JP2592248B2

JP2592248B2 - 感光体のクリーニング装置

Info

Publication number: JP2592248B2
Application number: JP10890687A
Authority: JP
Inventors: 弘治鈴木; 芳雄 ▲高▼宮; 伸一行方
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1987-05-06
Filing date: 1987-05-06
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: JPS63274982A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、感光体のクリーニング装置に関するもので
ある。

従来技術複写機等の画像形成装置においては、転写後に感光体
表面に残留しているトナーを同表面から除去することが
行われている。かようなクリーニングを行うものとし
て、クリーニングブレードやファーブラシなどを用いる
方式があるが、前者の例では感光体表面を傷付けやす
く、また後者の例では装置が大型化したり大きな騒音を
発生する。そこで、この種のクリーニング手段として、
感光体を傷付けにくいことや、装置を比較的小型化し易
いことなどの点から、磁気ブラシクリーニング方式によ
るものが採用されている。

第７図は、磁気ブラシクリーニング方式の基本的な例
を示すものであるが（例えば特公昭48−37382号公報参
照）。この例は、感光体１上の残留トナーＴをクリーニ
ングスリーブ２上に形成させた磁気ブラシで捕捉し、こ
の捕捉されたトナーを回収ローラ３の方へ回収するもの
である。

このクリーニング方式の例では、クリーニングが容易
となるように、プレクリーニングチャージャ４でトナー
Ｔに対し感光体１の使用極性と逆極性のコロナ放電を行
わせている。このようなコロナ放電を行わせるとき、感
光体が帯電しなければ問題はないのであるが、それが使
用極性と反対の極性（図の例で負）に帯電してしまう場
合、感光体が光感度を有さない状態、即ち、光を照射し
ても、その表面電位が消失しない状態となり、また感光
体特性が早期に劣化する。

またトナーのクリーニングが容易になる極性（図の例
で負）に感光体が帯電してしまうと、トナーに対し逆極
性のバイアス電圧が印加されているクリーニングスリー
ブ２と、感光体１との間の電位差が大きくなる。すると
スリーブ２上の磁気ブラシを構成するキャリアが感光体
１の方に付着し、画質が低下したり、クリーニング後に
おいて導体を含むキャリアが他の導体に接触してリーク
を生じるおそれがある。また、キャリアが感光体の方に
付着すると、キャリアに付着しているトナーが感光体１
の方へ再付着して地汚れを生じる。

したがって、感光体が逆極性（この例では負）に帯電
しない程度にプレクリーニングチャージャに対する印加
電圧を定めなければならないが、このようにすれば、ト
ナーに印加される電荷量（この例では負の電荷量）が小
さくなり、この結果、クリーニングスリーブ２側への静
電的な吸引力が弱くなって、トナーのクリーニング性が
低下する。

近時、感光体としてOPC（有機光導電体）を使用する
ケースが増えているが、このうちのある種のものでは、
負の極性に対して帯電性及び光感度性を有している。ま
た、かかるOPCは逆の正の極性に対しては帯電性は負の
極性の場合よりも良好であって、逆に光感度性について
は殆んど有さないものとなっている。こういった特性の
感光体を用いた場合にも、プレクリーニングチャージャ
によるコロナ放電を行わせるだけではクリーニング性を
向上させることが難しく、前述したような弊害を生じ
る。

目的本発明の目的は、トナーやキャリアが感光体に付着す
ることを効果的に抑え、クリーニング性を従前のものよ
りも一段と向上させ得るようにした感光体のクリーニン
グ装置を提供することにある。

構成本発明は、上記目的を達成するため、所定極性につき
光感度を有し、表面に形成された静電潜像がトナーで顕
像化される感光体の抵抗を、顕像の転写材への転写後に
低下させる光照射手段と、転写後のトナーを前記光感度
を有する極性に帯電させる帯電手段と、該帯電手段によ
って帯電されたトナーの極性と反対の極性をもつクリー
ニング用キャリアに当該トナーを静電的に付着させて該
トナーを感光体から除去するクリーニング手段とを具備
し、前記光照射手段と帯電手段は、感光体の回転方向に
関して、前記顕像を転写材へ転写する転写部よりも下流
側であって、感光体からトナーを除去するクリーニング
部よりも上流側に位置し、かつ光照射手段による光照射
と帯電手段による帯電とがほぼ同時に行われるように、
光照射手段と帯電手段の位置が設定されていることを特
徴とする感光体のクリーニング装置を提案する。

