JPH06161330A

JPH06161330A - 電子写真クリーニング方法および装置

Info

Publication number: JPH06161330A
Application number: JP31174592A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yamamoto; 肇山本; Hiroshi Terada; 浩寺田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1994-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、長期間安定して均一な画像
が得られ、しかも廃トナーが生じない電子写真クリーニ
ング方法および装置を提供することにある。【構成】静電潜像保持体上のトナー像を紙に転写した
後に残留したトナーをクリーニングする方法および装置
であって、導電性弾性体ローラを静電潜像保持体に接触
させてトナーを回収し、後にローラに回収したトナーを
再び静電潜像保持体に戻すことを特徴とする電子写真ク
リーニング方法および装置である。

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、プリンタやフ
ァクシミリ等に応用できる電子写真クリーニング方法お
よび装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置のクリーニング装置とし
て、従来からウレタンなどのゴム板を用いたブレードク
リーニング法が広く用いられている。以下図３を参照し
ながら、ブレードクリーニング法を用いた電子写真装置
の構成について説明する。図３において、１はトナーと
キャリアが混合された２成分現像剤である。２は内部に
磁石ローラ３を包含した現像ローラである。４は電子写
真感光体、５は、電子写真感光体を帯電させるコロナ帯
電器、６は信号を露光する露光光、７はトナー像を紙に
転写するコロナ帯電器、８は感光体上に残留したトナー
を清掃するクリーニング装置である。このクリーニング
装置８は、ウレタンゴム性の弾性ブレード９を感光体に
押しつけ転写残りのトナーをかきとり、廃トナー溜め１
０に廃トナーを蓄える構成である。このような電子写真
装置について、以下その動作について説明する。まず、
感光体４を帯電器５で帯電させる。信号光６で露光した
後、静電潜像を形成し、現像ローラ２上に担持した２成
分磁気ブラシ現像剤１によって現像する。こうして感光
体４上に得られたトナー像を、転写帯電器７を用いて紙
に転写する。感光体上に残留したトナーは、クリーニン
グ装置８を用いて清掃し、廃トナー溜め１０に回収す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなクリーニン
グ装置を用いた電子写真装置で長期間プリントすると、
ゴムブレード９をこすりつけることによって感光体表面
に傷が発生し、画像に縦方向の筋が発生するという問題
が生じた。

【０００４】また、廃トナー溜め１０には次第に廃トナ
ーが蓄積され、定期的に使用者が廃トナーを取り除き、
処分する必要があった。これは、わずらわしい作業であ
り、またこの作業中にトナーが飛び散り、周辺環境を汚
染する欠点があった。このトナーを現像器へとリサイク
ルし再使用する構成にすると、新たにトナー搬送路を設
けねばならず、装置が大型複雑化する欠点があった。

【０００５】本発明の目的は、長期間安定して均一な画
像が得られ、しかも廃トナーが生じない電子写真クリー
ニング方法および装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、静電潜像保持体上のトナー像を紙に転
写した後に前記静電潜像保持体上に残留したトナーをク
リーニングするクリーニング方法であって、導電性弾性
体で構成されたローラを前記静電潜像保持体に接触させ
て前記静電潜像保持体から前記トナーを回収する工程
と、前記ローラに回収した前記トナーを再び前記静電潜
像保持体に戻す工程とを含むことを特徴とする電子写真
クリーニング方法である。

【０００７】さらに本発明は、静電潜像保持体上のトナ
ー像を紙に転写した後に前記静電潜像保持体上に残った
トナーを静電的にクリーニングするローラを用いるクリ
ーニング装置であって、導電性弾性体で構成され前記静
電潜像保持体に接触し回転するローラと、前記静電潜像
保持体上の画像域が通過するときには前記トナーを前記
ローラに静電的に吸引する直流電圧を印加し、かつ、前
記静電潜像保持体上の紙間の非画像領域が通過するとき
には前記トナーを前記ローラから前記静電潜像保持体へ
と静電的に排斥する直流電圧を印加する電源と、を有す
ることを特徴とする電子写真クリーニング装置である。

