JPH1039705A - 電子写真装置のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーニングローラ及びその表面からトナー
を除去するブレード以外のクリーニング部材を用いずに
感光体上の転写残トナーを良好に除去可能とする。 【解決手段】 導電性もしくは抵抗を有する材質からな
るバイアスローラ３０をクリーニングローラ１９に接触
させ、バイアスローラ３０への印加電圧を、画像形成時
は現像後トナー２５の極性と同極性（負）とし、画像形
成終了後から次の画像形成時までの間は現像後トナーの
極性と反対極性（正）とする。バイアスローラ３０上の
トナーはバイアスブレード２０で機械的に掻き落とす。
これによってクリーニングローラ１９上のトナー量が減
少し、感光体ドラム１上のトナーの回収に不具合が出な
くなる。

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、プリンタ
ー、ファクシミリ等の電子写真装置のクリーニング装置
に関し、特に感光体上の転写残トナーをクリーニングロ
ーラで除去するクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
この種の電子写真装置のクリーニング装置としては、例
えば特開昭６０−５７８７９号公報に開示されるよう
に、記録体の表面に圧接しつつ、回転してトナーを除去
する弾性ローラと、この弾性ローラに接触しつつ回転
し、弾性ローラの芯金との間に電圧を印加されたバイア
スローラと、このバイアスローラの周面からトナーを除
去する部材とからなり、電圧は帯電したトナーが、バイ
アスローラに吸着される極性と強さの電界を与えるよう
に印加電圧を設定し、またトナーの帯電をプレチャージ
で積極的に行うようにしたものがある。また例えば特開
昭６２−６７５７８号公報に開示されるように、記録体
上に残留するトナーを記録体と摺動するように設けられ
たスポンジローラにより除去するクリーニング装置であ
って、スポンジローラに対向して僅かな空隙または弱い
接触状態を保持する金属または半導体で構成される回収
ローラと、この回収ローラにトナーの帯電極性と逆極性
の直流バイアス電圧を供給する電源と、回収ローラを清
掃してトナーの回収を行う手段とを有するものもある。

【０００３】ところが、特開昭６０−５７８７９号公報
に開示される技術では、弾性ローラで転写残トナーを感
光体上から除去し、弾性ローラ上のトナーを弾性ローラ
とバイアスローラとの間に電界を設けてバイアスローラ
に吸着させる時に、バイアスローラを通過した後の弾性
ローラ上のトナーが弾性ローラに印加した電圧の極性と
同極性（バイアスローラ部に入力して来るトナーと逆極
性）に反転し、再び感光体と出会う時にこの反転したト
ナーが感光体に転移し、帯電部へと選ばれて帯電ローラ
を汚すことがあるという問題がある。また、クリーニン
グに先立ち転写残トナーをプレチャージによりトナーを
片方の極性に帯電するので、オゾン発生も生ずるという
問題もある。

【０００４】また特開昭Ｐ６２−６７５７８号公報に開
示される技術では、スポンジローラで転写残トナーを感
光体上から除去し、スポンジローラ上のトナーをトナー
極性と逆極性の直流電圧印加し、回収ローラに電気的に
吸引する時に、回収ローラを通過した後のスポンジロー
ラ上のトナーは回収ローラに印加した電圧と同極性に反
転し、再び感光体と出会う時にこの反転したトナーが感
光体に転移し、帯電部へと選ばれて帯電ローラを汚すこ
とがあるという問題がある。

