JP2004069849A

JP2004069849A - Cleaning device and image forming apparatus using the same

Info

Publication number: JP2004069849A
Application number: JP2002226451A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Takenouchi; 竹野内　勝也; Shigeru Inaba; 稲葉　繁
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleaning device having a high cleaning performance also for spherical toner of small grain size, also, capable of suppressing the flocking density of the rubbing bristles of a brush roll rubbing an image carrier, and capable of easily performing detoning from the brush roll. <P>SOLUTION: The brush roll constituted so that many rubbing bristles are planted on a core bar member is used for the cleaning device, and the toner sticking on the image carrier is removed by rubbing the surface of the image carrier with the rotation of the brush roll, the tip of the rubbing bristle of the brush roll is inclined in the axial direction of the core bar member in a non-contact state with the image carrier. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置において、トナー像を記録シートへ転写した後の感光体ドラムや中間転写体等の表面から残留トナーや紙粉等を除去するためのクリーニング装置に係り、特に、感光体ドラム等の表面を摺擦するブラシロールを備えたクリーニング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、画像データに応じて感光体ドラムの表面にトナー像を形成した後、かかるトナー像を記録シートに転写し、転写されたトナー像を記録シートに加熱定着することで記録画像を得ている。また、近年のフルカラー複写機、フルカラレーザビームプリンタにおいては、感光体ドラム上に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、かかる中間転写体上でイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの４色のトナー像を重ね合わせ、これら合成トナー像を記録シートに一括して二次転写することでフルカラー記録画像を形成するものも知られている。
【０００３】
トナー像の転写効率を１００％に保つことは困難であるため、記録シートや中間転写体へトナー像を転写した後の像担持体の表面には、転写されなかったトナーが残留してしまう傾向にある。このため、従来より、トナー像の転写部位の下流側にクリーニング装置が設けられ、次のトナー像の形成に先立って残留トナーの除去を行うのが通例となっている。この種のクリーニング装置としては、ウレタンゴム等の弾性体からなる板状のクリーニングブレードを像担持体の表面に接触させ、クリーニングブレードのエッジで像担持体の表面から機械的にトナーを掻き落とすように構成したものや（特開昭６１−０３２８８０号公報）、高速回転するブラシロールによって像担持体の表面を摺擦すると共に、かかるブラシロールにバイアス電圧を印加し、像担持体の表面からトナーを静電的に掻き取るように構成したもの（特開平４−２０４７８５号公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、静電潜像をトナー現像するトナーとして、粉砕等の製法によって得られた不定形トナーではなく、形状が略球形状に揃った所謂球形トナーが使用されつつあり、トナーの帯電量の均一化等による記録画像の高画質化が期待されている。しかし、かかる球形トナーが未転写残留トナーとし像担持体上に残ると、これを不定形トナーに対して用いていたのと同じ設定のクリーニングブレードによって像担持体の表面から掻き落とし、除去することは非常に困難であることが判明している。これは、像担持体の回転に伴って、かかる像担持体と摺接するクリーニングブレードに極僅かなびびり振動が発生し、それによって生じる像担持体とクリーニングブレードとの僅かな隙間を、小粒径の球形トナーがすり抜け易いためと考えられる。
【０００５】
この問題を解決する方策としては、びびり振動による隙間の発生を防止するため、クリーニングブレード先端の像担持体に対する圧接力をより高く設定することが提案されているが、像担持体に対するクリーニングブレードの圧接力が高い程、トナーやこれに加えられている外添剤がクリーニングブレードによって像担持体の表面に強く押し付けられるので、トナー等が像担持体の表面に固着して薄膜を形成する所謂フィルミング現象が発生し易くなり、像担持体を均一に帯電させることが困難になる傾向にある。また、クリーニングブレードの圧接力が高くなると、その分だけ像担持体の表面の摩耗も促進される他、帯電量の調整を目的としてトナーに外添されているシリカ粒子が像担持体に傷を発生させてしまう傾向にある。
【０００６】
一方、ブラシロールを用いて像担持体のクリーニングを行った場合でも、筋状のクリーニング不良が発生し易かった。これは、球形トナーが従来の不定形トナーに比べてブラシロールの摺擦毛に引っ掛かりにくく、ブラシロールが像担持体を摺擦しても、球形トナーが摺擦毛の間をすり抜けてしまうためと考えられる。球形トナーが摺擦毛の間をすり抜けてしまうのを防止するためには、ブラシロールの軸芯部材に対する摺擦毛の植毛密度を高め、球形トナーが確実に摺擦毛の引っ掛かるように構成すれば良いのだが、植毛密度を余りに高めると、ブラシロールに捕獲されたトナーを該ブラシロールから排出する所謂デートニングが困難となり、ブラシロールにトナーが徐々に蓄積していって、最終的にはブラシロールが像担持体を汚してしまうことになる。また、デトーニングを確実に行うためには、バイアス電圧が印加されたデトナーロールをブラシロールに接触させ、ブラシロール内のトナーを静電的にデトナーロールに転移させるといった構成が必要となり、クリーニング装置そのものが大型化してしまう。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、粒径の小さな球形トナーに対しても高いクリーニング性能を発揮することができ、しかも像担持体を摺擦するブラシロールの摺擦毛の植毛密度を抑えることができ、かかるブラシロールからのデトーニングも容易に行うことが可能なクリーニング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明のクリーニング装置は、多数の摺擦毛が軸芯部材に対して起立したブラシロールを用い、かかるブラシロールの回転に伴って上記像担持体の表面を摺擦して該像担持体に付着したトナーを除去するように構成され、ブラシロールの摺擦毛の毛先が像担持体と非接触の状態において上記軸芯部材の軸方向へ傾斜していることを特徴とするものである。
【０００９】
このようにブラシロールの摺擦毛を軸芯部材の軸方向へ意図的に傾斜させると、１本ずつの摺擦毛が像担持体上のより大きな面積を摺擦することになるので、トナー粒子が摺擦毛の間をすり抜ける確率が減少し、ブラシロールによる像担持体のクリーニング性能が向上する。また、このようにトナー粒子が摺擦毛の間をすり抜ける確率が現象したことにより、軸芯部材に対する摺擦毛の植毛密度を低下させても、ブラシロールによる像担持体のクリーニング性能が低下してしまうことはない。このため、植毛された摺擦毛の平均間隔を拡げることで、ブラシロールがより多くのトナーを捕獲した状態で回転することが可能となり、ブラシロールのトナー汚れが進行するのを可及的に防止することができる。また、摺擦毛の平均間隔を拡げることで、摺擦毛の間からトナーを排出させる所謂デトーニングを容易に行うことができるので、この点においてもブラシロールのトナー汚れを抑え、ブラシロールが像担持体を汚してしまうのを防止することが可能となる。
【００１０】