また、本発明は、上記目的を達成するため、所定極性
につき光感度を有し、表面に形成された静電潜像がトナ
ーで顕像化される感光体の抵抗を、顕像の転写材への転
写後に低下させる光照射手段と、転写後のトナーを前記
光感度を有する極性に帯電させる帯電手段と、該帯電手
段によって帯電されたトナーの極性と反対の極性をもつ
クリーニング用キャリアに当該トナーを静電的に付着さ
せて該トナーを感光体から除去するクリーニング手段と
を具備し、前記光照射手段と帯電手段は、感光体の回転
方向に関して、前記顕像を転写材へ転写する転写部より
も下流側であって、感光体からトナーを除去するクリー
ニング部よりも上流側に位置し、かつ帯電手段による帯
電が行われたあとに光照射手段による光照射が行われる
ように、当該光照射手段と帯電手段の位置が設定されて
いることを特徴とする感光体のクリーニング装置を提案
する。

実施例以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一適用例であるカラー複写機を示す
ものである。

この複写機において、先ず、コンタクトガラス10上の
原稿（不図示）に対し、照明装置11が第１ミラー12と共
に図において右方へ移動することにより、照明走査が行
われる。このときの走査光像は、同じ方向に移動する第
２ミラー13,第３ミラー14を介してレンズ15へと入射
し、このあと第４ミラー16,フィルタ装置17を通ってド
ラム状の感光体18に結像投影される。フィルタ装置17は
複数の色分解フィルタを有し、このうちの１つのフィル
タで、ブルー成分の光像が始めに取り出され、この光像
が、帯電器19によって既に一様に帯電されている感光体
18上に結像投影され、これにより感光体上には静電潜像
が形成される。

感光体18の下部にはイエロー現像器21Y,マゼンタ現像
器21M,シアン現像器21Cがそれぞれ設けられ、上記静電
潜像は先ずイエロー現像器21Yにより顕像化される。

転写ドラム22には給紙部23から送られた転写紙より成
る転写材が巻き付けられ、この巻き付けられた転写紙に
上記顕像が転写チャージャ20により転写される。

同様にして感光体上に形成されるマゼンタ像，シアン
像がそれぞれ転写紙に転写されて重ねられる。またブラ
ック現像器21Bにより静電潜像を顕像化することもでき
る。ブラック露光の場合はフィルタとしてNDフィルタが
用いられ、またかようなフィルタが用いられない場合も
ある。

顕像の転写後、分離チャージャ24及び分離爪25により
転写紙が転写ドラム22から分離され、この分離された転
写紙は定着装置26を通ってコピー紙として機外に排出さ
れる。一方、感光体18上の残留トナーはクリーニング装
置27によって除去される。なお、この実施例の複写機
は、コンタクトガラス10上に画像編集機（エディター）
を取り付ければ、部分コピーや合成コピーが行えるよう
になっている。

次に本発明一実施例の感光体のクリーニング装置につ
いて述べる。

第２図は、かかる感光体のクリーニング装置27を示す
ものである。感光体18は矢印方向に回転するようになっ
ていて、この回転方向に対し、感光体18と転写ドラム22
との対向部である転写部の下流側にはプレクリーニング
チャージャ28が感光体と対向するように設けられてい
る。また、プレクリーニングチャージャ28の下流側には
内部に磁石31を設けたクリーニングスリーブ32が配設さ
れ、図示した例ではこのスリーブ32が、固定された磁石
31に対し矢印方向に回転駆動されるようになっている。

顕像の転写後において、感光体18上に残されたトナー
がプレクリーニングチャージャ28の部位に来ると、この
プレクリーニングチャージャ28によるコロナ放電によ
り、トナーには、クリーニングし易いように、所定の極
性（図の例では負）の電荷が印加される。一方、クリー
ニングスリーブ32上にはクリーニング用のキャリア（第
１図及び第２図には不図示）が磁気的に担持され、その
キャリアによる磁気ブラシが形成されている。

