JPH06332349A

JPH06332349A - 画像形成装置のクリーニング装置及びそのブラシローラの抵抗値調整方法

Info

Publication number: JPH06332349A
Application number: JP14141393A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sanpei; 敦史三瓶
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-05-20
Filing date: 1993-05-20
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体の表面に残留するトナーを摺擦作用と
静電的吸引力によって除去するブラシローラを備えたク
リーニング装置において、ブラシローラの導電性ブラシ
の抵抗値を低コストで確実に安定化させる。【構成】電源１９によって、回転するブラシローラ１
４の導電性ブラシ１７に一定時間、所定の定電流を供給
し、このブラシ１７の抵抗値を安定化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置のクリー
ニング装置及びそのブラシローラの抵抗値調整方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電写複写機、プリンタ又はファクシミリ
などの画像形成装置のうち、潜像担持体上にトナー像を
形成し、そのトナー像を転写材に転写する形式のもので
は、トナー像転写後に潜像担持体上に残留するトナーを
クリーニング装置によって清掃している。

【０００３】このようなクリーニング装置として、トナ
ー像転写後の潜像担持体表面を摺擦して潜像担持体上に
残留するトナーを除去するブラシローラを備えたものが
公知である。このブラシローラは、回転駆動される導電
性のブラシ軸と、その周面に設けられたブラシとを有し
ている。かかるブラシローラは、潜像担持体のクリーニ
ング時に回転駆動され、同時に、そのブラシローラに所
定のバイアス電圧が印加され、潜像担持体を摺擦するブ
ラシによる摺擦作用と、電圧印加に基づく静電的吸引力
によって潜像担持体上の残留トナーを除去する。ブラシ
ローラに付着したトナーは、そのブラシに接触するトナ
ー回収部材に静電的に吸引されて回収される。

【０００４】この形式のクリーニング装置は、その作動
時に発する音が少なく、しかも小型化でき、配設個所の
自由度も高いため、近年一部の複写機やプリンタなどに
採用され始めている。

【０００５】ところで、上述のブラシローラのブラシと
しては、一般にその各ブラシ繊維の比抵抗が１０²乃至
１０⁶Ωcm程度の導電性のブラシが用いられている。こ
れは、例えば１０⁸Ωcm以上の高い比抵抗のブラシを用
いると、ブラシに高電圧を印加しなければならないた
め、高圧電源を必要とし、これによってクリーニング装
置のコストが高くなるためである。

【０００６】このような理由で、従来から、導電性ブラ
シを有するブラシローラが用いられているのであるが、
かかるブラシを用いると、もう１つの重要な問題が発生
する。すなわち、ブラシローラにバイアス電圧を印加し
たときに、ブラシローラと潜像担持体との電位差が大き
くなりすぎると、ブラシのブラシ繊維先端から潜像担持
体へと放電を起こし、これによって潜像担持体上の残留
トナーが所定の極性と逆の極性に帯電するおそれがあ
る。このように残留トナーが逆極性に帯電すれば、これ
をブラシローラによって静電的に吸引することができ
ず、潜像担持体のクリーニング不良が発生し、次に形成
される画像の画質が劣化する。

【０００７】そこで、画像形成装置の使用前、例えば画
像形成装置の製造工場において、ブラシローラを回転さ
せながら、そのブラシ繊維の先端に電極を接触させ、そ
の電極とブラシ軸との間に高電圧を一定時間印加し、ブ
ラシの電気抵抗値を高め、その抵抗値を安定化させる技
術が提案されている（例えば特公平１−５５４５６号公
報参照）。

【０００８】ところが、クリーニング装置を画像形成装
置に組込んだ状態で上述の方法を実施すると、ブラシロ
ーラのブラシは、潜像担持体、例えば感光体に当接した
ままであるため、高電圧を印加したとき、抵抗値の低い
ブラシ繊維の先端から潜像担持体のピンホールへ電流が
リークし、該担持体を損傷させてしまうおそれがある。

【０００９】また画像形成装置を実際に使用する前の慣
らし運転時に、ブラシの抵抗値を上述の如く調整するよ
うに構成した場合、専らこの調整のためにだけ、高価な
高電圧電源を画像形成装置に搭載しなければならず、画
像形成装置のコストが上昇する不具合も免れない。

【００１０】さらに、抵抗値調整前のブラシの各ブラシ
繊維の比抵抗にばらつきがあると、調整後のブラシの各
ブラシ繊維の抵抗値もばらついてしまう欠点もあった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の欠点を除去した画像形成装置のクリーニング装置
及びそのブラシローラの抵抗値調整方法を提供すること
にある。

【００１２】

【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、トナー像転写後の潜像担持体表面を摺擦
し、その摺擦作用と静電的吸引力によって、潜像担持体
上に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラ
シローラに接触し、そのブラシローラに付着したトナー
を静電的に吸引して回収するトナー回収部材とを具備
し、前記ブラシローラは、回転駆動される導電性のブラ
シ軸と、該ブラシ軸の周面に設けられた導電性ブラシと
を有している画像形成装置のクリーニング装置におい
て、画像形成装置を実際に使用する前に、回転するブラ
シローラのブラシ軸とトナー回収部材との間に所定の定
電流を一定時間流す電流供給手段を設けたクリーニング
装置を提案する。

