JP2002351279A

JP2002351279A - クリーニング装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002351279A
Application number: JP2001160061A
Authority: JP
Inventors: Naomi Sugimoto; 奈緒美杉本; Kenji Sugiura; 健治杉浦
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-05-29
Filing date: 2001-05-29
Publication date: 2002-12-06

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体に付着したトナー以外の異物（トナ
ー添加剤、紙粉等）を除去できるクリーニング装置と画
像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１から残留トナー２２を
除去するために、導電性繊維部材により形成したファー
ブラシ１７を設け、それに接するように導電性で電圧を
印加できる回収ローラ１８を設ける。ファーブラシ１７
の部位へ送られて来た感光体ドラム１上の残留トナー２
２を、まずファーブラシ１７の回転摺擦により捕獲し、
ファーブラシ１７の回転とともに回収ローラ１８へ導
き、回収ローラ１８に印加した電圧により回収ローラ１
８上に静電回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式ある
いは静電記録方式を用いた画像形成装置とそのクリーニ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
画像形成装置においては、より高精度および高精細な画
像が形成できるよう、高解像度を有することが要求され
ている。その達成手段の一つとして、より粒径を小さく
したトナーを用いることが挙げられる。また、従来より
転写率の向上のためにトナーの形状を不定形状からより
球に近い形状のものが使われるようになってきている。
一方、小粒径化時のトナー流動性確保のために、一般的
にはトナーの母剤粒子に対して数種類の添加剤の追加が
行われている。

【０００３】しかしながら、従来のクリーニングブレー
ドのみを用いたクリーニング手段では、球状の小粒径ト
ナーをクリーニングすることは、トナーがすり抜けやす
いことから難しくなり、クリーニング不良が発生しやす
くなる。

【０００４】そこで、クリーニングブレードに変わる手
段として、ファーブラシ及び所定バイアス電圧が印加さ
れた回収ローラとそのスクレーパ部材により構成した、
いわゆるバイアスローラ方式のクリーニング装置が一般
的に用いられるようになってきている。この方式では、
トナーに対しては良好なクリーニング性を得ることがで
きる。

【０００５】ところが、使用するうちに像担持体上にト
ナーの添加剤（シリカ）や転写紙からでる紙粉が付着し
てフィルミング層が形成され、このフィルミング層はブ
ラシロールの摺擦では完全に取り除くことができない。
そのため、クリーニングの妨げとなって感光体の露光障
害等が発生し、その結果、用紙上の記録画像品質が低下
するという問題が発生している。また、帯電工程を接触
帯電方式によって行う際には、接触帯電部材に添加剤が
付着し、帯電を阻害する問題が生じる。

【０００６】このフィルミング層を除去するために、ブ
ラシクリーニングの下流側にクリーニングブレードが用
いられる。ところが、ブラシによるトナークリーニング
性が良いために、ブレードに入力されて潤滑材としての
役割も果たしていたトナーの量が少なくなり、「ブレー
ドめくれ」、「欠け」といった不具合が生じる。一方、
ブラシによるトナー除去の程度を故意に悪化させてブレ
ードに入力するトナー量を多くすると、初期的にはトナ
ーもフィルミングも除去することができ、良いクリーニ
ング性を発揮できるが、経時的には球形のトナーがブレ
ードエッジと像担持体の間に溜まるようになり、ブレー
ドからトナーがすり抜けるようになり、ブレードクリー
ニング不良が発生し、異常画像の原因となる。

【０００７】また、粉砕トナー使用時にクリーニング装
置としてブレードクリーニングを使用して経時的に良好
なクリーニング性能を得ている場合であっても、実際は
トナーより粒径が小さいシリカや紙粉がクリーニングで
きずに像担持体上に留まっていることがある。このクリ
ーニング工程を通過したシリカや紙粉は、感光体クリー
ニングの下流にある帯電工程において、帯電器自体に吸
着してしまう。特に、帯電器にローラを用いた場合に
は、ローラが感光体に接触もしくは近接しているため、
シリカや紙粉の付着が顕著に現れてしまう。

