JPH07261518A - 帯電ローラのクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電ローラを傷つけたり変形させることな
く、常に安定したクリーニングを行ない、画質の低下を
防止する。 【構成】 画像形成モード時はソレノイド２６がオンに
なって、外周部が導電性の弾性部材２ｂからなり高圧電
源１６から負の高圧が印加された帯電ローラ２は、感光
体ドラム１に接触してその表面を帯電させる。画像形成
モードが終ればクリーニングモードに移行し、高圧電源
１６とソレノイド２６がオフになり、帯電ローラ２は図
示のように感光体ドラム１を離れてクリーニングローラ
８に接触する。クリーニングモード時間中、外周部が導
電性の多孔性スポンジ部材８ｂからなるクリーニングロ
ーラ８は回転し、高圧電源１７から帯電ローラ２に付着
するトナーや異物と異なる極性の高圧が印加されて帯電
ローラ２をクリーニングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静電潜像技術を用い
た画像形成装置の感光体に接触して該感光体を帯電させ
る帯電ローラのクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像技術を用いた画像形成装置、例
えば複写機，レーザビームプリンタ，電子複写機，ファ
クシミリ等は、予め帯電させた感光体表面に被写体の画
像を結像するか、画像データに応じて点滅するレーザ光
のスポットが感光体上を走査して静電潜像を形成し、現
像により変換されたトナー像を普通紙上に転写，定着し
て画像が形成される。

【０００３】感光体表面を帯電させるために、従来はコ
ロナ放電を用いた感光体に接触しない帯電チャージャが
使用されていた。この帯電チャージャは、感光体表面を
所定の極性，電位で均一に帯電する点で優れているが、
感光体の帯電電位の何倍かの高い電位が必要であり、コ
ロナ放電によりオゾンが発生する等の問題があった。

【０００４】この様な帯電チャージャに対して、帯電部
材を感光体に接触させて帯電させる接触帯電装置は低い
電位で済むから高圧電源が簡単になり、コロナの発生が
殆んどないため、帯電チャージャに代って次第に利用さ
れるようになりつつあるが、帯電部材が感光体に直接接
触するから、感光体上の残留トナーや付着した異物を拾
って汚れ易く、帯電ムラ等による画像の濃度ムラが発生
して画質を損ねるという問題があった。

【０００５】そのため、例えば特開平３−１０１７６８
号公報に示されたように、固定したスポンジ部材を感光
体表面に当接させて擦ることによりクリーニングを行な
う第１の提案や、特開平４−６０６６０号公報に示され
たように、ブラシ状のクリーニングローラを帯電ローラ
に接触させて回転し、摩擦によってクリーニングローラ
を帯電ローラ上のトナーや異物の極性と逆極性になるよ
うに帯電させ、その電気引力によりトナーや異物をクリ
ーニングローラに付着させる第２の提案があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
提案はスポンジ部材が固定されているから常に１個所だ
けが帯電ローラに接触していることになり、トナーや異
物の保持量が少なくクリーニングの寿命が短かいため、
スポンジ部材を頻繁に交換しなれければならない。さも
ないと、スポンジ部材が切れたり、帯電ローラを傷つけ
て、遂には感光体まで傷つけるような事故を引き起す恐
れがある。

【０００７】また、第２の提案はクリーニングローラが
帯電ローラとの摩擦によって帯電されるから、環境条件
の変化や経時的な汚れによってクリーニングローラの帯
電電位が変り易く不安定であり、クリーニング性能が一
時的に低下したり、経時的に劣化するという問題があ
る。

【０００８】さらに、いずれの提案も帯電ローラが感光
体に常時圧接されているために、トナーや異物が間に挾
まれたまま長時間放置される状態になり、また互いの接
触部付近にはゴミ等の異物がたまり易い。従って、トナ
ーや異物が帯電ローラ又は感光体に固着し易く、クリー
ニングが困難になって形成された画像に白又は黒のスポ
ットが発生し、画質を大幅に低下させる原因になる。

【０００９】また、帯電ローラが感光体に接触したまま
長時間放置されることにより帯電ローラが変形して、感
光体の帯電が均一に行なわれなくなり、濃度ムラ等によ
る画質低下を招く恐れが極めて大きい。

【００１０】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、帯電ローラを傷つけたり変形させることなく常
に安定したクリーニングを行ない、画質の低下を防止す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、静電潜像技術を用いた画像形成装置の感
光体に接触して該感光体を帯電させる帯電ローラのクリ
ーニング装置において、帯電ローラを感光体の表面に対
して接離させる部材と、該部材によって帯電ローラが感
光体の表面から離間された時に該帯電ローラの表面に接
触して回転しながら該表面のクリーニングを行なうクリ
ーニングローラとを設け、該クリーニングローラの少な
くとも外周部を多孔性スポンジ部材で構成したものであ
る。