【０００５】そこで本発明は、これら従来の不具合を防
止するために、画像形成時と紙間、即ち画像形成終了後
から次の画像形成時までの間で、バイアスローラに印加
する電圧の極性を異ならせ、クリーニングローラが回転
して再び感光体に接触する際にトナーが感光体に転移し
て生じるクリーニング不良や、それに伴う帯電器への汚
れ付着を防止可能とした電子写真装置のクリーニング装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真装置の
クリーニング装置のうち請求項１に係るものは、無端の
像担持体に押圧されながら回転し、正に帯電したトナー
と負に帯電したトナーとが混在する転写残トナーを摩擦
帯電して現像後トナーの極性として上記像担持体上のト
ナーを転移させるクリーニングローラ、該クリーニング
ローラに電圧を印加して上記像担持体上のトナーが該ク
リーニングローラに向かう電界を設ける第１の電圧印加
手段、上記クリーニングローラに接触回転して該クリー
ニングローラ上のトナーを転移させるバイアスローラ、
該バイアスローラに電圧を印加して上記クリーニングロ
ーラ上のトナーが該バイアスローラに向かう電界を設け
る第２の電圧印加手段及び上記バイアスローラ上のトナ
ーを掻き落とす掻き落とし部材からなる電子写真装置の
クリーニング装置において、上記第２の電圧印加手段
が、画像形成時と、画像形成終了後から次の画像形成時
までの間で上記バイアスローラに印加する電圧の極性を
異ならせることを特徴とする。

【０００７】同請求項２に係るものは、上記第２の電圧
印加手段が、上記バイアスローラへの印加電圧を、画像
形成時は現像後トナーの極性と同極性とし、画像形成終
了後から次の画像形成時までの間は現像後トナーの極性
と反対極性とすることを特徴とする。

【０００８】同請求項３に係るものは、上記クリーニン
グローラの回転数を、画像形成終了後から次の画像形成
時までの間に１回転以上回転するように設定したことを
特徴とする。

【０００９】同請求項４に係るものは、上記像担持体の
移動方向における最大画像域に相当する長さに対して該
長さ領域の残留トナーを上記クリーニングローラの１回
転未満で吸着するとき、上記第２の電圧印加手段が、上
記バイアスローラへの印加電圧を、画像形成時は現像後
トナーの極性と反対極性とし、画像形成終了後から次の
画像形成時までの間は現像後トナーの極性と同極性とす
ることを特徴とする。

【００１０】同請求項５に係るものは、上記クリーニン
グローラの回転数を、画像形成終了後から次の画像形成
時までの間で、上記クリーニングローラが１回転以上回
転するように制御することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明に係るクリーニング装
置の一実施形態を備える電子写真装置の構造を示す断面
図である。図中１は感光体ドラムでその周りには回転方
向に沿って帯電ローラ２、現像装置３、転写紙４のガイ
ド板５、５、転写ローラ６、ペーパー除電針７、ペーパ
ー搬送ローラ８とペーパー搬送ベルト９、クリーニング
装置１０、除電ランプ１１が配置してある。帯電ローラ
２には帯電ローラ用電源１２が接続し、感光体ドラム１
の表面を一様の表面電位（例えば−８５０Ｖ）に帯電す
るための電圧を印加できる。現像装置５は、現像ローラ
１３、左スクリュー１４、右スクリュー１５を内蔵し、
現像ローラ１３には現像ローラ用電源１６から所定の電
圧（例えば印加電圧−６５０Ｖ）を印加できる。また転
写ローラ６には転写ローラ用電源１７が接続し、所定値
の電流（例えば＋１０μＡ）を印加可能とし、ペーパー
除電針７にはペーパー除電針電源１８が接続して感光体
ドラム１の表面から転写紙４を分離するための所定の電
圧を印加できる。

【００１２】クリーニング装置１０は、クリーニングロ
ーラ１９、バイアスローラ３０、バイアスブレード２
０、トナー排出スクリュー２１を内蔵し、クリーニング
ローラ１９にはクリーニング用電源２２から所定の電圧
を印加でき、バイアスローラ３０には同じくクリーニン
グ用電源２２から電圧を切り換えて印加できる。バイア
スローラ３０は、導電性もしくは抵抗を有するローラで
あり、接触するバイアスブレード２０に表面上のトナー
が掻き落とせるようなものが望ましい。