【０００８】また、帯電ローラには電圧が印加されてお
り、感光体との間で放電を起こしている。このため、静
電気力によりシリカや紙粉を帯電ローラに、より一層引
きつけてしまう。シリカや紙粉が帯電ローラ表面に付着
していくと、帯電ローラの見かけの抵抗が高くなる。す
ると、所定の感光体帯電電位を得るためには、帯電ロー
ラに印加するバイアスを通常より高くしなければならな
い。また、一部にシリカや紙粉が付着した場合には印加
バイアスを変化させても帯電電位を均一に制御できず、
帯電ローラの周期を持った帯電ムラが発生し異常画像と
なる。

【０００９】本発明は上記従来の問題点にかんがみ、像
担持体に付着したトナー以外の異物（トナー添加剤、紙
粉等）を除去することができるクリーニング装置及びこ
れを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
画像形成装置に用いるクリーニング装置は、上記目的を
達成するために、主に像担持体上のトナーを除去するク
リーニング手段の下流側で上記像担持体表面に対向する
ようにフィルミング除去部材を接触させ、該フィルミン
グ除去部材と上記像担持体表面の間に放電が起こるよう
な電圧を上記フィルミング除去部材に印加することを特
徴とする。

【００１１】同請求項２に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１のクリーニング装置において、上
記フィルミング除去部材にＡＣ電圧を重畳したＤＣ電圧
を印加することを特徴とする。

【００１２】同請求項３に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１のクリーニング装置において、上
記フィルミング除去部材を上記像担持体に接触させずに
近接配置することを特徴とする。

【００１３】同請求項４に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１または２のクリーニング装置にお
いて、上記フィルミング除去部材が抵抗体であることを
特徴とする。

【００１４】同請求項５に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１または３のクリーニング装置にお
いて、上記フィルミング除去部材が弾性体であることを
特徴とする。

【００１５】同請求項６に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１ないし４のいずれかのクリーニン
グ装置において、上記フィルミング除去部材が回転体で
あることを特徴とする。

【００１６】同請求項７に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項１ないし５のいずれかのクリーニン
グ装置において、上記フィルミング除去部材表面に付着
した異物を除去する清掃手段を有することを特徴とす
る。

【００１７】同請求項８に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項６または７のクリーニング装置にお
いて、上記清掃手段がスクレーパであることを特徴とす
る。

【００１８】同請求項９に係るものは、上記目的を達成
するために、請求項６または７のクリーニング装置にお
いて、上記清掃手段が繊維を植毛したブラシ状であるこ
とを特徴とする。

【００１９】同請求項１０に係る画像形成装置は、像担
持体上の残留トナーをクリーニングする手段が、画像転
写後の上記像担持体上の残留トナーを該像担持体に当
接、摺擦して掻き取るファーブラシであり、該ファーブ
ラシに電圧印加しながら回転する回収ローラを接触さ
せ、上記ファーブラシに付着したトナーを上記回収ロー
ラに静電気的に吸着するとともに、該回収ローラに付着
したトナーをスクレーパで掻き落としてクリーニングを
行うことを特徴とする。

【００２０】同請求項１１に係るものは、上記目的を達
成するために、請求項１０の画像形成装置において、現
像に用いるトナーが球形トナーであることを特徴とす
る。

【００２１】

【発明の実施の形態及び実施例】以下本発明の実施の形
態及び実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明
の実施の対象となる画像形成装置の要部及びその作像工
程を説明するための断面図である。この図１を用いて、
本発明の実施対象となる画像形成装置の全体プロセスを
説明する。

【００２２】本装置は、感光体ドラム１が図中の矢印方
向に例えば２００ｍｍ／秒の速度で回転し、主帯電器２
により一様に帯電させた感光体ドラム１上を原稿読み取
り系及び書き込み系３を介して原稿画像光Ｌによって露
光して静電潜像を形成し、現像装置４によりこの静電潜
像をトナー可視像化する。次に、給紙装置５から給紙経
路５ａを介して感光体ドラム１の回転に同期して送られ
てきた転写紙６上へ、転写器７により感光体ドラム１上
のトナー像を転写する。トナー像を転写された転写紙６
は感光体ドラム１の表面から分離させるが、この際、感
光体ドラム１の表面にわずかに残った転写残留トナー
は、クリーニング前帯電器８により極性及び帯電量を所
定の状態にコントロールした後、クリーニング装置９に
より除去する。クリーニング装置９を通過した後に感光
体ドラム１上に残留する電荷は、除電ランプ１０により
除電する。一方、トナー像を転写されてきた転写紙６
は、転写紙搬送装置１１により定着装置１２に導かれ、
加熱及び加圧を受けてトナー像を定着された状態で排紙
部１３へ排紙される。

