JPH05313540A - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】感光体上に付着したキャリヤの電荷を効果的に
除去することによりトナーおよびキャリヤを除去し、感
光体の寿命をのばして長期に安定したコピー質を得る。 【構成】導電性を有するキャリヤを現像剤として使用
し、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、クリーニングブレー
ド３３よりも感光体移動方向上流側で感光体１１に接触
するシール部材３１を設け、シール部材３１を導電性フ
ィルムで構成するとともに、シール部材３１と感光体１
１との接触幅Ｎを５〜１５mm、シール部材３１に印加す
る交流バイアスを２００〜１０００Ｈｚ、４００〜１０
００Ｖ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、電子写真複写機、プリ
ンタ、ファックス等の画像形成装置において、感光体上
に付着したトナーおよびキャリヤを除去するクリーニン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、カラー電子写真複写機の例を示
す構成図であり、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。

【０００３】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１５、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。

【０００４】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、シアンの画像信号を出力する。以下、マゼンダ、ブ
ラックの各画像信号の潜像を順番に形成させる。

【０００５】現像装置１３は、イェロー用現像器１３
Ｙ、シアン用現像器１３Ｃ、マゼンダ用現像器１３Ｍ、
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、シアン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
する位置にシアン用現像器１３Ｃを配置させる。マゼン
ダ、ブラックの現像も同様にして動作させる。

【０００６】転写装置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。

【０００７】転写ドラム１５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１９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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記現像装
置１３において、キャリヤと非磁性トナーから成る二成
分磁気ブラシ現像を行う方式を採用する場合、クリーニ
ングされる以前の感光体上の残留トナーは、感光体上に
残留する電荷により感光体に対して静電的に強く吸着さ
れており、その直前にＡＣコロナ放電や除電ランプ等を
設けて、残留トナーの電荷を中和することが必要であ
る。しかしながら、前記の方法では残留トナーの最下層
にあたるトナーの電荷や残留トナーを蜜に有する感光体
上の電荷、または残留トナーの対向する感光体上の電荷
は存在するために電気的に中和されず、最下層のトナー
や蜜に残留するトナー群は、除電を行ったにもかかわら
ず、感光体に付着したままで、クリーニングブレードや
クリーニングブラシだけでは完全に除去できないという
問題を有している。

【０００９】また、二成分磁気ブラシ現像においては、
潜像にトナーのみを移動させ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、転写されずに残ったキャリヤがクリー
ニングブレードのエッジに食い込んで感光体ドラム１１
の表面に傷をつけ、それらが原因となって画像上の点、
線または白点、白すじといった画像汚れ、トナーフィル
ミングなどを引き起こすという問題を有している。

【００１０】とくに、図５で説明した誘導体シートを使
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、強い静電気が感光体に付着
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
４に示すように、誘導体シートを使用する場合は、誘導
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著しく増大してい
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。

【００１１】これに対して、キャリヤを除去するクリー
ニング装置としては、従来、種々の方式が提案されてい
る。例えば、特開昭６１−２１２８８０号公報において
は、キャリヤがブレードに達する前にキャリヤを磁力に
より感光体表面から除去し、感光体の損傷を防止するよ
うにしているが、転写ドラムあるいは転写ベルトを使用
したカラー複写機では、キャリヤの有する静電気力が強
く、３０００ガウス以上の磁石を０．５ｍｍのギャップ
で感光体に近づけても除去できない欠点があり、さらに
強力な磁力をもつマグネットロールを高精度で感光体に
保持、駆動させなければならないため、コスト的にも高
くなる欠点があった。

【００１２】また、特開昭５３−６６２３７号公報にお
いては、コロナ放電によりキャリヤの静電的付着力を低
減して除去するようにしているが、コロナ放電では、キ
ャリヤの感光体との接触部に集中している電荷を効率的
に除電することは困難であり、さらに磁力による除去を
併用する必要があるなど、性能的に不充分な点があっ
た。また、特開昭５６−５０３６３号公報においては、
導電性ブラシに交流電圧を印加することにより、不平等
電界による反発力でトナーを感光体から飛散させるよう
にしているが、大容量のブロワーが必要であり、騒音、
装置のサイズ、コストの点で欠点があり、かつ本来のク
リーニング性能の点でも、ブレード方式には劣る欠点が
あった。

