持体を用いた場合（Ａ）と、同係数が
０．４５の場合（Ｂ）、同係数が０．５５の場合（Ｃ）
像担持体を用いた場合を比較すると、単位面積あたりの
クリーニングブラシ通過後の残トナー量は（Ａ）、
（Ｂ）はほぼ同等であるのに対し、（Ｃ）のほうが約
１．１倍となった。これはわずかな差ではあるが、数万
枚以上のプリントに換算すると大きな差となる。

【００２４】クリーニングブラシ１２には、経時的にト
ナーがブラシ毛表面に付着し、フリッカバー１３による
叩き落とし動作によってもブラシから離脱しにくくなる
傾向がある。毛表面にトナーが付着したままだとクリー
ニング性能が低下するばかりでなく、像担持体上に再付
着し画像を乱すことにもなりかねない。これに対し、前
述のような転写効率の向上により、同じ画像濃度、同じ
プリント枚数でランニングを行った際の転写残トナー量
が大幅に低減し、ブラシ入力トナー総量が削減されるの
で、フリッカバー１３によるトナー叩き落とし効果が長
時間持続し、結果としてクリーニングブラシ１２の性能
が長時間安定して維持される。

【００２５】ほとんどの残留トナーは、上記のようにク
リーニングブラシ１２によって像担持体２から除去され
るが、環境変動や経時でのブラシ劣化によってクリーニ
ングブラシ１２通過後の像担持体２表面にわずかにクリ
ーニング残トナーが残留することがある。わずかなトナ
ーでも像担持体２上に残っていると次の作像時プロセス
に影響を及ぼし、高画質画像が得られなくなる。そのた
め、クリーニングブラシ１２通過、残留しているトナー
をクリーニングブラシ１２の下流側に設けたクリーニン
グローラ１０によってクリーニングする。

【００２６】クリーニングローラ１０の回転方向を像担
持体２にカウンタ方向とした場合、クリーニングローラ
１０の機械的な作用力が大きくなり、トナーを機械的に
掻き落とす効果が得られる。しかしこのような構成を取
ると、トナーが少ないときにはクリーニングローラ１０
の表面と像担持体２の表面は大きな周速差で摺擦される
ので、研磨摩耗が進み耐久性が低下する。そこで、本実
施形態ではトレーリング方向とすることで周速差をなく
すだけでなく、周速差を像担持体２の速度の１０％以下
付与することで、機械的に掻き落とす効果をクリーニン
グローラ１０に付与し、クリーニング性能向上と耐久性
を両立させている。

【００２７】機械的に掻き落とす効果は、本願発明者ら
の実験によれば、僅か数％程度与えれば向上させ得られ
ることが分かった。そこで耐久性を考慮し、できる限り
少ない周速差で装置を成立させるため、１０％以下で運
転する設定するとよい。

【００２８】すなわち本実施形態では、クリーニングブ
ラシ１２を像担持体２とクリーニングローラ１０のどち
らにも摺擦するように配置したので、クリーニングブラ
シ１２による１次クリーニング効果によってクリーニン
グローラ１０に到着する残トナー量を大幅に低減させ、
しかもクリーニングローラ１０からのトナー掻き落とし
をスクレーパや専用クリーニングブラシを付加すること
なく実現できるので、高性能のクリーニングローラ１０
を活用したクリーニング手段を小型低コストに実現でき
る。

【００２９】次に、クリーニングローラ１０によるクリ
ーニングについて説明する。クリーニングローラ１０の
芯金部にブラシクリーニング１２の残トナー極性と反対
の極性の直流電圧を印加すると、クリーニングローラ１
０と像担持体２との間で形成する電界により、残トナー
がクリーニングローラ１０に付着し、像担持体２がクリ
ーニングされる。例えばクリーニングローラ１０に３０
０Ｖ印加した条件においては、残トナーＩＤは０．０２
となり、良好にクリーニングされた。ただし、この適正
バイアスは環境条件、使用するクリーニング部材の抵抗
値、厚みなどにより変動する。

