JPH06102803A - クリ−ニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、高精細化等画質の向上のため、８μ
m 以下の従来に比較し小粒径の現像剤を用いても、さら
に、重合法により作成した球形状の現像剤を用いてもク
リ−ニング不良を起こすことのないクリ−ニング装置を
提供することを目的とする。 【構成】本発明は感光体ドラム２体上に形成された現像
剤像を転写装置３により、転写材へ転写後、前記感光体
ドラム２上に残留した現像剤を弾性ウレタンブレ−ド１
１により除去するクリ−ニング装置において、前記転写
装置３と前記弾性ウレタンブレ−ド１１との間に設けら
れた導電性ブラシ１５と、この導電性ブラシ１５に交流
電圧を印加することにより前記感光体ドラム２５に残留
した現像剤の電荷を除電する交流電源１７とを具備して
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体等の像担持体上
に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して用紙など
の転写材に記録する画像形成装置のクリ−ニング装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置としては、電子写真装置や
静電プリンタなどが知られている。

【０００３】これからの画像形成装置では、感光体上に
静電潜像を形成し、この静電潜像に現像剤を静電的に付
着させて現像剤像を形成し、ついで、この現像剤像を用
紙に転写することにより、画像形成を行っている。

【０００４】このような画像形成装置においては、転写
後の感光体上に静電潜像と、転写しきれなかった現像剤
が残存するため、通常、残存現像剤を弾性ブレ−ドなど
を用いたクリ−ニング装置により除去し、続いて、静電
潜像を除電により除去している。

【０００５】ところで、近年、特に、高精細化等の画質
の向上が要求されており、必然的に現像剤（トナ−）も
８μm 以下の従来に比較し、小粒径のものが使用される
傾向にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像剤
（トナ−）の小粒径化により、従来の弾性ブレ−ドなど
を用いたクリ−ニング装置では十分に除去しきれず、弾
性ブレ−ドと像担持体の間を擦り抜ける現像剤（トナ
−）が増加し、文字／画像パタ−ンがそのまま次の画像
形成サイクルまで残り、メモリ画像となるクリ−ニング
不良現象が起こりやすい。

【０００７】また、現像剤（トナ−）を特に粒径８μm
以下の小粒径にするためには、従来の粉砕法に代わり、
粒子自体を乳化重合、懸濁重合などにより、制作する重
合法が価格上有利であるが、重合法を用いると現像剤
（トナ−）の粒子形状が球形化し、そのコロ効果のた
め、弾性ブレ−ドなどを用いたクリ−ニング装置におい
ては、弾性ブレ−ドと感光ドラムの間を擦り抜けやすく
なり、小粒径化とともにクリ−ニング性が低下する要因
となる。図１１は、従来のクリ−ニグ法によるクリ−ニ
ング性のトナ−粒径依存性を示す（クリ−ニング性の評
価法は後にのべる）。この問題に対し、従来、現像剤
（トナ−）の表面に無機あるいは、有機粒子を付着させ
るなどの改良法が試みられているが、十分な効果が上が
っていない。