【００１２】上記のクリーニング装置において、画像形
成を終了した直後に帯電ローラが感光体の表面から離間
されてクリーニングローラに接触した時点から予め設定
した時間をクリーニングモード時として、クリーニング
ローラによるクリーニングを行なうようにするとよい。

【００１３】さらに、多孔性スポンジ部材が導電性を有
する材料であり、クリーニングモード時に、該多孔性ス
ポンジ部材に帯電ローラの表面に付着するトナー又は異
物と逆極性の電位を与える高圧電源を設けてもよい。

【００１４】あるいは、帯電ローラとクリーニングロー
ラとが接触した時にその接触部において同一方向に同一
周速度で回転するように両ローラを連結する手段と、ク
リーニングモード時に帯電ローラとクリーニングローラ
のうちいずれか一方を回転駆動する手段とを設けてもよ
い。

【００１５】

【作用】上記のように構成した帯電ローラのクリーニン
グ装置は、帯電ローラが該ローラを接離させる部材によ
って感光体の表面に接触している間は該感光体を帯電
し、感光体の表面から離間された時にはクリーニングロ
ーラに接触して共に回転しながら、クリーニングローラ
の外周部を構成する多孔性スポンジ部材によってクリー
ニングされる。

【００１６】上記のクリーニングは、画像形成を終了し
た直後に帯電ローラが感光体の表面から離間されてクリ
ーニングローラに接触した時点から予め設定した時間を
クリーニングモード時として、その間に行なわれる。従
って、帯電ローラにトナーや異物が固着したりゴミ等が
沈積することがないから、クリーニングモード時が比較
的短時間であっても十分なクリーニングが行なわれる。

【００１７】さらにクリーニングモード時に、導電性を
有する多孔性スポンジ部材に、帯電ローラの表面に付着
するトナーや異物と逆極性の電位を与える高圧電源を設
けたことにより、摩擦によって帯電させる従来例に比べ
てトナーや異物の電気的な引力によるクリーニングがよ
り確実に行なわれる。

【００１８】あるいは、帯電ローラ及びクリーニングロ
ーラの両ローラが接触した時に、両ローラを連結する手
段によって接触部において同一方向に同一周速度で回転
するように連結され、回転駆動する手段がクリーニング
モード時に両ローラのうちいずれか一方を回転駆動す
る。

【００１９】従って、両ローラは互いにスリップするこ
となく回転してクリーニングが行なわれるから、両ロー
ラの間にトナーや異物が挾まれてもクリーニングローラ
の多孔性スポンジ部材がクッションとして作用すること
と相俟って、帯電ローラに傷がついたり、クリーニング
性が変化したりすることがない。

【００２０】

【実施例】以下この発明の一実施例を図面を参照して具
体的に説明する。図１及び図２はこの発明の一実施例で
ある画像形成装置の主要部の構成を示す図であり、図１
は該主要部のクリーニングモード時及び電源オフ時の状
態を、図２は同じく画像形成モード時の状態をそれぞれ
示している。

【００２１】図１及び図２に示した画像形成装置の主要
部は、画像形成モード時に時計方向に回転する感光体ド
ラム１と、該ドラム１の周辺に回転方向順にそれぞれ配
設された帯電ローラ２，現像ユニット３，転写チャージ
ャ４，クリーニングブレード５，除電ランプ６と、帯電
ローラ２に対して感光体ドラム１の反対側に予め設定し
た帯電ローラ２の移動スペースを設けて配設されたクリ
ーニングローラ８とにより構成されている。

【００２２】金属例えばアルミからなり、その回転軸１
１がグランドに接続されている感光体ドラム１の表面
は、暗黒中では高い絶縁抵抗を有し、光が照射されると
低い抵抗値になる光導電性を備えた感光物質１２の薄膜
により蔽われている。以下、特に断らない限り、感光物
質１２の薄膜を含めたものを感光体ドラム１という。

【００２３】帯電ローラ２を感光体ドラム１に対して接
離させる部材は、軸２０を中心として回動自在に設けら
れ他端で帯電ローラ２の回転軸２ａを支承するアーム２
１と、軸２０に対して互いに対称的にアーム２１に固設
されたバー２２，２３と、バー２２と支点２４との間に
張力を加えるスプリング２５と、固設されたソレノイド
２６と、ソレノイド２６のプランジャ２６ａとバー２３
との間に張力を加えるスプリング２７とからなってい
る。

