JP2006292865A - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、像担持体の高寿命化、高品質な画像の提供ができるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】 像担持体上に転写されず残留したトナーを除去するファーブラシ１１と、ファーブラシ１１に付着した現像剤を除去するフリッカ部材１４とを備え、フリッカ部材１４の内部には電磁石ユニット１６が設けられており、フリッカ部材１４をファーブラシ１１に摺接しつつ電磁石ユニット１６に通電し、通電により発生する電磁力によりファーブラシ１１上の現像剤をフリッカ部材１４で掻き取ると共に、電磁石ユニット１６への通電を停止してフリッカ部材１４で掻き取った現像剤を除去することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クリーニング装置及び画像形成装置に関するものである。

従来から、電子写真方式を利用した画像形成装置が広く普及している。この電子写真方式の画像形成装置は、通常、ドラム状に構成された像担持体（感光体）を一様に帯電し、原稿に記録された画像の情報を担持した光をその感光体ドラムに照射することにより、その感光体ドラム上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤（トナー）で現像してその現像像を直接にもしくは転写ドラム等を介して用紙に転写することにより、プリント（コピー）画像を得る装置である。

この電子写真方式の画像形成装置には、転写後に像担持体に残存する現像剤を除去するクリーニング装置が備えられている。このクリーニング装置として、転写後に像担持体上に残存する現像剤を、像担持体に摺接するようにファーブラシを回転させて、機械的に剥ぎ取るように構成されたクリーニング装置が広く用いられている。このタイプのクリーニング装置においては、像担持体から剥ぎ取られた現像剤の一部がファーブラシに付着すると、ファーブラシのクリーニング性能が低下するため、フリッカと呼ばれる、現像剤を掻き落とす棒状もしくは板状の掻き落とし部材を用いて、ファーブラシに付着した現像剤を掻き落とす技術が従来から使用されている。

特許文献１には、フリッカ部材を用いた技術の一つとして、ファーブラシにフリッカバーを食いこませて、ファーブラシに付着した現像剤を掻き落とす技術が開示されている。

また、特許文献２に記載の従来技術には、ファーブラシの非回転時にはフリッカバーをファーブラシから離間させ、ファーブラシの回転中にはファーブラシにフリッカバーを食いこませる技術が開示されている。

また、特許文献３に記載の従来技術では、ファーブラシに近接して磁気吸引手段を設けているが、これはファーブラシに付着したキャリアを取り除くためだけに設けられており、場所とコストが余計にかかる。また同様にファーブラシに近接して円筒性スリーブを設け、その円筒性スリーブの内部に永久磁石を設けている。

実開平４−６５３４３号公報 特開平４−１５２３８０号公報 特開平５−１０７９８９号公報

上述の特許文献１に記載の従来技術では、通常コピー枚数が増えるとファーブラシがへたり、このため、フリッカ部材の食いこみ量が少なくなり、ファーブラシ付着した現像剤を十分に掻き落とせなくなるという問題がある。また、フリッカバーに代えてシャフトを用いる技術も知られているが、その場合も、上記と同様の問題がある。この問題を解決する技術として、フリッカバーのファーブラシへの食いこみ量を大きくしておき、ファーブラシがへたっても、ファーブラシに付着した現像剤を十分に掻き落とす技術が考えられる。しかしこの技術では、フリッカバーへの食いこみ量が多いため、ファーブラシの回転時にフリッカとファーブラシが激しく接触して、ファーブラシの磨耗が進むという問題やファーブラシのへたりが大きくなるという問題がある。

また、特許文献２に記載の従来技術では、いったんへたってしまったファーブラシに対してフリッカバーの食いこみ量を多くすると、ファーブラシの磨耗やへたりを抑制できないという問題が生じる。

さらに、特許文献３に記載の従来技術では、円筒性スリーブの内部に永久磁石を設けているので、ファーブラシに付着したキャリアはクリーニング可能であるが、円筒性スリーブに付着したキャリアをスクレーパでは完全にクリーニングしきれず、経時で円筒性スリーブのクリーニング能力が低下するといった問題が起きる。

