JP2870145B2

JP2870145B2 - クリーナ

Info

Publication number: JP2870145B2
Application number: JP19578890A
Authority: JP
Inventors: 芳伸波田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1999-03-10
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JPH0481785A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、例えばフルカラー複写機に備えられる転写
ドラムや転写ベルト等の表面に付着したトナーを除去す
るクリーナに関する。

従来の技術フルカラー複写機等においては、感光体ドラム上に形
成された各色のトナーによる可視像を同一の転写紙上に
別々に重ねて転写し、一枚のコピーを得るようにしたも
のが知られている。この種の複写機では、転写紙は、感
光体ドラムに対向して設けられる転写ドラム上に保持さ
れ、複数回の重ね転写が行われる。重ね転写が完了した
転写紙は、除電チャージャや分割チャージャ等の作用に
よって転写ドラムから剥離し、熱定着工程に送られる。

ところで、上記転写ドラムには、転写紙を剥離する際
に飛散するトナーなどが付着し、後に保持される転写紙
の下地汚れを引き起こすことがある。そこで、このよう
な不具合の発生を未然に防止するために、クリーナが装
置されることになる。

かかるクリーナとしては、本願出願人が、特願昭63-1
91100号にて、静電的作用を利用するものを提案してい
る。このクリーナは、転写ドラムの回転域に臨ませ、ト
ナーと逆極性のバイアス電圧が印加された導電性のブラ
シローラにトナーを静電吸着させ、吸着されたトナー
を、さらに前記ブラシローラよりも高い電位のバイアス
電圧が印加された回収ローラによって回収するものであ
る。また、このクリーニング作用を効果的にするため
に、転写ドラムの内部に、前記ブラシローラの対向部材
として、除電ブラシ等を設けている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上述のように静電的作用を利用してク
リーニングする場合、帯電状態にあるトナーは確実に除
去できるものの、帯電状態にないトナーに対しては、充
分なクリーニング効果を得られないことがある。

特に、転写ドラムに付着しているトナーには、除電チ
ャージャや分離チャージャの影響によって電荷が減少し
ているトナーや、無帯電状態や逆極性の帯電状態で飛散
してきたトナーなどがあり、帯電状態のばらつきが大き
いので、一部のトナーは確実に除去されないことがあ
る。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、フ
ルカラー複写機などに備えられる転写ドラム等の被クリ
ーニング体に付着したトナーを簡潔な構成で確実にクリ
ーニングすることができるクリーナの提供を目的とす
る。

課題を解決するための手段本発明は、上記目的を達成するため、感光体からのト
ナーを転写させる記録媒体を保持する転写体に付着した
トナーをクリーニングするクリーナにおいて、転写体上
のトナーをクリーニングするクリーニング部材と、該ク
リーニング部材にバイアス電圧を印加するバイアス印加
部材と、前記クリーニング部材によるクリーニングに先
だって、転写体上のトナーを前記クリーニング部材に印
加される電圧とは逆極性に帯電させる帯電手段とを備
え、この帯電手段が感光体から記録媒体にトナーを転写
させる転写手段を兼ねていることを特徴とする。

また、感光体から転写されたトナーをさらに被転写体
に転写する中間転写体に付着したトナーをクリーニング
するクリーナにおいて、中間転写体のトナーをクリーニ
ングするクリーニング部材と、該クリーニング部材にバ
イアス電圧を印加するバイアス印加部材と、前記クリー
ニング部材によるクリーニングに先だって、中間転写体
上のトナーを前記クリーニング部材に印加される電圧と
は逆極性に帯電させる帯電手段とを備え、この帯電手段
が感光体から中間転写体にトナーを転写させる転写手段
を兼ねていることを特徴としている。

作用上記構成によれば、帯電手段は、転写体または中間転
写体に付着しているトナーを帯電させ、クリーニング手
段は、この帯電したトナーを静電的作用をもってクリー
ニングする。

