JP3380087B2 - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JP3380087B2
JP3380087B2 JP13862195A JP13862195A JP3380087B2 JP 3380087 B2 JP3380087 B2 JP 3380087B2 JP 13862195 A JP13862195 A JP 13862195A JP 13862195 A JP13862195 A JP 13862195A JP 3380087 B2 JP3380087 B2 JP 3380087B2
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裕士 山下
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潤 岡本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】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に係り、詳しくは、電
子写真方式あるいは静電記録方式を用いた転写型の画像
形成装置において転写後の潜像担持体上の残留トナーを
除去するクリーニング装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の転写型の画像形成装置で
は、帯電器で一様に帯電した潜像担持体としての例えば
感光体上に、原稿画像の露光を行って潜像を形成した
後、この潜像に現像装置でトナーを付着させてトナー像
として可視像化する。このトナー像を、転写装置で転写
紙あるいは中間的な転写媒体に転写する。そして、転写
後の感光体上に残留したトナーを、クリーニング装置に
よって感光体上から除去し、感光体を継続して繰り返し
使用している。
【0003】このクリ−ニング装置としては、クリ−ニ
ングブレ−ドを用いたクリ−ニング装置、導電性あるい
は絶縁性の繊維からなるファ−ブラシロ−ラを用いたク
リ−ニング装置、研磨能力を有するクリ−ニングロ−ラ
を用いたクリ−ニング装置、潤滑剤物質を自らに内包し
たクリ−ニングロ−ラを用いたクリ−ニング装置、磁性
体粉末をロ−ラ表面に配した磁気ブラシロ−ラを用いた
クリ−ニング装置、吸引器を用いたクリ−ニング装置な
ど、各種方式のものが知られている。
【0004】しかしながら、上記のいずれの方式におい
ても、高画質のために採用が検討されている平均粒径分
布が7μm以下であるトナ−や球形のトナーに対して
は、クリ−ニング能力の余裕度確保が困難である。
【0005】また、トナーが飛散しやすかったり、近年
その要求度が高まって来た高密度再現を実現するうえに
おいて最も問題となる作像系での振動低減あるいは防止
を図りにくかったりする方式のものが多い。
【0006】例えば、導電性繊維や絶縁性繊維で構成さ
れたファ−ブラシロ−ラを感光体表面に回転当接させて
感光体上残留トナ−のクリ−ニングを行なわせるいわゆ
るファ−ブラシクリ−ニング方式のクリーニング装置で
は、ファ−ブラシロ−ラの回転に伴ってトナ−飛散が発
生しやすい。また、研磨能力を有するクリ−ニングロ−
ラを感光体表面に当接させ、感光体表面移動速度に対し
て速度差を持つよう回転駆動させることにより感光体表
面層とともに感光体上残留トナ−を研磨除去する、いわ
ゆるクリ−ニングロ−ラ方式のクリ−ニング装置では、
クリ−ニングロ−ラの感光体表面層研磨動作に伴って感
光体表面を傷つけたり、同動作で感光体を振動させたり
しやすい。また、転写工程通過後の感光体表面を再帯電
するための帯電器を設け、この帯電器で、転写工程通過
後の感光体上残留トナ−と感光体表面との静電適吸着力
を弱めてから、残留トナーをクリ−ニング部に送り込む
ようにして、クリ−ニング部での機械的クリ−ニング効
果の向上をねらった方式のものも提案されているが、こ
の方式のクリーニング装置においても、クリ−ニング部
で機械的に感光体上残留トナ−を除去する結果、クリ−
ニングされる側である感光体表面が上記機械的トナ−除
去力の反動を常に受け、感光体振動が発生しやすい。