【００３０】クリーニングローラ１０は、例えば金属軸
部の周囲にゴム硬度１５°〜８０°でかつ体積抵抗が１
０⁵から１０¹⁵Ω・ｃｍである導電性弾性層（例えば、
導電性ゴムで成形した層）を設けたものである。また例
えば、前記ゴム層の周囲に体積抵抗１０⁶〜１０¹⁶Ωｃ
ｍである導電性フッ素樹脂からなるチューブまたはコー
ト層を設けたものでもよい。このクリーニングローラ１
０を不図示の加圧部材により例えば３００〜７００ｇｆ
の力で像担持体２の表面に押圧し、また像担持体２表面
に対して０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの喰込み量を持つ位置
に設置し、その表面の粗さはＲＺ≦５μｍとする。クリ
ーニングローラ１０は、ローラ駆動手段により像担持体
２の線速に対してトレーリング方向に１．１倍の線速で
回転する。像担持体２に対する食い込み量は０．３ｍ
ｍ、ばねによって５００ｇｆの力で像担持体２方向に押
圧する。

【００３１】本発明では、前述のようにクリーニングブ
ラシ１２を像担持体２とクリーニングローラ１０のどち
らにも摺擦するように配置しており、像担持体２からク
リーニングローラ１０に移ったトナーはクリーニングブ
ラシ１２の摺擦によりクリーニングローラ１０から除去
される。このとき、静止摩擦係数が０．０２、０．２、
０．３、０．４、０．５、０．５５、０．６、０．８、
１．０のクリーニングローラａ〜ｉを用意し、クリーニ
ングローラによる像担持体２上のトナー除去性及びクリ
ーニングローラ１０からのクリーニング除去性を評価し
た。

【００３２】評価方法は、静止摩擦係数０．２０の像担
持体２上にトナー付着量０．７ｍｇ／ｃｍ²で、ベタパ
ターンを現像させ、転写器により転写したあと、クリー
ニングブラシ１２でのクリーニング後、クリーニングロ
ーラ１０でのクリーニングを行う。このサイクルを１０
００回、及び１００００回繰り返した後、像担持体上の
クリーニング残トナーを透明テープに転写後、目視観
察、評価した。また、同様にクリーニングローラ１０上
の残留トナーも透明テープに転写後、目視観察、評価し
た。水準と結果を図４に示す。なお、図４中にはクリー
ニング残トナーが許容できないレベル（１ｍｍ^２中にト
ナー１００粒以下）を×、クリーニング残トナーが許容
できるか、またはまったくないレベルを○で示した。そ
の結果、１０００枚コピー後は、静止摩擦係数が０．２
以上のクリーニングローラ１０で像担持体２からは良好
にローラクリーニングでき、クリーニングローラ１０か
らもクリーニングブラシ１２によるトナー除去が良好に
行われた。ただし１００００枚コピーでは静止摩擦係数
が０．５５〜１．０のローラを使用すると、ブラシ摺擦
後もトナーがローラ上に残留し、繰り返し使用によりロ
ーラによる像担持体のクリーニング性能が低下した。す
なわち、クリーニングローラ１０表面の静止摩擦係数を
０．２から０．５のような低いレベルにすることで、ク
リーニングローラ１０からのトナーの離形性が向上し、
クリーニングブラシ１２によるトナー除去性が向上し、
クリーニングローラ１０上のトナーの蓄積を防ぐことが
でき、ひいては像担持体２上のクリーニング性が維持さ
れる。なお、ローラの摩擦係数０．０２の場合は後述す
るが、本実施形態では像担持体２の摩擦係数μＲ１とク
リーニングローラ１０の摩擦係数μＲ２との間に、μＲ
２＜μＲ１の関係が成立し、このような場合にはローラ
クリーニング性が劣る。ただし、像担持体１２の静止摩
擦係数を０．０２に設定すればクリーニングできると思
われる。

【００３３】本願発明者らは、静止摩擦係数の水準を振
ったクリーニングローラでローラ／像担持体に線速差を
設けてクリーニングを行った。ローラ／像担持体線速比
は１：１、像担持体の静止摩擦係数は０．３７５、クリ
ーニングローラへの印加バイアスは３００Ｖとした。ま
た像担持体２の静止摩擦係数μＲ１とクリーニングロー
ラ１０表面の静止摩擦係数μＲ２を図５に示すように設
定してクリーニングした時の像担持体２上のクリーニン
グ後のトナーを透明テープによりテープ転写し、単位面
積当たりのクリーニング残トナー量（単位：ｍｇ／ｃｍ
^２）を測定した。その結果も図５に示す。図示のよう
に、像担持体２表面の静止摩擦係数μＲ１とクリーニン
グローラ１０表面の静止摩擦係数μＲ２との関係が、
μＲ２≧μＲ１となっているときに、μＲ２＜μＲ１の
場合に比べてクリーニング性が良好であった。

