JP2006178124A - Cleaning device and image forming apparatus equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光体ドラム表面に残留する未転写トナーを除去するクリーニング装置及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device for removing untransferred toner remaining on the surface of a photosensitive drum, and an image forming apparatus using the same.
近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置の像担持体として、a−Si感光体ドラムが広く用いられている。a−Si感光体ドラムは、高硬度で優れた耐久性を有しており、長期間使用後も感光体としての特性がほとんど劣化せず高画質が保持できるため、ランニングコストも低く取り扱いも容易であるとともに、環境に対する安全性も高い優れた像担持体である。 In recent years, an a-Si photosensitive drum has been widely used as an image carrier of an image forming apparatus using an electrophotographic process. The a-Si photoconductor drum has high hardness and excellent durability, and its characteristics as a photoconductor are hardly deteriorated even after long-term use. In addition, the image carrier is excellent in environmental safety.
このようなa−Si感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、その特性から像流れが発生しやすいことが知られている。つまり、帯電ユニットを用いて帯電を行うと、帯電ユニットの放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより空気中の成分が分解され、NOxやSOx等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物は水溶性であることにより、感光体ドラムに付着し、感光体ドラム表面の0.1μm程度の粗さ構造内に入り込むために、汎用機で使用されるクリーニングシステムでは取り除くことができず、さらに、これらが大気中の水分を取り込むことで感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、像流れを生じることがある。 In an image forming apparatus using such an a-Si photosensitive drum, it is known that image flow tends to occur due to its characteristics. That is, when charging is performed using the charging unit, ozone is generated by discharging of the charging unit. The components in the air are decomposed by the ozone, and ion products such as NOx and SOx are generated. Since this ion product is water-soluble, it adheres to the photosensitive drum and enters into a roughness structure of about 0.1 μm on the surface of the photosensitive drum, so that it can be removed by a cleaning system used in a general-purpose machine. In addition, the resistance of the surface of the photosensitive drum is lowered by taking in moisture in the atmosphere. As a result, the lateral flow of the potential occurs at the edge portion of the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum, and as a result, the image flow may occur.
従来は、感光体ドラム内にヒータを入れることにより、イオン生成物が取り込んだ水分を離脱するエネルギーを与え、高湿環境における感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えており、実機ではすでに一般化されている。しかしながら、かかる装置においては、ヒータを構成するための部品数が多くなり、ヒータ取付けスペースも必要となる上、消費電力も増大するため、装置の大型化、高コスト化につながる。また、感光体表面が所定の温度に加熱されるまでに時間を要し、処理時間が長くかかる上、安全性の面からも好ましいものではなかった。 Conventionally, by putting a heater in the photoconductor drum, energy is given to release the moisture taken in by the ion products, and the resistance decrease on the surface of the photoconductor drum in a high-humidity environment is suppressed. ing. However, in such an apparatus, the number of parts for configuring the heater is increased, a heater mounting space is required, and power consumption is increased, leading to an increase in size and cost of the apparatus. In addition, it takes time for the surface of the photoreceptor to be heated to a predetermined temperature, which requires a long processing time and is not preferable from the viewpoint of safety.