【００１３】同じく本発明は、上記目的を達成するた
め、トナー像転写後の潜像担持体表面を摺擦し、その摺
擦作用と静電的吸引力によって、潜像担持体上に残留す
るトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラに
接触し、そのブラシローラに付着したトナーを静電的に
吸引して回収するトナー回収部材とを具備し、前記ブラ
シローラは、回転駆動される導電性のブラシ軸と、該ブ
ラシ軸の周面に設けられた導電性ブラシとを有している
画像形成装置のクリーニング装置において、画像形成装
置を実際に使用する前に、回転するブラシローラのブラ
シ軸とトナー回収部材との間に所定の定電流を流す電流
供給手段と、ブラシ軸とトナー回収部材との電位差が所
定のしきい値を越えたことを検出する電位差検出手段
と、該検出手段の出力によって前記定電流の供給を停止
させる切換手段とを設けたクリーニング装置を提案す
る。

【００１４】さらに本発明は、上記目的を達成するた
め、トナー像転写後の潜像担持体を摺擦し、その摺擦作
用と静電的吸引力によって、潜像担持体上に残留するト
ナーを除去するためのブラシローラの抵抗値調整方法に
おいて、ブラシローラを回転させながら、そのブラシロ
ーラの導電性ブラシに、一定時間定電流を流すことを特
徴とするブラシローラの抵抗値調整方法を提案する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明し、併せて従来の問題点を図面に即してより具体的
に明らかにする。

【００１６】図１は本発明一実施例のクリーニング装置
を備えた画像形成装置の一例であるレーザプリンタを示
す概略図であり、先ずその全体の構成と作用を明らかに
する。

【００１７】図１に符号１で示すものは、潜像担持体の
一構成例であるドラム状の感光体であり、かかる感光体
１は図１に矢印Ａで示した時計方向に回転駆動される。
このとき帯電チャージャ２によって感光体表面が所定の
極性、この例ではマイナスに帯電され、その帯電面が光
書込ユニット３から出射する変調されたレーザ光によっ
て像露光され、これによって感光体１上に所定の静電潜
像が形成される。

【００１８】この潜像は現像ユニット４のトナーによっ
てトナー像として可視像化される。本例では、現像ユニ
ット４のトナーが感光体１の帯電極性と同極性のマイナ
スに帯電されており、所謂反転現像によって静電潜像が
可視像化される。

【００１９】このようにして形成されたトナー像は、給
紙部５から給送された転写材の一例である転写紙６上
に、転写チャージャ７の作用によって転写される。トナ
ー像を転写された転写紙６は、分離チャージャ８の作用
で感光体１から分離された後、定着装置９を通り、この
ときトナー像が定着される。定着装置９を通過した転写
紙６は排紙トレイ１０上に排出される。

【００２０】一方、トナー像転写後の感光体表面に残留
するトナーは、クリーニング装置１１によって除去さ
れ、次いでその感光体表面が除電ランプ１２によって除
電作用を受け初期化される。

【００２１】次にクリーニング装置１１の構成と作用の
詳細を明らかにする。

【００２２】このクリーニング装置１１は、図２に示す
ように感光体１の表面に対向する側に開口を備えたケー
シング１３と、その内側に配置されたブラシローラ１４
及びトナー回収ローラ１５とを有している。ブラシロー
ラ１４は、例えばステレンス鋼やアルミニウムなどの金
属から成る導電性のブラシ軸１６と、このブラシ軸１６
の周面に設けられたブラシ１７とを有し、ブラシ軸１６
はケーシング１３に回転自在に支持されている。ブラシ
１７は、例えば図示していない基布に植毛され、この基
布がブラシ軸１６の周面に固定されている。

【００２３】ブラシ１７は、後に詳しく説明するように
導電性のブラシより成り、その個々のブラシ繊維は、例
えば、カーボンを含有した化学繊維（アクリル、ナイロ
ン、ポリエステルなど）から構成され、その比抵抗は通
常１０²乃至１０⁶Ωcmに設定される。このようなブラシ
１７の一部が、ケーシング１３の開口から突出し、感光
体１の表面に或るくい込み量をもって当接している。

【００２４】トナー回収ローラ１５は、例えば表面を研
磨されたステンレス鋼などの金属より成り、図２に示す
ように、ブラシローラ１４のブラシ１７に接触し、同図
における時計方向に回転駆動される。