【００２３】次に本発明に係るクリーニング装置の一実
施形態の構造及び動作を説明する。図２はクリーニング
装置９を概念的に示す拡大断面図で、フィルミング除去
部材、ファーブラシ、回収ローラの配置状態を示してあ
る。前述した作像工程により、クリーニング前帯電器８
を通過してクリーニング装置９部へ送られて来た感光体
ドラム１上の残留トナーは、入口シール部材１６を越え
て回動するファーブラシ１７の部位に達する。

【００２４】ファーブラシ１７は、導電性繊維部材によ
り形成してあり、このファーブラシ１７に接するように
回収ローラ１８が設けてある。回収ローラ１８にはファ
ーブラシ１７からトナーを吸引するための電圧を印加す
るので導電性であることが必要であるので、その材質と
しては、例えばステンレス等の金属や、その表面の静止
摩擦係数を下げるようにフッ素系樹脂を塗布、または分
散、あるいは金属との共析メッキ処理を施したものが望
ましい。ファーブラシ１７も回収ローラ１８との接触部
を介する形態で、回収ローラ１８に印加されたバイアス
電圧よりも幾分低いバイアス電圧が印加されている状態
となっている。

【００２５】以上の構成により、ファーブラシ１７の部
位へ送られて来た感光体ドラム１上の残留トナー２２
は、まずファーブラシ１７の回転摺擦によりファーブラ
シ１７に捕獲され（図中符号２２ａで示す。）、次にフ
ァーブラシ１７の回転とともに回収ローラ１８へ導か
れ、回収ローラ１８に印加されている電圧により、回収
ローラ１８上に静電回収される。回収ローラ１８上に回
収されたトナーは、回収ローラ１８に接触配置したスク
レーパ部材１９へ回収ローラ１８の回転とともに送ら
れ、スクレーパ部材１９と回収ローラ１８の表面との摺
擦効果により掻き落とされ（図中符号２２ｂで示
す。）、回収ローラ１８の下方に設置されたトナー排出
コイル２０へと落下し、トナー排出コイル２０の回転に
より生ずる搬送作用により、クリーニング装置９の装置
外へ適宜排出される。スクレーパ部材１９のブレード部
材には、例えばナイロン系シート材を用いる。

【００２６】なお、ファーブラシ１７の外径位置接線速
度ｖｆと回収ローラ１８の外径位置接線速度ｖｋとの関
係は、両外径位置接線速度ｖｆ、ｖｋの比をｖｋ≧ｖｆ
×０．８の関係が成立する範囲で条件設定すると望まし
い回収効率となる。即ち、上述のクリーニング装置９に
おいては、上記の範囲で条件設定を行うことにより、外
径位置接線速度ｖｋまたはｖｆを任意に設定しても、フ
ァーブラシ１７から回収ローラ１８へのトナー回収効率
が著しく低下するようなことは発生しない。

【００２７】本願発明者等が行った実験では、以上のよ
うなファーブラシクリーニング方式でクリーニングした
感光体ドラム１には、使用により表面に白色物質が付着
しているのが観察された。その白色物質をＩＲ分析した
結果、シリカや紙粉に起因するピークが検出された。よ
って、この白色物質（図中符号２２ｃで示す。）はシリ
カや紙粉であると考えられる。

【００２８】ファーブラシ１７によるクリーニング部分
を通過して転写残トナーを除去された感光体ドラム１
は、フィルミング除去部材１４との対向部に達する。フ
ィルミング除去部材１４は、図３にその構成の一例とし
て示すように、電源２００に接続した導電性基体２０１
とその周囲の抵抗層２０２を備えている。導電性基体２
０１は、直径が８〜２０ｍｍのステンレス製の円筒であ
る。また抵抗層２０２は、エピクロルヒドリンゴム層と
その表面を覆う樹脂の表面層からなる。または、４フッ
化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化
エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
等のフッ素樹脂を主成分とした、厚み３０〜７００μ
ｍ、表面粗さＲｚが０．２〜２μｍ程度の樹脂チューブ
を用いてもよい。またはその他の均一な帯電を行うこと
が可能な材料を用いてもよい。なおフィルミング除去部
材１４は感光体ドラム１上に接触回転しているので、経
時的な感光体膜の磨耗低減を考慮して弾性体とする。

