JP2010032586A - 像担持体のクリーニング装置、クリーニング方法、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写後に像担持体に残留する外添剤を効果的に除去しつつ、小電源で低コスト化
を図る。
【解決手段】転写後に感光体２の電位を除電光で除電する除電装置３と、所定のバイアス
が印加されて感光体２との間に電界を形成することで、少なくとも、除電された感光体２
上に残留する転写残りトナーを静電気的に除去するブラシローラ４ａと、画像形成時と非
画像形成時とで除電装置３の除電光量を変化させる制御手段とを備える、感光体２のクリ
ーニング装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、転写後に残留する転写残りトナーや外添剤を除去する像担持体のクリーニン
グ装置、クリーニング方法、およびこのクリーニング装置を備えた、静電複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の電子写真装置からなる画像形成装置の技術分野に関する。

従来、画像形成装置においては、画像形成時に転写後の残留トナーを第１のブラシロー
ラで所定極性に帯電し、次いで帯電された残留トナーを第２のブラシローラで電気的に吸
着して感光体から除去し、画像形成工程終了後、第１のブラシローラに印加される電圧の
極性をそれ以前の極性に対して反転させて、第１および第２のブラシローラ間にある残留
トナーを第１ブラシローラにより除去する感光体のクリーニング方法および装置が提案さ
れている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３０５０６８９号公報。

特許文献１に記載の感光体のクリーニング方法および装置では、非画像形成時と画像形
成時とで、第１のブラシローラに印加されるバイアスの極性を変えている。このため、非
画像形成時と画像形成時とで、第１のブラシローラのバイアスを大きく変更させる必要が
ある。したがって、大きな電源を用いなければならず、コストが高いばかりでなく、ノイ
ズが発生するという問題が考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、転写後に像担
持体に残留する外添剤を効果的に除去しつつ、小電源で低コスト化を図ることのできる像
担持体のクリーニング装置、クリーニング方法、および画像形成装置を提供することであ
る。

前述の課題を解決するために、本発明に係る担持体のクリーニング装置、クリーニング
方法、および画像形成装置では、画像形成時と非画像形成時とで除電部材の除電光量を変
化させている。これにより、画像形成時と非画像形成時とで像担持体と導電性部材との間
の電界の方向が変更され、画像形成時は像担持体の転写残りトナーや外添剤を導電性部材
に除去でき、非画像形成時は導電性部材の転写残りトナーや外添剤を像担持体に移動させ
て導電性部材から除去できる。すなわち、像担持体を効果的にクリーニング可能となると
ともに導電性部材の汚れも効果的に抑制できる。したがって、像担持体のクリーニングお
よび帯電をともに良好に維持できるので、長期にわたって良好な画質の画像を形成するこ
とができる。
特に、画像形成時と非画像形成時とで、導電性部材に印加するバイアスを画像形成時に
使用されるトナーの極性と同極性で、かつ像担持体と導電性部材との間の電界の方向を変
えるように制御することで、像担持体の転写残りトナーや外添剤をより一層効果的に除去
できる。

また、像担持体のクリーニング時（非画像形成時）に導電性部材のバイアスの極性を変
える必要はないので、バイアスの変化が小さく、その分電源を小さくできるとともにコス
トを低減でき、しかもノイズの発生を抑制できる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す
図である。また、トナーは、トナー母粒子とこのトナー母粒子に外添される外添剤とを有
している。
この例の画像形成装置１においては、負帯電トナーを用いて画像形成が行われる。もち
ろん、正帯電トナーを用いて画像形成を行うこともできる。以下の説明では、画像形成装
置１は負帯電トナーを用いるものとして説明するが、正帯電トナーを用いる場合には、以
下の説明の各部材の帯電の電位を逆極性とすればよい。