【００２４】ソレノイド２６がオフの時はプランジャ２
６ａがフリーになるから、図１に示したように、アーム
２１はスプリング２５の張力によって反時計方向に回動
し、帯電ローラ２は感光体ドラム１から離間されてクリ
ーニングローラ８に接触する。その接触圧はスプリング
２５によって予め設定された値になるように調整されて
いる。

【００２５】帯電ローラ２とクリーニングローラ８とが
接触した時には、それぞれ帯電ローラ２とクリーニング
ローラ８とに固設された両ローラを連結する手段である
図示しない絶縁性の歯車が噛合って、その接触点におい
て同一方向に同一周速度で回転するか、共に静止するよ
うに規制される。

【００２６】ソレノイド２６がオンの時はプランジャ２
６ａが左方向に吸引されるから、図２に示したように、
アーム２１はスプリング２７とスプリング２５との張力
の差によって時計方向に回動し、帯電ローラ２はクリー
ニングローラ８から離間されて感光体ドラム１に接触す
る。その接触圧はスプリング２５，２７の張力の差によ
って、予め設定された値になるように調整されている。

【００２７】帯電ローラ２と感光体ドラム１とが接触し
た時には、それぞれ帯電ローラ２とクリーニングローラ
８とに固設された歯車の噛合いが外れて、互いにフリー
になる。また、帯電ローラ２は摩擦によって感光体ドラ
ム１に追随回転してもよいが、クリーニングローラ８と
の場合と同様に、感光体ドラム１に固設された絶縁性の
歯車と噛合わせて、スリップ等により感光体ドラム１に
傷がつかないようにすれば更によい。

【００２８】現像ユニット３はその内部が第１室３１及
び第２室３２とに分れ、第１室３１内のトナー及び磁性
粉末からなる補充用の混合体はアジテータ３３により撹
拌され、第２室３２内の混合体の減少量に応じて、フィ
ードローラ３４の回転によって徐々に第２室３２内に補
給される。

【００２９】第２室３２内の混合体はアジテータ３５に
より撹拌され、現像ローラ３０に送られる。回転する現
像ローラ３０の内側には固定的に設けられた複数の磁石
３６があり、これらの磁石３６によりトナーが磁性粉末
と共に現像ローラ３０に付着されたり、ブラシ状になっ
てその先端が感光体ドラム１に接触して現像が行なわれ
る。

【００３０】以下、図２によって画像形成モード時の作
用を説明する。画像形成モード時には、ソレノイド２６
がオンになって帯電ローラ２が感光体ドラム１に接触す
ると共に、図示しないメインモータによってそれぞれ同
一周速度で感光体ドラム１は時計方向に、現像ローラ３
０は反時計方向にそれぞれ回転する。帯電ローラ２も接
触摩擦又は図示しない歯車の噛合せによって、感光体ド
ラム１と同一周速度で反時計方向に回転する。

【００３１】アルミのような良導電体からなる帯電ロー
ラ２の回転軸２ａには、高圧電源（ＨＶ）１６から例え
ば−１１００Ｖ程度の高圧が印加され、帯電ローラ２の
外周部は同じく導電性の弾性部材２ｂによって構成され
ている。従って、感光体ドラム１は帯電ローラ２との接
触によって、その表面が略−１１００Ｖ程度まで帯電さ
れ、次に帯電された表面に露光が行なわれる。

【００３２】すなわち、画像形成装置が複写機であれ
ば、ライン状の光源でスキャンされた原稿の像が感光体
ドラム１の周速度と同一速度で移動しながら露光され、
レーザビームプリンタを備えた画像形成装置であれば、
点滅するレーザスポットによって主走査方向（感光体ド
ラム１の軸方向）にスキャンされて露光が行なわれる。

【００３３】感光体ドラム１の表面の光に照射された部
分は帯電された電荷がアースされることにより、感光物
質１２の疲労度により異なるが、表面電位が０Ｖ〜−２
９０Ｖまで下り、光に照射されなかった部分は電荷がそ
のまま残留することにより静電潜像が形成されて、次に
現像ユニット３による静電潜像の可視像化すなわち現像
が行なわれる。

【００３４】現像ユニット３の現像ローラ３０は、図示
しない高圧電源によって−８００Ｖ前後のバイアス電圧
が印加されているから、付着したトナーも同程度に帯電
される。従って、磁石３６によってブラシ状に立上った
トナーは感光体ドラム１の表面に接触するが、非照射部
分には付着せず、表面電位の低下（絶対値で）した照射
部分にのみ付着して、静電潜像は可視のトナー像に変換
される。