【００２９】フィルミング除去部材１４は、図示しない
加圧手段によって所定の圧力（例えば５００ｇｆ）で感
光体ドラム１の表面に圧接させる。また本実施形態で
は、特にフィルミング除去部材１４の駆動手段は持た
ず、感光体ドラム１の回転駆動により連れ回り移動する
構成とする。また、フィルミング除去部材１４は、その
長手方向（軸方向）の寸法が最大画像幅Ａ４横（約３０
０ｍｍ）よりも少し長く設定する。

【００３０】フィルミング除去部材１４には上述のよう
に電源２００を接続し、感光体ドラム１とフィルミング
除去部材１４の電位差が放電開始電圧以上になる電圧を
印加する。本実施形態では、クリーニング前帯電器８に
よって、クリーニング前の感光体ドラム１の表面電位を
例えば−３００Ｖに帯電する。これにより、フィルミン
グ除去部材１４と感光体ドラム１の接触部の近傍で放電
が起こり、被帯電面を均一に帯電する。それとともに、
静電気力によりシリカや紙粉がフィルミング除去部材１
４に付着する。

【００３１】なおフィルミング除去部材１４が感光体ド
ラム１に対して連れ回りするので、放電面が次々に移動
していき、ブレード状のフィルミング除去部材を使用し
たときに比べて放電面の劣化を感光体ドラム１の周長に
わたって分散させることができ、感光体ドラム１の表面
劣化を低下させることができる。

【００３２】電源２００による印加電圧にはＡＣ電圧を
用い、例えば周波数１．８ｋＨｚ、ピーク電圧２ｋＶ、
オフセット電圧３００Ｖを印加する。ただし、ＤＣ電圧
印加時のほうがＡＣ電圧重畳タイプに比較して放電生成
物の発生量は少ないので、オゾン、ＮＯｘの発生を抑制
したい場合にはＤＣ電圧を印加するほうが好ましい。な
おシリカや紙粉の付着量は、ＡＣ電圧を重畳したタイプ
の方が大きい。これは、ＡＣ重畳タイプが逆放電をフィ
ルミング除去部材１４と感光体ドラム１との間で起こし
ているため、ＤＣ放電より放電回数が格段に多いためだ
と考えられる。

【００３３】さらにフィルミング除去部材１４は、感光
体ドラム１と接する箇所と反対の箇所に、表面に付着し
たシリカ、紙粉等の異物を除去する清掃部材を備えてお
り、フィルミング除去部材１４の表面からシリカ、紙粉
を除去してフィルミング除去部材の放電を安定化してい
る。

【００３４】すなわち図２に示すように、フィルミング
除去部材１４にスクレーパ１５に押し当てて、シリカや
紙粉をフィルミング除去部材１４から除去できるように
してある。スクレーパ１５の材質としては、導電性のス
ポンジ、導電性ゴム、導電性ブラシが好ましい。またス
クレーパ１５を、脱着、交換可能とし、劣化しても交換
できるようにしてシリカや紙粉の除去効果を確実なもの
とすることが望ましい。

【００３５】ところで、上記実施形態において、フィル
ミング除去部材１４表面の静止摩擦係数が十分に小さい
場合には感光体ドラム１と連れ回りしなくなることもあ
り得るので、安定な接触状態を得るために駆動手段を設
けてもよい。その場合、フィルミング除去部材１４は感
光体ドラム１の進行方向と同方向に回転駆動する。

【００３６】連れ回りでない構成を採用するときは、フ
ィルミング除去部材１４の長手方向両端部にスペーサを
設け、これらスペーサを感光体ドラム１両端部の非画像
形成領域に当接させることで、感光体ドラム１表面の被
帯電面とフィルミング除去部材１４表面の帯電面との間
に空隙を形成し、感光体ドラム１の表面が磨耗劣化しな
いようにすることができる。その場合、感光体ドラム１
とフィルミング除去部材１４の最近接部での距離は５〜
１００μｍになるように保持する。この最近接距離は、
さらに好ましくは、１０〜７０μｍに設定するとよい。
さらに、この例では、フィルミング除去部材１４の硬度
はＪＩＳ−Ａで３０〜８０度程度でよいが、感光体ドラ
ム１に接触させる必要がないので、その耐久性を考慮す
ると、６０〜８０度もしくはそれ以上の硬度でもよい。

