JP2005091393A - Cleaning device and image forming apparatus equipped with same - Google Patents
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Description
本発明は、子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等のクリーニング装置およびこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device such as a sub-photo copying machine, a printer, and a facsimile, and an image forming apparatus including the same.
電子写真方式の画像形成装置において、トナーをクリーニングするローラやブレードとは別に、紙粉取り用の薄板部材(紙粉取り用ブレード)を設置することは従来から知られている(例えば、特許文献1参照)。
感光体や中間転写ベルトなどの像担持体に対し、画像転写後に残ったトナーをクリーニングするクリーニング装置を有した画像形成装置において、転写紙に画像を転写するさい、紙粉や紙の成分である炭酸カルシウムなどがしばしば像担持体に付着する。
その付着物(以下異物と呼ぶ)が各作像ユニットに入り込むと画像形成に対しさまざまな不具合をもたらすため、残留トナーだけでなくそれら付着物のクリーニングをすることも重要である。
しかしながら、その付着物はトナーに対して非常に小さかったり、硬かったり、また鋭い形状であったりするため、像担持体に刺さって埋没しやすくこれらをクリーニングすることが難しい。このような理由でトナーのクリーニング性能と両立させることが難しいのが現状である。
In an electrophotographic image forming apparatus, it is conventionally known to install a thin plate member for removing paper dust (blade for paper dust removal) separately from a roller and blade for cleaning toner (for example, Patent Documents). 1).
In an image forming apparatus having a cleaning device for cleaning toner remaining after image transfer to an image carrier such as a photosensitive member or an intermediate transfer belt, it is a paper dust or paper component when transferring an image to transfer paper. Calcium carbonate or the like often adheres to the image carrier.
When the adhered matter (hereinafter referred to as foreign matter) enters each image forming unit, it causes various problems for image formation. Therefore, it is important to clean not only the residual toner but also the adhered matter.
However, the adhering matter is very small, hard, or sharp with respect to the toner, so that it is easy to be embedded in the image carrier and difficult to clean them. For these reasons, it is difficult to achieve compatibility with toner cleaning performance.
図7は一般的なフルカラー電子写真装置を示す概略構成図である。周知の構成を有するこの電子写真装置においては、感光体ベルト1が矢印Aの時計方向に回転し、帯電チャージャ2で感光体1を一様に帯電させ、光書き込み装置3からの露光によって感光体1上に静電潜像が形成される。
この潜像は各色現像装置4を通るときに各色トナー9(図示せず)によって可視像化される。その各色の顕像を順次矢印Bの方向へ移動している中間転写ベルト6に転写させる。フルカラー画像の場合はこれら作像を各色繰り返して行い、中間転写ベルト6へ重ね合わせてフルカラー画像を形成する。
一方、本体給紙カセット12から矢印Cの方向へ給送された転写紙14に、紙転写部7により像が転写され、永久像となる。一次転写部13で感光体1から中間転写ベルト6へ転写しきれなかったトナーは、クリーニングブレード5でトナーを掻き取り、次の作像に備える。
紙転写部7で中間転写ベルト6から転写紙へ画像を転写したさいに転写しきれずに残ってしまったトナーは中間転写ベルトクリーニング装置11によってクリーニングされる。
このベルトクリーニング装置11はバイアスローラ(多くはブラシローラ)、またはクリーニングブレード、および接離機構(接離カム24、回転軸25等)等で構成されている。このクリーニング装置11は画像を中間転写ベルト6に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト6面から離間させておく必要がある。
画像が中間転写ベルト6に転写されていないタイミングを作ってその間に中間転写ベルトクリーニング装置11が中間転写ベルト6に当接し、クリーニングを行う。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a general full-color electrophotographic apparatus. In this electrophotographic apparatus having a well-known configuration, the
This latent image is visualized by each color toner 9 (not shown) when passing through each color developing device 4. The visualized images of the respective colors are transferred onto the
On the other hand, the image is transferred by the
When the image is transferred from the
The
At a timing when the image is not transferred to the