本発明は、像担持体の高寿命化、高品質な画像の提供ができるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、像担持体上に転写されず残留したトナーを除去するファーブラシと、ファーブラシに付着した現像剤を除去するフリッカ部材とを備え、フリッカ部材の内部には電磁石ユニットが設けられており、フリッカ部材をファーブラシに摺接しつつ電磁石ユニットに通電し、通電により発生する電磁力によりファーブラシ上の現像剤をフリッカ部材で掻き取ると共に、電磁石ユニットへの通電を停止してフリッカ部材で掻き取った現像剤を除去することを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、フリッカ部材はローラ状であり、電磁石ユニットはフリッカ部材の周に沿って複数の電磁石を備え、その磁極の一方のみがローラ表面に近接していることを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、電磁石ユニットはフリッカ部材の長手方向に沿って複数の電磁石を配置していることを特徴とする。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載された発明においてフリッカ部材はファーブラシに対して接離自在に設けてあることを特徴とする。

請求項５に記載された発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のクリーニング装置はトナーリサイクル機構を有し、フリッカ部材で掻き取ったトナーをリサイクルトナーとして用いていることを特徴とする。

本発明によれば、トナーを除去するフリッカ部材の内部に電磁石ユニットを備えているので、電磁石ユニットに通電すると、発生した磁力による吸引力によってファーブラシ上の現像剤を除去できると共に、電磁石ユニットに対して通電を停止すると、磁力による吸引力が働かずにフリッカ部材に付着した現像剤を除去できる。よって、フリッカ部材に現像剤が残らず、常時綺麗な状態に保つことができ、ファーブラシに付着している現像剤を十分に掻き落とすことができる。よって、像担持体においても綺麗な状態に保つことができ、像担持体表面に傷が付き難く、またクリーニングブレードのクリーニング面のエッジ欠けや、帯電ローラ部へのキャリアの侵入を防ぐことにより像担持体の高寿命化、高品質な画像の提供が実現できる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施の形態に係るクリーニング装置を概略的に示す断面図、図２は図１に示すフリッカ部材を抜き出して示す斜視図、図３は図２のフリッカ部材の内部に設けられる電磁石ユニットを示す構成図、図４は電子写真複写機のプロセス構成図である。

図４に示すように、電子写真複写機は、感光体２１、帯電器２２、露光器２３、トナー及びキャリアからなる２成分現像剤を用いた現像器２４、転写器２７、定着器２９、クリーニング装置１０から構成されている。

電子写真複写機において画像形成を行なう場合には、まず、帯電器２２により感光体２１の表面を均一に帯電する。その後、露光器２３により光を感光体２１の表面に当てて、光のあたった部分の帯電電荷を除去し、静電潜像を形成する。例えば、感光体２１として有機感光体を用い、露光器２３としてレーザビーム光を用い、帯電器２２としてローラ帯電器を用いる。デジタル式電子写真複写機の場合、感光体表面は帯電器２２により負電荷を付与され、レーザビーム光によりドット状にデジタル潜像が形成され、レーザビーム光の当った部分に現像器２４でトナーを付与され可視像化される。この場合、現像器２４にはマイナスのバイアスが印加されている。次に、記録紙２８をこのトナー像に重ね、記録紙２８の裏側から転写器２７でトナーとは逆極性の電荷を記録紙２８に与え、静電気力によりトナー像を記録紙２８に転写する。転写されたトナー像は、熱あるいは圧力を加え、記録紙２８に融着させて永久像とする。一方、転写されずに感光体２１に残ったトナーはクリーニング装置１０で除去される。この帯電からクリーニングに至る一連のプロセスで１回のサイクルが終了する。

クリーニング装置１０は、感光体２１の表面に接触するファーブラシ１１と、クリーニングブレード１２とを備えている。ファーブラシ１１は、感光体２１の移動方向と同じ方向に回転することにより、感光体表面の転写残トナーＴやキャリアＣを除去している。その後、ファーブラシ１１にフリッカ部材１４が接触することにより、ファーブラシ１１からトナーＴとキャリアＣを除去する構成になっている。

次に、フリッカ部材１４の構成について詳細を以下に説明する。図２に示すようにフリッカ部材１４は円筒性スリーブになっており、フリッカ部材１４の内部に、フリッカ部材１４の長手方向に沿って所定幅を有する電磁石Ｍを設けている。電磁石Ｍは、その磁極の一方のみがフリッカ部材１４表面に近接する状態で配置されており、フリッカ部材１４の周面方向に沿って複数個配列している。尚、円筒性スリーブは固定されているものとする。図５は図２中の電磁石ユニット１６の位置関係を示す図であり、各々の電磁石Ｍは周方向に所定角度ずつ（a度〜ｈ度）離れて配置してある。

