JPH1074028A - 画像形成装置のクリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体などの像担持体の表面に、トナーの添
加剤が付着してその添加剤のフィルミング層が形成さ
れ、そのフィルミング層が障害となって記録画像品質が
低下する。 【解決手段】 感光体１０上にクリーニングブレード２
０とともにファーブラシ２５を押し当て、ファーブラシ
２５に回収ローラ３０を接触し、回収ローラ３０に固形
潤滑剤３５を押し当てる。回収ローラ３０としては、そ
の表面粗さが、十点平均表面粗さＲｚで３μｍ以上２０
μｍ以下のものを用いる。そして、クリーニング時、回
収ローラ３０の回転で固形潤滑剤３５を一定量ずつ削っ
て粉末化し、その粉末潤滑剤を回収ローラ３０上に付着
し、その回収ロ−ラ３０に付着した粉末潤滑剤をファー
ブラシ２５に付着し、さらにそのファーブラシ２５で感
光体１０の表面に付着してその表面上に潤滑剤の薄膜を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機・プリン
タ・ファクシミリやそれらの複合機などの画像形成装置
に適用しうる。詳しくは、そのような画像形成装置にお
いて、像担持体上に形成したトナー画像を用紙に転写し
て後、その像担持体上の残留トナーを除去して像担持体
をクリーニングするクリーニング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば図３に示すような画像形
成装置に、この種のクリーニング装置Ａを備えたものが
ある。そのクリーニング装置Ａには、像担持体である感
光体ａの表面に、クリーニングブレード１を押し当てる
とともにファーブラシ２を回転自在に押し当て、そのフ
ァーブラシ２に回収ローラ３を回転自在に接触し、その
回収ローラ３にスクレーパ４を押し当て、そのスクレー
パ４の下方にトナー排出コイル５を備えていた。

【０００３】そして、感光体ａ上に形成したトナー画像
を転写装置ｂ位置で用紙Ｐに転写した後、感光体ａの表
面をクリーニングするとき、感光体ａ上の残留トナー
を、ファーブラシ２とクリーニングブレード１とで掻き
取るとともに、回収ローラ３にバイアス電圧を印加して
ファーブラシ２に付着したトナーを回収ローラ３の表面
に静電的に吸着して回収し、さらに、回収ローラ３に付
着したトナーをスクレーパ４で掻き落し、トナー排出コ
イル５を回転して外部へと搬送し適宜排出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画像形成装
置では、最近、さらなる高画質化を図るべくトナーの小
粒径化が進み、その小粒径トナーの流動性を確保するた
めに、トナーとしてその母剤に色々な添加剤を混入した
ものを用いる場合が多い。

【０００５】ところが、そのような添加剤を含むトナー
を用いて感光体ａ上に画像を形成すると、経時、その表
面に添加剤が付着して添加剤フィルミング層が形成され
やすくなる。その添加剤フィルミング層は、クリーニン
グブラシ１やファーブラシ２では完全に取り除くことが
できない。そのため、従来、記録時、この添加剤フィル
ミング層が妨げとなって感光体ａの露光障害などが発生
し、その結果、用紙上の記録画像品質が低下するという
課題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記
載の発明は、たとえば図１に示す実施の形態のように、
画像転写後の感光体１０のような像担持体上の残留トナ
ーを、その像担持体に押し当てたクリーニングブレード
２０とファーブラシ２５とで掻き取るとともに、そのフ
ァーブラシ２５に回収ローラ３０を接触し、その回収ロ
ーラ３０を回転しながら該回収ローラ３０にバイアス電
圧を印加して前記ファーブラシ２５に付着したトナーを
前記回収ローラ３０に静電的に吸着する一方、その回収
ローラ３０に付着したトナーを該回収ローラ３０に押し
当てたスクレーパ４０で掻き落してクリーニングを行う
画像形成装置のクリーニング装置１６において、前記回
収ローラ３０の表面粗さを、十点平均表面粗さＲｚで３
μｍ以上２０μｍ以下とし、その回収ローラ３０の表面
に固形潤滑剤３５を押し当ててなる、ことを特徴とす
る。

