JPH07140861A

JPH07140861A - クリーニング装置

Info

Publication number: JPH07140861A
Application number: JP14745093A
Authority: JP
Inventors: Masanori Matsuda; 政準松田; Kenji Hori; 健志堀; Mitsushi Wakaisa; 充司若勇
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体表面を損傷または摩耗させることがな
く、しかも感光体表面上の残留トナーを有効に除去し得
ることが可能なクリーニング装置を提供することであ
る。【構成】トナー転写後の感光体ドラム表面に残留するト
ナーを、導電性ローラを感光体表面に接触させて除去す
るクリーニング装置において、前記導電性ローラ２が、
導電性材料から成るブラシローラ３を内蔵し、且つ該ブ
ラシローラ３によって回転可能に保持された可撓性材料
から成る円筒状の導電性ローラであり、この導電性ロー
ラ２が感光体表面に付着した残留トナーをほぐすように
感光体表面２０に作用して、残留トナーを電気的に吸引
・付着させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感光体のクリーニング装
置に関するもので、より詳細には感光体の損耗を生じる
ことなく残留トナーを有効に除去し得るクリーニング装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置においては、感光体ドラム
表面を一様に帯電して、画像露光することにより静電像
を形成した後、トナーで静電像を現像し、現像されたト
ナー像を複写紙に転写して、熱定着するシステムが採用
されている。ドラム表面のトナーを転写紙上に完全に転
写することは困難であり、ドラム表面には残留トナーが
存在する。この残留トナーの存在は帯電不良等の原因と
なって良好な画像形成の妨げとなるので、次の複写を行
うに際してドラム表面のクリーニング、すなわち残留ト
ナーの有効な除去が要求される。従来、感光体のクリー
ニング方法としては、クリーニングブレード方式、ファ
ーブラシ方式、ローラクリーニング方式等が、機構が単
純でしかも比較的効率のよいものとして広く使用されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のクリーニング方式においては、残留トナーの有効な除
去、及び感光体表面に損耗を与えないことの両方を十分
満足することは困難であり、以下の点で問題があった。
すなわち、クリーニングブレード方式は、ブレードを感
光体に圧接させて残留トナーを掻き取るものであるた
め、感光体表面に傷を付けるおそれがあり、また感光体
表面が摩擦によって摩耗して耐久性が低下するという欠
点があった。またファーブラシ方式は、残留トナーと逆
極性に帯電されたファーブラシに残留トナーを付着させ
て行うものであるため、ブレード方式のような感光体の
損耗という欠点は生じないが、回転する感光体ドラムに
ブラシ先端を当接させて行うものであるため、使用して
いるうちにブラシの毛倒れが生じてしまい、長期間の使
用によってクリーニング不良が発生するという欠点があ
った。

【０００４】更にローラクリーニング方式は、残留トナ
ーと逆極性に帯電された導電性ローラを感光体に圧接し
て行うものであるが、この方法においては導電性ローラ
の押圧力の調整が困難であり、小さい押圧力で感光体に
接触させた場合には十分なクリーニングを行うことがで
きず、また押圧力が大きすぎれば、かえって残留トナー
を感光体表面に押しつけることになって、ドラム表面に
次第にトナーが融着蓄積してドラムフィルミングを生じ
て、クリーニング不良を発生するという欠点があった。
従って本発明の目的は、感光体表面を損耗することがな
く、残留トナーを有効に除去し得るクリーニング装置を
提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、トナー
転写後の感光体ドラム表面に残留するトナーを、導電性
ローラを感光体表面に接触させて除去するクリーニング
装置において、前記導電性ローラが、導電性材料から成
るブラシローラを内蔵し、且つ該ブラシローラによって
回転可能に保持された可撓性材料から成る円筒状の導電
性ローラであることを特徴とするクリーニング装置が提
供される。