プレクリーニングチャージャ28により電荷を付与され
た残留トナーがスリーブ32と対向するクリーニング部に
来ると、ここで、残留トナーがバイアス電圧（図の例で
は正）を印加されたスリーブ32上の、正の電荷をもった
クリーニング用キャリアへ、静電的吸着力と機械的スキ
ャベンジング力をもって付着し、ここに感光体上のトナ
ーが除去されてクリーニングが行われる。スリーブ32に
は、プレクリーニングチャージャ28により極性を変換さ
れたトナー極性と反対の極性のバイアスが印加される。
またクリーニング用キャリアは、スリーブ32へのバイア
ス電圧印加による他、トナーとの摩擦帯電によって、所
定の極性、図の例では正に帯電されている。

次いで、トナーが付着したキャリアは、磁力によりス
リーブ32上を搬送され、例えば、金属製のものより成り
所定極性（図の例では正）のバイアスの印加されたトナ
ー回収ローラ33と対向する部位で、このローラに接触
し、このとき、トナーの方が回収ローラ33の方に静電的
に付着する。トナー回収ローラ33には弾性ゴム又は弾性
金属板等より成る回収ブレード34が当接するようになっ
ていて、これにより、回収ローラ33上の付着トナーが下
へ掻き落される。この掻き落されたトナーは排出用のス
クリュー35によりクリーニング装置外に排出される。

一方、スリーブ32上のキャリアは、このスリーブ上を
磁力で搬送され、ドクターブレード部36のところで、こ
のブレード部により、穂の厚みが例えば0.5乃至2.0mm程
度に一定にされ、再びクリーニング部に入る。

従来のこの種の磁気ブラシクリーニング方式において
は、クリーニングブレード方式のものなどと比較してク
リーニング性能に劣り、転写後の残留トナー量の多い
（例えば0.6mg/cm²以上）ときには、感光体からトナー
を取り切れずクリーニング不良となることがあった。

本例のクリーニング装置は、このような点に対処で
き、クリーニング性に優れた機能を発揮するものであ
り、第３図は、これを具体的に説明するための感光体周
辺構成部を示す模式図である。

第３図において、感光体18はOPC感光体より成り、こ
れは所定の極性、本例では負の極性につき光感度を有
し、その極性と反対の正の極性に対しては帯電するもの
の、光感度については、実質的にこれを有さないものと
なっている。

ここで、例えば、感光体が負に帯電されるものとし
て、光を照射したとき、その負電荷が減衰するような特
性をもつものを負の光感度を有する感光体というのであ
る。

このような特性に基づいて、本例の感光体18は負の極
性に帯電される。これは帯電器19により行われる。この
帯電後、露光部38において先ずブルー光成分の静電潜像
が形成される。

本例では、イエロー現像器21Yの現像スリーブ21′Ｙ
上には現像用キャリアC₁とトナーＴとから成る二成分現
像剤が担持されている（他の現像器も同じ；但し、一成
分現像剤を用いることも可能である）。トナーＴと現像
用キャリアC₁とは互に摩擦帯電され、それぞれ正，負に
帯電されて互に静電的に付着した状態にある。

感光体18上において形成された上記静電潜像は、正に
帯電したトナーＴで顕像化される。次いで、転写紙を介
して転写ドラム22と接触する転写部において、転写チャ
ージャ20による負のコロナ放電により上記顕像が転写紙
上に静電転写される。

この転写後において、感光体18上には正の極性の残留
トナーが付着した状態となっており、この状態で残留ト
ナーはプレクリーニングチャージャ28の部位に至る。な
お、上記残留トナーは例えば10〜15μc/g程度の正の電
荷をもったものとなっている。

プレクリーニングチャージャ28には、これと一体的に
光照射ランプ29が設けられ、このようなランプをもった
プレクリーニングチャージャ28の部位を感光体の表面部
分が通るとき、プレクリーニングチャージャ28により負
の極性のコロナ放電が行われると同時に、光照射ランプ
29によりその表面部分が光照射される。このとき、感光
体と残留トナーとは、感光体の光感度を有する極性、即
ち本例では負のコロナ放電を受けることとなる。光照射
によって感光体の抵抗は低下し、本例では感光体が導体
になる。よって、コロナ放電にかかわらず感光体は帯電
しない。つまり、感光体は負の帯電状態とはならず、そ
の表面電位がほぼ0Vとなるのである。