しかも上記帯電手段は、感光体から記録媒体もしくは
中間転写体にトナーを転写させる転写手段を兼ねて使用
される。

第１実施例以下本発明の一実施例を図面に基づき具体的に説明す
る。第１図は本発明に係るクリーナが適用されたフルカ
ラー複写機の全体構成を示す断面正面図、第２図はクリ
ーナ部周りの構造を示す断面正面図、第３図は制御装置
の構成を示すブロック図、第４図は制御動作を示すタイ
ミングチャート、第５図は転写ドラムにおける電荷の状
態を示す断面正面図である。

（フルカラー複写機の全体構成）まず、第１図に基づきフルカラー複写機の概略構成に
ついて説明する。

複写機の上部に設けられた画像読み取り部26は、露光
ランプ２から発せられ、原稿ガラス１に載置される原稿
で反射された光が、セルフォックレンズアレイ３を介し
てCCDラインセンサ４を露光することにより、原稿画像
を読み取るようになっている。CCDラインセンサ４は、
上記露光によって、Ｂ（ブルー）、Ｇ（グリーン）、Ｒ
（レッド）の３原色の色信号を出力し、このＢ、Ｇ、Ｒ
の色信号は、画像処理されて、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マ
ゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色、またはこれらにBK（ブ
ラック）を加えた４色の色信号として、レーザ光学系５
に与えられるようになっている。

レーザ光学系５は、走査用ポリゴンミラー６、Ｆθレ
ンズ７、反射ミラー８等を備え、前記Ｙ、Ｍ、Ｃ又は
Ｙ、Ｍ、Ｃ、BKの色信号に基づいて各色についての像形
成用レーザ光を感光ドラム９に照射し、感光ドラム９を
露光するようになっている。

上記感光ドラム９は導電性基板で形成したドラムの表
面に、電荷形成層と電荷輸送層とから成る有機感光体を
積層形成したものであり、レーザ発光波長780nm付近に
高い感度を示すものが用いられている。この感光ドラム
９は、図示しないメインモータに駆動されて図中矢符で
示す方向に回転駆動され、前記露光に先だって、周囲に
配設されたメインチャージャ10によりマイナス帯電させ
られるようになっている。

感光ドラム９の左側部には、上方より第１、第２、第
３、第４の現像器11〜14が配置されている。上記現像器
11〜14は、それぞれ、マイナス帯電したイエロー色のト
ナー、マゼンタ色のトナー、シアン色のトナー、ブラッ
ク色のトナーを収容し、感光ドラム９上に各色のトナー
像を形成するようになっている。ここで、現像器11〜14
は、それぞれ所定のタイミングで選択的に作動し、いず
れかの現像器が作動状態のときには、他の現像器は非現
像状態になって、作動状態の現像器が形成したトナー像
を乱さないようになっている。

なお、このフルカラー複写機による作像システムはＮ
−Ｐ（ネガ−ポジ）系であり、感光ドラム９における、
マイナス帯電した後にレーザ露光されて除電された部分
に、マイナス帯電したトナーを付着させることにより、
トナー像を形成するようになっている。

上記各現像器11〜14の上方には、所定のトナー補給信
号に基づいて、これらの現像器11〜14に各色のトナーを
補給するホッパー15が設けられている。

一方、フルカラー複写機本体の右側下部に装着される
給紙カセット17には、普通紙、OHP用フィルム等からな
る転写紙21が積層状態で収納されており、給紙ローラ18
・18等により一枚ずつ装置内部に送給されるようになっ
ている。送給された転写紙21は、先端がレジストローラ
19に当接するとレジストされ、ループを形成するととも
に、スキュー補正が行われるようになっている。上記形
成されるループの量は、給紙センサ20の検出信号に基づ
いて、適正に制御されるようになっている。