図１に示すように、この例の画像形成装置１は静電潜像およびトナー像が形成される像
担持体である感光体２を備えている。この感光体２は感光体ドラムからなり、従来公知の
感光体ドラムと同様に円筒状の金属素管の外周面に所定膜厚の感光層が形成されている。
この感光体２における金属素管には、例えばアルミニウム等の導電性の管が用いられると
ともに、感光層には、従来公知の有機感光体が使用される。

感光体２の周囲には、除電装置３、クリ−ニング装置４、帯電装置５、露光装置６、現
像装置７、および転写装置８が、それぞれこれらの順に感光体２の回転方向Ａ（図１では
、時計回り）に沿って配設されている。更に図示しないが、この例の画像形成装置１は、
感光体２、除電装置３、クリ−ニング装置４、帯電装置５、露光装置６、現像装置７、お
よび転写装置８を制御する電子制御装置（制御手段）を備えている。
除電装置３は、転写後の感光体２の電位を除電光で除電する。その場合、この除電装置
３には、従来公知の除電装置を用いることができる。

クリーニング装置４は、回転可能に設けられたブラシローラ４ａを有している。この第
２ブラシローラ４ａは多数のブラシ毛４ｂを有しており、これらのブラシ毛４ｂが感光体
２の表面に当接して配設されている。このブラシローラ４ａの一例として、ブラシ毛３ｂ
は、材料が６ナイロン、繊度が２２０Ｔ／９６Ｆ、密度２４０ｋｆ／ｉｎｃｈ²、原糸抵
抗が７.１ＬｏｇΩ、パイル長が５ｍｍであり、また、帯電ブラシローラ３ａの感光体２
の軸方向に沿う長さ）は３００ｍｍある。このブラシローラ４ａには東英産業株式会社製
のブラシローラを用いることができる。

ブラシローラ４ａには、トナーと同極性の負の直流（ＤＣ）のバイアスＶ₁（Ｖ）が印
加される。その場合、バイアスＶ₁（Ｖ）はブラシ毛４ｂと感光体２の表面との間に放電
が生じない、つまり放電限界を超えない大きさのバイアスに設定されている。そして、ブ
ラシローラ４ａにバイアスＶ₁（Ｖ）が印加されることで、感光体２とブラシローラ４ａ
との間に電界が形成される。ブラシローラ４ａの回転制御およびバイアス印加の制御は、
電子制御装置で行われる。なお、クリーニング装置４には、ブラシローラ以外にゴムロー
ラ等を用いることができる。

帯電装置５は感光体２の表面を、画像形成時に設定される所定の電位に帯電する。この
帯電装置５には、従来公知の帯電装置を用いることができる。同様に、露光装置６、現像
装置７、および転写装置８には、それぞれ、従来周知慣用の露光装置、現像装置、および
転写装置を用いることができる。

ところで、この例の画像形成装置１では、電子制御装置によって除電装置３の除電光量
が画像形成時と非画像形成時とで変化するように制御される。また、電子制御装置によっ
て、ブラシローラ４ａに印加するバイアスＶ₁（Ｖ）が、画像形成時と非画像形成時とで
、画像形成時に使用されるトナーの極性と同極性でかつ感光体２とブラシローラ４ａとの
間の電界の方向を変えるように制御される。そして、これにより、画像形成時は転写工程
終了後に感光体２の表面に残留する転写残りトナーや外添剤がブラシローラ４ａへ移動し
、非画像形成時はブラシローラ４ａに移動した転写残りトナーや外添剤が感光体２へ移動
するように制御されるようになっている。

