JPH01266580A - 画像形成装置の磁気ブラシクリーニング装置 - 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】 １４分災 本発明は、潜像担持体上に形成されたトナー像を転写材
に転写した後、該担持体上に残留するトナーを、少なく
とも表面部分が導電性を有するブラシ担持体上に磁気的
に担持されたクリーニング剤の磁気ブラシによってクリ
ーニングし、クリーニングされたブラシ担持体上のトナ
ーを、ブラシ担持体に対置され少なくとも表面部分が導
電性を有するトナー回収部材で回収する画像形成装置の
磁気ブラシクリーニング装置に関する。

災来技Ｉ 潜像担持体にトナー像を形成し、これを転写材に転写す
る工程を繰返し行う画像形成装置１例えば複写機やプリ
ンタ等において、上記形式のクリーニング装置によって
潜像担持体上の残留トナーを清掃することは従来より周
知である（例えば、特開昭５８−８２２８３号公報参照
）。クリーニング剤としては、ｍ性粉とトナーの混合体
等が用いられる。

この種の従来のクリーニング装置においては、例えばク
リーニングスリーブより成るブラシ担持体に対して、潜
像担持体上の残留トナーをブラシ担持体側に電気的に吸
着できる極性の電圧を印加し、同様に、例えばトナー回
収ローラより成るトナー回収部材に対しても、ブラシ担
持体上のトナーをトナー回収部材側に回収できる極性の
電圧を印加する。この目的で、ブラシ担持体とトナー回
収部材にそれぞれ電源を接続し、所定の電圧をブラシ担
持体とトナー回収部材に直に印加している。

ところで、クリーニングすべき潜像担持体表面は、その
全体にトナーが残っているというのではなく、転写前に
トナー像であったところに、トナー残像としてトナーが
残留し、地肌部にはトナーはほとんど付着していない。

その際、従来のようにブラシ担持一体に直にバイアス電
圧を印加すると、トナー残像を形成する残留トナーにつ
いては、ブラシ担持体上のクリーニング剤に電気的に吸
引できるのであるが、潜像担持体の地肌部と、ブラシ担
持体上の磁性粉との間の電界が強くなりすぎ、その結果
、磁性粉に付着したトナーにその本来の極性と逆極性の
電荷が注入され、該トナーの帯電極性が逆転し、これが
潜像担持体の地肌部に付着する恐れがあった。特に帯電
極性が逆転しやすいトナーが含まれていると上記不都合
が発゛生じやすい。このように潜像担持体の地肌部にト
ナーが付着すれば、クリーニング装置のクリーニング性
が低下するだけでなく、付着したトナーが経時的に潜像
担持体に固着してトナーフィルミングを形成し、現像さ
れたトナー像の画質を劣化させる不具合を免れない。

１孜 本発明の目的は上記従来の欠点を簡単な構成によって除
去した、冒頭に記載した形式の磁気ブラシクリーニング
装置を提供することである。

本発明は上記目的を達成するため、ブラシ担持体が、そ
の表面にクリーニング剤を担持しない状態にあるとき、
アースに対して絶縁された状態に保たれ、かつブラシ担
持体に対し直に電圧が印加されておらず、トナー回収部
材の４電性部分には。

ブラシ担持体上のクリーニング剤中のトナーの回収に必
要な電圧が印加される構成を提案する。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明し、併せて上
述した従来の問題点を図面に即してより具体的に明らか
にする。

第１図は本発明に係る磁気ブラシクリーニング装置を備
えた複写機の一例を示す概略説明図であり、先ずその全
体構成を簡単に説明する。

１は潜像担持体の一例であるドラム状の感光体であり、
該感光体１は図における反時計方向に回転駆動される。

その際、除電ランプ２によって感光体表面の残留電荷が
除去され、次いでこの感光体表面は帯電チャージャ３に
より所定の極性（本例では負極性）に−様に帯電される
。

帯電された感光体表面には、露光部４において図示して
いない原稿の光像を照射され、これにより静電潜像が形
成される。この潜像は現像装置５を通るとき、正極性に
帯電した粉状のトナーによってトナー像化され、該トナ
ー像は転写チャージャ６によって、矢印Ｘ方向に搬送さ
れる転写材（通常は転写紙）Ｐに転写される。