【００１３】なお図中２３は感光体ドラム１の表面を露
光するためのレーザ光、２４、２４はレジストローラで
ある。

【００１４】図１を参照して本実施形態装置におけるＮ
Ｐ方式による画像形成の一連のプロセスを説明する。図
示せぬ操作部のプリントボタンが押されると、帯電ロー
ラ２、現像ローラ１３、転写ローラ６、ペーパー除電針
７、クリーニングローラ１９及びバイアスローラ３０に
それぞれ所定の電圧が印加され、感光体ドラム１、帯電
ローラ２、現像ローラ１３、左スクリュー１４、右スク
リュー１５、転写ローラ６、ペーパー搬送ローラ８、ク
リーニングローラ１９、トナー排出スクリュー２１が、
それぞれ所定の回転方向に回転し始め、感光体ドラム１
は除電ランプ１１で除電される。そして感光体ドラム１
は、帯電ローラ２により一様に負に帯電され（例えば表
面電位−８５０Ｖ）、レーザー光４で露光され（例えば
黒ベタ部表面電位−１５０Ｖ）、そのドラム表面に潜像
が形成される。この潜像部に現像ローラ１３からトナー
が転移し、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。

【００１５】次に、感光体ドラム１と転写ローラ６との
間に、対になっているレジストローラ２４で画像先端と
同期を取って図示せぬ給紙機構から転写紙４が給送され
る。感光体ドラム１と転写ローラ６との間には転写ロー
ラ６により転写紙４にトナーが向かう電界が形成されて
おり、供給された転写紙４に感光体ドラム１上のトナー
像が転写される。その後、転写紙４はペーパー除電針７
で感光体ドラム１から分離された後、図示せぬ定着装置
を経てコピーとして排出される。転写紙４上へ転移しな
かったトナーは、感光体ドラム１上に残って転写残トナ
ーとなり、感光体ドラム１の回転によりクリーニング装
置１０へと運ばれて回収され、トナー排出スクリュー２
１によりクリーニング装置１０外へと搬出される。その
後、感光体ドラム１の表面は除電ランプ１１によって除
電される。

【００１６】図２は現像装置３からクリーニング装置１
０までのトナーの状態の推移例を示し、この図により、
クリーニング装置１０の動作を説明する。現像ローラ１
３で現像された感光体ドラム１上の現像後トナー２５は
負極性である。これらのトナーは正の電圧を印加された
転写ローラ６により転写紙４に転写されるが、像転写後
の感光体ドラム１上には、転写しきれなかった転写残ト
ナー２６が生ずる。

【００１７】この転写残トナー２６は強電界中を通過し
ており、そのトナー極性は図示のように正の極性のもの
（＋）と負の極性のもの（−）が混在している。この転
写残トナー２６は、感光体ドラム１の回転によりクリー
ニング装置１０まで搬送される。ここでクリーニングロ
ーラ１９は、トナーの帯電極性と反対の帯電極性を持つ
ような導電性弾性部材によるローラで、感光体ドラム１
に接触、押圧されており、感光体ドラム１とは周速差を
持ち、接触部で感光体ドラム１と反対方向に移動（図中
時計回り）するようになっている。転写残トナー２６
は、感光体ドラム１とクリーニングローラ１９で構成さ
れるニップ領域にて摩擦帯電され、負極性に帯電され、
摩擦されたトナーと反対極性の電圧を印加したクリーニ
ングローラ１９（印加電圧は例えば＋２００Ｖ）に転移
し、保持、搬送される。

【００１８】ここで、感光体ドラム１からのトナー転移
は機械的な力が大きく、クリーニングローラ１９上のト
ナー２７には、摩擦帯電しきれなかった若干量の逆帯電
トナー（＋トナー）も混在している。これらは、クリー
ニングローラ１９を複数回回転させたり、接触部で感光
体ドラム１と同方向に移動する等して、逆帯電トナー
（＋トナー）が感光体ドラム１に再び接触すると、電界
により感光体ドラム１上に転移して帯電ローラ２を汚す
原因となる。そこで、本実施形態では、クリーニングロ
ーラ１９に接触しているバイアスローラ３０に画像形成
時と、画像形成後から次の画像形成まで（紙間）に、異
なる極性のバイアスを印加することによって、クリーニ
ングローラ１９上に存在する両極性のトナー２７をバイ
アスローラ３０上に転移させ、バイアスブレード２０に
よって機械的に掻き落とし、トナー搬送スクリュー２１
によりユニット外に排出し、図示せぬ搬送部で現像装置
３へ搬送してリサイクルする。

