JPH09204126A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーニング部材の電位を平均化することに
より、クリーニング電位又はクリーニング電位と感光体
ベルトとの電位差が大きくなっても、トナー逆付着が発
生しにくく且つクリーニング性能も低下しないクリーニ
ング装置を提供する。 【解決手段】 感光体ベルト１上の残留トナーを除去す
るクリーニングローラ１１と、クリーニングローラ１１
に一定電流を供給する定電流電源１７と、クリーニング
ローラ１１の電位を平均化する電位平均化手段とを設け
る。この電位平均化手段として、上記クリーニングロー
ラ１１とアースとの間に接続した容量性リアクタンス素
子（コンデンサ１９）を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置のクリーニング装置
に係り、詳しくは転写材にトナー像を転写した後の像担
持体の表面に残留している残留トナーを除去してクリー
ニングする画像形成装置のクリーニング装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置のクリーニ
ング装置として、クリーニング部材としての磁気ブラシ
クリーニングローラと像担持体との間、及び該クリーニ
ングローラ上のトナーを回収するトナー回収部材と該ク
リーニングローラとの間に、定電流電源を接続したもの
が知られている（特開平１−２５９３９３号公報参
照）。このクリーニング装置によれば、クリーニング剤
が経時変化して電気抵抗が上昇しても常に一定電流値を
確保できるため、クリーニング性能を良好に維持でき
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
クリーニング装置では、クリーニング部材に一定電流が
供給されるため、クリーニング部材に用いるクリーニン
グ剤の電気抵抗が上昇したとき等にクリーニング電位が
上昇するおそれがある。このクリーニング電位の上昇が
過大であると、クリーニング部材表面近傍の電界が大き
くなり、クリーニングされたトナーに電荷が注入されて
しまい、この電荷注入されたトナーが像担持体に逆戻り
する現象、いわゆるトナー逆付着が発生する。また、こ
のクリーニング電位が過大に上昇するという現象は、ク
リーニング剤の経時劣化時のみならず、クリーニング剤
の使用開始初期においても発生するおそれがある。例え
ば、クリーニング部材でクリーニングする前に、転写後
の像担持体に残留しているトナーをクリーニング電位と
は逆極性の電位で均一に帯電するためのプレクリーニン
グ帯電器を備えている場合、そのプレクリーニング帯電
器で帯電した後の像担持体の表面電位（クリーニング電
位とは逆極性の電位）の絶対値が小さいと、クリーニン
グ電位の絶対値が大きくなる。これにより、クリーニン
グ部材からトナーに電荷が注入されやすくなる。さらに
具体的には、例えばマイナス帯電の像担持体の場合、プ
レクリーニング帯電器で帯電した後の像担持体の表面電
位（プラス極性）の絶対値が小さいとき、マイナス極性
のクリーニング電位の絶対値が大きくなり、トナーにマ
イナス電荷が注入されやすくなる。また、上記トナー逆
付着は、上記クリーニング電位と像担持体との間の電位
差が大きくなることによってクリーニング部材表面近傍
の電界が大きくなる場合にも発生しやすいと考えられ
る。

【０００４】本発明者は、上記トナー逆付着に関する詳
細な現象観察及び実験などにより、上記クリーニング電
位の絶対値や、上記クリーニング電位と像担持体の表面
電位との電位差の絶対値だけでなく、これら電位又は電
位差の変化の度合いが上記トナー逆付着に大きく寄与す
るという傾向にあることを見い出した。具体的には、上
記電位又は電位差の変化の度合いが大きいほど、トナー
逆付着が発生しやすい傾向にあることを見い出した。例
えば感光体ベルト等の像担持体のつなぎ目の像担持体表
面移動方向下流側でトナー逆付着が発生しやすいこと
を、実験で確認した。このように像担持体のつなぎ目で
トナー逆付着が発生しやすいのは、静電特性がその周辺
と違うため、該つなぎ目の表面電位がその周辺の表面電
位と大きく異なり、該つなぎ目の像担持体表面移動方向
下流側でクリーニング電位と像担持体の表面電位との電
位差が大きく変化しているからであると考えられる。

