JPH09114339A - 画像形成装置用のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【効果】 本発明は、オゾンを発生することなく、高い
清掃効率を長期に渡って維持することができるクリーニ
ング装置の開発を課題とする。 【解決手段】 本発明は、電圧が印加されると共に像担
持体１に当接して配置されたファーブラシ７ａを有し、
上記ファーブラシ７ａで像担持体１上の汚れを清掃する
画像形成装置用のクリーニング装置において、上記ファ
ーブラシ７ａに当接させて回収ロール７ｂを配設し、上
記回収ロール７ｂの直径がファーブラシの各ブラシ繊維
７ｅの長さの１／２以上、１以下であり、更に、上記回
収ロール７ｂのファーブラシ７ａに対する食い込み量が
回収ロール７ｂの直径の１／３倍以上、１／２倍以下で
ある画像形成装置用のクリーニング装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザプ
リンタ等の画像形成装置に利用されるクリーニング装置
に係り、詳しくは、感光体等の像担持体上の汚れを清掃
するクリーニング装置の改良に関する。

【０００２】従来、この種の画像形成装置は、例えば、
感光体ドラム等の像担持体と、像担持体を一様な電位に
帯電する一様帯電手段と、像担持体を露光して潜像を形
成するレーザ露光手段と、上記潜像を現像してトナー像
を形成する現像手段と、上記トナー像を記録シート等の
被転写材上に転写する転写手段とを有する。そして、上
記画像形成装置は、一様帯電手段で像担持体を一様な帯
電電位に帯電し、レーザ露光手段で像担持体上に潜像を
形成し、現像手段で当該潜像を現像して像担持体上にト
ナー像を形成した後、上記トナー像を被転写材上に転写
することで、被転写材上に画像を形成するものである。

【０００３】

【従来の技術】ところで、従来、この種の画像形成装置
では、トナー像を転写する度に像担持体上の残留トナー
等の汚れを清掃している。一般的には、特開昭５８−１
１１０７８号公報に開示されているように、像担持体に
対向して配置されたクリーニング前除電コロトロンと、
それよりも像担持体の回転方向下流側において像担持体
に当接して配置され、清掃電圧が印加されたファーブラ
シと、当該ファーブラシに当接して配置され、回収電圧
が印加された回収ロールとを有するクリーニング装置を
用いている。

【０００４】そして、上記クリーニング装置では、クリ
ーニング前除電コロトロンで像担持体上の汚れの帯電極
性を揃えた上で、ファーブラシによる静電気的な吸引力
で当該汚れを吸引することで、像担持体上の汚れを清掃
する。また、上記クリーニング装置では、ファーブラシ
に付着した汚れを回収ロールによる静電気的な吸引力で
回収することで、当該ファーブラシをきれいな状態に保
って、ファーブラシの清掃効率を維持するようにしてい
る。

【０００５】しかしながら、上記クリーニング前除電コ
ロトロンは、コロナ放電を行って電荷を生成し、その電
荷で上記汚れの帯電極性を揃えているので、その放電の
際に環境に有害なオゾンを発生してしまう。

【０００６】その為、上記ファーブラシの回転を上げて
当該ファーブラシの機械的な清掃能力を向上させること
で、上記クリーニング前除電コロトロンを用いずに、像
担持体上の汚れを清掃することが考えられる。しかしな
がら、上記クリーニング前除電コロトロンを併用した場
合と同等のクリーニング効果を得ようとすると、上記フ
ァーブラシの回転を極端に上げる必要があるため、回収
ロールの静電気的な吸引力による汚れの回収効率が極端
に低下してしまい、ひいてはファーブラシのブラシ繊維
の間に汚れが付着したままになってしまう。その場合、
上記クリーニング装置では、ブラシ繊維同士が固着した
り、ブラシ繊維から像担持体に逆に汚れが付着したりし
てしまうので、ファーブラシの清掃効率が低下してしま
う。