ここで、ブラシロールの軸芯部材に起立する摺擦毛の直径は、軸芯部材に対する摺擦毛の植毛密度や像担持体から除去するトナーの粒径等に応じて適宜選択することができるが、トナー粒径に比較して余りに太いと、摺擦毛が像担持体を摺擦する際に、かる摺擦毛がトナーを像担持体の表面に押し付けてしまい、クリーニング性能が低下する傾向にある。かかる観点からすれば、ブラシロールの摺擦毛の断面直径はトナーの平均粒径の３倍未満であることが好ましい。軸方向へ斜毛した摺擦毛がこのような断面直径を有していれば、かかる摺擦毛は像担持体の表面を摺擦する際にトナーを掬い上げるように機能するので、不定形トナーに比してクリーニングが困難とされている小粒径の球形トナーに対しても良好なクリーニング性能を確保することが可能となる。
【００１１】
また、摺擦毛の断面形状は円形状であっても多角形状であっても差し支えない。後者の場合は、各角部の形状を円弧で近似した場合の該円弧の半径がトナーの平均粒径の１．５倍未満であれば良い。
【００１２】
一方、粒径の小さなトナーのクリーニングに関してはブラシロールの摺擦毛の微細化が有効であるが、像担持体の表面に付着しているトナー以外の物質、例えばトナー外添剤や放電生成物等を除去するという観点からすれば、ブラシロールの摺擦毛はある程度太いことも必要である。従って、かかる観点からすれば、トナーの平均粒径を１０μｍ未満とした場合に、ブラシロールに立設する摺擦毛は、断面直径が３０μｍ未満の第１の摺擦毛と、断面直径が２０μｍ以上の第２の摺擦毛との混成であるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明のクリーニング装置では、上記ブラシロールは接地して使用しても、あるいはクリーニングバイアスを印加して使用しても差し支えない。いずれの場合でも、像担持体とブラシロールとの間にトナーの帯電極性に応じた電位差が形成されれば、トナーは該電位差に基づいて像担持体からブラシロールへ静電的に転移することになり、更にクリーニング性能が向上する。
【００１４】
また更に、本発明のクリーニング装置ではブラシロールに保持されているトナーを吐き出させて回収するフリッカーバ等のデトーニング部材を設けてもよいが、吐き出させたトナー回収するための機構が必要となり、クリーニング装置そのものが大型化するので、かかる観点からすれば、作像動作中はブラシロールと像担持体との間にクリーニングバイアスを印加して上記像担持体からブラシロールにトナーを捕獲する一方、作像動作の終了後又は作像動作の合間にはブラシロールと像担持体との間にクリーニングバイアスと逆極性のトナー回収バイアスを印加し、捕獲トナーをブラシロールから像担持体上に吐き出させ、かかる捕獲トナーを第２のクリーニング装置によって回収するように構成するのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明のクリーニング装置を詳細に説明する。
図１は本発明のクリーニング装置を適用可能なフルカラーレーザビームプリンタの構成を示す概略図である。このプリンタはイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色トナー像を形成する４基の作像エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを備えた所謂タンデム型のカラープリンタであり、各作像エンジンで形成されたトナー像を中間転写ベルト２に一次転写して、かる中間転写ベルト２上で４色のトナー像の重ね合わせを行った後、この中間転写ベルト２から記録シートＰへトナー像を最終転写するように構成されている。また、トナー像が最終転写された記録シートＰは定着器３を経て図示外の排出トレイへ排出されるようになっている。
【００１６】
上記中間転写ベルト２は駆動ロール２０と従動ロール２１，２２に架け回されており、矢線方向へ回動している。最終転写ロール２３は中間転写ベルト２を挟んで従動ロール２１と対向配置されており、記録シートＰは最終転写ロール２３と中間転写ベルト２との間を通過する際にトナー像の転写を受ける。また、中間転写ベルト２の回転方向に関し、トナー像の最終転写位置とイエローの作像エンジン１Ｙとの間には、中間転写ベルト２の表面に付着したトナーや紙粉等を除去するベルトクリーナ２４が配置されている。このベルトクリーナ２４は従動ロール２２との対向位置に配置され、弾性体からなるクリーニングブレードを中間転写ベルト２に当接させている。
【００１７】
図２は各作像エンジンの構成を示すものである。かかる作像エンジンは、表面に有機感光層を有すると共に矢線方向へ回転する感光体ドラム１０と、この感光体ドラム１０を所定の背景部電位（例えば−７００Ｖ）にまで一様に帯電させる帯電ロール１１と、背景部電位に帯電した感光体ドラム１０を画情報によって変調された光ビームで露光し、かかる感光体ドラム１０上に静電潜像を書き込む露光手段１２と、上記静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像器１３と、中間転写ベルト２を挟んで感光体ドラム１０と対向配置され、現像器１３によって可視像化されたトナー像を中間転写ベルト２に転写する一次転写ロール１４と、トナー像を転写した後の感光体ドラム１０の表面を清掃するクリーニング装置４とから構成されている。
【００１８】
上記クリーニング装置４は導電性の軸芯部材４０に対して導電性の摺擦毛４１を立設したブラシロール４２を有し、このブラシロール４２を回転させながら感光体ドラム１０の表面を摺擦するように構成されている。ブラシロール４２はケーシング４３内に収容されると共に、かかるケーシング４３と感光体ドラム１０との隙間には可撓性フィルムからなるシール部材４４が設けられ。トナークラウドがクリーニング装置４から噴き出すことのないよう配慮されている。上記軸芯部材４０には−４００Ｖのクリーニングバイアスが印加されており、感光体ドラム１０に付着している未転写残留トナーは、摺擦毛４１による機械的摺擦とクリーニングバイアスの印加による静電誘引力により、感光体ドラム１０からブラシロール４２に転移する。
【００１９】
図３は感光体ドラム１０から離間させたブラシロール４２の軸芯部材４０に沿った断面を示すものである。このブラシロール４２では摺擦毛４１が軸芯部材４０に対して略垂直に起立しておらず、かかる軸芯部材４０の軸方向へ傾斜して起立している。このブラシロール４２は、導電性繊維からなる摺擦毛４１が起毛した布地を上記軸芯部材４０に対して螺旋状に巻き付けることによって製作することができる。かかる布地には摺擦毛４１が起立しているが、これを熱ロールで挟み込んで加圧することにより、摺擦毛４１が倒れた布地を得ることができる。そして、このように摺擦毛４１が倒れた布地を軸芯部材４０に巻き付けることによって、かかる摺擦毛４１が軸方向に傾斜したブラシロール４２を製造することができる。
【００２０】
また、他の製造方法としては、布地を回転軸に巻き付ける以前の段階で摺擦毛を倒すのではなく、摺擦毛が略垂直に起立した布地を回転軸に対して巻き付けてブラシロールとした後、このブラシロールを熱ロールに押し付けながら軸方向へ移動させることにより、摺擦毛を軸方向に傾斜させることも可能である。更に、摺擦毛が起立した布地を製造する各工程で、摺擦毛の毛起こしを考慮せず、かかる摺擦毛が倒れ込むようにしても良い。
【００２１】
このクリーニング装置はブラシロール４２が感光体ドラム１０から掻き取ったトナーを回収するためのデトーニング機構を有しておらず、画情報に応じたトナー像が形成されている最中、すなわち作像動作中は、ブラシロール４２はトナーを保持したまま回転を続けるようになっいてる。そして、作像動作が終了すると、ブラシロール４２の軸芯部材４０に対してクリーニングバイアスとは逆極性の＋４００Ｖの回収バイアスを印加し、作像動作中にブラシロール４２に蓄積していたトナーを感光体ドラム４０の表面に吐き出すように構成されている。ブラシロール４２から感光体ドラム１０の表面に吐き出されたトナーは、中間転写ベルト２に転写された後、ベルトクリーナ２４によって中間転写ベルト２の表面から除去され、このベルトクリーナ２４から図示外のトナー回収カートリッジに送られるようになっている。従って、このクリーニング装置４はフリッカーバ等のデトーニング機構を一切必要とせず、その分だけ小型化が可能となっており、タンデム型のカラープリンタに適したものとなっている。
【００２２】
本願発明者らは以下の表１に示す５種類のブラシロール４２を用意し、これらブラシロール４２をクリーニング装置にセットして、各ブラシロール４２のクリーニング性能を比較する実験を行った。実験ではクリーニング装置にセットしたブラシロールの軸芯部材に対して−４００Ｖのクリーニングバイアスを印加する一方、感光体ドラム上にＡ３サイズの試験トナー像を形成し、かかる試験トナー像の半分がプラシロールを通過した瞬間に装置をシャットダウンして感光体ドラムを強制的に停止させた。そして、ブラシロールによって摺擦された試験トナー像の前半部と、ブラシロールによる摺擦前の試験トナー像の後半部とのトナ−付着量を光学的に測定した。また、試験トナー像はエリアカバレッジ２０％、７０％、１００％の試験トナー像に対して行い、夫々の試験トナー像についてトナー付着量を調べた。尚、装置のプロセススピード、すなわち感光体ドラムの周速は１０６ｍｍ／ｓｅｃであり、実験は室温１０℃、相対湿度１５％ＲＨの環境下で行った。また、トナーとしては、重合法により作成された形状係数ＳＦ１＝１２０、平均粒径６．５μｍのものを用いた。
【００２３】
【表１】

