JPH06230657A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電荷を帯びる異物であっても感光体表面，接触
帯電部材，接触転写部材の表面から効率良く除去する。 【構成】感光体３１に接触して配置された帯電ローラ１
に、正帯電されるクリーニング部材６と、負帯電される
クリーニング部材７とを接触配置し、機械的な回収とと
もに静電気的な異物回収をはかる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は静電複写機等の電子写
真式の画像形成装置に備えられる接触式の帯電部材また
は転写部材の表面に付着した異物を除去するためのクリ
ーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機，レーザプリンタ等の電子写真方
式の画像形成装置において、感光体を帯電したり、感光
体上のトナー像を転写紙に転写させる手段として従来よ
りコロナ放電方式が用いられてきた。コロナ放電方式は
比較的均一かつ安定した帯電／転写が行われるという利
点があるが、一方では５〜８ｋＶの高圧電源を必要と
し、また放電時に発生するオゾンの影響により感光体そ
の他の酸化腐食作用を促したり、さらには人体への悪影
響がある等の問題がある。そのため最近ではローラ等を
用いた接触帯電／転写方式が採用されつつある。この方
法を用いると使用電源は１〜３ｋＶでありコロナ方式に
対して低圧化がはかれ、さらにオゾンの発生もほとんど
無いといった利点がある。

【０００３】図４に帯電ローラ（接触帯電部材），転写
ローラ（接触転写部材）を用いた複写機の要部を示し、
複写プロセスを簡単に説明する。最初に除電ランプ３７
による光によって感光体３１上に残留した電荷がほぼ完
全に消去される。次に帯電ローラ３２により感光体３１
が所定電位に帯電される。帯電ローラ３２は感光体３１
に対して接触して配置され、電源から帯電に必要な所定
の電圧が印加されている。次に露光部４２において原稿
の反射光により露光されて、光が当たった部分の電荷が
消失して静電潜像が形成される。これは露光ランプ３３
の光が原稿３９を露光し、原稿の反射光が感光体３１に
導かれて部分的な電荷の消失を行わせるものである。さ
らに現像器３４により感光体３１上の静電潜像に該潜像
の電荷と逆極性に帯電されたトナーが付着されて現像が
行われトナー像が形成される。このトナー像は転写部へ
と送られ、転写部においては転写ローラ３５により前記
トナー像が転写紙４１へ転写される。転写ローラ３５は
感光体３１に対して接触状態で配置され、必要な所定の
電圧が印加されることにより、感光体３１上のトナー像
４０を転写紙４１へ転写させる。トナー像が転写された
転写紙４１は定着器３８へ搬送され、定着器３８による
加熱によって定着されて複写機本体外へと排出される。
一方、転写しきれずに感光体３１上に残留したトナー
や、感光体上に付着した異物はクリーナユニット３６に
より回収される。

【０００４】このような接触式の帯電装置の場合、該接
触帯電装置を非帯電体である感光体に接触させているた
め使用電源が１〜１．５ｋＶと低く、従来のコロナ放電
方式のものに比べて低電圧化が可能であり、また気中放
電と異なりオゾンの発生が殆どないという利点もある。
さらに上記のローラ式の接触帯電装置は他の接触式の帯
電装置と比べて帯電均一性、安定性に優れており、装置
の小型化に対しても非常に有効である。また接触式の転
写装置の場合も同様に、使用電源を低くでき、安定した
転写を行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが上記の装置に
おいては次のような問題が生じることがあった。トナー
の粒径は１０μｍ程度以下であり、転写処理後に感光体
３１上に残留したトナーはクリーナユニット３６により
その殆どが回収されるが、一部のトナー、特に粒径の非
常に小さい５μｍ程度のトナーや、トナーに外添される
０．１〜０．５μｍ程度のシリカ、転写紙の紙粉やタル
ク等の一部はクリーナユニット３６をくぐり抜けてしま
う。またクリーナユニット３６にはクリーニング用の部
材として感光体３１に当接してトナー等を掻き落とすブ
レードを使用したものがあり、この場合、ブレードが感
光体３１との摩擦により徐々に削られてゆく。なおブレ
ードにはポリフッ化ビニリデン等の樹脂材料が使用され
る。このようなブレードの経時的な劣化によりトナー，
シリカ等の異物の回収能力が鈍り、クリーナユニット３
６をくぐり抜ける異物量が増えてしまうことがある。ま
た、削られたブレードの破片がクリーナユニット３６を
通過して運ばれてゆくことがある。このようにクリーナ
ユニット３６を通過したトナー，シリカ，ブレードの破
片等は帯電ローラ３２の位置へ到達し、帯電ローラ３２
の表面に付着して帯電不良を誘発したり、感光体表面に
堆積して固着してしまう現象（フィルミング現象）を生
じさせて感光体，帯電ローラの寿命を短くしてしまうこ
とがあった。また、用紙４１が存在しない状態で感光体
３１の回転を行うとき（前回転時等）には転写ローラ３
５の表面にも上記トナー，シリカ等が付着し、転写不良
等を誘発してしまうことがあった。

