JPH01170976A - 多色画像記録装置のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真方式を用いた多色画像記録装置に関
し、さらに詳しくは電子写真感光体上に異なる色の像を
重畳して形成した後転写紙に転写し、転写後の感光体上
の残留トナーをクリーニングする多色画像記録装置のク
リーニング装置に間する。

従来の技術 従来から、帯電・露光・現像を複数回繰り返して電子写
真感光体（以下、感光体という）上に色の異なる複数の
トナー像を重畳して形成した後、トナー像を転写紙に一
括転写してカラー画像を得る画像記録装置が種々提案さ
れている。

例えば特開昭６０−１３０７６３号公報に示されている
技術もその１つである。この方法を第３図に示す。

第３図において、１は矢印入方向に回転し表面に感光層
を有した電子写真用の感光体で、２は感光体ｌを一様に
帯電するコロナ帯電器、３はレーザ光等により所望の画
像に対応して感光体１上を露光する露光部、４〜６はイ
エロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のそれぞ
れの色のトナーを収容している現像器、７は記録紙、８
はトナー像を記録紙７に静電転写するための転写帯電器
、９は感光体ｌ上の残留電荷を消去するための除電器、
１０は転写後の感光体１に残ったトナーを取り除くため
のファーブラシ等からなるクリーニング装置である。

感光体１の最初の回転でコロナ帯電器２で感光体１を一
様に帯電し、露光部３でイエロー（Ｙ）の画像に対応し
た信号で露光してネガの静電潜像（画線部が露光されて
感光体１０表表面位が減衰した静電潜像）を形成する。

そして、Ｙのトナーの現像器４でネガ・ポジ反転現像（
露光により電位の減衰した部分にトナーを付着する現像
法）し、感光体１上にＹのトナー像を形成する。この時
マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）の現像器５と６は退
避するとともに機能を停止しＹのトナー像に影響を与え
ないようにしている。また、転写帯電器８や除電器９も
それぞれの機能を停止し、クリーニング装置１０は実線
で示すように感光体Ｉからファーブラシが離開している
。従って、Ｙのトナー像は乱される事なく再び帯電器２
の位置に位置し、１回転目を完了する。続いて２回転目
にマゼンタの像がＹの画像形成と同様にして７画像に重
畳して形成される。更に３回転目にシアンの像が同様に
して形成される。シアンの像が形成されると、その画像
の先端に同期して給紙部１１から記録紙７が搬送され、
転写帯電器８でトナー像が記録紙７に転写される。画像
が転写された記録紙７は感光体１から剥離されて定着部
１２に搬送され、定着後排出される。一方、転写後の感
光体ｌは除電器９で除電され、クリーニング装置１０の
ファーブラシが接触して残ったトナーが除去され次の記
録に備える。

発明が解決しようとする問題点 このような画像記録装置において、クリーニング装置１
０の構成が重要になる。

即ち、最初の画像形成から最後の画像が形成されて転写
されるまでクリーニング装置１０は感光体ｌから離れ、
転写後は感光体１に均一に接触してトナーを確実に除去
することが必要である。クリーニング法としては一般に
ブレードクリーニング法とファーブラシクリーニング法
が知られているが、ブレードクリーニング法においては
ブレードが感光体ｌから離れるとき接触部に蓄積したト
ナーが筋状に感光体上に残り、次の画像に悪影響を及ぼ
す問題があり、この様な多色画像記録装置に用いること
は困難であった。ファーブラシクリーニング法としては
、例えば特開昭５７−１８５４６８号公報に示されてい
る技術もその１つであるつその構成を第４図に示す。矢
印（ａ）方向に回転する感光体ｌに接触して矢印（ｂ）
方向に回転するファーブラシローラ１３と、このファー
ブラシローラ１３に接触して矢印仁方向に回転する導電
性のローラ１６とを有し、ファーブラシ口−ラｌ３には
バイアス電源により感光体ｌの静電潜像の電荷と同極性
、即ちトナーと逆極性の電圧が印加され、また導電性の
ローラ１６にはバイアス電源によりファーブラシローラ
１６に印加する電圧とほぼ等しいかそれより高い同極性
の電圧が印加されている。ファーブラシローラ１３は、
導電性の芯体に導電性の繊維を植毛して構成したもので
ある。このクリーニング装置は、感光体１上に記録紙に
転写されずに残ったトナーをファーブラシローラ１３の
静電力によって移行させた後、このファーブラシローラ
１３に付着したトナーを更に導電性のローラ１６に静電
力で移行させ、この導電性のローラ１６に付着したトナ
ーを掻き落し板１７により掻き落として回収するもので
ある。