【０００６】

【作用】本発明のクリーニング装置は、電圧が印加され
た可撓性材料から成る円筒状の導電性シートと、この導
電性シートと感光体表面との接触位置で導電性シートを
支持し且つこれに押圧力を付与するブラシローラから成
る導電性ローラを用いて、感光体表面と接触して残留ト
ナーを電気的に吸引・付着するのが導電性のシートであ
り、この導電性シートを感光体表面に接触するように付
勢し、点状の押圧力を与えて感光体表面上のトナーをほ
ぐして剥離し易くするのがブラシと、クリーニングロー
ラの機能を分離していることが重要な特徴である。

【０００７】先ず、導電性シートは、可撓性であるため
変形自在であり、感光体表面に付着している残留トナ
ー、またはゴミ・紙粉等の異物に一様に接触することが
できるため、残留トナーを取残すことなく感光体表面か
ら除去することが可能となる。また導電性ローラに内蔵
されるブラシローラは、ブラシの個々の穂が押圧用スプ
リングとして作用し、微細且つ緻密な付勢用スプリング
として、導電性シートと感光体表面を小さな押圧力で接
触させることができ、従来の導電性ローラを用いたクリ
ーニング装置のように接触圧の大きいローラを用いた場
合に生じる、残留トナーのフィルミングの発生を有効に
防止することができるのである。更に可撓性のある導電
性シートを、感光体表面に小さな押圧力で接触させてい
るので、感光体表面が損傷乃至摩耗することを有効に防
止することもできるのである。

【０００８】更に、この導電性シート及びブラシローラ
の組合せから成る本発明のクリーニング装置において
は、ブラシローラの各ブラシ先端が導電性シートを点状
にランダムに押圧するため、導電性シート表面に振動が
与えられたような状態で回転することになる。この導電
性シートの振動は感光体表面に付着した残留トナーをほ
ぐすように働くため、残留トナーは感光体表面から容易
に剥離することができるのである。

【０００９】本発明のクリーニング装置の一例を図１に
示す。図１中（ａ）は断面図であり、（ｂ）は側面図で
ある。このクリーニング装置１は、大まかに言って、可
撓性の中空導電性ローラ２と、この導電性ローラ２内に
同軸にしかも相互に回転可能に設けられたブラシローラ
３とから成っている。

【００１０】ブラシローラ３は、駆動軸４とこの軸に植
毛されたブラシ５とから成っており、この具体例ではブ
ラシ５は導電性繊維から成っている。導電性ローラ２
は、両端に剛性のあるエンド６を有しており、小径部８
には、駆動用ギヤ９が固着されている。またエンド６の
中心には、これを貫通する穴１０が設けられており、こ
の穴１０をブラシローラの駆動軸４が貫通して、エンド
６の外方に延びている。エンド６とブラシ駆動軸４との
間には、両者の相対的な回転を可能にする軸受１１が設
けられている。導電性ローラ２はエンド６の大径部７の
外周で支持されており、その端部は締結部材１２により
エンド６の小径部８に固定されている。この具体例にお
いて締結部材１２は熱収縮性の樹脂リング（チューブ）
であり、熱収縮により導電性ローラ２の内面はその内部
に収容されたブラシ５と当接して、ブラシ５により支持
される状態となっている。エンド６の大径部７はその周
囲の導電性ローラを介して感光体表面（図示せず）への
当接部分１３となるが、これら当接部分１３，１３間で
導電性ローラ２はブラシ５で支持されて当接部分１３，
１３の外径よりも若干径が増大した状態となっている。
更に導電性ローラ２を正しく位置決めするために、ブラ
シ５の端部１４とエンド６の内側端部１５との間には、
押しスプリング１６，１６が設けられ、導電性ローラ２
に軸方向への若干のテンションを付与している。

【００１１】上記図１に示すクリーニング装置を電子写
真複写機に応用した例を示す図２において、電子写真感
光層（像担持体）２０を備えた回転ドラム２１の周囲に
は、図示していないが、上流側から順に帯電装置、画像
露光機構、現像機構、転写装置が配置され、次いで本発
明のトナークリーニング装置１が配置され、その下流側
に露光除電機構（図示せず）が配置されている。本発明
のクリーニング装置においては、駆動軸４は機枠や駆動
系から電気的に絶縁された状態にあり、集電子（図示せ
ず）、配線２２を介して直流電流２３に接続されてい
る。感光体表面から取除かれた残留トナーは導電性ロー
ラ表面に担持されているが、この導電性ローラ表面をク
リーニングするクリーニング部材２４（図中ではクリー
ニングブレード）が設けられ、このクリーニング部材に
よって掻き落とされたトナーは搬送スパイラル２５によ
って外部に搬送される。