図8はブレード方式である中間転写ベルトのクリーニング方式を説明する概略図である。図9はバイアスローラ方式である中間転写ベルトのクリーニング方式を説明する概略図である。
図8および図9に示すように、中間転写ベルト6のクリーニング方式として大きく分けると、ブレード方式(図8)、バイアスローラ方式(図9)に分けられる。ブレード方式はブレード15先端に転写体面を当てて、転写体面と残留トナーとに剪断力を生じさせ、掻き取ることによってクリーニングする方式である。
一方、バイアスローラ方式は、ローラ16に残留トナー17の電荷に対して逆極性のバイアスを印加して、残留トナー17を静電気力によって回収、クリーニングする方式である。
図10は紙粉等の異物が中間転写体に付着または刺さる状態を示す概略図である。このような構成のカラー画像形成装置において、紙転写部で中間転写体に形成された画像を紙へ転写するさい、その摩擦によって紙粉や炭酸カルシウムなどの紙の添加物、付着物が中間転写体に付着または刺さる。
図11は図10で付着または刺さった異物の移動を説明する概略図である。図10で刺さった異物の一部は、バイアスローラ16に回収されずに1次転写部へ移動する。
図12は感光体と中間転写ベルトとの隙間を示す概略図である。図13は図12の隙間を拡大して示す概略図である。1次転写部へ到達した紙粉や炭酸カルシウムは感光体1と中間転写ベルト6の僅かな線速差による摩擦力で感光体に微小な傷を付ける。
図14は感光体とクリーニング装置近傍を示す概略図である。摩擦力による感光体への微少な傷形成が繰り返されると、感光体1面全体に微小な凹凸が生じてしまう。これにより、感光体1に設置されたクリーニングブレード15の感光体1表面との接触性が悪くなり、感光体クリーニング不良という問題が発生する。
そこで特許文献1のようにトナーをクリーニングするローラやブレードとは別に紙粉取り用の薄板部材(紙粉取り用ブレード)を設置することが一般的に用いられている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the cleaning method for the
On the other hand, the bias roller method is a method in which a bias having a polarity opposite to the charge of the
FIG. 10 is a schematic view showing a state where foreign matters such as paper dust adhere to or stick to the intermediate transfer member. In the color image forming apparatus configured as described above, when the image formed on the intermediate transfer body is transferred to the paper by the paper transfer unit, the paper additives such as paper powder and calcium carbonate, and the adhering matter are transferred by the friction to the intermediate transfer. Adhere to or stick to the body.
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the movement of the foreign matter adhered or stuck in FIG. A part of the foreign matter stuck in FIG. 10 moves to the primary transfer portion without being collected by the
FIG. 12 is a schematic view showing a gap between the photosensitive member and the intermediate transfer belt. FIG. 13 is a schematic view showing the gap in FIG. 12 in an enlarged manner. The paper dust and calcium carbonate that have reached the primary transfer portion cause minute scratches on the photoconductor due to the frictional force caused by a slight linear velocity difference between the
FIG. 14 is a schematic view showing the vicinity of the photoreceptor and the cleaning device. If minute scratches are repeatedly formed on the photoreceptor due to frictional force, minute irregularities are formed on the entire surface of the photoreceptor. As a result, the contact of the
Therefore, as in
しかし、図7の中間転写ベルト6のように、画像形成面を転写する時にクリーニング装置を中間転写面から離間させる必要がある像担持体に対しては、紙粉取り装置もやはり中間転写面に対して接離可能な構成である必要がある。
ブレード方式のトナークリーニングや紙粉クリーニング装置の問題として、ブレード接離によるトナー落ち、紙粉落ちが挙げられる。ブレード方式ではクリーニングしたトナーや紙粉を保持する力はブレード先端部のせき止めによるものなので、その当接を解除すると、せき止められていたトナーは下方に垂れ落ちる。
図15はトナー落ちを説明する概略図である。ブレード15が中間転写ベルト6に対して上方に位置する場合、ブレード離間のさいせき止められていたトナーは中間転写体面に垂れ落ち、画像形成面を汚してしまう。これによって紙転写された画像はトナー落ちによって汚された画像になってしまう。
このためブレード方式のトナークリーニングおよび紙粉クリーニング装置は図8のように中間転写体に対して下方または側方に配置される必要がある。
特許文献1のように薄板部材(紙粉取り用ブレード)の先端部を当て、ベルトの付着物をそのエッジで掻き取るような構成である場合、接離のさいに先端に溜まった付着物がこぼれおちてしまうため、このような装置は中間転写ベルトの下方に配置する必要がある。
また、下方に配置しても接離のさいに垂れ落ちたトナーや紙粉等は給紙カセット部など、画像形成装置内の別のユニットに付着してしまうため、それを防ぐためにトナーや紙粉の回収部を設ける必要がある。
