JPH11109815A

JPH11109815A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11109815A
Application number: JP26429297A
Authority: JP
Inventors: Masami Makino; 政巳牧野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【構成】クリーニングローラ２２は、感光体１６の表
面に接離可能に支持されている。すなわち、ハウジング
１８には、感光体１６とクリーニングローラ２２の共通
法線方向に対し、所定の角度（θ）で傾斜するガイド
（案内溝）２８が設けられる。そして、クリーニングロ
ーラ２２に回転が付与されると、感光体１６とクリーニ
ングローラ２２との間に生じる摩擦力により、クリーニ
ングローラ２２は、ガイド２８に沿って、感光体１６を
押圧する方向に変位する。【効果】クリーニングローラ２２に回転が付与される
期間に限り、クリーニングローラ２２は感光体１６を押
圧するので、クリーニングローラ２２の塑性変形による
画像劣化は防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像形成装置に関し、
特にたとえば電子写真方式を用いた複写機およびレーザ
ープリンタ等に適用され、現像と同時に、感光体上に残
留した未転写トナーを回収する、画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】反転現像方法により感光体上の未転写ト
ナーを現像と同時に回収するこの種の画像形成装置で
は、転写後の感光体上に残留した未転写トナーおよび残
留電荷等により、感光体１回転前（前プロセス）の画像
がメモリとして現れる恐れがあるため、転写後の感光体
の表面に接触するように、アクリルなどのブラシローラ
またはウレタンなどのクリーニングローラを配置して、
画像メモリの発生を抑制することが広く行われている。
そして、これに関連する従来技術が、昭和６２年９月７
日付で出願公開された特開昭６２−２０３１８３号公報
［Ｇ０３Ｇ２１／００］および平成６年２月２５日付
で出願公開された特開平６−５１６７２号公報［Ｇ０３
Ｇ２１／００，１５／００，１５／０８］等によって
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】クリーニングローラな
どのプロセス部材を感光体の表面に接触させる画像形成
装置では、感光体とプロセス部材との間の圧接力が画像
品質に多大の影響を与える。そして、従来では、図６〜
図９に示すように、クリーニングローラ１を感光体２の
回転軸方向に弾発付勢する弾発部材３を設け、感光体２
とクリーニングローラ１との圧接力を常に一定に保持す
るようにしていた。しかし、このクリーニングローラ１
は、非動作中であっても、弾発部材３によって感光体２
の表面に押圧されているため、この状態が長期間連続し
た場合には、ウレタンなどの弾性体などからなるクリー
ニングローラ１の表面が塑性変形して、期待するクリー
ニング効果が得られないという問題があった。

【０００４】また、感光体２とクリーニングローラ１と
の間のトナー量などによる両者間の摩擦係数の変動に伴
い、クリーニングローラ１の駆動トルクが増大した場合
には、クリーニングローラ１が過剰に感光体２の表面を
押圧してしまうという問題もあった。感光体２とクリー
ニングローラ１との間の圧接力を一定とするため、クリ
ーニングローラ１を装置本体に固定的に取り付けるよう
にした例があるが、感光体２との静的接触により招来す
るクリーニングローラ１の塑性変形は回避することは不
可能である。

【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、感
光体とクリーニングローラとの圧接力を一定に保持し
て、画像メモリの発生を安定的に防止することができ
る、画像形成装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、感光体、感
光体の表面を均一に帯電する帯電手段、原稿の光像によ
って表面に静電潜像を形成する露光手段、静電潜像をト
ナー像に現像する現像手段、トナー像を転写材に転写す
る転写手段、および転写後の感光体の表面に回転可能に
接触して感光体上の残留トナーの除去および残留電位の
中和を行うクリーニングローラを備える画像形成装置に
おいて、クリーニングローラを感光体の表面に接離可能
に支持する支持手段を設けたことを特徴とする、画像形
成装置である。

【０００７】

【作用】クリーニングローラが、感光体とクリーニング
ローラとの共通法線に対し所定の角度（θ）で傾斜する
案内溝に沿って変位可能に支持される。そして、クリー
ニングローラに回転が付与されると、感光体とクリーニ
ングローラとの共通接線方向の摩擦力に基づいて、クリ
ーニングローラに対し、案内溝に沿う方向の力が作用し
て、クリーニングローラは、感光体を押圧する方向に僅
かに変位する。すなわちクリーニングローラは、感光体
の表面に接離可能に支持されている。