【００３４】図示は省略するが、本発明の実施形態で
は、クリーニングブラシ１２の表面に潤滑剤を付与する
潤滑材付与手段を設けることができる。潤滑剤として
は、ステアリン酸亜鉛、テフロン（登録商標：ＰＴＦ
Ｅ）粉末などを用いることができる。このような潤滑剤
を固形化した潤滑剤ブロックを、スプリング等からなる
加圧部材による押し付け力を受ける形で回転軸方向にお
けるクリーニングブラシ１２と像担持体２の当接幅全域
にわたって加圧当接するように設置し、潤滑剤部材がク
リーニングブラシ１２の回転によりクリーニングブラシ
１２の表面に微量ずつ塗布され、またその塗布された潤
滑剤物質の一部がクリーニングブラシ１２表面から像担
持体２の表面へ、さらにはクリーニングローラ１０とも
接触しているのでクリーニングローラ１０へも移行、塗
布されるように構成するとよい。加圧部材の押しつけ圧
力を可変にし、潤滑剤をクリーニングブラシに押しつけ
る圧力の変化で塗布量を変化させることもできる。塗布
量を変化させることによって、像担持体２表面及びクリ
ーニングローラ１０表面の摩擦係数を変化させるもので
ある。また、像担持体２とクリーニングブラシ１２の線
速比、またクリーニングローラ１０とクリーニングブラ
シ１２の線速比を変化させて、塗布量を変化させること
もできる。

【００３５】なお、像担持体２に潤滑剤を塗布すること
によって、図６に示すような勾配で像担持体２の静止摩
擦係数μＲ２が変化する。ただし、像担持体２の静止摩
擦抵抗μＲ１が無限にゼロに近づくものではなく、ある
値に収束する。この値は、塗布前の像担持体２の組成、
表面状態ならびに環境条件（特に湿度）に依存する。オ
イラー法により像担持体の静止摩擦抵抗μＲ１を測定し
たところ、０．０２に限りなく収束した。但し、この値
は他の測定法を用いた場合や測定環境によっても異な
る。本測定は２３℃６５％の環境で行った。

【００３６】また、クリーニングローラ１０に移行、塗
布する潤滑剤塗布量とクリーニングローラ１０の静止摩
擦係数μＲ２の関係を図７に示す。この場合も、像担持
体２と同様に塗布量が多くなるほどクリーニングローラ
１０の静止摩擦抵抗μＲ２は小さくなり、μＲ２は０．
０２に限りなく収束した。但し、この値は他の測定法を
用いた場合や測定環境によっても異なる。本測定は２３
℃６５％の環境で行った。

【００３７】このような潤滑剤塗布を行うことにより潤
滑剤塗布量を制御することで、像担持体２の表面及びク
リーニングローラ１０表面の静止摩擦係数を一定のレベ
ルに保つことができる。

【００３８】既に述べたように、クリーニングブラシ１
２あるいはクリーニングローラ１０の経時的な汚染が大
きいほどクリーニング性能の経時品質が低下する。そこ
で、クリーニングローラ１０表面のトナー汚れを経時に
わたって安定して防ぐことを目的として検討をおこなっ
た。本願発明者らの実験によれば、使用するクリーニン
グローラ１０の構成物質によっては、トナーとクリーニ
ングローラ１０が接触することにより微視的な摺擦が行
われ、トナーが帯電することがあった。クリーニングロ
ーラ１０に対してバイアスを印加している場合には、こ
のバイアス印加によって流れる電流によりトナーとクリ
ーニングローラ１０の接触帯電による帯電量変化量は検
出できないが、非バイアス印加時にはトナーとクリーニ
ングローラ１０の接触帯電による帯電量変化量は検出で
きる。トナー帯電量は、クリーニングローラ１０にバイ
アスを印加しない条件で、像担持体とクリーニングロー
ラ１０を連れ回りで回転させた後、クリーニングローラ
１０上に付着したトナーを吸引サンプリングしながらケ
スレープログラマブルエラクトロメータ６１７により測
定し、その測定を行ったクリーニングローラ１０、トナ
ーの組み合わせでクリーニングローラ１０にバイアスを
印加してクリーニング性を評価したところ、トナーとク
リーニングローラ１０の接触により、クリーニングロー
ラ１０に印加しているバイアス極性と同極性にトナーが
帯電、あるいは帯電しない場合には、前記バイアス極性
と異極性に帯電するときに比べて、クリーニングローラ
１０からのブラシによるトナー除去性能が高いことがわ
かった。これは、クリーニングローラ１０に付着したト
ナーを除去する際に、クリーニングローラ１０と接して
いるトナーの帯電極性がクリーニングローラ１０と異極
性にならないために、静電気的な付着がなされず、クリ
ーニングローラ１０からトナーを除去しやすくなるから
であると考えられる。