【００２５】またクリーニング装置１１は、ケーシング
１３の外に設けられたコロナ放電器より成るプレクリー
ニングチャージャ２２を有している。

【００２６】前述のようにトナー像を転写紙６（図１）
に転写した後の感光体表面は、その回転によってプレク
リーニングチャージャ２２の部位を通るが、このときそ
の感光体表面と、ここに付着した残留トナーＴは、プレ
クリーニングチャージャ２２の放電によって、その本来
の極性、本例ではマイナス極性に帯電される。プレクリ
ーニングチャージャ２２は、交流にマイナス側の直流を
重畳した放電を行っており、感光体１の表面電位むらを
除去すると共に、残留トナーの帯電量をマイナス極性の
或る一定値幅に揃える。その値は、トナーの形状、その
体積抵抗値及びその誘電率に応じて適正値に定められ
る。

【００２７】上述のように帯電された感光体１の表面部
分は、次いでブラシローラ１４の部位を通過する。この
ときブラシ軸１６がモータ１８によって回転駆動され、
ブラシローラ１４が図２に矢印Ｂで示した時計方向に回
転し、そのブラシ１７が感光体表面を摺擦する。

【００２８】しかも、ブラシ軸１６が電気的にフロート
状態にあるブラシローラ１４に、トナー回収ローラ１５
を介して接続された電源１９によって、両ローラ１４，
１５にバイアス電圧が印加される。このとき、トナー回
収ローラ１５と、ブラシローラ１４と、感光体表面の電
位の関係は、トナー回収ローラ＞ブラシローラ＞感光体
表面となる。このように電位勾配をつけ、ブラシローラ
１４と感光体１との間に、感光体１上の残留トナーＴが
ブラシローラ１４の側に静電的に引き付けられる向きの
電界を形成するのである。

【００２９】上述のようにして、ブラシローラ１４は、
トナー像転写後の感光体１の表面を摺擦し、その摺擦作
用と静電的吸引力によって、感光体１上に残留するトナ
ーＴを除去する。

【００３０】図３の（ａ）はこのときの様子を示す説明
図であり、符号１７ａはブラシローラ１４のブラシ１７
の１本のブラシ繊維を示している。ここで、プレクリー
ニングチャージャ２２（図２）によって帯電された感光
体１の表面電位が−７００Ｖであるとし、また電源１９
によってバイアス電圧を印加されたブラシローラ１４の
ブラシ繊維１７ａの先端部分の電位が−４５０Ｖである
とすると、感光体１上の残留トナーＴは、プレクリーニ
ングチャージャ２２によってマイナスに帯電されている
ので、相対的にプラス側となるブラシ繊維１７ａの方に
静電的に引かれ、ブラシ１７に捕獲される。

【００３１】なお、この例ではブラシ１７は電源１９に
よってマイナスの電圧が印加され、その電位が−４５０
Ｖになるが、この電位は上述のように感光体１の表面電
位−７００Ｖに対して相対的にプラス側となるので、図
３の（ａ）においては、ブラシ繊維１７ａに＋の符号を
付してある（図３の（ｂ），（ｃ）においても同じ）。
勿論、ブラシ１７にトナーＴの帯電極性と逆極性の電圧
を印加してもよい。

【００３２】上述のようにブラシローラ１４に移行した
トナーＴは、図２に示すようにブラシ１７に対して例え
ば１mm程のくい込み量で接触したフリッカ部材２３によ
って叩き落される。それでもブラシローラ１４から除去
されずに該ローラ１４に付着しているトナーは、ブラシ
ローラ１４のブラシ１７に接触しながら回転するトナー
回収ローラ１５に回収される。すなわち、前述のように
トナー回収ローラ１５に印加された電圧によって、トナ
ー回収ローラ１５とブラシローラ１４との間に形成され
た電界の作用で、ブラシローラ１４に付着したトナーが
トナー回収ローラ１５に静電的に吸引されて移行するの
である。

【００３３】トナー回収ローラ１５に移行したトナー
は、このローラ１５の表面に圧接したスクレーパの一例
である弾性ブレード２０によって該ローラ１５から掻き
落され、フリッカ部材２３によって落されたトナーと共
に、ケーシング１３の底部に設けられて回転するトナー
搬送部材２１によってケーシング外に搬送される。クリ
ーニング装置１１は、感光体１上の残留トナーのほか
に、感光体に付着した紙粉なども除去する働きをなす。

【００３４】上述のトナー回収ローラ１５は、ブラシロ
ーラに接触し、そのブラシローラに付着したトナーを静
電的に吸引して回収するトナー回収部材の一例を構成す
るものである。

【００３５】なお、感光体１とブラシローラ１４の各外
周部の線速の比は、例えば１：０．６乃至１．２程度に
設定され、同じくブラシローラ１４とトナー回収ローラ
１５の各外周部の線速の比も、例えば１：０．６乃至
１．２程度に設定される。

【００３６】図２に示した実施例のように、共通の電源
１９によってトナー回収ローラ１５とブラシローラ１４
にバイアス電圧を印加する代りに、別々の電源によっ
て、これらのローラ１４，１５に、前述の動作が得られ
る所定バイアス電圧をそれぞれ印加してもよい。また弾
性ブレード２０の長寿命化を図る目的で、トナー回収ロ
ーラの表面にフッ素系樹脂、例えばテフロン、ルミフロ
ンなどにカーボンを含有した樹脂を被覆することもでき
る。