【０００８】そして、クリーニングローラ（および感光
体）に回転が付与されなくなると、両者の間には摩擦力
は存在しないので、クリーニングローラは感光体を押圧
することなく、保持される。すなわち、クリーニングロ
ーラに回転が付与される画像形成動作期間に限り、クリ
ーニングローラは感光体を押圧して、両者間に期待する
圧接力を得ることができる。しかも、クリーニングロー
ラの感光体を押圧する方向の動きは、規制部材によって
規制されているので、クリーニングローラが過剰に感光
体の表面を押圧する恐れもない。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、クリーニングローラ
に回転が付与されている期間に限り、感光体とクリーニ
ングローラとの間に圧接力を作用させることができるの
で、クリーニングローラが感光体に静的接触することに
よって、クリーニングローラ表面が塑性変形するのを防
止して、高品質の画像を安定的に得ることができる。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【実施例】図１実施例の画像形成装置１０は、プロセス
カートリッジ型の感光体ユニット１２を含み、この感光
体ユニット１２が図示しない装置本体に着脱可能に装着
される。感光体ユニット１２は、回転軸１４回りに回転
する感光体１６を含み、この感光体１６の周囲に、帯電
器１８およびクリーニングローラ２０が、それぞれ設け
られる。

【００１２】感光体１６は、たとえば、略円筒状のアル
ミ合金からなるシリンダ上に光導電体を蒸着または塗工
してなる。また、感光体１６は、ハウジング１８によっ
て、回転軸１４回りに回転可能に支持され、図１に示す
感光体ユニット１２を図示しない装置本体に装着した状
態で、感光体１６の少なくとも一方端部側に設けられる
図示しない感光体ギア（被動ギア）が、装置本体に設け
られた図示しない駆動ギアに噛合して、感光体１６に回
転が付与される。なお、以下には、ドラム状の感光体を
用いた実施例を示すが、たとえばポリエステルフィルム
上に導電性薄膜を形成し、そして光導電体を塗布したベ
ルト状またはシート状の感光体を用いた画像形成装置に
も適用できる。

【００１３】感光体１６の上方には、グリッド電極を有
するスコロトロン型の帯電器２０が設けられる。この帯
電器２０は、放電ワイヤ２０ａおよび帯電面が網目状の
電極ケース２０ｂを含み、この帯電器２０により、感光
体１６の表面は均一に帯電される。帯電された感光体１
６には、図示しない露光器により形成された原稿光像が
入射されて、感光体１６上に静電潜像が形成される。ま
た、感光体ユニット１２を装置本体に着脱可能に装着し
た状態において、感光体１６の表面には、図示しない現
像ローラが接触して、現像ローラの表面に担持されてい
たトナーは感光体１６表面に移行する。すなわち、感光
体１６上の静電潜像が現像ローラによってトナー現像さ
れる。

【００１４】そして、感光体１６の右側には、図示しな
い転写器によって転写がなされた後の感光体１６に接触
して、感光体１６上に残留したトナーを除去し、また、
感光体１６上の残留電位を中和するクリーニングローラ
２２が設けられる。このクリーニングローラ２２は、金
属などにより略円筒状に形成されるかつ所定のクリーニ
ングバイアス電圧が印加されるシャフト２４の周囲に、
たとえば半導電性のゴムを設けて構成され、このシャフ
ト２４が軸受２６によって回転可能に支持されている。
また、シャフト２４の少なくとも一方端部側には、シャ
フト２４（クリーニングローラ２２）に駆動力を伝達す
るためのクリーニングローラギア（図示せず）が設けら
れており、このクリーニングローラギアが、装置本体に
固定的に設けられている駆動ギアないしそれに駆動され
るアイドラギア（被動ギア）に噛合することによって、
クリーニングローラ２２に回転が付与される。なお、こ
の実施例では、クリーニングローラ２２の回転速度は、
感光体１６の回転（変位）速度の１．２倍に設定されて
いる。

【００１５】そして、上述のクリーニングローラ２２
が、感光体１６とクリーニングローラ２２との共通法線
（Ｌ）に対し、所定の角度（θ）で変位可能に支持され
る。すなわち、図１および図４からもわかるように、感
光体１６とクリーニングローラ２２との共通法線（Ｌ）
に対し、所定の角度（θ）で立ち上がるように（図１に
おいて右上がりで）傾斜するガイド（案内溝）２８をハ
ウジング１８に形成し、クリーニングローラ２２を回転
可能に支持する軸受２６をガイド２８に沿って変位可能
に支持するように構成している。換言すれば、クリーニ
ングローラ２２が、感光体１６の表面に接離可能に支持
されている。