【０００７】そして、クリーニング時、回収ローラ３０
の回転で固形潤滑剤３５を一定量ずつ削って粉末化し、
その粉末潤滑剤を回収ローラ３０上に付着し、その回収
ロ−ラ３０に付着した粉末潤滑剤をファーブラシ２５に
付着し、さらにそのファーブラシ２５で像担持体の表面
に付着する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、たとえば図１に
示す実施の形態のように、請求項１に記載の画像形成装
置のクリーニング装置１６において、前記固形潤滑剤３
５を、前記回収ローラ３０の回転方向における前記スク
レーパ４０の押当位置ｘより下流で且つ前記ファーブラ
シ２５の接触位置ｙより上流側で、前記回収ローラ３０
に押し当ててなる、ことを特徴とする。

【０００９】そして、回収ローラ３０の回転時、押当位
置ｘでスクレーパ４０によりトナーをきれいに掻き落し
た直後に、常にそのきれいな領域にて固形潤滑剤３５を
削り取って粉末潤滑剤を付着する一方、その粉末潤滑剤
を接触位置ｙにて確実にファーブラシ２５へ付着する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、たとえば図２に
示す実施の形態のように、請求項１または２に記載の画
像形成装置のクリーニング装置１６において、前記回収
ローラ３０を、芯金６０の外周に表面に丸みの付いた多
数の凹凸を連続して形成した第１および第２導電層６１
・６２のような導電層を設けて構成してなる、ことを特
徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の実施の形態につき説明する。図１は、請求項１に記
載の発明のクリーニング装置を備えるレーザ複写機で、
その要部を示す概略構成図である。図中符号１０は、像
担持体であるドラム状の感光体である。感光体１０のま
わりには、その上に設ける帯電装置１１から該感光体１
０の回転方向（図中時計方向）に順に、現像装置１２、
転写装置１３、用紙分離装置１４、転写後帯電装置１
５、クリーニング装置１６、除電装置１７を設ける。ま
た、用紙分離装置１４の図中左側に用紙搬送装置１８を
設け、さらにその左側に定着装置１９を設ける。

【００１２】そして、コピーをとるときは、不図示のコ
ンタクトガラス上に読取り原稿をセットして同じく不図
示のスタートスイッチを押す。しかして、その原稿上の
画像を読み取ると同時に、感光体１０を回転するととも
に、レジストローラ対２２でタイミングをとって感光体
１０の下側へと用紙Ｐを搬送する。そうして、感光体１
０の回転にともない、まずその表面を帯電装置１１で一
様に帯電する。次いで、不図示のレーザ書込み装置でレ
ーザ光Ｌを照射して読み取り内容に応じた書き込みを行
い、感光体１０上に静電潜像を形成する。それから、現
像装置１２位置を通過するとき、トナーを付着してその
潜像を可視像化する。そして、その可視像を、感光体１
０の下側に搬送されてきた用紙Ｐに転写装置１３で転写
し、読取り原稿上の画像を用紙上に記録する。画像記録
後の用紙Ｐは、用紙分離装置１４により感光体１０から
分離し、用紙搬送装置１８で定着装置１９へ搬送し、そ
こで熱と圧力とを加えてその用紙上の記録画像を定着
し、排紙トレイ２３上に排出する。

【００１３】他方、画像転写後の感光体１０は、その表
面の極性と帯電量を転写後帯電装置１５で所定の状態に
コントロールして後、その表面をクリーニング装置１６
でクリーニングする。さらに、感光体１０の表面を、除
電装置１７により除電して静電的に初期化し、次の使用
に備える。