【００２４】
図４に示すグラフは試料Ｎｏ．１のブラシロールと試料Ｎｏ．２のブラシロールのクリーニング性能を比較したものである。表１に示すように、両者は抵抗値、摺擦毛の径、毛足長さ、植毛密度、摺擦毛間の平均距離において同一であるが、前者は摺擦毛を軸芯部材に対して真っ直ぐに起立させた所謂直毛の従来のブラシロールであり、後者は摺擦毛の毛先を軸芯部材の軸方向へ傾斜させた所謂斜毛の本発明に係るブラシロールである。グラフの横軸はブラシロールを通過する前の試験トナー像におけるトナー付着量、縦軸はブラシロールを通過した後の試験トナー像におけるトナー付着量を示している。グラフ中に示す一点鎖線は傾き１であり、ブラシロールが試験トナー像を全くクリーニングしていない場合に相当する。従って、グラフ中に示された測定結果のラインの傾きが小さくなる程、クリーニング性能が向上していることになる。
【００２５】
図４のグラフから明らかなように、摺擦毛を軸方向へ斜毛させた試料Ｎｏ．２のブラシロールは、試料Ｎｏ．１の直毛のブラシロールに比較して約２倍のクリーニング性能を有している。従って、摺擦毛を軸方向へ斜毛させた本発明のブラシロールは、球形トナーを使用した場合の感光体ドラムのクリーニング対策として有効であることが確認された。
【００２６】
次に、図５に示すグラフは試料Ｎｏ．２、Ｎｏ．３及びＮｏ．４のブラシロールのクリーニング性能を比較したものである。試料Ｎｏ．３のブラシロールは摺擦毛の直径を試料Ｎｏ．２のブラシロールの半分にすると共に、植毛密度を低下させ、摺擦毛の間の平均距離を大きく設定したものである。また、試料Ｎｏ．４のブラシロールは試料Ｎｏ．３よりも更に細い摺擦毛を植毛したものである。使用しているトナーの粒径は６．５μｍであるから、試料Ｎｏ．２の摺擦毛はトナー粒径の４倍以上の直径、試料Ｎｏ．３の摺擦毛はトナー粒径の２．３倍程度の直径、試料Ｎｏ．４の摺擦毛はトナー粒径の１．２倍の直径ということになる。
【００２７】
図５のグラフから明らかなように、摺擦毛の直径が小さくなる程、クリーニング性能が向上していることが伺われる。図６に摺擦毛４２によるトナーの排除モデルを示すように、摺擦毛４２が感光体ドラム１０の表面を摺擦すると、摺擦毛４２の径がトナー粒径以下でない限り、感光体ドラム１０の面方向に沿った摺擦毛４２の推進力が、かかる摺擦毛４２を感光体ドラム１０に押し付ける分力とトナーに乗り上げる分力とを生じさせることになる。このとき、摺擦毛４２の径がトナー粒径に対して余りに大きいと、分図（ａ）に示すように、摺擦毛４２をトナーに乗り上げさせる分力が大きくなり、トナーの転がりとも相まって、摺擦毛４２がトナーに乗り上げてしまうものと考えられる。これに対し、摺擦毛４２の径がトナー粒径の３倍未満になると、図６（ｂ）に示すように、摺擦毛４２をトナーに乗り上げさせる分力が摺擦毛４２を感光体ドラム１０へ押し付ける分力よりも小さくなり、摺擦毛４２がトナーに乗り上げる確率が減少するためであると考えられる。また、試料Ｎｏ．３の摺擦毛のように、摺擦毛４２の直径がトナー粒径よりも小さくなれば、摺擦毛４２はトナーの下に潜り込んで、かかるトナーを掬い上げるように作用することから、更にクリーニング性能が向上しているものと考えられる。
【００２８】
尚、この排除モデルの図から把握されるように、摺擦毛の断面は必ずしも円形状である必要はなく、例えば多角形状の場合には、トナーを排除する角部の形状がトナー粒径以下の半径の円弧によって近似されるものであれば、図６（ｂ）に示したモデルと同じクリーニング性能を得ることができると考えられる。また、このトナーの排除モデルは球形トナーに限らず、不定形トナーに対しても略そのままの形で適用し得る普遍的なものである。
【００２９】
また、試料Ｎｏ．４のブラシロールは単一の摺擦毛から形成されておらず、直径８μｍの絶縁性微細繊維と直径３０μの導電性繊維とを混成して摺擦毛としている。微細繊維の導電化には未だ技術的課題が多いこと、加えて、摺擦毛の径を余りに細くするとブラシロールの機械的な掻き取り力が低下し、感光体表面に付着した放電生成物等を充分に除去することができないことから、このような絶縁性微細繊維とそれよりも太い導電性繊維を混成して摺擦毛とした。微細繊維は導電性ではないが、かかる微細繊維がトナーを感光体ドラムの表面から掬い上げ、そこに導電性繊維からクリーニングバイアスによる静電誘引力が作用することにより、微細繊維それ自体は特に強い掻き取り力を発揮する必要はなく、このようなトナーの掬い上げに優れた微細繊維とトナー等の掻き取り及び吸着に優れた繊維の組み合わせによれば、一層のクリーニング性能の向上を図ることが可能となる。
【００３０】
一方、図７は試料Ｎｏ．４及びＮｏ．５のブラシロールのクリーニング性能を比較したものである。試料Ｎｏ．５のブラシロールは摺擦毛の構成において試料Ｎｏ．４のブラシロールと同じであるが、摺擦毛間の平均距離を６５μｍから８０μｍへ拡大させている。これにより、試料Ｎｏ．５のブラシロールは植毛密度が試料Ｎｏ．４のブラシロールよりも低く、その分だけ摺擦毛の隙間により多くのトナーが入り込めるようになっている。
【００３１】
近年では、画像形成装置の小型化の要求からクリーニング装置のブラシロールについても小径化が求められており、毛足の短いブラシロールを用いなければならない傾向にある。しかし、毛足の短いブラシロールは摺擦毛の間に蓄積し得るトナー量が少ないため、ブラシロールがトナーによってたちまち一杯となり、Ａ３用紙１枚分のクリーニングを保証できなくなる場合も多い。そのような場合、フリッカーバ等のデトナー機構によってトナーをブラシロールから吐き出させ、ブラシロールそれ自体を清浄な状態に回復させる必要がある。
【００３２】
この点、試料Ｎｏ．５のブラシロールは試料Ｎｏ．４のブラシロールよりも摺擦毛の隙間により多くのトナーが入り込めるようになっているので、ブラシロールが捕獲したトナーによって一杯になるまでの時間が長くなり、図７のグラフに示すように、試料Ｎｏ．４のブラシロールよりもクリーニング性能が向上するものである。また、摺擦毛間の平均距離が大きいので、デトーニングの際には摺擦毛の間に捕獲しているトナーを吐き出し易く、ブラシロールの清浄な状態への回復を図り易いといった利点もある。作像動作を行った後に、ブラシロールに捕獲しているトナーを感光体ドラム上に吐き出させて、ベルトクリーナで回収するクリーニングサイクルを行い、これら作像動作及びクリーニングサイクルを繰り返すことで、ブラシロールのクリーニング性能の経時的な維持性を調べたところ、試料Ｎｏ．４のブラシロールはプリント枚数が３万枚に達したところで、プリント画像に帯電ロールの汚れに起因する画質欠陥が生じ、クリーニングサイクルを行っているにも拘らず、ブラシロールが捕獲したトナーによって汚れてしまっていることが判明した。これに対し、試料Ｎｏ．５のブラシロールはプリント枚数が５万枚に達しても、プリント画像に画質欠陥は発生せず、ブラシロールがクリーニングサイクルによって清浄な状態に回復していることが判明した。すなわち、摺擦毛間の平均距離が大きい程、デトーニング時に捕獲しているトナーを良好に吐き出すことができ、経時的なブラシロールの汚れを抑制できることが明らかとなった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のクリーニング装置によれば、ブラシロールの摺擦毛を軸芯部材の軸方向へ意図的に傾斜させることで、トナー粒子が摺擦毛の間をすり抜ける確率現象させているので、粒径の小さな球形トナーに対しても高いクリーニング性能を発揮させることが可能となる。また、摺擦毛の植毛密度を低下させても、ブラシロールによる像担持体のクリーニング性能が低下してしまうことはなく、植毛された摺擦毛の平均間隔を拡げることができるので、ブラシロールがより多くのトナーを捕獲した状態で回転することが可能となり、ブラシロールのトナー汚れが進行するのを可及的に防止することができる他、摺擦毛の間からトナーを排出させる所謂デトーニングを容易に行うことができ、ブラシロールが経時的に汚れていくのを抑えることができ、長期にわたってクリーニング性能の維持を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリーニング装置を適用可能な画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】作像エンジンの構成を示す概略図である。
【図３】ブラシロールの摺擦毛の起立状態を示す断面図である。
【図４】試料Ｎｏ．１のブラシロールと試料Ｎｏ．２のブラシロールのクリーニング性能を比較したグラフ図である。
【図５】試料Ｎｏ．２、Ｎｏ．３及びＮｏ．４のブラシロールのクリーニング性能を比較したグラフ図である。
【図６】斜毛したブラシロールの摺擦毛によるトナーの排除モデルを示す図である。
【図７】試料Ｎｏ．４及びＮｏ．５のブラシロールのクリーニング性能を比較したグラフ図である。
【符号の説明】
１０…感光体ドラム、４…クリーニング装置、４０…軸芯部材、４１…摺擦毛、４２…ブラシロール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is directed to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer for removing residual toner and paper dust from the surface of a photosensitive drum or an intermediate transfer body after a toner image is transferred onto a recording sheet. More particularly, the present invention relates to an improvement in a cleaning device provided with a brush roll for rubbing the surface of a photosensitive drum or the like.
[0002]
[Prior art]
Generally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer, a toner image is formed on the surface of a photosensitive drum according to image data, and then the toner image is transferred to a recording sheet, and the transferred toner A recorded image is obtained by heating and fixing the image on a recording sheet. In recent full-color copying machines and full-color laser beam printers, a toner image formed on a photosensitive drum is primarily transferred to an intermediate transfer member, and four colors of yellow, cyan, magenta and black are transferred on the intermediate transfer member. It is also known to form a full-color recorded image by superimposing toner images and collectively secondary transferring these combined toner images onto a recording sheet.
