JP2872775B2 - 磁気ブラシクリーニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、トナー像を形成される潜像担持体に対向し
て配置された剤担持体を有し、互いに異極性に摩擦帯電
されるトナーとキャリアを有するクリーニング剤を、磁
力によって剤担持体上に担持しつつ、潜像担持体と剤担
持体の間のクリーニング領域に搬送すると共に、前記ク
リーニング領域に搬送されるクリーニング剤の量を規制
する規制手段を設け、該クリーニング領域に搬送された
クリーニング剤を潜像担持体の表面に摺擦させ、トナー
像転写後の潜像担持体に残存するトナーを除去する磁気
ブラシクリーニング装置に関する。

〔従来の技術〕

潜像担持体に静電潜像を形成し、これをトナーによっ
て可視像化すると共に、そのトナー像を転写材に転写し
て潜像担持体を繰返し使用する電子複写機、プリンタ或
いはファクシミリなどの画像形成装置は従来より周知で
ある。

この形式の画像形成装置においては、トナー像転写後
の潜像担持体表面にトナーが残存しているためこれを清
掃する必要があり、この目的で冒頭に記載した形式のク
リーニング装置を用いることも従来より広く知られてい
る。

一方、この種の画像形成装置においては、トナーや紙
粉、又は紙に含まれた添加物等が潜像担持体表面に薄い
膜状に固着する所謂フィルミング現象が発生する恐れが
あり、かかる現象が発生するとトナー像の部分的な濃度
上昇や、地汚れを生ぜしめ、トナー像の画質を著しく低
下させる。

そこで本出願人は、冒頭に記載した磁気ブラシクリー
ニング装置を利用して潜像担持体のフィルミングを除去
する構成を提案した（特願平１−284058号、同１−3126
28号参照）。このフィルミング除去装置によれば、コス
トの上昇を抑え、潜像担持体の寿命低下を抑制すること
ができる。

従来提案されている方法は、フィルミング除去動作を
通常のクリーニング動作時以外の時期に行うように構成
されていた。すなわち、実際の画像形成動作を実行する
前又は後の適時に剤担持体と潜像担持体との間に、クリ
ーニング動作時よりも多量のクリーニング剤を搬送し、
かかるクリーニング剤を潜像担持体表面に強く摺接させ
てフィルミング除去動作を実行するのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが上述の構成によると、画像形成装置の待機時
にフィルミング除去動作の実行による作動音が発生し、
またこの動作の実行に伴い消費電力が増大する欠点を免
れなかった。

またフィルミング除去動作中に画像形成動作を禁止す
るように構成すると、除去動作が終了するまでオペレー
タが待機しなければならず、画像形成作業の能率を低下
させてしまう。逆に、画像形成動作を優先させ、フィル
ミング除去動作中に画像形成を行うときは、フィルミン
グ除去動作を中断するように構成すると、フィルミング
除去動作時間が不足し、フィルミング除去効果が低減す
る恐れがある。

本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、クリーニ
ング動作と同時にフィルミング除去動作を実行できる磁
気ブラシクリーニング装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、同等に記載した形
式の磁気ブラシクリーニング装置において、前記潜像担
持体と剤担持体の対向する領域において剤担持体の表面
が潜像担持体の表面に対して逆方向に移動するように、
剤担持体の回転方向を設定すると共に、該剤担持体の表
面線速をv_s、潜像担持体の表面線速をv_pとしたとき、０
＜|v_s/v_p|＜0.5を満たすようにv_s,v_pを設定し、かつ前
記規制手段のところで、クリーニング剤の厚みが0.5乃
至2.0mmとなるように、該規制手段によって、クリーニ
ング領域に搬送されるクリーニング剤の量を規制し、剤
担持体に担持されたクリーニング剤中のトナーを静電的
に回収するトナー回収手段を設け、潜像担持体表面のク
リーニング動作と該表面のフィルミング除去動作を同時
に実行することを特徴とする磁気ブラシクリーニング装
置を提案する。

〔実施例〕

以下、本発明に係る磁気ブラシクリーニング装置の実
施例を図面に従って説明する。第１図はかかるクリーニ
ング装置を備えたカラー複写機を示すものであり、本発
明の理解のため先ずその全体構成を明らかにする。

この複写機において、まず、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、
潜像担持体の一構成例であるドラム状の感光体18上に結
像投影される。感光体18は第１図における時計方向に回
転する。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、例えばブルー成分の
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装置21Y,マゼンタ現
像装置21M,シアン現像装置21Cがそれぞれ設けられ、上
記静電潜像はまずイエロー現像装置21Yのイエロー色ト
ナーによりトナー像化される。