【００１４】さて、上述したクリーニング装置１６は、
詳しくは、その外装ケース２４を感光体１０の軸方向に
長い箱状につくり、感光体１０と対面する図１中右側に
横長な開口２４ａを設ける。そして、その開口下縁の外
装ケース２４に、横長シート状の入口シール部材２６を
取り付け、その入口シール部材２６で開口下縁と感光体
１０間をシールする。一方、開口上縁の外装ケース２４
には、横長板状のクリーニングブレード２０の基端を取
り付け、その先端を開口２４ａを通して感光体１０の表
面に押し当ててなる。また、クリーニングブレード２０
の下方で、外装ケース２４内にファーブラシ２０を設け
てなる。

【００１５】ファーブラシ２５は、たとえばアルミニウ
ム製の管軸２５ａの外周に、導電性繊維の毛を多数放射
状に植設してブラシ部を形成してなる。そして、管軸２
５ａの両端を外装ケース２４の両側板部に取り付けて図
中時計方向に回転自在に支持し、ブラシ部の外周内に感
光体１０を一部喰い込ませた位置に配置してなる。

【００１６】また、ファーブラシ２５には、感光体１０
と反対の側で回収ロ−ラ３０を接触してなる。回収ロ−
ラ３０は、たとえばステンレス製であって、表面を粗面
に加工してなり、両端を外装ケース２４の両側板部で軸
支して図中時計方向に回転自在に設ける。そして、この
回収ローラ３０にバイアス印加装置３３を接続してな
る。

【００１７】しかして、回収ロ−ラ３０の表面には、そ
の真上に固形潤滑剤３５を乗せ、図中左側に、基端を外
装ケース２４に取り付けたスクレーパ４０の先端を押し
当ててなる。スクレーパ４０は、回収ローラ３０の軸方
向に長い、たとえばナイロン系のシート部材からなる。

【００１８】固形潤滑剤３５としては、たとえばステア
リン酸亜鉛を横長な角材状に固形化したものを用いる。
そして、この固形潤滑剤３５の上に保持部材４５を介し
てウエイト部材５０を乗せ、それらを外装ケース２４内
に設ける左右のガイド板３４・３４で挟んで図中上下方
向に移動自在に保持する。

【００１９】保持部材４５は、板金を用いて断面コ形の
横長な箱形状につくり、その箱内に角棒状のウエイト部
材５０を入れる一方、底面に両面接着テープで固形潤滑
剤３５を接着してなる。そして、固形潤滑剤３０を、ウ
エイト部材５０と保持部材４５とともに上から所定の荷
重を加えて回収ローラ３０に押し当ててなる。

【００２０】なお、外装ケース２４内には、回収ローラ
３０の真下に、回収したトナーを外装ケース２４から外
部へ排出するトナー排出コイル５５を図中時計方向に回
転自在に設けてなる。

【００２１】そうして、上述した構成のクリーニング装
置１６では、クリーニング時、トナー排出コイル５５と
ファーブラシ２５とともに回収ロ−ラ３０を回転する一
方、その回収ローラ３０にバイアス印加装置３３からバ
イアス電圧を印加する。

【００２２】そして、感光体１０上に付着した残留トナ
ーを、ファーブラシ２５で機械的に擦り取るとともに、
そのファーブラシ２５をすり抜けるトナーを、クリーニ
ングブレード２０でファーブラシ２５上へ掻き落す。

【００２３】また、ファーブラシ２５は、バイアス電圧
を印加した回収ローラ３０と接触してそれより幾分低圧
のバイアス電圧を保有するため、感光体１０上の残留ト
ナーを、上述のように機械的に擦り取ると同時に、バイ
アス電圧で静電的に吸着して回収する。こうしてファー
ブラシ２５に付着したトナーは、回収ローラ３０に印加
したバイアス電圧で該回収ローラ３０の表面に静電的に
吸着して回収する。