【００１９】次に本実施形態装置のクリーニング装置に
おけるバイアスローラ３０への印加電圧の切換と動作
を、図３、図４を参照して説明する。転写残トナー２６
が感光体ドラム１上からクリーニングローラ１９上に転
移されされるまでは、前述の通りである。画像形成時の
動作例を図３に示す。画像形成時には、バイアスローラ
３０にクリーニングローラ上のトナー２７の極性（現像
トナー極性）と同極性の電圧（−）を印加し、クリーニ
ングローラ１９上に混在している逆帯電トナー（ここで
は＋）がクリーニングローラ１９からバイアスローラ３
０に向かう電界を形成させ、この逆帯電トナー（＋）を
バイアスローラ３０上に転移させる。このバイアスロー
ラ３０上のトナー３１はバイアスブレード２０により掻
き落とし、トナー搬送スクリュー２１によって、図示せ
ぬ搬送経路を経て現像装置３へ搬送し、リサイクルさせ
る。このため、感光体ドラム１と再び出会う時にクリー
ニングローラ１９上のトナー３２には、クリーニングロ
ーラ１９と感光体ドラム１間の電界により感光体ドラム
１上へ再転移するような逆帯電トナー（＋）が混在して
おらず、従って画像形成中にトナーが感光体ドラム１上
に再付着することがなく、良好なクリーニングが行われ
る。

【００２０】画像形成終了後から次の画像まで（紙間）
の動作例を図４に示す。クリーニングローラ１９上にト
ナー２７がある程度以上保持されると、感光体ドラム１
上のトナーをクリーニングローラ１９上に転移する性能
が低下し、クリーニング不良が生ずるので、これを防止
するため、画像形成が終了して次の画像形成までの間
（紙間）に、バイアスローラ３０にクリーニングローラ
１９上のトナー極性（−）と逆極性（現像トナーと反対
極性）の電圧（＋）を印加し、画像形成中にクリーニン
グローラ１９上に残ったトナー２７がバイアスローラ３
０に向かう電界を形成させ、クリーニングローラ１９上
のトナー２７をバイアスローラ３０上に転移させる。こ
のバイアスローラ３０上のトナー３１はバイアスブレー
ド２０により掻き落とし、トナー搬送スクリュー２１に
よって、図示せぬ搬送経路を経て現像装置３へ搬送し、
リサイクルさせる。

【００２１】上述のような２回のバイアスローラ３０通
過後にもトナーはバイアスローラ３０に１００％転移せ
ず、若干量のトナー３３（−）がクリーニングローラ１
９上に残る。しかし、若干量の負極性のトナー３３がク
リーニングローラ１９上に存在していても、それらはク
リーニングローラ１９上に保持されたままとなるためク
リーニング性能を低下させることはない。以上のよう
に、画像形成中にクリーニングローラ１９上に保持され
たトナーを画像形成終了後にバイアスローラ３０、バイ
アスブレード２０で回収することにより、クリーニング
ローラ１９上のトナー量が減少し、感光体ドラム１上の
トナーの回収に不具合が出なくなる。

【００２２】また、紙間時にクリーニングローラ１９を
１回転以上回転させ、画像形成中に堆積にしたクリーニ
ングローラ１９上のトナーを確実にバイアスローラ３０
に転移するように構成すると、クリーニングローラ１９
上にトナーを堆積させることがなくなり、クリーニング
がさらに良好に行われるようになる。

【００２３】本発明の他の実施形態を図５、図６を参照
して説明する。画像形成中にクリーニングローラ１９上
に転移したトナー２７を、感光体ドラム１上に再付着さ
せないためには、感光体ドラム１の移動方向における最
大画像域に相当する長さの転写残トナーを、クリーニン
グローラ１９の１回転未満で回収させるようにしてもよ
い。

【００２４】即ち図５に示すように、画像形成中にバイ
アスローラ３０にクリーニングローラ１９上のトナー２
７と逆極性の電圧を印加し（＋）、クリーニングローラ
１９上のトナー２７がバイアスローラ３０に向かう電界
を形成することにより、クリーニングローラ１９上の大
部分のトナーをバイアスローラ３０上に転移させ、バイ
アスブレード２０によって掻き落とし、トナー搬送スク
リュー２１によって、図示せぬ搬送経路を経て現像装置
３へ搬送し、リサイクルさせる。