【０００８】そこで、本発明は、高精細化等画質の向上
のため、８μm 以下の従来に比較し小粒径の現像剤を用
いても、さらに、重合法により作成した球形状の現像剤
を用いてもクリ−ニング不良を起こすことのないクリ−
ニング装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、像担持体上に形成された現像剤像を転写手段
により、転写材へ転写後、前記像担持体上に残留した現
像剤を弾性クリ−ニング部材により除去するクリ−ニン
グ装置において、前記転写手段と前記弾性クリ−ニング
部材との間に設けられ前記像担持体に接触する導電性部
材と、この導電性部材に交流電圧を印加することにより
前記像担持体上に残留した現像剤の電荷を除電する印加
手段と、を具備し、また、像担持体上に形成された現像
剤像を転写手段により、転写材へ転写後、前記像担持体
上に残留した現像剤を弾性クリ−ニング部材により除去
するクリ−ニング装置において、前記転写手段と弾性ク
リ−ニング部材との間に設けられ前記像担持体に接触し
前記弾性クリ−ニング部材により除去される現像剤の外
部への飛散を防止する飛散防止部材と、この飛散防止部
材と前記弾性クリ−ニング部材との間に設けられ前記像
担持体に接触する導電性部材と、この導電性部材に交流
電圧を印加することにより前記像担持体上に残留した現
像剤の電荷を除電する印加手段とを具備し、さらに、像
担持体上に形成された現像剤像を転写手段により、転写
材へ転写後、前記像担持体上に残留した現像剤を弾性ク
リ−ニング部材により除去するクリ−ニング装置におい
て、前記転写手段と弾性クリ−ニング部材との間に設け
られて前記像担持体に接触し前記弾性クリ−ニング部材
により除去される現像剤の外部への飛散を防止する導電
性の飛散防止部材と、この飛散防止部材に交流電圧を印
加することにより前記像担持体上に残留した現像剤に電
荷を注入する印加手段とを具備してなる。

【００１０】

【作用】一般に現像剤（トナ−）の像担持体への付着力
は主に静電吸引による。像担持体が現像剤（トナ−）と
逆極性に帯電している場合、すなわち、正規現像の場
合、その付着力は最も強固である。正規現像の場合、一
般には、この付着状態でクリ−ニング工程が行われる
が、この付着力を弱めるために、クリ−ニング前に光あ
るいは放電を用いた除電手段を挿入することも行われて
いる。この場合、除電工程により像担持体の表面電荷を
消去し、その付着力は弱まるが、除電工程時に現像剤
（トナ−）により遮蔽された部分は十分には除電しきれ
ず、付着力の低下も不十分である。しかしながら、像担
持体の表面電荷を十分に消去しても、現像剤（トナ−）
が帯電している限り、現像剤（トナ−）は鏡像力により
像担持体に付着する。静電引力の強さは距離の２乗に反
比例し、特に、現像剤（トナ−）Ｇが８μm 以下の小粒
径となると、距離が短くなるため、効果のため鏡像力の
作用も大きくなり、付着力は非常に大きくなるととも
に、弾性クリ−ニングブレ−ドなどによるクリ−ニング
の不良が起こりやすくなる。

【００１１】一方、反転現像の場合は像担持体の現像剤
（トナ−）付着部分が帯電しておらず、像担持体への現
像剤（トナ−）の付着力は鏡像力が主となるが、このと
きも現像剤（トナ−）が８μm 以下の小粒径となると、
付着力は非常に大きくなり、弾性クリ−ニングブレ−ド
などによるクリ−ニングの不良が起こり易くなる。さら
に、現像剤（トナ−）を重合法を用いて製造すると、現
像剤（トナ−）の粒子形状が球形化し、そのコロ効果の
ため、弾性ブレ−ドなどを用いたクリ−ニング装置にお
いては、弾性ブレ−ドと像担持体間を擦り抜けやすくな
り、小粒径化とともにクリ−ニング性が低下する。

【００１２】上記導電性部材または導電性の飛散防止部
材に印加手段により、交流電圧を印加すると、転写後
に、前記像担持体上に残留した現像剤の電荷が除電され
て鏡像力が低下され、弾性クリ−ニング部材により良好
に除去される。また、このクリ−ニング時に除去される
現像剤は飛散防止部材により、外部への飛散が防止され
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図１〜図４示す一実施例を参
照して説明する。図１は、本発明のクリ−ニング装置の
実施例を含むレ−ザプリンタ実験機の概要の断面図の一
部を示すものである。

【００１４】図中２はφ４０、長さ２６５mmの有機負帯
電型の像担持体としての感光体ドラムで、この感光体ド
ラム２の周囲部にはクリ−ニング装置１、転写装置３、
除電手段４が配設されている。