【0007】本発明は、以上の背景に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、平均粒径分布が7
μm以下であるトナ−や球形のトナーに対してもクリ−
ニング能力の余裕度確保が可能で、しかも、作像系での
振動低減あるいは防止を図ることができる新規なクリー
ニング装置を備えた画像形成装置を提供することであ
る。
【0008】
【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の画像形成装置は、潜像担持体上に潜像を
形成し、該潜像を現像装置で現像してトナ−像を形成
し、該トナー像を転写媒体上に転写した後に、クリーニ
ング装置で、潜像担持体上に残留した転写残トナ−を潜
像担持体上から除去する画像形成装置において、上記ク
リーニング装置を、潜像担持体表面に接触し該表面の移
動に連れ回るように回転自在に設けた回転体と、該回転
体と潜像担持体との間に所定の電位差を形成する電位差
形成手段とを用いて構成し、該回転体の少なくとも表面
部に、所定の抵抗を有する弾性材質から成る導電性ロー
ラ部と、軸線方向において該導電性ローラ部より外側の
両端部に位置する絶縁性の弾性材質からなる絶縁性ロー
ラ部とを形成し、該電電性ローラ部と該絶縁性ローラ部
のいずれも潜像担持体表面に接触するように、該回転体
を配置したことを特徴とするものである。
【0009】ここで、上記回転体の導電性ローラ部は、
例えば、金属軸部の長手方向中央部の周囲に、ゴム硬度
15°〜70°(JIS K6301のA型硬度計によ
る測定値)で、かつ、体積抵抗10の6乗〜10の16
乗Ωcmである導電性弾性層(例えば導電性ゴムで形成
した層)を設け、更に同ゴム層上に、体積抵抗10の6
乗〜10の16乗Ωcmである導電性フッ素樹脂からな
るチューブ層又はコート層を有するローラ形状部材を設
けることによって形成できる。て上記導電性ローラ部を
用いることができる。そして、上記絶縁性ローラ部は、
例えば、この回転体の上記金属軸部の長手方向の両端部
(上記導電性弾性層と、上記チューブ層又はコート層と
を積層したローラ部よりも外側)の周囲に、ゴム硬度1
5°〜70°(JIS K6301のA型硬度計による
測定値)の絶縁性ゴムからなる層を設けることによって
形成できる。
【0010】また、上記電位差形成手段は、回転体と潜
像担持体との間に、トナーが該潜像担持体表面から該回
転体表面側に移動する向きの電界を形成する所定の電位
差を形成し得るものを用いる。例えば、回転体に所定の
バイアス電位を印加したり、同回転体を直接又は所定の
抵抗器を介して接地したり、転写工程通過後の潜像担持
体表面電位が所定の電位となるよう再帯電させるための
帯電手段を、潜像担持体移動方向に対して上記回転体の
上流側に設置したりする。これらのいずれか2以上を組
み合わせて構成することもできる。上記電位差は、少な
くとも作像動作中は常に生じるようにすることが望まし
い。なお、上記抵抗器としては、抵抗値の極めて高い抵
抗部材も使用できる。また上記帯電手段としては、交
流、又は、交流に直流を重畳した電流を印加してなる帯
電手段を用いることができる。
【0011】請求項2の画像形成装置は、上記導電性ロ
ーラ部と上記導電性ローラ部との間に、環状の溝部を形
成したことを特徴とするものである。
【0012】請求項3の画像形成装置は、請求項1の画
像形成装置において、上記導電性ローラ部の軸線方向に
おける幅を、潜像担持体上でのトナー像形成幅以上に設
定したことを特徴とするものである。
【0013】請求項4の画像形成装置は、請求項1の画
像形成装置において、上記絶縁性ローラ部の表面の潜像
担持体に対する静止摩擦係数が、上記導電性ローラ部の
表面の潜像担持体に対する静止摩擦係数以上になるよう
に、両ローラ部を構成したことを特徴とするものであ
る。
【0014】請求項5の画像形成装置は、請求項1の画
像形成装置において、上記導電性ローラ部の直径が、上
記絶縁性ローラ部の直径以下になるように、両ローラ部
を構成したことを特徴とするものである。
【0015】請求項6の画像形成装置は、請求項1の画
像形成装置において、上記絶縁性ローラ部の表面から付
着物を除去するクリーニング部材を、該表面に当接させ
て設けたことを特徴とするものである。
