JPH0291675A - 画像形成装置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】 （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、静電記録プ
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） 像担持体表面に形成した可転写トナー像を、紙を主とす
る転写材に転写する工程をくり返す画像形成装置におい
ては、転写のさい、転写材に転移せず像担持体に残る残
留トナーをその都度充分に除去することが必須である。

このためのクリーニング手段としては、従来から幾多の
提案がなされているが、ウレタンゴムなどの弾性材料か
らなるクリーニングプレートによって前記残留トナーを
かき落すようなものが、その構成が簡単でコンパクトで
低コストであり、しかもトナー除去機能もすぐれている
のでひろく実用されている。

しかしながら、この種の装置において、像担持体表面に
付着して画質に影響を及ぼすのはトナーばかりではなく
、転写材として殆どの場合利用されている紙から発生す
る微細な紙粉、これから析出する有機質成分、装置内高
圧部材の存在に起因して発生するコロナ生成物などで像
担持体表面に付着した異物等が、とくに高湿環境下にお
いて低抵抗化して、鮮明な静電潜像の形成を妨げ、これ
が画質の劣化を招来するひとつの要因と考えられている
。

上記のような画像の劣化現象は、シラン類のグロー放電
分解によって成膜構成するアモルファスシリコン感光体
の場合に発生しやすいことが知られている。

このような欠点を回避するために、とくに１成分系磁性
トナーを使用する場合において、クリーニング装置内に
おいて、像担持体の走行方向にみてクリーニングプレー
トの上流側にマグネットローラを配設して、クリーニン
グ装置に回収したトナーの一部で磁気ブラシを形成し、
これを像担持体表面に接触させて磁性トナーを再供給し
、ブレード部位における、トナー粒による研磨作用によ
って、前述のような各種異物を摺擦除去するように構成
したものが提案されている。

このような手段は、ウェッブ、ゴムローラなどにより、
別途用意した研磨材で、像担持体表面を摺擦するような
仕方に比べると、研磨作用が像担持体表面で局部的に偏
ることが少なく、感光層内で露光時に電荷が移動する所
謂カールソン感光体にも使用できるので、上記の方法に
、たとえば。

感光体を加熱して周辺の湿度を低下させる、発生するオ
ゾンや窒化物などを強制的に排出する。などの付帯手段
を併用することによって、前述のような原因による画像
劣化を阻止するのに一定の効果をあげてきている。

ところで、近来、１つの画像形成装置に複数色のカラー
トナーを収納し、これらを選択的に使用して多色画像、
カラー画像を得るような画像形成装置が賞用されるよう
になってきている。

このような装置においては、いっばんに、カラートナー
は有色の染料、顔料と透明樹脂からなっていて、トナー
としては非磁性トナーであるのが普通であり、反面、こ
の種の画像形成装置にあっても１通常黒色画像用として
好適なｌ成分系の磁性トナーの使用を避けることは実際
問題として困難であるので、前述のようなマグネットロ
ーラを利用するクリーニング手段を用いると、上記のよ
うな非磁性トナーを捕集することが困難となり、このト
ナーが装置内に飛散して各部を汚染したり、マグネット
ローラと像担持体との間にこのトナーが詰ってクリーニ
ング不良を発生したりする不都合があった。

また、従来から非磁性トナーのクリーニングに利用され
ていた磁気ブラシクリーニング方法は、磁気ブラシとし
て利用されるキャリヤの劣化による機能の低下が問題で
あり、さらに、磁性トナーと非磁性トナーの双方をクリ
ーニングする場合、このようなキャリヤを用いた磁気ブ
ラシクリーニング方法を適用すると、磁性トナーをキャ
リヤから分離させることが困難であるという問題があっ
た。

これを要するに、従来利用されている磁気ブラシクリー
ニング手段によって、磁性トナー、非磁性トナーの双方
を好適にクリーニングすることは困難であったのである
。

さらにまた、近来、像担持体表面感光層として、その機
械的強度が大で耐久性に富むために、高速機などにアモ
ルファスシリコン感光体が賞月されるようになってきて
いるが、このようなものでは、非磁性トナーのクリーニ
ングに利用されていたクリーニングプレートのみによる
手段では表面に前出のような各種異物の堆積、これに基
ずくクリーニング、不良、ブレードめくれ、画像流れな
どを防止することはできず、また、磁性トナーでブラシ
を形成するクリーニング方式で、マグネットローラの回
転を、像担持体の回転方向に対してカウンタ方向に設定
したものが提案されているが、このような方式でクリー
ニング作用を安定的に実行するために、充分なトナーで
像担持体表面をコーティングできるようにすると、トナ
ー消費量の多い原稿を多量にコピーするとトナーがクリ
ーニング装置内に溢れたり、非磁性トナーを回収する場
合にもトナーの飛散がひどく装置内各部を著〈汚染する
などの問題があった。