【００１５】また、上記転写装置３とクリ−ニグ装置１
との間には導電性部材としての導電性ブラシ１５が設け
られている。この導電性ブラシ１５は支持部材１６によ
り支持され、その先端部を上記感光体ドラム２の周面に
接触させている。

【００１６】上記クリ−ニング装置１は弾性クリ−ニン
グ部材としての弾性ウレタンブレ−ド１１を備え、この
弾性ウレタンブレ−ド１１は支持部材１２を介してクリ
−ニング装置１の容器１０に取り付けられている。

【００１７】また、上記容器１０の下部側、すなわち、
上記弾性ウレタンブレ−ド１１の感光体ドラム２回転方
向上流側には、飛散防止部材としてのリカバリ−ブレ−
ド１３が取り付けられている。このリカバリ−ブレ−ド
１３により、現像剤（トナ−）のクリ−ニング装置１か
らの落下飛散が防止されるようになっている。

【００１８】さらに、クリ−ニング装置１の容器１０の
内底部には搬送手段１４が設けられ、この搬送手段１４
により容器１０内に溜まったトナ−が外部に排出される
ようになっている。なお、図１では、転写材剥離用の剥
離手段が備えられていないが、感光体ドラム２がφ６０
以上の大径の場合は剥離手段が必要となることが多い。
また、上記導電性ブラシ１５には交流電源１７が電気的
に接続され、この交流電源１７は直流電圧の重畳も可能
である。つぎに、簡単にプロセスサイクルを説明する。

【００１９】感光体ドラム２は図示しない帯電手段によ
りその表面が負極性に全面均一に帯電されたのち、図示
しない半導体レ−ザ−露光手段により、静電潜像が形成
され、さらに、図示しない二成分乾式現像装置により負
帯電トナ−を反転現像により現像する。

【００２０】つづいて、感光体ドラム２上の現像剤像は
転写装置３により用紙などの転写材に転写され、転写残
りトナ−は導電性ブラシ１５に接触したのち、クリ−ニ
ング装置１まで達し、ここで弾性クリ−ニングブレ−ド
１１によりクリ−ニングされる。そして、このクリ−ニ
ング後、感光体ドラム２は光源など除電手段４により除
電され、つぎのプロセスサイクルに入る。トナ−は転写
装置３を通過する際、転写材が存在しない場合には、逆
帯電し、さらに、感光体ドラム２上に強固に付着するこ
ともある。

【００２１】ところで、本実施例において使用した導電
性ブラシ１５は１０³ 〜１０⁹ Ωcmの比抵抗を有し、か
つ、長さが２〜４０mm、太さが２０〜２００μm 好まし
くは２０〜１００μm のレ−ヨンまたはナイロンなどの
繊維に導電性カ−ボンを分散させてなる導電性繊維を４
００〜５００本／cmの密度で束ねた刷毛状体（ブラシ）
である。

【００２２】この導電性ブラシ１５は上記感光体ドラム
２の長手方向に亘りその周面と接触している。この導電
性ブラシ１５は感光体ドラム２の回転とともに、約２〜
１０mmの接触幅（ニップ）を持って摺擦される。

【００２３】また、導電性ブラシ１５に印加する交流電
圧は２００〜３０００Ｖ、特に、５００〜３０００Ｖが
有効である。周波数は５０〜１００ＫＨｚまでの範囲で
検討を行ったが有意な差は認められなかった。

【００２４】導電性ブラシに交流電界を印加することに
より現像剤（トナ−）が除電されるのみならず、現像剤
（トナ−）を攪乱させ像担持体から飛翔させる効果も得
られ、より一層クリ−ニング性向上の効果は大きい。本
発明のいずれの場合でも、特徴である導電性ブラシは現
像剤（トナ−）に十分に接触し、かつ、接触後ブラシに
滞留せずすみやかに離反し、蓄積することがないことも
特徴である。これは交流電圧を印加するため静電気に固
定できないことと、導電性ブラシが板状であり、内部に
蓄積しにくいという構造的な理由と２つの理由に起因し
ている。