[0003]
Since it is difficult to maintain the transfer efficiency of the toner image at 100%, untransferred toner tends to remain on the surface of the image carrier after the toner image is transferred to a recording sheet or an intermediate transfer member. It is in. For this reason, conventionally, a cleaning device is provided on the downstream side of the toner image transfer portion, and it is customary to remove the residual toner before forming the next toner image. As this type of cleaning device, a plate-shaped cleaning blade made of an elastic material such as urethane rubber is brought into contact with the surface of the image carrier, and the toner is mechanically scraped off the surface of the image carrier at the edge of the cleaning blade. And the surface of the image carrier is rubbed by a high-speed rotating brush roll, and a bias voltage is applied to the brush roll, so that the toner is removed from the surface of the image carrier. (Japanese Patent Laid-Open No. 4-204785) is known which is configured to electrostatically scrape off.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, so-called spherical toner having a substantially spherical shape has been used as a toner for developing an electrostatic latent image, instead of an irregular toner obtained by a manufacturing method such as pulverization. It is expected that the quality of a recorded image will be improved by equalizing the amount. However, if such spherical toner remains on the image carrier as untransferred residual toner, it is scraped off from the surface of the image carrier by a cleaning blade of the same setting as that used for irregular-shaped toner, and is removed. Has proven to be very difficult. This is because, with the rotation of the image carrier, a very small chatter vibration is generated in the cleaning blade that is in sliding contact with the image carrier, and a small gap between the image carrier and the cleaning blade caused by the vibration is reduced to a small particle size. It is considered that the spherical toner easily slips through.
[0005]
As a measure to solve this problem, it has been proposed to set a higher pressure contact force of the tip of the cleaning blade against the image carrier in order to prevent the generation of a gap due to chatter vibration. The higher the pressing force, the more strongly the toner and external additives added thereto are pressed against the surface of the image carrier by the cleaning blade, so that the toner or the like adheres to the surface of the image carrier to form a thin film. This tends to cause the occurrence of a ming phenomenon, making it difficult to uniformly charge the image carrier. In addition, when the pressure of the cleaning blade increases, abrasion of the surface of the image carrier is accelerated by that much, and silica particles externally added to the toner for the purpose of adjusting the charge amount damage the image carrier. It tends to generate.
[0006]
On the other hand, even when the image carrier was cleaned using a brush roll, streak-like cleaning failure was likely to occur. This is because the spherical toner is less likely to be caught by the brush and rubs than the conventional irregular toner, and even if the brush roll rubs the image carrier, the spherical toner slips through between the rubs. it is conceivable that. In order to prevent the spherical toner from slipping between the rubbing brushes, the density of the rubbing brush with respect to the shaft core member of the brush roll is increased to ensure that the spherical toner is caught by the rubbing brush. However, if the flocking density is excessively increased, so-called dating that discharges the toner captured by the brush roll from the brush roll becomes difficult, and the toner gradually accumulates on the brush roll, and eventually, The brush roll will stain the image carrier. In addition, in order to reliably perform detoning, a configuration is required in which a detoner roll to which a bias voltage is applied is brought into contact with a brush roll, and toner in the brush roll is electrostatically transferred to the detoner roll. The cleaning device itself becomes large.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to achieve high cleaning performance even for a spherical toner having a small particle diameter, and to rub the image carrier. An object of the present invention is to provide a cleaning device capable of suppressing the flocking density of rubbing brush brushes, and capable of easily performing detoning from the brush rolls.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the cleaning device of the present invention uses a brush roll in which a large number of rubbing brushes are raised with respect to the shaft core member, and rubs the surface of the image bearing member with the rotation of the brush roll to form the image bearing member. Characterized in that it is configured to remove toner adhered to the body, and that the tips of the brushes of the brush roll are inclined in the axial direction of the shaft core member in a state of not contacting the image carrier. It is.