レジストローラ19の前方には、メインモータに駆動さ
れて、図中矢符で示す方向に回転する転写ドラム30が設
けられている。転写ドラム30はアルミニウム製のドラム
枠体に、厚さ70〜120μｍの誘電体フィルム、またはポ
リエステルフィルムから成るドラム面を形成したもので
ある。転写ドラム30を支持するフレーム36は、支点37回
りに回動自在に支持されており、圧着スプリング38によ
って感光ドラム９に近接する回動方向に付勢される一
方、位置出しころ35によって回動量が規制され、転写ド
ラム30と前記感光ドラム９との間隔が、0.3mm〜0.7mm程
度に保たれるようになっている。

転写ドラム30には、レジストローラ19から送給される
転写紙21の先端部をチャックする先端チャック爪31が設
けられ、この先端チャック爪31が転写紙21をチャックし
た後、転写ドラム30の内部に設けられた吸着チャージャ
32がドラム内面をマイナス帯電させるとともに、外部に
設けられた対向電極33が転写紙21に接触して転写紙21の
表面を電気的に接地し、転写紙21を転写ドラム30に静電
吸着させるようになっている。

吸着された転写紙21には、転写ドラム30の内部に設け
られたプラス帯電用の転写チャージャ34により、現像器
11〜14によって感光ドラム９に形成された各色のトナー
像が順次重ねて静電転写されるようになっている。上記
転写チャージャ34は、後述するように、転写ドラム30に
付着したトナーを帯電させる帯電手段としても作用する
ようになっている。

すべての色のトナー像が転写された転写紙21は、転写
ドラム30の内、外部に設けられた第１、第２の除電チャ
ージャ39・40がドラム面の除電を行い、かつ図外の分離
カムが先端チャック爪31を非チャック状態にすることに
より、転写ドラム30から剥離するようになっている。剥
離した転写紙21は、分離爪41を経て、サクション搬送部
42により定着ブロック43に送給され、熱ロール定着が行
われた後、排紙ローラ44によって排紙トレー45に排出さ
れ、フルカラーコピーが得られることになる。

なお、前記除電チャージャ39・40は共にAC出力により
除電を行うものであり、除電チャージャ39は主としてド
ラム面と転写紙21との静電吸着力を減じる一方、除電チ
ャージャ40は主として転写紙21の分離時において、転写
紙21の表面を除電すると共に、分離に伴う放電を防ぎ、
画像の飛び散りを防止するようになっている。

（クリーナ部の詳細）次に第２図に基づきクリーナ部の構成について説明す
る。クリーナ部50は第１図に示すように上記転写工程の
下流側、即ち前記分離爪41、サクション搬送部42の下方
に設けられている。このクリーナ部50には、転写工程後
に、図示しないブラシローラ圧接ソレノイドの駆動によ
って転写ドラム30のドラム面に摺接し、ドラム面に付着
しているトナーをかき取るとともに静電吸着する導電性
のブラシローラ51と、ブラシローラ51からトナーを吸
着、回収する回収ローラ52と、回収ローラ52の周面に吸
着、回収されたトナーをかき落とすスクレーパー53と、
転写ドラム30の内部において、ドラム面を挟むようにし
てブラシローラ51に対向配置され、ドラム面の裏面側に
おける電荷を減ずる背面電極54とが備えられている。

いま少し詳述すると、ブラシローラ51は、転写ドラム
30に付着しているトナーと逆極性（プラス極性）の電位
V₁にバイアス印可され、回収ローラ52はブラシローラ51
よりも高い電位V₂にバイアス印可されている。かくし
て、ブラシローラ51によりドラム面からかき取られ、静
電吸着されたトナーが、ブラシローラ51と回収ローラ52
との接触部位において、より高電位の回収ローラ52に吸
着、回収される構成になっている。

背面電極54は、図示するように接地された金属基体55
の先端部（図上右側）に導電性のファイバ56が植毛され
て成り、ブラシローラ51の静電吸着能力を増大させるよ
うになっている。この背面電極54は、図外の背面電極移
動手段により左右方向に往復移動し、クリーニング時に
のみ転写ドラム30の内面に接触する一方、その他の場合
はドラム内方に待避して、ドラム面の歪等に起因する画
像ノイズの発生を防止するようになっている。