電磁石ユニット１６は固定された円筒性スリーブ内で回転しつつファーブラシ１１に付着したキャリアＣをクリーニングする。図５には電磁石ユニット１６として７つの電磁石Ｍを設けた例を示す。それぞれに含まれる１つずつの電磁石Ｍは図３に示すように、マグネットローラの表面側から軸心側に向けてコイルの巻き方向が一致している。そして各電磁石Ｍのコイルは、電磁石Ｍ-Ａ、Ｍ-Ｃの軸心側の端部どうし、電磁石Ｍ-Ｃ、Ｍ-Ｅの表面側の端部どうし、電磁石Ｍ-Ｅ、Ｍ-Ｇの軸心側の端部どうし、電磁石Ｍ-Ｂ、Ｍ-Ｄの軸心側の端部どうし、ならびに電磁石Ｍ-Ｄ、Ｍ-Ｆの表面側の端部どうしがそれぞれ接続されている。すなわち電磁石Ｍ-Ａ、Ｍ-Ｃ、Ｍ-Ｅ、Ｍ-Ｇのそれぞれのコイルが直列に接続され、また電磁石Ｍ-Ｂ、Ｍ-Ｄ、Ｍ-Ｆのそれぞれのコイルが直列に接続されている。電磁石ユニット１６に流れる電流Iは任意に設定可能である。

次に、本実施の形態に係るクリーニング装置の作用及び効果を説明する。フリッカ部材１４は、感光体２１のモータ駆動と同期しており、感光体駆動モータがＯＮの時、電磁石ユニット１６を駆動させるモータ及び電磁石ユニット１６に電流Iを流すための電源がＯＮになる。

感光体駆動モータ、電磁石ユニット駆動モータ、電磁石ユニット電源がＯＮの時、感光体２１表面の転写残トナーＴとキャリアＣはファーブラシ１１でクリーニングされる。そして、フリッカ部材１４によりトナーＴがクリーニングユニット内に掻き落とされ、キャリアＣはフリッカ部材１４表面にくっつくことによりファーブラシ１１をきれいにクリーニングする。

また、感光体駆動モータ、電磁石ユニット駆動モータ、電磁石ユニット電源がＯＦＦになると、フリッカ部材１４の表面にくっついていたキャリアＣが、クリーニングユニット内に掻き落とされ、フリッカ部材１４の表面はきれいな状態になる。

本実施例では、トナーを除去するフリッカ部材１４の内部に電磁石ユニット１６を備えているので、電磁石ユニット１６に対して電流が流れている場合には、磁力による吸引力によってファーブラシ１１上の現像剤を除去できると共に、電磁石ユニット１６に対して電流が流れない場合には、磁力による吸引力が働かずにフリッカ部材１４に付着した現像剤を除去できる。よって、フリッカ部材１４を常時綺麗な状態に保つことができる。よって、感光体２１表面も綺麗な状態に保つことができ、感光体２１表面に傷が付き難く、またクリーニングブレード１２のクリーニング面のエッジ欠けや、帯電ローラ部へのキャリアの侵入を防ぐことにより感光体２１の高寿命化、高品質な画像の提供が実現できる。
電磁石Ｍは、フリッカ部材１４の周に沿って複数個配列しているので、フリッカ部材１４の周全体に渡って一様に磁力を得ることができ、ファーブラシ１１上の現像剤を効果的に除去できる。

次に、他の実施の形態を説明するが、以下の説明において、上述した第１実施の形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することにより、その部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では上述の第１実施の形態と異なる点を主に説明する。第２実施の形態では、電磁石ユニット１６について第１実施の形態で用いた電磁石Ｍよりも、フリッカ部材１４の軸方向における幅が小さい電磁石Ｍを用い、かかる電磁石Ｍをフリッカ部材１４の長手方向に沿って複数個配列している。

このように、電磁石Ｍを前記ローラ長手方向に沿って複数個配列して構成することにより、小さな幅の電磁石Ｍが共同して大きな幅の電磁石Ｍとしての機能が実現されることにより電磁石ユニット１６における磁力発生のための損失が低減され、効率が向上するので、現像剤中のキャリアを完全にクリーニングすることが可能となる。

次に図６を用いて第３実施の形態について説明する。第３実施の形態では、フリッカ部材１４をファーブラシ１１に対して接離自在な構成に設けている。図６に示すように、揺動機構は、フリッカ部材１４と、揺動腕３１と、揺動腕３１の端部に係止された加圧スプリング３３と、加圧ソレノイド３５とを備え、感光体駆動モータ、電磁石ユニットの駆動モータがＯＮになったら、加圧ソレノイド３５がＯＮ状態になり、フリッカ部材１４をファーブラシ１１に圧接する位置に移動させる。一方。感光体駆動モータ、電磁石ユニット駆動モータがＯＦＦになったら、加圧ソレノイド３５がＯＦＦ状態になり、フリッカ部材１４をファーブラシ１１に対する圧接力が減少する位置に移動させる。