本発明は以上のような事態に対処すべくなされたもので
あって、磁性トナーによるブラシを用いるクリーニング
装置において、非磁性トナーのクリーニングのさいにも
トナーの飛散や詰りか生ずることなく、アモルファスシ
リコン感光体を使用する装置においてもクリーニング不
良やブレードめくれなどを発生することなく常時安定し
たクリーニングを実行できるようなりリーニング装置を
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、走行する像担持体に圧接するク
リーニングプレートと、その上流側に配設したマグネッ
トローラとをそなえ、該マグネットローラ表面に磁気ブ
ラシを形成して、この磁気ブラシで像担持体表面を摺擦
する画像形成装置のクリーニング装置において、前記マ
グネットローラを、像担持体に対して順方向にかつこれ
よりも低速で走行させることを特徴とするものである。

このように構成することによって、トナーのボタ落ち、
トナー詰りかなく長期にわたって安定したクリーニング
作用を奏することのできる装置を得られる。

（実施例の説明） 第１図は本発明を適用するに適したクリーニング装置の
側断面図を示すもので、紙面に垂直方向に軸線を有・し
、矢印Ａ方向に回転する感光体ｌに平行にのびるクリー
ニング装置２が近接配置しである。

該クリーニング装置内にはクリーニングプレート３が配
設してあり、そのひとつの端縁の一方のエツジが感光体
１表面に圧接して不図示の転写部位において転写に寄与
せず感光体に残る残留トナーを除去するものとする。

感光体１の走行方向にみてクリーニングプレート３の上
流側には、感光体１と距離１ｍｍをへだててマグネット
ローラ４が配設してあり、該ローラ４には、図示のよう
に距離ｄａｍをへだてて規制部材６が近接配設しである
。

クリーニング装置２のブレード３に到達したトナーは、
これによってかき落されてマグネットローラ４に落下し
、その回動にともなって搬送されて規制部材６の位置に
至り、一部はローラ４に吸着されて磁気ブラシを形成し
てふたたび感光体ｌに近接する位置に達し、その表面を
摺擦するとともに、該ローラ４と感光体１の回転にとも
なってクリーニングプレートの位置まで達してクリーニ
ングプレートへ潤滑剤として供給されることになる。

なお、感光体ｌの周辺には、−成帯電器、画像信号書込
手段、現像器、転写手段その他画像形成に必要な部材が
配設しであることは云う迄もないが、それらは本発明に
は直接関係がないので省略しである。

上記のようなりリーニング装置を用いた実験の結果につ
いて説明する。

感光体としてはアモルファスシリコンを用い、その周速
を３００層ｖｉ／ｓｅｃとした。マグネットローラには
、磁束密度８００ガウス、極数８極のものを用い、感光
体表面と順方向に走行させた。

このような条件で、前記間隙ｄ、１および感光体とマグ
ネットローラの周速差の関係を検討した。

はじめに、第２図、第３図によって前述のような構成の
クリーニング装置における、トナーの落下、トナー詰り
の発生の態様について説明する。

第２図は、マグネットローラに形成された磁気ブラシの
トナーが順当に搬送されずに、落下する場合を、第３図
はトナー詰りを発生する場合を示すものである。

感光体１表面およびマグネットローラ４表面のトナーの
移動の態様を略示すると、ローラ４のトナーは該ローラ
の回転に従って移動し、感光体ｌのトナーはこれととも
に移動して、感光体１とローラ４とが近接する部位にお
いては、トナーは両者の速度の中間の速度になるものと
考えられる。

前述のようなトナーの落下は、感光体ｌとマグネットロ
ーラ４の間に送り込まれるトナーが通過してブレード３
に至るトナーよりも多い場合に生じ、前述の間隙ｄが同
文よりも大きくても１間隙文の部分を通過するトナー量
が、送り込まれるトナーよりも多ければ落下は生じない
ことになる。