ここで、背面電極54は、上記のように接地するのに代
えて、さらにクリーニング作用を大きくするためにマイ
ナス電位にバイアス印可するようにしてもよい。また、
背面電極54としては、導電性のファイバ56が植毛された
ものに代えて電極板から成るものを用いてもよい。

（制御装置の構成）前記フルカラー複写機の各部の動作は、第３図に示す
マイクロコンピュータ200によって制御されるようにな
っている。このマイクロコンピュータ200には、図示し
ない複写スタートスイッチからのスタート信号、および
各部に設けられたセンサ等からの信号が入力されるよう
になっている。また、マイクロコンピュータ200から
は、メインモータ、メインチャージャ10、吸着チャージ
ャ32、転写チャージャ34、除電チャージャ39・40、ブラ
シローラ圧接ソレノイド、および背面電極移動手段の作
動信号や、クリーナ部50へのバイアス電圧印可信号、そ
の他の各部への制御信号等が出力されるようになってい
る。

（制御装置による制御動作）次に、複写動作が行われるときに行われる制御動作を
第４図に示すタイミングチャートに基づいて説明する。

マイクロコンピュータ200は、複写スタートスイッチ
が操作されてスタート信号がONになると、まず、メイン
モータを作動させる。また、画像読み取り部26を作動さ
せて原稿画像を読み取るとともに、メインチャージャ1
0、およびレーザ光学系５を作動させて、イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックの各色についての感光ドラム
９の露光、および現像器11〜14による現像を順次行う。

一方、給紙カセット17からレジストローラ19を介して
供給された転写紙21の先端を転写ドラム30の先端チャッ
ク爪31でチャックするとともに、吸着チャージャ32を作
動させて、転写紙21を転写ドラム30に吸着させる。

次に、現像された各色のトナー像が転写チャージャ34
の付近を通過するごとに転写チャージャ34を作動させ
て、各色のトナー像を転写紙21に重ねて転写する。

そして、最後の色のトナー像が転写され、転写紙21の
先端部が除電チャージャ39・40の位置に達すると、転写
ドラム30の先端チャック爪31を解除するとともに除電チ
ャージャ39・40を作動させて、転写紙21を転写ドラム30
から剥離させる。剥離した転写紙21は、サクション搬送
部42によって定着ブロック43に送られ、熱定着が行われ
る。

上記転写紙21の剥離が完了すると、除電チャージャ39
・40を非作動状態にし、転写ドラム30のクリーニングを
行う。

まず、転写ドラム30に付着しているトナーをマイナス
帯電させるために、再度、転写チャージャ34を作動させ
る。すると、第５図に示すように、転写ドラム30の内面
はプラス帯電する一方、外面に付着しているトナーは、
一様にマイナス帯電した状態になる。ここで、転写チャ
ージャ34は、前記ブラックのトナー像の転写を行った
後、そのまま作動状態を維持させるようにしてもよい
が、一旦作動を停止させることにより、除電チャージャ
39・40の動作への影響が低減される。

一方、クリーナ部50のブラシローラ51、および回収ロ
ーラ52にバイアス電圧を印可するとともに、ブラシロー
ラ圧接ソレノイドおよび背面電極移動手段を作動させ
て、ブラシローラ51および背面電極54を、それぞれ転写
ドラム30の外内面に圧接する。ここで、上記バイアス電
圧の印可は、ブラシローラ圧接ソレノイド等の作動に先
だって行うことにより、転写ドラム30への圧接後、直ち
に良好なクリーニングが行われるようになる。

そこで、転写ドラム30内面のプラス電荷は背面電極54
を介して除去され、マイナス帯電したトナーは、転写ド
ラム30への吸着力が減じられる一方、ブラシローラ51へ
の吸着力が作用し、確実に転写ドラム30から除去され
る。

転写ドラム30のクリーニングが完了すると、ブラシロ
ーラ51および背面電極54の転写ドラム30への圧接を解除
し、ブラシローラ51を転写ドラム30から離反させた後、
ブラシローラ51、および回収ローラ52へのバイアス電圧
の印可を停止する。