このように、光照射ランプ29は、所定極性につき光感
度を有し、表面に形成された静電潜像がトナーで顕像化
される感光体の抵抗を、顕像の転写材への転写後に低下
させる光照射手段を構成する。

一方、トナーとしては、感光体が電極効果を示すた
め、上記コロナ放電により効率良く負の極性に帯電す
る。すなわち、本例では、上述の光感度を有する極性と
反対の極性をもって感光体に付着している転写後のトナ
ーＴが、プレクリーニングチャージャ28によって、上記
光感度を有する極性に帯電され、その極性を変換され
る。トナーＴは、正の極性から反転して感光体の光感度
を有する極性である負の極性に帯電されるのである。こ
の場合の帯電量は現像時の正の摩擦帯電量（10〜15μc/
g程度）に対して負の15〜40μc/g程度の帯電量となって
いる。このように、プレクリーニングチャージャ28は、
転写後のトナーを前記光感度を有する極性に帯電させる
帯電手段を構成する。

これに対し感光体電位は、上でも述べたようにほぼ0V
となる。このような状態で、感光体18上の残留トナーを
クリーニングスリーブ32上に磁気的に担持させた正の電
荷を有するクリーニング用キャリアC₂、すなわちこのキ
ャリアによる磁気ブラシに接触させる。これにより、プ
レクリーニングチャージャ28により極性を変換された残
留トナーは、その変換された極性と反対の極性のキャリ
アC₂に静電的に付着し、当該トナーが感光体から除去さ
れ、感光体表面が清掃される。なお、第３図において、
プレクリーニングチャージャ28通過後のトナーと対向す
る感光体上には正の電荷が誘起されるが、これは極く小
さいものとなっている。

上述のように、本例では、クリーニングスリーブ32
と、磁石31と、キャリアC₂とが、プレクリーニングチャ
ージャ28より成る帯電手段によって帯電されたトナーの
極性と反対の極性をもつクリーニング用キャリアに当該
トナーを静電的に付着させて該トナーを感光体から除去
するクリーニング手段を構成する。

光照射ランプ29より成る光照射手段と、プレクリーニ
ングチャージャ28より成る帯電手段は、感光体の回転方
向に関して、顕像を転写材へ転写する転写部よりも下流
側であって、感光体からトナーを除去するクリーニング
部よりも上流側に位置して前述の各動作をそれぞれ遂行
する。

ここで、クリーニング用キャリアC₂は、上記の如くし
て負に帯電されたトナーに対して、摩擦帯電した場合、
正に帯電するような特性のものとなっている。即ち、ト
ナーと摩擦帯電されるクリーニング用キャリアは、感光
体の光感度を有する極性と同じ極性のトナーに対して、
これを反対極性に帯電するキャリアである。

感光体電位は負電位ではなく0V近くになっているた
め、すなわち、スリーブ32と感光体18との間の電位差が
小さくなるため、上述したクリーニング動作時にクリー
ニング用キャリアC₂が感光体の方に付着しにくくなる。
これに対し、電位差が小さくなると、通常はトナーをキ
ャリアC₂の方に吸引しにくくなるが、トナー自体が負の
電荷を有しているため、キャリアの方に容易に静電的に
吸引されることになる。即ち、キャリアC₂が感光体18に
付着することを防止しつつ、クリーニング不良の発生を
防止することができる。

クリーニング用キャリアC₂が感光体18の方に付着する
と画質が悪化したり、リークを生じたりするが、本実施
例ではこのようなことが回避される。さらに、キャリア
C₂に付着したトナーがキャリアもろとも感光体18の方に
再付着すると地汚れを生じるが、本実施例ではこのよう
なことが回避される。

なお、クリーニング用キャリアC₂に付着したトナーは
正バイアスの印加されるトナー回収ローラ33（第２図）
に捕捉され、かつ、回収ブレード34で掻き取られ、さら
に、スクリュー35により外部へ排出される。また第３図
において、符号30で示すものは除電ランプであり、符号
37で示すものは感光体上の不要な電荷を除去するための
イレースランプである。

