JPH07325522A

JPH07325522A - 画像形成装置のクリーニング装置

Info

Publication number: JPH07325522A
Application number: JP11823394A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakayama; 雄二中山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1994-05-31
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】像担持体の長手方向に均一なクリーニングが
可能で、高湿環境下においても画像乱れ等の発生を防い
で鮮鋭な高質画像を安定して得ることを可能ならしめる
画像形成装置のクリーニング装置を提供すること。【構成】感光ドラム（像担持体）１に当接するクリー
ニングブレード１７と、該クリーニングブレード１７の
上流側に配置されるマグネットローラ１８を有する画像
形成装置のクリーニング装置７において、前記マグネッ
トローラ１８上に形成されるトナー層の厚さを規制する
トナー層厚規制ローラ１９を設け、このトナー層厚規制
ローラ１９の表面を表面エネルギーの小さな物質で構成
するとともに、該トナー層厚規制ローラ１９と前記マグ
ネットローラ１８との間の隙間を軸方向両端部において
大きく、中央部において小さく設定する。本発明によれ
ば、トナー粒による研磨作用が感光ドラム１の長手方向
に均一になされるため、前記目的が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電転写プロセスを利
用する複写機やプリンタ等の画像形成装置のクリーニン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】像担持体表面に形成された可転写トナー
像を転写材に転写する工程を繰り返す画像形成装置にお
いては、転写の際に転写材に転写しないで像担持体に残
った残留トナーをその都度十分に除去することが必要で
あり、そのためにクリーニング装置が用いられている。

【０００３】上記クリーニング装置としては従来から種
々の提案がなされているが、ウレタンゴム等の弾性材料
から成るクリーニングブレードによって像担持体上の残
留トナーを掻き落とすものが、その構成が簡単でコンパ
クト、低コストであり、しかも、トナー除去機能も優れ
ていることから、一般に広く利用されている。

【０００４】しかしながら、画像形成装置において像担
持体表面に付着して画質に影響を及ぼす因子はトナーの
みではなく、転写材として殆どの場合に利用されている
紙から発生する微細な紙粉、該紙粉から析出する有機質
成分、装置内の高圧部材の存在に起因して発生するコロ
ナ生成物等が考えられ、これらが像担持体表面に異物と
して付着すると、これらの異物が特に高湿環境下におい
て低抵抗化して鮮明な静電潜像の形成を妨げ、画質の劣
化を招いてしまう。

【０００５】上述のような画像の劣化現象は、シラン類
のグロー放電分解によって成膜構成するアモルファスシ
リコン感光体において発生し易いことが知られている。

【０００６】斯かる画像の劣化現象を防ぐために、特に
現像剤として１成分系磁性トナーを使用する場合におい
て、クリーニング装置内の像担持体の走行方向に見てク
リーニングブレードの上流側にマグネットローラを配設
し、クリーニング装置に回収したトナーの一部で磁気ブ
ラシを形成し、これを像担持体表面に接触させて磁性ト
ナーを再供給し、ブレード部位におけるトナー粒による
研磨作用によって前記各種の異物を摺擦除去する方法が
提案されている。

【０００７】上記方法は、ウェブ、ゴムローラ等の別途
用意した研磨材で像担持体表面を摺擦する方法に比し
て、研磨作用が像担持体表面に偏ることが少なく、感光
層内で露光時に電荷が移動する所謂カールソン感光体に
も適用し得る。このため、該方法は、例えば感光体にヒ
ーターを配設して夜間及びスタンバイ中も周辺の湿度を
低下させ、感光体表面の低抵抗化を防ぐという方法を併
用することによって、前述の原因による画像劣化を防ぐ
のに一定の効果を上げてきている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、近年、環境
問題やエネルギー問題として、夜間やスタンバイ中の消
費電力を極力減らそうとする要望が強くなりつつある。

【０００９】ところで、高湿下においては、アモルファ
スシリコン感光体に配設したヒーターに常時通電してい
なければ、感光体表面に付着したコロナ生成物等の異物
が感光体表面の低抵抗化を促して画像流れ等の画質の劣
化を招く。

【００１０】それは、クリーニンク装置で感光体表面を
摺擦することによって放電生成物等の低抵抗物質をトナ
ーと共に感光体表面から除去しようとする狙いが、以下
に示す理由によって完全に達成され得ないためであると
考えられる。