【０００８】

【作用】本発明では、従来のような感光体表面にブレー
ドをこすりつけトナーをかきとる構成ではなく、導電性
の弾性体ローラを感光体に押し当て静電力でトナーを清
掃する構成のため、感光体表面に傷をつけにくい特徴が
ある。

【０００９】本発明では、クリーニングローラに回収し
たトナーを再び静電潜像保持体に戻すため、廃トナーを
作業者が処理する必要がなくなるばかりでなく、廃トナ
ーを溜める容器が不要になり、装置をコンパクトにでき
る。また、クリーニングローラに蓄積されたトナーを、
感光体上の非画像領域である紙と紙の間の領域を利用し
て感光体に戻し現像器まで運ぶ構成であるために、廃ト
ナーを運ぶトナー搬送路を新たに設ける必要がなく装置
を簡素化できる。

【００１０】このクリーニングローラに付着したトナー
を再び感光体に戻すには、トナーと同極性で、かつ感光
体の表面電位より高い電圧を前記ローラに印加すればよ
い。例えば感光体表面電位が−５００Ｖに設定されてい
るときには、クリーニングローラには−１ｋＶの電圧を
印加すれば良い。

【００１１】さらに、この紙間領域は静電潜像が書き込
まれていないため、回収したトナーを再び感光体に付着
させた上からコロナ帯電器などで再帯電しても、トナー
は均一に薄く付着しているだけとなるので次像形成時に
前画像メモリーが残ることがない。

【００１２】さらにまた、本発明においてローラの外周
移動速度を感光体速度より僅かに速く設定すると、柔ら
かいローラにより感光体表面を軽く摺擦する効果が生ま
れ、オゾン等により感光体表面に形成される酸化物皮膜
を除去することができ、感光体寿命が長くなる効果があ
る。

【００１３】

【実施例】クリーニングローラは感光体に接触するよう
に設定される。クリーニングローラは導電性の金属から
なる軸の周囲に導電性ゴムを設けた弾性のローラであ
る。感光体への押圧力はクリーニングローラ１本当たり
（約２１６ｍｍ）０〜２０００ｇ、望ましくは５００〜
１０００ｇである。これはクリーニングローラを感光体
に圧接するためのバネのバネ係数と縮み量の積から測定
した値である。感光体との接触幅は約０．５ｍｍ〜５ｍ
ｍである。クリーニングローラのゴム硬度はアスカーＣ
の測定方法（ローラ形状ではなく、ブロック片を用いた
測定）で８０度以下で、望ましくは３０〜４０度であ
る。クリーニングローラの回転速度は、接触する感光体
の外周移動速度の１．０〜１．２倍程度の速度が好まし
い。

【００１４】本発明は、前述の発明者らが特願平３−３
４５９９０号公報に提案した磁石を内包する感光体を用
いる現像法に適用できる。このとき、感光体内の磁石は
回転せず感光体のみが回転する。この感光体内部の磁石
によって感光体表面に磁性トナーを引きつける。なお、
本願発明の技術思想は、感光体内部に磁石がなくとも、
現像剤を直接感光体に振りかける構成の現像法には全て
適用できることは言うまでもない。

【００１５】本発明に使用する静電潜像保持体には、フ
タロシアニンやアゾ顔料を用いた有機感光体等を用いる
ことができる。

【００１６】本発明の磁性現像剤には、磁性１成分トナ
ーを用いると装置構成が簡略化できる。本発明における
磁性トナーは、少なくともバインダー樹脂と磁性体、必
要に応じて電荷制御剤、離型剤、流動化剤、着色剤、第
２の外添物質から構成される。バインダー樹脂としては
スチレンアクリル樹脂が用いられる。磁性体としては、
フェライト、マグネタイト、ヘマタイトなどの合金や化
合物、軟鉄、ニッケルなど強磁性体として知られる物質
が使用できる。これらの磁性体を平均粒径約０．０５〜
５μｍ好ましくは０．１〜１μｍの微粉末としてバイン
ダー樹脂１００重量部あたり３０〜１００重量部好まし
くは４０〜９０重量部含有させればよい。このトナーは
噴霧乾燥によって得られる粉体でも良いし、またパール
重合法等で化学的に得られる粉体であっても良い。用い
るトナーの平均粒径は１５μｍ以下が望ましいが、１２
μｍ以下にするとさらにシャープな画像が得られる。

