JP2007133181A - クリーニング装置、及びこれを備えた記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子写真方式等の記録装置のクリーニングに関して、クリーニング装置に清掃後付着したトナー等の異物を除去し、クリーニング装置を再使用可能にすることによってメンテナンスを不要にし、資源の有効活用を可能にするクリーニング装置及びこれを備えた記録装置を提供することにある。
【解決手段】トナーを使用して画像を記録する記録装置の構成部材1を清掃するのに使用するクリーニング装置21、24において、クリーニング装置21、24を清掃後にそれに付着した異物を除去し、且つ再使用可能にするクリーニング装置とした。
【選択図】図2
【解決手段】トナーを使用して画像を記録する記録装置の構成部材1を清掃するのに使用するクリーニング装置21、24において、クリーニング装置21、24を清掃後にそれに付着した異物を除去し、且つ再使用可能にするクリーニング装置とした。
【選択図】図2
Description
本発明は、トナーを使用して画像を記録する装置における感光体、中間転写ベルト、定着等におけるクリーニング装置、及びこれを備えた記録装置に関するものである。
特に、電子写真方式の記録装置は帯電、露光、現像、転写、除電とサイクルを回すことによって感光体に潜像を形成し、トナーを現像して可視化し、記録用紙に転写する。転写されて可視化された像を定着することで所望の画像を得ることができる。
また、感光体から記録用紙に直接転写せずに中間転写体に転写し、中間転写体上のトナーを記録用紙に転写し定着を行う方法も知られている。感光体から記録用紙や中間転写体に転写するか、中間転写体から記録用紙に転写するために電界と圧力を加えて転写する方式が知られている。
しかし、これらの方式では、感光体や中間転写体には転写されずに残ったトナーが存在し、各々にはこの残ったトナーを除去するクリーニング装置が配置されている。従来クリーニング方式として、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレード方式が一般的に使用されているが残存トナーがブレードをすり抜ける等の不具合が発生する。
このため、電界を掛けるとともにクリーニングブラシによる除去方式が提案されている。しかし、クリーニングブラシから掻き取った残存トナーを掻き取るためのブレード等の摩擦係数が高く鳴きやビビリを発生する等の問題が残る。かかる問題を解決するために、従来から幾つかの技術が知られている(例えば、特許文献1乃至3参照)。
特許文献1では滑剤を使用する方法が提案されている。この方法は、感光体から残存トナーを除去するのに電界を掛け、クリーニングブラシを使用し、滑剤を使用し、塗布ローラを設け、ブレードで掻き取る必要があり、大掛かりで複雑な装置になる欠点がある。
また記録用紙のトナーの定着時には定着ローラに付着する未定着トナーが発生するため、定着ローラにもクリーニング装置が配置されている。従来クリーニングブレードやクリーニングパッド等が使用されているが、未定着トナーのすり抜け等の問題がある。
また特許文献2では、加熱軟化による粘着性を利用したクリーニングローラが提案されている。しかし、未定着トナーを除去し、必要以上クリーニングローラに未定着トナーを保持すると、クリーニングローラの粘着力が低下してクリーニングの機能を果たさなくなる。このため、未定着トナー除去後に粘着層の再生加工(再塗布)を施す必要があり、実質的には交換作業となりメンテナンス対象になる。そこで、特許文献3では、クリーニングローラの表面粗さを規定し、溝部の粘着層が清掃時にも残存して再生可能としている。
特開2003−98930公報
特開平11−352819号公報
特開2004−302142公報
また、感光体から記録用紙に直接転写せずに中間転写体に転写し、中間転写体上のトナーを記録用紙に転写し定着を行う方法も知られている。感光体から記録用紙や中間転写体に転写するか、中間転写体から記録用紙に転写するために電界と圧力を加えて転写する方式が知られている。
しかし、これらの方式では、感光体や中間転写体には転写されずに残ったトナーが存在し、各々にはこの残ったトナーを除去するクリーニング装置が配置されている。従来クリーニング方式として、ゴム等の弾性体からなるクリーニングブレード方式が一般的に使用されているが残存トナーがブレードをすり抜ける等の不具合が発生する。
このため、電界を掛けるとともにクリーニングブラシによる除去方式が提案されている。しかし、クリーニングブラシから掻き取った残存トナーを掻き取るためのブレード等の摩擦係数が高く鳴きやビビリを発生する等の問題が残る。かかる問題を解決するために、従来から幾つかの技術が知られている(例えば、特許文献1乃至3参照)。
特許文献1では滑剤を使用する方法が提案されている。この方法は、感光体から残存トナーを除去するのに電界を掛け、クリーニングブラシを使用し、滑剤を使用し、塗布ローラを設け、ブレードで掻き取る必要があり、大掛かりで複雑な装置になる欠点がある。
また記録用紙のトナーの定着時には定着ローラに付着する未定着トナーが発生するため、定着ローラにもクリーニング装置が配置されている。従来クリーニングブレードやクリーニングパッド等が使用されているが、未定着トナーのすり抜け等の問題がある。
また特許文献2では、加熱軟化による粘着性を利用したクリーニングローラが提案されている。しかし、未定着トナーを除去し、必要以上クリーニングローラに未定着トナーを保持すると、クリーニングローラの粘着力が低下してクリーニングの機能を果たさなくなる。このため、未定着トナー除去後に粘着層の再生加工(再塗布)を施す必要があり、実質的には交換作業となりメンテナンス対象になる。そこで、特許文献3では、クリーニングローラの表面粗さを規定し、溝部の粘着層が清掃時にも残存して再生可能としている。
