JPH02216175A - 電子写真記録のクリーニング装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、複写機あるいはプリンタなどのハードコピー
装置に利用できる電子写真記録のクリーニング装置に関
するものである。

従来の技術 従来の電子写真記録のクリーニング装置としては、例え
ば特開昭５７−１８５４６８号公報に示されている。

第３図はこの従来のクリーニング装置の断面図を示すも
のであり、１は矢印（ａ）方向に回転し表面に感光層を
有した感光体で、２は感光体ｌに接触して矢印（ｂ）方
向に回転するファーブラシローラ、３はファーブラシロ
ーラ１１に接触して矢印（ｃ）方向に回転する回収ロー
ラ、４は一端が回収ローラ３に接触した弾性材からなる
ブレード１３である。５は除去したトナーを収容する容
器である。感光体１は電気的に接地され、ファーブラシ
ローラ２と回収ローラ３にはトナーと逆極性のバイアス
電圧がそれぞれ直流電源６および７により印加されてい
る。

ファーブラシローラ２は、導電性の芯体にカーボンを含
有したレーヨン等の導電性の繊維を植毛したもので、′
回収ローラ１２は金属製のローラである。また、特開昭
５９−１００４８０号公報には、回収ローラ３に、金属
ローラの芯材を絶縁層（例えばポリエステル）で被覆し
た構成も示されている。

以上のように構成された従来のクリーニング装置におい
ては、転写後の感光体１上に残ったトナーは、バイアス
電圧６が印加されたファーブラシローラ２により感光体
１から除去されてファーに静電気的に付着する。ファー
に付着したトナーは回収ローラ３との接触部でバイアス
電圧７が印加された回収ローラ３側に静電的に移行し、
ブレード４により掻き落されて容器５に回収される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら前記のような構成では、感光体１上に残留
するトナーを、感光体１からファーブラシローラ２さら
に回収ローラ３へと静電的に移動し、回収ローラ３上に
付着したトナーをブレード４で機械的に掻き取る方法で
あり、環境条件の変動や長期使用によるブレード４の摩
耗等によってクリーニング性が低下しトナー残りが発生
するという問題点を有していた。

この理由としては環境条件の変動に対して、導電性の回
収ローラ３にバイアス電圧７を印加する構成においては
、高温時にファーブラシローラ２との閏で抵抗値が低下
してバイアス電圧６が降下し、感光体ｌからトナーが除
去しきれずトナー残りが発生することがわかった。一方
絶縁材を被覆した回収ローラ３においては、低湿時に絶
縁材がブレード４等との間で摩擦帯電し、トナーに対す
る吸着力が低下したり、ファーとの閏で放電が発生し、
クリーニング性が低下することがわかった。

また、ブレード４の摩耗に対しては、回収ローラ３が金
属性の場合ブレード４の摩耗が著しく、回収ローラ３上
にトナー残りが発生することがわかった。一方回収ロー
ラ３の表面を被覆したものにおいては、ブレード４との
摩擦トルクが増加し、ブレード４が微撮動してトナーの
掻き取り不良が発生することがわかった。

本発明はかかる点に鑑み、回収ローラの表面を導電性の
樹脂でコーティングすることでファーブラシと回収ロー
ラの間の抵抗値を適正化（）環境条件の変動による影響
を小さくし、回収ローラに低摩擦係数の樹脂をコーティ
ングすることでブレードの摩耗を少なくすることによっ
て信頼性の高い電子写真記録用のクリーニング装置を提
供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、１方向に回転する感光体と同方向に回転し、
導電性の芯材に導電性のファーを植毛したファーブラシ
ローラと、ファーブラシローラと平行でファーに所定量
接触し同方向に回転する導電性の芯材に比抵抗が１０３
Ωｃｎ＋−１０″ＪΩＣＩＴ＋の範囲内である樹脂をコ
ーティングした回収ローラと、回収ローラの外周面に全
幅に渡って一端のエツジ部が押圧された弾性体のブレー
ドと、ファーブラシローラと回収ローラにそれぞれ直流
電圧を印加する電圧印加手段とを有したことを特徴とす
る電子写真記録のクリーニング装置である。