また、転写ドラム30におけるクリーニングが行われた
部分が除電チャージャ39・40の位置に達すると、除電チ
ャージャ39・40を再度作動させて転写ドラム30の除電を
行い、次の複写動作に備える。

第２実施例次に、上記転写ドラム30に代えて転写ベルト63を備
え、また、４つの現像器11〜14に代えて１つの現像器16
を備えた単色複写機に、本発明に係るクリーナを適用し
た例を説明する。

第６図は感光ドラム９、および転写ベルト63付近の構
造を示す断面正面図である。なお、前記第１実施例と同
様の機能を有する部材には、同一の番号を付してその説
明を省略する。

感光ドラム９の下方には、一対のローラ61・62が設け
られ、これらのローラ61・62には、誘電体または半導体
から成る無端状の転写ベルト63が掛け渡されている。

上記転写ベルト63は、レジストローラ19を介して供給
された転写紙64を搬送するとともに、感光ドラム９に押
しつけるようになっている。転写チャージャ34は、転写
紙64が感光ドラム９と転写ベルト63との間を通過してい
る間、作動状態になって感光ドラム９のトナー像を転写
紙64に転写するとともに、転写紙64が通過した後も転写
ベルト63が１周以上移動する間作動状態を維持し続ける
ようになっている。そこで、転写ベルト63に付着してい
るトナーは、一様に帯電状態になり、クリーナ部50によ
って、静電的作用によるクリーニングが確実に行われ
る。

参考例次に、各色のトナー像が、直接、中間転写ベルト76に
重ねて転写された後に、一括して転写紙85に転写される
構成のフルカラー複写機に、本発明に係るクリーナを適
用した例を説明する。

第７図は感光ドラム９、および中間転写ベルト76付近
の構造を示す断面正面図である。なお、前記第１実施例
と同様の機能を有する部材には、同一の番号を付してそ
の説明を省略する。

感光ドラム９の右方には、上下に配置された現像器11
〜14が設けられている。これらの現像器11〜14は、図示
しない駆動手段に駆動されて一体的に上下動することに
より、それぞれの現像器11〜14が順次感光ドラム９に対
向し、現像を行うようになっている。

感光ドラム９の下方には、５本のローラ71〜75が設け
られ、これらのローラ71〜75には、誘電体または半導体
から成り、外周側が平滑な無端状の中間転写ベルト76が
掛け渡されている。

上記ローラ71・72間には、第１転写チャージャ81が設
けられている。また、ローラ74・75の下方付近には、第
２転写チャージャ82、および分離チャージャ83が設けら
れている。ローラ75・71間における中間転写ベルト76の
内外周側には、背面電極54、およびクリーナ部50が対向
配置されている。また、上記背面電極54とローラ75との
間には、帯電チャージャ84が設けられている。

上記の構成において、感光ドラム９に形成された各色
のトナー像は、第１転写チャージャ81によって中間転写
ベルト76に重ねて転写され、合成される。

一方、転写紙85は、その端部が上記中間転写ベルト76
上で合成されたトナー像の端部と一致するように、レジ
ストローラ19を介して供給され、トナー像は、第２転写
チャージャ82によって一括して転写紙85に転写される。
転写紙85は、その後、分離チャージャ83の作用によって
中間転写ベルト76から剥離し、サクション搬送部42によ
って定着ブロック43に送られる。

また、上記転写が行われた後、中間転写ベルト76に残
存付着しているトナーや、飛散してきて付着したトナー
は、帯電チャージャ84によって一様な帯電状態になる。
そこで、クリーナ部50によって、静電的作用によるクリ
ーニングが確実に行われる。

なお、上記第１〜第３実施例においては、クリーナ部
50として、ブラシローラと回収ローラとが設けられたも
のを用いる例を説明したが、これに限らず、例えばバイ
アス電圧が印可されたファーブラシとブレードとを有す
るものや、転写ドラム30等との間で摩擦帯電させてトナ
ーを補集するブラシを備えたものなど、静電的作用によ
ってクリーニングを行うものであれば、同様の効果が得
られる。