しかしながら、このようなファーブラシのクリーニング
装置においては、感光体１とファーブラシローラ１３の
接触部において特に感光体ｌの移動方向上流側でファー
の弾性による復元力でトナー飛散が多く発生し、クリー
ニング装置本体と感光体１との隙間から吹き出し、機内
を汚す問題があった。

また、紙詰まり等が発生してトナー画像が記録紙に転写
されなかった場合、多色画像のためトナー量が多く、１
回のクリーニングでは完全に除去できずクリーニング残
りが発生したり、またファーブラシにトナーが過飽和に
蓄積されクリーニング性能が低下してトナー残りが発生
したり等して次の記録に悪影響をあたえるなどの問題が
あった。

本発明の目的は、このようなトナー飛散や、トナー残り
がない安定したクリーニング装置を有した多色画像記録
装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 そして上記問題点を解決する本発明の技術的な手段は、
感光体上の残留トナーを掃引するクリーニング手段に、
感光体に平行で互いに反対方向に回転する２本のファー
ブラシローラと、一方のファーブラシローラの両端に緩
挿されファーブラシローラより小径の円環体と、ファー
ブラシローラに接触する導電性の回収ローラと、一端が
回収ローラ表面に当接した弾性材のトナー掻き落とし板
とからなるクリーニングユニットと、クリーニングユニ
ットをファーブラシローラと平行な支軸を支点として回
動自在に支持しファーブラシローラを感光体に離接する
離接手段と、ファーブラシローラと回収ローラにそれぞ
れ電圧を印加する電圧印加手段とを備えるとともに、２
本のファーブラシローラの内、感光体の移動方向の下流
側のファーブラシローラの回転方向を感光体と同方向に
し、かつ導電性のファーを用いるよう構成したことであ
る。

作用 本発明による作用は、次のようになる。

２本のファーブラシローラを用いることでクリーニング
性能を著しく向上すると共に、上流側のファーブラシロ
ーラを感光体と逆方向に回転し、下流側のファーブラシ
ローラを感光体と同方向に回転することにより、飛散す
るトナーを２本のファーブラシの間に封じ込むことがで
き、トナー飛散を著しく低下する事ができる。また、導
電性のファーブラシを用いて静電吸着することでトナー
の飛散を著しく低下するものである。またファーブラシ
の回転を離接機構の回転支軸を介して感光体から伝達す
る事によりクリーニング手段を感光体から離開してもフ
ァーブラシと回収ローラとを接触させたまま両者の回転
を継続することが可能で、非クリーニング時即ち画像形
成時にもファーブラシに付着したトナーを除去すること
が可能である。このことはクリーニングの使用時閉に対
して、非クリーニングの時隔が長いことから、ファーブ
ラシのトナー除去を十分行えるので、長期にわたってク
リーニング能力を維持することができる。また、ファー
ブラシと感光体の距離を円環体で一定に保つことで、接
触状態が安定し良好なりリーニング性を維持することが
できる。

実施例 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

多色画像記録装置の全体構成は、上記従来例で示した第
３図とクリーナ１０を除いて同様であり、本項では割愛
する。

次に、クリーナ１０の詳細な構成を第１図、第２図を用
いて説明する。

１４φ１５は感光体ｌの軸方向と平行に設けた一対の導
電性のファーブラシローラで例えばカーボンブラックを
分散したアクリル繊維、導電性高分子化合物、カーボン
ファイバ、金属繊維等の比抵抗値が、１０４〜１０１２
ΩｃＩ１１の範囲の導電性繊維を外周に植毛した筒状回
転体である。

１６は、２本のファーブラシローラ１４・１５にそれぞ
れ接触した金属等からなる導電性の回収ローラ、１７は
一端が回収ローラ１６の外周面に当接し他端がクリーニ
ングユニット本体１８に固定され回収ローラ１６に付着
したトナーを掻き落とす弾性材からなる掻き落とし板、
１９は除去されたトナーを軸方向に搬送するスクリュー
である。

ファーブラシローラ１４・１５、回収ロー”う１６、お
よびスクリュー１９はクリーニングユニット本体１８に
それぞれ回転可能に支持されている。ファーブラシロー
ラ１４・１５と回収ローラ１６には、直流電源２０から
トナーの帯電極性と逆極性の直流のバイアス電圧■１・
Ｖ２・ｖ３がＶ　＋　＝　Ｖ　２　＜ｖ３となるようそ
れぞれ印加されている。

