JPH04213486A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を採用し
た複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置
にかかり、詳しくは、このような画像形成装置に採用さ
れる磁気ブラシクリーニング装置におけるクリーニング
剤の劣化防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に二成分系の剤は現像、クリーニン
グによらず、あまり低トナー濃度で撹拌を続けた場合、
クリーニング剤のコート材が剥がれたり、トナースペン
トが進行したり等で剤の劣化を生ずる。ところで、現像
剤は通常画像品質を維持するためにトナー濃度センサー
を用いてトナー濃度をコントロールしているため、以上
のような問題は発生しにくいが、クリーニング剤につい
てはこのようなコントロールを行っていない場合が通常
であり、状のような問題が発生する恐れがある。これは
コスト低減、ユニットの小型化等の理由にも依るが、ク
リーニングは現像ほどトナー濃度のコントロール精度を
必要としないことが主たる理由である。しかし、使用さ
れる原稿（サイズ、黒部の面積率）により、転写率が一
定としてもクリーニングへの入力トナー量（転写紙上に
転写されるず像担持体上に残留して、クリーニング装置
で像担持体上から回収されるトナー量）が大幅に変動す
る。従って、トナー濃度の精度があまり必要とされない
といっても、場合によってはトナー濃度が大幅に低下し
、その状態で長く使用されることによって剤劣化を生じ
る事が時として発生し、クリーニング不良、トナー飛散
につながっていた。

【０００３】そこで、クリーニング装置内のトナー濃度
を検出し、この検出結果に応じてクリーニング磁気ブラ
シからトナーを電気的に回収するトナー回収部材の回収
能力を制御し、これにより、クリーニング磁気はブラシ
中のトナー濃度を一定にたもって剤の寿命を長期化する
ことが提案されている（例えば、特開昭６０−２５７４
７７号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成によれば、トナー濃度センサーを設ける必要がある
ので、装置の大型化やコストアップにつながってしまう
という問題点があった。本発明は従来技術の有するこの
ような問題点に鑑みなされたものであり、その第１の目
的は、トナー濃度センサーを用いること無く、クリーニ
ング剤のトナー濃度を検知することができるクリーニン
グ装置を提供とすることであり、その第２の目的は、ク
リーニング剤のトナー濃度を一定の範囲内にコントロー
ルすることにより、剤劣化を防止することができるクリ
ーニング装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１に係る発明は、現像装置内のトナー
濃度制御を行う画像形成装置の磁気ブラシクリーニング
装置において、現像装置における所定期間内のトナー補
給量を計算するトナー補給量計算手段と、該磁気ブラシ
クリーニング装置内の該所定期間内の必要トナー量を計
算する必要トナー量計算手段と、該トナー補給量計算手
段の計算結果と該必要トナー量計算手段の計算結果とに
基づいて、該磁気ブラシクリーニング装置内のトナーの
過不足を判別する判別手段とを設けたことを特徴とする
ものである。上記第２の目的を達成するために、請求項
２に係る発明は、請求項１記載の磁気ブラシクリーニン
グ装置を備えた画像形成装置において、上記判別手段の
判別結果に応じて、磁気ブラシクリーニング装置内にト
ナーを補給するトナー補給手段を備えたことを特徴とす
るものである。このトナー補給手段は、像担持体上にト
ナーが付着しえる静電潜像を形成する静電潜像形成手段
と、該静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段によ
る現像像を磁気ブラシクリーニング装置でクリーニング
させる制御手段とから構成することができる。又、この
トナー補給手段は、上記トナー補給量計算手段の計算結
果と上記必要トナー量計算手段の計算結果とに基づいて
、磁気ブラシクリーニング装置へのトナー補給量を定め
るようにしてもよい。