作用 本発明は前記した構成により、環境条件が変化してもク
リーニング性能に与える影響をなくすることができる。

すなわち、例えば８０％ＲＨの高温になっても、ファー
ブラシローラと回収ローラの間に流れる電流が増加する
ことなく、また例えば２０％ＲＨの低湿になっても回収
ローラが帯電することがなく、安定したクリーニング性
能を得ることができる。また回収ローラとブレードとの
摩擦によるブレードの摩耗が小さく信頼性の高い装置を
提供することができる。

実施例 以下に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるクリーニング装
置の断面図を示すものである。第１図において、ｌは表
面に例えばＳｅなどの光半導体層を有した電子写真感光
体で、■方向に回転駆動される。２は導電性の芯材２ａ
に導電性縁１！　２　ｂを外周に植毛したファーブラシ
ローラで、３は導電性の芯材３ａに例えば導電性のテフ
ロン（商品名）などのフッソ樹脂３ｂを外周にコーティ
ングした回収ローラで、ファーブラシローラ２に平行に
接触するよう設けられている。４は一端が回収ローラ３
の外周面に当接し他端がブレード支持具８に固定された
弾性体からなるブレード、９は除去したトナーを軸方向
に搬送して排出する螺旋状の排出ローラである。ファー
ブラシローラ２の両端には少し小径のスペーサリングが
同軸に緩挿されていて、スペーサリングが感光体ｌの外
周面に接触した状態でファーブラシローラ２と感光体１
の接触量を一定に保つ。

ファーブラシローラ２と回収ローラ３および排出ローラ
９は、図示しない駆動源によって感光体１と同方向に回
転されるとともに、ファーブラシローラ２と回収ローラ
３にはトナーの帯電極性と逆極性の直流のバイアス電圧
６．７がそれぞれ印加されている。ブレード４はウレタ
ンゴムなどの弾性体からなり、ブレード支持具８はブレ
ード４を回収ローラ３に均一に押圧するもので、押圧す
る方向と回収ローラの軸方向に直角方向にそれぞれ回動
自在の構成である。ファーブラシローラ２と回収ローラ
３とブレード４および排出ローラ９はクリーナ本体１０
にユニット化されている。ファーブラシローラ２が感光
体１に平行でファーが感光体１に接触するよう構成され
ている。

以上のように構成されたこの実施例のクリーニング装置
について、以下その動作を説明する。

画像の転写後に感光体１上に残留するトナーは、感光体
ｌとカウンタ方向で接触回転するファーブラシローラ２
によって感光体ｌから掻き取られ、トナーと逆極性の電
圧が印加されたファーブラシローラ２のファーに静電吸
着される。次にファーに付着したトナーは回収ローラ３
との接触部でファーから回収ローラ３に静電的に移動し
付着される。回収ローラ３に吸着したトナーは、ブレー
ド４のエツジ部で掻き取られて排出ローラ９によって軸
方向に搬送され回収箱（図示せず）に回収される。

次にこのクリーニング装置の実施例の具体的な条件につ
いて、感光体上に複数の色の像を重ねて形成し、記録紙
に１回で転写するカラー電子写真記録装置に用いた場合
について説明する。

第２図は本発明のクリーニング装置を用いたカラー電子
写真記録装置の全体の断面図を示す。

第２図において、ｌは矢印（ａ）方向に回転し表面に感
光層を有した感光体で、１１は感光体ｌを一様に帯電す
る帯電器、１２はＬ　Ｅ　Ｄアレイ光源等により所望の
画像に対応して感光体１上を露光する露光手段、１３〜
１５はイエロー・マゼンタ・シアン（以下Ｙ−Ｍ−Ｃと
記す）のそれぞれのトナーを収容した現像器、１６は記
録紙、１７は記録紙１６を収容し順次供給する給紙部、
１８はトナー像を記録紙１６に静電転写するための転写
帯電器、１９は感光体１上の残留電荷を除電するための
除電器、２０は記録紙に転写されたトナー像を加熱して
定着する定着部である。２１は転写後の感光体１に残っ
たトナーを取り除くための第１図に示したクリーニング
装置である。