次に、この例の画像形成装置１の動作について説明する。
画像形成装置１の画像形成動作が開始されると、感光体２が回転され、帯電装置５によ
って感光体２の表面が一様に帯電される。次いで、露光装置６によって感光体２の表面が
露光されて像の書込みが行われ、感光体２上に負極性電位が低下した静電潜像が形成され
る。この感光体２上の静電潜像が現像装置７からの所定の電位に帯電されたトナーによっ
て現像され、感光体２上にトナー像が形成される。感光体２上のトナー像は、転写装置８
による転写工程で紙等の転写材や中間転写媒体等の転写媒体９に転写される。従来の画像
形成装置と同様に、転写媒体９が紙等の転写材である場合には、図示しない定着装置によ
って定着されて転写材に定着画像が形成される。また、転写媒体９が中間転写媒体である
場合には、中間転写媒体上に転写されたトナー像が第２の転写装置（不図示）によって更
に転写材に転写された後、前述と同様に定着装置によって定着されて転写材に定着画像が
形成される。

転写工程終了後、除電装置３からの画像形成時に設定される光量の除電光によって除電
され、感光体２の表面電位は絶対値で低下する。また、ブラシローラ４ａに画像形成時に
設定される所定のバイアスＶ₁（Ｖ）が印加されることで、感光体２とブラシローラ４ａ
との間に電界が形成される。これにより、転写工程終了後に、感光体２上に残留する転写
残りトナーや外添剤が、静電気的にブラシローラ４ａの方へ引き寄せられる。そして、引
き寄せられたトナーはブラシ毛４ｂに付着する。
次いで、帯電装置５によって感光体２の表面が再び一様に帯電される。こうして、次の
画像形成動作が行われる。

一方、電子制御装置は、非画像形成時に感光体２をクリーニングするために画像形成装
置１を駆動する。このとき、除電装置３の除電光量が画像形成時の除電光量に対して変化
されるとともに、ブラシローラ４ａに印加するバイアスＶ₁（Ｖ）が、前述の電界の方向
が画像形成時と逆方向になるように制御される。これにより、ブラシローラ４ａのブラシ
毛４ｂに付着したトナーは、感光体２の方へ引き寄せられる。そして、感光体２に移動し
たトナーは、転写装置８で転写されて除去される。

この例の画像形成装置１によれば、画像形成時と非画像形成時とで除電装置３の除電光
量を変化させている。これにより、画像形成時と非画像形成時とで感光体２とブラシロー
ラ４ａとの間の電界の方向が変更され、画像形成時は感光体２の転写残りトナーや外添剤
をブラシローラ４ａに除去でき、非画像形成時はブラシローラ４ａの転写残りトナーや外
添剤を感光体２に移動させてブラシローラ４ａから除去できる。すなわち、感光体２を効
果的にクリーニング可能となるとともにブラシローラ４ａの汚れも効果的に抑制できる。
したがって、感光体２のクリーニングおよび帯電をともに良好に維持できるので、長期に
わたって良好な画質の画像を形成することができる。

特に、画像形成時と非画像形成時とで、ブラシローラ４ａに印加するバイアスを画像形
成時に使用されるトナーの極性と同極性で、かつ感光体２とブラシローラ４ａとの間の電
界の方向を変えるように制御することで、感光体２の転写残りトナーや外添剤をより一層
効果的に除去できる。

また、感光体２のクリーニング時（非画像形成時）にブラシローラ４ａのバイアスＶ₁
（Ｖ）の極性変える必要はないので、バイアスＶ₁（Ｖ）の変更を小さくでき、その分電
源を小さくできるとともにコストを低減でき、しかもノイズの発生を抑制できる。
なお、図１に示すようにこの例の画像形成装置１における除電装置３とクリーニング装
置４とは互いに異なるように示されているが、以上の説明から明らかなように除電装置３
はクリーニング機能を有している。したがって、クリーニング装置４に除電装置３も含ま
れる構成としてもよい。

図２は、本発明の画像形成装置の実施の形態の他の例を模式的にかつ部分的に示す図で
ある。
図２に示すように、この例の画像形成装置１は図１に示す帯電装置５が設けられない。
そして、この例の画像形成装置１では、クリーニング装置４のブラシローラ４ａが感光体
２の帯電も行うようになっている。すなわち、クリーニング装置４のブラシローラ４ａは
、帯電装置の帯電ブラシローラとしても構成されている。
この例の画像形成装置１の他の構成は、図１に示す例の画像形成装置１と同じである。
また、この例の画像形成装置１の作用効果も、感光体２の帯電が異なるだけで図１に示す
例の画像形成装置１と同じである。