【００３７】次に、シリカや紙粉をフィルミング除去部
材１４から除去するための清掃手段をフィルミング除去
部材に対向配置する例について説明する。なお以下の説
明では、フィルミング除去部材１４に清掃手段を接触さ
せる例について説明するが、微小ギャップを保てる場
合、フィルミング除去部材１４と清掃手段とが非接触で
あってもよいことはもちろんである。

【００３８】図４は、清掃手段を回転可能とした例を示
す断面図である。図示の清掃手段１５ａは、ステンレス
製の金属棒４０２の表面に導電性のゴム層４０３を設け
たローラ状の構成を有する。材質はフィルミング除去部
材１４と同じものでよく、そしてフィルミング除去部材
と同様に回転可能なものとする。

【００３９】ところで、このような清掃手段１５ａとフ
ィルミング除去部材１４のそれぞれの周長は、たがいに
整数倍にならないようにするのがよい。整数倍にする
と、フィルミング除去部材１４と清掃手段１５ａの同じ
位置同士が接触し続け得るので、シリカや紙粉が特定の
面に集中してしまい、清掃手段１５ａの性能にムラが生
じてしまい、シリカ等の除去性能が低下してしまうため
である。

【００４０】清掃手段１５ａに、ローラ形状の導電性ス
ポンジを用いてもよい。スポンジは、その表面が多孔質
のため、シリカや紙粉を確実に保持するので、清掃手段
１５ａに一度付着したシリカや紙粉がフィルミング除去
部材１４に再付着することがないためである。

【００４１】図５は、清掃手段を導電性ブラシからなる
ローラ形状のものとした例を示す断面図である。この例
の清掃手段１５ｂは、ステンレス製の金属棒４０２の表
面に、導電性繊維４０１を植毛した基布を巻き付けて構
成したものである。もちろんブラシ帯電用のブラシを用
いてもよいが、いずれにしてもフィルミング除去部材１
４と同様に回転可能とする。

【００４２】図６は、図５に示したような清掃手段１５
ｂに電源２２０からバイアス電圧を印加した例を示す断
面図である。バイアスとしては、シリカを引き付けやす
いように、フィルミング除去部材１４に印加する電圧よ
りもプラス側の電圧を印加し、両者の間で放電を起こさ
せるほうがよい。この例のように清掃手段１５ｂに電圧
を印加すると、清掃手段１５ｂとフィルミング除去部材
１４の間の放電を適切にコントロールできるので、シリ
カや紙粉を確実に除去できる。

【００４３】＜実験例１＞本願発明者等は、本実施形態
を用いて清掃手段の電気的な接続条件による効果を確か
めるため、次のような実験を行った。上述した第１の実
施形態に係る装置を搭載したクリーニング装置を画像形
成装置に設置し、フィルミング除去部材には感光体ドラ
ムの回転に同期して電圧（周波数：１．８ｋＨｚ、ピー
ク電圧：２ｋＶ、オフセット電圧：３００Ｖ印加）を印
加し、画像面積率６％の原稿チャートを用いて画像の連
続出力（５０００枚コピー）を行い、感光体ドラムから
フィルミング除去部材にシリカや紙粉が付着することを
確認した。清掃手段には図５に示した例のように回転可
能でブラシ形状のローラを用いた。ブラシには、絶縁体
のブラシ、中抵抗のブラシの２種類を用意した。清掃手
段をフィルミング除去部材との接触部において同じ線速
度で反対方向に回転させるようにして図７に記載のよう
な条件（フロートの場合／フィルミング除去部材との電
位差が放電開始電圧以下の電圧を印加した場合／フィル
ミング除去部材との電位差が放電開始電圧以上の電圧を
印加した場合の３種類）で電圧を印加し、連続コピーを
行った。その後、フィルミング除去部材を取り出して表
面を拡大観察した結果も図７に示す。図からわかるよう
に、清掃手段に対してフィルミング除去部材との電位差
が放電開始電圧以上になるような電圧を印加した場合の
ほうが、クリーニング効果が大きいことがわかる。つま
り、清掃手段の放電によってフィルミング除去手段から
シリカや紙粉を除去できるといえる。