[0009]
When the brushes of the brush roll are intentionally inclined in the axial direction of the shaft core member as described above, the brushes one by one will rub a larger area on the image carrier. The probability that the particles pass through between the rubbing brushes is reduced, and the cleaning performance of the image carrier by the brush roll is improved. In addition, due to the phenomenon that the probability that the toner particles pass through between the rubbing brushes is reduced, the cleaning performance of the image carrier by the brush roll is reduced even when the density of the bristle bristle with respect to the shaft core member is reduced. It won't. For this reason, by expanding the average interval between the implanted rubbing brushes, it is possible for the brush roll to rotate while capturing more toner, and to minimize the contamination of the brush roll with toner. Can be prevented. In addition, since the so-called detoning for discharging the toner from between the rubbing brushes can be easily performed by increasing the average interval between the rubbing brushes, the toner contamination of the brush roll can be suppressed in this point, and the brush roll can be used. It is possible to prevent the image carrier from being soiled.
[0010]
Here, the diameter of the brushes standing on the shaft member of the brush roll can be appropriately selected according to the flocking density of the brushes on the shaft member, the particle size of the toner removed from the image carrier, and the like. However, if it is too thick compared to the toner particle size, when the rubbing brush rubs the image carrier, the rubbing brush presses the toner against the surface of the image carrier, and the cleaning performance tends to decrease. It is in. From this viewpoint, it is preferable that the cross-sectional diameter of the rubbing brush is less than three times the average particle diameter of the toner. If the rubbing brush that is slanted in the axial direction has such a cross-sectional diameter, the rubbing brush functions to scoop up the toner when rubbing the surface of the image carrier, so that the rubbing brush has an irregular shape. Good cleaning performance can be ensured even for a spherical toner having a small particle diameter, which is considered to be more difficult to clean than a toner.
[0011]
The cross-sectional shape of the rubbing brush may be circular or polygonal. In the latter case, the radius of the circular arc when the shape of each corner is approximated by a circular arc may be less than 1.5 times the average particle diameter of the toner.
[0012]
On the other hand, for cleaning of toner having a small particle diameter, it is effective to make the brush rolls finer. However, substances other than the toner adhering to the surface of the image carrier, such as toner external additives and discharge products, are effective. From the viewpoint of removing the like and the like, it is necessary that the rubbing brush of the brush roll is thick to some extent. Therefore, from this viewpoint, when the average particle diameter of the toner is less than 10 μm, the rubbing brush erected on the brush roll is the same as the first rubbing brush having a cross-sectional diameter of less than 30 μm and the cross-sectional diameter of 20 μm. It is preferable to be a hybrid with the above-mentioned second brush.
[0013]
In the cleaning device of the present invention, the brush roll may be used with being grounded, or may be used with a cleaning bias applied. In any case, if a potential difference corresponding to the charge polarity of the toner is formed between the image carrier and the brush roll, the toner is electrostatically transferred from the image carrier to the brush roll based on the potential difference. And the cleaning performance is further improved.
[0014]
Further, in the cleaning device of the present invention, a detoning member such as a flicker bar for discharging and collecting the toner held by the brush roll may be provided, but a mechanism for collecting the discharged toner is required, Since the cleaning device itself becomes large, from this viewpoint, during the image forming operation, a cleaning bias is applied between the brush roll and the image carrier to capture toner from the image carrier to the brush roll, After the end of the image forming operation or between image forming operations, a toner collecting bias having a polarity opposite to that of the cleaning bias is applied between the brush roll and the image carrier, and the captured toner is discharged from the brush roll onto the image carrier. It is preferable that the captured toner is collected by the second cleaning device.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the cleaning device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a full-color laser beam printer to which the cleaning device of the present invention can be applied. This printer is a so-called tandem type color printer including four