そこで、簡易な構成で感光体ドラム表面の抵抗低下を抑えて像流れを低減する方法が提案されており、特許文献1、2には、図6に示すように、研磨剤を混入させた研磨トナーと研磨手段(摺擦ローラ及びクリーニングブレード)の相互作用で感光体を研磨するリフレッシュモードを所定のタイミングで実行することにより、ヒータ等を用いることなくオゾン生成物を除去する方法が開示されている。
In view of this, a method of reducing the image flow by suppressing a decrease in the resistance of the surface of the photosensitive drum with a simple configuration has been proposed. In
図6において、画像形成部15には、感光体ドラム1の回転方向(矢印A方向)に沿って、帯電ユニット2、露光ユニット3、現像ユニット4、転写ローラ5、摺擦ローラ6、クリーニングブレード9、除電装置10が配設されている。感光体ドラム1は、例えばアルミドラムにa−Siから成る感光層が積層されたものであり、帯電ユニット2により、表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット3からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。帯電ユニット2は、放電(例えばコロナ放電)することで感光体ドラム1の表面を帯電させるものであり、例えば細いワイヤー等を電極として、高電圧を印加されることで放電するようになっている。
In FIG. 6, the
露光ユニット3は、画像データに基づいて、光ビーム(例えばレーザビーム)を感光体ドラム1に照射し、感光体ドラム1の表面に静電潜像を形成させるものである。現像ユニット4は、感光体ドラム1に対向配置された現像スリーブ4aを備え、内部に収容された現像剤を現像スリーブ4aにより感光体ドラム1の静電潜像に付着させて、トナー像を形成させるものである。
The
周知の如く、除電装置10による除電後、帯電ユニット2によって均一に帯電された感光体ドラム1上に露光ユニット3により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像ユニット4でトナー像に顕像化し、トナー像を転写ローラ5にてシート11上に転写する。転写ローラ5で転写されなかった未転写トナーは、残留トナーとして摺擦ローラ6及びクリーニングブレード9により感光体ドラム1表面から除去され、除去された残留トナーは回収スクリュー8等のトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。
As is well known, an electrostatic latent image is recorded by the
14はクリーニング装置であり、ハウジング16内に感光体ドラム1を研磨する研磨システムである摺擦ローラ6、クリーニングブレード9、及び回収スクリュー8を備え、摺擦ローラ6を感光体表面に一定加圧するためのスプリング7を有している。摺擦ローラ6は、シャフトを中心として周囲を発泡ウレタンゴムで覆われた構成となっている。なお、このゴム硬度はシャフトを介した状態で50度に調整されている。研磨トナーとしては、トナー粒子表面に研磨剤として酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。
A
この技術は、a−Si感光体ドラムの表面粗さをRz500オングストローム以下になるように研磨する構成を備えた画像形成装置であり、この表面粗さに研磨することで、上述したようなイオン生成物が感光体ドラム表面に付着したとしても十分除去できるようにしたものである。 This technology is an image forming apparatus having a configuration in which the surface roughness of an a-Si photosensitive drum is polished so as to be Rz500 angstroms or less. By polishing to this surface roughness, ion generation as described above is performed. Even if an object adheres to the surface of the photosensitive drum, it can be sufficiently removed.
上記技術を実現するためには、前述の摺擦ローラ6、クリーニングブレード9、及び感光体ドラム1表面から掻き落としたトナーを廃棄ボトルへ導く回収スクリュー8が必要となるが、近年の画像形成装置の省スペース化、コンパクト化の要望に伴い、画像形成部も更なる小型化が要求されている。そのため、クリーニング装置においても、できる限り部品の小型化或いは部品点数の削減を行うことが必須となっていた。
In order to realize the above technique, the above-described
本発明は、上記問題点に鑑み、クリーニング効果を低下させずに構成部品を削減して省スペース化を可能としたクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a cleaning device capable of saving space by reducing component parts without deteriorating the cleaning effect and an image forming apparatus including the same.
上記目的を達成するために本発明は、感光体ドラム表面に所定の圧力で当接し、感光体ドラム表面を研磨するとともに感光体ドラム表面に付着した残留トナーを掻き落として除去する摺擦ローラと、該摺擦ローラにより掻き落とされた残留トナーを装置外部に排出する回収スクリューと、前記摺擦ローラ及び前記回収スクリューを収納するハウジングと、を備えたクリーニング装置において、前記回収スクリューを前記摺擦ローラの内部に形成された中空部に配置するとともに、前記摺擦ローラの表面には前記中空部に連通する開口部を形成したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rubbing roller that contacts the surface of the photosensitive drum with a predetermined pressure, polishes the surface of the photosensitive drum, and scrapes and removes residual toner adhering to the surface of the photosensitive drum. And a cleaning screw that discharges residual toner scraped off by the rubbing roller to the outside of the apparatus, and a housing that houses the rubbing roller and the collecting screw. It is arranged in a hollow part formed inside the roller, and an opening communicating with the hollow part is formed on the surface of the rubbing roller.
また本発明は、上記構成のクリーニング装置において、前記開口部は、前記摺擦ローラの回転方向の表面積が幅方向全域において等しくなるように形成されることを特徴としている。 According to the present invention, in the cleaning device configured as described above, the opening is formed such that the surface area in the rotational direction of the rubbing roller is the same in the entire width direction.
また本発明は、上記構成のクリーニング装置が搭載された画像形成装置である。 The present invention also provides an image forming apparatus equipped with the cleaning device having the above-described configuration.