【００４４】なお、フィルミング除去部材と清掃手段が
非接触とする場合、両者を近接させるためのスペーサ部
材は、フィルミング除去部材の両端部にフィルムを巻き
付けて形成できる。このようなフィルム材からなるスペ
ーサは、フィルミング除去部材１４に接触させ、フィル
ミング除去部材１４と清掃部材の間に所望のギャップを
生じさせる。そして、清掃部材に電圧（ＤＣもしくはＡ
Ｃ重畳タイプの電圧）を印加して、フィルミング除去部
材１４と清掃部材とのギャップに生じる放電により、フ
ィルミング除去部材からシリカや紙粉等の異物を除去す
る。このように清掃部材を構成した場合、フィルミング
除去部材１４から非接触で静電気的な力でシリカや紙粉
を除去できるので、フィルミング除去部材１４の表面が
シリカや紙粉で埋まるのを防ぐことができ、フィルミン
グ除去部材１４の放電を安定して起こすことができる。

【００４５】図８は本発明に係るクリーニング装置の他
の実施形態の概念的に示す拡大断面図である。本実施形
態でのフィルミング除去部材１４の清掃は、フィルミン
グ除去部材１４用と清掃部材１５用の電源２３０を共通
にした例である。この実施形態では、フィルミング除去
部材１４に電圧が印加されるモードと清掃部材１５に電
圧が印加されるモードとを設けることにより、感光体ド
ラム１上のフィルミング除去を行う場合は、フィルミン
グ除去部材１４に電圧を印加し、フィルミング除去部材
１４の表面からシリカや紙粉を除去する場合には清掃部
材１５への電圧印加を行うことにより、電源２３０から
ので電圧印加先を切り替えて用いることができ、電源コ
ストを抑えることができる。また、両者のうちどちらに
電圧を印加するかは感光体ドラム１に対向してフォトセ
ンサーを配置し、その出力によって決めるようにするこ
とができる。

【００４６】すなわち、感光体ドラム１が新品時の反射
率をｒ０、感光体ドラム１の回転時間ｔ後のドラム表面
の反射率をｒｔとし、フィルミング層が形成された場合
の反射率ｒ１の関係はｒ０＜ｒ１となり、フィルミング
除去部材１５によってフィルミングが除去されると反射
率がｒ０に戻ることを利用して、反射率記憶手段に反射
率ｒ０を記憶させ、時間ｔ、例えば感光体ドラム１回転
時間１時間ごとに感光体ドラム１の表面の反射率ｒｔを
測定し、反射率ｒ１と比較する。ｒｔ≧ｒ１の関係を検
知した、あるいは検知精度によってはｎ回連続検知した
場合、感光体ドラム１の回転のタイミングに従って、ｒ
ｔ＜ｒ１の関係に戻るまでフィルミング除去部材１５に
電圧を印加するように設定する。このときの感光体ドラ
ム１の回転時間と感光体ドラム１の表面の反射率との関
係を図９に示す。そして、フィルミング除去部材１４に
電圧が印加されていない間は清掃手段１５に電圧を印加
するようにして、フィルミング除去部材１４から異物を
除去する。

【００４７】＜実験例２＞本願発明者等は、本実施形態
を用いて清掃手段によるシリカや紙粉のクリーニング効
果を確かめるため、次のような実験を行った。上述した
他の実施形態に係る装置を搭載したクリーニング装置を
画像形成装置に設置し、作像スタート時には清掃手段に
は電圧を印加せず、フィルミング除去部材のみに電圧を
印加し、感光体ドラムの表面に対向設置したフォトセン
サーの反射率をオシロスコープにより電圧換算でモニタ
ーしながら、画像面積率６％の原稿チャートを用いて画
像の連続出力（５０００枚コピー）を行い、感光体ドラ
ムからフィルミング除去部材にシリカや紙粉が付着する
ことを確認した。このときの反射率はｒ１よりも大きく
なっていた。

【００４８】次に清掃手段に電圧を印加し、フィルミン
グ除去部材には電圧を印加しないようにして画像の連続
コピーを行った。清掃手段には図５に示す回転可能でブ
ラシ形状のローラを用いた。ブラシは、絶縁体のブラ
シ、中抵抗のブラシの２種類を用意した。清掃手段をフ
ィルミング除去部材との接触部において同じ線速度で反
対方向に回転させるようにして表２に記載の印加条件で
電圧を印加した。清掃手段に電圧印加後１００枚コピー
後、フィルミング除去部材を取り出して表面を拡大観察
した結果を図１０に示す。

