JPH0695265B2 - 画像形成装置におけるクリ−ニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機等の画像形成装置、とりわけ像担持体上
へ複数回の像書込みによって像担持体上へ画像の形成を
行う形式のカラー画像形成装置のクリーニング装置に関
する。

〔発明の背景〕

一般に転写型電子写真複写機等の画像形成装置において
は、光導電性感光層を外周面に有する回転ドラム式の像
担持体を使用し、該像担持体を回転せしめながら前記感
光層に静電潜像を形成してトナーにより現像し、得られ
たトナー像を記録用紙に転写することが行われる。転写
を終えた後の像担持体の外周面は、付着した残留トナー
をクリーニング装置によって剥離、清掃され再び静電潜
像を形成して新たな画像による転写が行われることとな
る。とりわけモノカラーの画像の合成によってカラー画
像を形成するカラー画像形成装置においては、像担持体
の周縁に各色のトナーを装填した複数個の現像器が配列
されていて像担持体の一回転毎に形成される各色に対応
した潜像を非接触形式で現像し、像担持体の複数回の回
転によって多色のカラーによるトナー画像を構成するよ
うになっている。

このトナー画像は被転写体である記録紙に転写されたあ
と一般の画像形成装置と同様にクリーニング装置の作用
によってその残留トナーを剥離、除去されることとなる
が、クリーニング作用は、周知の如く画像形成面に対す
るブレード部材や他のクリーニング部材の圧接（当接を
含む）作用によって行われるようになっているためトナ
ー画像の形成中や転写以前に作用させることが出来ず従
ってその間像担持体に対して離間した位置に保たれてお
り、転写を終えたトナー画像の先端がクリーニング装置
に達する直前に前記ブレード部材の圧接が開始され、ト
ナー画像の後端が通過した直後その圧接が解除される形
式がとられている。

従来から各種のクリーニング装置が提案されているなか
でブレードクリーニング装置は、その構造が最も簡単に
もかかわらず清掃効率が高く、しかも離脱したトナーを
飛散、浮遊させない特色を有しているので多くの電子写
真装置に採用されている。

しかしながらその反面、ブレードによって離脱されたト
ナーは像担持体ドラム表面に沿って自然落下して再び前
記像担持体上の残留トナーに積重なって付着する結果と
なり、ブレードのクリーニング負担を増大させるだけで
なく、トナーの回収にも支障を来すという欠点を持って
いる。また落下したトナーがクリーニング装置外に洩出
し外部を汚染してしまう欠点もある。

ブレードクリーニング装置におけるこのような欠点を解
消する手段として、クリーニングブレードの上流に該ク
リーニングブレードによって離脱し、像担持体の表面を
落下しているトナーを除去するためのマイラーブレード
を前記像担持体ドラム表面に摺接するように設けたもの
や、前記クリーニングブレードの上流に発泡プラスチッ
クなどから成る発泡ロールを上記と同様に前記像担持体
ドラム表面に摺接するよう設け前記像担持体に従動せし
めて回転するようにしたものがあるが、いずれも離脱し
たトナーを再び前記像担持体表面に押圧してトナーの被
膜化を発生させたり、トナー洩れを起して装置の故障の
原因となったり、あるいは像担持体の損傷、劣化を招く
などの欠点があった。上記の欠点を除き、クリーニング
ブレードで剥離したトナーを回収する装置について提案
されている（特公昭47−42340）。

それは像担持体に対してクリーニングブレードととも
に、導電性材料から成るトナー回収ローラを前記クリー
ニングブレードの上流に前記像担持体の表面から僅かに
隔てて回転可能に併設し、前記トナー回収ローラの周速
度の大きさと間隙部での移動方向を、前記像担持体の周
速度及び移動方向と同じになるようにする。前記トナー
回収ローラにはトナーの有する電荷とは反対極性でか
つ、トナーを前記トナー回収ローラの表面に吸引するの
に十分な電位を印加するため直流高圧電源が接続されて
いる。