第４Ａ図ないし第４Ｃ図に前記間隙ｄ、ｌとマグネット
ローラの周速によるトナーの落下の関係を示し、第４Ａ
図は、マグネットローラの周速が感光体のそれと同じ場
合、第４Ｂ図はマグネットローラの周速が感光体のそれ
の１／２の場合、第４Ｃ図はマグネットローラの周速が
感光体のそれのｌ／８の場合における、間隙ｄ、ＪＬを
変化させたときのトナーの落下の状態を示し、各図にお
ける斜線で示した部分がトナーが落下せず、マグネット
ローラに保持されて感光体を摺擦できる範囲を示すもの
である。

これらグラフによれば、第４Ａ図の場合は使用できる領
域はなく、マグネットローラの周速が小さくなるに従っ
て使用可能領域が拡大していることが判る。

つぎに、前述のトナー詰りについて説明する。

トナー詰りは、第３図における符号ｈ　（ａｍ）で示す
距離が充分に大きければその発生を阻止できることは容
易に理解できるところであろう。

しかしながら、現実には画像形成装置自体の小型化傾向
、画像形成装置は大きくてもクリーニング装置は可及的
に小型コンパクトであることが望ましいなどのために、
前記距ａｈをあまり大きくすることは不可能であるので
、トナー詰りか発生する。

トナー詰りは、当然ながら、クリーニングプレートによ
ってかき落されるトナー量が、マグネットローラによっ
て搬送されるトナー量よりも多い場合に発生する。

マグネットローラによって搬送されるトナーは該ローラ
の周速に比例し、一定置上の周速を必要とする。第５図
にマグネットローラの周速と、ｈ−ｄとの関係を示す。

トナー詰り現象は感光体の回転にともなって搬送されて
くるトナー量に大きく依存するわけであるが、実験はベ
タ黒コピー時に残留トナーとしてクリーニング装置に搬
送されてくるトナー量を基準とした。

第５図のグラフの斜線部分がトナー詰りを生じない領域
で、マグネットローラの周速が速いほど、またクリーニ
ングプレートがマグネットローラから離れているほどト
ナー詰りが発生しにくいことが判る。

以上の結果から、トナー落ちなし、トナー詰りなしの条
件を、実験的に数式化した。

トナー落ちについていうと、 前述の間隙ｄ、ｌについては、 マグネットローラ表面の磁気ブラシは感光体に充分接触
する必要があり、かつ感光体には磁気ブラシが接触する
のであるから、見〉０は当然で。

これらから　ｄ＞又〉０　であることが必要である。

マグネットローラの回転方向は順方向としく感光体の周
速ｖＰ＞Ｏ、マグネットローラの周速Ｖ　　＞Ｏ）、そ
の周速（ｍｓ／５ｅａ）のみを規定する。

実験の結果から ｄ　＜　（ＶＰ／　Ｖ、７　）　（１−０，１５）なる
条件でトナー落ちのない領域を規定することができる。

第５図に示した結果についても、前述の距離りと、間隙
ｄとでは、ｈａｄとなるように設定するものとし、さら
に、に＝３　（ｈ−ｄ）−２＞０という条件にもとで。

Ｖ、、？＞Ｖ、／３に という条件でトナー詰りのない領域を決定できる。

つぎに非磁性トナーのクリーニングについてみると、転
写部位通過後も感光体に残留するトナーは、一定置上の
トリボを有して感光体に付着しているので、マグネット
ローラに形成されている磁気ブラシが感光体接触して、
その表面を摺擦している位置に到来しても、大部分はそ
のままクリーニングプレートの位置まで達し、これによ
ってかき落されてマグネットローラ表面に形成されてい
る磁気ブラシ上に落ち、外部に逸出することはない。

磁気ブラシ上に落ちた非磁性トナーは、そのまま磁気ブ
ラシ表面にのって搬送され、その大部分は規制部材６に
よってかき落され、搬送スクリュー５によって排出され
る。

また、非磁性トナーの、クリーニン装置内における飛散
という点からみると、マグネットローラの周速は遅いほ
うが好適であり、感光体の周速の１／３以下とするのが
よいことが判った。

以上のような条件で、３２．５℃、８５％ＲＨの環境下
で、磁性トナーによるコピーｌＯ万枚、非磁性トナーに
よるコピー３０００枚の通紙を実行したが、画像流れや
トナー飛散を発生することなく最後まで良質の画像を得
ることができた。