転写材Ｐは分離チャージャ７及び分離爪８の働きで感光
体１より分離され、引き続き図示していない定着装置に
搬送され、ここでトナー像を定着される。

上述のように感光体上のトナー像が転写材に転写される
が、転写後の感光体表面にはトナーが残留している。こ
の残留トナーは本発明に係る磁気ブラシクリーニング装
置９によってクリーニングされる。その際、先にも説明
したように転写前にトナー像であったところが、転写後
のトナー残像として残り、ここにトナーが残留しており
、トナ−像以外の地肌部にはほとんどトナーが付着して
いない。このような残留トナーをクリーニング装置９に
よって感光体１の表面から除去するのである。

磁気ブラシクリーニング装置９は１例えば反時計方向に
回転駆動されるクリーニングスリーブ１０を有している
他、感光体１の回転方向にみてスリーブ１ｏよりも上流
側に配置されたクリーニング前チャージャ１１を有し、
残留トナーがこのチャージャ１１を通るとき、その放電
作用によって残留トナーが所定の極性に帯電される。こ
れにより残留トナーの帯電極性が揃えられ、かつその帯
電量が所定レベルにされる。この例ではチャージャ１１
によって残留トナーが正極性に帯電され。

その帯電量は１０乃至２０μｃ／ｇ程度である。かかる
残留トナーの予備帯電は、そのクリーニング性を高める
ために行うものである。

クリーニングスリーブ１０は例えばアルミニウムの如き
非磁性の導電性材料よりなる。その際、スリーブは、必
ずしもその全体が導電性を有していなくともよく、少な
くともその表面部分が導電性であればよい。

クリーニングスリーブ１，０の内部には、−複数の磁石
１２が固定配置され、そのスリーブ１０を向いた側が、
第１図にＳ、Ｎを付して示した如くそれぞれ着磁されて
いる。

クリーニングスリーブ１０の表面には、一般にキャリア
と称せられている磁性粉とトナーの混合体よりなるクリ
ーニング剤１３が担持されており、キャリアは例えば略
１００μ前後の粒径の鉄粉。

又はその各粒子に樹脂をコートしたもの等が用いられ、
本例では樹脂コートされた鉄粉よりなるキャリアが用い
られるものとする。

クリーニング剤１３、より正確にはそのキャリアがクリ
ーニングスリーブ１０内の磁石１２の磁力によって該ス
リーブ１０の周面に担持され、スリーブ１０の回転に伴
って、クリーニング剤１３が磁気ブラシを形成しながら
第１図における反時計方向に搬送される。このように本
例ではクリーニングスリーブ１０が、クリーニング剤１
３を磁気的に担持し、クリーニング剤１３より成る磁気
ブラシを形成しながら剤１３を搬送するブラシ担持体の
一例を構成する。

クリーニングスリーブ１０の回転に伴ってクリーニング
剤１３のキャリアとトナーが摩擦帯電し、キャリアの樹
脂コート層が負極性に帯電する。

上述の状態で反時計方向に回転するクリーニングスリー
ブ１０に対し、これに対向する向きに感光体１が回転移
動し、このとき感光体１に担持され、かつ前述の如く正
極性に帯電された残留トナーが、主として、トナーと逆
極性に摩擦帯電されたキャリアに電気的に吸引され、感
光体１上の残留トナーが清掃される。その際、クリーニ
ング剤１３は感光体表面に接触しながら、該表面を摺接
する。