本発明の第1の構成によれば、回収スクリューを摺擦ローラの内部に形成された中空部に配置し、摺擦ローラの表面には中空部に連通する開口部を形成したので、回収スクリューを配置するためのスペースが不要となり、クリーニング装置の小型化、コンパクト化を図ることができる。また、感光体ドラム表面から掻き落とされたトナーは開口部を介して摺擦ローラ内の回収スクリューにより装置外部に排出されるため、装置内部のトナーの排出も円滑に行うことができる。 According to the first configuration of the present invention, the recovery screw is disposed in the hollow portion formed inside the rubbing roller, and the opening that communicates with the hollow portion is formed on the surface of the rubbing roller. Therefore, the space for arranging the cleaning device is not required, and the cleaning device can be reduced in size and size. Further, since the toner scraped off from the surface of the photosensitive drum is discharged to the outside of the apparatus by the recovery screw in the rubbing roller through the opening, the toner inside the apparatus can be discharged smoothly.
また、本発明の第2の構成によれば、上記第1の構成のクリーニング装置において、摺擦ローラの回転方向の表面積が幅方向全域において等しくなるように開口部を形成することにより、摺擦ローラの表面積のばらつきをなくして感光体ドラム表面を均一に研磨することができる。 Further, according to the second configuration of the present invention, in the cleaning device having the first configuration, the opening is formed so that the surface area in the rotational direction of the rubbing roller is the same in the entire width direction. The surface of the photosensitive drum can be uniformly polished without variation in the surface area of the roller.
また、本発明の第3の構成によれば、上記第1又は第2の構成のクリーニング装置を搭載することにより、画像形成装置の省スペース化、コンパクト化に貢献する。 In addition, according to the third configuration of the present invention, mounting the cleaning device having the first or second configuration contributes to space saving and compactness of the image forming apparatus.
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明のクリーニング装置が搭載された画像形成装置の構成を示す概略断面図である。従来例の図6と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置20内には画像形成部15が、搬送ベルト21の上方に配設されている。この画像形成部15は、帯電、露光、現像及び転写の各工程により所定の画像を形成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an image forming apparatus equipped with a cleaning device of the present invention. Portions common to FIG. 6 of the conventional example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In the
画像形成部15には、可視像(トナー像)を担持する感光体ドラム1が配設されており、感光体ドラム1上に形成されたトナー像が、画像形成部に隣接して移動する搬送ベルト21によって担持・搬送されるシート(記録媒体)11上に転写され、さらに、定着部22においてシート11上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム1を図1において時計回りに回転させながら、感光体ドラム1に対する画像形成プロセスが実行される。画像形成プロセスについては従来例と同様であるため説明は省略する。
The
トナー像が転写されるシート11は、用紙を収納する複数の給紙カセット23a、23b、23cと、その上方に設けられるスタックバイパス(手差しトレイ)23dに収容されており、給紙ローラ24、レジストローラ25を介して搬送ベルト21上へ供給され、感光体ドラム1の位置へと搬送される。搬送ベルト21には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない(シームレス)ベルトが用いられる。
The
搬送ベルト21は、下流側の駆動ローラ26と、上流側の従動ローラ27とに掛け渡されており、搬送ベルト21が反時計回りに回転を開始すると、シート11がレジストローラ25から搬送ベルト21上へ搬送される。このとき画像書き出し信号がONとなり、所定のタイミングにより感光体ドラム1上に画像形成を行う。そして、感光体ドラム1の下部において、所定の転写電圧が印加された転写ローラ5で電界付与することにより、感光体ドラム1上のトナー像がシート11上に転写される。このシート11は、搬送ベルト21上に静電吸着力で保持されている。
The conveying
トナー像が転写されたシート11は、搬送ベルト21から離脱し、定着部22へと搬送される。また、トナー像が転写された後の感光体ドラム1は、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、その表面に残留したトナーがクリーニング装置14により除去される。搬送ベルト21から定着部22に搬送されたシート11は、定着ローラ22aにより加熱及び加圧されてトナー像がシート11の表面に定着され、所定の画像が形成される。画像が形成されたシート11は、その後排出ローラ28によって排出トレイ29に排出される。
The