【００１６】動作において、感光体ユニット１２が装置
本体に装着された状態において、装置本体側の図示しな
い駆動ギアに回転が付与されると、それに噛合する被動
ギア（感光体ギアなど）の各々に駆動力が伝達されて、
感光体１２をはじめとする各プロセス部材に回転が付与
される。上述したように、感光体１６とクリーニングロ
ーラ２２とは、異なる周速度（回転速度）で接触してい
るため、感光体１６とクリーニングローラ２２との接触
部分において、図５で“Ｆ_rub”で示す摩擦力が生じ
る。この摩擦力（Ｆ_rub）は、図５に示すように、ガイ
ド２８が延びる方向すなわちクリーニングローラ２２が
変位する方向の力“Ｆ_para”と、それに垂直方向の力
“Ｆ_vert”にそれぞれ分解することができるとともに、
ガイド２８が延びる方向の力（Ｆ_para）は、次式で表さ
れる。

【００１７】

【数１】Ｆ_para＝Ｆ_rub×ｃｏｓ（９０−θ）＝Ｆ_rub
×ｓｉｎ（θ）そして、このガイド２８が延びる方向の力（Ｆ_para）
は、感光体１６とクリーニングローラ２２との間の圧接
力として作用する。すなわち、クリーニングローラ２２
は、ガイド２８に沿って変位可能に取り付けられている
から、ガイド２８が延びる方向の力（Ｆ_para）によっ
て、クリーニングローラ２２は、感光体１６の表面を押
圧する（図１において左下）方向に僅かに変位して、ク
リーニングローラ２２に回転が付与されている期間、ク
リーニングローラ２２は感光体１６を押圧した状態で保
持される。

【００１８】そして、装置本体側の駆動ギアが停止され
て、クリーニングローラ２２および感光体１６に回転が
付与されなくなると、両者の間には摩擦力は存在しない
ため、クリーニングローラ２２は、感光体１６を押圧す
ることなく、その表面に接触（または離間）した状態で
保持される。すなわち、感光体１６およびクリーニング
ローラ２２に回転が付与される画像形成動作中は、クリ
ーニングローラ２２は、感光体１６を押圧する方向に変
位し、他方、感光体１６およびクリーニングローラ２２
に回転が付与されない非画像形成動作中は、クリーニン
グローラ２２は、感光体１６の表面を押圧することな
く、その表面に軽度に接触（またはそれから離間）した
状態で保持される。

【００１９】また、感光体１６とクリーニングローラ２
２の共通法線に対するガイド２８が延びる所定の角度
（θ）は、その上限をαとすると、０＜θ＜αで表さ
れ、このαは、共通法線（Ｌ）に対する感光体１６の接
線方向の角度（９０°）から、シャフト２４に固定的に
設けられる図示しないクリーニングローラギアの圧力角
を差し引いた角度である。つまり、クリーニングローラ
ギアの圧力角が２０°であれば、上限の角度（α）は７
０°（９０°−２０°）であり、０＜θ＜７０の範囲で
ガイド２８の傾斜角（θ）は設定される。なお、圧力角
は、クリーニングローラギアの歯面上のピッチ点におい
て、そこを通る半径線とそのピッチ点における歯形の接
線とのなす鋭角である。

【００２０】なお、この角度（θ）は、小さすぎたり、
逆に、大きすぎると、期待する感光体１６を押圧する力
（Ｆ_para）は得られないため、角度（θ）は小さすぎ
ず、また大きすぎない範囲内で設定するのが望ましい。
そして、感光体１６とクリーニングローラ２２との摩擦
により生じた感光体１６を押圧する力（Ｆ_para）によっ
て変位したクリーニングローラ２２は、ガイド２８の終
端部３０にシャフト２４または軸受２６が係止すること
によって、クリーニングローラ２２の感光体１６を押圧
する方向の動きは規制される。したがって、クリーニン
グローラ２２が感光体１６を過剰に押圧するのを防止す
ることができる。なお、クリーニングローラ２２の動き
を規制する規制部材（終端部３０）をハウジング１８
（ガイド２８）に一体的に設けたが、別部材からなる規
制部材を接着剤などにより固着して設けるようにしても
よい。

