JPH04251882A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写機やレーザ
プリンタ等の画像形成装置に備えられ、感光ドラムや転
写ドラム等のトナー被着体に付着したトナーを除去する
画像形成装置のクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザプリンタ等においては、
露光によって感光ドラム上に形成された静電潜像をトナ
ーで顕像化し、得られたトナー像を転写紙に転写した後
、熱定着することにより複写画像等が得られるようにな
っている。ところで、上記転写工程を経た後の感光ドラ
ムには、転写紙に転写されなかったトナーが残存付着し
ており、この残留トナーは、以後の画像形成のために除
去する必要がある。

【０００３】また、フルカラー複写機等においては、感
光ドラム上に形成された各色のトナーによる可視像を中
間転写体に重ねて転写し、しかる後に転写紙に転写する
ようにしたものがある。この種の装置においては、感光
ドラムに加えて上記中間転写体にも残留トナーが生じる
ので、これも除去する必要がある。また、各色のトナー
像を転写ドラムに保持された転写紙に直接重ねて転写す
るようにした装置も知られている。この種の装置では、
転写ドラムには前記のような残留トナーは生じないもの
の、飛散するトナーや、紙づまりが生じた際の転写紙に
付着しているトナーなどが付着して、後に保持される転
写紙の下地汚れを引き起こすおそれがある。それゆえ、
やはり、転写ドラムをクリーニングする必要がある。

【０００４】上記のような感光ドラムや中間転写体、転
写ドラム等のトナー被着体をクリーニングするクリーナ
装置としては、例えば静電的作用を利用するものが知ら
れている。この種のクリーナ装置は、トナー被着体の移
動域に臨ませるとともにトナーと逆極性のバイアス電圧
を印加した半導電性のブラシローラにトナーを静電吸着
させ、吸着されたトナーを、さらに前記ブラシローラよ
りも高い電位のバイアス電圧を印加した回収ローラによ
って回収するものである。

【０００５】ところで、上記従来のクリーニング装置は
、クリーニング効果がばらつきがちであり、ときとして
トナーを確実に除去できないで画像品質を劣化させるこ
とがあるという問題点を有していた。そこで、本発明の
発明者は、種々の実験および考察を繰り返し試行錯誤し
た結果、クリーニング効果のばらつきには、湿度の変化
が大きく寄与していることを知得するに至り、湿度検出
手段を備えてクリーニング手段に印加するバイアス電圧
を可変制御するクリーニング装置を特願平２−３０８０
８３号にて提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
願にかかるクリーニング装置においても、湿度が比較的
急激に変化する場合には、やはり、クリーニング効果が
ばらつくことがあるという問題点を有していた。本発明
はかかる事情に鑑みて成されたものであり、湿度が急激
に変化する場合などでも、感光ドラムや転写ドラムなど
のトナー被着体に付着したトナーに対して、安定したク
リーニング効果が得られるクリーナ装置の提供を目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、トナー被着体に付着したトナーを静電的
作用をもってクリーニングするクリーニング手段と、前
記クリーニング手段にバイアス電圧を印加することによ
って流れる電流の大きさを検出する電流検出手段と、前
記電流検出手段の検出する電流の大きさに応じて、前記
バイアス電圧を可変制御するバイアス電圧制御手段とを
備えたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、電流検出手段は、クリーニ
ング手段にバイアス電圧を印加することによって流れる
電流の大きさを検出し、バイアス電圧制御手段は、電流
検出手段の検出する電流の大きさに応じて、クリーニン
グ手段に印加するバイアス電圧を可変制御する。

【０００９】

【実施例】本発明の一実施例として、複写機の感光ドラ
ムに付着している残留トナーの除去を行なうクリーニン
グ装置の例を説明する。図１は感光ドラムおよびクリー
ナ部周りの構造を示す断面正面図である。図１において
、１１は感光ドラム、１２は転写チャージャ、１３は除
電チャージャ、１４は分離爪、１５はトナーチャージャ
、１６は転写紙搬送ベルト、１７は転写紙、２０はクリ
ーナ部、２１はブラシローラ、２２は回収ローラ、２３
はスクレーパー、２４は回収トナー搬送スクリュ、３０
はバイアス電源部、４０はマイクロコンピュータである
。

【００１０】上記感光ドラム１１は、導電部材から成る
ドラムの表面に感光導電体層が形成されて成り、図示し
ない露光装置によって静電潜像が形成され、例えばマイ
ナス帯電したトナーによってトナー像が形成されるよう
になっている。転写チャージャ１２は、図示しない給紙
装置から送給される転写紙１７に、感光ドラム１１上に
形成されたトナー像を転写するようになっている。トナ
ー像が転写された転写紙１７は、除電チャージャ１３に
よって除電され、分離爪１４によって感光ドラム１１か
ら剥され、転写紙搬送ベルト１６によって図示しない定
着部に送られるようになっている。