転写ドラム22には給紙部23から送られた転写材の一例
である転写紙が巻き付けられ、この巻き付けられた転写
紙に上記トナー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色のマゼン
タトナー像，シアン色のシアントナー像がそれぞれ転写
紙に転写されて重ねられる。ブラックトナー像を得ると
きは、ブラック現像装置21Bのブラックトナーによって
静電潜像が可視像化される。

第１図における50Y,50M,50C,50Bは各現像装置の現像
スリーブであり、これらはそれぞれ矢印方向に駆動さ
れ、ドクターブレード51により規制された現像剤を表面
に担持して搬送し、感光体18上の静電潜像をトナー像化
する。トナー像の転写後、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、各トナー像を転写紙に転写した後
の感光体18上の残留トナーは、その都度磁気ブラシクリ
ーニング装置27によって除去され、次の画像形成に備え
る。

第２図は、磁気ブラシクリクリーニング装置27の詳細
を示すものである。

感光体18は矢印方向に回転し、この回転方向に対し、
感光体18と転写ドラム22との接触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18と対向
するように設けられている。

クリーニング装置27は、プレクリーニングチャージャ
28の下流側に、内部に複数の磁石31を設けた、例えばア
ルミニウム等の導電性の非磁性体より成るクリーニング
スリーブ32を有している（個々の磁石にはP₁乃至P₆の符
号を付してある）。クリーニングスリーブ32は、画像形
成時に前述の如くトナー像を形成される感光体18に対向
して配置され、かかるクリーニングスリーブ32が剤担持
体の一例を構成する。本例ではこのクリーニングスリー
ブ32が、固定された磁石31に対し、図示していない駆動
モータによって矢印で示した時計方向に回転駆動される
ようになっている。その際、感光体18とクリーニングス
リーブ32の対向する部分においてクリーニングスリーブ
32の表面が感光体18の表面に対して逆方向に移動するよ
うに、クリーニングスリーブ32の回転方向が設定されて
いる。各磁石31のクリーニングスリーブ32の周方向にお
ける磁極は、第２図にS,Nを付して示した通りである。

トナー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の部位にくると、
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、トナー粒子には、クリーニングし易いように、あ
る極性（図の例では正）の電荷が付与される。

一方、クリーニングスリーブ32の周面には、磁性キャ
リアと磁性又は非磁性のトナーを有する粉体状のクリー
ニング剤Ｃが前述の磁石31の磁力によって担持され、キ
ャリアによる磁気ブラシが形成されている。トナーとキ
ャリアは互いに異極性に摩擦帯電し、キャリア粒子にト
ナー粒子が静電的に付着している。このように少なくと
も一部が磁性体より成るクリーニング剤Ｃが、クリーニ
ングスリーブ32の時計方向の回転によって該スリーブ32
の回転方向に搬送され、クリーニングスリーブ32と感光
体18の間のクリーニング領域Ｘに運ばれ、ここで感光体
18の表面に摺擦する。

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、クリーニングスリーブ32と対向するク
リーニング領域Ｘに来ると、ここで、残留トナーが、電
源60によってトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧
（図の例では負）を印加されたクリーニングスリーブ32
上の、負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す
る。このようにして、トナー像転写後の感光体上に残存
するトナーが除去されてクリーニングが行われる。

次いで、トナーが付着したキャリアは、磁力によりク
リーニングスリーブ32上に担持されて磁気ブラシを形成
しつつ搬送され、電源61によって所定極性（図の例では
負）のバイアス電圧の印加された導電性のトナー回収ロ
ーラ33と対向する部位で、このローラ33に接触し、この
ときトナーが回収ローラ33の方に静電的に付着する。ト
ナー回収ローラ33は、クリーニングスリーブ32に担持さ
れたクリーニング剤中のトナーを静電的に回収するトナ
ー回収手段の一例を構成するものである。このトナー回
収ローラ33には、クリーニングスリーブ32に印加された
負極性のバイアス電圧よりも、負側に大きなバイアス電
圧が印加されており、正に帯電したトナーだけがトナー
回収ローラ33側へ移行し、負に帯電したキャリアはクリ
ーニングスリーブ32に残される。その際、或る量のトナ
ーはクリーニングスリーブ32側に残され、これがクリー
ニング剤Ｃ中のトナーとなる。トナー回収ローラ33は時
計方向に回転し、該ローラ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、クリーニングスリーブ32上のクリーニング剤Ｃ
はさらに搬送され、ドクターブレード部36のところで、
クリーニング剤Ｃの厚みが規制され、再びクリーニング
領域Ｘに入る。

なおクリーニングスリーブ32及びトナー回収ローラ33
は、クリーニングケース40の、奥側と手前側の各側板に
回転自在に支持されていて、該ケース40の上部の開口に
は、カバー42が取付けられている。

