JPH05297771A - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】像坦持体のクリーニング時と研磨時とで、それ
ぞれの条件に適合するように、像坦持体に対するファー
ブラシの摺擦力や摺擦速度を切り替えることができる、
表面研磨手段を兼用した低コストで長寿命な画像形成装
置のクリーニング装置を提供する。 【構成】像坦持体１に対するファーブラシ１１の相対移
動方向の下流側に、芯金ローラ１１ａに対するファーブ
ラシ１１の繊維１１ｂを傾斜させ、像坦持体１のクリー
ニング時に、繊維１１ｂの傾斜方向が像坦持体１の表面
に倣う方向にファーブラシ１１を移動させ、像坦持体１
の研磨時に、繊維１１ｂの傾斜方向が像坦持体１の表面
に逆らう方向にファーブラシ１１を一時的に逆移動させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機、プリンタ
ー、および、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画
像形成装置のクリーニング装置に関し、詳しくは、上記
画像形成装置の像坦持体上に付着した廃トナー等を除去
するクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機，プリンタ，ファクシミリ等の電
子写真方式を用いた従来の画像形成装置の一例を図５に
基づいて説明する。図５において、像坦持体１が帯電チ
ャージャ２により一様に帯電され、この像坦持体１に露
光光学系３によって原稿画像が照射されることによっ
て、像坦持体１上に原稿の静電潜像が形成される。次い
で、イレーサ４により、記録紙間領域および記録紙両端
部等の非画像領域に対応する像坦持体１上の電荷が除去
された後、現像装置５によって上記の静電潜像にトナー
が供給され、像坦持体１上にトナー像が形成される。一
方、この間に、給紙ローラ３１により給紙カセット３０
から記録紙が送り出される。この記録紙は、ガイド板３
２に沿って案内され、さらに、一対のレジストロー等３
３によって一旦停止された後、像坦持体１上のトナー像
の位置が記録紙の所定の位置に対応するタイミングで、
像坦持体１の移動速度に同期して転写部に搬送される。
これにより、上記の転写部に配置された転写チャージャ
６により記録紙が帯電され、像坦持体１上のトナー像が
記録紙上に転写される。このトナー像が転写された記録
紙は、分離チャージャ７のコロナ放電により除電される
ことによって、その静電吸着力が除去されて像坦持体１
上から分離される。次いで、像坦持体１上から分離され
た記録紙は、ガイド板３４および搬送装置３５により定
着装置３６へ搬送されて、そのトナー像が加熱・加圧さ
れて定着された後、一対の排紙ローラ３７によって排紙
トレイ３８上に排出される。

【０００３】一方、上記の転写部において記録紙上に転
写されずに、像坦持体１上に残留したトナー（廃トナ
ー）は、クリーニング装置９によって像坦持体１上から
除去される。また、この廃トナーが除去された像坦持体
１は、除電チャージャ１５のコロナ放電、および、除電
ランプ１６の光照射を受けることにより静電的にも初期
化されて、次の画像形成に備えられる。