図16はトナークリーニングブレードおよび紙粉取り用ブレードの両方を有する構成を示す概略図である。トナークリーニングブレード15、紙粉取り用ブレード19の2つがあればそれぞれに回収部を設ける必要があり、スペースの増大や部品点数の増大を招いてしまう。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、像担持体に対して接離する接離手段を有し、紙粉取り装置あるいは部材を、回収物の垂れ落ちをさせること無く、またレイアウト上の制約が無く、かつ簡素な構成で成立させるクリーニング装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
However, for an image carrier that requires the cleaning device to be separated from the intermediate transfer surface when the image forming surface is transferred, such as the
Problems with blade-type toner cleaning and paper dust cleaning devices include toner drop and paper dust drop due to blade contact and separation. In the blade system, the force for holding the cleaned toner and paper dust is due to the damming of the blade tip, so when the abutment is released, the damped toner hangs down.
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining toner dropping. When the
For this reason, the blade type toner cleaning and paper dust cleaning device needs to be arranged below or on the side of the intermediate transfer member as shown in FIG.
When the tip of the thin plate member (blade for paper dust removal) is applied as in
In addition, toner or paper dust that hangs down when touching or disposing is attached to another unit in the image forming apparatus such as a paper feed cassette unit. To prevent this, toner or paper It is necessary to provide a powder recovery unit.
FIG. 16 is a schematic view showing a configuration having both a toner cleaning blade and a paper dust removing blade. If there are two
Accordingly, an object of the present invention is to provide a contact / separation means for contacting / separating the image carrier so as to solve the above-described problems, so that the paper dust removing device or member does not sag the collected material. Another object of the present invention is to provide a cleaning device that has no layout restrictions and can be realized with a simple configuration, and an image forming apparatus including the same.
前記の課題を解決するために、請求項1記載の発明では、像担持体と、前記像担持体面に対してクリーニング部が接離可能な接離機構を有し前記像担持体面をクリーニングするクリーニング装置において、前記記像担持体上の残留物を除去する除去手段と、この除去手段の上流側に設けられ、前記像担持体面に対して接離可能な摩擦部材を設け、この摩擦部材が前記残留物を溜めない程度の位置に配置されているクリーニング装置を特徴とする。
また、請求項2記載の発明では、前記除去手段がバイアス制御される請求項1記載のクリーニング装置を特徴とする。
また、請求項3記載の発明では、前記除去手段がバイアスローラである請求項1記載のクリーニング装置を特徴とする。
また、請求項4記載の発明では、前記除去手段がブラシ部材である請求項1記載のクリーニング装置を特徴とする。
また、請求項5記載の発明では、前記摩擦部材がアクリル系植毛である請求項1記載のクリーニング装置を特徴とする。
また、請求項6記載の発明では、前記摩擦部材が、弾性体に研磨剤を含有した構成である請求項1記載のクリーニング装置を特徴とする。
また、請求項7記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1項記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to
According to a second aspect of the present invention, the cleaning device according to the first aspect is characterized in that the removing means is bias-controlled.
The invention according to
According to a fourth aspect of the invention, there is provided the cleaning device according to the first aspect, wherein the removing means is a brush member.
The invention according to
The invention according to
According to a seventh aspect of the invention, there is provided an image forming apparatus including the cleaning device according to any one of the first to sixth aspects.
