JPH01214889A - 画像形成装置におけるクリーニング装置及びクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真方式を用いたプリンタ及び複写機等の
画像形成５Ａ置における像担持体のクリーニングに関す
るものであり、特に導電性クリーニングブラシにバイア
ス電圧を印加することにより像担持体上に残留した着色
微粒子のクリーニングを行なう方法及び装置に関する。

〔従来技術〕

近年、レーザープリンタ等に代表されるページプリンタ
が、その静粛性、高速性、高印字品質の点等から記録装
置の主力となっている。さらにこれらの記録装置におい
ては電子写真方式を用いて画像形成を行なうものが大部
分であり、その構成は第４図に示すように像担持体とし
ての感光体１を中心に配置し、その周りに帯電器２、光
書き込み装置３、現像器４、転写器５、定着器６、除電
器７、クリーニング装置８をレイアウトし、用紙カセッ
ト９及び排紙トレイ１０を加えた形とされている。

このような記録装置における画像形成のプロセスはまず
帯電器２により図中矢印へ方向に回転している感光体１
の表面を均一に帯電させ、次に感光体１上に光書き込み
装置３により画像情報に対応した静電潜像を形成した後
、現像器４により潜像のパターンに従って、選択的に、
平均粒径１０〜２０ＩｉＩｎの着色微粒子（以下トナー
と略す）を感光体上に付着させ可視像化した後、感光体
上のトナーは用紙カセット９から給紙され、転写器５と
該感光体との間に搬送された記録用紙１１上に転写器５
による静電引力で転写される。その後、用紙上のドブ−
は定着器６により熱又は圧力を利用して定着される。一
方、転写領域を通過した感光体１はクリーニング装置８
により感光体１上に転写されずに付着している残留トナ
ーを除去されさらに除電器７により残留電荷を消滅せら
れて１ペ一ジ分の画像形成プロセスが終了する。

ここで、残留トナーのクリーニング装置としては従来よ
り、第５図、第６図、第７図に示すものが実用化されて
いる。まず、第５図はブレードクリーニング装置と呼ば
れるものであり、例えばウレタンゴムなどの弾性部材か
ら成るブレード１５を感光体１の表面に所定の角度、所
定の圧力で押圧し、転写後感光体上に残留するトナーＴ
＠機械的にかきおとすものである。かきおとされたトナ
ーは回収ロール１３により回収される。

第６図はブロアークリーニング装置と呼ばれるものであ
り、例えばナイロン、アクリルなどの高分子ポリマーを
主体とした絶縁ｍ維を生布に植毛したものを、第８図に
示すようにパックコーター１７を用いて接着剤を生布の
背面にコーティングした後ロールに巻きつけることによ
り形成されたブラシロール１２′とトナー回収用の吸引
ファン１６とから構成されている。このブラシロール１
２は第６図へ方向に回転する感光体１に対し、接触する
位置に固設され、例えば図中８方向に回転することによ
りブラシが感光体上を摺擦し、転写後感光体上に残留付
着しているトナーＴと接触し、これを機械的にかき落と
す作用に加え、ブラシロール１２の高速回転によりまさ
つ帯電を生じせ−しめてブラシ表面に電荷を与え、静電
気的にトナーを除去する作用を有する。ブラシ上に付着
したトナーは吸引ファン１６により図中り方向にブロー
オフされて、図中に示さない回収トナーボックスに集め
られることにより連続的に感光体上をクリーニングする
ことが可能となるものである。

第７図は上記のブロアークリーニング装置を改良した絶
縁ブラシクリーニング装置と呼ばれるものである。この
装置は、ブロアークリーニング装置と同様に、絶縁ブラ
シ１２′を用いて機械的な力及びまさつ帯電による静電
気力を利用して感光体上からトナーを除去するものであ
るが、ブラシ上に付着したトナーの回収が、ブロアーク
リーニングとは異なるものである。この装置においては
、ブラシ上の付着したトナーの回収には例えばトナーＴ
の帯電極性と反対極性のバイアス電圧を印加した金属ロ
ール１３を絶縁ブラシに接触させて静電気的にトナーを
吸引回収する方法や磁性粉を含有した磁性トナーの場合
には着磁を施したマグネットロールを絶縁ブラシに接触
させて磁気的に吸引回収する方法、さらにはマグネット
ロールにバイアス電圧を印加する方法等が用いられ、ブ
ロアークリーニング装置の欠点である装置の大型化に改
良を加えたものである。尚、上記の金属［１−ル上に付
着したトナーは該金属ロールに接するように設けられた
スクレーパー１４により機械的にかき落とされて、ロー
ル上により除去・回収されるので、連続的に感光体上を
クリーニングすることが可能となるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのような従来のクリーニング方法にあっ
てはそれぞれ大きな問題点を有していた。

まず、ブレードクリーニング方法は感光体に鋭角にブレ
ードを押圧し、機械的なかきおとし力のみによりクリー
ニングする構造であるため、良好なりリーニング特性を
得るためには、ブレードを高い圧力で感光体上へ押圧し
なければならない。