【００１７】このトナーの表面に疎水性シリカ微粒子、
窒化ほう素粒子、あるいは酸化チタン粒子などを外添す
ると、磁性トナーの表面が覆われ地かぶりが発生しにく
くなる効果がある。さらに本発明で使用される磁性トナ
ー中には必要に応じて各種染料や顔料などの電荷制御
剤、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの離型剤、シリ
カ、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどの各種金属酸
化物、カーボンブラック等の着色剤が含有、あるいは外
添されていてもよい。

【００１８】以下本発明の電子写真クリーニング方法と
装置について、図面を参照しながら説明する。

【００１９】（実施例１）図１は本発明の電子写真クリ
ーニング装置の１実施例を示すものである。図１におい
て、１１は直径３０ｍｍの電子写真感光体で、周速６５
ｍｍ／ｓで回転させた。その構成は、オキソチタニウム
フタロシアニンをブチラール樹脂に分散しアルミニウム
基板上に約０．１μｍの厚さで塗布し電荷発生層を構成
し、その上にさらにバインダ樹脂としてポリカーボネイ
ト樹脂を用いヒドラゾン顔料を分散した電荷移動層を２
５μｍの厚さに塗布した機能分離型の構成である。１２
は感光体１１と同軸で固定された磁石、１３は感光体を
マイナスに帯電するコロナ帯電器、１４は感光体の帯電
電位を制御するグリッド電極、１５は信号光、１６はト
ナーホッパ、１７はバインダ樹脂にスチレンアクリル樹
脂を用いた平均粒径約１０μｍのマイナス帯電性磁性１
成分トナーである。用いた磁性１成分トナーの構成は、
スチレンアクリル樹脂７０％、フェライト２５％、カー
ボンブラック３％、オキシカルボン酸金属錯体２％から
なり、さらに粒径が０．０２μｍのコロイダルシリカを
０．４％外添して用いた（いずれも重量％）。１８はト
ナー１７がトナーホッパ１６から漏れ出るのを防ぐシー
ル部材である。１９は内部に固定磁石２０を有するステ
ンレス製の電極ローラ、２１は電極ローラに電圧を印加
する交流高圧電源、２２は電極ローラ上のトナーをかき
おとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、２３は感
光体上のトナー像を紙２４に転写する転写帯電器であ
る。２５は感光体上に残留したトナーを除去するウレタ
ンゴム製のクリーニングローラである。このクリーニン
グローラ２５は直径６ｍｍのシャフトの周囲に発泡性の
導電性ウレタンエラストマーを抵抗値１０⁷Ω（軸と表
面に電極を設け、両者に５００Ｖ印加し、測定した）に
したものを用いた。クリーニングローラ全体の外径は１
６．４ｍｍで、硬度はアスカーＣで４０度であった。ク
リーニングローラ２５は軸を約１０００ｇの押圧力で金
属バネにより感光体１１に押圧した。クリーニングロー
ラ２５の外周移動速度は６７ｍｍ／ｓに設定し、図中矢
印の方向に回転させた。このクリーニングローラには高
圧電源２６により直流電圧が印加される。