【０００６】そこで従来、例えば特開平３−１０１７６
８号公報に示されるように、スポンジ材等接触帯電装置
の表面に当接させてトナー等の異物を機械的に除去して
いたが、トナーや，ブレードから欠け落ちた樹脂粉等は
電荷を帯び易く、特に、感光体や接触帯電装置との接触
部において摩擦を受けることにより帯電されてしまうこ
とが多い。そのため感光体表面や接触帯電装置表面との
間で静電気的な引きつけ力が生じ、上記公報のように機
械的な除去方法だけでは十分な除去を行えなかった。

【０００７】この発明の目的は、電荷を帯びる異物であ
っても感光体表面，接触帯電部材，接触転写部材の表面
から効率良く除去できるクリーニング装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、感光体に接
触して配置された接触帯電部材または接触転写部材に、
正帯電されるクリーニング部材と、負帯電されるクリー
ニング部材とを接触配置したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】この発明においては、クリーニングされずに感
光体上に付着したままになっているトナー，シリカ等
が、感光体に接触して配置された接触帯電部材，接触転
写部材等に付着される。接触帯電部材，接触転写部材に
は、クリーニング部材が接触配置されており、接触帯電
部材，接触転写部材の表面の異物を機械的に回収する。
また、これらのクリーニング部材は、正帯電されるクリ
ーニング部材と負帯電されるクリーニング部材との２種
類のクリーニング部材であり、正帯電されるクリーニン
グ部材は負帯電の異物を静電気的に吸着し、負帯電され
るクリーニング部材は正帯電の異物を静電気的に吸着す
る。

【００１０】

【実施例】図１はこの発明の実施例である接触帯電装置
部分の構成を示す図である。なお感光体を含む全体の構
成は図４の構成とほぼ同じであり、図４を参照して説明
を行う。

【００１１】感光体３１はφ３０のドラム状の有機感光
体であり、３０mm／sec の速度で回転可能になってい
る。この感光体３１に接触帯電装置が対向配置されてい
る。接触帯電装置は、帯電ローラ１、ケースホルダ５、
圧接スプリング４、クリーニング材６，７を有してい
る。

【００１２】帯電ローラ１は、φ６の金属シャフト２の
表面に導電層と絶縁層を形成したものであり、金属シャ
フト２は軸受３に軸支され回転自在になっている。導電
層は、ポリウレタンゴムにアルミナ，カーボン等を適量
混入したものであり、３mm厚程度に構成されている。ま
た絶縁層は例えばナイロンからなり、１０〜２０μｍ厚
程度に構成されている。そして帯電ローラ１は外径がφ
１２、抵抗値が１０⁶Ω、ＪＩＳＡ硬度１０程度に調整
されている。帯電ローラ１は箱状に形成されたケースホ
ルダ５内に収納され、圧接スプリング４により感光体３
１側へ付勢されて、感光体３１に圧接している。帯電ロ
ーラ１は図中矢印で示したように、感光体３１の回転方
向に対応して、感光体３１と同速で回転する。なおこの
実施例の帯電ローラ１は、感光体３１の表面を『−』帯
電させ、感光体１表面には『＋』帯電されたトナーが付
着される。

【００１３】一方のクリーニング材６はフッ素ゴムから
なる多孔性発泡体からなり、半円柱形状に構成されて帯
電ローラ１の軸方向に沿って当接している。帯電ローラ
１が回転すると、帯電ローラ１とクリーニング材６との
間で摩擦が生じ、帯電系列に示されるごとく帯電ローラ
１は『＋』に、クリーニング材６は『−』に各々摩擦帯
電される。他方のクリーニング材７はエステル系ウレタ
ンゴムの発泡体からなり、クリーニング材６と同様に半
円柱形状に構成されて帯電ローラ１の軸方向に沿って当
接している。帯電ローラ１が回転し、クリーニング材７
との間で摩擦が生じると、帯電ローラ１は『−』に、ク
リーニング材７は『＋』に摩擦帯電される。このように
『−』に摩擦帯電されたクリーニング材６と、『＋』に
摩擦帯電されたクリーニング材７とによって、帯電ロー
ラ１の表面がクリーニングされる。

