JPH05107989A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシで除去したトナー像担持体表面上のキ
ャリアをブラシから完全に除去し、トナー像担持体表面
への再付着の発生を防止して、キャリアのブレードへの
到達によるトナー像担持体表面の傷付きをなくすことに
より、長期にわたって良好な画質を維持する。 【構成】 二成分現像方式を採用した画像形成装置に用
いられ、感光体等のトナー像担持体１に先端が弾接する
ブレード２と、このブレード２の上流側でトナー像担持
体１表面に接触回転するブラシ３と、このブラシ３に付
着した現像剤Ｇを除去するフリッカ４とを有するクリー
ニング装置を前提とし、上記ブラシ３のフリッカ４の下
流側に磁気吸引手段５を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機等の画
像形成装置において転写後に感光体等の像担持体表面に
付着したトナー等の現像剤をブラシ及びブレードによっ
て除去するクリーニング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子写真複写機等の画像形成
装置におけるクリーニング装置としては、例えば特開平
１ー３１２５７８号公報に示されるようなものが広く知
られている。これは、ブラシの回転方向を感光体の移動
方向と同じにし、該ブラシがブレードで掻き取られたト
ナー等を現像剤回収オーガに導くための搬送部材を兼用
するようにし、更に、ブラシの下流部にフリッカバーを
配設し、ブラシ表面に付着したトナー等を簡便でかつ効
果的に除去できるようにしたものである。

【０００３】より具体的に述べると、図９に示すよう
に、感光体２１の表面に存在する転写残りトナーＴは、
感光体２１の移動（矢印Ａ）に従って、ブラシ１１によ
り、感光体２１から除去される。ブラシ１１で除去でき
なかったトナーは、さらにブラシ１１の下流側に配設し
たブレード１２で完全に除去される。ブレード１２で除
去されたトナーは、ある程度溜まってくると自重で落下
し、ブレード１２の上流、即ちブレード１２の下部に配
設したブラシ１１上に乗る。つまり、ブラシ１１の表面
には、ブラシ自身が感光体２１から除去したトナーとブ
レード１２で除去されたトナーとがあり、ブラシ１１の
回転（矢印Ｂ）に従って移動し、フリッカ１３に接触す
ることにより該ブラシ１１からトナーを除去し、回収オ
ーガ１６に向かって矢印Ｄ方向にフリッキングされる構
成になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、二成分
現像方式を用いた画像形成装置にあっては、クリーニン
グ装置内にトナーばかりでなくキャリアも入ってくる現
象が見られるが、特に、反転現像方式（画像部としての
露光部にトナーを付着させる方式）を採用したタイプに
あっては、ブラシ１１で感光体２１表面のキャリアＣを
除去したとしても、ブラシ１１の先端に機械的に接触し
ているフリッカ１３によってブラシ１１に静電的に付着
したキャリアＣを完全には除去することが困難であり、
ブラシ１１に付着したキャリアＣが感光体２１表面に再
付着してしまい、キャリアＣの一部がブレード１２先端
部に達し、ブレード１２でのクリーニングの際に感光体
２１表面を傷付け（図中Ｘで示す）、重大な画質の劣化
の原因になってしまうという技術的課題が見られた。

【０００５】このような技術的課題を解決する手段とし
て、ブラシ１１とブレード１２との間にキャリア捕集手
段を設けたものも提案されている（特開昭６１−２１２
８８０号公報）が、この感光体２１表面に再付着したキ
ャリアＣの中には、極小量ではあるが、非常に高い電荷
を持ったものが存在し、それらは感光体２１表面と非常
に強く付着しているため、キャリア捕集手段にて再付着
したキャリアＣを完全には除去することができず、ブレ
ード１２先端部へのキャリアＣの到達に伴う感光体２１
表面の傷付け現象の防止手段としては不十分なものであ
った。

【０００６】このような技術的課題について発明者らが
鋭意検討した結果、以下のような推論を得た。例えばレ
ーザビーム光で潜像形成された時、該感光体２１表面の
電位が概略図１０（ａ）のようになったと仮定する。す
なわち、現像器でトナーが付着すべき画像領域は、レー
ザビーム光の照射を受けて約−２００Ｖに低下し、トナ
ーが付着しない非画像領域では、光照射がないため約−
６００Ｖを保持している。現像器では、トナーとキャリ
アが互いに摩擦帯電し、トナーが負電荷を、キャリアが
正電荷を帯びており、さらにマイナスのバイアス（約−
５００Ｖ）が印加されている。この現像バイアスにより
感光体表面と現像器との間に現像電界が形成される。そ
して、画像領域では、感光体が見かけ上正電界となるた
め負極性の電荷を持ったトナーが現像器から感光体表面
に静電気力で移動し現像され、非画像領域では、負電界
となるためトナーの移動はない。