【0016】請求項7の画像形成装置は、請求項2の画
像形成装置において、上記溝部の内面から付着物を除去
するクリーニング部材を、該内面に当接させて設けたこ
とを特徴とするものである。
【0017】
【実施例】以下、本発明を画像形成装置である電子写真
複写機に適用した実施例について説明する。図1は実施
例に係る複写機の主要部の概略構成図である。まず、複
写機全体の概略について説明する。図1において、この
複写機では、主帯電器2で一様に帯電した回転する感光
体ドラム1上を、図中に示していない原稿読み取り系及
び書き込み系を介して、矢印3の方向から送られて来た
原稿画像光で露光して静電潜像を形成し、重合トナー
(重合法で製造された球形トナー)を用いる現像装置4
にて、同静電潜像のトナー可視像化を行なう。次に、給
紙経路5より、感光体ドラム1の回転に同期して送られ
て来た転写紙6上への、感光体ドラム1上、トナー像転
写を、転写帯電器7にて行ない、トナー像を転写された
転写紙6を、分離帯電器8により、感光体ドラム1表面
から分離する。この際、感光体表面に、わずかに残った
転写残留トナーは、帯電器9で極性及び帯電量を所定の
状態にコントロールされた後、クリーニング装置10に
より除去される。そして、クリーニング装置10通過後
の感光体1上残留電荷は、除電ランプ11で除電され
る。一方、トナー像を転写され、分離帯電器8部から送
られて来た転写紙6は、転写紙搬送装置12によって定
着装置13に導かれ、加熱及び加圧を受けてトナー像が
定着され、排紙部14上に排紙される。
【0018】次に上記クリーニング装置10について詳
述する。前記作像工程により、帯電器9を通過してクリ
ーニング装置10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110を越えて弾性ロー
ラ部材120との対向部に達する。ここで、弾性ローラ
部材120の芯金部に印加された直流電圧による同弾性
ローラ部材表面電位と、帯電器9通過後の感光体ドラム
1表面電位との電位差によって発生する静電気的吸着力
により、前記弾性ローラ部材120表面に静電捕獲され
る。
【0019】この弾性ローラ部材120は、図2に示す
ように、軸線方向長さL1の導電性ローラ形状部120
aと、同形状部120aの両端部外側に、同形状部12
0aの端面から所定の幅Sの環状溝部をおいて併設され
た軸線方向長さL2の絶縁性ローラ形状部120bとを
有しており、その金属軸部に上記電位差を発生させるた
め図示しない外部電源により所定の直流電圧が印加され
ている。
【0020】上記両ローラ形状部120a,120bの
うちの導電性ローラ形状部120aは、図1中に断面構
造を示すように、上記金属軸部の周囲に、ゴム硬度15
°〜70°(JIS K6301のA型硬度計による測
定値)で、かつ、体積抵抗10の6乗〜10の16乗Ω
cmである導電性弾性層(例えば導電性ゴムで形成した
層)121aを設け、更に同ゴム層の周囲に、体積抵抗
10の6乗〜10の16乗Ωcmである導電性フッ素樹
脂からなるチューブ層又はコート層122aを設けたも
のである。一方、絶縁性ローラ形状部120bは、上記
金属軸部の周囲に上記ゴム硬度15°〜70°の絶縁性
弾性層を設けたものである。
【0021】また、上記導電性ローラ形状部120aの
軸線方向の長さL1は、感光体ドラム1上の原稿画像露
光最大幅W以上の長さに設定されている。これは残留ト
ナーが導電性ローラ形状部120aの軸方向で、幅広く
送り込まれてきたり、大量に送り込まれたきたりした場
合でも、導電性ローラ形状部120a表面で残留トナー
を確実に静電捕獲でき、また、感光体ドラム1表面との
間の機械的なグリップ力や静電吸着力を直接受ける表面
部分を確保することで感光体ドラム1表面に対する連れ
回りを確実にするためである。この弾性ローラ形状部材
120の感光体ドラム1表面に対する連れ回りには、導
電性ローラ形状部120aの両側に設けられた絶縁性ロ
ーラ形状部120bも、感光体ドラム1表面との間の機
械的グリップ力を受けることで寄与できる。このような
弾性ローラ部材120の連れ回りをより確実にするため
には、絶縁性ローラ形状周面の静止摩擦係数が導電性ロ
ーラ形状部120a周面の静止摩擦係数以上であるよう