ところが、このような状態でクリーニングを繰り返すと
トナーが除去されるだけでなく、感光体表面がブレード
にＷＩＩ！Ｉされることにより徐々に削すられてゆくた
め、感光体の損傷が激しく、その長寿命化において、大
きな障害となる。これに対してブロアークリーニングや
絶縁ブラシクリーニングのような絶縁ブラシを用いる方
法によれば、ブレードクリーニング法はど感光体の損（
セは激しくないが、絶縁ブラシを高速で回転させて、感
光体、トナー、ハウジング部材等とのまさっ帯電により
ブラシに電荷を与え、トナーとの静電的吸引力を利用し
てクリーニングする方法のため、やはりある程度の感光
体の損傷は避けられず、感光体の大きな′Ｒ命向上は望
めない。また、ブラシを高速回転させるためのメカニズ
ムが必要となるため、その分、部品点数が増加してコス
トアップとなり、加えて騒音の発生・その対策というね
ずゎしい問題も発生する。更に、ブラシに付着したトナ
ーが遠心力により周囲に飛散して機内汚染の原因となる
という問題もある。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
のであり、従来のブラシクリーニングの有していた問題
を解決し、ブラシを高速回転することなく、また感光体
及びクリーニングブラシの損傷を低減した新規なりリー
ニング装置及びクリーニング方法を提供することを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を着
色微粒子により現像し、次いで被転写材上に該着色微粒
子を転写することにより画像形成を行なう画像形成装置
において、転写後に前記像担持体上に残留する着色微粒
子を除去するクリーニング部材として導電性のクリーニ
ングブラシを用いるとともに、該Ｓ電性クリーニングブ
ラシにその極性が前記着色微粒子の帯電極性と反対の極
性のバイアス電圧を印加することにより該残留着色微粒
子を像担持体より除去することを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、転写後感光体上に残留するトナーはブ
ラシロールが回転することによりＳ電性クリーニングブ
ラシと接触し、機械的なかきとり力を受けると共に、該
着色微粒子の帯電極性と反対極性のバイアス電圧を印加
された１［ｆ性クリーニングブラシによりブラシ表面に
静電的に吸着されて、感光体上から除去される。

さらにブラシ上に付着したトナーはブラシに印加する電
圧と同極性で且つ絶対値の大きな電圧を印加された金属
ロールの表面に静電的に吸着され、金属ロールに接触し
たスクレーバーにより機械的に金属ロールからかきおと
されることにより回収されるので、連続的に安定して感
光体上のクリーニングがなされる。

〔実施例〕

以下本発明を図面に基づいて説明する。第１図は本発明
の一実施例を示す図である。

１は感光体で、アルミニウムの素管に単層あるいは多層
に、感光材料を均一に塗布したものであり、表面をコロ
ナ放電等の手段により帯電された後、光を照射するとキ
ャリア対と呼ばれるホールとエレクトロンが発生し、感
光材料の層内を電界の方向に従がって移動し、表面電荷
を中和する性質を有するものである。、８はクリーニン
グ装置であり、高分子ｌｌＮにカーボンを含有させた導
電性ブラシ０−ル１２と該ブラシロール１２のクリーニ
ングブラシに付着したトナーを静電的に回収する金属ロ
ール１３及び金属ロール上に静電吸着したトナーを機械
的にかきおとすスクレーパー１４とから構成されている
。７は除？！器であり、帯電した感光体に全面照射する
ことにより表面電荷を消去する作用を有する。

上述の構成にて、例えば負帯電型感光体と負帯電型トナ
ーを用いた反転現像によりｉｌｊ像形成プロセスを第３
図に示す。

最初に感光体はコロナ帯電器２によりその表面を−Ｖｏ
　（Ｖ）に初期帯電される。次に画像情報に従がって光
照射を行なう光書き込み装置３により、光が照射された
部分はその表面電位が−Ｖ。

（Ｖ）から−Ｖ［（Ｖｌに低下し、光が照射されなかっ
た部分はほぼ初期の帯電電位−Ｖｏ　（Ｖ）を保持する
為、感光体上に静電潜像と呼ばれる電荷のパターンが形
成される。現像プロセスにおいては−ｖｏ　（■）より
わずかに小さなバイアス電位−Ｖｂ（Ｖｌをトナーを保
持した現像ロールに印加することにより負の帯電電荷を
有するトナーが電界に従がって感光体上に付着して静電
潜像が可視像化される。

その模感光体上のトナーは転写器５による正コロナ放電
にて正に帯電された記録用紙１１に静電転写され、定着
器６により熱あるいは圧力等を利用して記録用紙上に永
久固着され、最終画像を得る。一方、転写後は感光体上
の電荷が除電器により消滅された後、感光体上に残留す
る未転写のトナーはクリーニング装置により除去されて
１サイクルのプロセスが終了する。

そこで、本発明によるクリーニング装置について説明す
る。クリーニング装置の構成は第１図に示すように、感
光体に接触して配設された導電性のブラシロール１２と
ブラシロール１２に接触して配設された金属ロール１３
及び金属［１−ル１３に接触して配設されたスクレーパ
ー１４とから成っている。