【００１２】

【発明の好適態様】本発明において可撓性の導電性シー
トとしては、このものが導電性であり、且つ可撓性を有
するという条件を満たす限り任意の材料が使用される。
例えば、このシートは導電性の樹脂乃至ゴム、箔のよう
な金属或いは金属と樹脂乃至ゴムとの積層体から成って
いることができる。

【００１３】導電性の樹脂乃至ゴムとしては、各種導電
剤を配合した樹脂乃至ゴムが使用される。樹脂として
は、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラス
トマー、ポリウレタン系エラストマー、軟質塩化ビニル
樹脂、スチレン−ブタジエン、スチレン・ブロック共重
合体エラストマー、アクリル系エラストマー等の各種熱
可撓性エラストマーが好適に使用されが、他にナイロン
６、ナイロン６，６、ナイロン６−ナイロン６，６共重
合体、ナイロン６，６−ナイロン６，１０共重合体やメ
トキシメチル化ナイロン等のアルコキシメチル化ナイロ
ンの如きポリアミド、コポリアミド或いはそれらの変性
体も使用される。勿論、使用する樹脂は上に例示したも
のに限定されず、例えばシリコーン樹脂、ポリビニルブ
チラール等のアセタール樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレ
ン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー等も使用できる。
ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンステレオラバー、
スチレン・ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴ
ム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プ
ロピレン−非共役ジエン共重合体ゴム、クロロプレンゴ
ム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アク
リルゴム等を挙げることができる。

【００１４】導電剤としては、導電性カーボンブラック
や、銀、金、銅、黄銅、ニッケル、アルミニウム、ステ
ンレススチール等の金属粉や酸化スズ系導電剤等の粉末
導電剤を用いることができ、他に非イオン系、陰イオン
系、陽イオン系、両性系等の有機導電剤や有機スズ系導
電剤を用いることもできる。導電性の樹脂乃至ゴムは、
一般的にいって、その電気抵抗（固有抵抗）が１０乃至
１０⁸Ωcm、特に１０²乃至１０⁶Ωcmの範囲にあるのが
好ましい。導電剤は、導電剤の種類によっても相違する
が、樹脂乃至ゴム１００重量部に、１乃至２０重量部、
特に５乃至１５重量部の量の範囲で配合し、上記抵抗値
が得られるようにする。

【００１５】導電性樹脂乃至ゴム中に導電性粒子がチェ
ーンストラクチュアを形成しているほうがより高い導電
性が得られるが、この場合には、ムラ帯電、すなわち点
状の高電位部の発生を生じる傾向があるので、導電性粒
子は樹脂乃至ゴム中に一様且つ微細に分散させることが
好ましい。このためには導電剤配合樹脂乃至ゴムを十分
に混練することが重要であるが、例えば樹脂乃至ゴムの
少なくとも一部として酸変性樹脂乃至ゴム、すなわちア
クリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸等のエチレン
系不飽和カルボン酸を共重合させた樹脂乃至ゴムを使用
するのも有効である。

【００１６】本発明に用いる導電性樹脂乃至ゴムのシー
トは、これらの柔軟性によっても変化するが、一般に５
０乃至４００μｍ、特に１００乃至３００μｍの厚みを
有することが好ましい。また、その表面は可及的に平滑
であることが好ましく、ＪＩＳＢ０６０１による平均
粗さは５μｍ以下、特に１μｍ以下であることが望まし
い。シームレスチューブ或いはシームレスベルトへの成
形は、リングダイを用いた押出成形で行うこともできる
し、また離型剤を塗布したマンドレル乃至円筒型への樹
脂乃至ゴム粉末の流動浸漬法や、またラテックス、エマ
ルジョン、サスペンジョン或いは溶液の浸漬塗布造膜法
によっても行うことができる。また可撓性の導電性シー
トとしてシームレスの金属箔を用いることもできる。金
属箔としては、ニッケル、アルミニウム、銅、黄銅或い
はスズ等が挙げられ、これらは電鋳法或いは押出により
得られる。金属箔の厚みは２０乃至８０μｍ、特に３０
乃至５０μｍの範囲にあることが望ましい。