【００１４】感光体表面をクリーニングするクリーナユ
ニット３６をくぐり抜ける異物は、『＋』帯電している
正規帯電トナーが最も多い。感光体３１と帯電ローラ１
との接触により感光体３１上に残留しているトナーが帯
電ローラ１側へ転写される（トナー８）。帯電ローラ１
の表面は、感光体３１に接触するときほぼ『−』の電荷
を若干保持しており、『＋』帯電している正規帯電トナ
ーは帯電ローラ１に付着され易くなる。上記したように
感光体３１上の異物の比率は正規帯電トナーが最も多い
から、該正規帯電トナーが帯電ローラ１に転写する率が
高くなると、感光体３１から帯電ローラ１への転写率も
高くなることになる。帯電ローラ１に転写されたトナー
８はクリーニング材６に対向し、多孔性のクリーニング
材６の孔部に入り込んでクリーニング材６に機械的に回
収されるとともに、『−』に帯電されているクリーニン
グ材６に静電気的に吸着され、機械的かつ静電気的に効
率良く回収される。したがってクリーニング材６を通過
したとき、帯電ローラ１の表面には正規帯電（『＋』帯
電）されたトナーや他の『＋』帯電物はほぼ完全に回収
される。一方、『−』帯電された異物は機械的な回収
（クリーニング材６の孔部に入り込んでの回収）で若干
回収されるが静電気的な回収は行われないため完全には
回収されないまま帯電ローラ１の表面に残留する。例え
ば、逆帯電（『−』帯電）されたトナー、現像剤の外添
剤として用いられ『−』帯電するシリカ、クリーナユニ
ット３６のブレード（ポリフッ化ビニリデン）の削り粉
（『−』帯電）等が帯電ローラ１の表面に残留する。一
方クリーニング材７は上記したように帯電ローラ１の表
面のナイロンとの摩擦により『＋』帯電するから、帯電
ローラ１上に残留している『−』帯電物（シリカ等）を
静電気的に回収する。このようにして帯電ローラ１の表
面の異物（トナー，シリカ等）がクリーニング材６，７
によって回収される。ケースホルダ５の下端（感光体３
１への対向面）にはトナー受け材１１が設けられてい
る。トナー受け材１１はマイラ等からなり、帯電ローラ
１の表面に付着した異物が感光体３１上に落下するのを
防止する。

【００１５】以上のように構成される接触帯電装置と従
来の接触帯電装置とで異物の回収性能を比較した。まず
接触帯電装置にクリーニング材６，７を全く備えないも
のの場合、約５，０００枚コピーで帯電不良が生じ、フ
ィルミングした帯電ローラおよび感光体交換が必要にな
った。また一方のクリーニング材６のみを備えた接触帯
電装置の場合、２０，０００枚コピーで帯電不良を生じ
たが、フィルミングが生じたのは帯電ローラ１のみで、
帯電ローラ１の交換を必要としたが、感光体３１の交換
は必要としなかった。さらにクリーニング材６，７の両
方を備えた接触帯電装置の場合には、３０，０００枚コ
ピーでも良好な帯電性を得ることができた。

【００１６】以上のようにこの実施例によれば、『−』
帯電されるクリーニング材６と、『＋』帯電されるクリ
ーニング材７とを備えて、機械的に異物回収を行うとと
もに、『＋』帯電された異物（トナー等）と、『−』帯
電された異物（シリカ等）との両方を静電気的に回収で
きるようにしており、効率良く異物回収を行うことがで
きる。複写機内に浮遊する塵やトナーが帯電ローラ等に
付着して異物となった場合でも同様に回収が行われる。
またこの実施例のクリーニング材６，７は半円柱状であ
るため、帯電ローラ１に対する設置場所が限定されず、
設計上の自由度が大きい。そして、帯電ローラ１は常に
清浄な状態になり、良好な帯電性が長期にわたって維持
されるので、帯電ローラの長寿命化が可能になる。