転写後感光体に残留するトナーＴは感光体に接触して図
中８方向に回転するクリーニングブラシにより機械的な
力によりかきおとされると同時に、クリーニングブラシ
に印加された正のバイアス電圧により、負に帯電したト
ナーは静電気的にブラシ表面に吸着されて感光体上より
除去されて、クリーニングが行なわれる。

この様子について第２図を用いて説明する。

第２図はブラシ１ｌＩＩ１１２ａが感光体１上に残留し
たトナーＴを除去する様子を示したものである。

反転現像の場合には先に第３図を用いて説明したように
、感光体上の表面電荷が消滅した部分に帯電したトナー
が付着するためトナーは極めて弱い力で感光体上に支持
されている。この状態で導電性のクリーニングブラシに
正のバイアス電圧を印加するとブラシ表面には正の電荷
が誘起されてトナーを静電気力により除去することが可
能となる。

従ってまさつ帯電を行ないトナーをＹｊｐ電吸着するた
めにブラシを高速回転させる必要もなく、トナーの極性
と反対極性のバイアス電圧を４電性ブラシに印加するだ
けで良好なりリーニング特性を得ることができる。

さらに、ブラシ上に付着したトナーはブラシに印加した
電圧よりも高い正の電圧を印加された金属ロール１３に
静電的に吸着され、第１図中Ｃ方向に金属０ニル１３が
回転することによりスクレーパー１４にて機械的に金属
ロール１３がらトナーがかき落とされ、図示しない回収
トナーボックスにトナーは回収されて、くり返しクリー
ニングが行なわれる。以上のような構成のため本発明の
クリーニング装置及び方法では、クリーニングブラシを
高速で回転させる必要がなく、したがって金属ロールの
回転数を低下させることが可能となり、高速回転系のメ
カニズムが不要となることに加えてブラシが感光体と接
触して回転することによる感光体の摩耗、損傷も低減さ
れるため、感光体の耐刷寿命を著しく向上させることが
可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば電荷の消滅した感光体上に極めて弱い力
で付着したトナーを、トナーの帯電極性と反対の極性の
バイアス電圧を印加した導電性のクリーニングブラシに
より除去することを手段とする為、従来のまさつ帯電を
利用した絶縁ブラシクリーニングに比べ、ブラシを高速
回転することなく感光体をクリーニングすることが可能
となり、それにより高速回転系のメカニズム設計上、耐
久性、騒音、騒音対策による部品点数の増加とコストア
ップ等の問題が解消される。また、クリーニングブラシ
が高速回転しないため、感光体と接触して回転すること
による感光体の摩耗、損傷を低減して、感光体の寿命を
著しく増大させることができると同時に、ブラシに付着
したトナーが遠心力により周囲に飛散して機内汚染を引
きおこすという問題も防止できる等の大きな効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した概略図、第２図は本
発明の一実施例を示した概念図、第３図は反転現像プロ
セスを示した模式図、第４図は一般的な電子写真方式の
画像形成装置の概略を示した全体図、第５図〜第７図は
従来例を示した概略図、第８図は一般的なりリーニング
ブラシの製ｊ告方法を示した概略図。 １・・・作担持体、２・・・帯電器、３・・・先山さ込
み装置冴、４・・・現像器、５・・・転写器、６・・・
定着器、７・・・除電器、８・・・クリーニング装置、
９・・・用紙カセット、１０・・・排紙トレイ、１１・
・・記録用紙、１２・・・クリーニングブラシ、１３・
・・金属ロール、１４・・・スクレーパー、１５・・・
ブレード、１６・・・吸引ファン、１７・・・バックコ
ーター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を着色微
   粒子を用いて現像し、次いで被転写材上に該着色微粒子
   を転写することにより画像形成を行なう画像形成装置に
   おいて、転写後に前記像担持体上に残留する着色微粒子
   を除去するクリーニング部材として導電性のクリーニン
   グブラシを用いるとともに、該導電性クリーニングブラ
   シに、その極性が前記着色微粒子の帯電極性と反対極性
   のバイアス電圧を印加することを特徴する画像形成装置
   におけるクリーニング装置。 ２）前記導電性クリーニングブラシに付着した着色微粒
   子を回収するための回収ロールが更に設けられている特
   許請求の範囲第１項に記載のクリーニング装置。 ３）前記回収ロールには、前記導電性クリーニングブラ
   シに印加されたバイアス電圧と同極性であり且つ絶対値
   の大きいバイアス電圧が印加されている特許請求の範囲
   第２項に記載のクリーニング装置。 ４）像担持体上の静電潜像を着色微粒子を用いて現像し
   、次いで被転写材上に該着色微粒子を転写する方式の画
   像形成装置における転写後に残留している着色微粒子の
   クリーニング方法であって、前記着色微粒子の帯電極性
   と反対極性のバイアス電圧を印加した導電性クリーニン
   グブラシによつて前記像担持体上を摺擦することにより
   該像担持体上の残留着色微粒子を除去することを特徴と
   するクリーニング方法。