【００２１】そして、この実施例では、直径３０ｍｍの
感光体１６と、直径１６ｍｍのクリーニングローラ２２
を使用し、押圧力（Ｆ_para）によるクリーニングローラ
２２の最大食い込み深さが１ｍｍとなるように、クリー
ニングローラ２２の感光体１６を押圧する方向の動きを
規制するようにした。したがって、クリーニングローラ
２２が規制部材（終端部３０）によって、感光体１６を
押圧する方向の動きが規制されたときの感光体１６とク
リーニングローラ２２の軸間距離は、２２．９（１５＋
８−０．１）ｍｍとなる。

【００２２】この実施例によれば、クリーニングローラ
２２を感光体１６に接離可能に支持し、感光体１６とク
リーニングローラ２２との摩擦により生じる感光体１６
を押圧する方向の力（Ｆ_para）によって、クリーニング
ローラ２２を感光体１６に圧接するように構成したの
で、クリーニングローラ２２に回転が付与されていない
期間は、クリーニングローラ２２と感光体１６との圧接
力を解除または軽減して、クリーニングローラ２２が塑
性変形するのを防止することができる。したがって、ク
リーニングローラ２２の機能を安定的に発揮して、高品
質の画像を得ることができる。

【００２３】なお、上述の実施例では、感光体１６との
摩擦により生じた力（Ｆ_para）のみで、クリーニングロ
ーラ２２を感光体１６に押圧するようにしているが、得
られる力（Ｆ_para）の大きさに応じて、コイルスプリン
グなどの弾性部材を用いて、クリーニングローラ２２を
補足的に押圧するように構成してもよい。また、感光体
１６の回転速度に対するクリーニングローラ２２の回転
速度（周速度）を１．２倍に設定したが、クリーニング
ローラ２２と感光体１６との間の摩擦力に応じて、この
値は任意に設定できることはいうまでもない。つまり、
極端に摩擦係数の小さいクリーニングローラ２２を用い
た場合は、周速度比はより高い値にする必要があり、逆
に、摩擦係数の大きいローラを用いた場合には、感光体
１６の回転速度以下にならない範囲で低い値が設定され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す断面側面図である。

【図２】図１の斜視図である。

【図３】図２の一部分を破断した斜視図である。

【図４】図１実施例のクリーニングローラに作用する力
の向きを示す図解図である。

【図５】図１実施例のクリーニングローラに作用する力
を示す図解図である。

【図６】従来技術を示す斜視図である。

【図７】図６実施例の断面側面図である。

【図８】図６実施例の主要部を示す側面図である。

【図９】図６実施例の主要部を示す斜視図である。

【符号の説明】１０ …画像形成装置１２ …感光体ユニット１６ …感光体１８ …ハウジング２２ …クリーニングローラ２４ …シャフト２６ …軸受２８ …ガイド３０ …終端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体、前記感光体の表面を均一に帯電する帯電手段、原稿の光像によって前記表面に静電潜像を形成する露光
手段、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段、前記トナー像を転写材に転写する転写手段、および転写
後の前記感光体の前記表面に回転可能に接触して前記感
光体上の残留トナーの除去および残留電位の中和を行う
クリーニングローラを備える画像形成装置において、前記クリーニングローラを前記感光体の前記表面に接離
可能に支持する支持手段を設けたことを特徴とする、画
像形成装置。
【請求項２】前記支持手段は、前記クリーニングローラ
と前記感光体との共通法線に対し所定の角度θで傾斜す
る案内溝と、前記案内溝に案内されるかつ前記クリーニ
ングローラの回転軸を回転可能に支持する軸受部とを含
み、前記案内溝に沿って前記クリーニングローラを変位
させるようにした、請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記クリーニングローラに回転が付与され
た際に前記感光体と前記クリーニングローラとの間に生
じる摩擦力によって、前記クリーニングローラは前記案
内溝に沿って前記感光体を押圧する方向に変位する、請
求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記所定の角度θは０＜θ＜αを充足し、
そのαは、前記共通法線に対する前記感光体と前記クリ
ーニングローラとの共通接線の角度から、前記クリーニ
ングローラの回転軸に固定的に設けられるかつ前記クリ
ーニングローラに回転を付与する駆動ギアの圧力角を差
し引いた角度である、請求項１ないし３のいずれかに記
載の画像形成装置。
【請求項５】前記クリーニングローラの前記感光体を押
圧する方向の動きを規制する規制部材をさらに備える、
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。