【００１１】即ち、先ず第１に、クリーニング装置内の
摺擦部材は、主に転写残トナーを感光体との間に介在さ
せて感光体との摺擦を行っているが、転写残トナーに
は、転写材中に填量として含まれるタルク（化学組成：
ｕｇ₃ （Ｓｉ₄ Ｏ₁₀）（ＯＨ）₂ ）とその他の吸湿性物
質を含むことがあり、このため高湿下では感光体の表面
抵抗が部分的に１０¹¹Ω程度まで下がり、画像流れが発
生し易くなるということが考えられる。

【００１２】第２に、転写残トナー中には、トナー中に
含まれる外添剤の比率が高くなることがあり、これは特
に外添剤がトナーの帯電極性と逆極性の場合に顕著であ
り、この場合、クリーニング部での外添剤の比率も高く
なって感光体への摺擦力が部分的に小さくなるため、こ
のことが画像劣化を引き起こす原因となると考えられ
る。

【００１３】第３に、クリーニングブレードの上流側に
マグネットローラを配設し、クリーニング装置に回収し
たトナーの一部で磁気ブラシを形成し、これを感光体表
面に接触させて磁性トナーを再供給し、ブレード部位に
おけるトナー粒による研磨作用によって感光体表面に付
着した各種の異物を摺擦除去する場合、前記トナー粒に
よる研磨作用が長手方向に均一になされていないことが
考えられる。特に、クリーニング装置の両端部において
は回収トナー量が少なく、感光体とマグネットローラと
の間にトナー溜りができず、トナー粒による研磨作用の
効果が期待できないことがあった。

【００１４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、像担持体の長手方向に均一な
クリーニングが可能で、高湿環境下においても画像流れ
等の発生を防いで鮮鋭な高質画像を安定して得ることを
可能ならしめる画像形成装置のクリーニング装置を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、像担持体に当接するクリー
ニングブレードと、該クリーニングブレードの上流側に
配置されるマグネットローラを有する画像形成装置のク
リーニング装置において、前記マグネットローラ上に形
成されたトナー層の厚さを規制するトナー層厚規制ロー
ラを設け、このトナー層厚規制ローラの表面を表面エネ
ルギーの小さな物質で構成するとともに、該トナー層厚
規制ローラと前記マグネットローラとの間の隙間を軸方
向両端部において大きく、中央部において小さく設定し
たことを特徴とする。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記トナー層厚規制ローラの軸方向両端部
を端部に向かって細くなるクラウン形状としたことを特
徴とする。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記トナー層厚規制ローラの軸方向両端部
を端部に向かって細くなるテーパ状に成形したことを特
徴とする。

【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記トナー層厚規制ローラの軸方向両端部
の周方向の一部を端部に向かって細く成形したことを特
徴とする。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記マグネットローラを、像担持体に対し
て順方向、且つ、該像担持体よりも低速で回転駆動する
ことを特徴とする。

【００２０】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記像担持体をアモルファスシリコンで構
成したことを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明によれば、トナー層厚規制ローラとマグ
ネットローラとの間の隙間は、軸方向両端部における値
が大きく、中央部における値が小さく設定されるため、
トナー層厚規制ローラの軸方向両端部における残量トナ
ーの回収量不足を補うことができ、又、像担持体の振れ
等に起因する該像担持体へのトナーコート量不足を補う
ことができる。この結果、マグネットローラと像担持体
との間に形成されるトナー溜りを長手方向（像担持体と
マグネットローラの軸方向）に均一化することができ、
トナー粒による研磨作用が像担持体の長手方向に均一に
なされ、高湿環境下においても画像流れ等の発生を防い
で鮮鋭な高質画像を安定して得ることが可能となる。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２３】先ず、本発明に係るクリーニング装置を備
える画像形成装置の例として電子写真複写機の構成の概
要を図７に基づいて説明する。

【００２４】即ち、図７は電子写真複写機の基本構成を
示す断面図であり、同図において１は図示矢印方向に所
定の速度で回転駆動される像担持体である感光ドラムで
あり、該感光ドラム１の周囲には、前露光装置２、一次
帯電器３、現像装置４、ポスト帯電器５、転写分離帯電
器６及び本発明に係るクリーニング装置７がそれぞれ配
設されている。又、感光ドラム１を挟んでこれの両側に
は、レジストローラ８、搬送装置９及び定着装置１０が
それぞれ配されている。

