JPH05241483A - 画像形成装置におけるクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ブラシ間にトナーが溜まることなく、導電性ブ
ラシによりキャリヤを除去し、感光体の損傷を防止す
る。 【構成】導電性を有するキャリヤを現像剤として使用
し、ドラム状あるいはベルト状の誘電体転写シートを用
いて転写材上に転写を行い、クリーニングブレード３３
を用いて転写後のトナーを除去する画像形成装置におい
て、感光体１１の転写領域とクリーニングブレード３３
の間にクリーニングブラシ３２を回動可能に設け、さら
に、前記クリーニングブラシ３２は、絶縁性繊維と導電
性繊維を撚った繊維の束で構成されるとともに、繊維の
密度を１２５束／ｉｎｃｈ² 以上５００束／ｉｎｃｈ²
以下とし、且つ１束中の繊維の本数を７０本以上２００
本以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファックス、
プリンタ等の画像形成装置において、感光体上に残留し
たトナーおよびキャリヤをクリーニングするためのクリ
ーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のカラー電子写真複写機の例
を示す構成図であるが、本発明はこの種の複写機に好適
に適用される。自動原稿供給装置１、画像入力部２、画
像出力部３及び転写材供給部４からなる。カラー原稿
は、自動原稿供給装置１によりプラテンガラス５上に載
置される。画像入力部２は、イメージングユニット６、
該ユニットを駆動するためのワイヤ７、駆動プーリ９等
からなり、イメージングユニット６内のＣＣＤラインセ
ンサ、カラーフィルタを用いて、４色フルカラーの場合
には、カラー原稿を光の原色であるＢ（青）、Ｇ
（緑）、Ｒ（赤）毎に読みとり、デジタル画像信号に変
換した後、この信号をトナーの原色であるＹ（イェロ
ー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｋ（ブラック）
に変換し、さらに、色、階調、精細度等の再現性を高め
るために、種々のデータ処理を施してカラーの階調トナ
ー信号をオン／オフの２値化信号に変換して画像出力部
３に出力する。画像出力部３は、スキャナ１０、感光体
ドラム１１を有し、感光体ドラム１１の周囲には、感光
体ドラム１１に一様に帯電させるための帯電器１２、静
電潜像をトナー像に現像させるための現像装置１３、ト
ナー像を転写材に転写させるための転写装置１４、転写
されなかった残留トナーを回収するためのクリーニング
装置１６が配置され、感光体ドラム１１は電動モータに
より図示矢印の如く回転駆動される。

【０００３】スキャナ１０のレーザ出力部１０ａにおい
て、前記画像入力部２からの例えばイェローの画像信号
を光信号に変換し、ポリゴンミラー１０ｂ、ｆ／θレン
ズ１０ｃ及び反射レンズ１０ｄを介して感光体ドラム１
１上に原稿画像に対応した潜像を形成させる。このイェ
ローの潜像が現像を経て転写材に転写されれば、感光体
ドラム１１はクリーナ１６により残留トナーが除去され
た後、帯電器１２により帯電され、レーザ出力部１０ａ
は、マゼンタの画像信号を出力する。以下、シアン、ブ
ラックの各画像信号の潜像を順番に形成させる。

【０００４】現像装置１３は、イェロー用現像器１３
Ｙ、マゼンタ用現像器１３Ｍ、シアン用現像器１３Ｃ、
ブラック用現像器１３Ｋを有し、各現像器は回転軸の周
囲に配設されている。そして、例えばイェローのトナー
像を形成するときは、図の位置でイェロー用現像器１３
Ｙにより現像を行い、マゼンタのトナー像を形成すると
きは、現像装置１３を回転させて、感光体ドラム１１に
接する位置にマゼンタ用現像器１３Ｍを配置させる。シ
アン、ブラックの現像も同様にして動作させる。転写装
置１４を構成する転写ドラム１５の外周には、誘電体シ
ートからなる転写材担持体が張られており、転写ドラム
１５は、専用の電動モータ或いは感光体ドラム１１と歯
車によって連結され、図示矢印の如く回転駆動される。
転写ドラム１５の周囲には、転写用帯電器１７、トナー
電荷制御用除電器１９、剥離爪２０、除電器２１、クリ
ーナ２２、押し付けロール２３、吸着用帯電器２５が配
置されている。そして、転写材供給部４から給紙ローラ
４ａ、給紙ガイド４ｂを経て搬送される転写材は、吸着
用帯電器２５のコロナ放電により誘電体シートに吸着さ
れる。転写ドラム１５は、感光体ドラム１１と同期して
回転しており、例えばイェローで現像されたトナー像は
転写用帯電器１７により転写材に転写され、さらに、転
写ドラム１５の回転により順次他の色が転写される。