【００１１】一方、感光ドラム１１におけるトナー像の
転写が行われた部分は、トナーチャージャ１５によって
残留トナーが一様に帯電させられた後、クリーナ部２０
によってクリーニングされるようになっている。上記ク
リーナ部２０は、感光ドラム１１に付着しているトナー
をかき取るとともに静電吸着する半導電性のブラシロー
ラ２１と、ブラシローラ２１からトナーを吸着、回収す
る導電性の回収ローラ２２と、回収ローラ２２の周面に
吸着、回収されたトナーをかき落とすスクレーパー２３
と、かき落とされたトナーを図示しない回収ボックスに
搬送する回収トナー搬送スクリュ２４とが設けられて構
成されている。ここで、上記回収ローラ２２は、金属や
導電性ゴムから成るものでもよいし、また、絶縁体ロー
ラの外周に導電性被覆層が設けられたものなどでもよい
。

【００１２】ブラシローラ２１は、湿度の変化に伴って
比抵抗が変化する例えばユニチカ株式会社製のレーヨン
系の「Ｒｅｃ」や東レ株式会社製のアクリル系の「ＳＡ
７」等から成るブラシ部材２１ａが導電性の芯部材２１
ｂに植毛されて構成されている。このブラシローラ２１
における湿度の変化に伴う抵抗値の変化は、例えばレー
ヨン系の４種類（ｔｙｐｅ　　Ａ・Ｒ・Ｔ・Ｍ）の繊維
を用いた場合、図２に示すように相対湿度が高くなるほ
ど抵抗値が小さくなる。ただし、この抵抗値の変化は湿
度の変化に即時的に追随して生じるのではなく、例えば
図３に示すように徐々に追随して変化する特性を有して
いる。これは、繊維の比抵抗は吸湿度に応じて定まり、
繊維の吸湿度は、湿度の変化に応じて徐々に変化するた
めである。なお、上記抵抗値の応答性は、湿度の変化程
度や湿度が高くなるか低くなるかの違い、また、複写機
内各部の動作状態等に応じて異なるので、例えば湿度セ
ンサによって湿度を検出し、その検出値を遅延させたり
して補正しても、ブラシローラ２１の抵抗値の変化を正
確に求めることは困難である。

【００１３】ブラシローラ２１および回収ローラ２２は
、図示しないローラ駆動モータによって回転駆動される
とともに、バイアス電源部３０によってバイアス電圧が
印加されるようになっている。バイアス電源部３０は、
図４に示すように、変圧器３１、分圧器３２、電流検出
器３３、リミッタ回路３４、および比較器３５が設けら
れて構成されている。

【００１４】上記変圧器３１は、マイクロコンピュータ
４０から出力されるバイアス印加リモート信号ＲＥＭ１
およびバイアス電圧リモート信号ＲＥＭ２に応じて、２
４Ｖの電源電圧を後述する所定の電圧Ｖ２　に昇圧し、
回収ローラ２２に印加するようになっている。分圧器３
２は、バイアス電圧リモート信号ＲＥＭ３に応じて切り
換わるスイッチ回路とホールド回路とを備え、上記電圧
Ｖ２を分圧して所定の電圧Ｖ１　をブラシローラ２１に
印加するようになっている。

【００１５】電流検出器３３は、回収ローラ２２および
ブラシローラ２１に流れる電流の大きさを検出するよう
になっている。リミッタ回路３４は、電流検出器３３で
検出された電流の大きさが、あらかじめ設定された大き
さよりも大きいときに、マイクロコンピュータ４０に電
流異常信号ＳＣＤを出力するようになっている。

【００１６】また、比較器３５は、上記リミッタ回路３
４にて電流異常でないと判定された場合に、あらかじめ
設定された閾値に基づいて、電流検出器３３で検出され
た電流の大きさを示す電流検出信号Ｉｏｕｔを出力する
ようになっている。上記の構成において、感光ドラム１
１上に形成されたトナー像が転写紙１７に転写された後
感光ドラム１１に残存付着している残留トナーは、次の
ようにして除去される。