【００１３】また、特開平１−２５７９８３号公報にお
いては、板状磁石に透磁率の高い金属板を先が突き出す
よう接合させて磁界を発生させ、感光体上のキャリヤを
回収していたが、金属板の突出部からの磁界は、高磁束
密度を得られなく、また、磁力だけではキャリヤを回収
しきれないという欠点があった。また、特開平１−１３
４４８４号公報においては、マグネットロールの回りに
スリーブを設け、スリーブにバイアスを印加して、電気
的、磁気的に感光体上のキャリヤを回収するが、マグネ
ットロールの回りをスリーブで覆うため、高磁束密度の
磁界が得られないという欠点があった。

【００１４】さらに、特開昭５９−２６７７３号公報に
おいては、クリーニングブレードよりも感光体移動方向
上流側で感光体に接触するシール部材を設け、該シール
部材を導電性フィルムで構成し、このシール部材にバイ
アスを印加するようにしているが、本発明者が実験を行
ったところ効果が得られなかった。

【００１５】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、感光体上に付着したキャリヤの電荷を効果的に除去
することによりトナーおよびキャリヤを除去し、感光体
の寿命をのばして、長期に安定したコピー質が得られる
画像形成装置のクリーニング装置を提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の画像
形成装置の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、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、前
記クリーニングブレードよりも感光体移動方向上流側で
感光体に接触するシール部材を設け、該シール部材を導
電性フィルムで構成するとともに、前記シール部材と感
光体との接触幅を５〜１５mm、前記シール部材に印加す
る交流バイアスを２００〜１０００Ｈｚ、４００〜１０
００Ｖとすることを特徴とする。なお、導電性フィルム
からなるシール部材を複数枚、感光体に接触させるよう
にしてもよいし、また、クリーニングブレードよりも上
流側に非導電性フィルムからなるシール部材を設け、そ
の上流側に導電性フィルムを設けるようにしてもよい。

【００１７】

【作用】本発明においては、現像部で感光体に付着した
キャリヤは、転写部でさらに電荷量を増し、強い静電気
が感光体に付着した状態でクリーニング装置に入ってき
ても、導電性フィルムからなるシール部材に交流電圧を
印加することにより、キャリヤの持っている電荷を除電
し、クリーニングブレードに達する前にキャリヤの付着
力を低減させ、トナーおよびキャリヤを除去させること
ができる。

【００１８】

【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のクリーニン
グ装置の１実施例を示す断面図である。なお、本発明
は、二成分磁気ブラシ現像方式を採用する画像形成装置
に適用されるが、図５に示される様な誘導体シートを使
用した転写ドラム、或いは転写ベルトを用いる画像形成
装置に適用すればさらに効果がある。

【００１９】図１において、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
めのシール部材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。

【００２０】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にシール
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。

【００２１】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上に
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。

【００２２】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。

【００２３】本実施例においては、シール部材３１を導
電性フィルムから構成し、このシール部材３１に交流電
源３８を印加するようにしている。これにより、現像部
で感光体１１に付着したキャリヤは、転写部でさらに電
荷量を増し、強い静電気が感光体１１に付着した状態で
クリーニング装置１６に入ってきても、シール部材３１
に印加したバイアス電圧により、キャリヤの持つ電荷が
中和されてキャリヤの付着力が低減され、クリーニング
ブラシ３２で簡単にかき落とされ、クリーニングブレー
ド３３で容易にトナーおよびキャリヤを除去させること
ができる。