【００２５】次に図６に示すように、画像形成終了後、
紙間時に、バイアスローラ３０にクリーニングローラ１
９上に残っている逆帯電トナー２７と逆極性の電圧を印
加し（−）、クリーニングローラ１９上の逆帯電トナー
２７（＋）がバイアスローラ３０に向かう電界を形成す
ることにより、逆帯電トナー２７をバイアスローラ３０
上に回収し、バイアスブレード２０によって掻き落と
し、トナー搬送スクリュー２１によって、図示せぬ搬送
経路を経て現像装置３へ搬送し、リサイクルさせる。

【００２６】この時、クリーニングローラ１９と感光体
ドラム１間の電界により、トナーが感光体ドラム１上に
転移しないように、電位差をなくしておくことが望まし
い。また、紙間時には接触帯電部材を離反しておくとさ
らによい。

【００２７】以上のように、画像最大長さの転写残トナ
ーをクリーニングローラ１回転未満にて回収するとき、
画像形成時にバイアスローラ３０にクリーニングローラ
上のトナー２７と逆極性の電圧（＋）を印加し、紙間
で、バイアスローラ３０にクリーニングローラ上に残っ
た逆帯電トナー２７と逆極性の電圧（−）を印加するこ
とにより、クリーニングローラ１９上にトナーを堆積す
ることなく、クリーニングを良好に行うことができるよ
うになる。

【００２８】もちろん、画像最大長さの転写残トナーを
クリーニングローラ１９の１回転未満の回転で回収する
とき、前述した以外にも、画像形成時と紙間時のバイア
スローラ３０への印加電圧の極性の順番を逆（正から負
へ）にすることも可能である。さらに、画像最大長さの
転写残トナーをクリーニングローラ１９の１回転未満の
回転で回収する場合、クリーニングローラ１９は非常に
低速で回転させるが、そのため紙間時に、クリーニング
ローラ１９上に残っている逆帯電トナーを全てバイアス
ローラ３０上に回収するためにはクリーニングローラ１
９を１回転させることが必要となり、これには画像形成
と同じ時間もしくはそれ以上の時間が掛かり、１枚当た
りのコピーに倍以上の時間が必要となるので、例えば紙
間時のクリーニングローラ１９の回転速度を、画像形成
時の回転速度より速くすることにより、紙間時間を短縮
箱し、コピースピードを速くするとよい。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に係る電子写真装置のクリーニ
ング装置は、以上説明してきたように、画像形成時と紙
間でバイアスローラに印加する電圧の極性を異ならせる
ようにしたため、クリーニングローラ上に混在している
トナーを画像形成中に感光体上に再付着させることな
く、クリーニングローラ上のトナーをバイアスローラに
回収することができ、このためクリーニング不良の発生
及びそれに伴う帯電器の汚れ等を防止することが可能に
なるという効果がある。

【００３０】請求項２に係る電子写真装置のクリーニン
グ装置は、バイアスローラへの印加電圧を、画像形成時
は現像後トナーの極性と同極性とし、画像形成終了後か
ら次の画像形成時までの間は現像後トナーの極性と反対
極性とするようにしたので、上記請求項１の装置と共通
の効果に加え、画像形成中にトナーを感光体上に再付着
させることなくクリーニング可能になる。

【００３１】請求項３に係る電子写真装置のクリーニン
グ装置は、クリーニングローラの回転数を画像形成終了
後から次の画像形成時までの間に１回転以上回転するよ
うに設定したので、上記請求項２の装置と共通の効果に
加え、クリーニングローラ上のトナーの堆積を防止でき
るようになる。

【００３２】請求項４に係る電子写真装置のクリーニン
グ装置は、最大画像域に相当する長さに対してクリーニ
ングローラの１回転未満で吸着するとき、画像形成時の
バイアスローラの印加電圧を、画像形成時は現像後トナ
ーの極性と反対極性とし、画像形成終了後から次の画像
形成時までの間は現像後トナーの極性と同極性とするよ
うにしたので、上記請求項１の装置と共通の効果をさら
に効果的に得ることが可能になる。