【００３５】変換されたトナー像は、画像書込み（露
光）開始にタイミングを合せて感光体ドラム１の周速度
と一致する速度で搬送されて来た用紙１５に接触し、用
紙１５に背面から＋の電位を与える転写チャージャ４に
よって用紙１５上に転写される。

【００３６】トナー像が転写された用紙１５は、図示し
ない分離チャージャにより感光体ドラム１から分離され
た後、同じく図示しない定着部に搬送されて、加圧と加
熱とによって熔融されたトナー像が用紙１５に定着さ
れ、定着された用紙１５は画像形成装置外に排出され
る。

【００３７】一方、トナー像転写後にも感光体ドラム１
上に若干残っている残留トナーは、クリーニングブレー
ド５により掻き落されて回収される。クリーニングされ
た感光体ドラム１は、除電ランプ６により照射されて残
留電荷がアースされる。除電後の表面電位は感光物質１
２が新しければ０Ｖ〜−３０Ｖ程度まで低下するが、旧
くなると−１５０Ｖ程度の電位が残ることもある。

【００３８】除電された感光体ドラム１は、再び帯電ロ
ーラ２に接触して帯電され、画像書込みが行なわれる。
既に説明したように、帯電ローラ２には予め設定された
値の接触圧が加えられており、その外周部は導電性の弾
性部材２ｂで構成されているから、ムラなく感光体ドラ
ム１に接触する。従って、除電後の表面電位が−１５０
Ｖ程度残っていても、帯電ローラ２によって均一に帯電
することが可能である。

【００３９】しかしながら、帯電ローラ２には高圧が印
加されているため、クリーニングブレード５でも除去さ
れなかった極めて僅かなトナーや、空中に浮遊している
異物等が付着し易く、それらのトナー，異物等が累積し
てくると均一な帯電が行なわれなくなり、画質が低下す
る恐れがあるから、帯電ローラ２もクリーニングする必
要がある。

【００４０】この実施例は、画像形成モードが終了する
と直ちにクリーニングモードに移行し、高圧電源１６か
ら帯電ローラ２に印加されている−１１００Ｖをオフに
すると共に、ソレノイド２６をオフにするからプランジ
ャ２６ａがフリーになり、図１に示したように、帯電ロ
ーラ２は感光体ドラム１から離間されてクリーニングロ
ーラ８に接触する。

【００４１】クリーニングモードの間、クリーニングロ
ーラ８は図示しないモータ（メインモータでもよい）に
よって時計方向に回転駆動されている。帯電ローラ２
は、クリーニングローラ８と接触して互いの摩擦力だけ
でも一体になって回転又は静止するが、既に説明したよ
うに図示しない歯車によって結ばれているから、運動が
より確実に一体化する。

【００４２】したがって、クリーニングモードが終了す
るまで、帯電ローラ２はクリーニングローラ８と一体に
なって矢示したように同一方向に同一周速度で回転し、
その間に帯電ローラ２のクリーニングが行なわれてい
る。

【００４３】また、帯電ローラ２及びクリーニングロー
ラ８の外周部はそれぞれ弾性部材２ｂ及び多孔性スポン
ジ部材８ｂで構成されているため、両ローラ２，８は柔
かく即ち線ではなく或る幅をもった面で接触しているか
ら、クリーニングは十分に行なわれ、クリーニングロー
ラ８が回転することによって、その全周面がクリーニン
グに有効に使われるから、固定したスポンジ部材を用い
た従来例に比べて大量のトナーや異物を吸収出来て、そ
のクリーニング効果は遙かに大きく寿命も長い。

【００４４】単なる回転接触だけでもクリーニング可能
であるが、クリーニングローラ８の外周部を導電性を有
する多孔性スポンジ部材８ｂで構成し、クリーニングモ
ードの間その軸８ａに高圧電源（ＨＶ）１７から帯電ロ
ーラ２の表面に付着するトナー又は異物に対して逆極性
の電位を与えることにより、その電気的引力によってよ
り確実にクリーニングを行なうことが出来る。

【００４５】この場合に、クリーニングローラ８に印加
する電位を正負いずれに設定するかは、画像形成装置に
よってそれぞれ異なる。例えば、この実施例のように帯
電ローラ２に負の電位が印加される方式であれば、一般
に帯電ローラ２に付着したトナー及び異物も負に帯電し
ている。

【００４６】高圧電源１６がオフになっても帯電ローラ
２がしばらく負の電位を保っていれば、クリーニングロ
ーラ８に正の電位を印加することによりクリーニング効
果が向上する。しかしながら、帯電ローラ２の電位が０
になれば、付着したトナー及び異物の電位が正に反転す
る場合も生じるから、クリーニングローラ８に負の電位
を印加した方がクリーニング効果が良い場合もある。

