JPH0733260Y2 - クリーニング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写
真プロセスによる画像形成装置の感光体に対するクリー
ニング装置に関するものである。

〔従来技術〕

帯電した感光体の表面に原稿の光像を投射して感光体上
に静電潜像を形成し、現像剤で感光体表面に可転写性の
可視像を形成し、その像を転写材面に転写し、転写した
転写材を像定着して機外に排出して複写物を得る画像形
成装置では、転写工程後の感光体表面に残る残留トナー
を除去して、繰り返して像形成に使用するためのクリー
ニング手段が必要である。この種の画像形成装置におけ
るクリーニング手段としては、ゴムなどの弾性材からな
るクリーニングプレードが、その構成が簡単で、トナー
除去性能にも優れているので広く実用されている。

しかしながら、このクリーニングブレードは、固化融着
したトナーや、トナー中に添加された炭化珪素、四三酸
化鉄などの金属酸化物や、荷電制御剤等の微粉末や、転
写材から発生する繊維状の紙粉、ロジン、タルク等の折
出物や、帯電装置により発生したコロナ生成物等の異物
が感光体表面に付着した場合には、その除去には必ずし
も充分な性能を有するとはいえなかった。

感光体表面に付着した汚染物は、高温高湿環境のもとで
は低抵抗化して感光体上の静電潜像を劣化させるものが
あるほか、トナーとキャリアによる二成分系の現像剤を
用いる画像形成装置にあっては、クリーニングブレード
を通過後に現像装置内のキャリアにより摩擦帯電されて
トナーが付着し可視像にも悪影響を与えるという問題が
発生していた。

このことは、従来広く用いられたSe感光体だけでなく、
OPC等の有機光半導体による感光体、アモルファスシリ
コン感光体ではよく深刻な問題であり、これらの感光体
を使用する画像形成装置のクリーニング装置には、感光
体上の残留トナーの除去だけでなく、こうした感光体表
面の付着汚染物の除去性能も問われるようになってきて
いる。

このような不具合点を解決する手段として、シリコンゴ
ムなどの弾性材料からなるローラーと、ゴムブレードと
の組合せによる装置が、例えば特開昭60−107076号公報
等で既に提案されている。これは、薄層化したトナーを
表面に保持した弾性ローラで感光体を摺擦する事によ
り、感光体表面を適宜研磨しながら表面の付着汚染物を
削取っていくものである。

しかしながら、この装置の欠点として、弾性ローラ上に
均一な薄層トナー層を形成することが難かしく、不均一
な厚さのトナー層が形成された場合は感光体の研磨むら
となって感光体表面に筋状の傷が発生し、この傷が転写
材に転写された画像にも確認できる状態で現されること
があった。また、弾性ローラに付着するトナーが少なす
ぎる場合には、研磨過剰となり感光体の寿命が著しく低
下させてしまうことがあった。そして、非磁性トナーを
使用する画像形成装置では、高温環境下で長期間ローラ
を停止させていた場合はローラと感光体との接触部でト
ナーが固化溶着する問題があった。

その他の装置として、研磨材を混入して磁性トナーを磁
性クリーニングローラの表面に保持して感光体を摺擦す
るものが、例えば特開昭63−25678号公報等に開示され
ているが、磁性ローラが高価なだけでなく、トナーに添
加する研磨剤が画像に与える影響が心配されること、そ
して、画像形成装置に使用するトナーが磁性トナーに限
定されてしまうため、装置システムを構築する上で大幅
な制約ができてしまう問題があった。

〔考案が解決しようとする課題〕

本考案は、上記の従来の問題点を解消し、感光体上の残
留トナーを除去するだけでなく、感光体表面の局部的な
損傷、傷を防止しつつ、表面の付着汚染物を除去し、環
境の変動も含めた長期間の使用にわたって良質の画像を
維持することができるクリーニング装置を提供すること
を課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、上記の課題を、感光体に形成された静電潜像
を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を記録紙に
転写し、定着し、転写後の感光体をクリーニング装置の
摺擦部材により摺擦してクリーニングする画像形成装置
のクリーニング装置において、前記摺擦部材がブラシロ
ーラーよりなり、該ブラシローラーは導電性の金属部材
からなる芯金と、該芯金に巻付けられた基布とよりな
り、該基布が電気絶縁性の繊維材料からなり、先端がル
ープ状に形成された繊維により多数の毛が形成されるこ
とと、前記ブラシローラーの芯金が支持部材に電気的に
浮動状に支持されていることを特徴とするクリーニング
装置により解決した。

〔作用〕

本考案により、ブラシローラーのループを形成する繊維
よりなる毛が感光体の表面に接し、各毛は先端のループ
により線接触することにより、感光体表面をむらなく適
宜に研磨摺擦する。このことにより、感光体表面の付着
異物が確実に除去される。繊維の太さを選択することに
より先端がカットされた手のように感光体表面を傷つけ
るいうことがなく、しかも付着異物の除去が得られる。