【００２４】上記クリーニング装置において種々の実験
を行ったところ、シール部材３１として、導電性物質を
塗布したフィルムシールであると長期間感光体に接して
いると、該導電性物質が摩耗して欠落し十分な効果が得
られず、また、導電性物質を塗布せずにフィルム自体を
導電性をもつ材料とすると、効果が多少増大することが
判明し、さらに、図１の如く、シール部材３１と感光体
１１との接触幅Ｎが少ないと、ＡＣバイアスをかけても
付着力除去効果が十分でないことが判明した。そこで、
以下の条件で比較テストを行った。有機感光体は、直径
８４mm、風速１６０mm／sec 、クリーニングブレード
は、ポリウレタン（熱硬化型）７０Ｈｓ、設定角２０°
で加重２０ｇ／cm² 、クリーニングブラシは、ポリプロ
ピレンの混紡で、外径２０mm、周速は２００mm／sec 、
トナーはＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色のカラートナーで粒径は
平均７μｍ、キャリヤは粒径５０μｍである。表１は各
条件下での画像欠陥が発生するまでのコピー枚数を示し
ている。

【００２５】

【表１】

【００２６】上記の結果、ポリエチレンやポリウレタン
をベース材料にして、その導電性を１０³Ωｃｍにした
フィルムを接触巾Ｎを１０mmにして、ＡＣ５００Ｈｚで
８００Ｖを印加すると長期に亘り安定した画像を得るこ
とができた。なお、導電性フィルムにＤＣを印加して、
トナーやキャリアーを吸着して取り除こうとすると、吸
着したトナーなどにより隙間ができて、トナーが落下し
てしまったり、吸着したキャリアーによって逆にキズつ
けてしまうという不具合も発生してしまうということも
判明した。

【００２７】この結果をベースにして、接触巾Ｎ、周波
数、電圧の影響をテストした結果、図３のそれぞれＡ、
Ｂ、Ｃに示す結果が得られ、接触幅は５〜１５mm、周波
数は２００〜１０００Ｈｚ、電圧は４００〜１０００Ｖ
の範囲で効果が得られることが判明した。なお、接触幅
が１５mm以上になると感光体の回転ピッチに影響が出て
しまい、ＡＣバイアスも１ＫＨｚ、１ｋＶ以上になると
振動音によって騒音となってしまうので好ましくない。

【００２８】図２は本発明の他の実施例を示している。
なお、前記した図１の実施例と同一の構成については同
一番号を付けて説明を省略する。本実施例においては、
導電性フィルムからなるシール部材３１を複数枚を感光
体１１に接触させてトナー、キャリヤの除電効果を上
げ、スピードの早いマシンにおいても適用可能にしてい
る。なお、シール部材３１のうち一つを従来の非導電性
フィルムとし、その上流側に導電性フィルムを設けるよ
うにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、導電性を有するキャリヤを現像剤として使用
し、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、前記クリーニングブレー
ドよりも感光体移動方向上流側で感光体に接触するシー
ル部材を設け、該シール部材を導電性フィルムで構成す
るとともに、前記シール部材と感光体との接触幅を５〜
１５mm、前記シール部材に印加する交流バイアスを２０
０〜１０００Ｈｚ、４００〜１０００Ｖとするようにし
たため、感光体上に付着したキャリヤの電荷を効果的に
除去することによりトナーおよびキャリヤを除去し、感
光体の寿命をのばして長期に安定したコピー質が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図

【図３】本発明の作用効果を説明するための図

【図４】本発明の課題を説明するための図

【図５】本発明が好適に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、３１…シール
部材 ３２…クリーニングブラシ、３３…クリーニングブレー
ド、３８…交流電源 Ｎ…接触幅

フロントページの続き (72)発明者 北村正彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内

Claims (3)

【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、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、前記クリーニングブレ
   ードよりも感光体移動方向上流側で感光体に接触するシ
   ール部材を設け、該シール部材を導電性フィルムで構成
   するとともに、前記シール部材と感光体との接触幅を５
   〜１５mm、前記シール部材に印加する交流バイアスを２
   ００〜１０００Ｈｚ、４００〜１０００Ｖとすることを
   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】導電性フィルムからなるシール部材を複数
   枚、感光体に接触させることを特徴とする請求項１に記
   載の画像形成装置のクリーニング装置。
3. 【請求項３】クリーニングブレードよりも上流側に非導
   電性フィルムからなるシール部材を設け、その上流側に
   導電性フィルムを設けることを特徴とする請求項１に記
   載の画像形成装置のクリーニング装置。