【０００６】

【作用】この現像装置から像担持体上に付着していった
トナーの内の転写剤に転写されずに像担持体上に残留し
たトナーは、磁気ブラシクリーニング装置でクリーニン
グされてこのクリーニング装置内に入力される。一方、
像担持体上の残留トナーを磁気ブラシ内にスキャベンジ
ング力等で取り込んで回収するために、この磁気ブラシ
から過剰なトナーを除去している。そして、このクリー
ニング装置内においては、クリーニング剤のコーティン
グ剤の剥がれ等を防止するために所定量のトナーが存在
することが必要である。従って、クリーニング装置内に
は必要量のトナーが入力されながら、所定のトナー濃度
範囲内にコントロールされる必要がある。ところで、現
像装置内のトナー濃度制御を行う画像形成装置において
は、現像装置にかける所定期間内のトナー補給量と、こ
の所定期間内に現像装置から像担持体上に付着していっ
たトナー量とが一致する。そして、現像装置から像担持
体上に付着していったトナーの内の一定比率のものが、
転写材に転写されずに残留トナーとしてクリーニング装
置に入力される。よって、現像装置における所定期間内
のトナー補給量が判れば、この所定期間内にクリーニン
グ装置へ入力されたトナーの量を知ることができ、この
トナー入力量が上記のクリーニング装置におけるトナー
の必要入力量との大小を比較することにより、クリーニ
ング装置内のトナー濃度が低めに成っているのか否かを
判別することができる。そして、クリーニング装置内の
トナー濃度が低めになっていいる場合は、クリーニング
装置内へのトナー補給手段でトナーを補給すれば、クリ
ーニング装置内のトナー濃度が過剰に低下することを防
止することができる。

【０００７】

【実施例】本発明を画像形成装置である電子写真複写機
の磁気ブラシクリーニング装置に適用した一実施例につ
いて説明する。図１において、コンタクトガラス１上の
原稿をフラッシュ露光する照明装置２で照射し、その反
射光はミラー３、レンズ４、ミラー５を介し、一様帯電
用のの帯電チャージャ６により帯電された像担持体であ
る感光体ベルト７に照射され、感光体ベルト７表面に静
電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置８のトナ
ーによりトナー像化される。ここで、現像装置８は、２
成分現像剤を用いた現像装置であり、トナー濃度の検出
結果に応じ、トナータンク内の補給用トナーを補給ロー
ラ３０を回転駆動することにより、現像器内に補給する
。感光体ベルト７上のトナー像は、給紙部から搬送され
てきた転写紙に、転写帯電器９により転写される。トナ
ー像が転写された転写紙は、分離チャージャ３１により
感光体ベルト７から分離され、定着装置１０を通ってコ
ピー紙として機外に排出される。一方、転写後の感光体
ベルト７表面は、クリーニング前チャージャ１３によっ
て残留トナーがクリーニングされやすいように帯電され
た後、クリーニング装置１１によって残留トナーが除去
され、除電チャージャ１２で残留電荷が除電されて、帯
電チャージャ６による次の一様帯電に備えられる。

【０００８】次に、クリーニング装置１１の概略構成に
ついて図２を用いて詳述する。本実施例におけるクリー
ニング装置１１は、磁気ブラシ担持体であるクリーニン
グローラ２０、クリーニングローラ２０上にクリーニン
グ剤からなる磁気ブラシを形成するための複数の磁石が
取り付けられた磁石ローラ２１、磁気ブラシに接触して
磁気ブラシからトナーを電気的に吸引除去する回収ロー
ラ２２、回収ローラ２２表面に先端を当接し回収ローラ
２２表面上のトナーを機械的に掻き落す回収ブレード２
３、回収ブレード２３で掻き落されたトナーをクリーニ
ング装置ケーシング外のトナー回収容器に搬送する排出
スクリュー２４を備えている。上記クリーニングローラ
２０は矢印反時計方向に図示しない駆動手段で回転駆動
され、クリーニング前チャージャ１３を通過した後のト
ナーを感光体ベルト７表面から吸引するような電界を形
成する電位が印加されている。又、上記回収ローラ２２
は図示しない駆動手段で矢印時計方向に回転駆動され、
トナーがクリーニングローラ２０上の磁気ブラシからそ
の表面に移転するような電界を形成する電位が印加され
ている。上記クリーニング前チャージャ１３には例えば
直流成分が重畳された交流電圧が印加されており、転写
後の残留トナー及び感光体を除電してこれらの吸引力を
弱め、且つ、磁気ブラシクリーニングが出来る程度の電
荷を保つように電荷を付与する。