また、転写ドラム等の転写体または中間転写体がフィ
ルム状などの誘電体やポリエステル、または半導体から
成る例を示したが、これに限るものではない。

また、トナーの帯電手段は、第１実施例および第２実
施例に示すように転写チャージャ34を兼用することによ
り、部品点数を削減して構成の簡素化、および製造コス
トの低減を図り得るが、これに限らず、専用のチャージ
ャや高圧トランス等を設けてもよい。また、帯電手段の
形態も、チャージャに限らず、例えばバイアスローラな
どでもよいし、さらに帯電手段の配置も、転写体や中間
転写体の内周側に限らず、外周側に設けたものでもよ
い。すなわち、転写体や中間転写体に付着したトナー
を、直接的な電荷の注入、または誘電体等を介した間接
的な帯電作用によってクリーナ部のブラシローラ等と逆
極性に帯電させるものであれば、転写体等の形態や材
質、および周辺装置の配置等に応じて任意に設定するこ
とができる。

また、転写体等のクリーニング動作は、トナー像の転
写後だけでなく、転写前にも、同様に行うようにしても
よい。

また、転写体等に付着したトナーを帯電させる前に、
除電チャージャ39・40によって一旦除電動作を行うよう
にしてもよい。この場合には、トナーの帯電状態が一層
均一になるので、さらに良好なクリーニングを行うこと
ができる。

発明の効果以上説明したように、本発明によれば、転写体または
中間転写体に付着しているトナーを帯電させる帯電手段
を備えていることにより、トナーが一様な帯電状態にな
るので、クリーニング手段によるクリーニング能力を格
段に向上させることができるという効果を奏する。

その上、上記帯電手段は、トナーを転写体もしくは中
間転写体に転写するための転写手段も兼ねて使用されて
いるので、当該転写手段とは別個にトナーの帯電手段を
設ける必要はなく、簡易かつ安価に構成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例におけるフルカラー複写機の全体構
成を示す断面正面図、第２図はクリーナ部周りの構造を
示す断面正面図、第３図は制御装置の構成を示すブロッ
ク図、第４図は制御動作を示すタイミングチャート、第
５図は転写ドラムにおける電荷の状態を示す断面正面
図、第６図は第２実施例における感光ドラム、および転
写ベルト付近の構造を示す断面正面図、第７図は参考例
における感光ドラム、および中間転写ベルト付近の構造
を示す断面正面図である。９……感光ドラム、21・64・85……転写紙、30……転写
ドラム、34……転写チャージャ、50……クリーナ部、63
……転写ベルト、76……中間転写ベルト、84……帯電チ
ャージャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体からのトナーを転写させる記録媒体
を保持する転写体に付着したトナーをクリーニングする
クリーナにおいて、転写体上のトナーをクリーニングするクリーニング部材
と、該クリーニング部材にバイアス電圧を印加するバイアス
印加部材と、前記クリーニング部材によるクリーニングに先だって、
転写体上のトナーを前記クリーニング部材に印加される
電圧とは逆極性に帯電させる帯電手段とを備え、この帯
電手段が感光体から記録媒体にトナーを転写させる転写
手段を兼ねていることを特徴とするクリーナー。
【請求項２】感光体から転写されたトナーを、さらに被
転写体に転写する中間転写体に付着したトナーをクリー
ニングするクリーナにおいて、中間転写体のトナーをクリーニングするクリーニング部
材と、該クリーニング部材にバイアス電圧を印加するバイアス
印加部材と、前記クリーニング部材によるクリーニングに先だって、
中間転写体上のトナーを前記クリーニング部材に印加さ
れる電圧とは逆極性に帯電させる帯電手段とを備え、こ
の帯電手段が感光体から中間転写体にトナーを転写させ
る転写手段を兼ねていることを特徴とするクリーナー。