次に、この構成のカラー電子写真記録装置の動作を第１
図と第２図をもとに説明する。

感光体１の最初の回転で帯電器１１で感光体１を一様に
帯電し、露光部１２でＹの画像に対応した信号で露光し
て静電潜像を形成する。次に、感光体１の表面電位とほ
ぼ同じの現像バイアス電圧の印加されたＹのトナーを収
容したＹ現像器１３でネガ・ポジ反転現像（露光により
電位の減衰した部分にトナーを付着する）し、感光体１
上にＹのトナー像を形成する。この時Ｍ現像器１４とＣ
現像器１５ば、感光体１から退避してＹのトナー像に影
響を与えないようにしている。また、転写帯電器１８や
除電器１９もそれぞれ機能を停止している。クリーニン
グ装置２１は押圧カム２２が解除され感光体１から逃避
し、ファーブラシローラ２が感光体１から離れている。

従って、Ｙのトナー像は乱される事なく感光体１は１回
転する。

感光体ｌの２回転目に７画像に重畳してＭの像がＹの画
像形成と同様にして形成される。更に３回転目にＣの像
が同様にして形成され、感光体ｌ上にＹＭＣａ色のトナ
ー像が重畳したカラー画像が形成される。Ｃの現像後、
このカラー画像の先端に同期して給紙部１７から記録紙
１６が搬送され、転写位置に配した転写帯電器１８でカ
ラー画像が記録紙１６に転写される。画像が転写された
記録紙１６は感光体１から剥離されて定着部２０で定着
後排出される。

一方転写後の感光体１は交流電圧が印加された除電器１
９で除電され、クリーニング装置２１は押圧カム２２に
よりスペーサリングが感光体ｌに接触するまで押圧され
、ファーブラシローラ３が感光体１に接触する。

感光体ｌ上に残ったトナーは、ファーブラシローラ２の
回転で感光体１から摺擦除去され、トナーと逆極性の電
圧が印加されたファーブラシローラ２のファーに静電気
的に付着する。ファーに付着したトナーは回収ローラ３
との接触部で回収ローラ３ｍに静電力で移行し、ブレー
ド４の接触部で掻き落されて排出ローラ９により回収部
（図示せず）に回収される。

感光体１の約１周分のクリーニング動作が完了するとク
リーニング装置２１は押圧カム２２が解除され、感光体
１から離れて次の記録に備える。

次に、このカラー電子写真記録装置において実験に用い
た主な構成条件について説明する。

感光体ｌは長波長領域に感度を有する正極性に帯電特性
を持つＳｅ系感光体で、露光部１２は微少なＬＥＤ光源
が配列されたＬＥＤアレイ光源とセルフォックレンズア
レイ（商品名）で、現像器はＹ−Ｍ−Ｃそれぞれの非磁
性トナー（電荷量が３μＣｏｇで平均粒径が１０μｍ）
を感光体ｌの露光部分に飛翔して現像する非接触現像器
を用いた。またファーブラシローラ２はアルミニウムな
どの金属ローラにアクリル繊維にカーボンを分散した比
抵抗が１０５ΩｃｌＷから１０１８Ωｃｍの導電性のフ
ァー（長さ：４ｍｍ、１０デニール、密度：　３６００
０本／ｃｏ＋２）を植毛し、回収ローラ３はアルミニウ
ムなどの金属ローラに比抵抗す月０３Ωｃｍから１０９
Ωｃｒｎで静摩擦係数０．０３の導電性のデフロン（商
品名）を２５μｍの厚さにコーティングし、その表面粗
さがＲｍａｘ２μｍのものを用いた。またブレードはウ
レタンゴム（硬度４０〜６０）で回収ローラに線圧力５
０ｇ／ｃｍで押圧した。

ファーブラシローラ２と感光体ｌとの接触部における食
い込み深さは０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲で一定になるよ
うスペーサリングの外径を設定した。

またファーブラシローラ２と回収ローラ３の接触部にお
ける食い込み深さは、感光体１との食い込み深さに対し
てｌ−１，５倍に設定した。

ファーブラシローラ２と回収ローラ３の回転速度は、感
光体１の速度に対し１〜２倍の範囲内とした。

ファーブラシローラ１１と回収ローラ１２に印加する電
圧は、正極性トナーに対し 感光体〉ファーブラシローラ〉回収ローラの方向で電位
勾配をもつよう、ファーブラシローラ２には一３５０Ｖ
、回収ローラ３には一７００Ｖの電圧を印加した。

この構成で環境条件を温度５℃〜４０℃・相対湿度３０
％〜８０％に変化させてカラー画像を記録した結果、感
光体上へのトナー残りもなく良好なりリーニング性を得
ることができた。

