JP2617136B2 - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、静電複写機、同プリンタなど、静電転写
プロセスを利用する画像形成装置、とくにそのクリーニ
ング装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体表面に静電的に形成したトナー像を、紙を主
とする転写材に転写する工程を繰り返す周知の画像形成
装置においては、転写の都度、転写に寄与せず像担持体
に残る残留トナー、さらには転写材たる紙から発生する
紙粉、析出されるロジン、タルクなどの析出物、装置内
の高圧部材の存在に起因するコロナ生成物などで像担持
体に付着する異物を十分に除去することが、良質の画像
を得るための必須要件である。

このためのクリーニング手段として、従来から、主と
して残留トナーを除去する手段としてゴムのような弾性
材料からなるクリーニングブレードを、また、とくに前
述のような各種異物を除去するためにウレタンゴムなど
の弾性クリーニングローラを像担持体に摺擦するように
構成したものが既に提案されている。

第２図はこのようなクリーニング装置の典型的な一例
を示すもので、紙面に垂直方向に延び、矢印Ａ方向に回
転する像担持体１に近接してクリーニング装置６が平行
に配置してあり、該クリーニング装置に一つの端縁を取
着したクリーニングブレード11の、他方の自由端縁の１
つのエッジをを像担持体表面に圧接して、不図示の転写
部位において、転写材に転移せず像担持体に残る残留ト
ナーを除去する。

像担持体１の走行方向にみて、クリーニングブレード
11の上流側に、弾性クリーニングローラ９が配設してあ
って、これが像担持体表面に圧接しており、作動時に
は、該ローラが像担持体の走行速度の50〜300％の相対
速度で走行するように構成してある。

このような構成では実際問題として異物除去機能が不
十分であるので、例えば、クリーニングローラの少なく
とも表面を絶縁材料で形成するとともに、これに当接す
るスクレーパ８によって摩擦帯電させるなどによって、
クリーニングローラ９をトナーと逆極性の高電位に帯電
させることが提案されており、これによって、トナーの
みならず前述のような異物除去機能も充分奏し得ること
が判明した。

例えば、像担持体として有機半導体を使用し、正帯電
特性のトナーを用いる画像形成装置においては、前記ク
リーニングローラの表面電位を、−1.0KVからマイナス
数KVとすることによって、有効に異物除去機能を得るこ
とができる。

しかしながら、このようなクリーニング装置を用いる
と、連続稼動後、しばらく休止してから再び装置を稼動
すると、休止中像担持体にクリーニングブレード、クリ
ーニングローラが圧接していた部位に相当する画像の位
置に低濃度領域、著しい場合には白抜けが発生するとい
う問題が生ずることが判明した。

たとえば、像担持体としてOPC感光体を使用し、クリ
ーニングブレード、クリーニングローラの表面にポリウ
レタン系ゴムを用いた場合、A4サイズの転写紙500枚通
紙後、20分休止し、その後画像濃度0.3程度のプリント
を行なうと、像担持体とクリーニングブレード、クリー
ニングローラとの圧接部位に対応する画像部分に１〜6m
m程度の白抜け（ブレード、ローラ跡という）が発生し
た。

以上のような現象は、クリーニングローラを常時強制
的に除電したり、クリーニングブレード、クリーニング
ローラを導電性材料で構成することによって阻止するこ
とができ、逆にフッ素樹脂を混入したゴムで前記ローラ
などの表面を形成した場合に、画像欠陥が顕著であるこ
とから見て、クリーニングローラ、ブレードなどが高電
位に維持されたまま長時間像担持体に当接することによ
って発生することが推認される。

このような欠点を回避するためにブレード、ローラな
どが帯電しないように、これらの部材を導電性とするこ
とが考えられるが、ブレードの場合、これに導電材料を
添加すると、その物理的特性に変化を来し、対摩耗性、
強度の低下、撓み残りなどが生じてクリーニング機能の
低下を招来することがあり、また、クリーニングローラ
を帯電しないようにすることは、帯電によってクリーニ
ング機能を向上させる本来の趣旨と矛盾するので、この
ようなことは、当然ながら不可能である。

前述のような白抜けの発生する理由は必ずしも明らか
ではないが、前述の例の場合、ウレタンゴムの表面の電
位は、稼動中、−2KV以上に帯電しており、停止後、こ
の電位は漸減するものの、なおマイナス数百ボルトを保
って像担持体と当接しているので、像担持体感光層にも
これに近い電位がかかり、プラス電荷が像担持体基体か
ら注入されてトラップを形成し、このため、休止後の稼
動時に、ローラ、ブレードの当該部分の電位が十分に上
昇しきれないためと考えられる。