image forming engines

1Y, 1M, 1C, and 1K that form toner images of yellow, magenta, cyan, and black, respectively. After the toner image is primarily transferred to the intermediate transfer belt 2 and the four color toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 2, the toner image is finally transferred from the intermediate transfer belt 2 to the recording sheet P. Is configured. Further, the recording sheet P on which the toner image has been finally transferred is discharged to a discharge tray (not shown) via the fixing device 3.
[0016]
The intermediate transfer belt 2 is wound around a drive roll 20 and driven

rolls

21 and 22 and rotates in the direction of the arrow. The final transfer roll 23 is disposed to face the driven roll 21 with the intermediate transfer belt 2 interposed therebetween, and the recording sheet P receives the transfer of the toner image when passing between the final transfer roll 23 and the intermediate transfer belt 2. Further, with respect to the rotation direction of the intermediate transfer belt 2, between the final transfer position of the toner image and the yellow image forming engine 1Y, a belt cleaner 24 for removing toner, paper dust and the like attached to the surface of the intermediate transfer belt 2 is provided. Is arranged. The belt cleaner 24 is disposed at a position facing the driven roller 22, and makes a cleaning blade made of an elastic body contact the intermediate transfer belt 2.
[0017]
FIG. 2 shows the configuration of each imaging engine. Such an image forming engine has a photosensitive drum 10 having an organic photosensitive layer on its surface and rotating in the direction of an arrow, and a charging device for uniformly charging the photosensitive drum 10 to a predetermined background portion potential (for example, -700 V). A roll 11, exposure means 12 for exposing the photosensitive drum 10 charged to the background potential with a light beam modulated by image information, and writing an electrostatic latent image on the photosensitive drum 10; Developing unit 13 that develops the toner image with toner to form a visible image, and a photoconductor drum 10 that is disposed opposite to the photosensitive drum 10 with the intermediate transfer belt 2 interposed therebetween. It comprises a primary transfer roll 14 for transferring and a cleaning device 4 for cleaning the surface of the photosensitive drum 10 after transferring the toner image.
[0018]
The cleaning device 4 has a brush roll 42 in which conductive brushes 41 are erected on a conductive shaft member 40, and rubs the surface of the photosensitive drum 10 while rotating the brush rolls 42. It is configured to The brush roll 42 is accommodated in a casing 43, and a seal member 44 made of a flexible film is provided in a gap between the casing 43 and the photosensitive drum 10. Care is taken so that the toner cloud does not blow out from the cleaning device 4. A cleaning bias of −400 V is applied to the shaft core member 40, and the untransferred residual toner adhering to the photosensitive drum 10 is subjected to mechanical rubbing by the rubbing brush 41 and electrostatic force due to the application of the cleaning bias. Due to the attractive force, the photosensitive drum 10 is transferred to the brush roll 42.
[0019]
FIG. 3 shows a cross section along the shaft core member 40 of the brush roll 42 separated from the photosensitive drum 10. In the brush roll 42, the rubbing brush 41 does not stand substantially vertically with respect to the shaft member 40, but rises in an inclined direction in the axial direction of the shaft member 40. The brush roll 42 can be manufactured by spirally winding a cloth on which the rubbing brush 41 made of a conductive fiber is raised around the shaft core member 40. The rubbing brush 41 is erected on the cloth, and the rubbing brush 41 can be obtained by pressing the rubbing brush 41 by pressing the rubbing brush 41 between the heating rolls. Then, by winding the cloth on which the rubbing brush 41 has fallen around the shaft core member 40, the brush roll 42 in which the rubbing brush 41 is inclined in the axial direction can be manufactured.
[0020]
Also, as another manufacturing method, a brush roll is formed by winding a cloth in which a rubbing brush is erected almost vertically around a rotary shaft, instead of falling down the rubbing brush before winding the cloth around the rotation shaft. Thereafter, by moving this brush roll in the axial direction while pressing it against the heat roll, it is also possible to incline the rubbing brush in the axial direction. Further, in each step of manufacturing a fabric in which the rubbing brush is raised, the rubbing brush may fall down without considering the raising of the rubbing brush.
[0021]
This cleaning device does not have a detoning mechanism for collecting the toner scraped from the photosensitive drum 10 by the brush roll 42, and the cleaning device is in the process of forming a toner image corresponding to the image information. During operation, the brush roll 42 continues to rotate while holding the toner. When the image forming operation is completed, a recovery bias of +400 V having a polarity opposite to that of the cleaning bias is applied to the shaft core member 40 of the brush roll 42 to remove the toner accumulated in the brush roll 42 during the image forming operation. It is configured to discharge onto the surface of the photosensitive drum 40. The toner discharged from the brush roll 42 onto the surface of the photosensitive drum 10 is transferred to the intermediate transfer belt 2 and then removed from the surface of the intermediate transfer belt 2 by the belt cleaner 24. It is sent to a collection cartridge. Therefore, the cleaning device 4 does not require any detoning mechanism such as a flicker bar, and can be reduced in size accordingly, making it suitable for a tandem-type color printer.
[0022]
The inventors of the present application prepared five types of brush rolls 42 shown in Table 1 below, set these brush rolls 42 in a cleaning device, and performed an experiment for comparing the cleaning performance of each brush roll 42. In the experiment, while applying a cleaning bias of -400 V to the shaft core member of the brush roll set in the cleaning device, an A3 size test toner image was formed on the photosensitive drum, and half of the test toner image was a plus roll. At the moment of passing, the apparatus was shut down to forcibly stop the photosensitive drum. Then, the toner adhesion amount between the first half of the test toner image rubbed by the brush roll and the second half of the test toner image before rubbing by the brush roll was optically measured. The test toner images were applied to the test toner images having the area coverage of 20%, 70%, and 100%, and the toner adhesion amount of each test toner image was examined. The process speed of the apparatus, that is, the peripheral speed of the photosensitive drum was 106 mm / sec, and the experiment was performed in an environment at a room temperature of 10 ° C. and a relative humidity of 15% RH. As the toner, a toner having a shape factor SF1 of 120 and an average particle diameter of 6.5 μm prepared by a polymerization method was used.
[0023]
[Table 1]