【００１７】まず、残留トナーは、転写チャージャ１２
や除電チャージャ１３の影響によって帯電状態がばらつ
いた状態となっているので、トナーチャージャ１５によ
って一様な帯電状態に再帯電させる。次に、ブラシロー
ラ２１の芯部材２１ｂを、感光ドラム１１に付着してい
るトナーと逆極性の電位Ｖ１　にバイアス印加し、回収
ローラ２２をブラシローラ２１よりも高い電位Ｖ２　に
バイアス印加する。かくして、感光ドラム１１の残留ト
ナーをブラシローラ２１によりかき取って静電吸着し、
さらにブラシローラ２１と回収ローラ２２との接触部位
において、より高電位の回収ローラ２２に吸着して回収
する。

【００１８】上記バイアス電位Ｖ１　・Ｖ２　の設定は
、マイクロコンピュータ４０の制御により、次のように
して行われる。すなわち、図５に示すように、まず変圧
器３１をＯＮにするとともに、バイアス電位Ｖ１　・Ｖ
２をそれぞれ５００Ｖおよび９００Ｖに設定する。また
、ローラ駆動モータを駆動して、ブラシローラ２１およ
び回収ローラ２２を回転させる（Ｓ１）。

【００１９】次に、ブラシローラ２１に流れる電流の大
きさＩと、下記表１に示すあらかじめ設定された電流の
大きさとの大小関係を判定し（Ｓ２〜Ｓ５）、１０００
μＡよりも大きければ、リーク等による異常電流が流れ
ていると考えられるので、変圧器３１をＯＦＦにし（Ｓ
６）、図示しない表示装置によってトラブルが生じた旨
の表示を行い（Ｓ７）、複写動作全体を停止させる（Ｓ
８）。

【００２０】

【表１】

【００２１】また、電流Ｉが、４５０μＡ、４５μＡ、
または８μＡよりも大きいか、または８μＡ以下であれ
ば、それぞれ、分圧器３２を切り換えてブラシローラ２
１のバイアス電位Ｖ１　を５００Ｖ、３５０Ｖ、２００
Ｖ、または０Ｖに設定する（Ｓ９〜Ｓ１２）。

【００２２】その後、感光ドラム１１の露光や現像、転
写などの複写動作が終了したかどうかの判定を繰り返し
（Ｓ１３）、複写動作が終了すると、変圧器３１をＯＦ
Ｆにするとともに、ローラ駆動モータを停止させる（Ｓ
１４）。上記のように、ブラシローラ２１に印加するバ
イアス電圧を電流の大きさに応じて設定することにより
、安定したクリーニング効果が得られるが、これには、
以下のような要因が影響していると考えられる。

【００２３】まず、感光ドラム１１からブラシローラ２
１へのトナーの移動は、両者間の電位差、より詳しくは
感光ドラム１１の接地電位とブラシローラ２１における
ブラシ部材２１ａ先端部間の電位差が大きいほど行われ
やすい。また、ブラシローラ２１から回収ローラ２２へ
のトナーの移動も、両者間の電位差が大きいほど行われ
やすい。なお、ブラシローラ２１から回収ローラ２２へ
のトナーの移動が充分に行われないと、ブラシローラ２
１にトナーが蓄積され、クリーニング性が低下するうえ
、トナーの飛散やこぼれによる複写機内部の汚れの原因
となる。

【００２４】一方、ブラシローラ２１におけるブラシ部
材２１ａの先端の電位は、回収ローラ２２のバイアス電
位Ｖ２　、ブラシローラ２１のバイアス電位Ｖ１　、お
よびブラシローラ２１の抵抗、つまりブラシ部材２１ａ
の吸湿程度によって定まる。すなわち、ブラシ部材２１
ａの先端は、回収ローラ２２に接触した時点では、回収
ローラ２２のバイアス電位Ｖ２　にほぼ等しくなる。ま
た、回収ローラ２２から離反した後には、ブラシローラ
２１のブラシ部材２１ａを介して流れる電流量等に応じ
て徐々に低下する。それゆえ、ブラシ部材２１ａを介し
て流れる電流量が大きいと、ブラシ部材２１ａの先端部
の電位は低下しやすく、したがって、感光ドラム１１か
らのトナーの移動は行われにくくなるが、回収ローラ２
２へのトナーの移動は行われやすくなる。一方、電流量
が小さいと、上記関係は逆になる。

【００２５】そこで、所定のバイアス電圧Ｖ１　・Ｖ２
　を印加したときに流れる電流の大きさが大きいときに
はバイアス電圧Ｖ１　を高くするとともに電位差Ｖ２　
−Ｖ１　を小さくする一方、電流の大きさが小さいとき
にはバイアス電圧Ｖ１　を低くするとともに電位差Ｖ２
　−Ｖ１を大きくすることにより、上記ブラシ部材２１
ａの吸湿程度の変化に応じた抵抗変化の影響をキャンセ
ルして、クリーニング効果を安定させることができると
考えられる。