【００４７】したがって、クリーニングローラ８に印加
する高圧電源１７の極性及び電圧は、画像形成装置の種
類に応じて、実験的に最もクリーニング効果が良くなる
値を決定し、その値になるように高圧電源１７を設定す
る。

【００４８】予め設定されたクリーニングモード時間が
経過すれば高圧電源１７がオフになり、図示しないモー
タによるクリーニングローラ８の回転駆動が終了するか
ら、帯電ローラ２及びクリーニングローラ８は、図１に
示したように帯電ローラ２が感光体ドラム１から離間
し、クリーニングローラ８と接触した状態で静止する。

【００４９】すなわち、画像形成モード時以外は感光体
ドラム１と帯電ローラ２とは離間された状態にあるか
ら、両ローラ１，２が接触したままの従来例と異なっ
て、トナーや異物が長時間両ローラ１，２の間に挾まれ
たままになり、いずれかのローラに固着したり、変質し
て感光体を汚染する物質が生成され、帯電ムラによる画
像の濃度ムラやスポットが発生して画質を低下させると
いう恐れがない。

【００５０】また、帯電ローラ２とクリーニングローラ
８とは柔かく接触しているから、両ローラ２，８の間に
挾まれたトナーや異物が帯電ローラ２に固着する恐れが
なく、クリーニングローラ８に固着又は付着することは
一向に差支えない。

【００５１】さらに、従来は帯電ローラ２は固い感光体
ドラム１に接触したまま静止するため、帯電ローラ２の
外周部の弾性体２ｂが変形する問題があったが、この実
施例では弾性部材２ｂがより柔軟な多孔性スポンジ部材
８ｂからなるクリーニングローラ８に接触しているか
ら、帯電ローラ２が変形する恐れはない。仮りにクリー
ニングローラ８が若干変形したとしても、得られる画像
の画質には何等悪影響を及ぼすことがない。

【００５２】さらに、クリーニングローラ８にトナーや
異物と逆極性の電位を印加する場合に、高圧電源１７か
ら電位を与えているから、摩擦帯電によって電位を与え
る従来例に比べて、経時的な汚れや湿度等の環境変化に
よって電位が変化することがなく、安定して確実なクリ
ーニング性能が得られる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明による帯
電ローラのクリーニング装置は、帯電ローラを傷つけた
り変形させたりすることなく、常に安定したクリーニン
グを行なって、画質の低下を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である画像形成装置の主要
部の構成を示すと共に、クリーニングモード時における
帯電ローラの位置の一例を示す図である。

【図２】図１に示した帯電ローラの画像形成モード時に
おける位置の一例を示す図である。

【符号の説明】 １：感光体ドラム（感光体） ２：帯電ローラ ２ｂ：導電性の弾性部材 ８：クリーニングローラ ８ｂ：多孔性スポンジ部材 １７：高圧電源

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像技術を用いた画像形成装置の感
   光体に接触して該感光体を帯電させる帯電ローラのクリ
   ーニング装置において、 前記帯電ローラを前記感光体の表面に対して接離させる
   部材と、 該部材によって前記帯電ローラが前記感光体の表面から
   離間された時に、該帯電ローラの表面に接触して回転し
   ながら該表面のクリーニングを行なうクリーニングロー
   ラとを設け、 該クリーニングローラの少なくとも外周部を多孔性スポ
   ンジ部材で構成したことを特徴とする帯電ローラのクリ
   ーニング装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の帯電ローラのクリーニン
   グ装置において、 画像形成を終了した直後に前記帯電ローラが前記感光体
   の表面から離間されて前記クリーニングローラに接触し
   た時点から、予め設定した時間をクリーニングモード時
   として、前記クリーニングローラによるクリーニングを
   行なうようにしたことを特徴とする帯電ローラのクリー
   ニング装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の帯電ローラのクリーニン
   グ装置において、 前記多孔性スポンジ部材が導電性を有する材料であり、 前記クリーニングモード時に、該多孔性スポンジ部材
   に、前記帯電ローラの表面に付着するトナー又は異物と
   逆極性の電位を与える高圧電源を設けたことを特徴とす
   る帯電ローラのクリーニング装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の帯電ローラのクリーニン
   グ装置において、 前記帯電ローラとクリーニングローラとが接触した時
   に、その接触部において同一方向に同一周速度で回転す
   るように両ローラを連結する手段と、 前記クリーニングモード時に、前記帯電ローラとクリー
   ニングローラのうちいずれか一方を回転駆動する手段と
   を設けたことを特徴とする帯電ローラのクリーニング装
   置。