【００２０】以上のように構成された電子写真クリーニ
ング方法について、以下図１を用いてその動作を説明す
る。感光体１１をコロナ帯電器１３（印加電圧−５．３
ｋＶ、グリッド１４の電圧−５００Ｖ）で、−５００Ｖ
に帯電させた。この感光体１１にレーザ光１５を照射し
静電潜像を形成した。このとき感光体１１の露光電位は
−３０Ｖになった。トナーホッパ１６内で、この感光体
１１表面上に磁性１成分トナー１７を磁力により付着さ
せた。このときトナーはおおよそ−３μＣ／ｇに帯電し
ていた。次にこのトナー層が付着した感光体１１を電極
ローラ１９の前を通過させた。この電極ローラ１９は感
光体１１と３００μｍの距離を開け設置した。電極ロー
ラ１９には高圧電源２１により、−３００Ｖの直流電圧
を重畳した８００Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク１．６
ｋＶ）の交流電圧（周波数２ｋＨｚ）を印加した。感光
体１１上のトナー層は感光体１１と電極ローラ１９の間
を運動し、次第に非画像部のトナーは電極ローラ１９側
に移り、感光体１１上には画像部のみにネガポジ反転し
たトナー像が残った。矢印方向に回転している電極ロー
ラ１９上に付着したトナーは、スクレーパ２２によって
かきとり、再びトナーホッパ１６内に戻し次の像形成に
用いた。こうして感光体１１上に得られたトナー像を、
紙２４に転写帯電器２３によって転写した後、定着器
（図示せず）により熱定着した。転写帯電器２３を通過
後、感光体１１の表面をクリーニングローラ２５で清掃
する。ここでクリーニングローラに印加する電圧の様子
を図２に示す。この感光体１１と紙との接触域（画像領
域）がクリーニングローラ２５の前を通過するときに
は、クリーニングローラ２５には高圧電源２６によりト
ナー１７と反対極性の＋３ｋＶの直流電圧が印加されて
いるので、トナーはクリーニングローラ２５側に静電的
にクリーニングされる。従って、このときクリーニング
ローラ２５表面はトナー１７によって汚れる。この紙２
４との接触領域の通過直後、すなわち紙間の非画像領域
の通過時には、クリーニングローラ２５には今度は−１
ｋＶの電圧を印加した。すると、クリーニングローラ２
５表面に付着したトナー１７は再び感光体１１に戻り、
感光体１１の回転とともにトナーホッパ１６内に回収さ
れ、再び現像に用いられた。

【００２１】このようなプリント動作を、５万枚連続し
て行った。その結果、画像には現像むらが発生せず、ベ
タ部濃度が均一で画像域全幅にわたり３２本／ｍｍの画
線をも再現した極めて高解像度高画質の画像が安定して
得られた。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、長期間安定して均一な
画像が得られ、しかも廃トナーが生じない電子写真クリ
ーニング方法および装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における電子写真クリーニング
装置の構成図

【図２】本発明のクリーニング装置に印加する直流電圧
の電圧を説明する説明図

【図３】従来例の電子写真クリーニング方法の構成図

【符号の説明】

１１感光体１２磁石１３コロナ帯電器１６トナーホッパ１７磁性トナー１９電極ローラ２０磁石２１交流高圧電源２５クリーニングローラ２６直流高圧電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像保持体上のトナー像を紙に転写し
た後に前記静電潜像保持体上に残留したトナーをクリー
ニングするクリーニング方法であって、導電性弾性体で構成されたローラを前記静電潜像保持体
に接触させて前記静電潜像保持体から前記トナーを回収
する工程と、前記ローラに回収した前記トナーを再び前記静電潜像保
持体に戻す工程とを含むことを特徴とする電子写真クリ
ーニング方法。
【請求項２】静電潜像保持体からトナーを回収する工程
が前記静電潜像保持体上の画像領域がローラの前を通過
するときに設定され、前記ローラに回収した前記トナー
を再び前記静電潜像保持体に戻す工程が前記静電潜像保
持体上の紙間の非画像領域が前記ローラの前を通過する
ときに設定されることを特徴とする特許請求項１記載の
電子写真クリーニング方法。
【請求項３】トナーをローラから静電潜像保持体に戻す
方法が、前記トナーと同極性の電圧を前記ローラに印加
する方法であることを特徴とする請求項１記載の電子写
真クリーニング方法。
【請求項４】静電潜像保持体上のトナー像を紙に転写し
た後に前記静電潜像保持体上に残ったトナーを静電的に
クリーニングするローラを用いるクリーニング装置であ
って、導電性弾性体で構成され前記静電潜像保持体に接触し回
転するローラと、前記静電潜像保持体上の画像域が通過するときには前記
トナーを前記ローラに静電的に吸引する直流電圧を印加
し、かつ、前記静電潜像保持体上の紙間の非画像領域が
通過するときには前記トナーを前記ローラから前記静電
潜像保持体へと静電的に排斥する直流電圧を印加する電
源とを有することを特徴とする電子写真クリーニング装
置。
【請求項５】ローラの外周移動速度が静電潜像保持体の
外周移動速度と異なることを特徴とする請求項４記載の
電子写真クリーニング装置。