【００３７】クリーニング装置１１は以上のように構成
されているが、そのブラシローラ１４のブラシ１７とし
ては、前述のように比抵抗が１０²乃至１０⁶Ωcmの導電
性のブラシが用いられる。

【００３８】ところが、先にも説明したように、導電性
のブラシ１７を何ら調整することなく、そのまま用いた
とすると、ブラシローラの使用を始めた初期状態におい
て、ブラシローラ１４へのバイアス電圧の印加時に、そ
のブラシ繊維１７ａの先端から感光体へ電流が流れやす
くなり、しかも放電を起こしやすくなる。

【００３９】図３の（ｂ）はこのときの様子を示す説明
図であり、バイアス電圧を印加されたブラシローラ１４
のブラシ繊維１７ａの先端から、符号Ｘで示したように
感光体１へ向けて放電が起こり、またこのブラシ繊維１
７ａの先端が感光体１に接したとき、感光体１に向けて
多量の電流が流れる。

【００４０】このような放電又は電流の流れは、ブラシ
繊維１７ａの先端面１７ｂから生じるものと考えられ
る。すなわち、ブラシ繊維１７ａは、前述の如く絶縁性
の樹脂中に、例えば導電性のカーボンより成る導電性粒
子を分散させて当該繊維１７ａの導電性を高めたもので
あるが、かかるカーボンは、図４の（ａ），（ｂ）に符
号Ｃを付して示すように、ブラシ繊維中に鎖状に配列さ
れ、そのカーボン粒子がブラシ繊維１７ａの先端面１７
ｂに露出しているので、この露出したカーボンＣから放
電が発生し、或いは電流が感光体１へ流れると考えられ
る。カーボン以外の導電性粒子を用いたときも同様であ
る。

【００４１】いずれにしても上述の如き放電や過大な電
流の流れが発生すると、プレクリーニングチャージャ２
２によってマイナスに帯電された残留トナーＴの帯電極
性が、図３の（ｂ）に示すように、これと逆のプラス極
性に反転してしまう。このようになると、トナーをマイ
ナス側のブラシ１７に静電的に引き付けることができ
ず、これが感光体１に付着したままとなり、また一旦、
ブラシ１７に移行したトナーが感光体１上に戻され、感
光体のクリーニング不良が発生する。これにより、次に
形成される画像の地汚れが著しくなり、その画質が劣化
する不具合を免れない。

【００４２】また上述の如き感光体１への放電が発生
し、また感光体１に過大な電流が流れると、感光体１が
損傷するおそれもある。

【００４３】そこで、ブラシローラ１４のブラシ１７と
して、例えば比抵抗が１０⁸Ωcm以上の高抵抗のブラシ
繊維より成るものを用いることが考えられる。事実、こ
のような高抵抗ブラシを有するブラシローラ１４を用い
れば、このローラ１４にバイアス電圧を印加しても、図
３の（ｃ）に示すようにそのブラシ繊維１７ａの先端１
７ｂからの放電は発生せず、しかも感光体１へ過大な電
流が流れることを阻止できる。またブラシ１７の抵抗値
が大きいと、ブラシローラと感光体との電位差を大きく
することが可能となり、感光体１上の残留トナーの除去
性も高めることが可能となる。

【００４４】ところが、ブラシ１７の抵抗値が高いと、
先にも説明したように、ブラシ繊維１７ａの先端部の電
位を感光体１の電位に対して最適の条件に合せるため
に、ブラシ１７に非常に高い電圧を印加しなければなら
ず、これにより高圧電源が必要となり、クリーニング装
置のコストが高くなる。このような高圧電源を用いない
場合には、図３の（ｃ）に示したようにブラシ繊維１７
ａの電位が低くなりすぎて、感光体１上の残留トナーＴ
を充分に捕獲できない不具合が発生する。

【００４５】そこで、比抵抗が１０⁶Ωcm以下の導電性
ブラシ１７を用い、これを実際に使用する前に、そのブ
ラシ１７の抵抗値を調整し、残留トナーの帯電極性が反
転したり、放電が発生する不具合を阻止することが最も
好ましい。このようなブラシの抵抗値調整方法として、
先に説明したように、ブラシローラの使用開始前、例え
ば画像形成装置の製造工場や、画像形成装置をユーザの
元に納入した直後の慣らし運転時に、ブラシに高電圧を
印加する方法が知られているが、この方法によると、前
述のように、感光体のピンホールに電流がリークし、或
いは専らこの調整の目的だけの高電圧電源を必要とし、
またブラシ繊維の抵抗値にばらつきを生じるなどの不具
合があった。

【００４６】本発明者は、上述の問題を解決すべく、各
種の実験を繰返し行った結果、導電性のブラシ１７の抵
抗値を調整してその抵抗値を高めるには、必ずしも従来
のような高電圧の印加は必要でなく、ブラシ１７に「定
電流」を流せばよいことを明らかにすることができた。