【０００７】なお、回収ロールに印加する回収電圧を高
くすることで静電気的な吸引力を強めて、上記回収効率
の低下を補うことも考えられるが、あまり効果がなく、
逆に上記回収電圧を上げすぎた場合には電流リーク等の
二次障害が発生してしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、フ
ァーブラシの回転を上げても、その高い清掃効率を長期
に渡って維持することができるクリーニング装置の開発
を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、電
圧が印加されると共に像担持体に当接して配置されたフ
ァーブラシを有し、上記ファーブラシで像担持体上の汚
れを清掃する画像形成装置用のクリーニング装置におい
て、上記ファーブラシに当接させて回収ロールを配設
し、上記回収ロールの直径がファーブラシの各ブラシ繊
維の長さの１／２倍以上、１倍以下であり、更に、上記
回収ロールのファーブラシに対する食い込み量が回収ロ
ールの直径の１／３倍以上、１／２倍以下である画像形
成装置用のクリーニング装置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明において、上記ファーブラ
シは、多数のブラシ繊維を有すればよく、例えば、ブラ
シ回転軸の周囲に多数のブラシ繊維を起毛させて外周が
円筒形状に形成されたものがある。そして、この場合、
各ブラシ繊維の長さは、ブラシ回転軸の外周面からブラ
シ繊維の先端までの長さである。

【００１１】上記回収ロールは、円筒形状あるいは円柱
形状に形成されて、その直径がブラシ繊維の長さの１／
２倍以上、１倍以下であればよく、例えばステンレスあ
るいはアルミニウムを円柱形状に形成したものがある。

【００１２】また、上記回収ロールは、導電性材料で形
成されていても絶縁性材料で形成されていてもよい。そ
して、上記回収ロールが導電性材料で形成されている場
合には、当該ロールに回収電圧を印加してファーブラシ
に付着した汚れに静電気的な吸引力を作用させるように
してもよい。本発明の場合、上記回収ロールが小径に形
成されていると共に回収ロールをファーブラシに食い込
ませているので、ファーブラシの回転を上げても、ファ
ーブラシに付着した汚れに対して上記静電気的な吸引力
を有効に作用させることができる。

【００１３】上記回収ロールは、ファーブラシに対する
食い込み量が回収ロールの直径の１／３倍以上、１／２
倍以下になるように、ファーブラシに当接させて配置さ
れていればよい。

【００１４】上記食い込み量は、ファーブラシに対する
回収ロールの食い込み深さの値であり、例えば、外周が
円筒形状に形成されたファーブラシと、円筒形状の回収
ロールとの組合せでは、ファーブラシの半径と回収ロー
ルの半径との和からファーブラシの中心から回収ロール
の中心までの距離を引いた値で表される。

【００１５】また、上記回収ロールは、回転可能に配設
されていても、固定して配設されていてもよい。そし
て、上記回収ロールが回転可能に配設されてる場合に
は、ブラシ繊維が当接する回収ロールの当接面が順次入
れかわるので、当該当接面に付着した汚れがファーブラ
シに逆に付着してしまうことがない。

【００１６】そして、本発明のクリーニング装置では、
ファーブラシに当接させる回収ロールの直径がブラシ繊
維の長さの１／２倍以上、１倍以下にすると共に、上記
回収ロールのファーブラシに対する食い込み量を回収ロ
ールの直径の１／３倍以上、１／２倍以下にしたので、
ファーブラシの各ブラシ繊維を回収ロールではたくこと
で当該ブラシに付着した汚れを回収することができる。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
説明する。

【００１８】実施例１ 図１に本発明の実施例１に係る画像形成装置を示す。こ
の画像形成装置は、３００ｍｍ／ｓのプロセススピード
で回転する感光体ドラム１と、感光体１を一様な電位に
負帯電する一様帯電スコロトロン２と、感光体１を露光
して潜像を形成するレーザ露光手段３と、上記潜像を現
像してトナー像を形成する現像手段４と、上記トナー像
を記録シートＰ上に転写する転写コロトロン５と、転写
後の記録シートＰを感光体１から剥離する剥離コロトロ
ン６と、転写後の感光体１上から残留トナーＴ等の汚れ
を除去するクリーニング装置７と、記録シートＰにトナ
ー像を定着させる定着手段８とを有する。