【００４９】図示のように、絶縁性ブラシをフィルミン
グ除去部材に回転させながら接触させただけでは、フィ
ルミング除去は行えなかった。また、中抵抗ブラシを接
触した場合でも放電が行われないような電圧印加条件で
はフィルミング除去はできなかった。しかしながら、中
抵抗ブラシに放電開始電圧（約５５０Ｖ以上）の電圧を
印加した場合（図１０中のＮｏ．３、４の場合）にはＤ
Ｃ電圧とＡＣ電圧とで除去率の差はあるものの、シリカ
除去が行われた。

【００５０】さらに、異形（粉砕）トナーとその球形化
処理を行ったトナーとで同じ方法で像担持体上に作像
し、転写器で転写した後の像担持体上の残トナーの比較
実験を行った。母体はポリオール樹脂、体積平均粒径は
両トナーとも７μｍで、同じ作像条件（帯電、露光、現
像）で感光体ドラム上にベタ画像を作像した後、ベルト
転写器に電圧を印加することにより中間転写体にトナー
像を転写した。現像トナーの単位面積あたりの付着量は
同じになるように現像バイアスを調整した。現像トナー
付着量Ｍ１と中間転写体に転写された転写トナー付着量
Ｍ２を吸引治具により測定し、転写残トナー付着量Ｍ３
と、転写率（＝Ｍ２／Ｍ１×１００［％］）を算出し、
グラフにしたものが図１１、図１２である。横軸は両図
とも転写電圧である。図１１からわかるように、感光体
ドラム上に残った転写残トナー量は球形トナーのほうが
少なかった。したがって、クリーニング装置に入力され
るトナー量は球形トナーのほうが少ないといえる。一般
にクリーニング装置に入力するトナー量は少ないほうが
装置への負担が少なく、長寿命が図れるため、球形トナ
ーを用いることにより、装置の長寿命化が図れることに
なる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の請求項１に係るクリーニング装
置は、以上説明してきたように、フィルミング除去部材
の放電により像担持体表面からシリカや紙粉を除去する
ことができるという効果がある。

【００５２】同請求項２に係るクリーニング装置は、以
上説明してきたように、ＡＣ電圧を重畳することによっ
て放電が安定して起こり、フィルミング除去を安定して
行うことができるという効果がある。またプラス側に大
きなＤＣ電圧を印加しなくてもＡＣ電圧のピーク電圧を
大きくすることにより放電するので、像担持体がプラス
に帯電することがなく、光以外のＯＰＣの除電手段を必
要としないので新たなコストが発生しないという効果も
ある。

【００５３】同請求項３に係るクリーニング装置は、以
上説明してきたように、フィルミング除去部材が像担持
体表面と接触しないので、像担持体表面の磨耗劣化を防
止できるという効果がある。また、フィルミング除去部
材の硬度が高くても使用できるので、材料選択の幅が広
がるという効果がある。

【００５４】同請求項４に係るクリーニング装置は、以
上説明してきたように、フィルミング除去部材を抵抗体
にすることで、フィルミング除去部材と像担持体との間
の放電が安定し、金属を用いたときのようにフィルミン
グ除去部材を破壊するほどのエネルギーの大きな放電が
生じないし、また絶縁体のようにチャージアップも生じ
ないので、放電を安定して起こすことができるという効
果がある。

【００５５】請求項５に係るクリーニング装置は、以上
説明してきたように、フィルミング除去部材を弾性体と
することで、像担持体表面との接触時の磨耗を低減する
ことができるという効果がある。

【００５６】請求項６に係るクリーニング装置は、以上
説明してきたように、フィルミング除去部材を回転体に
すると、放電面が同一面でなくなり、ブレード等の形状
と比較すると寿命を長くすることができるという効果が
ある。

【００５７】請求項７に係るクリーニング装置は、以上
説明してきたように、フィルミング除去部材表面に付着
した異物を除去するので、像担持体表面に再付着するこ
とがないという効果がある。

【００５８】請求項８に係るクリーニング装置は、以上
説明してきたように、簡単な構成でフィルミング除去部
材表面から異物を除去できるという効果がある。

【００５９】請求項９に係るクリーニング装置は、以上
説明してきたように、ブラシ状の清掃手段でソフトに摺
擦することにより、異物を除去するので、フィルミング
除去部材の硬度が低い場合にも異物が埋まって取れなく
なることがないという効果がある。