【００１７】可撓性の導電性シートは、単層の素材から
成っていてもよいし、また積層或いは複層の素材から成
っていてもよい。可撓性導電性シートの被転写材と接触
する面を、高抵抗の層で形成すると、被転写材の表面に
紙粉や埃が付着しても、放電等のリークを防止するのに
有効である。この高抵抗層の固有抵抗は１０⁸乃至１０
¹³Ωcm、特に１０⁹乃至１０¹²Ωcmの範囲にあるのがよ
く、その厚みは１０乃至３０μｍの範囲にあるのがよ
い。電気抵抗の調節は、樹脂或いはゴムに配合する導電
剤の配合量を調節することにより容易に行うことができ
る。導電剤及び樹脂乃至ゴムとしては、既に述べたもの
を使用できるが、樹脂乃至ゴムとしては、フッ素系の樹
脂乃至ゴム、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体（ＰＴＦＥ・ＨＥＰ）、パーフルオロアルコキシ系フ
ッ素樹脂等が使用される。高抵抗層としてこれらの樹脂
乃至ゴムを使用すると、不活性でしかも摩擦係数が小さ
いため、感光体の寿命や可撓性導電性シートの寿命の点
で大きなメリットがある。金属箔を使用する場合には高
抵抗層の被覆乃至積層が特に推奨される。高抵抗層の形
成は、コーティングや同時積層押出等により行われる。

【００１８】ブラシとしては、導電性ブラシまたは絶縁
性ブラシの何れも使用できる。導電性ブラシは導電性の
有機乃至無機繊維が使用され、体積抵抗率は１０²乃至
１０⁸Ωcm、特に１０³乃至１０⁶Ωcmの範囲にあるもの
が好ましい。繊維の太さは３乃至６デニール（ｄ）、特
に２乃至７ｄ、繊維長（毛足の長さ）は２乃至７mm、特
に３乃至５mmにあるのがよく、また埴毛密度は１０００
０乃至２０００００本／平方インチ、特に３００００乃
至１０００００本／平方インチの範囲にあるのが、スム
ーズで一様な押圧力を与えるために好ましい。またブラ
シの先端を丸めておくことが、可撓性導電性シートの摩
耗を抑制する上で好適である。

【００１９】有機の導電性繊維としては、導電剤粒子を
分散させた合成乃至再生繊維が使用され、例えばナイロ
ン６、ナイロン６，６等のポリアミド繊維、ポリエチレ
ンテレフタレート等のポリエステル繊維、アクリル繊
維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、
レーヨン、アセテート等が挙げられる。繊維に導電性を
付与するには、導電剤の配合による方法に限定されず、
繊維表面をメタライズする方法によってもよい。尚、導
電剤としては前述したものが使用される。導電性無機繊
維としては、カーボン繊維が好適に使用されるが、ステ
ンレススチールや黄銅等の金属繊維も使用される。電気
絶縁性ブラシとしては、導電剤が含有されていない点を
除けば、上記の有機繊維が使用される。繊度、繊維長及
び埴毛密度は前述した範囲にあることができる。

【００２０】ブラシの駆動は、導電性ローラの周速度よ
りも大きい周速度で駆動することが導電性シートに適度
な振動を付与する点から好ましい。具体的には導電性ロ
ーラの駆動方向と同方向の場合には、一般にローラの周
速度の１．１乃至５倍、特に１．５乃至３倍の範囲にあ
るのがよく、反対方向の場合、ローラの周速度の１．１
乃至３倍、特に１．５乃至２倍の範囲にあることが好ま
しい。またこの範囲にあることにより導電性シートと感
光体表面との接触を一様且つ密実に行うこともできる。
導電性ローラに印加する電圧は、一般に５００乃至１５
００Ｖ、特に６００乃至１０００Ｖの範囲に設定するの
がよい。