【００１９】そして、上記画像形成装置は、一様帯電ス
コロトロン２で感光体１を一様な負帯電電位に帯電し、
レーザ露光手段３で感光体１上に潜像を形成し、現像手
段４で当該潜像を現像して感光体１上にトナー像を形成
した後、上記トナー像を記録シートＰ上に転写すると共
に、定着手段８で記録シートＰにトナー像を定着するこ
とで、記録シートＰ上に画像を形成する。

【００２０】そして、本実施例では、図２に示すクリー
ニング装置７を用いて転写後の感光体ドラム１を清掃し
た。上記クリーニング装置７は、感光体ドラム１に当接
して配置されたファーブラシ７ａと、当該ファーブラシ
７ａに当接させて且つ回転可能に配設された回収ロール
７ｂと、当該回収ロール７ｂに電圧を印加するクリーニ
ング電圧源７ｃとを有する。なお、上記クリーニング装
置７はオゾンを発生しない。

【００２１】上記ファーブラシ７ａは、導電性のブラシ
回転軸７ｄと、その周囲に起毛して配設された多数の導
電性のブラシ繊維７ｅとからなり、その外周が円筒形状
に形成されたものである。そして、本実施例では、各ブ
ラシ繊維７ｅの長さを６．５ｍｍに設定した。また、導
電性のブラシ繊維７ｅとしては、固有抵抗値が１０²〜
１０⁵Ω・ｃｍのアクリル系の繊維（例えばＳＡ−７：
東洋レイヨン社製）やナイロン系の樹脂（例えばベルト
ロン（商品名）：カネボウ社製）がある。

【００２２】上記回収ロール７ｂは、アルミニウムを円
柱形状に形成したものである。なお、上記回収ロール７
ｂは、回転可能に配設されてるので、ファーブラシ７ａ
が当接する回収ロール７ｂの当接面が順次入れかわり、
当該当接面に付着した汚れがファーブラシ７ａに逆に付
着してしまうことがない。

【００２３】上記クリーニング電圧源７ｃは、回収ロー
ル７ｂとファーブラシ７ａとの間に回収電圧を印加し、
且つ、ファーブラシ７ａと感光体ドラム１との間に清掃
電圧を印加するものであり、４００Ｖの直流電圧を出力
している。そして、上記クリーニング装置７では、上記
回収ロール７ｂが小径に形成されていると共に回収ロー
ル７ｂをファーブラシ７ａに食い込ませて配設している
ので、ファーブラシ７ａの回転を上げても上記静電気的
な吸引力を有効に作用させることができる。

【００２４】そして、上記クリーニング装置７では、回
収ロール７ｂを回転可能に配設しているので、回収ロー
ル７ｂに静電気的に汚れが付着しても、当該回収ロール
７ｂが回転した際にファーブラシ７ａで払い落とすこと
ができるので、当該汚れが回収ロール７ｂの表面に固着
してしまうことがなく、また、スクレーパも必要ない。

【００２５】また、上記クリーニング装置７では、回収
ロール７ｂを小径に形成すると共に、回収ロール７ｂを
ファーブラシ７ａに食い込ませて配設しているので、装
置を小型に形成することができる。

【００２６】そして、本実施例では、ファーブラシ７ａ
の感光体ドラム１に対する回転速度差が９００ｍｍ／ｓ
になるようにファーブラシ７ａの回転速度を６００ｍｍ
／ｓに設定した上で、ファーブラシの各ブラシ繊維７ｅ
の長さに対する回収ロール７ｂの直径を１／４倍から
１．５倍まで変えると共に、回収ロール７ｂのファーブ
ラシ７ａに対する食い込み量を１／４倍から１倍まで変
えて清掃効率の安定性を測定する実験を行った。なお、
上記食い込み量の値としては、ファーブラシ７ａの半径
と回収ロール７ｂの半径との和からファーブラシ７ａの
中心から回収ロール７ｂの中心までの距離を引いた値を
使用した。