クリーニングが良好に行われるトナーの帯電状態とし
ては、先にも述べたようにトナーの負の帯電量が大きい
方が良い。例を挙げれば、好ましくは15μc/g以上とな
る。また、残留トナー直下の感光体電位としては、例を
挙げれば−50Vから0Vの範囲であり、0Vに近い程良い。

これに対し、トナーの負の帯電量が小さければ、クリ
ーニング用キャリアへの静電吸引力が小さくなり、トナ
ーが取りにくくなる。また、感光体の負電位が大きけれ
ば、クリーニング用キャリアが感光体の方に付着しない
ようにするためにスリーブ32に印加したクリーニングバ
イアスによるクリーニング電界を小さくしてしなければ
ならないが、このようにすると、トナーのクリーニング
スリーブへの引き付け力が弱くなり、クリーニング性は
低下することとなる。さらに、感光体の負電位が大き
く、かつクリーニング電界も大きいと、トナーを付着
し、かつ、正の極性に帯電されたクリーニング用キャリ
アが感光体の方へ付着してしまい、画質が悪化したり地
汚れを生じたりする。このような点からプレクリーニン
グチャージャ28を通過したあとのトナーの負の帯電量と
しては大きく、感光体電位としては大きな値の負電位で
はなく0Vに近いことが望ましいのである。

第４図はトナーの極性変換のもようなどをさらに具体
的に示すものであり、第４図（Ａ）において、転写後の
残留トナーＴは正の電荷を保持しており、この帯電量は
現像装置におけるキャリアとの摩擦帯電によるものであ
って、例えば10〜15μc/gの程度である。一方、感光体1
8には負の電荷が残留した状態となっている。

第４図（Ｂ）に示すように、プレクリーニングチャー
ジャ28のチャージワイヤには直流高圧電源39により感光
体の光感度のある極性（負）のバイアスが印加されてい
る。かようなバイアスの印加されるプレクリーニングチ
ャージャ28によってコロナ放電を行い、トナーと感光体
を負に帯電させると同時に、ランプ29による光照射によ
り、感光体の抵抗を低下させ、導体状態とする。

プレクリーニングチャージャ28を通過後、感光体の電
位は殆んど0Vに近い状態（例えば−50〜0V）となり、ま
たトナーの帯電量としては摩擦帯電による正の電荷量に
対して、負の大きな電荷量のものにされる。

以上の状態で、トナーの極性（負）と反対の極性
（正）バイアス電圧が印加されたクリーニングスリーブ
32（第３図）と、感光体18との間のクリーニング部にお
いてトナーの負の帯電量が大きくなっているために、こ
のトナーが正極性に帯電されたクリーニング用キャリア
C₂に静電的に容易に吸着される。

今まで述べた実施例は、光照射ランプ29から成る光照
射手段による光照射と、プレクリーニングチャージャ28
から成る帯電手段による帯電とがほぼ同時に行われるよ
うに、光照射手段と帯電手段の位置が設定されている。
この例においては、光の照射を多少早めに切っても、感
光体の抵抗が低下する前の状態には直に戻らないので、
ランプ29により光照射をコロナ放電終了時に対して多少
早く断つこともできる。

第５図に示す実施例においては、光照射手段の一例で
ある光照射ランプ29は、帯電手段の一例であるプレクリ
ーニングチャージャ28′とクリーニングスリーブ32との
間に設けられている。すなわち、この第２の実施例で
は、帯電手段による帯電が行われたあとに光照射手段に
よる光照射が行われるように、当該光照射手段と帯電手
段の位置が設定されており、他の構成と作用は、先に説
明した第１の実施例と変りはない。

第６図は、第２の実施例における説明図であり、プレ
クリーニングチャージャ28′には感光体の光感度を有す
る極性のバイアス電圧が直流高圧電源により印加され、
コロナ放電が行われる。

転写後の残留トナーＴは正の電荷を保持しており、こ
の帯電量は摩擦帯電によるものであり、感光体18上には
負の電荷が残留した状態となっている。

このような状態で、上述のコロナ放電が行われると、
トナー及び感光体は負の極性に帯電させられる。このあ
と、ランプ29による光照射により、感光体の電位が0V近
くになる。