に、また、絶縁性ローラ形状部120bの外径が導電性
ローラ形状部120aの外径以上であるように、それぞ
れ設定することが望ましい。
【0022】なお、上記幅Sの環状溝部は、ここに感光
体ドラム1表面からの残留トナーが入り込んできた場合
に、このような溝を設けずに導電性ローラ形状部120
aと絶縁性ローラ形状部120bとを密接させて配設し
たものと異なり、弾性ローラ部材120と感光体ドラム
1表面との間で圧力を受けて固着硬化して感光体ドラム
1表面を傷つけるのを防止するためのものである。
【0023】以上のように、上記弾性ローラ部材120
は、当接対象である感光体ドラム1が回転することによ
り、感光体ドラム1の回転につれ回る方向へ機械的な力
を受け、また、前記静電気的吸着力にも助けられる形
で、回転することとなる。この弾性ローラ部材120の
回転に伴い、感光体ドラム1上から弾性ローラ部材12
0の導電性ローラ形状部120a周面上に静電捕獲され
た残留トナーは、保持部材131で保持されるシート状
ポリウレタンからなるスクレーパブレード部材130の
接触部に達し、同スクレーパブレード部材130によ
り、前記弾性ローラ部材120表面から引きはがされ、
回転する搬送コイル150上に落下し、同搬送コイル1
50によってクリーニング装置外へ排出される。
【0024】また、弾性ローラ部材120の絶縁性ロー
ラ形状部120b周面上になんらかの原因で付着した残
留トナーは、同周面上に先端縁部が当接する姿勢で、基
端部が、クリーニング装置外形枠体10a内面の上記搬
送コイル150近傍に両面粘着テープによる貼り付け等
で固定されたシート状マイラクリーニング部材200に
よってかき取られる。これにより、絶縁性ローラ形状部
120bと感光体ドラム1表面との間のグリップ力が経
時的に安定して発揮される。なお、弾性ローラ部材12
0の上記環状の溝部内面に付着したトナーは、この内面
の全てに先端部が当接する姿勢で、基端部が両面粘着テ
ープによる貼り付け等で固定された発砲ウレタン又はゴ
ム材料等からなるクリーニングパッド部材201によっ
て除去される。これにより、この環状の溝部内に進入し
た残留トナーの飛散や該残留トナーの感光体ドラム1表
面への再付着による観光体表面汚れを防止できる。
【0025】一方、前記弾性ローラ部材120に静電捕
獲されずに感光体ドラム1上に残った残留トナーは、感
光体ドラム1のさらなる回転により、保持部材161で
保持されるシート状ポリウレタンゴムからなるクリーニ
ングブレード部材160の当接部に達し、同クリーニン
グブレード部材160によって感光体ドラム1上から引
きはがされる。引きはがされたトナーは、前記弾性ロー
ラ部材120上に落下し、同弾性ローラ部材120上に
静電捕獲された残留トナーとともに、上記と同様の経緯
を経てクリーニング装置外へ排出される。
【0026】
【発明の作用効果】請求項1の画像形成装置において
は、転写工程通過後の潜像担持体上残留トナーを、転写
行程通過後の潜像担持体表面と、該表面に当接している
回転体の導電性ローラ部との間の電位差による静電気的
吸着力で回収する。よって、ファーブラシや潜像担持体
表面研磨能力を備えたクリーニングローラを用い機械的
トナー除去力によってクリーニングを行う従来のクリー
ニング装置とは異なり、潜像担持体を振動させたり、潜
像担持体表面を傷つけたりするのを防止することができ
る。更に、上記回転体の導電性ローラ部が、潜像担持体
に当接して密着した状態で、前記静電気的吸着効果を維
持し続けて、前記残留トナーを回収するので、従来使用
されていたトナーに対してはもとより、従来よりも平均
粒径の小さなトナーや球形のトナーに対しても、充分な
クリーニング効果が得られる。また、上記回転体の両端
部に設けられた絶縁性ローラ部も潜像担持体に当接して
回転するので、この絶縁性ローラ部による絶縁作用でも
れ電流の発生を防止でき、上記導電性ローラ部と潜像担
持体との間の電位差を安定させることができる。
【0027】また、上記回転体を潜像担持体に接触さ
せ、潜像担持体表面からうける機械的な力をうけて連れ
回りするにあたり、接触している潜像担持体の回転動作
を機械的に受けることにより発生する力(F=μNから