[0024]
The graph shown in FIG. No. 1 and the sample No. 1 The cleaning performance of the brush roll No. 2 was compared. As shown in Table 1, both are the same in the resistance value, the diameter of the rubbing brush, the length of the bristle, the flocking density, and the average distance between the rubbing brushes. This is a so-called straight hair conventional brush roll that stands upright, and the latter is a so-called oblique hair brush roll according to the present invention, in which the tips of the sliding brushes are inclined in the axial direction of the shaft core member. The horizontal axis of the graph indicates the amount of toner attached to the test toner image before passing through the brush roll, and the vertical axis indicates the amount of toner attached to the test toner image after passing through the brush roll. The alternate long and short dash line in the graph has a slope of 1, which corresponds to a case where the brush roll has not cleaned the test toner image at all. Therefore, as the inclination of the line of the measurement result shown in the graph becomes smaller, the cleaning performance is improved.
[0025]
As is clear from the graph of FIG. The brush roll of Sample No. 2 The cleaning performance is about twice as high as that of the single straight hair brush roll. Therefore, it was confirmed that the brush roll of the present invention, in which the rubbing hairs were slanted in the axial direction, was effective as a measure for cleaning the photosensitive drum when spherical toner was used.
[0026]
Next, the graph shown in FIG. 2, No. 3 and No. 4 is a comparison of the cleaning performance of the brush roll of No. 4; Sample No. For the brush roll of Sample No. 3, the diameter of the rubbing brush was changed to Sample No. 3. In addition to half of the brush roll of No. 2, the flocking density was reduced and the average distance between the rubbing brushes was set to be large. Further, the sample No. The brush roll of Sample No. 4 This is obtained by transplanting thinner brushes than those of No. 3. Since the particle size of the toner used is 6.5 μm, Sample No. Sample No. 2 has a diameter of at least four times the toner particle diameter. Sample No. 3 has a diameter of about 2.3 times the toner particle diameter. The rubbing brush No. 4 has a diameter of 1.2 times the toner particle diameter.
[0027]
As is clear from the graph of FIG. 5, it can be seen that the smaller the diameter of the rubbing brush, the better the cleaning performance. As shown in FIG. 6, a model for removing toner by the rubbing brush 42, when the rubbing brush 42 rubs the surface of the photosensitive drum 10, unless the diameter of the rubbing brush 42 is not smaller than the toner particle size. The propulsive force of the rubbing brush 42 along the surface direction of 10 causes a component force for pressing the rubbing brush 42 against the photosensitive drum 10 and a component force for riding on the toner. At this time, if the diameter of the rubbing brush 42 is too large with respect to the toner particle diameter, as shown in FIG. It is considered that the rubbing brush 42 rides on the toner. On the other hand, when the diameter of the rubbing brush 42 is less than three times the toner particle diameter, as shown in FIG. This is considered to be because the component force to be pressed against the drum 10 becomes smaller, and the probability that the rubbing brush 42 rides on the toner decreases. Further, the sample No. If the diameter of the rubbing brush 42 becomes smaller than the particle diameter of the toner, as in the rubbing brush of No. 3, the rubbing brush 42 goes under the toner and acts to scoop up the toner. It is considered that the cleaning performance has been improved.
[0028]
As can be understood from the diagram of this exclusion model, the cross section of the rubbing brush does not necessarily have to be circular. For example, in the case of a polygonal shape, the shape of the corner for removing toner is smaller than the toner particle size. It is considered that the same cleaning performance as that of the model shown in FIG. 6B can be obtained if it is approximated by an arc having a radius of. Further, the toner exclusion model is not limited to the spherical toner, but is a universal model that can be applied to the irregular toner in a substantially unchanged form.
[0029]
Further, the sample No. The brush roll No. 4 is not formed of a single brush, but is made of a mixture of insulating fine fibers having a diameter of 8 μm and conductive fibers having a diameter of 30 μ. There are still many technical issues in making fine fibers conductive. In addition, if the diameter of the brush is too small, the mechanical scraping force of the brush roll decreases, and discharge products and the like adhere to the photoreceptor surface. Since it was not possible to remove satisfactorily, such insulating fine fibers were mixed with conductive fibers thicker than the insulating fine fibers to obtain rubbing. Although the fine fibers are not conductive, the fine fibers themselves are particularly strong due to the fact that the fine fibers scoop up the toner from the surface of the photosensitive drum, and the electrostatic attraction by the cleaning bias acts on the conductive fibers therefrom. It is not necessary to exert a scraping force, and according to the combination of the fine fibers excellent in scooping up the toner and the fibers excellent in scraping and adsorbing the toner, it is possible to further improve the cleaning performance. It becomes possible.
[0030]
On the other hand, FIG. 4 and No. 4. 5 is a comparison of the cleaning performance of the brush roll No. 5; Sample No. The brush roll of Sample No. 5 has a sample of No. 4 is the same as the brush roll, but the average distance between the brushes is increased from 65 μm to 80 μm. Thereby, the sample No. The brush roll of Sample No. 5 has a flocking density of Sample No. 4 is lower than the brush roll of No. 4, so that more toner can enter the gap between the rubbing brushes.
[0031]
In recent years, the diameter of the brush roll of the cleaning device has been required to be reduced due to a demand for miniaturization of the image forming apparatus, and there is a tendency to use a brush roll having a short bristle foot. However, since a brush roll having a short bristle amount has a small amount of toner that can accumulate during rubbing, the brush roll quickly becomes full of toner, and cleaning of one A3 sheet cannot be guaranteed in many cases. In such a case, it is necessary to discharge the toner from the brush roll by a detoner mechanism such as a flicker bar, and to restore the brush roll itself to a clean state.
[0032]
In this regard, the sample No. The brush roll of Sample No. 5 Since more toner can enter the gaps between the brushes than the brush roll of No. 4, the time required for the brush roll to be filled with the captured toner becomes longer, and as shown in the graph of FIG. Sample No. The cleaning performance is improved as compared with the brush roll No. 4. In addition, since the average distance between the rubbing brushes is large, there is an advantage that the toner captured between the rubbing brushes is easily discharged during detoning, and the brush roll is easily recovered to a clean state. . After performing the image forming operation, a cleaning cycle in which the toner captured by the brush roll is discharged onto the photosensitive drum and collected by a belt cleaner is performed, and the image forming operation and the cleaning cycle are repeated. When the maintenance performance of the cleaning performance of Sample No. over time was examined, Sample No. When the number of prints reaches 30,000, the brush roll of No. 4 has an image quality defect due to the stain on the charging roll in the printed image, and is contaminated by the toner captured by the brush roll despite the cleaning cycle. It turned out that it had. On the other hand, sample No. With the brush roll No. 5, even when the number of prints reached 50,000, no image quality defect occurred in the printed image, and it was found that the brush roll had been restored to a clean state by the cleaning cycle. That is, it has been clarified that the larger the average distance between the rubbing brushes, the better the toner trapped during detoning can be discharged, and the more time the brush roll can be stained.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the cleaning device of the present invention, the probability phenomenon that the toner particles slip through the rubbing brush by intentionally tilting the rubbing brush brush in the axial direction of the shaft core member. Therefore, high cleaning performance can be exhibited even for a spherical toner having a small particle diameter. In addition, even if the flocking density of the rubbing brush is reduced, the cleaning performance of the image carrier by the brush roll does not decrease, and the average interval between the rubbing brushes can be increased. Can rotate while capturing more toner, so that the toner smear of the brush roll can be prevented from progressing as much as possible. Toning can be easily performed, the brush roll can be prevented from becoming dirty over time, and cleaning performance can be maintained for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of an image forming apparatus to which a cleaning device of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an imaging engine.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an upright state of brushing of the brush roll.
FIG. No. 1 and the sample No. 1 FIG. 4 is a graph comparing cleaning performances of brush rolls No. 2 and FIG.
FIG. 2, No. 3 and No. 4 is a graph comparing cleaning performances of brush rolls No. 4 and FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a model for removing toner due to rubbing of a slanted brush roll.
FIG. 4 and No. 4. 5 is a graph comparing cleaning performances of brush rolls No. 5 and FIG.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 photoreceptor drum, 4 cleaning device, 40 core member, 41 rubbing brush, 42 brush roll