このように、ファーブラシ１１上のキャリアＣをフリッカ部材１４で掻き取ると、ファーブラシ１１から離れるので、フリッカ部材１４の表面に保持しているキャリアＣをファーブラシ１１に残したり、フリッカ部材１４とファーブラシ１１間に落ちずに残ってしまうことを防止できる。

また、フリッカ部材１４に接離機構を持たせることにより、フリッカ部材１４がファーブラシ１１の非回転時においてファーブラシ１１に食いこまず、ファーブラシ１１のへたりを抑制することができる。よって、ファーブラシ１１のクリーニング能力が持続し、現像剤中のキャリアを綺麗にクリーニングすることが可能となる。

次に図７及び図８を用いて第４実施の形態について説明する。上述の第３実施の形態では、加圧ソレノイド３５のＯＮ・ＯＦＦによって、フリッカ部材１４をファーブラシ１１に食いこませる場合と、ファーブラシ１１から完全に離すようにしている。フリッカ部材１４をファーブラシ１１に食いこませている場合には、電磁石ユニットの電源がＯＮになっており、キャリアＣはフリッカ部材１４に付着しており、トナーＴのみをクリーニングユニット内部に掻き落としている。

フリッカ部材１４をファーブラシ１１から離している場合には、フリッカ部材１４を接離した後、掻き取ったトナーとキャリアをクリーニングユニット内部に落下させる。本実施の形態では、クリーニング内部の廃トナー回収経路を２経路設け、加圧ソレノイド３５がＯＮ状態におけるフリッカ部材１４の下には、リサイクルトナー用のトナー搬送経路４１を設けており、加圧ソレノイド３５がＯＦＦ状態におけるフリッカ部材１４の下には廃棄用のトナー搬送経路４３を設けている。リサイクルトナー用のトナー搬送経路４１で搬送されたトナーは、図８に示すようなリサイクル経路４５を通り、現像器２４内に回収される。

このように、トナーリサイクル機構を備えてトナーをリサイクルすることにより、トナーボトル又はカートリッジ１本当たりの画像枚数であるトナーイールドの低下を防止できる。

尚、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。上述の第１実施の形態では電磁石Ｍは周方向に７つ配置してあるが、電磁石Ｍの個数、角度は任意に設定可能である。

第１実施の形態に係るクリーニング装置を概略的に示す断面図である。 図１に示すフリッカ部材を抜き出して示す斜視図である。 図２のフリッカ部材の内部に設けられる電磁石ユニットを示す構成図である。 電子写真複写機のプロセス構成図である。 第２実施の形態に係るクリーニング装置を概略的に示す断面図である。 第３実施の形態に係るクリーニング装置を概略的に示す断面図である。 第４実施の形態に係るクリーニング装置を概略的に示す断面図である。 図６に示すクリーニング装置を用いた電子写真複写機のプロセス構成図である。

符号の説明

１０ クリーニング装置
１１ ファーブラシ
１４ フリッカ部材
１６ 電磁石ユニット
Ｍ 電磁石

Claims (5)

1. 像担持体上に転写されず残留したトナーを除去するファーブラシと、ファーブラシに付着した現像剤を除去するフリッカ部材とを備え、フリッカ部材の内部には電磁石ユニットが設けられており、フリッカ部材をファーブラシに摺接しつつ電磁石ユニットに通電して、通電により発生する電磁力によりファーブラシ上の現像剤をフリッカ部材で掻き取ると共に、電磁石ユニットへの通電を停止してフリッカ部材で掻き取った現像剤を除去することを特徴とするクリーニング装置。
2. フリッカ部材はローラ状であり、電磁石ユニットはフリッカ部材の周に沿って複数の電磁石を備え、その磁極の一方のみがローラ表面に近接していることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 電磁石ユニットはフリッカ部材の長手方向に沿って複数の電磁石を配置していることを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
4. フリッカ部材はファーブラシに対して接離自在に設けてあることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のクリーニング装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のクリーニング装置はトナーリサイクル機構を有し、フリッカ部材で掻き取ったトナーをリサイクルトナーとして用いていることを特徴とする画像形成装置。
   
   

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