【００４７】図５は、その一実験に用いた装置の概略図
であり、符号２４で示すものは回転自在に支持された導
体ローラであり、このローラ２４に対して１mmのくい込
み量をもって、図１に示した構成と同じ構成の新品のブ
ラシローラ１４が回転自在に支持されている。新品のブ
ラシローラ１４とは、そのブラシ１７の抵抗値をまだ調
整していない状態のブラシローラのことである。

【００４８】ここで、上記ブラシローラ１４と導体ロー
ラ２４を、それぞれ図５に矢印で示した方向に回転駆動
し、ブラシローラ１４のブラシ軸１６と導体ローラ２４
とに定電流制御される電源２５によって、１０μＡの定
電流を流した。このとき導体ローラ２４については、こ
れを回転させずに停止させたままとしてもよい。

【００４９】新品のブラシローラ１４として、そのブラ
シ１７の比抵抗が１０⁶Ωcmのものと、同じくブラシ１
７の比抵抗が１０²Ωcmのものを用いて上述の実験をそ
れぞれ行い、電圧計２６によってブラシの根元部と先端
部との間の電圧を測定した。図６はその結果を示し、Ｐ
は比抵抗が１０⁶Ωcmのブラシ１７を有するブラシロー
ラ（以下、Ｐブラシローラと言う）の結果を、またＱは
比抵抗が１０²Ωcmのブラシ１７を有するブラシローラ
（以下、Ｑブラシローラと言う）の結果を示しており、
いずれの場合も電流を流し始めた時点での電圧値は低
く、時間が経過するに従って電圧値が上昇している。こ
れは時間の経過と共に、ブラシ１７の抵抗値が順次高ま
っていることを示している。

【００５０】Ｐブラシローラの場合には、電流を流し始
めてから約５分経過したとき、電圧値が約１００Ｖに達
し、それ以降、電圧値の上昇はみられない。同じくＱブ
ラシローラの場合も、約５分経過したところで電圧値が
約２０Ｖに達し、それ以降、その上昇はみられない。す
なわち、いずれのブラシローラにおいても、定電流を流
し始めてから、その抵抗値が順次上昇し、約５分経過す
ると、その抵抗値が一定の値となり、それ以上抵抗値が
上昇せず、これが安定化するのである。このことから、
ブラシ１７の高抵抗化は、これに流れる電流値と時間に
依存していることが判る。

【００５１】なお、一連の実験を通して、ブラシ１７の
比抵抗が大きい程、その抵抗値を上昇させて安定化させ
るのに大きなエネルギーを必要とすることも明らかとな
った。一例として、前述のＰブラシローラに対して、２
μＡの定電流を流したところ、いつまでもそのブラシ１
７の抵抗値は上昇せず、ブラシ１７の抵抗値を調整する
ことはできなかった。これは、１０⁶Ωcmという比較的
高い比抵抗のブラシ１７の場合、ここに２μＡという低
い定電流を流すだけでは、その抵抗値を高め、これを安
定化させるのにエネルギーが不足していることを示して
いる。

【００５２】上述のように、導電性のブラシ１７の先端
部に導体ローラ２４を接触させ、ブラシローラ１４を回
転させながらその導電性ブラシ１７に或る電流密度（総
電流／ブラシと導体ローラ２４との接触面積）を越える
定電流を一定時間流すと、ブラシ１７の抵抗値が上昇し
てこれが安定化するが、その理由は次のように考えられ
る。

【００５３】ブラシ１７のブラシ繊維が導体ローラ２４
に接触してここに定電流が流れると、導体ローラ２４に
接するブラシ繊維の先端面の電気特性が変化し、ここを
電流が流れ難くなるのである。これは、低抵抗のブラシ
繊維の先端の樹脂が、電流によって発生した熱エネルギ
ーによって融け、そのときブラシ繊維内に鎖状に配列さ
れてブラシ繊維先端面から露出していたカーボン粒子
（図４参照）が、溶融した樹脂によって被覆され、ここ
が高抵抗化するか、或いは導体ローラ２４に接するブラ
シ繊維先端面のカーボンの配列が変化し、ここが高抵抗
化するためと考えられる。

【００５４】いずれにしても、ブラシ１７に定電流を流
すことによって、図３の（ａ）に符号２７で示したよう
に、ブラシ繊維１７ａの先端面１７ｂに、高抵抗化した
部分が形成され、これによってブラシ繊維１７ａの全体
の抵抗値が高まり、これが安定化するのである。

【００５５】高抵抗化部分２７以外のブラシ繊維部分の
比抵抗は、定電流を流す前と後とで、全く、或いはほと
んど変化しない。これは、高抵抗化部分２７を除去した
ブラシ繊維１７ａの抵抗値を測定したところ、これが調
整前のブラシ繊維１７ａの抵抗値にほぼ一致することが
確認されていることから明らかである。