この装置によれば像担持体上の残留トナーを殆んど完全
に除去し、かつ、前記像担持体の表面に損傷を与えるこ
とが少なく、トナーこぼれを防止し、安定した性能を長
期間保持できる、となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら前記特公昭47−42340号公報には、クリー
ニングブレードとトナー回収ローラとの相互位置関係あ
るいは像担持体の表面と前記トナー回収ローラとのギャ
ップ量と前記トナー回収ローラに印加する電圧との相互
関係などについての詳細な記載がなく、厳密性に欠け、
実用上その性能を発揮させることができなかったのを受
け、特開昭60−262183号公報において上記の各点を明確
にするための実験を行い、最適値を求め、この値によっ
て高電圧を印加したトナー回収ローラを有するクリーニ
ング装置を構成し、像担持体を損傷することなく、該像
担持体上の残留トナーを殆んど完全に除去し得る装置を
提供するとを可能にしたが、前記クリーニング装置の組
上り上での各部材の累積誤差によるゆがみや精度不足か
ら前記トナー回収ローラと前記像担持体との間のギャッ
プ量を均一にすることができず相互に短絡するなどの問
題を生じることがあった。

本発明は上記の如き問題点を解決するためになされたも
のであって、像担持体上に残存するトナー等を除去する
クリーニング装置において、導電性のトナー回収ローラ
と像担持体間のギャップに均一な電界を形成せしめ、像
担持体上の残留トナーを殆んど完全に除去し得る装置を
提供するのを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、画像形成装置の像担持体上に残存するト
ナー等を除去するクリーニング装置において、前記像担
持体表面から主体的にトナーを掻き落して除去するクリ
ーニング手段と、該クリーニング手段の上流側に前記像
担持体表面から僅かに隔てて回転可能に配置された導電
性金属ローラと、該導電性金属ローラの両端部に設けら
れ該ローラの外径より僅かに大きな外径を有する絶縁性
樹脂のコロとを備え、前記絶縁性樹脂のコロを前記像担
持体の非画像部に当接せしめることにより0.5mm以下の
ギャップを形成し、前記導電性金属ローラに直流バイア
スを印加してトナーを吸着せしめる極性に帯電せしめ、
且つ、前記導電性金属ローラと前記像担持体間のギャッ
プに均一な電界を形成せしめることを特徴とする画像形
成装置におけるクリーニング装置によって達成される。

〔作 用〕

本発明は、金属性の導電性ローラを、像担持体の走行方
向に見て主体的にトナーを掻き落して除去するブレード
部材の上流側に前記像担持体の表面から僅か隔てて回転
可能に設け、かつ前記導電性ローラの両端部に該ローラ
の外径より僅かに大きな外径を有する絶縁性コロを備
え、前記絶縁性コロは前記像担持体の非画像部に当接せ
しめられるように構成されているので、前記導電性ロー
ラと前記像担持体との間には前記絶縁性コロの外径と前
記導電性ローラの外径とによって決まる均一なギャップ
が構成されて、電圧が印加された前記導電性ローラと前
記像担持体の間に均一な電界が形成されるようにしたも
のである。主体的にトナーを掻き落とす手段としては他
にブラシ、磁気ブラシ、ローラ等がある。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第４図に示す。先ず第
３図によって本発明のカラー画像形成装置の機能を全般
について説明する。

第３図において、Ａは読み取りユニット、Ｂは書き込み
ユニット、Ｃは画像形成部、Ｄは給紙部である。

読み取りユニットＡにおいては、１はプラテンガラス
で、原稿２はこのプラテンガラス１上に置かれる。原稿
２は、スライドレール３上を移動するキャリッジ４に設
けられた蛍光灯５及び６によって照明される。可動ミラ
ーユニット８にはミラー９及び９′が設けられスライド
レール３上を移動し、キャリッジ４に設けられている第
１ミラー７との組み合わせでプラテンガラス１上の原稿
２の光像をレンズ読み取りユニット20へ導出する。