【００２５】従来から弾性クリ−ニングブレ−ドの上流
に導電性回転ブラシあるいは回転磁気ブラシを用いて除
電あるいは予備クリ−ニングする改良策も検討されてい
るが、この場合はコピ−／プリント枚数が増えるととも
にいずれのブラシも現像剤（トナ−）の付着量が増加
し、除電あるいは予備クリ−ニングの能力を徐々に低下
させることになる。また、フエルト、ウエブなど絶縁性
の材料を単に機械的な予備クリ−ニングの目的で同様の
位置に設置する場合もあるが、予備クリ−ニング能力の
低下はさらに大きい。また、印加交流電圧に直流電圧を
重畳させることも有効である。特に、トナ−の帯電極性
と逆極性の直流電圧を重畳させることが有効である。た
だし、転写により逆帯電したトナ−が多い場合は、逆に
トナ−の帯電極性と同極性の直流電圧を重畳させること
が有効である。

【００２６】上記導電性ブラシ１５は上記のような適度
な直径を有する繊維であるため、摺接に伴ない感光体ド
ラム２上の残留トナ−に確実に接触し、かつ、適度の摩
擦力を発揮する。このため、上記導電性ブラシ１５に交
流電圧を印加することにより、トナ−は確実に除電さ
れ、かつ、感光体ドラム２の表面電位も除電される。

【００２７】図２および図３に粉砕法および乳化重合粒
子凝集法により作製された種々の平均粒径（体積平均）
のトナ−の印加電圧を変えた場合のクリ−ニングの効果
を示す。

【００２８】粒子径の測定法はコ−ルタ−カウンタＴＡ
−II型（コ−ルタ社製）を用いた。また、クリ−ニング
性の評価法は印字率５％の文字パタ−ンの出力を繰り返
し行い出力画線上にクリ−ニング不良が原因と思われる
すじ、あるいは、メモリ−画像の出現の有無で判定して
いる。繰り返し回数は上限を２００００枚としており、
これ以上の数字がこの評価法では存在しない。一般に１
０．０００以上であれば、クリ−ニング性は良好と判断
する。ここで、導電性ブラシ１５の径は５０μm 、ブラ
シピッチ５００本／ｃｍ、抵抗値５×１０⁴ Ωcmであ
る。また、図４に導電性ブラシ１５の径を変えた場合の
クリ−ニング性の差を示す。

【００２９】図からわかるようにトナ−の平均粒径が小
さい程、使用可能のブラシ径は細い方にシフトし、６．
２μm 径で１５〜２００μm 、７．５μm 径で２０〜２
００μm が望ましいことが分かる。

【００３０】なお、上記一実施例では、導電性ブラシ１
５を転写手段３とクリ−ニング装置１との間に設けた
が、これに限られることなく、図５に示すように、導電
性ブラシ１５を弾性クリ−ニグブレ−ド１１とリカバリ
−ブレ−ド１３との間、すなわち、クリ−ニング装置１
の内部に設けても良い。本実施例では、導電性ブラシ１
５により、摺擦されたトナ−がリカバリ−ブレ−ド１３
により遮断され機体内部に飛散することがない。これ
は、特に、トナ−が機体内部に飛散しやすい条件である
感光体ドラム２の周速を３５mm/sec以上にした場合、特
に、有効である。この構成の場合、導電性ブラシ１５の
先端は弾性クリ−ニングブレ−ド１１とできる得る限り
近接しているほうが望ましい。

【００３１】具体的には感光体ドラム２の回転時の導電
性ブラシ１５の先端と弾性クリ−ニングブレ−ド１１の
距離ｄは望ましくは１５mm以下、さらには、１０mm以下
であることが好ましい。

【００３２】この理由は距離が長くなると、一旦、導電
性ブラシ１５により除電されたトナ−が再び、摩擦帯電
により帯電してしまい効果が弱められることと、感光ド
ラム２と導電性ブラシ１５の間で起きている放電によ
り、弾性クリ−ニングブレ−ド１１自体も除電されると
いう効果が薄められるためである。