【０００７】しかし、環境の変動や、感光体の経時的な
電気特性の変化、および帯電器、現像バイアス電源の変
動等により画像領域及び非画像領域の感光体表面電位や
現像バイアス値が変動することがよくある。図１０
（ｂ）は、この状態を模式的に示したもので、非画像領
域の感光体表面電位が通常に比べて高くなり、その結果
マイナス電界が強くなり、正電荷を帯びたキャリアが静
電気力により感光体表面に付着してしまう。こうして非
画像領域に付着したキャリアは、感光体表面電位の非常
に高い部分に付着しているため、その付着力も非常に高
いということがわかる。

【０００８】さらに、転写器では、トナーと逆の極性、
つまり、この例では正電荷を付与するため、転写領域で
は、感光体表面と記録紙裏側との間に電位差が生じる。
この電位差によりトナーが感光体表面から記録紙に静電
気的に移動して転写が行われるのである。しかし、非画
像領域は、前述のように非常に高い表面電位のまま転写
領域にはいるため、転写領域の入り口、中、あるいは、
出口で感光体表面と記録紙間で異常放電（ボイド放電及
び剥離放電）が発生する。この異常放電の発生メカニズ
ムは定かでないが、この結果、感光体表面は、強い正電
荷を帯び、また、記録紙側は、負電荷を帯びることがわ
かっている。そのため、前述の非画像領域に付着したキ
ャリアは、元々正電荷を帯びていたのにさらにこの異常
放電により強い電荷を帯びることになり、感光体との付
着力がますます強くなってしまうものである。

【０００９】この非画像領域に強固に付着したキャリア
Ｃは、図９に示すように、クリーニング装置１０のブラ
シ１１のパラメータ（例えば、ブラシの回転スピード、
感光体への押しつけ圧力等）を適当に設定することで一
度は、除去することができるが、依然として強い電荷を
保持しているため、今度は、ブラシ１１の表面に付着し
てしまう。このブラシ１１表面に静電気的に付着したキ
ャリアＣは、ブラシ１１がフリッカ１３と接触すること
で一部は機械的に除去されるが、大部分はその付着力が
弱くなる程度で、そのまま再び感光体２１表面に達して
しまう。このとき、感光体２１表面の電位が依然として
高いところがあると、この領域に該キャリアＣが再度付
着する。この付着はやはり静電気的なものであるため、
付着力は高く、前述した特開昭６１−２１２８８０号公
報に記載のキャリア捕集手段でもまず除去することは困
難である。

【００１０】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、ブラシで除去したトナー像担持体表面上の
キャリアをブラシから完全に除去し、トナー像担持体表
面への再付着の発生を防止して、キャリアのブレードへ
の到達によるトナー像担持体表面の傷付きをなくするこ
とにより、長期にわたって良好な画質を維持するクリー
ニング装置を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
図１に示すように、二成分現像方式を採用した画像形成
装置に用いられ、感光体等のトナー像担持体１に先端が
弾接するブレード２と、このブレード２の上流側でトナ
ー像担持体１表面に接触回転するブラシ３と、このブラ
シ３に付着した現像剤Ｇを除去するフリッカ４とを有す
るクリーニング装置を前提とし、上記ブラシ３のフリッ
カ４の下流側に磁気吸引手段５を設けたことを特徴とす
るものである。

【００１２】このような技術的手段において、上記磁気
吸引手段５としては、フリッカ４の下流側に設置されて
ブラシ３に付着した現像剤Ｇのキャリアを吸引できる程
度の磁力を有するものであれば、ブラシ３表面に対して
非接触状態に配設された永久磁石等適宜設計変更して差
し支えないが、キャリア除去効率を向上させるという観
点からすれば、例えば、ブラシ３表面に接触する回転可
能な非磁性スリーブと、このスリーブ内に固定的に配設
されて前記スリーブのブラシ３との接触部位で吸引磁界
を生成する磁石体と、上記非磁性スリーブの任意箇所に
接触配置されるスクレーパとで構成されるように、ブラ
シ３から除去したキャリアを他の箇所に確実に廃棄する
ように設計することが好ましい。