感光体４から除去された残留トナーは、クリーニング剤
のキャリアに付着して搬送され、クリーニングスリーブ
１０に対置された１−ナー回収ローラ１４に、静電的に
吸引され、クリーニング剤１３中のトナーが回収ローラ
１４に回収される。その際、クリーニング剤１３中の全
てのトナーが回収されるのではなく、所定量のトナーが
剤中に残され、これがキャリアと共にクリーニング剤を
構成する。このようにしてクリーニング剤１３中には常
にキャリアとトナーが含まれることになる。

トナー回収ローラ１４は、クリーニングスリーブ１０に
対して所定のギャップをあけながら反時計方向に回転廓
動され、該ギャップにクリーニング剤１３が存在する。

上記トナー回収ローラ１４は、クリーニングスリーブ１
０側のトナーを回収するトナー回収部材の一例をなすも
のであり、少なくともその表面部分が導電性を有してい
て、その導電性部分には。

クリーニングスリーブ１ｏ上のトナーの回収に必要な電
圧が、電源１５によって印加されている。

本例では負極性の電圧が印加され、これによりトナー回
収ローラ１４とクリーニングスリーブ１０上のキャリア
との間に電界が形成され、クリーニング剤１３中のトナ
ーがトナー回収ローラ１４ｆｆｌｌに電気力により吸引
される。

トナー回収ローラ１４に付着したトナーは、該ローラ１
４の周面に圧接したスクレーパ１６により掻き取られ、
下方に落下したトナーは１−ナー排出ローラ１７によっ
て機外に排出される。なお、１８はクリーニング装置９
のケーシング、１９はケーシング１８の一部によって形
成されたドクターであり、このドクター１９はクリーニ
ングスリーブ１０上のクリーニング剤１３に掻き取り作
用を与え、その厚さを規制する。

また、前述のクリーニング前チャージャ１１は。

クリーニング剤１３による残留トナーのクリーニングに
先立ち、トナー回収ローラ１４の印加電圧極性と反対極
性に、残留トナーの帯電極性を制御する働きをなすもの
であって、その目的は前述の如く、感光体上の残留トナ
ーをクリーニングしやすくするためであり、かかるチャ
ージャ１１が、クリーニング前チャージ手段の一構成例
をなしている。

上述したところまでの構成は、従来の磁気ブラシクリー
ニング装置と実質的に異るところはない。

その際、従来はクリーニングスリーブ１０に対して、前
述の電源１５とは別の電源によって、クリーニングすべ
き残留トナーの帯電極性と反対極性の電圧を印加し、こ
のスリーブ１０に担持されたキャリアと感光体１との間
に電界を形成し、その作用によって感光体１上の残留ト
ナーを積極的にキャリアに吸引していた。第２図はこの
ような従来の構成を模式的に示した説明図であり、図を
判りやすくするため、クリーニングスリーブ１０に担持
されたキャリアＣと、感光体１の表面を離して示しであ
る。　第２図から判るようにクリーニングスリーブ１０
には電源５０によって直に負極性の電圧が印加され、キ
ャリアＣもこれによる負極性の電荷を有している。感光
体１のトナー残像部に１、即ち転写前にトナー像が形成
されていた部分には、クリーニング前チャージャ１１（
第１図参照）によって正極性に帯電されたトナーＴ１が
残っている。逆に、感光体１の地肌部に２には実質的に
残留トナーは存在しない。地肌部に２もクリーニング前
チャージャによって正極性に帯電されている。キャリア
Ｃのまわりには、該キャリアＣとの摩擦帯電により正極
性に帯電したトナーＴ２が付着している。