図2は、本発明のクリーニング装置の構成を示す側面断面図である。従来例の図6と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本発明においては、摺擦ローラ6を中空状に形成し、回収スクリュー8を摺擦ローラ6内に配置したことを特徴としている。本発明の構成とすることにより、従来必要であった回収スクリュー8の配置スペースが不要となるため、クリーニング装置14の小型化が可能となり、ひいては画像形成装置の小型化、コンパクト化に貢献することができる。
FIG. 2 is a side sectional view showing the configuration of the cleaning device of the present invention. Portions common to FIG. 6 of the conventional example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The present invention is characterized in that the rubbing
図3は、本発明のクリーニング装置の縦断面図(図2のA−A′断面)である。回収スクリュー8は、支軸8aを中心とし、そのまわりに螺旋羽8bを設けた構成になっており、摺擦ローラ6内に回転可能に支持されている。摺擦ローラ6は、ギヤ33、34を介して摺擦ローラ駆動モータ35に連結され、回収スクリュー8の支軸8aには回収スクリュー駆動モータ36が直結されており、それぞれ同一の回転軸上において所定の速度で別個に回転駆動される。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the cleaning device of the present invention (cross section AA ′ in FIG. 2). The
クリーニングブレード9或いは摺擦ローラ6により感光体ドラム1(図2参照)表面から掻き落とされた残留トナーは、摺擦ローラ6の表面に設けられた複数の開口部30を通じて摺擦ローラ6内に導かれる。そして、摺擦ローラ6内の回収スクリュー8が図中矢印A方向に回転することにより、摺擦ローラ6内のトナーは矢印B方向に順次搬送され、ハウジング16の底面に設けられたトナー排出口31から装置外部に排出され、廃棄ボトル32内へ貯留される。
Residual toner scraped off from the surface of the photosensitive drum 1 (see FIG. 2) by the cleaning blade 9 or the rubbing
なお、ここでは摺擦ローラ6はハウジング16の底部に設けられているため、感光体ドラム1から掻き落とされたトナーは重力により落下し、摺擦ローラ6内に効率良く導かれるが、摺擦ローラ6の配置はハウジング16の底部に限られるものではない。例えばハウジング16の中央部に配置した場合は、トナーがハウジング16内に徐々に堆積して摺擦ローラ6の位置まで到達したときに、開口部30から摺擦ローラ6内に導かれる。従って、本発明のクリーニング装置は、図2のようにクリーニング装置14が感光体ドラム1の側方に配置される画像形成装置のみでなく、感光体ドラム1の上方に配置される縦搬送方式の画像形成装置にも搭載可能である。
Here, since the rubbing
図4(a)、(b)は、本発明のクリーニング装置に用いられる摺擦ローラの一構成例を示す平面図及び断面図である。図4に示すように、現像ローラ6は、内部に中空部37が形成されたパイプ状のシャフト6aと、シャフト6aの表面を覆う発泡ウレタンゴムから成るゴム層6bで構成されており、中空部37には装置内部のトナーを外部に搬送する回収スクリュー8が配置されている。
4A and 4B are a plan view and a cross-sectional view showing an example of the configuration of the rubbing roller used in the cleaning device of the present invention. As shown in FIG. 4, the developing
摺擦ローラ6の表面には、ゴム層6b及びシャフト6aを貫通して中空部37と連通する多数の開口部30が形成されており、クリーニングブレード9(図2参照)或いは摺擦ローラ6により感光体ドラム1(図2参照)表面から除去されたトナーは、開口部30を通じて中空部37に導かれる。
On the surface of the rubbing
開口部30を設けると、その分だけ摺擦ローラ6の表面積が小さくなるため、開口部30の設けられた部分と開口部30の存在しない部分とで感光体ドラム1の研磨効果が変化するおそれがある。そこで、本発明においては、図4(a)のように同一面積の開口部30を格子状に配置している。
When the
なお、開口部30の配置パターンは図4(a)のような格子状に限られるものではなく、例えば図5に示すように、多数のスリットを斜めに配置するパターンでも良い。即ち、回転方向(図4(b)の矢印A方向)における摺擦ローラ6の表面積が摺擦ローラ6の幅方向全域において等しくなるように開口部30の形状及び配置パターンを設定することにより、感光体ドラム1の研磨むらの発生を防止することができる。
The arrangement pattern of the
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、摺擦ローラ6と回収スクリュー8を別個のモータ35、36を用いて回転させているが、1つのモータを用いて摺擦ローラ6と回収スクリュー8の両方を回転させる構成とすることもできる。その場合、摺擦ローラ6と回収スクリュー8を同一速度で回転させても良いが、ギヤ列等の減速機構を用いてそれぞれを最適な回転速度で回転させることが好ましい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above-described embodiment, the rubbing
また、上記実施形態では、クリーニング装置の研磨システムとして、摺擦ローラ6及びクリーニングブレード9を備えた構成についてのみ説明しているが、本発明の構成は、例えば摺擦ローラ6のみを備えた構成や、クリーニングブレード9に代えてファーブラシを備えた構成等、摺擦ローラ6及び回収スクリュー8を有する種々の構成のクリーニング装置に適用することができる。
In the above embodiment, only the configuration including the rubbing