【０００４】ところで、上記のクリーニング装置９とし
て、ファーブラシを使用して廃トナーを除去するものが
知られている。このファーブラシを用いた従来のクリー
ニング装置の一例を図６に示す。図６において、像坦持
体１上に残留した廃トナー及び像坦持体１は、先ず、ク
リーニング前チャージャ８によりコロナ放電を受けて、
その極性および電位が制御される。次いで、この廃トナ
ーは、クリーニング装置９の入り口側に配設されたシー
ル１０を通過した後、クリーニング用のファーブラシ１
１の静電的吸着力および機械的摩擦力によって像坦持体
１上から除去される。ファーブラシ１１は、所定のバイ
アスが印加される芯金ローラ１１ａの周面上に、多数の
導電性繊維１１ｂ（以下、単に繊維という）を植設して
構成されており、図示しない駆動モータによって、図６
において時計方向、すなわち、像坦持体１の回転方向と
逆の方向に回転駆動されている。このファーブラシ１１
によって除去されずに像坦持体１上に残留した廃トナー
は、ファーブラシ１１の下流側に配置されたクリーニン
グブレード２３の機械的摩擦力によって像坦持体１上か
らファーブラシ１１上に掻き落される。このファーブラ
シ１１上に掻き落されることによってファーブラシ１１
の繊維１１ｂ上に捕捉された廃トナーは、ファーブラシ
１１の繊維１１ｂがフリッカーバー２４に接触する際の
衝撃力によって、ファーブラシ１１上から分離されて、
クリーニング装置９のケーシングの下部に形成された廃
トナー排出部に落下される。また、フリッカーバー２４
による機械的な除去作用によっても落下されずに繊維１
１ｂに付着してファーブラシ１１上に残留した廃トナー
は、フリッカーバー２４と繊維１１ｂとの接触時の衝撃
によりその繊維１１ｂへの付着力が弱められることによ
って、高圧のバイアス電圧が印加されたバイアスローラ
１２上に吸着される。そして、このバイアスローラ１２
上に吸着された廃トナーは、このバイアスローラ１２の
周面に接触配置されたスクレーパ１３により、バイアス
ローラ１２上から機械的に掻き落されて、上記の廃トナ
ー排出部に落下される。このようにしてクリーニング装
置９の廃トナー排出部内に回収された廃トナーは、この
廃トナー排出部に配置されたコイル状の排出部材１４の
回転により、クリーニング装置９の外方の所定の部位に
設置された廃トナーボトル（図示せず）内に搬送されて
貯蔵廃棄される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
な従来のクリーニング装置９では、像坦持体１上に残留
した廃トナーを完全に除去することが困難となる。例え
ば、ファーブラシ１１によって捕捉されずに像坦持体１
上に残留した廃トナーの殆どは、前述したように、クリ
ーニングブレード２３のエッジ部分で阻止されてファー
ブラシ１１上に落下されるが、一部の廃トナーは、クリ
ーニングブレード２３のエッジ部分に潜り込んで、この
クリーニングブレードによって押圧される。また、この
ようにクリーニングブレード２３のエッジ部分に潜り込
む廃トナーは、比較的微粉化された小粒径のトナーであ
ることが多いため、このクリーニングブレード２３のエ
ッジ部を比較的容易に通過して像坦持体１上に残留す
る。このため、画像形成装置を比較的高温な環境下で使
用したり、長時間連続使用したりした場合には、その機
内温度の上昇に伴って、像坦持体自体の温度が上昇する
とともに、現像剤の樹脂成分（トナー樹脂）が溶融し易
くなり、上記のようにして除去されずに残留した廃トナ
ーが、像坦持体１上に薄層状態となって固着する。この
ように、像坦持体１上に薄層状態となって廃トナーが固
着している場合には、像坦持体１の静電的な特性が変化
して、画像上に異常が現れる。

【０００６】ここで、仮に、上述のような薄層状態の廃
トナーが像坦持体１の全面に亘って均一に固着している
のであれば、この廃トナーの付着に伴う像坦持体１の静
電的な特性の変化分を補正して画像への影響を少なくす
ることも可能であるが、このように廃トナーが像坦持体
１の全面に均一に付着することは皆無に近く、一般的に
は、像坦持体１の移動方向（回転方向）に沿って、廃ト
ナーがスジ状もしくはまばらに付着する。

【０００７】従って、前記従来の画像形成装置では、像
坦持体１上への廃トナーの付着による影響が、像坦持体
１の移動方向に沿ったスジとなって記録紙上に発生する
ため、その画像品質が著しく低下する不具合があった。
なお、上記の例では、クリーニングブレード２３の押圧
によって像坦持体１上への廃トナーの固着が発生するケ
ースについて述べたが、この種の画像形成装置では、ク
リーニングブレード２３の有無に関わらず、トナーと像
坦持体１との接触が不可避であるため、上述のようなト
ナー樹脂等の像坦持体１上への薄層固着現象は、電子写
真方式を用いた画像形成装置に共通の問題といえる。

【０００８】従来、上述のような廃トナー等の像坦持体
上への薄層固着現象を解消するために、種々の解決策が
提案されているが、これらの解決策の中で、一般的に利
用されている方法として、像坦持体の表面を研磨して、
その表面の薄層固着物質（主にトナー樹脂からなる）を
除去する方法が知られている。この像坦持体の表面を研
磨する方法としては、クリーニング用ファーブラシや現
像磁気ブラシを研磨手段として兼用したり、像坦持体の
周囲の適所に専用の摺擦部材を接触配置する方法などが
あるが、何れの方法においても、像坦持体の表面を研磨
し過ぎない程度に、表面の薄層固着物質を均一に除去す
ることが課題となる。