次に、本発明のクリーニング装置４および画像形成装置１における各バイアスの実施例
１ないし３、および比較例１について説明する。その場合、実施例１ないし３、および比
較例１は、いずれも、セイコーエプソン株式会社製カラープリンタＬＰ９０００Ｃ（放電
開始電圧Ｖｔｈ（Ｖ）：−６００Ｖ）を一部改造して適用した場合の実施例および比較例
である。
実施例１について表１に示す。

実施例１は、図１に示す例の画像形成装置において負帯電プロセスの転写残りトナー（
正帯電トナー）を用いた例である。表１に示すように、この実施例１では、画像形成時に
は、除電装置３をＯＮにする。これにより、転写工程後に感光体２が除電装置３からの除
電光により除電され、感光体表面電位がおおよそ−２０Ｖとなる。また、ブラシローラ４
ａにー３００Ｖのバイアスが印加されて、転写残りトナーや外添剤が感光体２からブラシ
ローラ４ａに移動する。

一方、画像形成終了後の非画像形成時には、除電装置３をＯＦＦにする。これにより、
除電装置３からの除電光が消滅する。すなわち、非画像形成時は、除電装置３の除電光量
が画像形成時に対して変更される。したがって、感光体２が除電されず、感光体表面電位
がおおよそ−３００Ｖとなる。また、ブラシローラ４ａにー１００Ｖのバイアスを印加す
る。すなわち、非画像形成時は、ブラシローラ４ａの印加バイアスが画像形成時に対して
同極性の状態で変更される。すると、非画像形成時は、感光体２とブラシローラ４ａとの
間に形成される電界の方向が画像形成時と逆方向に変化する。これにより、ブラシローラ
４ａに移動した転写残りトナーや外添剤が感光体２に移動する。
実施例２について表２に示す。

実施例２も、実施例１と同様に、図１に示す例の画像形成装置において負帯電プロセス
の転写残りトナー（正帯電トナー）を用いた例である。表２に示すように、この実施例２
では、画像形成時には、除電装置３をＯＮにする。これにより、転写工程後に感光体２が
除電装置３からの除電光により除電され、感光体表面電位がおおよそ−２０Ｖとなる。ま
た、ブラシローラ４ａにー２００Ｖのバイアスが印加されて、転写残りトナーや外添剤が
感光体２からブラシローラ４ａに移動する。

一方、画像形成終了後の非画像形成時には、除電装置３をＯＦＦにする。これにより、
除電装置３からの除電光が消滅する。すなわち、非画像形成時は、除電装置３の除電光量
が画像形成時に対して変更される。したがって、感光体２が除電されず、感光体表面電位
がおおよそ−３００Ｖとなる。また、ブラシローラ４ａにー２００Ｖのバイアスを印加す
る。すなわち、ブラシローラ４ａの印加バイアスが画像形成時と非画像形成時とで変更さ
れない。しかし、除電光量が変更されたことで、非画像形成時は、感光体２とブラシロー
ラ４ａとの間に形成される電界の方向が画像形成時と逆方向に変化する。これにより、ブ
ラシローラ４ａに移動した転写残りトナーや外添剤が感光体２に移動する。
実施例３について表３に示す。

実施例３は、図１に示す例の画像形成装置において正帯電プロセスの転写残りトナー（
負帯電トナー）を用いた例である。表３に示すように、この実施例３では、画像形成時に
は、除電装置３をＯＦＦにする。これにより、除電装置３からの除電光が消滅する。した
がって、感光体２が除電されず、感光体表面電位がおおよそ−３００Ｖとなる。また、ブ
ラシローラ４ａにー１００Ｖのバイアスが印加されて、転写残りトナーや外添剤が感光体
２からブラシローラ４ａに移動する。