上述のように感光体18上に残留するトナーはクリーニ
ングスリーブ32に担持されたクリーニング剤Ｃによって
回収され、クリーニングされた感光体18が繰返し使用さ
れる。

上述のドクターブレード部36は、適正なクリーニング
が行われるように、感光体18とクリーニングスリーブ32
との間のクリーニング領域Ｘに搬送されるクリーニング
剤の量を規制する規制手段の一構成例をなすものであ
る。

以上のように、本例の磁気ブラシクリーニング装置27
は、トナー像を形成される潜像担持体の一例である感光
体18に対向して配置されたクリーニングスリーブ32より
成る剤担持体を有し、互いに異極性に摩擦帯電されるト
ナーとキャリアを有するクリーニング剤Ｃを、磁力によ
って剤担持体上に担持しつつ、潜像担持体と剤担持体の
間のクリーニング領域Ｘに搬送すると共に、クリーニン
グ領域Ｘに搬送されるクリーニング剤の量を規制する規
制手段を設け、該クリーニング領域Ｘに搬送されたクリ
ーニング剤Ｃを潜像担持体の表面に摺擦させ、トナー像
転写後の潜像担持体に残存するトナーを除去するように
構成されている。

ところで、上述の如きクリーニング装置27において、
感光体18からクリーニングスリーブ32側に移行したトナ
ーのうち、帯電量の低いトナー粒子や、プレクリーニン
グチャージャ28の帯電作用にもかかわらず、正に帯電し
きれなかったトナー粒子がクリーニングスリーブ32から
離れて浮遊し、これが再び感光体に付着することがあ
る。またクリーニング装置27に限らず、現像装置21Y,21
M,21C,21B等から浮遊したトナーや、転写紙の紙粉又は
これに含まれた添加物等が感光体18の表面に付着する。
このように付着したトナーや紙粉等は、これを放置する
と、経時的に感光体表面に、薄い膜状に固着する恐れが
ある。これが先にも説明したフィルミング現象であり、
これが発生すると感光体18に感度むらができ、その表面
に形成されるトナー像の濃度むら、或いは地汚れが発生
する。従って感光体に形成されたフィルミングは早期に
除去し、或いはフィルミングの発生を未然に防止する必
要がある。

そこで磁気ブラシクリーニング装置27によってフィル
ミングを除去する方法が既に提案されているが、従来の
方法においては、先にも説明したように、感光体18上に
トナー像を形成する画像形成時以外の時期に、通常の感
光体クリーニング動作時よりも多量のクリーニング剤を
感光体18とクリーニングスリーブ32との間のクリーニン
グ領域Ｘに送り込み、感光体18を作動させながらクリー
ニング剤Ｃ中のキャリアを、回転する感光体18の表面に
強く擦り付け、感光体表面に形成されたフィルミングを
掻き取るように構成されていた。ところがこの構成によ
ると、複写機の待機時にフィルミング除去動作の実行に
よる作動音が発生するなどの前述の欠点を免れなかっ
た。

従来、通常のクリーニング動作時にフィルミング除去
動作を実行せずに、それ以外の時期にこの動作を実行し
ていたのは、クリーニング動作時にクリーニング領域へ
搬送されるクリーニング剤Ｃの量が少なく、これによっ
てフィルミングを除去することはできないと考えられて
いたためである。

これに対し、本例の磁気ブラシクリーニング装置27に
おいては、通常のクリーニング動作時に多量のクリーニ
ング剤Ｃをクリーニング領域Ｘに搬送し、これによって
感光体18をクリーニングすると共に、フィルミングの除
去動作を実行するように構成されている。

これを実現するため、第１に、先にも説明したよう
に、クリーニングスリーブ32と感光体18との対向部で両
者の表面が互いに逆方向に移動するように、クリーニン
グスリーブ32の回転方向を設定する。潜像担持体と剤担
持体の対向する領域において剤担持体の表面が潜像担持
体の表面に対して逆方向に移動するように、剤担持体の
回転方向を設定するのである。

第２に、クリーニング装置27のクリーニング動作時に
おける感光体18の表面線速をv_p、クリーニングスリーブ
32の表面線速をv_sとしたとき、０＜|v_s/v_p|＜0.5を満た
すように、各線速v_s,v_pを設定する。

第３に、ドクターブレード部36より成る規制手段のと
ころで、クリーニング剤Ｃの厚みが0.5乃至2.0mmとなる
ように、該規制手段によって、クリーニング領域Ｘに搬
送されるクリーニング剤Ｃの量を規制する。