【０００９】ここで、クリーニング用ファーブラシを研
磨手段として兼用する方法は、ファーブラシ自体が本来
的に研磨機能を有しているので、新たな部材を何ら必要
とせず、そのコストや構造に影響を及ぼさずに、像坦持
体を容易に研磨できる利点がある。しかしながら、この
ファーブラシを研磨手段として兼用した場合には、本来
のクリーニング手段としての機能を優先させた場合と、
研磨手段としての機能を優先させた場合とで、そのブラ
シ繊維の材質や形態および繊維径、ならびに、その像坦
持体に対する喰い込み量、および、その回転速度等の諸
条件が異なるため、その使用範囲が自ずと規制されてし
まい、その本来のクリーニング機能と、研磨機能との両
立が困難になり易い。また、前記従来のクリーニング装
置９におけるファーブラシ１１は、図７に示すように、
その繊維１１ｂが、この繊維１１ｂを保持する基体とし
ての芯金ローラ１１ａの周面に対して垂直に植設されて
いる。このため、このファーブラシ１１を像坦持体１の
表面研磨手段として兼用した場合には、その長期使用に
よる繊維１１ｂの毛倒れによって、その像坦持体１への
摺擦力、すなわち、その研磨機能が低下して、像坦持体
上に固着した薄層固着物質の除去ができなくなる虞れが
高い。また、このような繊維１１ｂの毛倒れによる研磨
機能の低下を予め見越して、例えば、その像坦持体１に
対する繊維１１ｂの喰い込み量を、通常のそれよりも大
きく設定した場合には、その連続使用による繊維１１ｂ
の毛倒れや、長期の不使用による繊維１１ｂの部分的な
折れ癖がより発生し易くなって、その寿命が著しく短く
なるとともに、その廃トナークリーニング時に、廃トナ
ー自体が研磨剤として作用して像坦持体の表面を摺擦損
傷する虞れがあり、その本来のクリーニング機能が損な
われてしまう。本発明は、上述の点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、像坦持体のクリーニング時と
研磨時とで、それぞれの条件に適合するように、像坦持
体に対するファーブラシの摺擦力や摺擦速度を切り替え
ることができる、表面研磨手段を兼用した低コストで長
寿命な画像形成装置のクリーニング装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述の課題
を解決するために、像坦持体上に形成されたトナー像を
記録紙に転写した後、像坦持体上に残留したトナーを除
去するための手段として、上記像坦持体と接触しながら
相対移動するファーブラシを備えたクリーニング装置に
おいて、上記ファーブラシの繊維を保持する基体に対し
て繊維が傾斜しているとともに、上記ファーブラシの移
動方向を変える駆動手段を具備した構成とする。

【００１１】また、この発明は、上述の課題を解決する
ために、上記基体に対する上記ファーブラシの繊維の傾
斜方向が、上記像坦持体に対する上記ファーブラシの相
対移動方向の下流側に傾斜し、上記像坦持体のクリーニ
ング時には、上記繊維の傾斜方向が上記像坦持体の表面
に倣う方向に上記ファーブラシを移動させ、上記像坦持
体の研磨時には、上記繊維の傾斜方向が上記像坦持体の
表面に逆らう方向に上記ファーブラシを一時的に逆移動
させる構成とする。

【００１２】

【作用】この発明によれば、上記ファーブラシの繊維を
保持する基体に対して繊維が予め傾斜して植設され、か
つ、上記駆動手段によってこのファーブラシの移動方向
が変換されるので、このファーブラシの移動方向の正逆
によって、像坦持体に対するファーブラシの接触圧が可
変される。

【００１３】また、この発明によれば、上記基体に対す
る上記ファーブラシの繊維の傾斜方向が、上記像坦持体
に対する上記ファーブラシの相対移動方向の下流側に傾
斜し、上記像坦持体のクリーニング時には、上記繊維の
傾斜方向が上記像坦持体の表面に倣う方向に上記ファー
ブラシが移動され、上記像坦持体の研磨時には、上記繊
維の傾斜方向が上記像坦持体の表面に逆らう方向に上記
ファーブラシが一時的に逆移動されるので、像坦持体に
対するファーブラシの接触圧が、上記像坦持体のクリー
ニング時には比較的弱く、また、上記像坦持体の研磨時
には比較的強く作用する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図によって詳細に
説明する。但し、この明細書の記述から明らかに想起し
得る範囲の構成・作用、及びこの発明の前記並びにその
他の目的と新規な特徴については、説明の煩雑化を避け
る上から、その図示並びに開示を省略、もしくは簡略化
する。