本発明はこのような事態に対処すべくなされたもので
あって、クリーニングローラ、ブレードを帯電すること
による機能を維持しながら、休止時における前述のよう
な問題を解消して、信頼性の高いクリーニング機能を維
持して良質の画像を得るのに資するクリーニング装置を
提供することを目的とするものである。

（２）発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用） 上記の目的を達成するため、本発明は、像担持体と、
その表面に電荷像を形成する手段と、残留トナー等を除
去するための、前記像担持体に圧接する少なくとも１個
の絶縁性弾性クリーニング部材とをそなえた画像形成装
置において、像担持体が停止するさい、停止直前に像担
持体表面に前記クリーニング部材の帯電極性とは反対極
性の電荷像を形成し、この電荷像が前記クリーニング部
材と対向する位置に到来したところで停止させる制御手
段を具備することを特徴とするクリーニング装置
（１）、又は、 上記（１）のものにおいて、絶縁性弾性クリーニング
部材がクリーニングブレード及び（又は）クリーニング
ローラであるクニーニング装置。

このように構成することによって、良好なクリーニン
グ性を維持しながら、停止時にもローラ跡の発生を生ず
ることなく、これに起因する画質の劣化を招来すること
を可能とする。

（実施例の説明） 第１図は本発明を適用するに適した画像形成装置の要
部を示す概略側面図である。

紙面に垂直方向に軸線を有し、矢印Ａ方向に回転する
円筒状のOPC感光体１の表面が一次帯電器２によって一
様に負帯電された後、該帯電面に光像信号７が照射され
て静電潜像が形成され、この潜像が、現像器３と感光体
１とが対向する現像部位に到来すると、該現像器から正
帯電トナーが供給されて前記潜像に付着してトナー像が
形成される。

ついで、感光体１の回転にともなってこのトナー像
が、転写帯電器5aと感光体１とが対向する転写部位に達
すると、このトナー像にタイミングをあわせて、転写部
位に転写材４が供給され、これとともに転写帯電器5aに
よって、この場合マイナスの転写バイアスが印加されて
感光体側のトナー像は転写材４に転移する。

その後、トナー像を担持した転写材は、分離帯電器5b
による、正電圧側に偏倚した交流バイアスによって感光
体１から分離され、さらに不図示の定着部位に搬送され
るとともに、転写に寄与せず、感光体１に残る残留トナ
ーはクリーニング装置６に対向する部位に至ってクリー
ニングローラ９、クリーニングブレード11によって除去
されて次の工程に備えることになる。

第２図はクリーニング装置６の拡大断面図であって、
その構成、作用は基本的にすでに説明した公知のクリー
ニング装置と同様であるので、必要ない限り説明を省略
するが、装置６内には、ポリウレタンからなるブレード
11と、その上流側に配され、ポリウレタンゴムからなる
表層9aとシリコンスポンジからなる内層9bとを備えた絶
縁性弾性クリーニングローラ９とを有している。

第３図は、前記第１図々示の装置の動作シーケンスの
一部を示すもので、操作者がコピーボタンをオンする
と、感光体１が回転し、ついで、一次帯電器２、現像器
３の現像バイアス、転写帯電器5a、分離帯電器5bがオン
する。

その後、像露光７が所定回数行なわれて画像形成作業
が実行される。

作業終了後、現像器、各帯電器が順次オフされるが、
感光体１は後回転のためにしばらく回転を続ける。この
時点において、各部材停止後、実質的に正電荷を付与す
る帯電器5bがt₁秒オンする。

このときの作動時間t₁秒は、第１図に符号l₁で示す、
クリーニングブレード11とクリーニングローラ９が感光
体１に対向する、該感光体の領域の円周方向の距離を感
光体の周速ｖで除した値（t₁＝l₁/v）とする。

帯電5bがオンしてからt₂秒（t₂＞t₁）後感光体１は停
止し、装置は停止状態となる。

ここでt₂秒とは、帯電器5bの位置からクリーニングブ
レード11に至る距離l₂を感光体周速ｖで除した値（t₂＝
l₂/v）とする。

このように構成してあるから、クリーニング装置の、
クリーニングブレード11の位置からクリーニングローラ
９の位置までの間において感光体１表面にはクリーニン
グローラ、ブレードとは逆極性の、この場合正極性の電
荷が存在する状態となることになる。即ち、5bは正に偏
倚されているため、感光体には正極性の電荷が存在す
る。