以上説明した装置における。マグネットローラの周速、
該ローラと、トナー層厚を規制する規制部材との間隙ｄ
は１時間的な平均値として規定されればよいもので、ご
く短時間マグネットローラが感光体よりも高速回転した
り、停止したりしても、また、前記間隙ｄを時間的に変
化させても、同様の作用を奏し得ることが判明している
。

第６図、第７図はこのような場合を例示する減速手段を
示すものであって、図中符号６１は駆動源たるギヤで、
これに固定したピン６３にワンウェイクラッチ６２の一
端が揺動自在に取着してあり、その他端にマグネットロ
ーラの駆動軸６４が配設しである。

このようなワンウェイクラッチを利用して高速ギヤを駆
動源として急激に回転数を落す手段は、小スペースです
み、コスト的にもきわめて有利であるが、その被動部側
の回転は間欠的となるから、マグネットローラの回転の
時間的変化は、第７図に略示するような形状となる。

即ち、ごく短時間、マグネットローラの周速がゼロとな
っても、換言すると、前述の実施例の場合に規定した周
速から外れた状態となっても、トナーの落下、トナー詰
りなどを発生することはなく１円滑なりリーニングを遂
行することができるものであり、このことは、上記とは
反対に短時間マグネットローラの周速が感光体のそれよ
りも大きい状態が発生する場合も同様である。

さらに、マグネットローラと規制部材との間隙ｄについ
ても云えるところであり、間隙ｄが瞬間的に前述の実施
例に規定する範囲から外れても差支えない。

（３）発明の詳細 な説明したように、本発明によるときは、回転円筒状の
像担持体をそなえた画像形成装置の、クリーニングプレ
ートとマグネットローラとを有するクリーニング装置に
おいて、該ローラを像担持体と順方向に走行させるとと
もに、その速度を像担持体のそれよりも遅くすることに
よって、クリーニング装置からのトナーの落下、該装置
内へトナーがあふれることを阻止し、磁性トナーと非磁
性トナーとを使用する場合における非磁性トナーの飛散
を防止することができ、良質の画像を得るに資するとこ
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クリーニング装置の
側面図、 第２図、第３図は、トナーの落下、トナーあふれの発生
の態様を示す説明図、 第４八図ないし第４Ｃ図は、像担持体とマグネットロー
ラの周速の変化によるトナー落下なし領域の形成を示す
グラフ、 第５図は像担持体とマグネットローラの周速の変化によ
るトナーアフレなし領域の形成を示すグラフ、 第６図は本発明を適用できる減速機構の一例を示す側面
図、 第７図は同上マグネットローラの回転状態を示すグラフ
である。 ｌ・・・感光体、２１１φψクリーニング装置、３φ・
・クリーニングプレート、４・・拳マクネットローラ、
６・−串規制部材。 第　１　区 第２０ 第３図 第 因 ｖＰ６夫務μ巧ム附ｉ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）走行する像担持体に圧接するクリーニングプレー
   トと、その上流側に配設したマグネットローラとをそな
   え、該マグネットローラ表面に磁気ブラシを形成して、
   この磁気ブラシで像担持体表面を摺擦する画像形成装置
   のクリーニング装置において、 前記マグネットローラを、像担持体に対して順方向にか
   つこれよりも低速で走行させることを特徴とするクリー
   ニング装置。
2. （２）像担持体がアモルファスシリコンである特許請求
   の範囲第１項記載のクリーニング装置。
3. （３）マグネットローラ表面の平均周速をＶ＿Ｍｍｍ／
   ｓｅｃ、像担持体表面の平均周速をＶ＿Ｐｍｍ／ｓｅｃ
   、マグネットローラ表面の規制されたトナー層厚をｄｍ
   ｍ、マグネットローラと像担持体間の間隙をｌｍｍとす
   るとき、 ｄ≦［Ｖ＿Ｐ／Ｖ＿Ｍ］（ｌ−０．１５） ここで、ｄ、ｌ、Ｖ＿Ｐ、Ｖ＿Ｍ＞０でかつ、ｄ＞ｌ の関係を満足する特許請求の範囲第１項記載のクリーニ
   ング装置。
4. （４）クリーニングプレートの像担持体への圧接位置か
   らマグネットローラまでの距離をｈｍｍとするとき、 Ｖ＿Ｍ＞Ｖ＿Ｐ／３｛３（ｈ−ｄ）−２｝ ここで、ｈ＞ｄ、｛３（ｈ−ｄ）−２｝＞０の関係を満
   足する特許請求の範囲第１項記載のクリーニング装置。