【００１５】本実施例における画像形成装置の基本的な
構成は、前述の図５に示した画像形成装置と同一に構成
されている。すなわち、本実施例の画像形成装置は、像
坦持体１を一様帯電する帯電チャージャ２、像坦持体１
上に原稿の静電潜像を形成する露光光学系３、像坦持体
１上の非画像領域における不要な電荷を消去するイレー
サ４、上記静電潜像にトナーを供給して上記潜像を顕像
化する現像装置５、像坦持体１上のトナー像を記録紙上
に転写する転写チャージャ６、像坦持体１に対する記録
紙の静電吸着力を弱める分離チャージャ７、像坦持体１
上に残留した廃トナーを除去するクリーニング装置９、
像坦持体１を静電的に初期化する除電チャージャ１５な
らびに除電ランプ１６、および、記録紙上のトナー像を
定着する定着装置３６などで構成されている。

【００１６】また、本実施例におけるクリーニング装置
９も、基本的には従来のそれと同様に構成されており、
ファーブラシ１１、バイアスローラ１２、スクレーパ部
材１３、および、フリッカーバー２４などを備えてい
る。このクリーニング装置９の構成のうち、従来例と異
なる点は、図１に示すように、ファーブラシ１１の繊維
１１ｂが、これを保持する基体としての芯金ローラ１１
ａに対して、傾斜して植設されており、また、ファーブ
ラシ１１を駆動する駆動手段１１ｃが、ファーブラシ１
１を正逆回転し得るように構成されている点である。す
なわち、本実施例のクリーニング装置９では、図２に示
すように、繊維１１ｂが、芯金ローラ１１ａに対して、
角度θだけ傾斜して植毛されたファーブラシ１１、ある
いは、図３に示すように、芯金ローラ１１ａに対して略
垂直に植設された繊維１１ｂをその途中から傾斜させた
ファーブラシ１１が使用される。また、ファーブラシ１
１の回転方向を変換する駆動手段１１ｃとしては、ファ
ーブラシ１１の駆動源に正逆回転可能な駆動モータ（図
示せず）を使用したり、あるいは、一定方向に回転する
駆動モータの駆動伝達系を回転方向の異なる２系統の伝
達系で構成し、これらの伝達系をクラッチで選択するよ
うに構成した駆動手段が使用される。

【００１７】ところで、一般的に、ファーブラシ１１に
よる像坦持体１のクリーニング能力は、繊維１１ｂの静
電気力が支配的であるが、ファーブラシ１１の繊維１１
ｂと、像坦持体１上に残留した廃トナーとの接触効率が
基本的に低下すると、繊維１１ｂが、その静電気力だけ
では廃トナーを捕捉しきれなくなる。従って、通常のク
リーニング装置では、像坦持体１に対してファーブラシ
１１をアゲンスト方向に回転して、ファーブラシ１１の
繊維１１ｂと、像坦持体１上に残留した廃トナーとの接
触効率を高めるように構成される。このため、前記従来
のクリーニング装置９におけるファーブラシ１１のよう
に、その繊維１１ｂが、この繊維１１ｂを保持する基体
としての芯金ローラ１１ａの周面に対して垂直に植設さ
れている場合には、その長期使用による繊維１１ｂの毛
倒れによって、その像坦持体１への摺擦力、すなわち、
その研磨機能が低下して、像坦持体上に固着した薄層固
着物質の除去ができなくなる。

【００１８】そこで、本実施例のクリーニング装置９で
は、芯金ローラ１１ａに対するファーブラシ１１の繊維
１１ｂの傾斜方向を、像坦持体１に対するファーブラシ
１１の相対移動方向の下流側に傾斜させ、通常の画像形
成動作時、すなわち、像坦持体１のクリーニング時に
は、図１に示すように、ファーブラシ１１の繊維１１ｂ
の傾斜方向が像坦持体１の表面に倣う方向に、ファーブ
ラシ１１を回転駆動する。これにより、ファーブラシ１
１は、その繊維１１ｂが、これを保持する芯金ローラ１
１ａに対して、移動方向下流側に傾斜するように回転さ
れる。従って、本実施例によれば、像坦持体１のクリー
ニング時には、像坦持体１に対するファーブラシ１１の
接触圧（摩擦力）が比較的弱くなるので、繊維１１ｂの
毛倒れによる機能低下が解消されるとともに、像坦持体
表面の細かなリップルを滑らかにすることができる。