キャリッジ４及び可動ミラーユニット８は、ステッピン
グモータ10により、ワイヤ15を介して駆動されるプーリ
11、12、13、14により、それぞれＶ及び1/2Vの速度で同
方向に駆動される。プラテンガラス１の両端部裏面側に
は標準白色板16、17が設けられ、原稿読み取り走査開始
前及び／又は走査終了後に標準白色信号が得られるよう
に構成されている。

レンズ読み取りユニット20はレンズ21、プリズム22、第
１読み取り基板24、レッドチャンネル（以下Ｒ−chとい
う）CCD25、第２読み取り基板26、シアンチャンネル
（以下Ｃ−chという）CCD27から構成される。第１ミラ
ー７、ミラー９、ミラー９′により伝達された原稿光像
はレンズ21により集束され、第１読み取り基板24上に設
けられたＲ−ch CCD25、及び第２読み取り基板26上に設
けられたＣ−ch CCD27の受光面にそれぞれ結像される。

前記蛍光灯５、６はカラー原稿の読み取りに際して光源
にもとづく特定の色の協調や減衰を防ぐため市販の温白
色系蛍光灯が用いられ、またチラツキ防止のため40KHz
の高周波電源で点灯され管壁の定温保持あるいはウォー
ムアップ促進のためポジスタ使用のヒータで保温されて
いる。

前記Ｒ−ch CCD25及びＣ−ch CCD27から出力された画像
信号は、信号処理部において信号処理される。信号処理
部において、後述するトナーの色に応じ色分離された色
信号が出力され、書き込みユニットＢに入力される。

書き込みユニットＢでは半導体レーザで発生されたレー
ザビームは駆動モータ30により回転されるポリゴンミラ
ー32より回転走査され、Ｆθレンズ36を経て反射鏡37に
より光路を曲げられて像担持体たる感光体ドラム40の表
面上に投射され輝線を形成する。

走査が開始されるとビームがインデックスセンサによっ
て検知され、第１の色信号によるビームの変調が開始さ
れる。変調されたビームは、帯電器41により予め一様に
帯電されている像担持体40上を走査する。レーザビーム
による主走査と像担持体40の回転による副走査により像
担持体表面に第１の色に対応する潜像が形成されてゆ
く。この潜像は例えば赤色トナーの装填された現像器43
により現像されて、像担持体表面に赤色トナー像が形成
される。得られたトナー像は、像担持体面に保持された
まま、像担持体表面より離間・退避しているクリーニン
グ装置46の下を通過し、つぎのコピーサイクルにはい
る。像担持体40は帯電器41により一様に帯電される。

次いで信号処理部から出力された第２の色信号が書き込
みユニットＢに入力され、前記の第１の色信号の場合と
同様にして像担持体表面への書き込みが行われ潜像が形
成される。潜像は第２の色、例えば青色のトナーを装填
した現像器44によって現像される。この青色トナー像は
すでに形成されている前記像担持体面上の赤色トナー像
の上に重ねて形成される。

45は黒色トナーを有する現像器で、信号処理部で発生さ
れる制御信号に基づいて像担持体表面上に黒色トナー像
を形成する。これら現像器43、44、45のスリーブには交
流及び直流のバイアスが印加され、２成分現像剤による
ジャンピング現像が行なわれ、接地された像担持体40に
は非接触で現像が行なわれている。

このようにして現像された第１の色信号によるトナー像
と第２の色信号によるトナー像、及び黒トナー像で現像
されたトナー像の重ねあわされた像は、転写極51により
給紙部の給送ベルト62、給送ローラ63により送られてき
た転写体である記録紙61上に転写される。トナー像を転
写された転写紙は分離極52により像担持体から分離さ
れ、さらに定着器53へ搬送されて定着されカラーハード
コピーが得られる。

かくして転写を終了した像担持体40には第１図に示す本
発明にかかわるクリーニング手段を設えたクリーニング
装置46が作用して周面上に残留した不要のトナーを除去
するようになっている。