【００２１】本発明のクリーニング装置においては直流
電圧を用いるのみで、一様且つムラのなくクリーニング
を行うことができるが、より好適なクリーニングを行う
ために、前述した直流電圧に更に交流電圧を重畳した電
圧を印加することもできる。

【００２２】本発明のクリーニング方法は、複写機、フ
ァクシミリ、レーザープリンター等の各種電子写真法に
おける感光体のクリーニングに有用である。また本発明
のクリーニング装置は従来公知のすべての感光体に使用
することができる。感光体としては勿論これに限定され
ないが、単層乃至積層構造の各種感光体、例えばａ−Ｓ
ｉ感光体、セレン感光体、単層又は多層の有機感光体が
挙げられる。これらのうちでも有機感光体に対して本発
明のクリーニング方法を適用すると、トナーの除電を行
うためにコロナ放電器を用いたクリーニング装置のよう
にオゾンやＮＯx の発生がほとんどないため、感光体を
構成する電荷発生顔料、電荷輸送物質、結着剤、誘電体
等の劣化がなく、その寿命を延長化することも可能とな
る。

【００２３】

【実施例】図１に示すクリーニング装置を、有機感光体
を用いる三田工業（株）製電子写真複写機ＤＣ−２５５
６改造機に図２に示すように装着し、帯電、塗工、現
像、転写及び定着を行った。クリーニング装置の各部材
の物性及び条件は次の通りである。（導電性ローラ）材質：ポリ塩化ビニル系エラストマー内径：２０mm 厚さ：０．２mm 体積固有抵抗：１．０×１０³Ω・cm

【００２４】（ブラシローラ）材質：導電性レーヨン外径：１９．８mm 体積固有抵抗：１．０×１０³Ω・cm 繊維太さ：６デニール繊維長さ：５mm 埴毛密度：１０万本／平方インチ

【００２５】（クリーニング条件）印加直流電圧：＋８００Ｖ導電性ローラ回転数：１５０rpm （回転方向は感光体と
同一方向）ブラシローラ回転数３００rpm （回転方向は導電性ロ
ーラと同一方向）感光体周速度：１５７mm／sec 感光体表面電位：＋８００Ｖ以上により、得られた複写物の画像は、クリーニング不
良のない良好な画像であった。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、トナー転写後の感光体
ドラム表面に残留するトナーを、導電性ローラを感光体
表面に接触させて除去するクリーニング装置において、
前記導電性ローラが、導電性材料から成るブラシローラ
を内蔵し、且つ該ブラシローラによって回転可能に保持
された可撓性材料から成る円筒状の導電性ローラを用い
て感光体表面の残留トナーを取り除くことにより、感光
体表面を損傷または摩耗させることがなく、しかも感光
体表面上の残留トナーを有効に除去し得ることが可能と
なった。また、本発明のクリーニング装置では導電性ロ
ーラが感光体表面に付着した残留トナーをほぐすように
作用するためドラムフィルミングを有効に防止できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーニング装置の一例を示す図であ
る。

【図２】本発明のクリーニング装置の一例を電子写真複
写装置に応用した例を示す図である。

【符合の説明】

１クリ−ニング装置２導電性ローラ３ブラシローラ４駆動軸５ブラシ２０感光体層２４クリーニング部材２５搬送スパイラル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー転写後の感光体ドラム表面に残留
するトナーを、導電性ローラを感光体表面に接触させて
除去するクリーニング装置において、前記導電性ローラが、導電性材料から成るブラシローラ
を内蔵し、且つ該ブラシローラによって回転可能に保持
された可撓性材料から成る円筒状の導電性ローラである
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】前記ブラシローラの周速度が、前記導電
性ローラの周速度よりも大きい請求項１記載のクリーニ
ング装置。