【００１３】

【作用】上述したような技術的手段によれば、ブラシ３
がトナー像担持体１表面に微量存在するキャリアをクリ
ーニングすると、キャリアがトナーと共にブラシ３表面
に静電付着するが、当該キャリアのブラシ３表面への付
着力はフリッカ４との接触による機械的衝撃で若干弱ま
る。このため、フリッカ４の下流側に設置された磁気吸
引手段５は、ブラシ３表面への付着力が弱まったキャリ
アを磁力で吸引し、トナー像担持体１へのキャリアの再
付着を阻止する。また、この際、フリッカ４で掻き落と
されなかったブラシ３表面のトナーがキャリアにより絡
め取られ、ブラシ３をよりきれいな状態にすることもで
きる。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に示す実施例に基づいてこの
発明を詳細に説明する。 ◎実施例１ 図２はこの発明が適用されるクリーニング装置の実施例
１が含まれる電子写真複写機のプロセス構成図を示す。
同図において、電子写真複写機は、感光体２１、帯電器
２２、露光器２３、トナー２５及びキャリア２５からな
る二成分現像剤を用いた現像器２４、転写器２７、定着
器２９、クリーニング装置１０から構成されている。

【００１５】この実施例において、まず、帯電器２２に
より感光体２１表面を均一に帯電する。露光器２３によ
り光を当て、光の当たった部分の帯電電荷を除去し、静
電潜像を形成する。例えば、感光体２１として有機感光
体を用い、露光器２３としてレーザビーム光を用いたデ
ジタル式電子写真複写機の場合、感光体２１表面は、帯
電器２２により負電荷を付与され、レーザビーム光によ
りドット状にデジタル潜像が形成され、レーザビーム光
の当たった部分に現像器２４でトナーを付与され可視像
化される。この場合、現像器２４にはマイナスのバイア
スが印加されている。つぎに、記録紙２８をこのトナー
像に重ね、記録紙２８の裏側から転写器２７でトナーと
は逆極性の電荷を記録紙２８に与え、静電気力によりト
ナー像を記録紙２８に転写する。転写されたトナー像
は、熱あるいは圧力を加え、記録紙２８に融着させて永
久像とする。一方、転写されずに感光体２１に残ったト
ナーＴはクリーニング装置１０で除去される。この帯電
からクリーニングにいたる一連のプロセスで一回のサイ
クルが終了する。

【００１６】図３は実施例１で用いられるクリーニング
装置の概略拡大図である。同図において、ブラシ１１が
感光体２１の表面に接触し、感光体２１の移動方向（矢
印Ａ）と同じ方向（矢印Ｂ）に回転することにより、感
光体表面の転写残りトナー５１を除去し、その後該ブラ
シ１１にフリッカ１３が接触することにより該ブラシ１
１からトナーを除去する構成となっている。

【００１７】更に、この実施例においては、フリッカ１
３の下流側でフリッカ１３と感光体２１との間には磁力
吸引装置１５が設置されており、この磁力吸引装置１５
は、特に図４に示すように、ブラシ１１表面に接触して
ブラシ１１の回転方向と逆方向に回転する非磁性円筒性
スリーブ１６と、この円筒性スリーブ１６内に固定的に
配設される磁石ロール１７と、上記円筒性スリーブ１６
の所定箇所に接触配置されるスクレーパ１８とで構成さ
れている。

【００１８】より具体的には、上記円筒性スリーブ１６
としては、外径１０ｍｍのステンレスチューブが用いら
れ、ブラシ１１に対するスリーブ１６の食い込み量は約
１ｍｍである。また、上記磁石ロール１７は、ブラシ１
１と円筒性スリーブ１６との接触部に主磁極（Ｓ極：こ
の実施例では表面磁束密度約６００ガウス）１７１を配
置し、主磁極１７１から離れた箇所に主磁極１７１と逆
極性の磁極（Ｎ極）１７２，１７３を一定の間隔を置い
て配置することにより反発磁界を形成するようにしたも
のである。更に、上記スクレーパ１８は上記磁石ロール
１７の反発磁界の発生領域に配置されている。