なる力)と、潜像担持体表面と回転体表面との間の電位
差で生み出される静電気的吸着力との双方によって、潜
像担持体回転方向に対してつれ回るので、回転体の回転
のためには外部からの駆動を受ける必要がなくなる。よ
って、外部からの駆動でクリーニングローラなどを回転
駆動していた従来のクリーニング装置とは異なり、駆動
源もしくは同駆動源からの駆動伝達経路中での振動が、
潜像担持体に伝わることによるいわゆるバンディングと
呼ばれる画像ムラを防止可能となる。また、上記絶縁性
ローラ部も潜像担持体表面に接触して機械的な力を受け
るので、連れ回りをより確実に行わせることができる。
【0028】請求項2の画像形成装置においては、該導
電性ローラ部と絶縁性ローラ部との間に環状の溝部が形
成されているので、両ローラ部の端部同士が接触するよ
うに構成され、該端部同士の接触部の微少な隙間に、導
電性ローラ部により潜像担持体表面から回収されたトナ
ーが進入して圧力を受け、該隙間から一部表面側に突出
するように固着蓄積されるものとは異なり、両ローラ部
間に固着したトナーの固まりが発生しにくい。よって、
このような固着トナーによる潜像担持体表面の損傷を防
止できる。
【0029】請求項3の画像形成装置においては、上記
導電性ローラ部の軸線方向における幅を、潜像担持体上
でのトナー像形成幅以上に設定したので、転写残トナー
の発生する恐れがある幅領域の全てを、導電性ローラ部
でカバーし、このような転写残トナーを導電性ローラ部
で回収できる。しかも、このような導電性ローラ部より
も外側に設けた絶縁性ローラ部も潜像担持体表面に接触
しているので、残留トナーが幅広く分布した状態で導電
性ローラ部の接触領域に進入してグリップ力を失い、こ
の導電性ローラ部と潜像担持体との間の摩擦力による機
械的な連れ回り力のみでは回転体の連れ回りが不十分に
なるような場合にも、確実につれ回りを行うことができ
る。よって、潜像担持体から受ける機械的な力の不足に
より、回転体が断続的にしか回転できずに、残留トナー
の回収にむらが発生するような事態を回避できる。
【0030】請求項4の画像形成装置においては、
絶縁性ローラ部の表面の潜像担持体に対する静止摩擦係
が、上記導電性ローラ部の表面の潜像担持体に対する
静止摩擦係数以上になるように、両ローラ部を構成して
いるので、該絶縁性ローラ部でより大きな連れ回り力を
潜像担持体から得るようにすることができる。よって、
導電性ローラ部の材料選定や表面構造の選定において、
潜像担持体から受ける機械的力の大きさについての制約
が比較的小さくなり、その材料選定や表面構造選定の自
由度を高めることができる。
【0031】請求項5の画像形成装置においては、上記
導電性ローラ部の直径が、上記絶縁性ローラ部の直径以
下であるので、回転体が潜像担持体に連れ回るための潜
像担持体からの機械的力を、主に絶縁性ローラ部であけ
ることになる。この絶縁性ローラ部は、導電性ローラ部
とは異なり、残留トナーの量の変化によって潜像担持体
から受ける機械的な力が変化するようなことが少なく、
安定して機械的力を受けることができる。よって、回転
体全体として潜像担持体から受ける連れ回りのための機
械的な力が安定し、回転体の安定した連れ回りが可能に
なる。
【0032】請求項6の画像形成装置においては、クリ
ーニング部材によって上記絶縁性ローラ部の表面から付
着物を除去するので、該表面にトナー固着が生じるのを
防止でき、この絶縁性ローラ部が潜像担持体から受ける
連れ回りのための機械的な力を安定させることができ
る。よって、回転体全体の潜像担持体に対する連れ回り
を経時的に安定させることができる。
【0033】請求項7の画像形成装置においては、請求
項2の溝部の内面に当接させて設けたクリーニング部材
によって、この内面から付着物を除去するので、導電性
ローラ部と絶縁性ローラ部との間での固着トナー固まり
の発生による潜像担持体表面の損傷防止をより有効に図
れるとともに、トナー飛散の防止も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る電子写真複写機の概略構成を示す
正面図。
【図2】同複写機のクリーニング装置の部分斜視図。
【符号の説明】