【００３３】無論、この距離を余りに近接させて、弾性
クリ−ニングブレ−ド１１と感光体ドラム２の間に導電
性ブラシ１５が挟まれる状態になることは、むしろクリ
−ニグ性を悪化させる。図７に導電性ブラシ１５の先端
と弾性クリ−ニングブレ−ド１１の距離ｄを変えた場合
のクリ−ニング特性の変化を示す。さらに、図６に図８
に示す導電性ブラシ１５の感光体ドラム２への当たり角
度θを変えた場合のクリ−ニング特性の変化を示す。

【００３４】使用トナ−は粒径６．２μm の乳化重合に
より得られた重合トナ−であり、導電性ブラシは、φ５
０μm の太さの繊維を５００本／cmでのピッチで植毛さ
れており、自由端の長さは１５mmである。

【００３５】また、導電性ブラシ１５に印加する交流電
圧は１２００Ｖ（直流成分は零）である。導電性ブラシ
１５の感光ドラム２への当たり角度θの適性領域は、５
〜６０deg 、好ましくは７〜４５deg である。

【００３６】この範囲より、低角度側は導電性ブラシ１
５が感光体ドラム２から離反しやすく、また、高角度側
（ブラシ自身の剛性が低いため９０deg 付近は存在しな
い。）では導電性ブラシ１５に吸着された現像剤（トナ
−）がそのまま蓄積され易くなり、いずれもクリ−ニン
グ性は低下する。

【００３７】なお、上記第２の実施例においては、弾性
クリ−ニングブレ−ド１１とリカバリ−ブレ−ド１３の
間、すなわち、クリ−ニング装置１内部に導電性ブラシ
１５を設けたが、これに限られず、図９に示すように、
導電性ブラシ１５をリカバリ−ブレ−ド１３の代わりに
取り付けても良い。この実施例によれば、導電性ブラシ
１５はトナ−の除電と機体内部への飛散防止の両方に効
果を示すことが明らかになった。

【００３８】また、実施例２においては、φ３０の感光
体ドラム２の側方に位置していたクリ−ニング装置１を
図１０に示すように、感光体ドラム２の上方に位置させ
ても上記実施例１〜３と同様の結果が得られた。

【００３９】この場合は、弾性ブレ−ド１１によるクリ
−ニングがトナ−を掻き揚げる方向で、トナ−が重力に
より、弾性ブレ−ド１１の下を擦り抜け易い構造となっ
ており、本発明の導電性ブラシを用いない場合はトナ−
粒径が８μm でもクリ−ニング性は低下し、クリ−ニン
グ不良は生じ易く、本発明の効果はさらに大きい。

【００４０】また、上記実施例１〜４では、すべて負帯
電感光ドラムに負帯電トナ−を反転現像により現像した
場合であったが、同様の装置を用いて負帯電感光ドラム
に正帯電トナ−を正規現像により現像した場合も同様の
効果が得られた。さらに、上記実施例１〜４と同様の装
置に用いて、正帯電感光ドラムに負帯電トナ−を正規現
像により現像した場合も、同様の効果が得られた。ま
た、上記実施例１〜４と同様の装置に用いて、正帯電感
光ドラムに正帯電トナ−を反転現像により現像した場合
も、同様の効果が得られた。さらに、上記実施例１〜４
において現像を接触位置成分方式を用いて、非磁性一成
分現像剤を反転現像により、現像した場合も同様の効果
が得られる。

【００４１】また、非磁性一成分現像剤は二成分現像
剤．トナ−に比し、より高い耐熱性が要求されるため、
必然的に固いトナ−となり、弾性ブレ−ド１３の下を擦
り抜け易い構造となっており、クリ−ニング不良は生じ
易く、本発明による導電性ブラシを用いない場合は、ト
ナ−粒径が８μm でもクリ−ニング性は低下し、本発明
の効果はさらに大きい。