ブラシローラーの芯材が導電材料よりなり、支持部材に
は電気的に浮動状態で、すなわち電気的に絶縁された支
持されるので、電気的絶縁部材よりなる繊維である毛が
感光体表面を摩擦的に摺擦して発生する帯電電荷がその
まま保持され、感光体表面のトナー粒子が静電的に毛に
転位捕捉される。毛に捕捉されたトナーは毛と感光体表
面との間の潤滑剤として作用し、比較的表面硬度の低い
感光体も過剰に研磨することなく摺擦することができ
る。

〔実施例〕

以下、本考案の詳細を図に示す実施例に基づいて説明す
る。

第１図は、本考案のクリーニング装置を含む電子写真プ
ロセスによる画像形成装置の感光体回りの概略を示す正
面断面図である。感光体ドラム１は、まず帯電器２によ
り表面に一様な帯電を施され、次にミラー３に反射して
入射した原稿像反射光により静電潜像が形成され、次に
この静電潜像は、操作者の意志により任意に作用位置と
非作用位置を取り得る２つの現像器４、５のいずれか一
方の現像器で可視画像として現像される。続いて、転写
前除電光源６により可視画像の上から照射される光で潜
像電荷を減じられて、転写コロナ７による転写材へのト
ナー像の転写効率をあげている。

レジストローラ12により感光体ドラム１に対してタイミ
ングをとって給送される、ここに図示しない紙などの転
写材は、転写コロナ７の作用によりトナー像を転写され
た後に、続く分離コロナ８により適宜の除電が成されて
感光体表面から剥離される。分離爪９は転写材の剥離を
補助するためのものである。

トナー像の転写を終了した感光体ドラム１は、本考案に
よるクリーニング装置10でトナー残像、その他の付着異
物を払拭された後、除電光源11の光で完全に除電され
て、再使用に供される。現像器は、キャリアとトナーに
よる二成分現像剤によるものであるが、これに限定され
るものではなく、一成分系の磁性トナー、あるいは、非
磁性トナーによる装置を用いることもできる。

クリーニング装置10は感光体の表面に対する摺擦部材と
して、クリーニングブレード13と、ブラシローラー14を
有する。

ブラシローラー14は第２図に示すように、軸形状の芯材
15と、該芯材15に螺旋状に巻かれた一定幅の基布16とを
有し、基布16には多数の毛17が形成され、該毛17は第３
図に示すように、基布16にパイル状に形成された撚りを
有する糸よりなり、先端にループ18を有する。

従来のブラシローラーでは毛先はカットされており、例
えばパイル布のバイル先端部分をカットされ、ループの
ない状態にしたカットパイルブラシ等が使用されるが、
カットされた毛先が感光体表面に点接触状態になり、原
糸太さの太い繊維を使用すると、カットされた毛先の切
断面のエッジにより感光体表面を傷つけてしまうことに
なり、感光体表面研磨による削れ跡が筋状に発生してし
まうことになる。傷つけない程度の太さの原糸太さの繊
維では繊維が逃げていまい、得ようとする摺擦作用や研
磨作用が得られないことになり、傷をつけることなく感
光体表面の付着異物を繊維状のブラシローラーでは除去
できないと考えられていた。

第３図に示すようにブラシローラー14の毛先をループ状
に形成すると、多数配列された毛の先端ループ18が逐次
感光体ドラム１の表面と線接触状態を繰り返しながら摺
擦していくことになり、極めて均一な研磨作用が得ら
れ、感光体ドラム１の表面を筋状に削って傷つけること
なしに、感光体表面の付着異物除去を行うことができ
る。

ループを形成する繊維の原糸太さ、密度等を適宜に選択
すると、有機光半導体による感光体（いわゆるOPC感光
体）のような表面硬度の低い感光体に対しても有効に適
用することが可能である。

摺擦部材であるブラシローラー14又はクリーニングブレ
ード13は感光体表面を適宜研磨する能力があるので、従
来のように現像材に研磨剤等を添加する必要がなく、従
ってそれらの添加剤により画質が劣化する恐れもない。

ブラシローラー14の毛17を形成する繊維は多数の原糸を
１つの繊維束として撚ったものを使用するが、通常は繊
維の製造工程で夫々定まった撚り数で撚られており、細
いフィラメントからなる原糸の束に撚りを加えることに
より、製品に加工する際の原糸の取扱い性を向上させ、
ブラシ毛の起毛状態を維持する上で撚りが重要な役割を
果している。