【００３９】これも既述のように、高画質のためのトナ
ー小粒径化により、キャリアの小粒径化も促進されてい
る。これにより、本来あってはならないのであるが像担
持体へのキャリア付着に対する余裕度が低下する。ま
た、カラー複写機等で、リボルバー現像器を使用したシ
ステムなどの場合、現像器が回転することになるので、
キャリアが像担持体にも付着しやすくなる。これに対す
る本発明の実施形態としては、クリーニングローラ１０
の回転方向において、クリーニングローラ１０と像担持
体２との当接位置の下流側に所定の間隔をおいて磁性体
部材を近接配置することが考えられる。磁性体部材とし
ては、クリーニングローラ１０の回転軸方向における像
担持体２との当接幅以上の長さの板状磁性体部材を用い
るとよい。このような磁性体部材の配置は、クリーニン
グローラ１０表面に対して、０．２〜１．０ｍｍの空間
を維持する状態で近接配置することが望ましい。この空
間距離は、磁性体部材の磁力がクリーニングローラ１０
の表面部に充分届く距離で、かつ磁性体部材がクリーニ
ングローラ１０の表面に対して非接触状態を保てる距離
とする。

【００４０】また上述のような磁性体部材をクリーニン
グブラシ１２に対して適用することもできる。クリーニ
ングブラシ１２の回転方向において、クリーニングブラ
シ１２と像担持体２との当接位置の下流側に磁性体部材
を配置する。磁性体部材としては、クリーニングブラシ
１２の回転軸方向における像担持体２との当接幅以上の
長さの板状磁性体部材を用いるとよい。このような磁性
体部材の配置は、クリーニングブラシ１２に対して、接
触または近接配置することが望ましい。ブラシ毛太さが
太く、コシが強いような場合で毛倒れの懸念が薄い場合
には、磁性体部材の磁力を最大限活用するために、クリ
ーニングブラシ１２に対して磁性体部材を食い込ませ、
クリーニングブラシ１２の内部に付着したキャリアを除
去してクリーニングブラシ１２の回転によるキャリアで
の摺擦による像担持体２の劣化を防ぐことができる。た
だし、ブラシの毛太さが細く、コシが弱くて毛倒れの懸
念がある場合には、磁性体部材との間に磁力がクリーニ
ングブラシ１２の表面に充分届く距離で、かつ磁性体部
材がクリーニングブラシ１２に対して非接触状態を保て
る距離とする。

【００４１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る画像形成装置
は、以上説明してきたように、静止摩擦係数が低い像担
持体を使用するので、像担持体とトナーとの付着力が低
下し、クリーニングブラシ及びクリーニングローラによ
るトナー除去効果が向上する。また転写性も向上するの
で、クリーニング装置に入力される転写残トナー量が低
減し、経時使用によってクリーニングローラ及びクリー
ニングブラシに残留するトナー量も低減し、クリーニン
グ装置の寿命が延びる。

【００４２】同請求項２に係る画像形成装置は、以上説
明してきたように、静止摩擦係数が低いクリーニングロ
ーラを使用するので、上記共通の効果に加え、クリーニ
ングローラとトナーとの付着力が小さくなり、クリーニ
ングブラシでクリーニングローラを摺擦する際にトナー
除去効果が向上する。

【００４３】同請求項３に係る画像形成装置は、以上説
明してきたように、上記共通の効果に加え、像担持体と
ローラの接触面において、静止摩擦係数の大きいローラ
のほうにトナーが付着しやすくなるので、像担持体表面
からのトナー除去効率が向上する。

【００４４】同請求項４に係る画像形成装置は、以上説
明してきたように、ブラシに潤滑材を付与することによ
り、像担持体の静止摩擦係数を低下させるので、上記共
通の効果に加え、像担持体とトナーとの付着力が低下
し、クリーニングブラシおよびクリーニングローラによ
るトナー除去効果が向上する。また、同時にクリーニン
グブラシとクリーニングローラが接しているので、クリ
ーニングブラシに潤滑材を塗布することにより、間接的
にクリーニングローラにも塗布されることになり、よっ
てクリーニングブラシによるクリーニングローラからの
トナー除去効果が向上する。

【００４５】同請求項５に係る画像形成装置は、クリー
ニングローラに付着したトナーを除去する際に、クリー
ニングローラと接しているトナーの帯電極性がクリーニ
ングローラと異極性にならないので、上記共通の効果に
加え、静電気的な付着がなされず、クリーニングローラ
からトナーを除去しやすくなる。