しかしながら、未定着トナーが蓄積し、粘着力が低下した時には清掃作業を人間が行う必要があること、清掃のしすぎによる溝部の粘着剤の剥離等残存を把握することが困難で有るなどの課題が残ることから実質的には交換作業と変わりないことになる。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、電子写真方式等の記録装置のクリーニングに関して、クリーニング装置に清掃後付着したトナー等の異物を除去し、クリーニング装置を再使用可能にすることによってメンテナンスを不要にし、資源の有効活用を可能にするクリーニング装置及びこれを備えた記録装置を提供することにある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、電子写真方式等の記録装置のクリーニングに関して、クリーニング装置に清掃後付着したトナー等の異物を除去し、クリーニング装置を再使用可能にすることによってメンテナンスを不要にし、資源の有効活用を可能にするクリーニング装置及びこれを備えた記録装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、トナーを使用して画像を記録する記録装置のクリーニング対象部材をクリーニングするクリーニング装置であって、前記クリーニング対象部材の異物を付着する粘着手段と、該粘着手段に付着した異物を除去して再使用可能にする異物除去手段とを備えたことを特徴とする。
また請求項2に記載の発明は、前記粘着手段は、粘着力が可変可能な粘着剤により構成した請求項1のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項3に記載の発明は、前記粘着剤として、常温で粘着力を発現し、高温にて非粘着力となる常温型感温性粘着剤を使用する請求項2記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項4に記載の発明は、前記異物除去手段は、前記粘着手段である常温型感温性粘着剤に付着した異物を除去するための加熱手段を備える特徴とする請求項3記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項5に記載の発明は、非加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、加熱状態において前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去する請求項4に記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項6に記載の発明は、非加熱状態においては前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、前記粘着手段を前記クリーニング対象部材から離間して加熱した状態で前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去する請求項4に記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項2に記載の発明は、前記粘着手段は、粘着力が可変可能な粘着剤により構成した請求項1のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項3に記載の発明は、前記粘着剤として、常温で粘着力を発現し、高温にて非粘着力となる常温型感温性粘着剤を使用する請求項2記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項4に記載の発明は、前記異物除去手段は、前記粘着手段である常温型感温性粘着剤に付着した異物を除去するための加熱手段を備える特徴とする請求項3記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項5に記載の発明は、非加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、加熱状態において前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去する請求項4に記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項6に記載の発明は、非加熱状態においては前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、前記粘着手段を前記クリーニング対象部材から離間して加熱した状態で前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去する請求項4に記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項7に記載の発明は、前記粘着剤として、高温にて粘着力発現、且つ常温にて非粘着力の高温型感温性粘着剤を使用する請求項3のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項8に記載の発明は、前記異物除去手段は、前記粘着手段の異物除去を冷却後に行う請求項7のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項9に記載の発明は、加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、非加熱状態において前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去する請求項7に記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項10に記載の発明は、加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、前記粘着手段を前記クリーニング対象部材から離間して冷却後に前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去する請求項7に記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項11に記載の発明は、前記クリーニング対象部材として、電子写真方式の感光体ドラム、中間転写体、搬送ベルト、給紙コロ、搬送ローラを含む非加熱構成部材が対応する請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項12に記載の発明は、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載のクリーニング装置を備えた記録装置を特徴とする。