【００２５】ところで、上記感光ドラム１は、直径１０
８ｍｍ、厚さ約５ｍｍのアルミニウムシリンダ上にグロ
ー放電等によって厚さ約３０μｍのアモルファスシリコ
ン感光層を形成して構成されている。そして、この感光
ドラム１の内部には約８０Ｗの面状発熱ヒータ１１が一
周分配置され、アルミニウムシリンダの温度が４２℃に
なるように電力制御されている。

【００２６】又、前記現像装置４は、直径２０ｍｍのア
ルミニウムシリンダ表面にフェノール樹脂、グラファイ
ト、カーボンを混合したコート層を形成して成る現像ス
リーブ１２を有し、内部には現像剤であるトナーｔを収
容している。

【００２７】尚、現像スリーブ１２は感光ドラム１と逆
方向に相対速度１５０％で駆動され、該現像スリーブ１
２と感光ドラム１間の隙間は２３０μｍに設定されてい
る。又、現像スリーブ１２上へのトナーｔのコートには
磁性ブレードが用いられ、現像スリーブ１２と磁性ブレ
ードの隙間は２８０μｍに設定され、現像バイアスとし
て、周波数２７００Ｈｚ、ピーク間電圧１４００Ｖ、デ
ューティ比３５％の矩形波と直流を重畳したものが現像
スリーブ１２に印加される。

【００２８】更に、トナーｔとしては、マイナス帯電の
平均粒径約９μｍ、主なバインダーがスチレンアクリ
ル、磁性体が約８０重量部で外添剤にチタン酸ストロン
チウムを４％、シリカを０．５％使用した、ガラス転移
点約６０℃の１成分磁性トナーが用いられ、該トナーｔ
の現像スリーブ１２上のトリボは−３〜１２（μＣ／
ｇ）、コート量は０．６〜１．３ｍｇ／ｃｍ² である。

【００２９】前記定着装置１０は、厚さ０．２５ｍｍの
シリコンゴム層の上に表層約２０μｍのフッ素樹脂（Ｐ
ＴＦＥ）を焼成によってコートした定着ローラ１３と、
直径６０ｍｍ、厚さ５ｍｍのシリコンゴム上に厚さ１０
０μｍのフッ素樹脂（ＰＦＡ）チューブを被覆した加圧
ローラ１４で構成され、定着ローラ１３内には定格１６
００Ｗのハロゲンヒータ１５が設けられている。

【００３０】尚、前記一次帯電器３、現像スリーブ１２
及び転写分離帯電器６には、不図示の高圧電源等が接続
されている。又、感光ドラム１、現像スリーブ１２及び
定着ローラ１３はそれぞれ不図示の駆動モータを有し、
独立に回転駆動される。

【００３１】次に、本電子写真複写機における画像形成
動作を概説する。

【００３２】感光ドラム１は図示矢印方向に所定速度で
回転駆動され、前記前露光装置２によってその表面が除
電された後、一次帯電器３によってその表面が一様に帯
電される。そして、感光ドラム１の表面に画像露光光Ｌ
が照射されると、該感光ドラム１の表面には画像に対応
する静電潜像が形成され、該静電潜像は前記現像装置４
によって現像されてトナー像として顕画化される。

【００３３】一方、転写材Ｐが不図示の搬送系によって
レジストローラ８に給送され、該転写材Ｐはレジストロ
ーラ８によって適当なタイミングで感光ドラム１と転写
分離帯電器６の間の転写ニップ部に送られ、感光ドラム
１上の前記トナー像の転写を受けた後、転写分離帯電器
６の作用によって感光ドラム１から分離される。

【００３４】そして、感光ドラム１から分離された転写
材Ｐは、前記搬送装置９によって定着装置１０に送ら
れ、該定着装置１０の前記定着ローラ１３と加圧ローラ
１４の間を通過する間に熱と圧力によってトナー像の定
着を受けた後、機外に排出される。

【００３５】尚、本実施例に係る電子写真複写機におけ
る最大画像幅はＡ４横の約２９０ｍｍであり、プロセス
スピードは５００ｍｍ／ｓｅｃである。

【００３６】ところで、転写ニップ部において転写材Ｐ
に転写されないで感光ドラム１に残った残留トナーは、
本発明に係る前記クリーニング装置７によって回収除去
されるが、ここで、クリーニング装置７の構成の詳細を
図１乃至図３に基づいて説明する。尚、図１は本発明に
係るクリーニング装置７の断面図、図２は同クリーニン
グ装置７の要部拡大断面図、図３はマグネットローラ１
８とトナー層厚規制ローラ１９との位置関係を示す平面
図である。