上述のように剤担持体の表面線速をv_s、潜像担持体の
表面線速をv_pとしたとき、０＜|v_s/v_p|＜0.5を満たすよ
うにv_s,v_pを設定すると共に、剤担持体の回転方向を上
述の如く設定し、さらにクリーニング領域Ｘに搬送する
クリーニング剤Ｃの量を上述の如く規制することによっ
て、クリーニング動作時に多量のクリーニング剤Ｃをク
リーニング領域Ｘに搬送し、該領域Ｘにクリーニング剤
の溜りを作り、かかる剤溜りが感光体18の表面に及ぼす
圧接力を高め、これによって、感光体18上の残存トナー
を除去すると共に、フィルミングを掻き取ることができ
る。感光体18より成る潜像担持体表面のクリーニング動
作と該表面のフィルミング除去動作を同時に実行するこ
とができるのである。

その際、クリーニング剤Ｃ中のキャリアの粒径を50μ
ｍ以下とし、角張った不定形のキャリア粒子を使用する
とフィルミング除去効果を一層高めることができる。

線速比v_s/v_pを絶対値で上述のように規定したのは、
感光体18とクリーニングスリーブ32の対向領域で、これ
らが逆方向に回転するので、例えば感光体18の移動方向
を正とすれば、クリーニングスリーブ32の移動方向は負
となり、このとき、その比の絶対値が０より大で、0.5
より小となるように定めるべきことを示すためである。

ところで、０＜|v_s/v_p|＜0.5を満たすようにクリーニ
ングスリーブ32の線速v_sを定めると、一般に磁気ブラシ
クリーニング装置として、クリーニングスリーブ32の回
転数はかなり遅いものとなり、クリーニング剤Ｃのトナ
ー濃度が高くなりすぎるおそれがある。そこで、本例の
クリーニング装置27には、クリーニングスリーブ32より
成る剤担持体に担持されたクリーニング剤中のトナーを
静電的に回収するトナー回収手段、図の例ではバイアス
電圧の印加されるトナー回収ローラ33が設けられてい
る。かかるトナー回収ローラ33を用いれば、電源61によ
って、そのトナー回収ローラ33に印加する電圧を高め、
クリーニングスリーブ32とトナー回収ローラ33の間の電
位差を上昇させることによって、簡単かつ確実に、クリ
ーニング剤Ｃ中のトナーの回収性を高め、クリーニング
剤Ｃのトナー濃度を所望する範囲に収めることができ
る。

以下に、従来の提案に係る磁気ブラシクリーニング装
置と本例のクリーニング装置の諸条件の比較例を示す。

本発明は単色画像形成複写機、或いは複写機以外の各
種画像形成装置にも適用でき、また潜像担持体がベルト
状のもの、或いは剤担持体がベルト状のものである場合
にも適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画像形成時にフィルミング除去動作
を実行できるため、画像形成装置の待機時の作動音の発
生を阻止でき、しかも装置の消費電力を低減できる。ま
たフィルミング除去動作時間が不足する不具合も阻止で
きる。さらに、クリーニング動作と同時にフィルミング
除去動作を実行するので、潜像担持体に既に形成された
フィルミングを除去するというよりも、フィルミングの
形成を未然に防止することが可能となり、その動作の効
率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した複写機の一例を示す構成図、
第２図は磁気ブラシクリーニング装置の拡大断面図であ
る。 27……磁気ブラシクリーニング装置 Ｃ……クリーニング剤、Ｘ……クリーニング領域

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像を形成される潜像担持体に対向し
   て配置された剤担持体を有し、互いに異極性に摩擦帯電
   されるトナーとキャリアを有するクリーニング剤を、磁
   力によって剤担持体上に担持しつつ、潜像担持体と剤担
   持体の間のクリーニング領域に搬送すると共に、前記ク
   リーニング領域に搬送されるクリーニング剤の量を規制
   する規制手段を設け、該クリーニング領域に搬送された
   クリーニング剤を潜像担持体の表面に摺擦させ、トナー
   像転写後の潜像担持体に残存するトナーを除去する磁気
   ブラシクリーニング装置において、 前記潜像担持体と剤担持体の対向する領域において剤担
   持体の表面が潜像担持体の表面に対して逆方向に移動す
   るように、剤担持体の回転方向を設定すると共に、該剤
   担持体の表面線速をv_s、潜像担持体の表面線速をv_pとし
   たとき、０＜|v_s/v_p|＜0.5を満たすようにv_s,v_pを設定
   し、かつ前記規制手段のところで、クリーニング剤の厚
   みが0.5乃至2.0mmとなるように、該規制手段によって、
   クリーニング領域に搬送されるクリーニング剤の量を規
   制し、剤担持体に担持されたクリーニング剤中のトナー
   を静電的に回収するトナー回収手段を設け、潜像担持体
   表面のクリーニング動作と該表面のフィルミング除去動
   作を同時に実行することを特徴とする磁気ブラシクリー
   ニング装置。