【００３３】請求項５に係る電子写真装置のクリーニン
グ装置は、最大画像域に相当する長さに対してクリーニ
ングローラの１回転未満で吸着するとき、紙間で、クリ
ーニングローラが１回転以上するようにクリーニングロ
ーラの回転数を制御することにより、上記請求項１の装
置と共通の効果に加え、画像形成速度を短縮することが
可能になる。

【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一実施形態を
備える電子写真装置の構造を示す断面図である。

【図２】図１の装置における現像装置からクリーニング
装置までのトナーの状態の推移例を示す拡大断面図であ
る。

【図３】図１、２の実施形態装置の画像形成中の動作を
示す断面図である。

【図４】図１、２の実施形態装置の紙間での動作を示す
断面図である。

【図５】本発明に係るクリーニング装置の他の実施形態
装置の動作を示す断面図である。

【図６】本発明に係るクリーニング装置の他の実施形態
装置の画像形成中の紙間での動作を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 帯電ローラ ３ 現像装置 ４ 転写紙 ５ ガイド板 ６ 転写ローラ ７ ペーパー除電針 ８ ペーパー搬送ローラ ９ ペーパー搬送ベルト １０ クリーニング装置 １１ 除電ランプ １２ 帯電ローラ用電源 １３ 現像ローラ １４ 左スクリュー １５ 右スクリュー １６ 現像ローラ用電源 １７ 転写ローラ用電源 １８ ペーパー除電針電源 １９ クリーニングローラ ２０ バイアスブレード ２１ トナー排出スクリュー ２３ レーザ光 ２４ レジストローラ ２５ 現像後トナー ２６ 転写残トナー ２７、２８、３１、３２、３３ トナー ３０ バイアスローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無端の像担持体に押圧されながら回転
   し、正に帯電したトナーと負に帯電したトナーとが混在
   する転写残トナーを摩擦帯電して現像後トナーの極性と
   して上記像担持体上のトナーを転移させるクリーニング
   ローラ、該クリーニングローラに電圧を印加して上記像
   担持体上のトナーが該クリーニングローラに向かう電界
   を設ける第１の電圧印加手段、上記クリーニングローラ
   に接触回転して該クリーニングローラ上のトナーを転移
   させるバイアスローラ、該バイアスローラに電圧を印加
   して上記クリーニングローラ上のトナーが該バイアスロ
   ーラに向かう電界を設ける第２の電圧印加手段及び上記
   バイアスローラ上のトナーを掻き落とす掻き落とし部材
   からなる電子写真装置のクリーニング装置において、上
   記第２の電圧印加手段が、画像形成時と、画像形成終了
   後から次の画像形成時までの間で上記バイアスローラに
   印加する電圧の極性を異ならせることを特徴とする電子
   写真装置のクリーニング装置。
2. 【請求項２】 上記第２の電圧印加手段が、上記バイア
   スローラへの印加電圧を、画像形成時は現像後トナーの
   極性と同極性とし、画像形成終了後から次の画像形成時
   までの間は現像後トナーの極性と反対極性とすることを
   特徴とする請求項１の電子写真装置のクリーニング装
   置。
3. 【請求項３】 上記クリーニングローラの回転数を、画
   像形成終了後から次の画像形成時までの間に１回転以上
   回転するように設定したことを特徴とする請求項２の電
   子写真装置のクリーニング装置。
4. 【請求項４】 上記像担持体の移動方向における最大画
   像域に相当する長さに対して該長さ領域の残留トナーを
   上記クリーニングローラの１回転未満で吸着するとき、
   上記第２の電圧印加手段が、上記バイアスローラへの印
   加電圧を、画像形成時は現像後トナーの極性と反対極性
   とし、画像形成終了後から次の画像形成時までの間は現
   像後トナーの極性と同極性とすることを特徴とする請求
   項１の電子写真装置のクリーニング装置。
5. 【請求項５】 上記クリーニングローラの回転数を、画
   像形成終了後から次の画像形成時までの間で、上記クリ
   ーニングローラが１回転以上回転するように制御するこ
   とを特徴とする請求項４の電子写真装置のクリーニング
   装置。