【００２７】その結果、図３に示すように、回収ロール
７ｂの直径がブラシ繊維７ｅの長さの１／２倍以上、１
倍以下であって、且つ、回収ロール７ｂのファーブラシ
７ａに対する食い込み量が回収ロール７ｂの直径の１／
３倍以上、１／２倍以下であるクリーニング装置７で
は、長期間使用した後でも感光体１及びファーブラシ７
ａに汚れが蓄積されることはなく、ファーブラシ７ａの
高いクリーニング性能を長期間に亘って維持することが
できた。また、当該クリーニング装置７で、長期間使用
した後でも感光体１及びファーブラシ７ａに汚れが蓄積
されなかった理由としては、ファーブラシの各ブラシ繊
維７ｅを回収ロール７ｂで適当に弾性変形させて十分に
各ブラシ繊維７ｅをはたくことができたためと考えられ
る。

【００２８】一方、回収ロール７ｂの直径をブラシ繊維
７ｅの長さの１．５倍に設定した場合には、その食い込
み量の設定に拘わらず、回収ロール７ｂにて各ブラシ繊
維７ｅに付着した汚れを効果的に回収することができ
ず、長期間使用した後には感光体１及びファーブラシ７
ａに汚れが蓄積されてしまった。また、当該クリーニン
グ装置７で、感光体１及びファーブラシ７ａに汚れが蓄
積されてしまった理由としては、回収ロール７ｂはその
直径が大き過ぎて各ブラシ繊維７ｅをその根元において
弾性変形させてしまうため十分に各ブラシ繊維７ｅをは
たくことができなかったためと考えられる。

【００２９】また、回収ロール７ｂの直径をブラシ繊維
７ｅの長さの１／４倍に設定した場合には、その食い込
み量の設定に拘わらず、回収ロール７ｂにて各ブラシ繊
維７ｅに付着した汚れを効果的に回収することができ
ず、長期間使用した後には感光体１及びファーブラシ７
ａに汚れが蓄積されてしまった。また、当該クリーニン
グ装置７で、感光体１及びファーブラシ７ａに汚れが蓄
積されてしまった理由としては、回収ロール７ｂによる
各ブラシ繊維７ｅの弾性変形の程度が小さ過ぎたため、
回収ロール７ｂは各ブラシ繊維７ｅを十分に弾性変形さ
せることができず、十分に各ブラシ繊維７ｅをはたくこ
とができなかったためと考えられる。

【００３０】次に、回収ロール７ｂのファーブラシ７ａ
に対する食い込み量を回収ロール７ｂの直径の１倍に設
定した場合には、その回収ロール７ｂの直径に拘わら
ず、回収ロール７ｂにて各ブラシ繊維７ｅに付着した汚
れを効果的に回収することができないばかりか、各ブラ
シ繊維７ｅが切断されたりしてしまった。また、当該ク
リーニング装置７で、各ブラシ繊維７ｅが切断されてし
まった理由としては、各ブラシ繊維７ｅが回収ロール７
ｂに巻き付くように当接し、その離間時に強い引っ張り
応力がブラシ繊維７ｅに作用してしまったためと考えら
れる。

【００３１】更に、回収ロール７ｂのファーブラシ７ａ
に対する食い込み量を回収ロール７ｂの直径の１／４倍
に設定した場合には、その回収ロール７ｂの直径に拘わ
らず、回収ロール７ｂにて各ブラシ繊維７ｅに付着した
汚れを効果的に回収することができず、長期間使用した
後には感光体１及びファーブラシ７ａに汚れが蓄積され
てしまった。また、当該クリーニング装置７で、感光体
１及びファーブラシ７ａに汚れが蓄積されてしまった理
由としては、回収ロール７ｂによる各ブラシ繊維７ｅの
弾性変形の程度が小さ過ぎたため、回収ロール７ｂは各
ブラシ繊維７ｅを十分に弾性変形させることができず、
十分に各ブラシ繊維７ｅをはたくことができなかったた
めと考えられる。