本発明は、感光体ドラム表面に所定の圧力で当接し、感光体ドラム表面を研磨するとともに感光体ドラム表面に付着した残留トナーを掻き落として除去する摺擦ローラと、該摺擦ローラにより掻き落とされた残留トナーを装置外部に排出する回収スクリューと、摺擦ローラ及び回収スクリューを収納するハウジングと、を備えたクリーニング装置において、回収スクリューを摺擦ローラの内部に形成された中空部に配置するとともに、摺擦ローラの表面には中空部に連通する開口部を形成したこととする。 The present invention includes a rubbing roller that contacts the surface of the photosensitive drum with a predetermined pressure, polishes the surface of the photosensitive drum, and scrapes off and removes residual toner attached to the surface of the photosensitive drum. In a cleaning device comprising a recovery screw for discharging the dropped residual toner to the outside of the apparatus, and a housing for storing the rubbing roller and the collecting screw, the collecting screw is disposed in a hollow portion formed inside the rubbing roller. In addition, an opening communicating with the hollow portion is formed on the surface of the rubbing roller.
これにより、回収スクリューを配置するためのスペースが不要となり、感光体ドラム表面から掻き落とされたトナーは開口部を介して摺擦ローラ内の回収スクリューにより装置外部に排出されるため、クリーニング効果を低下させることなくクリーニング装置の小型化、コンパクト化を図ることができる。 This eliminates the need for a space for disposing the recovery screw, and the toner scraped off from the surface of the photosensitive drum is discharged to the outside of the apparatus by the recovery screw in the rubbing roller through the opening. The size and size of the cleaning device can be reduced without reducing it.
また、摺擦ローラの回転方向の表面積が幅方向全域において等しくなるように開口部を形成したので、摺擦ローラの幅方向の表面積を均等にして感光体ドラム表面の研磨むらを防止することができる。 Further, since the openings are formed so that the surface area in the rotational direction of the rubbing roller is the same in the entire width direction, the surface area in the width direction of the rubbing roller can be made uniform to prevent uneven polishing of the surface of the photosensitive drum. it can.
また、本発明のクリーニング装置を搭載することにより、クリーニング効果を低下させることなく、画像形成装置の省スペース化、コンパクト化を簡便且つ低コストで実現することができる。 In addition, by mounting the cleaning device of the present invention, it is possible to realize space saving and compactness of the image forming apparatus easily and at low cost without deteriorating the cleaning effect.
1 感光体ドラム
3 露光ユニット
4 現像ユニット
4a 現像スリーブ
5 転写ローラ
6 摺擦ローラ
6a シャフト
6b ゴム層
7 スプリング
8 回収スクリュー
8a 支軸
8b 螺旋羽
9 クリーニングブレード
14 クリーニング装置
15 画像形成部
16 ハウジング
20 画像形成装置
30 開口部
31 トナー排出口
32 廃棄ボトル
35 摺擦ローラ駆動モータ
36 回収スクリュー駆動モータ
37 中空部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記回収スクリューを前記摺擦ローラの内部に形成された中空部に配置するとともに、前記摺擦ローラの表面には前記中空部に連通する開口部を形成したことを特徴とするクリーニング装置。 A rubbing roller that contacts the surface of the photoconductive drum with a predetermined pressure, polishes the surface of the photoconductive drum and scrapes off and removes residual toner adhering to the surface of the photoconductive drum, and a residue scraped off by the rubbing roller In a cleaning device comprising a recovery screw for discharging toner to the outside of the device, and a housing for storing the rubbing roller and the recovery screw,
A cleaning device, wherein the recovery screw is disposed in a hollow portion formed inside the rubbing roller, and an opening communicating with the hollow portion is formed on a surface of the rubbing roller.
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JP2011070081A (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Kyocera Mita Corp | Image forming apparatus |
KR101313140B1 (en) | 2009-07-21 | 2013-09-30 | 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 | Cleaning device, image holder device, and image forming apparatus |
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