【０００９】以上の構成において、転写後の残留トナー
は転写前チャージャ１３を通過した後、クリーニングロ
ーラ２０上の磁気ブラシの静電的スキャベンジング力で
感光体ベルト７表面から除去され、磁気ブラシに吸引さ
れたトナーは回収ローラ２２で磁気ブラシ上から電気的
に吸引除去され、更に、回収ブレード２３で回収ローラ
２２表面から掻き落されて排出スクリュー２４上に落下
し、排出スクリュー２４でクリーニング装置外に排出さ
れる。そして、磁気ブラシのトナー濃度が過度に低下し
た場合には、クリーニング剤のコート材が剥がれたり、
トナースペントが進行したり等で剤の劣化を生じ、クリ
ーニング不良、トナー飛散につながる。

【００１０】そこで、本実施例においては、磁気ブラシ
への入力トナー量が、上記の不具合を生じないために必
要な入力トナー量（以下、必要トナー量という）を満た
しているか否かを判別し、この入力トナー量が不足する
ときには、クリーニング装置にトナーを補給入力するよ
うに制御するものである。

【００１１】この入力トナー量が適正な入力トナー量か
否かを判別するために、この例においては、クリーニン
グ装置の作動時間であるクリーニングローラ２０の回転
時間と、現像装置におけるトナー補給量とを測定する。 このクリーニングローラ２０の回転時間に、単位時間当
たりの必要トナー量を掛けたものが必要トナー量である
。又、現像装置８においては、上記のようにトナー濃度
が一定に制御されていることから、トナー補給量が現像
装置８から感光体ベルト７上に付着していったトナー量
であり、このうち一定量が転写紙に転写されずに、残留
トナーとしてクリーニング装置１１に入力される。この
現像装置８から感光体ベルト７上に付着していくトナー
の内、転写紙に転写されるトナーの比率（転写率）は、
機械によってほぼ一定であるので（例えば、８０％程度
）、現像装置８におけるトナー補給量の内の一定量がク
リーニング装置１１への入力トナー量になる。このトナ
ー補給量は、例えば、補給ローラ３０の回転時間を測定
することにより行なう。

【００１２】クリーニング装置１１にトナーを補給入力
するためには、クリーニング装置に補給用のトナーを収
容した専用のトナー補給機構を設けても良いが、これに
よれば装置が大型化するので、現像装置８内のトナーを
感光体ベルト７を介してクリーニング装置に補給入力す
るのが望ましい。そこでこの例においては、感光体ベル
ト７上にトナーが付着するような静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を現像装置８で現像することによって、感光
体ベルト７表面にトナーを付着させ、この感光体ベルト
７上のトナーをクリーニング装置１１でクリーニングす
ることによってクリーニング装置１１に補給入力する。 そして、この感光体ベルト７へのトナー付着量が、通常
のコピー動作における実際のクリーニング装置１１への
入力トナー量の、必要トナー量からの不足分に相当する
ように静電潜像の面積を決定している。

【００１３】そして、このクリーニング装置１１へのト
ナー補給入力動作の要否判断及びこの要否判断結果に基
づく補給入力動作は、操作者の指示を待たずに自動的に
実行するので、その実行頻度は少なく方が望ましい。そ
こで、この例においては、クリーニング剤の劣化が過度
に進むまい範囲（例えば、数百枚）で定めた少なくとも
所定コピー枚数毎であって、操作者の指示によるリピー
トコピー（コピー設定枚数１枚のコピーを含む）の終了
後に、この要否判断及び必要に応じてトナー補給入力動
作を実行するようにしている。