【００１９】この場合、スリーブ１６はブラシ１１表面
と接触し、この接触部に対応した箇所に主磁極１７１が
配置されているため、フリッカ１３で除去できなかった
キャリアＣはより効果的にブラシ１１表面から除去され
る。さらに、スリーブ１６はブラシ１１の回転方向と逆
方向（図中Ｅ方向）に回転し、スクレーパ１８がスリー
ブ１６表面に磁気的に付着したキャリアＣを掻き取るた
め、スリーブ１６表面は常にきれいな状態でブラシに接
触することになり、スリーブ１６側に吸着されたキャリ
アＣがブラシ１１側へ再付着する虞れは全くない。

【００２０】図５は、この実施例１に係るクリーニング
装置と図９に示す従来タイプのクリーニング装置（比較
例）とを用いた場合におけるブラシ通過前後の感光体表
面に存在するキャリア粒子の個数を比較したものであ
る。このテストの条件は、以下に示す通りである。 ・感光体 ： 有機感光体 ・現像剤 ： トナー 平均粒径７ミクロン キャリア 平均粒径４０ミクロン ・プロセススピード ： １６０ｍｍ／ｓｅｃ ・ブラシ ： 材質 ベルトロンＢ１２Ｎ（商品名、鐘
紡（株）社製） デニール／密度 １０ｄ（１６０／１６）、 ４８，０００本／ｉｎｃｈ² 繊維長 ６．５ｍｍ ブラシ径 ２０ｍｍ 感光体との干渉量 １ｍｍ フリッカとの干渉量 １ｍｍ 回転スピード 約１００〜４５０ｍｍ／ｓｅｃ 回転方向 感光体との接触部で感光体と同方向 シャフトアース接地 ・磁気発生手段 ： 外径１０ｍｍ 表面磁束密度 ６００ガウス 回転スピード 約１００〜４５０ｍｍ／ｓｅｃ 回転方向 ブラシとの接触部でブラシと逆方向 ・感光体表面電位 ： 画像領域−２００Ｖ、非画像領
域−６００Ｖ ・現像バイアス ： −５００Ｖ

【００２１】このテストによれば、比較例では、図５に
点線で示すように、ブラシ回転数の増加によりブラシ前
後のキャリア量の変化量が増加、即ちブラシから感光体
へのキャリアの再付着により、ブラシ後のキャリアが増
加しているが、実施例１のものにあっては、図５に実線
で示すように、キャリアの付着量が減少していることが
確認される。尚、図５中、ブラシ周速比はブラシ先端ス
ピード（ｍｍ／ｓｅｃ）／プロセススピード（ｍｍ／ｓ
ｅｃ）を意味し、また、ブラシ前後のキャリア量比率
（％）は｛（ブラシ通過後の感光体上のキャリアの個
数）／（ブラシ通過前の感光体上のキャリアの個数）｝
×１００を意味する。

【００２２】図６、図７は、それぞれ実施例１と比較例
における感光体表面の傷付き度合いとその結果として発
生する画質劣化のグレードを示している。このときの条
件は、ブラシ、スリーブ回転スピード３２０ｍｍ／ｓｅ
ｃ、ブレード北辰工業社製（硬度７０度、厚さ２ｍｍ）
のものを使用し、他は図５のテスト条件と同様である。
また、画質劣化のグレードについては、画質のざらつき
表す粒状性という指標が用いられ、例えばミクロ濃度計
をスキャンさせながら測定した濃度変動データをＷｉｅ
ｎｅｒスペクトルという式で計算することにより算出さ
れる。ここで、画質劣化グレードと粒状性データとの関
係を示すと、概ね以下のようである。 画質劣化グレード 粒状性データ 実際の画質 １ １．０以下 ルーペで白筋がやっと確認できる。 ２ １．０〜１．２ 目視で白筋がやっと確認できる。 ３ 〜１．５ 目視で白筋が確認できる。 ４ 〜２．０ 明らかに白筋が確認でき、目障り。 ５ ２．０以上 もはやコピーの画質ではない。

【００２３】図６によれば、感光体表面の傷付き度合い
は実施例１（図中実線で示す）の方が比較例（図中点線
で示す）に比べて少ないことが確認され、図７によれ
ば、比較例（図中点線で示す）にあっては、コピー枚数
が増加するにつれて画質が明らかに劣化していくが、実
施例１（図中実線で示す）にあっては、コピー枚数が増
加したとしても、画質が十分に確保されることが確認さ
れる。

【００２４】◎実施例２ 図８はこの発明が適用されるクリーニング装置の実施例
２を示す。同図において、ブラシ１１の回転方向に対し
フリッカ１３の下流側に設置される磁気吸引装置１５
は、フリッカ１３の先端近傍、例えばフリッカ１３の固
定支持部材１４の下部に永久磁石１９をブラシ１１と非
接触状態で配置したものである。