【００２４】さらに、回収ローラ３０に付着した回収ト
ナーは、スクレーパ４０で掻き落す。そして、トナー排
出コイル５５の回転で搬送して外装ケース２４の外部へ
適宜排出する。

【００２５】一方、このクリーニング時、クリーニング
装置１６では、回収ロ−ラ３０の回転で固形潤滑剤３５
を削って粉末化し、その粉末潤滑剤を回収ローラ３０の
表面に付着する。そして、回収ロ−ラ３０に付着した粉
末潤滑剤を、一部を残して大半をファーブラシ２５に付
着する。しかして、ファーブラシ２５に付着した粉末潤
滑剤を、一部を残して大半を移して感光体１１の表面に
付着する。そうして、感光体１０上に付着した潤滑剤
を、その回転で運んで一部をクリーニングブレード２０
でファーブラシ２５上に掻き落す一方、残りを感光体１
０の表面上に塗布して潤滑剤の薄膜を形成する。そし
て、その潤滑剤の薄膜で感光体１０の表面を滑りやすく
してその表面上にトナーに含む添加剤を付き難くし、感
光体１０上に添加剤のフィルミング層が発生することを
阻止する。

【００２６】また、ファーブラシ２５にも、ブラシ部に
粉末潤滑剤を付着したままとするため、このブラシ部に
添加剤を付き難くし、そこに添加剤でフィルミングされ
ることを阻止する。さらに、回収ローラ３０にも、その
表面に粉末潤滑剤を付着したままとするため、同様に、
感光体１０からファーブラシ２５を介して転移する添加
剤で回収ローラ３０の表面がフィルミングされることを
阻止する。

【００２７】そうして、クリーニング装置１６では、固
形潤滑剤３０をウエイト部材５０と保持部材４５ととも
回収ローラ３０上に乗せて、所定の荷重を常に回収ロー
ラ３０に加えるため、その回転で固形潤滑剤３５を一定
量ずつ削り取る。そして、経時、ガイド部材３４・３４
で案内しながら固形潤滑剤３５をほとんどなくなるまで
粉末潤滑剤にして感光体１０の表面へと供給する。

【００２８】しかして、固形潤滑剤３５をほとんど消費
してしまうと、適宜新しいものと交換する。その場合、
たとえば外装ケース２４のウエイト部材５０の上方に開
閉ドアを設け、固形潤滑剤３５を容易に交換できるよう
にするとよい。

【００２９】ところで、上述した固形潤滑剤３５の削り
量は、回収ローラ３０に対する荷重に対応するだけでな
く、固形潤滑剤３５の表面粗さと対応するところも多
い。つまり、回収ローラ３０として、仮に、表面粗さが
比較的細かいもの、たとえば十点平均表面粗さＲｚで３
μｍ未満のものを用いて実験した場合、その表面上の微
細な凹凸が回収ローラ３０に付着した潤滑剤で覆われて
しまい、そのために固形潤滑剤３５を表面の凹凸により
効果的に削ることができず、削り量が減少する。その結
果、経時、コピー枚数が多くなるに従って感光体１０へ
の潤滑剤供給量が低下し、あるコピー枚数になると適量
範囲の下限を下回ってしまうことになる。

【００３０】反対に、回収ローラ３０として、仮に表面
粗さが比較的粗いもの、たとえば表面粗さＲｚが２０μ
ｍを超えるものを用いた場合は、固形潤滑剤３５を削る
ときに、削り過多となり、潤滑剤供給量が適量範囲の上
限を簡単に超えてしまう。また、そのように表面が粗い
とスクレーパ４０の摩耗が激しく、その寿命が著しく短
くなる。さらに、固形潤滑剤３５が欠けたり、異音や振
動を発生してしまう。

【００３１】そこで、請求項１に記載のクリーニング装
置１６では、回収ローラ３０として、その加工後の表面
粗さが、十点平均表面粗さＲｚで３μｍ以上２０μｍ以
下のものを用いる。