一方、画像形成終了後の非画像形成時には、除電装置３をＯＮにする。これにより、転
写工程後に感光体２が除電装置３からの除電光により除電され、感光体表面電位がおおよ
そ−２０Ｖとなる。すなわち、非画像形成時は、除電装置３の除電光量が画像形成時に対
して変更される。また、ブラシローラ４ａにー３００Ｖのバイアスが印加される。すなわ
ち、非画像形成時は、ブラシローラ４ａの印加バイアスが画像形成時に対して同極性の状
態で変更される。すると、非画像形成時は、感光体２とブラシローラ４ａとの間に形成さ
れる電界の方向が画像形成時と逆方向に変化する。これにより、ブラシローラ４ａに移動
した転写残りトナーや外添剤が感光体２に移動する。
実施例４について表４に示す。

実施例４は、図２に示す例の画像形成装置、つまりブラシローラ４が帯電ブラシローラ
を兼ねた画像形成装置において負帯電プロセスの転写残りトナー（正帯電トナー）を用い
た例である。表４に示すように、この実施例４では、画像形成時には、除電装置３をＯＮ
にする。これにより、転写工程後に感光体２が除電装置３からの除電光により除電され、
感光体表面電位がおおよそ−２０Ｖとなる。また、ブラシローラ４ａにー１２００Ｖの大
きなバイアスが印加されて、感光体２が帯電されるとともに、転写残りトナーや外添剤が
感光体２からブラシローラ４ａに移動する。

一方、画像形成終了後の非画像形成時には、除電装置３をＯＦＦにする。これにより、
除電装置３からの除電光が消滅する。すなわち、非画像形成時は、除電装置３の除電光量
が画像形成時に対して変更される。したがって、感光体２が除電されず、感光体表面電位
がおおよそ−３００Ｖとなる。また、ブラシローラ４ａにー１００Ｖのバイアスを印加す
る。すなわち、非画像形成時は、ブラシローラ４ａの印加バイアスが画像形成時に対して
同極性の状態で変更される。すると、非画像形成時は、感光体２とブラシローラ４ａとの
間に形成される電界の方向が画像形成時と逆方向に変化する。これにより、ブラシローラ
４ａに移動した転写残りトナーや外添剤が感光体２に移動する。
比較例１について表５に示す。

比較例１は、図３に示す従来の画像形成装置を用いた例である。図３に示すように、こ
の画像形成装置は、図１に示す画像形成装置においてブラシローラ４ａに印加するバイア
スの極性を、画像形成時と非画像形成時とで変更している。また、比較例１では負帯電プ
ロセスの転写残りトナー（正帯電トナー）を用いている。表５に示すように、この比較例
１では、画像形成時には、除電装置３をＯＮにする。これにより、転写工程後に感光体２
が除電装置３からの除電光により除電され、感光体表面電位がおおよそ−２０Ｖとなる。
また、ブラシローラ４ａにー３００Ｖのバイアスが印加されて、転写残りトナーや外添剤
が感光体２からブラシローラ４ａに移動する。

一方、画像形成終了後の非画像形成時にも、除電装置３はＯＮが維持される。これによ
り、除電装置３からの除電光により除電され、感光体表面電位がおおよそ−２０Ｖとなる
。すなわち、除電装置３の除電光量が非画像形成時と画像形成時とで変更されない。また
、ブラシローラ４ａに＋３００Ｖのバイアスが印加される。すなわち、非画像形成時は、
ブラシローラ４ａの印加バイアスが画像形成時に対して逆極性でかつ大きいバイアスとな
る。したがって、比較例１では、ブラシローラ４ａの印加バイアスが非画像形成時と画像
形成時とで極性が変更される。これにより、ブラシローラ４ａに移動した転写残りトナー
や外添剤が感光体２に移動する。
このように、比較例１では、除電装置３の除電光量が変更されず、かつブラシローラ４
ａのバイアスＶ₁（Ｖ）の極性および大きさが変更される。したがって、その分大きな電
源を必要とし、コストが高くなるばかりでなく、ノイズが発生する。