クリーニング装置の接離に一体連動して像担持体面に対して接離し、かつ前記像担持体に腹当てで当接して摩擦する摩擦部材を設けることで、その摩擦部材によって紙粉等が中間転写ベルトから掻き解され、かつトナーや紙粉は摩擦部材を擦り抜けるため、クリーニング装置の接離に対して摩擦部材からのトナー落ちを発生させること無く、クリーニング装置へ紙粉等を回収させ易くするので、簡素な機構で紙粉のクリーニングを良好に成立させることができる。 By providing a friction member that comes in contact with and separates from the surface of the image carrier in an integral manner with the contact and separation of the cleaning device, and abuts against the image carrier by abdominal contact, and friction is caused by the friction member. Since the toner and paper dust are scraped from the belt and rub through the friction member, it is easy for the cleaning device to collect paper dust and the like without causing the toner to fall off from the friction member when the cleaning device comes in contact with or separates from the belt. Therefore, paper dust cleaning can be satisfactorily established with a simple mechanism.
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1はバイアスローラクリーニング装置と一体に、弾性体に研磨剤を含有させたブレードを配置する構成を示す概略図である。なお、図7を併せて参照する。
図1のようにバイアスローラクリーニング装置11と一体に、弾性体に研磨剤を含有させたブレード20を配置する。このブレード20は腹当て(トレーリング方向)に配置する。
エッジ先端に当ててブレードエッジ部(摩擦部材)21で付着物を掻き取り、ブレードエッジ部21に掻き取った付着物を溜める方式(カウンタ方向)に対して、本発明ではブレードには付着物を溜めずにすり抜けて通過するようにする。
図2はバイアスローラクリーニング装置のバイアスローラとブレードを模式的に示す概略図である。ブレード20はエッジ部(摩擦部材)を備え、このエッジ部21の材質構成は基材としてウレタンゴムを用い、その中間転写ベルト6との接触面に研磨剤22を塗布する(以下研磨ブレードと呼ぶ)。
研磨剤22の粒径はトナーより小さく、炭酸カルシウムなどの異物に対して同等程度が望ましい。紙転写された後の残留トナー17および紙の添加物18がクリーニング部に到達する。
研磨ブレード21は中間転写ベルト6に腹当てであるので、カウンタブレードのように中間転写ベルト6とトナーや異物との間に剪断力を生じさせずに残留トナー17は擦り抜ける。通過した残留トナー17はその下流のバイアスローラ(除去手段)16によって回収される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration in which a blade containing an abrasive in an elastic body is disposed integrally with a bias roller cleaning device. Reference is also made to FIG.
As shown in FIG. 1, a
In contrast to the method (counter direction) in which the adhered material is scraped off by the blade edge portion (friction member) 21 against the tip of the edge and the adhered material is collected on the blade edge portion 21 (in the counter direction), in the present invention, the adhered material is deposited on the blade. Pass through without passing through.
FIG. 2 is a schematic view schematically showing a bias roller and a blade of the bias roller cleaning device. The
The particle size of the abrasive 22 is smaller than that of the toner and is preferably about the same as that of foreign matters such as calcium carbonate.
Since the
図3は中間転写ベルトに刺さった紙の繊維質や炭酸カルシウム等の掻き解しを説明する概略図である。図3に示すように、中間転写ベルト6に刺さった紙の繊維質や炭酸カルシウム等の異物18は研磨ブレード21通過時にその研磨剤22によって掻き解される。
掻き解された異物18の一部は一時期研磨剤に引っ掛かるが、その他は研磨ブレード21を通過していく。研磨ブレード21を通過した異物は掻き解されたために、通過する前に比べ中間転写ベルト6への付着力が格段に小さくなっている。このような異物はバイアスローラ16においても容易に回収することができる。
仮にそのときに回収できずに通過して1次転写部13に到達したとしても、異物の付着力は小さくなって中間転写ベルト6に対し移動し易くなっているため、感光体1と中間転写ベルト6の摩擦によって異物が転がり、感光体1に対し傷を付けにくくする。
1次転写部13を通過した異物は一周して再びベルトクリーング装置へ到達し回収される。摩擦部材は弾性体(ブレード)に研磨剤を含有した構成であることで、紙粉の掻き解しとトナーの擦り抜けを両立させることができる。