【００４６】同請求項６に係る画像形成装置は、キャリ
ア付着発生時にクリーニングローラからキャリア除去を
行うので、上記共通の効果に加え、クリーニングローラ
にキャリアが付着したまま像担持体を摺擦して像担持体
を傷つけることを防止できる。

【００４７】同請求項７に係る画像形成装置は、キャリ
ア付着発生時にクリーニングブラシからキャリア除去を
行うので、上記共通の効果に加え、クリーニングブラシ
にキャリアが付着したまま像担持体を摺擦して像担持体
を傷つけることを防止でき、また、クリーニングブラシ
によってクリーニングローラを摺擦しているので、クリ
ーニングローラ表面に付着したキャリアも間接的に除去
でき、クリーニングローラからのキャリア除去用の磁性
体部材が不要となり低コスト化できる。

【００４８】同請求項８に係る画像形成装置は、クリー
ニングブラシからトナーを除去し、リフレッシュするこ
とで上記共通の効果に加え、像担持体からのトナー除去
性能を経時的に維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電子写真方式の画像形成装置を示す断面
図である。

【図２】現在多用されているブレードクリーニング方式
のクリーニング手段の構成を示す断面図である。

【図３】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す
断面図である。

【図４】本発明の一実施形態におけるクリーニング結果
を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態における他のクリーニング
結果を示す図である。

【図６】本発明の一実施形態における潤滑剤塗布量と像
担持体の静止摩擦係数の関係を示す図である。

【図７】本発明の一実施形態における潤滑剤塗布量とク
リーニングローラの静止摩擦係数の関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１画像形成装置２像担持体３クリーニング手段４帯電手段５現像手段６転写手段７定着手段８給紙手段９書き込み手段１０クリーニングローラ１１クリーニングブレード１２クリーニングブラシ１３フリッカバー１４オーガ２１転写残トナー２２クリーニングブラシで除去されるトナー２４クリーニングブラシに付着して搬送されるトナー２５フリッカバーに衝突して落下するトナー２６クリーニングローラで除去されたトナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者赤藤昌彦東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H134 GA01 GB02 HA02 HA03 HA05 HA11 HA17 HB01 HB09 HB13 HB15 KD05 KD06 KD12 KD16 KF03 KG07 KH15 LA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体、該像担持体を摺擦するクリー
ニングブラシ、上記像担持体に当接するクリーニングロ
ーラを備える電子写真方式の画像形成装置において、上
記クリーニングブラシより上記像担持体の移動方向下流
側に上記クリーニングローラを配置し、上記クリーニン
グブラシが上記クリーニングローラを摺擦するように配
置し、上記像担持体表面の静止摩擦係数を０．５以下と
してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】像担持体、該像担持体を摺擦するクリー
ニングブラシ、上記像担持体に当接するクリーニングロ
ーラを備える電子写真方式の画像形成装置において、上
記クリーニングブラシより上記像担持体の移動方向下流
側に上記クリーニングローラを配置し、上記クリーニン
グブラシが上記クリーニングローラを摺擦するように配
置し、上記クリーニングローラ表面の静止摩擦係数を
０．５以下としてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１または２の画像形成装置におい
て、上記クリーニング手段表面の静止摩擦係数が上記像
担持体表面の静止摩擦係数よりも大きいことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項４】像担持体、該像担持体を摺擦するクリー
ニングブラシ、上記像担持体に当接するクリーニングロ
ーラを備える電子写真方式の画像形成装置において、上
記クリーニングブラシより上記像担持体の移動方向下流
側に上記クリーニングローラを配置し、上記クリーニン
グブラシが上記クリーニングローラを摺擦するように配
置し、上記クリーニングブラシ表面に潤滑材を付与する
潤滑材付与手段を設けてなることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項５】請求項１ないし３のいずれかの画像形成
装置において、電圧非印加時のトナーの接触により、該
トナーが上記クリーニングローラに印加しているバイア
ス極性と異極性に帯電しないクリーニングローラを用い
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかの画像形成
装置において、上記クリーニングローラと近接した位置
に磁性体部材を配置することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項７】請求項１ないし５のいずれかの画像形成
装置において、上記クリーニングブラシと近接した位置
に磁性体部材を配置することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかの画像形成
装置において、上記クリーニングブラシに食い込むよう
な位置にフリッカ手段を設けることを特徴とする画像形
成装置。