Claims

A cleaning device for cleaning the surface of the image carrier after transferring the toner image to a recording sheet or an intermediate transfer body,
A brush roll is provided in which a large number of rubbing brushes stand on the shaft member and rub the surface of the image carrier with the rotation of the shaft member to remove toner attached to the image carrier. ,
The cleaning device according to claim 1, wherein a brush tip of the brush is inclined in an axial direction of a shaft core member in a state in which the brush roll is not in contact with the image carrier.

2. The cleaning device according to claim 1, wherein the brush roll has a cross-sectional diameter of each rubbing brush less than three times an average particle diameter of the toner.

The average particle size of the toner is less than 10 μm, and the brush of the brush roll is a mixture of a first brush having a cross-sectional diameter of less than 30 μm and a second brush having a cross-sectional diameter of 20 μm or more. 3. The cleaning device according to claim 1, wherein the cleaning device is provided.

2. The cleaning device according to claim 1, wherein the shaft core member and the rubbing brush of the brush roll are conductive, and a cleaning bias is applied between the brush roll and the image carrier.

An image forming apparatus configured to remove toner attached to an image carrier using the cleaning device according to claim 4, wherein:
During the image forming operation, a cleaning bias is applied between the brush roll and the image carrier to capture toner from the image carrier to the brush roll,
After the image forming operation is completed or between image forming operations, a toner collecting bias having a polarity opposite to that of the cleaning bias is applied between the brush roll and the image carrier, and the captured toner is discharged from the brush roll onto the image carrier. ,
An image forming apparatus, wherein the captured toner is collected by a second cleaning device.