取扱い性の向上、起毛状態の維持管理の上からは撚り数
が多い程有利であるが撚り数が多い場合は、複数の繊維
を含んでいながら集合力が増大してあたかも一本の原糸
からなるように挙動するので、ループを形成する繊維が
太い１本の糸と同じ作用をし、ループ先端の接触幅に対
応して感光体表面に筋状の削れを生じてしまうことにな
る。繊維の撚り数を作業性、起毛性が損なわれない範囲
で少なくすると、ループの先端が感光体に接触する際
に、１つのループを形成する繊維、すなわち多数のフイ
ラメントが適宜にほぐれ、１つのループでありながら多
数のフイラメントが適宜にほぐれ、１つのループであり
ながら多数のフイラメントが順次に感光体表面を摺擦
し、細い繊維によるループが多数摺擦したと同じ効果を
得られ、しかも各フイラメントは太い繊維と同様の腰の
強さを与えられ、感光体表面に対する研磨作用ではあま
り削り取ることはないが付着異物に対する除去作用は大
になる。又均一な摺擦作用がより確実に行われる。

第４図に示すようにブラシローラー14の鉄、アルミニウ
ム等の金属材料からなる電気的導体の芯材15が軸受20を
介して支持部材21に回動自在に支持され、支持部材21は
機枠22にボルト等により固定される。軸受20又は支持部
材21を樹脂材料等の電気的絶縁部材により形成し、芯材
15に装着する歯車23又はその歯車23に噛み合う歯車列の
一部に樹脂材料等の電気絶縁材料よりなる歯車を設ける
ことにより、芯材15は機枠に対し電気的に浮動状態につ
ま電気的に絶縁状態でモータ24により駆動される。

芯材15にバイアス電圧を印加する場合は軸受20の一方を
金属材料とし、その場合は支持部材21を電気絶縁材料と
し、軸受20に電極25を接触配置し、電極25にバイアス電
源26を接続するのが容易である。

ブラシローラーの毛17を形成する繊維に電気絶縁材料を
使用すると、感光体に接触し、摺擦する際、第５図及び
第６図に示すように、摩擦摺擦により発生する帯電電荷
は芯材15が電気的に浮動状態にあるので、そのまま適宜
保持される。帯電極性は毛の材質又は感光体１の種類に
より異なるが、いずれの極性の場合であっても適宜に高
電位を維持することができ、感光体１の表面のトナー残
像からトナー粒子27を静電気的に毛17に転位捕捉する。
又は毛17により静電的にトナー残留を攪乱することによ
り、ブラシローラー14のループ状毛による感光体表面の
研磨摺擦を行いながら後に続くクリーニングブレードに
よるトナークリーニング作用を補助することができる。

毛17に捕捉されたトナー粒子27は感光体表面と毛17との
間の潤滑作用を行ない、感光体１が有機半導体のように
比較的表面硬度の低い感光体であっても感光層を過剰に
研磨することが回避できる。

ブラシローラー14の芯金15にバイアス電源26によりトナ
ーと逆極性のバイアス電圧を印加すると、トナー粒子27
の毛17への静電気的吸着を促進させることができ、帯電
電荷量の低いトナー粒子もブラシローラー15の毛17に捕
捉することができる。

ミラー３に反射して入射する光束は、レーザーなどによ
る書き込み系からのビーム光束であってもよく、この場
合は、通常潜像電荷と同極性のトナーで現像する、いわ
ゆる、ネガポジ現像方式が用いられるが、その場合も同
様の効果が発揮されるのは勿論である。

〔効果〕

本考案により、感光体表面をブラシローラーがむらなく
適宜に研磨摺擦することができ、感光体表面に傷をつけ
ることなく付着異物を除去することが可能になり、良質
の画像の形成を長期間にわたって維持することが可能に
なった。

本考案によるブラシローラーの毛にトナーを捕捉するこ
とによりクリーニング効果を高めると共にトナーの潤滑
性により感光体表面の過剰研磨を表面硬度の低い感光体
に対しても防止することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るクリーニング装置を用いた画像形
成装置の一例の感光体回りの概略正面図、第２図は本考
案に係るブラシローラーの全体を示す部分断面図、第３
図はループ状の毛を示す拡大ブラシロール、第４図はブ
ラシローラーの支持構造の一例を示す断面図、第５図は
ブラシローラーの感光体に対する摺擦状態を示す概略説
明図、第６図は第５図の１つの毛について拡大した図で
ある。 １…感光体、４、５…現像器 ７…転写チャージャ 10…クリーニング装置 13…クリーニングブレード 14…ブラシローラー 15…芯材、16…基布 17…毛、18…先端ループ 20…軸受、21…支持部材 22…機枠、27…トナー粒子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体に形成された静電潜像を現像してト
   ナー像を形成し、そのトナー像を記録紙に転写し、定着
   し、転写後の感光体をクリーニング装置の摺擦部材によ
   り摺擦してクリーニングする画像形成装置のクリーニン
   グ装置において、 前記摺擦部材がブラシローラーよりなり、該ブラシロー
   ラーは導電性の金属部材からなる芯金と、該芯金に巻付
   けられた基布とよりなり、該基布が電気絶縁性の繊維材
   料からなり、先端がループ状に形成された繊維により多
   数の毛が形成されることと、 前記ブラシローラーの芯金が支持部材に電気的に浮動状
   に支持されていることを特徴とするクリーニング装置。