【０００５】なお、上記トナー逆付着を防止するため
に、上記クリーニング部材とアースとの間に電位制限手
段（ツエナーダイオード等）を設け、上記クリーニング
電位を一定限度内に制限するものが知られている（特開
平５−３５１５９号公報参照）。しかしながら、このク
リーニング装置では、経時においてクリーニング剤の劣
化が進行して電気抵抗が上昇したときなどに、その電気
抵抗の上昇に応じて本来上昇すべきクリーニング電位が
上がらないため、クリーニング部材及び像担持体を介し
て流れる電流の大きさが低下し、クリーニング性能が劣
化するという不具合があった。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、クリーニング電位又
はクリーニング電位と像担持体との電位差が大きくなっ
ても、トナー逆付着が発生しにくく且つクリーニング性
能も低下しないクリーニング装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、転写材にトナー像を転写した後
の像担持体の表面に残留している残留トナーを除去して
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、該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニン
グ部材と、該クリーニング部材に一定電流を供給する定
電流電源と、該クリーニング部材の電位を平均化する電
位平均化手段とを設けたことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１のクリーニン
グ装置において、上記電位平均化手段として、上記クリ
ーニング部材とアースとの間に接続した容量性リアクタ
ンス素子を用いたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項１の発明においては、クリーニング
部材で像担持体上の残留トナーを除去してクリーニング
する際に、定電流電源から該クリーニング部材に一定電
流を供給しているので、一定のクリーニング性能を得る
ことができる。更に、電位平均化手段で該クリーニング
部材の電位を平均化することにより、該電位が急激に変
化しないようにする。

【００１０】請求項２の発明においては、上記クリーニ
ング部材とアースとの間に容量性リアクタンス素子を接
続するという簡単な構成で、該クリーニング部材の電位
を平均化して該電位が急激に変化しないようにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機（以下「複写機」という。）のクリー
ニング装置に適用した一実施形態について説明する。図
１は本実施形態に係るクリーニング装置の概略構成図で
ある。このクリーニング装置において、像担持体として
の負極性ＯＰＣベルト（以下、「感光体ベルト」とい
う。）１は、図示しない駆動ローラ及び従動ローラ２，
３，４に掛け渡され、図示しないバネ等の付勢手段によ
り所定の張力が与えられている。この感光体ベルト１
は、複写機の複写動作時に、上記駆動ローラがモータで
回転駆動されることにより矢印Ａ方向に約４３０ｍｍ／
ｓで移動し、図示しない帯電器で所定の極性（負極性）
に均一に帯電された後、図示しない露光手段により画像
露光を受けて静電潜像が形成される。この静電潜像は図
示しない現像装置により現像されてトナー像となり、マ
イナス電圧が印加された転写帯電器６により図示しない
給紙装置から給送されてきた転写材としての転写紙５に
転写される。この転写紙５は、上記トナー像の転写後に
交流電圧が印加された分離帯電器７により分離され、図
示しない定着装置によりトナー像が定着された後、機外
に排出される。また、上記転写後の感光体ベルト１上に
残留している残留トナーは、その極性及び保持電荷量が
バラバラになっているため、プレクリーニング帯電器８
でプラス電荷が与えられられた後、クリーニング装置９
で除去される。

【００１２】本実施形態に係るクリーニング装置９にお
いては、感光体ベルト１の裏面側にクリーニング対向ロ
ーラ１０が配置され、クリーニングスリーブ１１ａ及び
内蔵のマグネットローラ１１ｂからなるクリーニング部
材としてのクリーニングローラ１１がクリーニング対向
ローラ１０と感光体ベルト１を挟んで対向するように配
置されている。クリーニングスリーブ１１ａは、図示し
ない駆動機構により矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転駆
動され、その外周面には、トナー及びキャリアを含むク
リーニング剤１２がマグネットローラ１１ｂの磁力によ
り担持されて磁気ブラシを形成する。感光体ベルト１は
クリーニング対向ローラ１０により案内され、クリーニ
ングスリーブ１１ａとの間に所定のギャップが形成され
ている。