【００６０】請求項１０に係る画像形成装置は、以上説
明してきたように、球形トナーのクリーニングの際に有
利なブラシクリーニングを用いた際に課題となるシリ
カ、紙粉のフィルミングを除去することができるという
効果がある。

【００６１】請求項１１に係る画像形成装置は、以上説
明してきたように、球形トナーは異形トナー（粉砕トナ
ー）と比較して転写率が高いのでブラシクリーニングへ
のトナー入力量を低減でき、ブラシの経時劣化を遅らせ
長寿命化が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の対象となる画像形成装置の要部
及びその作像工程を説明するための断面図である。

【図２】図１に示すクリーニング装置を概念的に示す拡
大断面図である。

【図３】フィルミング除去部材の構成例を示す断面図で
ある。

【図４】清掃手段を回転可能とした例を示す断面図であ
る。

【図５】清掃手段を導電性ブラシからなるローラ形状の
ものとした例を示す断面図である。

【図６】図５に示したような清掃手段に電源からバイア
ス電圧を印加した例を示す断面図である。

【図７】本願発明者等が行った実験の条件と結果を示す
図である。

【図８】本発明に係るクリーニング装置の他の実施形態
の概念的に示す拡大断面図である。

【図９】感光体ドラム回転時間と感光体表面の反射率の
関係と、フィルミング除去部材に電圧を印加した場合の
反射率の推移を示す図である。

【図１０】本願発明者等が行った他の実験の条件と結果
を示す図である。

【図１１】転写電圧に対する粉砕トナーと球形トナーの
転写残トナー量の関係を示す図である。

【図１２】転写電圧に対する粉砕トナーと球形トナーの
転写率の関係を示す図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２主帯電器３書込手段４現像装置５給紙経路６転写紙７転写器８クリーニング前帯電器９クリーニング装置１０除電ランプ１１転写紙搬送装置１２定着装置１３排紙部１４フィルミング除去部材１５スクレーパ（清掃部材）１５ａ、１５ｂ清掃手段１６入口シール部材１７ファーブラシ１８回収ローラ１９スクレーパ部材２０トナー排出コイル２２残留トナー２２ａファーブラシに捕獲されたトナー２２ｂ掻き落とされたトナー２２ｃ感光体ドラムに付着した白色物質２００電源２０１導電性基体２０２抵抗層４０２金属棒４０３導電性のゴム層２２０電源２３０電源Ｌ露光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成装置に用いるクリーニング装置
において、主に像担持体上のトナーを除去するクリーニ
ング手段の下流側で上記像担持体表面に対向するように
フィルミング除去部材を接触させ、該フィルミング除去
部材と上記像担持体表面の間に放電が起こるような電圧
を上記フィルミング除去部材に印加することを特徴とす
るクリーニング装置。
【請求項２】請求項１のクリーニング装置において、
上記フィルミング除去部材にＡＣ電圧を重畳したＤＣ電
圧を印加することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】請求項１のクリーニング装置において、
上記フィルミング除去部材を上記像担持体に接触させず
に近接配置することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】請求項１または２のクリーニング装置に
おいて、上記フィルミング除去部材が抵抗体であること
を特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】請求項１または３のクリーニング装置に
おいて、上記フィルミング除去部材が弾性体であること
を特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】請求項１ないし４のいずれかのクリーニ
ング装置において、上記フィルミング除去部材が回転体
であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】請求項１ないし５のいずれかのクリーニ
ング装置において、上記フィルミング除去部材表面に付
着した異物を除去する清掃手段を有することを特徴とす
るクリーニング装置。
【請求項８】請求項６または７のクリーニング装置に
おいて、上記清掃手段がスクレーパであることを特徴と
するクリーニング装置。
【請求項９】請求項６または７のクリーニング装置に
おいて、上記清掃手段が繊維を植毛したブラシ状である
ことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】像担持体上の残留トナーをクリーニン
グする手段が、画像転写後の上記像担持体上の残留トナ
ーを該像担持体に当接、摺擦して掻き取るファーブラシ
であり、該ファーブラシに電圧印加しながら回転する回
収ローラを接触させ、上記ファーブラシに付着したトナ
ーを上記回収ローラに静電気的に吸着するとともに、該
回収ローラに付着したトナーをスクレーパで掻き落とし
てクリーニングを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】請求項１０の画像形成装置において、
現像に用いるトナーが球形トナーであることを特徴とす
る画像形成装置。