【００２６】なお、本実施例では、ブラシローラ２１の
バイアス電圧Ｖ１　を可変制御する例を示したが、これ
に限らず、回収ローラ２２のバイアス電圧Ｖ２　を制御
するようにしてもよいし、双方ともに制御するようにし
てもよい。すなわち、湿度の影響をキャンセルし得るバ
イアス電圧を制御すればよい。但し、湿度の影響は必ず
しも確実にキャンセルしなくても、トナーの帯電状態等
も考慮して、トナーのクリーニング効果が許容できる範
囲で得られるようにすればよい。

【００２７】また、変圧器３１や分圧器３２は、比較器
３５から出力される電流検出信号Ｉｏｕｔに基づいてマ
イクロコンピュータ４０により制御される例を示したが
、これに限らず、例えば比較器３５から出力される信号
によって直接制御されるようにしてもよい。また、バイ
アス電圧の設定は上記のようにクリーニング動作の開始
時だけでなく、クリーニング動作を行っている間もリア
ルタイムに行うようにしてもよい。この場合には、比較
器３５で行う電流の大きさの比較は、そのときに印加し
ているバイアス電圧に応じた閾値を用いて行えばよい。 また、クリーニング動作を行うごとにバイアス電圧の設
定を行わず、所定枚数の複写が行われたときや、所定の
時間が経過したときに設定するようにしてもよいし、複
写動作の有無に係わらず、定期的に電流検出を行って平
均値を求め、これに応じて設定するようにしてもよい。

【００２８】また、バイアス電位の設定は、上記のよう
に複数段階に切り換えるものに限らず、２段階や、単に
ＯＮ、ＯＦＦを切り換えるようにしてもよいし、また、
連続的に変化させるようにしてもよい。また、クリーナ
部として、ブラシローラと回収ローラとが設けられたも
のを用いる例を説明したが、これに限らず、ゴムローラ
などの円筒状ローラとスクレーパとを備え、円筒状ロー
ラとスクレーパとに２種類のバイアス電圧を印加し、そ
の間の電流を検知するものなどでもよい。また、スクレ
ーパとして半導電性樹脂ブレード等、これも吸湿によっ
て抵抗が変化する材質を使用した場合、円筒状ローラと
ブレードの抵抗値の総和の変化に応じた電流−バイアス
補正をすればよい。

【００２９】すなわち、クリーナ部において２種類のバ
イアスを印加し（一方が接地や逆極性であってもよい）
、その印加部分に流入する電流がクリーニング部材の吸
湿状態に応じて変化するものにおいては、その流入電流
の大きさに応じたバイアス切り換え制御することで、湿
度の影響をキャンセルし、良好なクリーニングを常時行
うことができるのである。

【００３０】また、感光ドラムに対するクリーナの例を
示したが、これに限らず、転写ドラム等に対するクリー
ナにおいても、それぞれの材質や形態に応じて、電流の
大きさに対応するバイアス電位を設定すればよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電流検出手段と、その検出結果に応じてクリーニング手
段に印加するバイアス電圧を可変制御するバイアス電圧
制御手段とを備えることにより、湿度が急激に変化する
場合などでも、クリーニング手段を構成する部材の吸湿
度等に応じた適正なバイアス電圧が印加されるので、安
定したクリーニング効果が得られ、トナー被着体に付着
したトナーを確実に除去することができ、しかも高価な
湿度センサを備える必要がないので製造コストも低く抑
えられるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された複写機における感光ドラム
およびクリーナ部周りの構造を示す断面正面図である。

【図２】ブラシローラの抵抗と相対湿度との関係を示す
グラフである。

【図３】ブラシローラの抵抗の経時的変化を示すグラフ
である。

【図４】バイアス電源部の詳細な構成を示すブロック図
である。

【図５】クリーニングが行われる際の制御動作を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１１　　　　感光ドラム ２０　　　　クリーナ部 ２１　　　　ブラシローラ ２２　　　　回収ローラ ３０　　　　バイアス電源部 ３１　　　　変圧器 ３２　　　　分圧器 ３３　　　　電流検出器 ３５　　　　比較器 ４０　　　　マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナー被着体に付着したトナーを静電
   的作用をもってクリーニングするクリーニング手段と、
   前記クリーニング手段にバイアス電圧を印加することに
   よって流れる電流の大きさを検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段の検出する電流の大きさに応じて、前
   記バイアス電圧を可変制御するバイアス電圧制御手段と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置のクリーニング
   装置。