【００２５】この実施例によれば、ブラシ１１先端はフ
リッカ１３との接触により矢印Ｄ方向へ弾かれ、その際
に大部分のトナーＴとキャリアＣを掻き落とすのである
が、ブラシ１１表面に強固に付着しているキャリアＣは
ブラシ１１から離れることはなくてもその付着力が非常
に弱くなっているため、フリッカ１３近傍に配置された
永久磁石１９の磁力により容易に捕集される。このた
め、ブラシ１１表面からキャリアＣが除去され感光体２
１表面へのキャリアＣの再付着は有効に防止される。

【００２６】但し、実施例１と異なり、永久磁石１９に
付着したキャリアＣは自然には除去されないため、永久
磁石１９部分にキャリアＣが次第に堆積することになる
ため、キャリアＣのブラシ１１への再付着を防止すると
いう観点からすれば、定期的に永久磁石１９部分を清掃
するか、あるいは、キャリアＣの堆積量がブラシ１１へ
の再付着に影響しない範囲でクリーニング装置の寿命を
規定することが必要である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１〜３
いずれかに記載した発明によれば、トナー像担持体表面
に微量存在するキャリアをブラシでクリーニングした
際、フリッカとの接触による機械的衝撃でブラシ表面へ
の付着力が若干弱くなったキャリアを磁力を用いること
により効率的に除去するようにしたので、トナー像担持
体へのキャリアの再付着を確実に防止することができ、
その分、ブレード部分にキャリアが到達してトナー像担
持体を傷付け、画質劣化を起こすという事態を有効に回
避することができるばかりか、フリッカで掻き落とされ
なかったブラシ表面のトナーをキャリアにより絡め取る
ことができるので、ブラシ自体を常時きれいな状態に保
つことができ、その分、ブラシのクリーニング性能を良
好に保つことができる。

【００２８】特に、請求項２によれば、簡単且つ安価な
磁気吸引手段を提供することができ、また、請求項３に
よれば、ブラシ表面のキャリアの除去効率を確実なもの
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係るクリーニング装置の構成を示
す説明図である。

【図２】 この発明が適用されるクリーニング装置の実
施例１が含まれる電子写真複写機のプロセス構成図であ
る。

【図３】 実施例１に係るクリーニング装置の基本的構
成を示す説明図である。

【図４】 その詳細図である。

【図５】 実施例１と比較例のクリーニング装置を使用
した場合のブラシ通過前後の感光体表面のキャリア粒子
の個数変化を示すグラフである。

【図６】 実施例１と比較例のクリーニング装置を使用
した場合のコピー枚数と感光体表面粗さ（ＲＺ）との関
係を示すグラフである。

【図７】 実施例１と比較例のクリーニング装置を使用
した場合のコピー枚数と画質劣化のグレードとの関係を
示すグラフである。

【図８】 この発明が適用されるクリーニング装置の実
施例２を示す説明図である。

【図９】 従来におけるクリーニング装置の一例を示す
説明図である。

【図１０】 従来におけるクリーニング装置でキャリア
がブレード部分に到達する現象を説明するための感光体
表面電位状態の模式図である。

【符号の説明】

１…トナー像担持体，２…ブレード，３…ブラシ，４…
フリッカ，５…磁気吸引手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二成分現像方式を採用した画像形成装置
   に用いられ、トナー像担持体（１）に先端が弾接するブ
   レード（２）と、このブレード（２）の上流側でトナー
   像担持体（１）表面に接触回転するブラシ（３）と、こ
   のブラシ（３）に付着した現像剤（Ｇ）を除去するフリ
   ッカ（４）とを有するクリーニング装置において、上記
   ブラシ（３）のフリッカ（４）の下流側に磁気吸引手段
   （５）を設けたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のものにおいて、上記磁気
   吸引手段（５）はブラシ表面に対して非接触状態に配設
   された永久磁石からなることを特徴とするクリーニング
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のものにおいて、上記磁気
   吸引手段（５）は、ブラシ表面に接触する回転可能な非
   磁性スリーブと、このスリーブ内に固定的に配設されて
   前記スリーブのブラシとの接触部位で吸引磁界を生成す
   る磁石体と、上記非磁性スリーブの任意箇所に接触配置
   されるスクレーパとで構成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のクリーニング装置。