本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例を模式的にかつ部分的に示す図である。 本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の他の例を模式的にかつ部分的に示す図である。 比較例としての従来の画像形成装置を模式的にかつ部分的に示す図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…感光体、３…除電装置、４…クリーニング装置、４ａ…ブラシロ
ーラ、５…帯電装置、６…露光装置、７…現像装置、８…転写装置、９…転写媒体

Claims (9)

1. 転写後に像担持体の電位を除電光で除電する除電部材と、
   所定のバイアスが印加されて前記像担持体との間に電界を形成することで、少なくとも
   、除電された像担持体上に残留する転写残りトナーを静電気的に除去する導電性部材と、
   画像形成時と非画像形成時とで前記除電部材の除電光量を変化させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする像担持体のクリーニング装置。
2. 前記制御手段は、画像形成時と非画像形成時とで、前記導電性部材に印加するバイアス
   を画像形成時に使用されるトナーの極性と同極性で前記電界の方向を変えるように制御す
   る制御手段であることを特徴とする請求項１に記載の像担持体のクリーニング装置。
3. 転写後に像担持体の電位を除電光で除電する除電部材と、
   所定のバイアスが印加されて前記像担持体との間に電界を形成することで、少なくとも
   、除電された像担持体上に残留する転写残りトナーを静電気的に除去する導電性部材と、
   画像形成時と非画像形成時とで、前記導電性部材に印加するバイアスを画像形成時に使
   用されるトナーの極性と同極性で前記電界の方向を変えるように制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする像担持体のクリーニング装置。
4. 前記導電性部材は、前記像担持体をクリーニングするクリーニングブラシローラである
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の像担持体のクリーニング装置。
5. 前記導電性部材は、前記像担持体を帯電する帯電ブラシローラであることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれか１に記載の像担持体のクリーニング装置。
6. 転写後に像担持体の電位を除電光で除電する除電工程と、
   所定のバイアスが印加された導電性部材と前記像担持体との間に電界を形成することで
   、少なくとも、除電された像担持体上に残留する転写残りトナーを静電気的に除去するク
   リーニング工程と、
   画像形成時と非画像形成時とで前記除電部材の除電光量を変化させる除電光制御工程、
   を備えることを特徴とする像担持体のクリーニング方法。
7. 画像形成時と非画像形成時とで、前記導電性部材に印加するバイアスを画像形成時に使
   用されるトナーの極性と同極性でかつ前記電界の方向を変える導電性部材バイアス制御工
   程と、
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の像担持体のクリーニング方法。
8. 転写後に像担持体の電位を除電光で除電する除電工程と、
   所定のバイアスが印加された導電性部材と前記像担持体との間に電界を形成することで
   、少なくとも、除電された像担持体上に残留する転写残りトナーを静電気的に除去するク
   リーニング工程と、
   画像形成時と非画像形成時とで、前記導電性部材に印加するバイアスを画像形成時に使
   用されるトナーの極性と同極性でかつ前記電界の方向を変える導電性部材バイアス制御工
   程と、
   を備えることを特徴とする像担持体のクリーニング方法。
9. 回転可能に設けられかつ潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に潜像を書き込む露光装置と、
   前記像担持体の潜像を、所定の極性に帯電されかつ外添剤が外添されたトナーで現像す
   る現像装置と、
   前記像担持体上の現像されたトナー像を転写媒体に転写する転写装置と、
   転写後に前記像担持体上に残留する転写残りトナーを導電性部材で除去する請求項１な
   いし５のいずれか１に記載のクリーニング装置とを、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images