２１はファーブラシローラ１４・１５を感光体１の中心
軸方向に押圧するプランジャ、２２はクリーナ装置ッ）
１８とプランジャ２１を連結する連結具、２３はファー
ブラシローラ１４・１５と感光体１を離開する方向に付
勢するばねで、２４はファーブラシローラ１５より小径
でその両端に同軸に緩挿されたスペーサリング、２５は
スクリュー１９と同軸でファーブラシローラ１４・１５
に平行でクリーナユニット１８を回動可能に支持する支
持具である。２６と２７はモータ等の駆動源（図示せず
）からの回転をクリーナ装置に伝達する歯車列で、回動
の軸心であるスクリュー１９に人力され、歯車列によっ
てファーブラシローラ１４・１５、回収ローラ１６にそ
れぞれ回転が伝達される。それぞれの回転方向は、ファ
ーブラシローラ１５と回収ローラ１６及びスクリュー１
９が感光体ｌと同方向で、ファーブラシローラ１４は逆
方向である。回転速度は、ファーブラシローラ１４・１
５は同一速度で感光体１とほぼ同じか早い方が好ましい
。

カラー画像の転写後のクリーニング時において、プラン
ジャ２１に通電してクリーナユニット１８をスペーサリ
ング２４が感光体ｌに接触する位置まで押圧する。スペ
ーサリング２４はファーブラシローラ１５より直径を小
さくしていることからファーの先端が感光体ｌに接触す
る。この時、ファーブラシローラ１４は感光体１との接
触量がファーブラシローラ１５と感光体ｌとの接触量の
ほぼ１／２になるように設定している。そして駆動源か
らの回転で感光体ｌの表面を摺擦する。感光体ｌ上に付
着したトナーは、ファーブラシローラ１４でまず掻き取
られ、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されたフ
ァーに静電吸着される。

さらに残ったトナーは、ファーブラシローラ１５で再度
掻き取られてファーブラシローラ１５のファーに静電吸
着きれ、完全に除去される。それぞれのファーに吸着さ
れたトナーは、回収ローラ１６との接触部でファーブラ
シローラ１４・１５より高い電圧が印加された回収ロー
ラ１６に静電的に吸着される。回収ローラ１６に吸着さ
れたトナーは掻き取り板１７で掻き取られ、スクリュー
１９でＸ方向に搬送され回収箱（図示せず）に回収され
る。　　クリーニングが終了すると、プランジャ２１の
通電が遮断され、ばね２３によりクリーニングユニット
１８が感光体１から遠ざかる方向に回動され、ファーブ
ラシローラ１４・１５が感光体ｌから離開する。この時
、ファーブラシローラ１４・１５は感光体ｌから離開し
ても回転支軸を介して回転が伝達され、バイアス電圧の
印加を継続することでファーブラシローラ１４・１５に
付着したトナーが除去され、ファーは常に初期のクリー
ンな状態を保つ。

次に、この実施例の具体的な条件について説明する。

まず画像の作像条件として、プロセス速度（感光体の回
転速度）は１５０　ｍｍ／ｓｅｅ、感光体ｌは、アルミ
竹材の表面にＳｅ系の感光層を蒸着したものを用い、帯
電器２で表面電位が一６００〜１０００ｖになるよう帯
電した。トナーは、正極性に帯型持性を有するもので電
荷量＋３μＣ／ｇで平均粒径ｌＯμ讃の一般的なＹ−Ｍ
−Ｃのカラートナーを用い、感光体ｌの表面電位とほぼ
同電位の現像バイアス電圧を印加した現像器４〜６でそ
れぞれ現像した。

次に、クリーニング条件としては、ファーブラシローラ
１４・１５は、金属性の軸にアクリル繊維にカーボンを
分散したファー（比抵抗＝１０９Ω口、長さ：　５ｍ％
１０デニール、密度：　３６００本／ｃｍ２）を植毛し
たものを用い、直径は３０龍とした。

またファーブラシローラ１５に緩挿したスペーサリング
２３の直径はファーブラシローラより半径で１ＩｌｌＩ
１１小さくして、ファーの先端１ＩＩＩＩ＋が感光体ｌ
と接触するようにした。またファーブラシローラ１４は
、感光体との接触量が０．５ｖｗになるような位置に設
けた。回収ローラ１５はファーブラシ１４にそれぞれｌ
關当接するようにした。回転速度は、ファーブラシロー
ラ１４は周速１５０〜１８０　ｍｎ＋／ｓｅｅで、ファ
ーブラシローラ１５は１５０〜２００　ｍｍ／ｓｅｃで
それぞれ回転させ、回収ローラ１５は、ファーブラシロ
ーラ１４の１〜２倍の周速で回転させた。この回転速度
は、早い方がクリーニング特性が向上するが、トナー飛
散やファーの寿命から上述の範囲が好ましい。