【００５６】上述のように、ブラシ繊維１７ａの先端の
部分２７だけが高抵抗化するので、かかるブラシ１７を
有するブラシローラ１４を、図２に示したようにクリー
ニング装置１１に組込んで、これを前述のように使用す
るとき、特別な高圧電源を用いなくとも、ブラシローラ
１４へのバイアス電圧の印加の開始に伴って、ブラシ繊
維１７ａの電位を迅速に一定の高さまで上昇させること
ができる。すなわち、高抵抗化部分２７以外のブラシ繊
維部分の比抵抗は１０⁶Ωcm以下であるので、ブラシ１
７に特に高い電圧を印加しなくとも、高抵抗化部分２７
以外のブラシ繊維部分の電位が迅速に上昇し、これによ
りブラシローラ１４によるクリーニング性が低下するこ
とを阻止できる。このように、最初から比抵抗が大なる
ブラシ１７を用いたときのような高電圧をブラシ１７に
印加しなくとも、画像形成動作時に高いクリーニング性
能が得られるのである。

【００５７】またブラシ繊維１７ａの先端には高抵抗化
部分２７が形成されているので、ブラシローラ１４に比
較的高いバイアス電圧を印加しても、ブラシ１７から感
光体１に向けて過大な電流が流れ、又は放電を起こすこ
とを阻止でき、高いクリーニング性を維持し、かつ感光
体を損傷させる不具合を防止できる。先に説明したよう
に、ブラシ繊維から感光体への電流の流れ、又は放電
は、ブラシ繊維の先端面１７ｂ（図３の（ｂ）参照）に
おいて発生するが、この先端面１７ｂに高抵抗化部分２
７が形成されているので、かかる過度の電流の流れと放
電の発生を支障なく阻止できるのである。

【００５８】このように、比抵抗が１０²Ωcm以上で１
０⁶Ωcm以下の導電性ブラシ１７を用い、そのブラシ繊
維の先端部を高抵抗化することによって、常に高いクリ
ーニング性を保証できる。なお、比抵抗１０²Ωcmより
も低いブラシは、これを構成する絶縁性の樹脂の割合が
低いため、このブラシに定電流を流してその抵抗値を調
整しようとしても、カーボン粒子を覆う溶融樹脂の量が
少なく、これによってブラシ繊維先端に形成される高抵
抗部分２７の比抵抗を充分に高めることができなくなる
おそれがある。このような理由で、ブラシ１７の比抵抗
が１０⁶Ωcm以下で、１０²Ωcm以上であることが望まし
いのである。

【００５９】ここで、ブラシローラ１４の抵抗値調整
は、図５に示した実験装置と同様な装置によって、クリ
ーニング装置１１に組込む前のブラシローラ１４に対し
て行ってもよいし、或いは調整前のブラシローラ１４を
図２に示すようにクリーニング装置１１に組込み、この
クリーニング装置を画像形成装置に組込んだ後、前述の
ようにブラシ１７に定電流を流してその抵抗値を調整し
てもよい。要は使用し始める前のブラシローラの抵抗値
を調整すればよいのであるが、ここで重要なことは、い
ずれの場合も、ブラシ１７に定電流を流してその抵抗値
を調整するとき、ブラシ１７に印加される電圧が低く、
図６の例ではＰブラシローラの場合には約１００Ｖで、
またＱブラシローラの場合には約２０Ｖで、ブラシ１７
の抵抗値を高め、これを安定化できる点である。

【００６０】これにより、従来提案されている高電圧印
加方式のブラシローラ抵抗値調整方法で必要とされる高
電圧電源が不要となり、調整に要するコストを低減でき
る。しかも電圧の切り換えも不要である。

【００６１】またブラシローラ１４を図２のように画像
形成装置に組み込んでそのブラシ１７の抵抗値を調整す
るときは、後にも詳しく説明するように、ブラシ軸１６
とブラシ１７の先端部に接触したトナー回収ローラ１５
とに電源を接続してブラシ１７に定電流を供給するが、
このときの電圧が、上述の例のように、放電電圧をはる
かに下回る２０Ｖ乃至１００Ｖと大変低い値であるた
め、ブラシ１７に接触している感光体１に電流がほとん
ど流れることはない。これによって従来の方法のように
感光体１のピンホールへ電流がリークして感光体を損傷
する不具合を阻止できる。

【００６２】また従来の高電圧印加方式のブラシローラ
抵抗値調整方法では、先にも説明したように、その各ブ
ラシ繊維の比抵抗にばらつきがあると、調整後のブラシ
の各ブラシ繊維の抵抗値もばらついてしまい、ブラシロ
ーラ周方向の抵抗値を一定に保つことが難しかった。そ
の理由は次の通りである。

【００６３】定電圧制御でブラシ繊維に一定時間電流を
流すと、比抵抗の低いブラシ繊維に流れる総電流は大き
くなり、逆に比抵抗の高いブラシ繊維に流れる総電流は
少なくなる。ここで、前述のように、ブラシ繊維の抵抗
値の変化率は、ここに流した総電流の大きさによってほ
ぼ決まるものであるため、各ブラシ繊維に流れる総電流
の値が互いに相違すると、調整後の各ブラシ繊維の抵抗
値も互いに異なってしまうのである。