【００３２】なお、参考までに、ファーブラシ７ａの感
光体ドラム１に対する回転速度差とファーブラシ７ａの
清掃効率との関係を図４に示す。図４において、実線は
ファーブラシ７ａのみを用いた場合の清掃効率であり、
点線はクリーニング前除電コロトロンを併用した場合の
清掃効率である。そして、この図から、ファーブラシ７
ａの感光体ドラム１に対する回転速度差が９００ｍｍ／
ｓ以上であれば、クリーニング前除電コロトロンを併用
しなくともファーブラシ７ａのみで感光体１を効果的に
清掃することができることが判る。なお、このデーダ
は、感光体１のプロセススピードを３００ｍｍ／ｓに設
定すると共に、感光体１の回転方向とは逆方向にファー
ブラシ７ａを回転させた時の清掃効率である。また、上
記清掃効率η（％）は、クリーニング装置７通過前にお
ける感光体１上のトナー重量をＷ₁と、クリーニング装
置７通過後における感光体１上のトナー重量をＷ₂と表
した場合に、次式で求めらる値である。 η（％）＝（１−Ｗ₂／Ｗ₁）×１００

【００３３】実施例２ 本実施例のクリーニング装置７は、図５に示すように、
ファーブラシ７ａの感光体ドラム１に対する回転速度差
が７５０ｍｍ／ｓになるようにファーブラシ７ａの回転
速度を４５０ｍｍ／ｓに設定すると共に、クリーニング
前除電手段７ｆを併用した以外は、実施例１と同様のも
のである。

【００３４】上記クリーニング前除電手段７ｆは、振幅
１０ｋＶ_p-pの交流電圧が印加されたコロトロンを有す
る。そして、上記クリーニング前除電手段７ｆは、上記
交流電圧が低く抑えられているため、その出力電流も低
いが、オゾンの発生量も低く抑えられている。

【００３５】そして、実施例１と同様の実験を行ったと
ころ、図６に示すように、実施例１と同様の結果を得る
ことができた。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクリーニ
ング装置では、ファーブラシに当接させる回収ロールの
直径がブラシ繊維の長さの１／２倍以上、１倍以下にす
る共に、上記回収ロールのファーブラシに対する食い込
み量を回収ロールの直径の１／３倍以上、１／２倍以下
にして、ファーブラシの各ブラシ繊維を回収ロールでは
たいて汚れを回収するようにしたので、回収ロールによ
って機械的に汚れを回収することができる。その為、本
発明のクリーニング装置では、ファーブラシの回転を上
げても当該ブラシから汚れを回収することができ、当該
ファーブラシの高い清掃効率を長期に渡って維持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１に係る画像形成装置の要部
構成図。

【図２】 図１の画像形成装置において使用したクリー
ニング装置の要部構成図。

【図３】 図２のクリーニング装置による清掃効率の安
定性の実験結果。

【図４】 ファーブラシの感光体ドラムに対する回転速
度差とファーブラシの清掃効率との関係図。

【図５】 本発明の実施例２で使用したクリーニング装
置の要部構成図。

【図６】 図５のクリーニング装置による清掃効率の安
定性の実験結果。

【符号の説明】

１：感光体ドラム（像担持体）、７：クリーニング装
置、７ａ：ファーブラシ、７ｂ：回収ロール、７ｅ：ブ
ラシ繊維。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笹川 洋二 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧が印加されると共に像担持体に当接
   して配置されたファーブラシを有し、上記ファーブラシ
   で像担持体上の汚れを清掃する画像形成装置用のクリー
   ニング装置において、 上記ファーブラシに当接させて回収ロールを配設し、上
   記回収ロールの直径がファーブラシの各ブラシ繊維の長
   さの１／２倍以上、１倍以下であり、更に、上記回収ロ
   ールのファーブラシに対する食い込み量が回収ロールの
   直径の１／３倍以上、１／２倍以下であることを特徴と
   する画像形成装置用のクリーニング装置。