FIG. 3 is a schematic view for explaining the scraping of the fiber, calcium carbonate, etc. of the paper stuck in the intermediate transfer belt. As shown in FIG. 3,
A part of the scraped
Even if the toner passes through the
The foreign matter that has passed through the
図4は図3に示した研磨ブレードの代わりに、植毛シートを用いた例を示す概略図である。図4におけるように研磨ブレードの替わりに植毛シート23を当接させる手段も有効である。植毛シートも研磨ブレードと同様なメカニズムで、トナーを掻き溜める能力はないが、異物を中間転写ベルト6から掻き解す能力がある。
とくにアクリル系の植毛シートは紙粉との摩擦帯電で静電吸着が起き易く、電気的に紙粉を回収できる。このため、ベルトクリーニング装置離間時のショックでアクリルに付着した紙粉は垂れ落ちにくく、異物の大量落ちによる画像汚れを発生させない。
植毛シートにおいても研磨ブレードと同様、バイアスローラの上流に設置しても、または下流に設置しても効果が得られる。摩擦部材はアクリル系の植毛シートであることで、紙粉の掻き解しとトナーの擦り抜けを両立させることができる。
中間転写ベルト6に画像を転写するときはベルトクリーニング装置が離間するが、そのさい一体である研磨ブレード21も中間転写ベルト6に対し離間する。このとき研磨ブレード21にはトナーや紙粉などの異物は僅かに研磨剤の粒子に付着しているにとどまっているので、離間のショックでもしそれらが中間転写ベルト6上に落ちたとしても、画像汚れとなるような劣化を確認されるようなことはない。
FIG. 4 is a schematic view showing an example in which a flocking sheet is used instead of the polishing blade shown in FIG. As shown in FIG. 4, a means for contacting the flocked
In particular, acrylic flocking sheets are susceptible to electrostatic adsorption due to frictional charging with paper dust, and paper dust can be collected electrically. For this reason, the paper dust adhering to the acrylic due to the shock when the belt cleaning device is separated is unlikely to sag and does not cause image smear due to a large amount of foreign matter falling.
Similar to the polishing blade, the flocked sheet can be provided even if installed upstream or downstream of the bias roller. Since the friction member is an acrylic flocking sheet, it is possible to satisfy both of the pulverization of the paper powder and the toner scraping.
When the image is transferred to the
図5はベルトクリーニングユニットの下流に配置されている研磨ブレードを示す概略図である。研磨ブレード21はこのようなメカニズムで紙粉等を掻き解してその付着力を弱め、感光体1に対して傷を付けにくくするので、図5のようにベルトクリーニングユニットの下流に配置してもその効果が得られる。
このように腹当ての研磨ブレード21を設けたことにより、研磨ブレード21の接離時のショックによるトナー落ちを防ぎ、また回収部を新たに設ける必要なく、さらに紙粉等を研磨剤によって掻き解してベルクリに回収し易くさせるので、感光体1のクリーニング不良などの作像ユニットの劣化を防ぐことができる。
図6は植毛シートを備えたブレード方式のクリーニング装置を示す概略図である。上述した実施の形態ではバイアスローラのクリーニング装置に対して本発明の摩擦部材を追加する説明を行った。
しかしながら、図6のようにブレード方式のクリーニング装置においても同様なメカニズムで、摩擦部材により掻き解した紙粉等をベルトクリーニング装置11へ回収させ易くすることができ、簡素な機構で良好な紙粉のクリーニングを成立させることができる。
FIG. 5 is a schematic view showing a polishing blade disposed downstream of the belt cleaning unit. The
By providing the
FIG. 6 is a schematic view showing a blade type cleaning device provided with a flocking sheet. In the embodiment described above, the description has been given of adding the friction member of the present invention to the bias roller cleaning device.
However, in the blade-type cleaning device as shown in FIG. 6, it is possible to easily collect the paper dust and the like that have been crushed by the friction member to the
1 感光体
6 像担持体(中間転写ベルト)
11 中間転写ベルトクリーニング装置
13 1次転写部
16 除去手段(バイアスローラ)
20 除去手段(ブレード)
21 摩擦部材(弾性体、研磨ブレード)
22 研磨剤
23 摩擦部材(植毛ブラシ)
1
11 Intermediate transfer
20 Removal means (blade)
21 Friction member (elastic body, polishing blade)
22
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