【００１３】また、上記クリーニングスリーブ１１ａに
は、感光体ベルト１上の残留トナーの帯電極性とは逆極
性（負極性）のバイアス電圧が定電流電源１７から印加
され、これによりクリーニング剤１２中のキャリアが負
極性に帯電される。また、クリーニングスリーブ１１ａ
の回転に伴うクリーニング剤１２のトナーとキャリアと
の摩擦帯電によってもキャリアが負極性に帯電される。
本実施形態では上記定電流電源１７の出力電流値を−２
０μＡに設定している。このようにバイアス電圧が印加
された状態で、クリーニングスリーブ１１ａ上に担持さ
れたクリーニング剤１２からなる磁気ブラシは、感光体
ベルト１上の残留トナーを電気的に吸引しながら除去
（清掃）する。

【００１４】また、上記クリーニングスリーブ１１ａ上
に担持されたクリーニング剤の磁気ブラシに所定のギャ
ップで接するように、トナー回収部材としてのトナー回
収ローラ１３が配置されている。このトナー回収ローラ
１３の芯金部には、トナーの帯電極性とは逆極性のバイ
アス電圧が定電流電源１８から印加され、これによりク
リーニング剤１２中のトナーの一部がトナー回収ローラ
１３に電気的に吸引される。本実施形態では上記定電流
電源１８の出力電流値をは−１０μＡに設定している。
このようにバイアス電圧が印加された状態で、トナー回
収ローラ１３は矢印Ｃ方向（時計方向）に回転し、クリ
ーニングスリーブ１１ａ上の磁気ブラシからトナーを回
収する。トナー回収ローラ１３で回収されたトナーは、
ブレード１４で掻き落とされて、トナー搬送コイル１５
が取り付けられたトナー受けケース１６上に落下し、ト
ナー搬送コイル１５で搬送されて図示しない廃トナーボ
トルに回収される。

【００１５】図２は本実施形態のクリーニング装置の等
価回路図である。図２において、抵抗Ｒ１及びＲ２はそ
れぞれ、クリーニングスリーブ１１ａとトナー回収ロー
ラ１３との間に存在するクリーニング剤１２の抵抗、及
びクリーニングスリーブ１１ａと感光体ベルト１との間
に存在するクリーニング剤１２の抵抗を示す。また、感
光体ベルト１は、基材上に導電層及び有機感光体層を積
層して該導電層の両端部に導電塗料層を設けたものであ
り、この導電塗料層がアースされている。抵抗３は、感
光体ドラム１の抵抗（導電層、有機感光体層および導電
塗料層の抵抗）を示す。定電流電源１７はクリーニング
スリーブ１１ａとアースとの間に接続され、クリーニン
グスリーブ１１ａにバイアス電圧を印加している。ま
た、定電流電源１８はトナー回収ローラ１３の芯金部と
クリーニングスリーブ１１ａとの間に接続されてアース
に対して絶縁され、トナー回収ローラ１３にバイアス電
圧を印加している。図中のＩ１は定電流電源１８から供
給される電流であり、Ｉ２は定電流電源１７から供給さ
れる電流である。

【００１６】また、クリーニングスリーブ１１ａの電位
（クリーニング電位）を平均化する電位平均化手段とし
て、容量性リアクタンス素子（コンデンサ）１９をクリ
ーニングスリーブ１１ａとアースとの間に接続してい
る。上記定電流電源１７から供給される電流Ｉ１は、ク
リーニング剤１２の抵抗Ｒ２および感光体ベルト１の抵
抗Ｒ３を通して流れる電流Ｉ３と、コンデンサ１９を流
れる電流Ｉ４とに分かれる。