【００１７】図２は接触帯電装置の他の構成例を示す図
である。この実施例において帯電ローラ１，ケースホル
ダ５等は図１に示す実施例と同様に構成されており、図
１と異なる点は帯電ローラ１の表面をクリーニングする
ためのクリーニング材１６，１７である。この実施例の
クリーニング材１６，１７は円柱ローラ状に構成されて
いる。クリーニング材１６はφ３の金属シャフト１６ａ
上に３mm厚のフッ素ゴムの発泡体１６ｂを形成したもの
であり、クリーニング材１７はφ３の金属シャフト１７
ａ上に３mm厚のエステル系ポリウレタンゴムの発泡体を
形成したものである。クリーニング材１６，１７は図外
の駆動系により所定のコピー枚数ごとに回転力が伝達さ
れる。すなわちクリーニング材１６，１７は、クリーニ
ング時を含む通常のときには回転が固定された状態にな
り、帯電ローラ１が回転すると該帯電ローラ１との間で
摩擦が生じ、摩擦帯電されて帯電ローラ１上のトナー，
シリカ等の異物を機械的および静電気的に回収する。一
方、コピー枚数が一定の値になるごとにクリーニング材
１６，１７は所定距離だけ図中矢印方向（帯電ローラと
逆方向）に回転し、新たな面が帯電ローラ１に対向す
る。これによってクリーニング材１６，１７による帯電
性能が低下してしまうのを防止することができる。

【００１８】この実施例の接触帯電装置により１０枚コ
ピー毎に１５度づつクリーニング部材１６，１７を回転
させながら、上記の実施例と同様のコピー処理を行っ
た。その結果、３５，０００枚のコピー後にも帯電ロー
ラ１の表面は清浄な状態が維持され、良好な帯電性を得
ることができた。

【００１９】なおクリーニングの条件、例えばコピー枚
数と回転角度の設定やクリーニングローラ径等は帯電ロ
ーラの大きさや回転速度に応じて最適条件が設定される
のは勿論である。

【００２０】さらに図３に他の接触帯電装置の構成例を
示す。この実施例はベルト状の接触帯電装置に関し、こ
のベルト状の接触帯電装置は高速複写機等に使用され
る。

【００２１】帯電ベルト２１は所定の抵抗値になるよう
に調整がされた材料からなる。帯電ベルト２１はローラ
２１ａ，２１ｂと、ローラ形状に構成された電極２２と
の間に張架されている。この電極２２には電源２３から
帯電に必要な電圧が供給されている。帯電ベルト２１に
ローラ状に構成されたクリーニング材２６，２７が当接
配置されている。クリーニング材２６，２７は図２に示
したクリーニング材１６，１７は同様の構成でなり、一
定のコピー枚数ごとに所定距離づつ回転される。なおク
リーニング材２６，２７の回転は帯電ベルトを回転させ
る駆動力を利用して常時行うようにしても良いが、この
場合、回転方向，回転速度はギア等を用いることで帯電
ベルトとは別に設定される。

【００２２】なお上記の実施例では帯電ローラのクリー
ニングを行うクリーニング材の例を示しているが、転写
ローラ３５のクリーニングを行うクリーニング部材も同
様に構成することができる。転写ローラ３５の表面には
コピー前回転時等の転写ローラ３５が直接感光体３１に
接触するときに感光体３１表面のトナー，シリカ等の異
物が付着する。この異物を上記の実施例と同様に構成し
たクリーニング材で回収することができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明によれば、感光体から接触帯電
部材や接触転写部材に転写されたトナー，シリカ等の異
物が、接触帯電部材，接触転写部材の表面に接触配置さ
れているクリーニング材によって機械的に回収され、さ
らに、前記クリーニング材は正帯電されるものと負帯電
されるものとの２種類のものであって、負帯電の異物，
正帯電の異物のいずれであってもそれらの異物が静電気
的に該クリーニング部材に回収されるから、効率良い異
物回収を行うことができる。このため感光体上での異物
によるフィルミング現象も防止でき、また、異物による
帯電不良，転写不良も防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である接触帯電装置のクリー
ニング部の構成を示す図

【図２】接触帯電装置のクリーニング部の他の構成例を
示す図

【図３】接触帯電装置のクリーニング部の他の構成例を
示す図

【図４】接触帯電装置，接触転写装置を用いた複写機の
要部構成を示す図

【符号の説明】

１ 帯電ローラ ６ 負帯電のクリーニング材 ７ 正帯電のクリーニング材 ８ 正帯電のトナー ９ 負帯電のシリカ ３１ 感光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 昌吾 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 石井 洋 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体に接触して配置された接触帯電部材
   または接触転写部材に、正帯電されるクリーニング部材
   と、負帯電されるクリーニング部材とを接触配置したこ
   とを特徴とするクリーニング装置。