【０００５】転写ドラムが４回転し４色の転写が終了す
ると、転写ドラム１５の内側及び外側に設けられた分離
用放電器１８によりＡＣ除電され、転写材は剥離爪２０
により分離され、搬送ベルト２７により定着器２９に送
られ熱圧ローラ３０によりトナー像が溶融定着され、コ
ピーサイクルが終了する。

【０００６】従来、前記クリーニング装置１６は、構
成、コスト、スペース等の有利性から、ゴム状弾性体の
ブレードを感光体に当接させて残留トナーのクリーニン
グをしているものが多い。しかしブレードだけでは、感
光体上に多量に残留したトナー、用紙の繊維、充填剤等
を完全にクリーニングできないため、ブレードの上流側
にクリーニングブラシを備え、まずクリーニングブラシ
で、トナーをかき乱したり、用紙の繊維や充填剤を除去
した後に、ブレードで残留トナーを除去するようにして
いる。

【０００７】ところで、前記現像装置１３としてキャリ
ヤと非磁性トナーから成る二成分磁気ブラシ現像方式を
採用した場合には、感光体に形成された潜像にトナーの
みが移動するのが理想であるが、トナーとキャリヤの電
気的吸着力がキャリヤとマグネットロールの磁気的吸着
力より強い場合、キャリヤが感光体ドラム上に移動し、
可視像をみだしたり、転写されずに残ったキャリヤがブ
レードにより感光体ドラム１の表面を疵つけ、帯電性能
が低下するという問題を有している。

【０００８】とくに、誘電体シートを使用する転写ドラ
ム或いは転写ベルトを有する上記電子写真複写機におい
て、導電性を有するキャリヤを現像剤として使用した時
に、現像部で感光体に付着したキャリヤが転写部でさら
に電荷量を増し、強い静電気で感光体に付着した状態で
クリーニング装置に入ってくると、キャリヤがクリーニ
ングブレード部と感光体の間に入り込み、感光体上の表
面に損傷を与え、帯電性能が低下し画質低下を発生する
という問題を有している。この原因を調べるため転写前
後のキャリヤの電荷量を測定したところ、図５に示すよ
うに、誘電体シートを使用する場合は、誘電体シートを
使用しない通常の転写器を有する白黒複写機や、メッシ
ュタイプの転写ドラムを有するカラー複写機に比較し
て、転写電界により電荷量が増大していることが判明し
た。これは、誘電体シートを介して転写する場合は、転
写材よりも表面抵抗が高いことにより、キャリヤ付着部
の電界が強くなるためと考えられる。

【０００９】この問題を解決するために、従来、特開昭
５６−５０３６３号公報に示されるように、クリーニン
グブラシを導電性ブラシとし、これに交流電圧を印加す
ることにより、キャリヤを除去しうる方式が知られてい
る。この導電性ブラシの従来例を挙げると、絶縁性繊維
（ポリプロピレン）として、太さ１７ｄ（デニール）を
４０ｆ（フィラメント）束にした糸（つまり一束を一本
の繊維にすると６８０ｄとなる。）を２万本／ｉｎｃｈ
² の密度とし、導電性繊維（商品名ベルトロン）とし
て、太さ１０ｄを１６ｆ束にした糸を３万２千本／ｉｎ
ｃｈ² の密度として両者を織って、直径６ｍｍの軸に巻
いてクリーニングブラシとしている。

【００１０】しかしながら、このブラシを装着してコピ
ーをとった結果、ブラシの繊維間にトナー、キャリアー
やその他の添加剤が溜り、ブラシが見掛け上硬くなり、
逆に感光体表面をキズつけるという不具合が生じた。

【００１１】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、ブラシ間にトナーが溜まることなく、導電性ブラシ
によりキャリヤを除去し、感光体の損傷を防止すること
ができる画像形成装置におけるクリーニング装置を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の画像
形成装置におけるクリーニング装置は、導電性を有する
キャリヤを現像剤として使用し、ドラム状あるいはベル
ト状の誘電体転写シートを用いて転写材上に転写を行
い、クリーニングブレードを用いて転写後のトナーを除
去する画像形成装置において、感光体の転写領域とクリ
ーニングブレードの間にクリーニングブラシを回動可能
に設け、前記クリーニングブラシは、絶縁性繊維と導電
性繊維を撚った繊維の束で構成されるとともに、繊維の
密度を１２５束／ｉｎｃｈ² 以上５００束／ｉｎｃｈ²
以下とし、且つ１束中の繊維の本数を７０本以上２００
本以下としたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明においては、要するに、導電性繊維と絶
縁性繊維によって、先端力の強い束にして、その束を隙
間をあけて植えて、先端でキャリアーを除去或いは動か
してクリーニングし易くし、隙間がある程度あいている
ので、トナーが溜まることがなく、全体として固くなら
ずブラシ効果を保つようにしている。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。図１は本発明における画像形成装置におけるクリ
ーニング装置の１実施例を示す断面図である。なお、本
発明は、図６に示される様な誘導体シートを使用した転
写ドラム１４、或いは転写ベルトを有し、導電性を有す
るキャリヤを現像剤として使用する画像形成装置に適用
される。