【００１７】図３（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、上記
コンデンサ１９として容量Ｃ＝７８０ｐＦおよび１２３
０ｐＦの電解コンデンサを接続したときのクリーニング
電位Ｖｃｌの時間変化の測定結果を示している。この図
３に示すように、上記コンデンサ１９でクリーニング電
位Ｖｃｌを積分して平均化し、コンデンサを接続しない
ときに発生していたＶp-p＝３０〜４０Ｖ程度の鋭く時
間変化する交流成分（図４の比較例参照）が消え、感光
体ベルト１へのトナー逆付着が発生しなくなった。図３
（ｂ）のＣ＝１２３０ｐＦの測定結果では、緩やかな時
間変化成分も消える傾向にあることがわかる。

【００１８】ここで、上記コンデンサ１９の容量Ｃは、
クリーニング電位Ｖｃｌが感光体ベルト１の表面電位に
追従する範囲内で選択するのが望ましく、これにより、
クリーニング性能の低下も防止できる。本実施形態のプ
ロセス条件下では、３０ｐＦ〜１５００ｐＦが最適であ
った。

【００１９】以上、本実施形態に係るクリーニング装置
によれば、上記コンデンサ１９を接続することにより、
クリーニング電位Ｖｃｌから鋭く時間変化する交流成分
を消すことができるので、クリーニング電位（Ｖｃｌ）
の絶対値が大きくなったり、クリーニング剤の劣化等に
よって剤抵抗が上昇して感光体ベルト１の表面電位（Ｖ
ｐｃｃ）とクリーニング電位（Ｖｃｌ）との差Ｖｐｃｃ
−Ｖｃｌが大きくなったりしても、感光体ベルト１への
トナー逆付着が発生しないようになる。更に、定電流電
源１７によりクリーニングスリーブ１１ａに一定電流を
供給できるので、上記クリーニング剤１の電気抵抗が上
昇してもクリーニング性能が低下しない。

【００２０】

【発明の効果】請求項１又は２の発明によれば、クリー
ニング時に定電流電源からクリーニング部材に一定電流
を供給して一定のクリーニング性能を得ることができる
とともに、電位平均化手段で該クリーニング部材の電位
を平均化することにより、該電位が急激に変化しないよ
うになるので、クリーニング電位又はクリーニング電位
と像担持体との電位差が大きくなっても、トナー逆付着
が発生しにくく且つクリーニング性能も低下しないとい
う効果がある。

【００２１】特に、請求項２の発明によれば、上記クリ
ーニング部材とアースとの間に容量性リアクタンス素子
を接続するという簡単な構成で、該クリーニング部材の
電位を平均化して該電位が急激に変化しないようにして
像担持体へのトナー逆付着を未然に防止できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るクリーニング装置の概略構成
を示す正面図。

【図２】同クリーニング装置の等価回路図。

【図３】（ａ）および（ｂ）は同クリーニング装置のク
リーニング電位の時間変化を示すグラフ。

【図４】比較例に係るクリーニング装置のクリーニング
電位の時間変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１ 感光体ベルト １１ クリーニングローラ １１ａ クリーニングスリーブ １１ｂ マグネットローラ １２ クリーニング剤 １３ トナー回収ローラ １４ ブレード １５ トナー搬送コイル １６ トナー受けケース １７ クリーニングスリーブ用定電流電源 １８ トナー回収ローラ用定電流電源 １９ コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】転写材にトナー像を転写した後の像担持体
   の表面に残留している残留トナーを除去してクリーニン
   グする画像形成装置のクリーニング装置において、 該像担持体上の残留トナーを除去するクリーニング部材
   と、 該クリーニング部材に一定電流を供給する定電流電源
   と、 該クリーニング部材の電位を平均化する電位平均化手段
   と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のクリーニング装置において、 上記電位平均化手段として、上記クリーニング部材とア
   ースとの間に接続した容量性リアクタンス素子を用いた
   ことを特徴とするクリーニング装置。