【００１４】以下、図３を用いて具体的な動作を説明す
る。まず、コピースイッチ（ＳＷ）がＯＮされ、リピー
トコピーが終了した段階で（第３ステップでＹ）、前回
のトナー補給入力動作の要否判断の実行から所定コピー
枚数（ｎ）（この例では５０枚）以上か否かを判断する
（第５ステップ）。ここで、この所定コピー枚数に達し
ていない場合は（第５ステップでＮ）、通常のコピー待
機状態に入る（第６ステップ）。逆に、所定コピー枚数
以上になっていれば（第５ステップでＹ）、クリーニン
グローラ２０の回転時間（Ｙ）、前回のトナー補給入力
動作の要否判断から最終のコピー動作までの間の、現像
装置８におけるトナー補給量（Ｘ）を測定する（第７ス
テップ）。このトナー補給量は例えば補給ローラ３０の
回転数を用いて演算することができる。次いで、現像装
置８へのトナー補給量（Ｘ）からクリーニング装置１１
へのトナー入力量を計算する（第８ステップ）。これは
、転写率を用いて行い、この例では転写率８０％として
、２０％がクリーニング装置へ入力されるものとして計
算する。ついで、クリーニング装置１１が必要とするト
ナー量（クリーニング剤必要トナー量）（Ｙ・Ｚ）を計
算する（第９ステップ）。これは上述のように単位時間
あたりの必要トナー量に前回のトナー補給入力動作の実
行から最終のコピー動作までの間の間のクリーニングロ
ーラの回転時間（Ｙ）を掛けたものである。次いで、補
給入力トナー量を求めるために、クリーニング装置の必
要トナー量と実際に入力されたトナー量（０．２Ｘ）と
から不足しているトナー量（ＹＺ−０．２Ｘ）を計算す
る（第１０ステップ）。そして、この補給入力トナー量
が正か否かを判断する（第１１ステップ）。ここで、補
給入力トナー量が負の場合、即ち必要トナー量以上のト
ナーが入力されている場合には（第１１ステップでＮ）
、補給入力動作の要否判断のタイミング用のカウンタｎ
、前回の補給入力動作の要否判断から最後のコピー動作
までの間の、クリーニングローラ２０の回転時間計測用
のタイマーＹ、同期間の補給ローラ３０の回転数計数用
のカウンタｘをリセットして（第１２ステップ）、通常
のコピー待機状態にする（第１３ステップ）。逆に、補
給入力トナー量が正の場合、即ち必要トナー量未満のト
ナーしか入力されていない場合には（第１１ステップで
Ｙ）、トナー補給入力動作を実行する（第１４ステップ
〜第１６ステップ）。トナー補給入力動作では、まず、
上記補給入力トナー量に応じてトナーを付着させる静電
潜像の面積を計算する（第１４ステップ）。この例では
、具体的には一様帯電領域を補給入力トナー量に応じた
一様帯電領域が残るようにその周りをいレーサーで除電
して形成したイレーサーパターンの面積（一様帯電電荷
が残っている領域の面積）Ｓを、単位面積あたり０．８
ｍｇのトナーが現像によって付着するものとして計算す
る。次いで、この面積にあうようにいレーサーをＯＮ・
ＯＦＦ制御してイレーサーパターンを形成し、これを現
像装置８で現像する（第１５ステップ）。ここで、イレ
サーパターンは、少なくとも現像装置８の最大有効現像
幅（感光体ベルト７の移動方向と垂直な方向における最
大有効現像幅）より大きくなるように形状にする（例え
ば、イレサーを構成する幅方向に並べて配置された複数
のＬＥＤを同時にＯＮ・ＯＦＦして形成する）ことが、
現像装置８内の均一な剤分布を得る観点から望ましいが
、現像装置８の現像剤撹拌能力が良好であれば、必ずし
もこれに限られない（例えば、イレーサーを構成する上
記の複数のＬＥＤの内の両端に位置するものをいレーサ
ーパターン形成中の間ＯＮしてサイドイレースをおこな
ったいレーサーパターンをでもよい）。次いで、この現
像像を感光体ベルト７の回動に伴ってクリーニング装置
１１に移動させ、クリーニング装置１１を動作させてこ
れをクリーニングする（第１６ステップ）。 以上の補給入力動作を実行した後、補給入力動作の要否
判断のタイミング用のカウンタｎ、前回の補給入力動作
の要否判断から最後のコピー動作までの間の、クリーニ
ングローラ２０の回転時間計測用のタイマーＹ、同期間
の補給ローラ３０の回転数計数用のカウンタｘをリセッ
トして（第１２ステップ）、通常のコピー待機状態にす
る（第１３ステップ）。

【００１５】以上本実施例によれば、必要に応じトナー
をクリーニング装置に補給入力するので、クリーニング
剤の劣化を防止し、安定なクリーニング性能を維持する
ことができる。