【００６４】先に例示した本発明に係る方法では、ブラ
シ１７に一定時間、定電流を流すので、各ブラシ繊維に
流れる総電流は一定し、よって調整後の各ブラシ繊維の
抵抗値をほぼ揃えることができ、周方向にほぼ一定の抵
抗値をもったブラシローラ１４を構成することができ
る。これによって、常に高いクリーニング性を維持する
ことができるのである。

【００６５】なお、ブラシ繊維にテフロンをコートし、
該繊維の全体の抵抗値を高めてこれを調整する方法が、
例えば特開昭６０−１７０８７８号公報などに開示され
ているが、この構成によると、経時的にブラシ繊維のコ
ート層が削れてしまうおそれがあり、またコート層が厚
すぎると、このコート層が摩擦帯電して電荷を保持し、
これによってクリーニング性が低下するおそれもある
が、先に例示した本発明に係る方法によってブラシの抵
抗値を調整すれば、このような不具合が発生することは
ない。

【００６６】ところで、図２に示したクリーニング装置
１１においては、これを画像形成装置に組み込んだ後で
あって、そのブラシローラ１４を実際の画像形成のため
に使用する前に、新品のブラシローラ１４の抵抗値を調
整でき、しかもその調整のために、通常の画像形成動作
時に用いる前述の電源１９を利用できるように構成され
ている。以下にその詳細を明らかにする。

【００６７】図２において、ブラシローラ１４を実際に
使用する前、例えば画像形成装置の製造工場や画像形成
装置をユーザの元に納入した直後の慣らし運転時に、制
御ボード２８により制御される前述のモータ１８によっ
てブラシローラ１４が回転駆動され、しかもスイッチ２
９が図２にで示す位置を占め、定電流制御される電源
１９のオンによってブラシ１７に定電流が供給される。
このときの電流値は、ブラシ１７の比抵抗が１０⁵Ωcm
乃至１０⁶Ωcmであるとき、約４乃至１０μＡ／１００m
m長手幅（ブラシローラの軸線方向幅）のうちの一定の
値に設定される。このとき、感光体１とトナー回収ロー
ラ１５は回転していても、また停止していてもよいが、
ブラシローラ１４は必ず回転駆動される。トナー回収ロ
ーラ１５に対するブラシ１７のくい込み量は１mm程度で
ある。

【００６８】このようにしてブラシ軸１６からブラシ１
７を通してトナー回収ローラ１５に電流が流れ、ブラシ
１７は高抵抗化し、その抵抗値が安定したところでスイ
ッチ２９がの位置に切り換えられ、かつ電源１９がオ
フされてブラシ１７への定電流の供給が停止される。

【００６９】図７は上述の動作のタイムチャートであ
り、ブラシ１７への定電流供給のオン，オフは、画像形
成装置本体のクロック信号でタイミングをとることによ
り行われ、ブラシ１７への電流供給開始してから一定時
間経過後に、制御ボード２８による制御により、モータ
１８の回転が止められてブラシローラ１４の回転が停止
され、電源１９がオフされる。同時に制御ボード２８の
制御によりスイッチ２９がの位置からの位置に切り
換えられる。ブラシ１７に定電流を供給する時間ｔ
₀は、ブラシ１７の比抵抗及び設定電流値の大きさによ
って定められる。またこの定電流値は、画像形成装置を
実際に使用して画像形成動作を行うとき、ブラシ１７か
ら感光体１に流れる電流以上の大きさに設定される。

【００７０】ブラシ１７の抵抗値を調整した後は、スイ
ッチ２９がの位置に切り換えられるので、画像形成装
置を実際に使用し始めた後は、電源１９によって前述の
ようにトナー回収ローラ１５とブラシローラ１４に所定
のバイアス電圧を印加することができる。

【００７１】上述した実施例では、電源１９と制御ボー
ド２８が、ブラシローラを実際に使用する前に、回転す
るブラシローラのブラシ軸とトナー回収部材との間に所
定の定電流を一定時間流す電流供給手段を構成してい
る。

【００７２】図８に示すクリーニング装置１１において
も、ブラシローラ１４を実際に使用する前、例えば画像
形成装置の慣し運転時に、モータ１８によってブラシロ
ーラ１４が回転駆動され、しかもアナログスイッチ２９
が図８にで示す位置を占め、定電流制御される電源１
９によって、ブラシ１７に定電流が供給される。このよ
うに本例では電源１９が、ブラシローラ１４のブラシ軸
１６とトナー回収ローラ１５との間に所定の定電流を流
す電流供給手段を構成しているが、この電流供給を開始
すると、その時間の経過に従ってブラシ１７の抵抗値が
上昇し、図９にも示したように、電圧Ｖ₁とＶ₂との電位
差、すなわちブラシ軸１６とトナー回収ローラ１５との
電位差（Ｖ₁−Ｖ₂）が大きくなる。