前記クリーニング装置46におけるクリーニング手段とし
て前記像担持体ドラム40の回転方向（矢印ｒを以って示
す）の下流方向からクリーニングローラ49、ブレード47
それに両端に絶縁性コロ48を配した導電性金属ローラ50
の各クリーニング部材を前記像担持体ドラム40の周面に
臨ませた状態でクリーニングケース46aに収容し配置し
てある。絶縁性コロ48の材質としては、絶縁性の樹脂例
えばポリアセタール樹脂、ポリカーボネイト等がある。

前記ブレード47は、板状のウレタンゴム製であってブレ
ードホルダ47aによって時計方向に付勢されて前記像担
持体ドラム40の周面を圧接するようになっており、また
前記クリーニングローラ49は耐摩耗性の発泡ウレタン樹
脂製であって前記ブレード47の圧接及び圧接解除に際し
て駆動装置49aの作用によって所定の時間に限って時計
方向に回転しつつ感光体ドラムの周面を圧接するように
構成されている。

トナー受けローラとして前記ブレード47の上流に配され
た前記導電性ローラ50はその両端に該ローラの外径（こ
こでは8mmφとした）より僅かに大きな絶縁性コロ48
（ここでは8.4mmとした）を配し、該コロ48は前記像担
持体40の非画像部に当接せしめられるので該像担持体40
の周面に対して極く僅かな前記絶縁性コロ48の外径と前
記導電性ローラ50の外径によって決まる一定した間隙を
保った位置で反時計方向の回転と所定の印加電圧を加え
ることが出来るような構成になっている。そしてこのロ
ーラは直流でバイアスされている。本実施例では外径差
の半分0.2mmのギャップで行ない、よい効果がえられ
た。ただしこのギャップはローラ50と像担持体40が非接
触であれば0.5mm以下でよい。第２図にはこの要部のみ
を示した斜視図である。

従って前述した各クリーニング部材によるクリーニング
工程について記すと、転写を終了したトナー画像の先端
が前記ブレード47に達する以前に前記ブレードホルダ47
aの作用によって該ブレード47の前記像担持体40への圧
接がなされて残留トナーの剥離・落下が始まる。前記絶
縁性コロ48によって前記像担持体40から一定のギャップ
を保った前記導電性ローラ50は印加電圧によってトナー
を吸着する極性に極めて均一に帯電され前記ブレード47
が剥離し落下するトナーを効果的に吸着し反時計方向に
搬送しスクレーパ50aによって掻き落してトナー搬送路4
6bに送り込むことが出来るようになっている。尚、コロ
48は像担持体40に対して従動するように回動可能となっ
ていてもよい。

さらに前記ブレード47の圧接によるクリーニング作用の
開始時と、クリーニング作用を終えて圧接を解除する場
合に、前記クリーニングローラ49の回転圧接が作用して
ドラム40の周面とブレード47の間に取り残される少量の
トナーを除去して像担持体たる感光体ドラム40の周面を
充分に清掃し、次の露光に備えるようになっている。

このように本発明においては前記像担持体40の表面から
主体的にトナーを掻き落して除去するクリーニング手段
の上流側に導電性金属ローラをトナー受けローラとして
前記像担持体40の周面から僅かなしかも一定したギャッ
プを保ちながら配し、除去されたトナーの回収を可能と
している。

かかるクリーニング手段を備えた本発明のカラー画像形
成装置におけるカラー画像形成のシーケンスを第４図の
タイムチャートによって説明すると、回転を始めるに当
って、若干の時間先行して帯電が始められた像担持体40
は、１回転目において前記第１の色信号による像露光開
始とそれより時間ｘだけ遅れた現像Ｉの処理を受けたあ
と２回転目に入り前記第２の色信号による像露光開始と
それより時間ｙだけ遅れた現像IIの処理を受けてさらに
３回転目において黒色信号による像露光開始と時間ｚだ
け遅れて現像IIIの処理を経てカラートナー像を構成す
るようになっている。