【００１９】一方、本実施例における画像形成装置の非
画像形成動作時、すなわち、像坦持体１の研磨時には、
図４に示すように、ファーブラシ１１の繊維１１ｂの傾
斜方向が像坦持体１の表面に逆らう方向に、ファーブラ
シ１１が一時的に逆転駆動される。これにより、この像
坦持体１の研磨時には、ファーブラシ１１の繊維１１ｂ
が、芯金ローラ１１ａに対して移動方向上流側に傾斜し
た状態で、像坦持体１に接触する。従って、本実施例の
クリーニング装置９によれば、像坦持体１の研磨時に
は、ファーブラシ１１の繊維１１ｂが像坦持体１に喰い
込むように作用し、像坦持体１に対するファーブラシ１
１の接触圧（摩擦力）が比較的強くなるので、この像坦
持体１上に固着した物質を短時間で効果的に除去でき
る。また、このときに、像坦持体１の回転速度を下げる
か、あるいは、像坦持体１を逆転させれば、そのファー
ブラシ１１に対する相対移動速度がより高められて、像
坦持体１の研磨がより効果的に行なわれる。但し、この
場合には、常に強い摩擦力で像坦持体１を研磨すると、
像坦持体１の表面に粗いリップルが発生し、画像上にス
ジやムラが現われて画像品質を低下させる結果を招くた
め、ファーブラシ１１を逆転させる時間を適切に設定す
る必要がある。

【００２０】上述のように、本実施例のファーブラシ１
１は、像坦持体１上の固着物質を効果的に除去する比較
的強い摩擦力と、像坦持体表面のリップルを滑らかにす
る比較的弱い摩擦力とを、その回転方向を変換するだけ
の操作により得ることができる。従って、本実施例によ
れば、他の除去部材を必要とせずにファーブラシ１１の
みで像坦持体１上の固着物質を効果的に除去でき、ま
た、像坦持体１、トナー、および、ファーブラシ１１等
の条件が異なっても適応することができる。さらに、本
実施例によれば、像坦持体１の研磨時にファーブラシ１
１が一時的に逆転されることにより、その繊維１１ｂの
毛倒れが補正されるので、ファーブラシ１１の長寿命化
が図れる。また、本実施例では、画像形成装置の電源が
投入されてから画像形成装置が立ち上がるまでの時間等
を利用して、上記の像坦持体１を研磨するモードを実行
することにより、像坦持体１の研磨による画像形成装置
の生産性の低下を回避できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、像坦持体上の固着物質
を効果的に除去する比較的強い摩擦力と、像坦持体表面
のリップルを滑らかにする比較的弱い摩擦力とを、その
回転方向を変換するだけの操作により得ることができ、
また、像坦持体、トナー、および、ファーブラシ等の条
件が異なっても適応することができるとともに、像坦持
体の研磨時にファーブラシが一時的に逆転されることに
より、その繊維の毛倒れが補正されてファーブラシの長
寿命化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のクリーニング装置のクリーニング動
作時の概略断面図である。

【図２】この発明のクリーニング装置のファーブラシの
概略断面図である。

【図３】この発明のクリーニング装置の他のファーブラ
シの概略断面図である。

【図４】この発明のクリーニング装置の像坦持体研磨時
動作時の概略断面図である。

【図５】従来の画像形成装置の概略断面図である。

【図６】従来のクリーニング装置の概略断面図である。

【図７】上記従来のクリーニング装置におけるファーブ
ラシの概略断面図である。

【符号の説明】

１ 像坦持体 ９ クリーニング装置 １１ ファーブラシ １１ａ 芯金ローラ １１ｂ 繊維 １１ｃ 駆動手段 １２ バイアスローラ １３ スクレーパ部材 ２３ クリーニングブレード ２４ フリッカーバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像坦持体上に形成されたトナー像を記録紙
   に転写した後、像坦持体上に残留したトナーを除去する
   ための手段として、上記像坦持体と接触しながら相対移
   動するファーブラシを備えたクリーニング装置におい
   て、上記ファーブラシの繊維を保持する基体に対して繊
   維が傾斜しているとともに、上記ファーブラシの移動方
   向を変える駆動手段を具備していることを特徴とする画
   像形成装置のクリーニング装置。
2. 【請求項２】上記基体に対する上記ファーブラシの繊維
   の傾斜方向が、上記像坦持体に対する上記ファーブラシ
   の相対移動方向の下流側に傾斜していることを特徴とす
   る請求項１記載のクリーニング装置。
3. 【請求項３】上記像坦持体のクリーニング時には、上記
   繊維の傾斜方向が上記像坦持体の表面に倣う方向に上記
   ファーブラシを移動させ、上記像坦持体の研磨時には、
   上記繊維の傾斜方向が上記像坦持体の表面に逆らう方向
   に上記ファーブラシを一時的に逆移動させることを特徴
   とする請求項２記載のクリーニング装置。