またファーブラシローラ２と回収ローラ３に印加する電
圧は、高温時において電位勾配を大きくなるよう可変す
るとさらに望ましい結果が得られた。ファーブラシロー
ラ２と回収ローラ３に印加する電圧の範囲は、ファーブ
ラシローラ２は−１００〜−６００■で、回収ローラ３
はファーブラシローラ２に印加する電圧より電圧差で−
１００〜−６００■であ以上のようにこの実施例によれ
ば、アルミニウムなどの金属材に、比抵抗が１０３Ωｃ
ｒＭから１０９Ωｃｍで静ＲＷｉ係数０．０３の導電性
のＰＴＦＥを２５μｍの厚さにコーティングし、その表
面粗さがＲｍａｘ２μ閑の回収ローラを設けることによ
り、感光体のクリーニング性に対する環境依存性を著し
く向上するとともに、ブレードとの摩擦力を軽減し、ブ
レードの摩耗を著しく減少することができる。

なお、この実施例において回収ローラの表面粗さをＲｎ
Ｉａｘ２μｍとしたが、この粗さはトナーの平均粒径り
に対しＲｍａｘｏ、　Ｉ　Ｄ　＝　０．５　Ｄであれば
クリーニング性とブレードの摩耗に対し良好な結果が得
られた。またクリーニング前の除電器に交流電圧を印加
したが、転写帯電器による像の転写時にトナーの帯電性
が変化することがあり、除電器にトナーの帯電極性と同
極性の直流電圧を重畳して印加することでクリーニング
性をより向上することができることは言うまでもない。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、転写後に残留する
感光体上のトナーを静電力を用いてクリーニングするＭ
責において、環境特に湿度の変化に対するクリーニング
特性の低下を改善し、信頼性を向上することができる。

また、回収ローラとブレードとの摩擦トルクを減少し、
駆動源の小型化を図ることができるとともに、ブレード
の摩耗を減少することができ、装置の低価格化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるクリーニング装
置の断面図、第２図は本発明のクリーニング装置を用い
たカラー電子写真記録装置の全体構成の断面図、第３図
は従来のクリーニング装置の断面図である。 １・・・感光体、２・・・ファーブラシローラ、３・・
・回収コーラ、３ａ−・・回収ローラ芯材、３　ｂ・・
・コーティング層、４・・・ブレード、６．７・・・バ
イアス電源、１１・・・帯電器、１２・・・露光部、１
３〜１５・・・現像器、１６・・・記録紙、１８・・・
転写帯電器、１９・・・除電器、２０・・・定着器、２
１・・・クリーニング装置、２２・・・押圧カム。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝はか１名！ 　−一 −ｍ− ６，７−ｍ− ９・− き光体 ファーブラシローラ 回収ローラ づし−ド ＋＜　７Ｉアス電溝 掛出ローラ 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転する感光体上に静電像を形成し記録紙に転写
   して記録画像を得る像形成手段と、前記感光体とカウン
   タ方向に回転し、導電体の芯材に導電性のファーを植毛
   したファーブラシローラと、そのファーブラシローラと
   平行で前記ファーに所定量接触しカウンタ方向に回転す
   る導電体の芯材に樹脂をコーティングした回収ローラと
   、その回収ローラの外周面に全幅に渡って一端のエッジ
   部が押圧された弾性体のブレードと、前記ファーブラシ
   ローラと前記回収ローラにそれぞれ直流電圧を印加する
   電圧印加手段とを有したことを特徴とする電子写真記録
   のクリーニング装置。
2. （２）回収ローラが導電性のローラ表面に樹脂をコーテ
   ィングしその比抵抗が１０＾３Ωｃｍ〜１０＾９Ωｃｍ
   の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の電子写
   真記録のクリーニング装置。
3. （３）回収ローラが導電性のローラ表面にフッソ樹脂を
   コーティングしたことを特徴とする請求項１記載の電子
   写真記録のクリーニング装置。
4. （４）回収ローラが導電性ローラの表面にフッソ化合物
   をコーティングし、その比抵抗が１０＾３Ωｃｍ〜１０
   ＾９Ωｃｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記
   載の電子写真記録のクリーニング装置。
5. （５）回収ローラのコーティング層の表面粗さがＲｍａ
   ｘでトナーの平均粒径の１／２〜１／１０の範囲である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子
   写真記録用のクリーニング装置。