第４図は前記シーケンス終了後における、クリーニン
グローラ９、クリーニングブレード11近傍の状態を示す
拡大側面図である。

図示のように、装置休止中は、この場合、負帯電した
ローラ９、ブレード11に対向して、感光体１表面にはプ
ラス電荷が存在することになるので、両者が中和して、
ローラ９、ブレード11側に残る電荷は実質的に極めて小
さくなり、停止後再び装置を発動しても、画像に前述の
ようなブレード、ローラ跡を発生することはない。

また、上記の感光体側の電荷は停止直前にのみ形成さ
れるものであって、画像形成時には従来のシーケンスを
変改することはなく、クリーニングローラの負帯電によ
り、クリーニング性には何らの支障も生ずることはな
い。

第５図は本発明の他の実施例を示すシーケンスであ
る。この場合に使用する装置は前記実施例のものと同様
でよい。

画像形成作業終了後、帯電器２、同5a、5bがオフし、
感光体が回転している間に、現像器３によってトナーと
同極性のバイアスをt₁秒印加し、これによって前記実施
例と同様のl₁の部分に正帯電トナー像が形成される。

その後、t₃秒後装置の稼動をすべて停止する。

ここで、t₃秒は、現像器３からブレード11までの距離
（感光体の走行方向に見て）l₃を感光体周速ｖで除した
（t₃＝l₃/v）値とする。

これによって、停止時にブレード11からローラ９にわ
たる範囲の、感光体表面に正電荷が存在する状態となっ
て、前述の場合と同様に画像欠陥の発生を阻止すること
が出来る。

第６図は本発明のさらに他の実施例たるシーケンスを
示すものである。

クリーニング装置におけるクリーニングローラ、ブレ
ードの材質、ローラなどに当接している部分とこれから
離れた部分等によって白抜けの程度が異なることは当然
ながらあり得る。

このような事態に対処するものがこの実施例であっ
て、このものにおいては、白抜けの著しい材料、部位に
はより高い帯電、多量のトナーを付与するようにしてあ
る。

同図はクリーニングローラ部位における白抜けが、ブ
レード部位よりも顕著な場合とし、t₁、t₂の設定は前記
実施例の場合と同様に行ない、さらに、t₁の間における
帯電器5bオンに当たって該帯電器に印加する電圧を２段
に切り替え、クリーニングローラ９と感光体１との圧接
ニップ部の長さ（感光体の走行方向にみた）に相当する
時間t₄（t₄＝l₄/v）分、とくに正に高く帯電させるもの
とする。

このようにすることによって、停止中、クリーニング
ローラの当接部位は高い正帯電に対向してローラ跡の発
生を防止し、その他の部分は低い正帯電に対向して充分
に白抜けの防止が可能となる。

（３）発明の効果 以上説明したように、本発明によるときは、感光体に
圧接するクリーニングブレード、クリーニングローラを
そなえたクリーニング装置において、該ブレード、ロー
ラの存在するクリーニング領域において、これらの帯電
極性とは逆極性の電荷像を形成対向させた状態で停止さ
せることによって、ブレード、ローラによるクリーニン
グ機能を全く損ずることなく、再稼動時におけるブレー
ド、ローラ跡の発生を阻止し、安定して良質の画像を得
るのに資するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するに適した画像形成装置の概略
側面図、 第２図は同上装置のクリーニング装置の構成を示す側断
面図、 第３図は同上の動作シーケンスを示す図、 第４図はクリーニング装置の、要部の拡大側面図、 第５図は本発明の他の実施例を示すシーケンス図、 第６図はさらに他の実施例を示すシーケンス図である。 １……感光体、5a……転写帯電器、5b……分離帯電器、
６……クリーニング装置、７……スクレーパ、９……ク
リーニングローラ、11……クリーニングブレード。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体と、その表面に電荷像を形成する
   手段と、残留トナー等を除去するための、前記像担持体
   に圧接する少なくとも１個の絶縁性弾性クリーニング部
   材とをそなえた画像形成装置において、 像担持体が停止する際、停止直前に像担持体表面に前記
   クリーニング部材の帯電極性とは反応極性の電荷像を形
   成し、この電荷像が前記クリーニング部材と対向する位
   置に到来したところで停止させる制御手段を具備するこ
   とを特徴とするクリーニング装置。
2. 【請求項２】絶縁性弾性クリーニング部材がクリーニン
   グブレード及び（又は）クリーニングローラであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のクリーニング
   装置。