【００１６】尚、上記実施例においては、補給入力トナ
ー量に応じて補給用の静電潜像の面積を変化させている
が、これに代え、補給用の静電潜像を形成するときの一
様帯電電位やこれを現像するときの現像バイアス値など
を変化させるようにしても良い。又、上記実施例は正規
現像を行うものであるが、反転現像を行うものにも同様
に適用することができる。反転現像においては、補給用
の静電潜像はイレーサー等で感光体の電位を除去する等
してトナーが付着する静電潜像を形成する。更に、上記
実施例においては、実際にクリーニング装置に入力され
たトナー量が必要トナー量に満たない場合に、クリーニ
ング装置にトナーを補給入力しているが、これに代え、
又は、これに加え、クリーニングローラ２０上の磁気ブ
ラシからトナーを回収する回収ローラ２２のトナー回収
能力が小さくなるように、その後のクリーニング動作に
おける回収ローラ２２印加バイアス値などを切り換えて
も良い。

【００１７】

【発明の効果】以上のように請求項１に係る発明によれ
ば、所定期間内の、現像装置におけるトナー補給量とク
リーニング装置におけるトナーの必要入力量とからクリ
ーニング装置内のトナー濃度が低めに成っているのか否
かを判別するので、クリーニング装置内にトナー濃度セ
ンサーを設けること無く、クリーニング剤のトナー濃度
を検知することができるという優れた効果がある。トナ
ー濃度センサーを設ける必要が内ので、コストの上昇や
装置の大型化を招くこともない。又、請求項２に係る発
明によれば、クリーニング装置内のトナー濃度が低めに
なっていいる場合は、クリーニング装置内へのトナー補
給手段でトナーを補給し、これにより、クリーニング装
置内のトナー濃度が過剰に低下することを防止するので
、クリーニング剤劣化を防止してクリーニング不良やト
ナー飛散を防止することができるという優れた効果があ
る。更に、上記トナー補給手段を、像担持体上にトナー
が付着しえる静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
該静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段による現
像像を磁気ブラシクリーニング装置でクリーニングさせ
る制御手段とから構成すれば、クリーニング装置へトナ
ーを補給するための特別の機構を追加すること無く、ク
リーニング装置にトナーを補給することができる。又、
上記トナー補給手段で、上記トナー補給量計算手段の計
算結果と上記必要トナー量計算手段の計算結果とに基づ
いて、磁気ブラシクリーニング装置へのトナー補給量を
定めれば、精度良くクリーニング装置内のトナー濃度を
制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る電子写真複写機の構成を示す正面
図である。

【図２】図１の磁気ブラシクリーニング装置の構成を示
す正面図である。

【図３】図１の電子写真複写機の制御のフローチャート
である。

【符号の説明】

７　　　　感光体ベルト ８　　　　現像装置 １１　　クリーニング装置 ２０　　クリーニングローラ ２１　　磁石ローラ ２２　　回収ローラ ２３　　回収ブレード ２４　　排出スクリュー ３０　　補給ローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像装置内のトナー濃度制御を行う画像形
   成装置の磁気ブラシクリーニング装置において、現像装
   置における所定期間内のトナー補給量を計算するトナー
   補給量計算手段と、該磁気ブラシクリーニング装置内の
   該所定期間内の必要トナー量を計算する必要トナー量計
   算手段と、該トナー補給量計算手段の計算結果と該必要
   トナー量計算手段の計算結果とに基づいて、該磁気ブラ
   シクリーニング装置内のトナーの過不足を判別する判別
   手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置の磁気ブ
   ラシクリーニング装置。
2. 【請求項２】上記判別手段の判別結果に応じて、磁気ブ
   ラシクリーニング装置内にトナーを補給するトナー補給
   手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気ブラ
   シクリーニング装置を備えた画像形成装置。
3. 【請求項３】上記トナー補給手段が、像担持体上にトナ
   ーが付着しえる静電潜像を形成する静電潜像形成手段と
   、該静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段による
   現像像を磁気ブラシクリーニング装置でクリーニングさ
   せる制御手段とからなることを特徴とする請求項２記載
   の画像形成装置。
4. 【請求項４】上記トナー補給手段は、上記トナー補給量
   計算手段の計算結果と上記必要トナー量計算手段の計算
   結果とに基づいて、磁気ブラシクリーニング装置へのト
   ナー補給量を定めることを特徴とする請求項２又は３記
   載の画像形成装置。