この状態で、感光体１上の正極性の残留トナーＴ１は、
摩擦帯電と、スリーブ１０への印加電圧により負極性に
帯電しているキャリアＣに電気的に引かれて付着し、感
光体１が清掃されるのである。その際、スリーブ１０に
一定の電圧を印加すると、感光体１の地肌部に２とキャ
リアＣとの間の電界が強くなりすぎ、このため感光体１
からキャリアＣに移行し、又は元々キャリアＣに付着し
ていたトナー残像部に、負極性に帯電しやすいトナーが
あると、該トナーに負極性の電荷が注入され、その帯電
極性が負極性に逆転する。第２図ではこのようなトナー
をＴ３で示しであるが、かかるトナーＴ３は感光体１の
地肌部に２の正の電荷に引かれて地肌部に２に付着する
。これによりクリーニング性が低下し、しかも感光体１
に付着したトナーＴ３が感光体表面に固着してトナーフ
ィルミングを形成する恐れがある。

上記不具合を防止するため、クリーニングスリーブ１ｏ
に例えば低い一定の電圧を印加し、スリーブ１０上のキ
ャリアＣと感光体１との電界を弱めることが考えられる
。ところがこのようにしても、感光体表面の劣化や、ク
リーニング前チャージャの経時変化や、或いは環境変化
等によって、感光体の表面電位が変動するため、スリー
ブ１０に固定された値の電圧を印加すれば、その値の大
小にかかわらず、感光体の地肌部に２とキャリアＣとの
電界が強くなりすぎる不具合を完全に除去することはで
きない。

そこで本発明においては、クリーニングスリーブ１０に
直に電圧を印加する構成を廃止し、クリーニングスリー
ブ１０上にクリーニング剤１３が担持されていない状態
で、該クリーニングスリーブ１０がアースに対して、絶
縁された状態に保たれるように構成されている。即ち、
クリーニングスリーブ１０を電気的に浮いた状態にする
のである。

上述した構成により、実際にクリーニングスリ−ブ１０
上にクリーニング剤１３を担持し、前述の如く残留トナ
ーのクリーニング動作を行うとき、それ自体公知の如く
感光体１上の電位によって、これに対向するクリーニン
グスリーブ１０ないしはこれに担持されたキャリアに感
光体１上の電位と同極性の電位が誘起される。これは一
般にフロートバイアス効果と称せられている現象であっ
て、かかる現象については、その適用範囲が異なるもの
の、特公昭５８−３４８２８号公報、或いは特公昭５８
−５２５８３号公報等に詳しく説明されている。

クリーニングスリーブ１０には、電圧を印加されたトナ
ー回収ローラ１４から電圧を印加されるが、スリーブ１
０とトナー回収ローラ１４との間には抵抗体であるクリ
ーニング剤３１が介在しているため、上述のフロートバ
イアス効果によって、感光体ｌとこれに対向するクリー
ニングスリーブ１０上のキャリアの先端との電位差は、
従来のようにクリーニングスリーブ１０に直に電圧を印
加する場合に比べ非常に小さくなる。即ち、従来例の説
明に用いた第２図を参照して説明すると、感光体１の地
肌部に２とこれに対向するキャリアＣの先端との間の電
界が弱められ、ここを電流が流れにくくなるのである。

これにより、キャリアＣに付着したトナーが正極性から
負極性に逆転しにくくなり、第２図にＴ３で示した如き
トナーが無くなることになる。このようにして、トナー
が地肌部に２に付着する現象を阻止することができるの
である。またフロートバイアス効果は、感光体ｌの表面
電位の高低に応じた高さの電位がクリーニングスリーブ
側に誘起される現象であり、したがって感光体表面の電
位が前述の各種の理由によって変化しても、地肌部に２
とキャリアＣの先端との電界が常に弱められた状態に維
持される。

感光体１のトナー残像部Ｋｌ（第２図）上の残存トナー
粒子Ｔ１に対向する感光体表面は負電荷を有しているが
、このトナー残像部に１もクリーニング前チャージャ１
１によって正極性の帯電作用を受けているので、トナー
残像部に１も全体的に見れば正極性となり、フロートバ
イアス効果によって、この部分に対向するスリーブ１０
も正極性側にシフトし、感光体１に対向するスリーブ部
分全体と感光体１との電位差が従来よりも小さくなる。