【００１５】図１は図６において説明した感光体ドラム
１１およびクリーニング装置１６を示し、クリーニング
装置１６内には、感光体１１の回転方向を図示矢印の方
向としたとき、上流側から順に、外部へのトナー流出を
防止するためのフィルムシール３１、クリーニングブラ
シ３２、クリーニングブレード３３が配設される。

【００１６】クリーニングブレード３３は、ゴム等の弾
性材料で形成され、その一端がハウジング３４に取付部
材３５を介して固定され、他端のエッジが感光体１１に
その回転方向に対して鋭角で接するように配置される。

【００１７】クリーニングブラシ３２は、感光体１１と
は反対方向に回転可能に、かつ、感光体１１と重なるよ
うに設けられており、感光体１１に接して回転すること
により、転写装置によって転写されずに感光体１１に残
留したトナーおよびキャリヤをかき落とすように配設さ
れる。

【００１８】ハウジング３４には、クリーニングブラシ
３２に付着したトナーを機械的にはたき落とす作用を行
うフリッカーバー３６がクリーニングブラシ３２に重な
るように設けられ、また、クリーニングブラシ３２の感
光体１１と反対側には、トナー搬送用ロール３７が回転
可能に配設され、ハウジング３４内に溜まる残留トナー
をトナー回収ボックス（図示せず）に搬送するようにし
ている。

【００１９】本発明においては、クリーニングブラシ３
２を導電性ブラシから構成し、感光体１１側を接地する
ようにしている。前記導電性ブラシの実施例を挙げる
と、 実施例 絶縁性繊維としてＰＰ（ポリプロピレン）を採用し、太
さ１７ｄ（デニール）を８０ｆ（フィラメント）束にし
た糸（一束を一本の繊維とすると１７×８０＝１３６０
ｄとなる）とし、導電性繊維としてＢ１２Ｎ（商品名ベ
ルトロン）を採用し、太さ１０ｄを６４ｆ束にした糸
（一束を一本の繊維とすると１０×６４＝６４０ｄとな
る）とし、両者を撚って、１２５束／ｉｎｃｈ² の密度
でブラシの軸に植え込む。絶縁性繊維の密度は１万本／
ｉｎｃｈ² となり、導電性繊維の密度は８千本／ｉｎｃ
ｈ²となる。

【００２０】実施例 実施例の絶縁性繊維および導電性繊維を採用し、両者
を織って、２５０束／ｉｎｃｈ² の密度でブラシの軸に
植え込む。絶縁性繊維の密度は２万本／ｉｎｃｈ² とな
り、導電性繊維の密度は１万６千本／ｉｎｃｈ² とな
る。

【００２１】実施例 絶縁性繊維としてＰＰ（ポリプロピレン）を採用し、太
さ１７ｄ（デニール）を４０ｆ（フィラメント）束にし
た糸（一束を一本の繊維にすると１７×４０＝６８０ｄ
となる）とし、導電性繊維としてＢ１２Ｎ（商品名ベル
トロン）を採用し、太さ１０ｄを３２ｆ束にした糸（一
束を一本の繊維とすると１０×３２＝３２０ｄとなる）
とし、両者を撚って、５００束／ｉｎｃｈ² の密度でブ
ラシの軸に植え込む。絶縁性繊維の密度は２万本／ｉｎ
ｃｈ² となり、導電性繊維の密度は１３千本／ｉｎｃｈ
² となる。

【００２２】上記各実施例について以下の装置、条件で
実験を行った。

【００２３】感光体ドラム：直径８４ｍｍのＯＰＣ（有
機感光ドラム） 周速１９０、２６０ｍｍ／ｓｅｃ ブレード：ウレタン７０Ｈｓ、厚さ２．０ｍｍ、自由長
１０ｍｍ ブラシ軸：直径６ｍｍ フリッカーバー：ＰＯＭ（ポリアセタール） キャリヤ：平均粒径５０μｍ 現像システム：反転現像 下記に実施例〜、従来例〜を表１に示す。な
お、ＢＰＩは、図２に示すようにクリーニングブラシ３
２と感光体１１との干渉量であり、ＢＦＩは、クリーニ
ングブラシ３２とフリッカーバー３６との干渉量であ
る。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例〜と従来例〜をテストし
て、コピーに細い線が出て画質を損なうまでのコピーボ
リュウムを表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】以上のように、画像欠陥発生までのコピー
枚数は約２倍に延びた。