ファーブラシローラ１４に印加するバイアス電圧は、ト
ナーが正極性に帯電であり１００〜５００ｖの範囲の負
極性の電圧を、また回収ローラ１６には、ファーブラシ
１４に印加する電圧よりさらに１００〜５００■絶対値
の大きな負極性の電圧を印加した。例えばファーブラシ
１４に一３００ｖの負電圧を印加すると、回収ローラ１
６には−４００〜−８００ｖの負電圧を印加する。なお
ファーブラシローラに印加するバイアス電圧は、ファー
の比抵抗と環境条件特に環境湿度により変化させること
が望ましい。

発明の効果 本発明の画像記録装置においては、２本のファーブラシ
を用いることで多色画像記録においてもクリーニング性
を著しく向上すると共に、それぞれ感光体との接触量を
上流側が小さく設定していることから、クリーニング能
力を２分し、その結果ファーブラシローラのファーの寿
命を向上することができる。また感光体とファーブラシ
のの接触状態をスペーサリングで一定に保つことにより
常に安定したクリーニングができ信頼性を向上すること
ができる。また、２本のファーブラシの回転方向を感光
体の移動方向上流側を感光体と逆にし、下流側を同方向
にすることで機内へのトナー飛散を著しく減少すること
ができる。またファーブラシが感光体から離開している
時も、ファーブラシと回収ローラにそれぞれ電圧を印加
し、回転を継続させることにより、ファーブラシに蓄積
したトナーを除去してファーブラシのクリーニング能力
を回復し、次の記録に影響のないカラーの画像記録装置
を得ることができる。この結果クリーニング能力が高く
、長期にわたってその能力が低下しないクリーナを用い
た多色画像記録装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における多色画像記録装置
のクリーニング装置の基本的な構成図、第２図は第１図
に示したクリーナ部の斜視図、第３図は、多色画像記録
装置の構成図、第４図は、ファーブラシクリーニング装
置の従来例の構成図である。 ｌ・・・感光体、２・・・コロナ帯電器、３・・・露光
部、４．５．６・・・現像器、１０・・・クリーナ、１
４．１５・・・ファーブラシ、１６・・・回収ローラ、
１７−・・掻き落とし板、 １８−・・クリーニングユニット、２０・・・直流電源
、２１・・・駆動用プランジャ、２２・・・ばね。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名ノ　−一裏
光イ；季ζ ／７−ｘｔ＋＝、落ヒし扱 ｚｏ−直／Ｘ電源 ２５−一文将具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光体の回転毎に帯電・露光・現像を繰り返して
   色の異なる複数のトナー像を前記感光体上に重畳して形
   成した後記録紙に転写し、転写後クリーニング手段で感
   光体上の残留トナーを掃引する多色画像記録装置で、ク
   リーニング手段に感光体に平行で互いに反対方向に回転
   する２本のファーブラシローラと、一方のファーブラシ
   ローラの両端に緩挿されファーブラシローラより小径の
   一対の円環体と、２本のファーブラシローラにそれぞれ
   軸方向に且つ平行に接触する導電性の回収ローラと、一
   端が回収ローラ表面に当接した弾性材からなるトナー掻
   き落とし板とからなるクリーニングユニットと、クリー
   ニングユニットをファーブラシローラと平行な支軸を支
   点として回動自在に支持する支持手段と、クリーニング
   ユニットを押引しファーブラシローラを感光体に離接す
   る離接手段と、ファーブラシローラと回収ローラにそれ
   ぞれ電圧を印加する電圧印加手段とを備えた多色画像記
   録装置のクリーニング装置。
2. （２）２本のファーブラシローラの内、感光体の移動方
   向の上流側のファーブラシローラと感光体の接触部にお
   ける接触量をδ＿１、下流側のファーブラシローラと感
   光体の接触部における接触量をδ＿２とするとき、δ＿
   １＜δ＿２となるように構成した特許請求の範囲第１項
   に記載の多色画像記録装置のクリーニング装置。
3. （３）２本のファーブラシローラの内、感光体の移動方
   向の下流側のファーブラシローラ（Ａ）の回転方向が感
   光体と同方向である特許請求の範囲第１項、または第２
   項に記載の多色画像記録装置のクリーニング装置。
4. （４）少なくとも感光体の移動方向の下流側のファーブ
   ラシローラ（Ａ）が導電性のファーからなる特許請求の
   範囲第１項または第２項または第３項記載の多色画像記
   録装置のクリーニング装置。 （４）円環体を、２本のファーブラシローラの内、回動
   の支軸から遠い側のファーブラシローラに緩挿するよう
   構成した特許請求の範囲第１項記載の多色画像記録装置
   のクリーニング装置。