【００３２】ところで、請求項２に記載の発明では、た
とえば図１に示した実施の形態のように、請求項１に記
載のクリーニング装置１６において、固形潤滑剤３５
を、回収ローラ３０の回転方向におけるスクレーパ４０
の押当位置ｘより下流で且つファーブラシ２５の接触位
置ｙより上流側で、前記回収ローラ３０に押し当ててな
る、ことを特徴とする。

【００３３】したがって、クリーニング装置１６では、
スクレーパ４０とファーブラシ２５に対し、そのような
相対位置で固形潤滑剤を回収ローラ３０に押し当てるた
め、回収ローラ３０の回転時、押当位置ｘでスクレーパ
４０によりトナーをきれいに掻き落した直後に、常にそ
のきれいな領域にて固形潤滑剤３５を削り取って粉末潤
滑剤を付着する一方、その直後に粉末潤滑剤を接触位置
ｙにて確実にファーブラシ２５へ付着する。

【００３４】なお、上述した回収ローラ３０として、表
面粗さが十点平均表面粗さＲｚで３μｍ以上２０μｍ以
下のものを用いた場合でも、回収ローラ３０表面の微細
な凹部に粉末潤滑剤が入って目詰りを起し、それが原因
で回収ローラ３０の削り能力が経時的に低下するおそれ
がある。

【００３５】そこで、請求項３に記載の発明では、たと
えば上述した図示実施の形態において、請求項１または
２に記載のクリーニング装置１６において、回収ローラ
３０を、芯金の外周に表面に丸みの付いた多数の凹凸を
連続して形成した導電層を設けて構成してなる、ことを
特徴とする。

【００３６】たとえば図３に示すように回収ローラ３０
を構成する。すなわち、ステンレス等の金属製芯金６０
の外周に、導電性接着剤を塗布して第１導電層６１を形
成し、その第１導電層６１上に、ほぼ同じ粒径の金属製
粒子６３を多数ほぼ均一に接着し、さらにその上に導電
性接着剤を塗布して第２導電層６２を形成し、その第２
導電層６２で被覆する。そして、第２導電層６２の表面
に、金属製粒子６３により丸みの付いた多数の凹凸を連
続して形成し、それら凹凸で回収ローラ３０の表面粗さ
を、上述した十点平均表面粗さＲｚで３μｍ以上２０μ
ｍ以下としてなる。なお、導電性接着剤としては、例え
ばカーボンを含んだエポキシ樹脂を用いる。

【００３７】そして、クリーニング時、回収ローラ３０
を回転したとき、その表面がそれぞれ丸みの付いた多数
の凹凸で形成されているため、たとえば凹部内に粉末潤
滑剤が入り込んでも、その凹部の曲面形状によって粉末
潤滑剤が極端な圧力集中を受けることがなく、これによ
り凹部で目詰まりが起り難い。また、凹凸を樹脂製の導
電層６１・６２に有する若干の弾性によっても粉末潤滑
剤の目詰まりを防ぐ効果がある。

【００３８】なお、以上の図示実施の形態では、像担持
体として感光体１０を用いた例を示した。しかし、像担
持体としては、そのような感光体に限らず、たとえば中
間転写ベルト、すなわち感光体上の各色画像を個別に転
写してカラー画像を形成した後、そのカラー画像を一度
に用紙に転写するベルト等であってもよい。

【００３９】

【発明の効果】したがって、請求項１に記載の発明によ
れば、クリーニング時、回収ローラの回転で固形潤滑剤
を削り取り、その回収ローラに付着した粉末潤滑剤をフ
ァーブラシの回転で像担持体の表面に付着して潤滑剤の
薄膜を形成し、その潤滑剤の薄膜で像担持体の表面を滑
りやすくすることで、像担持体の表面にトナーの添加剤
が付着してフィルミングされることを阻止することがで
き、その結果、従来のごとく添加剤フィルミング層が妨
げとなって感光体の露光障害などを発生して用紙上の記
録画像品質が低下することを防止することができる。