【００２８】図３は導電性繊維と絶縁性繊維の混合状態
を示し、図Ａ、図Ｂおよび図Ｃのように混合すると、束
と束の隙間がなく、トナーがつまり易いので図Ｄのよう
に、全ての束を導電性繊維と絶縁性繊維とが混合するよ
うに構成する。同様の理由で、束の密度も１２５束／ｉ
ｎｃｈ² 以下であると、トナー、キャリアーやその他添
加剤の除去効果が不十分であり、５００束／ｉｎｃｈ²
以上であるとトナーが溜まり易く、逆に感光体のキズが
発生する。同様に１束中の繊維の本数を７０本以下であ
ると、トナー、キャリアーやその他添加剤の除去効果が
不十分であり、１束中の繊維の本数を２００本以上であ
ると、その繊維により感光体にひっかきキズが発生す
る。

【００２９】次に、図４により図１のクリーニングブラ
シ３２およびフリッカーバー３６の取付方法について説
明する。ハウジング３４には、取付用フランジ３４ａ、
切欠長孔３４ｂ、支持用筒体３４ｃが形成され、また、
フリッカーバー３６の両端には係合突起部材３６ａが形
成される。先ず、クリーニングブラシ３２の回転軸３２
ａを切欠長孔３４ｂに沿って落とし、軸受３８を支持用
筒体３４ｃ内に嵌合させながら回転軸３２ａを軸受３８
内に支持させる。次に、フリッカーバー３６の係合突起
部材３６ａを切欠長孔３４ｂに係合させ、係合突起部材
３６ａの下端がが軸受３８に当接させた状態で、フリッ
カーバー３６をボルト３９によりハウジング３４の取付
用フランジ３４ａに固定する。

【００３０】上記取付方法によれば、クリーニングブラ
シ３２およびフリッカーバー３６を一方向からセットす
ることができ、自動組立を可能にするとともに、ハウジ
ング３４の切欠長孔３４ｂをガイドとしてフリッカーバ
ー３６の係合突起部材３６ａを軸受３８に突き当ててセ
ットするため、高い位置精度を確保することができる。
従って、クリーニングブラシ３２の長寿命化および確実
なクリーニング効果が得られるとともに、切欠長孔３４
ｂからのトナー吹出を防止することもできる。なお、こ
の取付方法は、クリーニングブラシおよびフリッカーバ
ーに代えてクリーニングロールおよび該ロールの回収ト
ナーをかき落とすスクレーパに適用してもよい。

【００３１】また、転写部で電荷量を増して強い静電気
で感光体１１に付着したキャリアーを更に効率良く除去
するために、クリーニングブラシに交流電圧或いは交流
電圧と直流電圧を重畳して印加してもよい。また、本発
明では用紙繊維やキャリアーの除去のために絶縁性繊維
と導電性繊維を混紡したが、絶縁性繊維のみでクリーニ
ングブラシを作成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ブ
ラシ間にトナーが溜まることなく、導電性ブラシにより
キャリヤを除去し、感光体の損傷を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明における画像形成装置におけるク
リーニング装置の１実施例を示す断面図

【図２】本発明における作用を説明するための図

【図３】本発明におけるブラシの混合状態を説明するた
めの図

【図４】図１のクリーニングブラシおよびフリッカーバ
ーの取付方法を説明するための図で、図Ａは分解斜視
図、図Ｂは図ＡのＢ方向から見た一部側面図

【図５】本発明の課題を説明するための実験結果を示す
図

【図６】本発明が適用される画像形成装置の例を示す構
成図

【符号の説明】

１１…感光体、１６…クリーニング装置、３２…クリー
ニングブラシ ３３…クリーニングブレード、３６…フリッカーバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性を有するキャリヤを現像剤として使
   用し、ドラム状あるいはベルト状の誘電体転写シートを
   用いて転写材上に転写を行い、クリーニングブレードを
   用いて転写後のトナーを除去する画像形成装置におい
   て、感光体の転写領域とクリーニングブレードの間にク
   リーニングブラシを回動可能に設け、前記クリーニング
   ブラシは、絶縁性繊維と導電性繊維を撚った繊維の束で
   構成されるとともに、繊維の密度を１２５束／ｉｎｃｈ
   ² 以上５００束／ｉｎｃｈ² 以下とし、且つ１束中の繊
   維の本数を７０本以上２００本以下としたことを特徴と
   する画像形成装置におけるクリーニング装置。