このように電位差が小さくなっても、トナー残像部Ｋｌ
上のトナーＴＩ（第２図）は、トナーＴ２（同じく第２
図）との摩擦により帯電しているキャリアに強いクーロ
ン力によって吸着され、所定のクリーニングが行われる
。

第３図は、クリーニング装置９に入る前の感光体上の残
留トナーの量（ｍｇ／ｃＪ）を横軸にとり、縦軸にクリ
ーニング装置９を出た後に感光体上に残るトナーの量を
とったグラフであり、領域Ａは感光体１のトナー残像部
を、Ｂは地肌部をそれぞれ示している。０印は上述した
本発明に係る構成による実験結果を示し、Δ印はクリー
ニングスリーブ１０に直に電圧を印加する従来の構成に
よる実験結果を表わしたものである（従来の構成では、
トナーの正常な帯電極性が正であるとしたとき、クリー
ニングスリーブ１０に対して、電源５０により、−１０
０乃至−２００Ｖの電気を印加するものとする）。

第２図から判るように、従来のクリーニング装置におい
てもトナー残像部の残留トナーは効率よくクリーニング
されるが、クリーニング前にはほとんどトナーの付着し
ていない地肌部に、クリーニング装置を出た後において
トナーが付着している。これは第２図に示した極性の逆
転したトナーＴ３が感光体の地肌部に付着したことを示
すものである。

一方、本発明による構成では、クリーニング装置を出た
後の感光体表面には、トナー残像部であったところにも
、また地肌部であったところにもトナーが付着していな
い。これは、フロートバイアス効果によるクリーニング
性の向上を示しているものと考えられる。

以上説明した実施例では、ブラシ担持体をスリーブ１０
により構成し、トナー回収部材をローラ１４により構成
したが、これらをベルト等により構成してもよく、また
ブラシ担持体の内部の磁石を固定する代りにこれを回転
暉動し、或いは磁石とブラシ担持体を共に回転開動して
クリーニング剤を搬送するようにしてもよい。

本発明は感光体以外の、例えば誘電体を用いた潜像担持
体を使用する画像形成装置用の磁気ブラシクリーニング
装置にも適用できることは当然である。

処釆 本発明によれば、簡単な構成によって残留トナーのクリ
ーニング性を高め、潜像担持体表面へのトナーフィルミ
ング現象の発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気ブラシクリーニング装置を備
えた複写機の一例を示す概略構成図、第２図は従来の欠
点を明らかにした説明図であって、クリーニングスリー
ブ、感光体、キャリア及びトナーを模式的に表わした図
、第３図は本発明の効果と従来例の不具合を説明するグ
ラフの一例である。 ９・・・磁気ブラシクリーニング装置 １３・・・クリーニング剤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）潜像担持体上に形成されたトナー像を転写材に転
   写した後、該担持体上に残留するトナーを、少なくとも
   表面部分が導電性を有するブラシ担持体上に磁気的に担
   持されたクリーニング剤の磁気ブラシによってクリーニ
   ングし、クリーニングされたブラシ担持体上のトナーを
   、ブラシ担持体に対置され少なくとも表面部分が導電性
   を有するトナー回収部材で回収する画像形成装置の磁気
   ブラシクリーニング装置において、 前記ブラシ担持体は、その表面にクリーニング剤を担持
   しない状態にあるとき、アースに対して絶縁された状態
   に保たれ、かつブラシ担持体に対して直に電圧が印加さ
   れておらず、前記トナー回収部材の導電性部分には、ブ
   ラシ担持体上のクリーニング剤中のトナーの回収に必要
   な電圧が印加されることを特徴とする磁気ブラシクリー
   ニング装置。
2. （２）クリーニング剤による残留トナーのクリーニング
   に先立ち、トナー回収部材への印加電圧極性と反対極性
   に、残留トナーの帯電極性を制御するクリーニング前チ
   ャージ手段を設けた請求項１記載の磁気ブラシクリーニ
   ング装置。