【００３７】該クリーニング装置７のクリーニング容器
１６には、前記感光ドラム１の表面に当接されたクリー
ニングブレード１７が保持されており、クリーニング容
器１６内の前記クリーニングブレード１７の上流側（感
光ドラム１の回転方向に対して上流側）には、図１の紙
面垂直方向に長い（図３参照）マグネットローラ１８が
感光ドラム１との間に所定隙間を形成して設けられてい
る。尚、上記クリーニングブレード１７は厚さ２ｍｍの
ウレタンゴムで構成され、前記マグネットローラ１８は
各磁束密度５００ガウスの８極の磁極を有する直径１８
ｍｍのローラで構成されている。

【００３８】而して、本実施例においては、クリーニン
グ容器１６内の前記マグネットローラ１８の近傍には、
マグネットローラ１８の表面に形成されたトナー層の厚
さを規制するための小径（直径８ｍｍ）のトナー層厚規
制ローラ１９がマグネットローラ１８と平行に回転自在
に配されており、該トナー層厚規制ローラ１９の表面に
は、ステイ２０の先部に取り付けられたスクレーパ２１
が当接している。又、クリーニング容器１６内の底部に
は、図１の紙面垂直方向に長い搬送スクリュー２２が設
けられている。

【００３９】ここで、上記トナー層厚規制部材１９は非
磁性材料で構成され、その表面には表面エネルギーの小
さな物質であるフッ素樹脂が１０〜５０μｍ程度の厚さ
にコーティングされている。又、図３に示すように、ト
ナー層厚規制ローラ１９の軸方向両端部１９ａは端部に
向かって細くなるクラウン形状に成形されており、該ト
ナー層厚規制ローラ１９と前記マグネットローラ１８と
の間の隙間は、軸方向両端部における値ｄ₁ が大きく、
中央部における値ｄが小さく（ｄ₁ ＞ｄ）設定されてお
り、具体的には、０＜ｄ₁ −ｄ≦０．５ｍｍに設定され
ている。

【００４０】次に、本発明に係るクリーニング装置７の
作用を説明する。

【００４１】マグネットローラ１８は、不図示の駆動手
段によって感光ドラム１に対して順方向（図１及び図２
において時計方向）、且つ、感光ドラム１よりも低速で
回転駆動され、トナー層厚規制ローラ１９はマグネット
ローラ１８とは逆方向（図１において反時計方向に所定
の速度で回転駆動されている。

【００４２】而して、図７で示した転写ニップ部（感光
ドラム１と転写分離帯電器６との間の部位）において転
写材Ｐに転写されないで感光ドラム１上に残った残留ト
ナー（図２においてｔ’にて示す）は、感光ドラム１の
回転につれてクリーニング装置７の位置に到達すると、
該クリーニング装置７の前記マグネットローラ１８に吸
着されて搬送される。又、図２に示すように、感光ドラ
ム１上の残留トナーｔ’はクリーニングブレード１７に
よつて感光ドラム１から掻き落とされ、この掻き落とさ
れた残留トナーｔ’はマグネットローラ１８上に落下
し、これによってマグネットローラ１８と感光ドラム１
との間にトナー溜りが形成される。

【００４３】ところで、マグネットローラ１８に吸着さ
れて搬送される残留トナーｔ’はマグネットローラ１８
上にトナー層を形成するが、そのトナー層は前記トナー
層厚規制ローラ１９によって均一な厚さに規制される。
そして、残留トナーｔ’は、マグネットローラ１８の表
面に穂立ちして磁気ブラシを形成し、該マグネットロー
ラ１８の回転につれて、順次感光ドラム１との対向位置
に至って摺擦クリーニング作用を行い、感光体ドラム１
の表面に付着した各種の異物を摺擦除去する。尚、トナ
ー層厚規制ローラ１９から溢れた残留トナーｔ’は、図
１に示した前記搬送スクリュー２２によって図１の奥側
方向に搬送され、不図示の廃トナー容器に回収される。

【００４４】而して、本実施例においては、前述のよう
にトナー層厚規制ローラ１９とマグネットローラ１８と
の間の隙間は、軸方向両端部における値ｄ₁ が大きく、
中央部における値ｄが小さく（ｄ₁ ＞ｄ）設定されてい
るため、トナー層厚規制ローラ１９の軸方向両端部１９
ａにおける残量トナーｔ’の回収量不足を補うことがで
き、又、感光ドラム１の振れ等に起因する該感光ドラム
１へのトナーコート量不足を補うことができる。この結
果、マグネットローラ１８と感光ドラム１との間に形成
されるトナー溜りを長手方向（感光ドラム１とマグネッ
トローラ１８の軸方向）に均一化することができ、トナ
ー粒による研磨作用が感光ドラム１の長手方向に均一に
なされ、高湿環境下においても画像流れ等の発生を防い
で鮮鋭な高質画像を安定して得ることが可能となる。