このような状態で残留トナーがクリーニングスリーブ
32の部位に達すると、このときトナーの帯電量は負の大
きな帯電量となっているため、クリーニング用キャリア
に容易に静電吸着され、かつ感光体電位が大きな値の負
電位ではなくほぼ0Vとなっているため、クリーニング不
良や、クリーニング用キャリア付着や、トナーの再付着
等の発生が防止される。すなわち、良好なクリーニング
性能が発揮されることになる。

なお、この第２の実施例では、トナーの極性反転が多
少しにくくなるが、一旦、反転してしまえば、このあと
光照射が行われるとき、感光体の電荷は、反転したトナ
ーの極性と同じとなっているので、トナーの電荷と反発
してすぐに除電される。

以上の各実施例のクリーニング装置において使用され
るトナーとしては、例えば、スチレンアクリル樹脂又は
エポキシ樹脂又はポリエステル樹脂などが用いられ、必
要に応じて極性制御材などが添加される。

現像用キャリアとしては、例えば、テフロン（４弗化
エチレン樹脂）コート鉄粉などが、また、クリーニング
用キャリアとしては、例えばシリコンコート鉄粉などが
用いられる。

ここに挙げたトナーやキャリアはOPC感光体特性に合
せたものであり、逆帯電系の感光体（例えばセレン）の
場合は、OPC感光体の場合の材料とは逆に、現像用キャ
リアにつき例えばシリコンコート鉄粉などが用いられ、
クリーニング用キャリアにつき、例えばテフロンコート
鉄粉などが用いられる。

効果以上、本発明によれば、感光体へのキャリア付着やト
ナー再付着を効果的に抑えつつ、感光体に対するクリー
ニング性を従前のものと比べて格段と向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一適用例であるカラー複写機の構成
図、第２図は本発明一実施例の感光体のクリーニング装
置の構成図、第３図はクリーニング作用を説明するため
の説明図、第４図（ａ），（ｂ）はプレクリーニングチ
ャージャのコロナ放電によるトナーの極性変換などを説
明するための図、第５図は別の実施例の要部構成図、第
６図は同上実施例におけるクリーニング作用を説明する
ための図、第７図は従来例の概略構成図である。 18…感光体、27…クリーニング装置 C₂…キャリア、Ｔ…トナー

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定極性につき光感度を有し、表面に形成
された静電潜像がトナーで顕像化される感光体の抵抗
を、顕像の転写材への転写後に低下させる光照射手段
と、転写後のトナーを前記光感度を有する極性に帯電さ
せる帯電手段と、該帯電手段によって帯電されたトナー
の極性と反対の極性をもつクリーニング用キャリアに当
該トナーを静電的に付着させて該トナーを感光体から除
去するクリーニング手段とを具備し、前記光照射手段と
帯電手段は、感光体の回転方向に関して、前記顕像を転
写材へ転写する転写部よりも下流側であって、感光体か
らトナーを除去するクリーニング部よりも上流側に位置
し、かつ光照射手段による光照射と帯電手段による帯電
とがほぼ同時に行われるように、光照射手段と帯電手段
の位置が設定されていることを特徴とする感光体のクリ
ーニング装置。
【請求項２】所定極性につき光感度を有し、表面に形成
された静電潜像がトナーで顕像化される感光体の抵抗
を、顕像の転写材への転写後に低下させる光照射手段
と、転写後のトナーを前記光感度を有する極性に帯電さ
せる帯電手段と、該帯電手段によって帯電されたトナー
の極性と反対の極性をもつクリーニング用キャリアに当
該トナーを静電的に付着させて該トナーを感光体から除
去するクリーニング手段とを具備し、前記光照射手段と
帯電手段は、感光体の回転方向に関して、前記顕像を転
写材へ転写する転写部よりも下流側であって、感光体か
らトナーを除去するクリーニング部よりも上流側に位置
し、かつ帯電手段による帯電が行われたあとに光照射手
段による光照射が行われるように、当該光照射手段と帯
電手段の位置が設定されていることを特徴とする感光体
のクリーニング装置。