【００７３】そこで、この電位差を図８に示した減算回
路３０によって出力し、これを比較回路（例えばコンパ
レータ）３１に入力して基準電圧（しきい値）Ｖ₀と比
較する。そして電位差（Ｖ₁−Ｖ₂）が一定の電圧Ｖ₀を
越すと、比較回路３１からの出力信号によってアナログ
スイッチ２７をからの位置に切り換えると共に、モ
ータ１８を停止させ、ブラシローラ１４の回転を止め
る。このとき、ブラシ１７の抵抗値が、前述の実施例と
同じく高められて安定化している。

【００７４】このように、本例では減算回路３０と比較
回路３１が、ブラシ軸１６とトナー回収ローラ１５との
電位差が所定のしきい値を越えたことを検出する電位差
検出手段を構成し、またアナログスイッチ２９が、電位
差検出手段の出力によって、ブラシ１７への定電流の供
給を停止する切換手段を構成している。

【００７５】この実施例では、電位差（Ｖ₁−Ｖ₂）を検
出し、その値によってブラシ１７に定電流を供給する時
間を制御するので、ブラシ１７の抵抗値をより正確に高
め、かつこれを安定化させることができる。

【００７６】図８に示したクリーニング装置１１の他の
構成と作用は、図２に示した実施例と変りはない。図８
に示したスイッチ２９がの位置に切り換えられると、
ブラシローラ１４のブラシ軸１６は電気的にフロート状
態となり、電源１９によるバイアス電圧がトナー回収ロ
ーラ１５とブラシローラ１４に印加される状態となる。
よって、ブラシ１７の抵抗値調整後、即座に画像形成動
作を行うことも可能である。

【００７７】このようにして、いずれの実施例において
も、ブラシ１７の比抵抗にばらつきがあったり、環境が
変化しても、常にブラシ１７の抵抗値を安定化させるこ
とができ、長期に亘り高いクリーニング性能を維持する
ことができる。

【００７８】なお、ブラシローラの劣化などによってこ
れを新たなものと交換するときも、新品のブラシローラ
１４をクリーニング装置に装着する前、又は装着後に、
前述したところと同様にして、そのブラシ１７の抵抗値
を調整することができる。

【００７９】

【発明の効果】請求項１乃至３に記載の構成によれば、
ブラシの抵抗値を、その比抵抗のばらつきや環境変化が
あっても、確実に安定化させることができる。

【００８０】また請求項１及び２に記載の構成によれ
ば、同じ電源によって、ブラシに定電流を流し、また画
像形成動作開始後にブラシローラにバイアス電圧を印加
することが可能であり、クリーニング装置のコストを低
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例のクリーニング装置を備えたレ
ーザプリンタの概略構成図である。

【図２】クリーニング装置の部分断面説明図である。

【図３】ブラシ繊維にトナーが吸着される様子を示す説
明図である。

【図４】ブラシ繊維のカーボンの様子を示す説明図であ
る。

【図５】実験装置の概略図である。

【図６】実験結果を例示する図である。

【図７】図２に示したクリーニング装置のブラシ抵抗値
を調整するときのタイミングチャートである。

【図８】クリーニング装置の他の実施例を示す部分断面
説明図である。

【図９】電位差と時間の関係を示す図である。

【符号の説明】

１１クリーニング装置１４ブラシローラ１６ブラシ軸１７ブラシＴトナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像転写後の潜像担持体表面を摺擦
し、その摺擦作用と静電的吸引力によって、潜像担持体
上に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラ
シローラに接触し、そのブラシローラに付着したトナー
を静電的に吸引して回収するトナー回収部材とを具備
し、前記ブラシローラは、回転駆動される導電性のブラ
シ軸と、該ブラシ軸の周面に設けられた導電性ブラシと
を有している画像形成装置のクリーニング装置におい
て、ブラシローラを実際に使用する前に、回転するブラシロ
ーラのブラシ軸とトナー回収部材との間に所定の定電流
を一定時間流す電流供給手段を設けたことを特徴とする
クリーニング装置。
【請求項２】トナー像転写後の潜像担持体表面を摺擦
し、その摺擦作用と静電的吸引力によって、潜像担持体
上に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラ
シローラに接触し、そのブラシローラに付着したトナー
を静電的に吸引して回収するトナー回収部材とを具備
し、前記ブラシローラは、回転駆動される導電性のブラ
シ軸と、該ブラシ軸の周面に設けられた導電性ブラシと
を有している画像形成装置のクリーニング装置におい
て、ブラシローラを実際に使用する前に、回転するブラシロ
ーラのブラシ軸とトナー回収部材との間に所定の定電流
を流す電流供給手段と、ブラシ軸とトナー回収部材との
電位差が所定のしきい値を越えたことを検出する電位差
検出手段と、該検出手段の出力によって、前記定電流の
供給を停止させる切換手段とを設けたことを特徴とする
クリーニング装置。
【請求項３】トナー像転写後の潜像担持体を摺擦し、
その摺擦作用と静電的吸引力によって、潜像担持体上に
残留するトナーを除去するためのブラシローラの抵抗値
調整方法において、ブラシローラを回転させながら、そ
のブラシローラの導電性ブラシに、一定時間定電流を流
すことを特徴とするブラシローラの抵抗値調整方法。