【００４５】尚、トナー層厚規制ローラ１９は、前記ス
クレーパ２１によってその表面が摺擦クリーニングさ
れ、該ローラ１９の表面にトナーやその他の異物が付着
することが防がれる。

【００４６】ところで、トナー層厚規制ローラ１９は、
図４に示すように、その軸方向両端部１９ａを端部に向
かって細くなるテーパ状に成形し、マグネットローラ１
８との隙間を、軸方向両端における値ｄ₁ が中央部の値
ｄよりも大きく（ｄ₁ ＞ｄ）なるようと設定しても良
い。尚、この場合においても、０＜ｄ₁ −ｄ≦０．５ｍ
ｍが好ましく、テーパを付すべき長手方向の長さＬとし
ては、画像領域端部よりＬ≦１００ｍｍが好ましい。

【００４７】又、トナー層厚規制ローラ１９は、図５及
び図６に示すように、その軸方向両端部の周方向の一部
１９ａが端部に向かって細くなるよう成形しても良い。
このときのトナー層厚規制ローラ１９の周方向の一部１
９ａの形状としては、テーパ形状でも、クラウン形状で
も良い。尚、図６は図５の矢視Ａ方向の図である。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、像担持体に当接するクリーニングブレードと、
該クリーニングブレードの上流側に配置されるマグネッ
トローラを有する画像形成装置のクリーニング装置にお
いて、前記マグネットローラ上に形成されたトナー層の
厚さを規制するトナー層厚規制ローラを設け、このトナ
ー層厚規制ローラの表面を表面エネルギーの小さな物質
で構成するとともに、該トナー層厚規制ローラと前記マ
グネットローラとの間の隙間を軸方向両端部において大
きく、中央部において小さく設定したため、像担持体の
長手方向に均一なクリーニングが可能となり、高湿環境
下においても画像流れ等の発生を防いで鮮鋭な高質画像
を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクリーニング装置の断面図であ
る。

【図２】本発明に係るクリーニング装置の要部拡大断面
図である。

【図３】本発明に係るクリーニング装置におけるマグネ
ットローラとトナー層厚規制ローラとの位置関係を示す
平面図である。

【図４】トナー層厚規制ローラの別実施例を示す平面図
である。

【図５】トナー層厚規制ローラの別実施例を示す平面図
である。

【図６】図５の矢視Ａ方向の図である。

【図７】本発明に係るクリーニング装置を備える画像形
成装置（電子写真複写機）の基本構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）７クリーニング装置１７クリーニングブレード１８マグネットローラ１９トナー層厚規制ローラｄ，ｄ₁ マグネットローラとトナー層厚規制ローラ間
の隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に当接するクリーニングブレー
ドと、該クリーニングブレードの上流側に配置されるマ
グネットローラを有する画像形成装置のクリーニング装
置において、前記マグネットローラ上に形成されたトナ
ー層の厚さを規制するトナー層厚規制ローラを設け、こ
のトナー層厚規制ローラの表面を表面エネルギーの小さ
な物質で構成するとともに、該トナー層厚規制ローラと
前記マグネットローラとの間の隙間を軸方向両端部にお
いて大きく、中央部において小さく設定したことを特徴
とする画像形成装置のクリーニング装置。
【請求項２】前記トナー層厚規制ローラの軸方向両端
部を端部に向かって細くなるクラウン形状としたことを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置のクリーニング
装置。
【請求項３】前記トナー層厚規制ローラの軸方向両端
部を端部に向かって細くなるテーパ状に成形したことを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置のクリーニング
装置。
【請求項４】前記トナー層厚規制ローラの軸方向両端
部の周方向の一部を端部に向かって細く成形したことを
特徴とする請求項１記載の画像形成装置のクリーニング
装置。
【請求項５】前記マグネットローラは、像担持体に対
して順方向、且つ、該像担持体よりも低速で回転駆動さ
れることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置のク
リーニング装置。
【請求項６】前記像担持体は、アモルファスシリコン
で構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成
装置のクリーニング装置。