【００４０】しかも、この回収ローラとして、表面粗さ
が十点平均表面粗さＲｚで３μｍ以上２０μｍ以下の適
切な大きさのものを用いることから、回収ローラで削り
取る潤滑剤量が常に一定に保たれ、その結果、像担持体
の表面に常時適量の潤滑剤を供給できるようにすること
もできる。また、回収ローラと固形潤滑剤間での摩擦熱
の急激な上昇によって固形潤滑剤の接触面が融化するこ
とを防止したり、表面粗さが大きすぎるために固形潤滑
剤が欠けたり異音や振動が発生したりすることを防止す
ることもできる。

【００４１】請求項２に記載の発明によれば、回収ロー
ラの回転時、スクレーパでトナーをきれいに掻き落した
直後に、常にそのきれいな領域にて固形潤滑剤を削り取
ることになるから、常時、所定の表面粗さ（Ｒｚ＝３μ
ｍ〜２０μｍ）の領域で固形潤滑剤を一定量ずつ削り取
って粉末潤滑剤を付着することができる。そして、その
直後に、回収ローラをファーブラシに接触することによ
り粉末潤滑剤を回収ローラからファーブラシへ確実に付
着することができる。

【００４２】請求項３に記載の発明によれば、この回収
ローラを回転したとき、その表面を丸みの付いた多数凹
凸で所定の表面粗さ（Ｒｚ＝３μｍ〜２０μｍ）に形成
するため、回収ローラの回転時、その表面の微細な凹部
に粉末潤滑剤が入り込んでも、その凹部の曲面形状によ
り粉末潤滑剤が極端な圧力集中を受けることがなく、そ
の凹部で粉末潤滑剤が目詰まりを起すことを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の一実施の形態であるク
リーニング装置を備えるレーザ複写機で、その要部を示
す概略構成図である。

【図２】請求項３に記載の発明の一実施の形態であるク
リーニング装置に備える回収ローラの断面図である。

【図３】従来のクリーニング装置を備える画像形成装置
の要部の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 感光体（像担持体） １６ クリーニング装置 ２０ クリーニングブレード ２５ ファーブラシ ３０ 回収ローラ ３５ 固形潤滑剤 ４０ スクレーパ ６０ 芯金 ６１ 第１導電層（導電層） ６２ 第２導電層（導電層） Ｒｚ 表面粗さ ｘ スクレーパの押当位置 ｙ ファーブラシの接触位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像転写後の像担持体上の残留トナー
   を、その像担持体に押し当てたクリーニングブレードと
   ファーブラシとで掻き取るとともに、そのファーブラシ
   に回収ローラを接触し、その回収ローラを回転しながら
   該回収ローラにバイアス電圧を印加して前記ファーブラ
   シに付着したトナーを前記回収ローラに静電的に吸着す
   る一方、その回収ローラに付着したトナーを該回収ロー
   ラに押し当てたスクレーパで掻き落してクリーニングを
   行う画像形成装置のクリーニング装置において、 前記回収ローラの表面粗さを、十点平均表面粗さＲｚで
   ３μｍ以上２０μｍ以下とし、その回収ローラの表面に
   固形潤滑剤を押し当ててなる、画像形成装置のクリーニ
   ング装置。
2. 【請求項２】 前記固形潤滑剤を、前記回収ローラの回
   転方向における前記スクレーパの押当位置より下流で且
   つ前記ファーブラシの接触位置より上流側で、前記回収
   ローラに押し当ててなる、請求項１に記載の画像形成装
   置のクリーニング装置。
3. 【請求項３】 前記回収ローラを、芯金の外周に表面に
   丸みの付いた多数の凹凸を連続して形成した導電層を設
   けて構成してなる、請求項１または２に記載の画像形成
   装置のクリーニング装置。