ここで、時間ｘ、ｙ、ｚは像担持体40のある位置（図で
は画像先端）が像露光位置からそれぞれの現像処理を受
ける位置に達する迄に要する時間あるいはそれ以内の時
間であり同じくｍは像露光位置から転写極51に達する迄
に要する時間あるいはそれ以内の時間、ｎは像露光位置
からクリーニング装置46に到達する迄に要する時間ある
いはそれ以内の時間である。またｌは原稿の全画像面が
像露光あるいは現像処理位置等の定点を通過するに要す
る時間であって、それら像露光、現像処理あるいは転
写、クリーニング等の作用は破線をもって示すように前
記時間ｌの前後に若干余裕をもった時間の間、作動され
るようになっている。

すなわち前述の実施例では、ブレード47は前記時間ｌの
前後に若干余裕を含めた時間、作動され前記クリーニン
グローラ49は前記ブレード47の作動開始時と全画像面の
クリーニングし終った時からそれぞれ約１秒間にわたっ
て作動される。本発明に係る導電性ローラ50に対する電
圧印加のタイミングは前記ブレード47の作動と同一であ
ってもよく又電圧を常時印加しておいてもよい。

また実施例では赤、青、黒の３色で現像するプロセスに
ついて説明したが他の色もしくは４色以上の場合でも用
いることができる。この場合第４図の３回転めのシーケ
ンスを最終回転時に行なうようにすればよい。

〔発明の効果〕

以上の説明に明らかな如く本発明の画像形成装置におけ
るクリーニング装置は、前記像担持体表面から主体的に
トナーを掻き落して除去するクリーニング手段と、前記
像担持体の回転方向に対して上流側に該像担持体表面か
ら僅かに隔てて回転可能に配置された帯電可能な導電性
金属ローラと、該導電性金属ローラの両端部に設けられ
該ローラの外径より僅か大きな外径を有する絶縁性樹脂
のコロと備え、前記絶縁性樹脂のコロを前記像担持体の
非画像部に当接せしめる構成となっている結果、前記像
担持体表面と前記導電性金属ローラとの間は均一なギャ
ップが保たれ従って相互間に発生する電界は理想的な値
をとり得るので前記クリーニング手段で前記像担持体表
面上より掻き落された残存トナーは極めて効率よく回収
されるほか、各部材の累積誤差によるゆがみや精度不足
が原因で生ずる前記導電性金属ローラと前記像担持体間
の不均一なギャップを防止できるため、相互間のギャッ
プが大きくなった時に発生する回収機能の低下及び相互
間の短絡によって生じる絶縁破壊やギャップの不均一の
影響を防止しようと電圧を上げすぎた場合の絶縁破壊に
よって生じる落雷現像で前記像担持体の劣化や損傷を招
いたりすることもなく、総じて画質がよく正確なコピー
の得られる画像形成装置におけるクリーニング装置が提
供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の画像形成装置におけるク
リーニング装置の断面図及び要部斜視図。第３図は前記
クリーニング装置を備えた画像形成装置の構成図、第４
図はその作動のタイムチャートである。 40……像担持体、46……クリーニング装置 47……クリーニングブレード 48……絶縁性樹脂のコロ、49……クリーニングローラ 50……導電性金属ローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成装置の像担持体上に残存するトナ
   ー等を除去するクリーニング装置において、 前記像担持体表面から主体的にトナーを掻き落して除去
   するクリーニング手段と、 該クリーニング手段の上流側に前記像担持体表面から僅
   かに隔てて回転可能に配置された導電性金属ローラと、 該導電性金属ローラの両端部に設けられ該ローラの外径
   より僅かに大きな外径を有する絶縁性樹脂のコロとを備
   え、 前記絶縁性樹脂のコロを前記像担持体の非画像部に当接
   せしめることにより0.5mm以下のギャップを形成し、前
   記導電性金属ローラに直流バイアスを印加してトナーを
   吸着せしめる極性に帯電せしめ、且つ、前記導電性金属
   ローラと前記像担持体間のギャップに均一な電界を形成
   せしめる ことを特徴とする画像形成装置におけるクリーニング装
   置。