1 感光体ドラム 4 現像装置 6 転写紙 7 転写帯電器 8 分離帯電器 9 帯電器 10 クリ−ニング装置 10a クリ−ニング装置外形枠体構成部材 11 除電ランプ 12 転写紙搬送装置 13 定着装置 110 入口シ−ル部材 120 弾性ローラ部材 120a 導電性ローラ形状部 120b 絶縁性ローラ形状部 121a 導電性ゴム層(弾性層) 122a 導電性フッ素樹脂層(チュ−ブ層又は、
コ−ト層) 130 スクレ−パブレ−ド部材 131 保持部材 150 搬送コイル 160 クリ−ニングブレ−ド部材 200 シート状マイラクリーニング部材 201 クリーニングパッド部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 潤 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 関根 健善 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 河石 康則 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭63−218988(JP,A) 特開 昭58−142376(JP,A) 特開 昭58−142369(JP,A) 特開 昭61−97679(JP,A) 特開 昭62−244082(JP,A) 特開 平1−297685(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 21/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】潜像担持体上に潜像を形成し、該潜像を現
    像装置で現像してトナ−像を形成し、該トナー像を転写
    媒体上に転写した後に、クリーニング装置で、潜像担持
    体上に残留した転写残トナ−を潜像担持体上から除去す
    る画像形成装置において、上記クリーニング装置を、潜
    像担持体表面に接触し該表面の移動に連れ回るように回
    転自在に設けた回転体と、該回転体と潜像担持体との間
    に所定の電位差を形成する電位差形成手段とを用いて構
    成し、該回転体の少なくとも表面部に、所定の抵抗を有
    する弾性材質から成る導電性ローラ部と、軸線方向にお
    いて該導電性ローラ部より外側の両端部に位置する絶縁
    性の弾性材質からなる絶縁性ローラ部とを形成し、該電
    電性ローラ部と該絶縁性ローラ部のいずれも潜像担持体
    表面に接触するように、該回転体を配置したことを特徴
    とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】請求項1の画像形成装置において、上記導
    電性ローラ部と上記導電性ローラ部との間に、環状の溝
    部を形成したことを特徴とする画像形成装置。
  3. 【請求項3】請求項1の画像形成装置において、上記導
    電性ローラ部の軸線方向における幅を、潜像担持体上で
    のトナー像形成幅以上に設定したことを特徴とする画像
    形成装置。
  4. 【請求項4】請求項1の画像形成装置において、上記絶
    縁性ローラ部の表面の潜像担持体に対する静止摩擦係数
    が、上記導電性ローラ部の表面の潜像担持体に対する静
    止摩擦係数以上になるように、両ローラ部を構成したこ
    とを特徴とする画像形成装置。
  5. 【請求項5】請求項1の画像形成装置において、上記導
    電性ローラ部の直径が、上記絶縁性ローラ部の直径以下
    になるように、両ローラ部を構成したことを特徴とする
    画像形成装置。
  6. 【請求項6】請求項1の画像形成装置において、上記絶
    縁性ローラ部の表面から付着物を除去するクリーニング
    部材を、該表面に当接させて設けたことを特徴とする画
    像形成装置。
  7. 【請求項7】請求項2の画像形成装置において、上記溝
    部の内面から付着物を除去するクリーニング部材を、該
    内面に当接させて設けたことを特徴とする画像形成装
    置。
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