【００４２】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、導電性部
材に交流電圧を印加し像担持体に残留する現像剤の電荷
を除電するから、高精細化等画質の向上のため、小粒径
の現像剤を用いても、さらに、重合法により作成した球
形状の現像剤を用いても弾性クリ−ニングブレ−ドによ
り良好に除去でき、クリ−ニング不良の発生を防止でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるクリ−ニング装置を示
す概略的構成図。

【図２】図１のクリ−ニング装置の導電ブラシへの交流
印加電圧とクリ−ニング不良発生のプリント枚数との関
係を示すグラフ図。

【図３】図１のクリ−ニング装置の導電ブラシへの直流
印加電圧とクリ−ニング不良発生のプリント枚数との関
係を示すグラフ図。

【図４】図１のクリ−ニング装置の導電ブラシの径とク
リ−ニング不良発生のプリント枚数との関係を示すグラ
フ図。

【図５】本発明の実施例であるクリ−ニング装置を示す
概略的構成図。

【図６】図５のクリ−ニング装置の導電ブラシの感光ド
ラムへの当接角度とクリ−ニング不良発生のプリント枚
数との関係を示すグラフ図。

【図７】図５のクリ−ニング装置の導電ブラシと弾性ブ
レ−ド間の距離とクリ−ニング不良発生のプリント枚数
との関係を示すグラフ図。

【図８】図５のクリ−ニング装置の導電ブラシと感光ド
ラムの当接角度を示す図。

【図９】本発明の他の実施例を示す構成図。

【図１０】本発明の他の実施例を示す構成図。

【図１１】従来のクリ−ニング装置を用いた場合のトナ
−体積平均粒子径とクリ−ニング不良発生のプリント枚
数との関係を示すグラフ図。

【符号の説明】

２…感光体ドラム（像担持体）、３…転写装置（転写手
段）、１１…弾性ウレタンブレ−ド（弾性クリ−ニング
部材）、１５…導電性ブラシ（導電性部材）、１７…交
流電源（印加手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に形成された現像剤像を転写
   手段により、転写材へ転写後、前記像担持体上に残留し
   た現像剤を弾性クリ−ニング部材により除去するクリ−
   ニング装置において、 前記転写手段と前記弾性クリ−ニング部材との間に設け
   られ前記像担持体に接触する導電性部材と、 この導電性部材に交流電圧を印加することにより前記像
   担持体上に残留した現像剤の電荷を除電する印加手段
   と、を具備してなることを特徴とするクリ−ニング装
   置。
2. 【請求項２】 像担持体上に形成された現像剤像を転写
   手段により、転写材へ転写後、前記像担持体上に残留し
   た現像剤を弾性クリ−ニング部材により除去するクリ−
   ニング装置において、 前記転写手段と弾性クリ−ニング部材との間に設けられ
   前記弾性クリ−ニング部材により除去される現像剤の外
   部への飛散を防止する飛散防止部材と、 この飛散防止部材と前記弾性クリ−ニング部材との間に
   設けられ前記像担持体に接触する導電性部材と、 この導電性部材に交流電圧を印加することにより前記像
   担持体上に残留した現像剤の電荷を除電する印加手段
   と、を具備してなることを特徴とするクリ−ニング装
   置。
3. 【請求項３】 像担持体上に形成された現像剤像を転写
   手段により、転写材へ転写後、前記像担持体上に残留し
   た現像剤を弾性クリ−ニング部材により除去するクリ−
   ニング装置において、 前記転写手段と弾性クリ−ニング部材との間に設けられ
   て前記像担持体に接触し前記弾性クリ−ニング部材によ
   り除去される現像剤の外部への飛散を防止する導電性の
   飛散防止部材と、 この飛散防止部材に交流電圧を印加することにより前記
   像担持体上に残留した現像剤の電荷を除電する印加手段
   と、を具備してなることを特徴とするクリ−ニング装
   置。