また請求項8に記載の発明は、前記異物除去手段は、前記粘着手段の異物除去を冷却後に行う請求項7のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項9に記載の発明は、加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、非加熱状態において前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去する請求項7に記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項10に記載の発明は、加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、前記粘着手段を前記クリーニング対象部材から離間して冷却後に前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去する請求項7に記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項11に記載の発明は、前記クリーニング対象部材として、電子写真方式の感光体ドラム、中間転写体、搬送ベルト、給紙コロ、搬送ローラを含む非加熱構成部材が対応する請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載のクリーニング装置を特徴とする。
また請求項12に記載の発明は、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載のクリーニング装置を備えた記録装置を特徴とする。
本発明によれば、電子写真方式等の記録装置のクリーニング装置に粘着手段として感温性粘着剤を使用してトナー等の異物を清掃時には粘着力を発現し感光体等からトナー等の異物を異物除去手段により除去し、クリーニング装置に付着したトナー等の異物を除去するときには非粘着にすることで容易にトナー等の異物を除去することができる。従って、クリーニング装置はトナー等の異物が無い状態において常に保持し、且つトナー等の異物除去のために必要な粘着力を再現して繰り返し使用できる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明における電子写真記録方式による記録装置の構成を示す概略図である。記録装置Aにおいて、感光体ドラム1は矢印方向に回転しており、帯電ユニット2により均一に帯電されると、露光ユニット3から光を照射されて所望の画像が静電潜像として形成される。
その後、現像ユニット4によって図示しないトナーが現像されて顕像化される。転写ユニット5により記録用紙7上にトナーが転写され、定着ユニット8を通過して記録用紙7上に所望の画像を得ることができる。なお、定着ユニット8には後述する定着クリーニングユニット37が付加されている。
感光体ドラム1上には転写ユニット5によって記録用紙7にトナーが転写された後、未転写トナーが残存している。このため、残存トナーは、図2を参照して後に詳細に説明するクリーニングブラシ29及び廃トナーボトル30を含んだ感光体クリーニングユニット20により感光体ドラム1上から掻き取られる。
次いで、感光体ドラム1上の残留電荷は除電ユニット6によって取り除かれる。感光体ドラム1は、再度、帯電ユニット2に導かれ、次の記録プロセスが始まる。
その後、現像ユニット4によって図示しないトナーが現像されて顕像化される。転写ユニット5により記録用紙7上にトナーが転写され、定着ユニット8を通過して記録用紙7上に所望の画像を得ることができる。なお、定着ユニット8には後述する定着クリーニングユニット37が付加されている。
感光体ドラム1上には転写ユニット5によって記録用紙7にトナーが転写された後、未転写トナーが残存している。このため、残存トナーは、図2を参照して後に詳細に説明するクリーニングブラシ29及び廃トナーボトル30を含んだ感光体クリーニングユニット20により感光体ドラム1上から掻き取られる。
次いで、感光体ドラム1上の残留電荷は除電ユニット6によって取り除かれる。感光体ドラム1は、再度、帯電ユニット2に導かれ、次の記録プロセスが始まる。
図2はクリーニング装置である感光体クリーニングユニット20の第1の実施形態の構成を示す概略図である。感光体クリーニングユニット20は、第1のクリーニングローラ21、第2クリーニングローラ24、クリーニングベルト26、クリーニングブラシ29、廃トナーボトル30などから構成されている。
クリーニングベルト26は第1のクリーニングローラ21、及び第2のクリーニングローラ24間に懸架されている。第1のクリーニングローラ21はアルミ、鉄等の金属からなる芯金23およびその外周上に配されたウレタンゴム、シリコンゴム等の弾性体22からなり、感光体1と感光体1に接触しているクリーニングベルト26との間でニップ幅を形成している。
また、第2のクリーニングローラ24はアルミ、鉄等からなりクリーニングベルト26の矢印方向の送りを正確に行う機能を果たしている。この場合に、クリーニングベルト26の送りをより確実にするために第2のクリーニングローラ24の表面にウレタンコーティングなどを施しても良い。
さらに、第2のクリーニングローラ24内には発熱手段である感光体発熱体25を内蔵し、クリーニングベルト26の第2のクリーニングローラ24との接触部分の温度を高温であるTHに維持している。
図3はクリーニングベルトの構成を示す部分断面図である。
クリーニングベルト26は、Ni(ニッケル)、SUS(ステンレス鋼)等の金属、またはPET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリイミド等の合成樹脂のフィルムからなる基材27上に感温性粘着剤(粘着手段)28をコーティングした構成である。
感温性粘着剤28としては、常温粘着力発現し、且つ高温にて非粘着力タイプ感温性粘着剤28L(以下、常温型感温性粘着剤と称す)を用いている。
クリーニングベルト26は第1のクリーニングローラ21、及び第2のクリーニングローラ24間に懸架されている。第1のクリーニングローラ21はアルミ、鉄等の金属からなる芯金23およびその外周上に配されたウレタンゴム、シリコンゴム等の弾性体22からなり、感光体1と感光体1に接触しているクリーニングベルト26との間でニップ幅を形成している。
また、第2のクリーニングローラ24はアルミ、鉄等からなりクリーニングベルト26の矢印方向の送りを正確に行う機能を果たしている。この場合に、クリーニングベルト26の送りをより確実にするために第2のクリーニングローラ24の表面にウレタンコーティングなどを施しても良い。
さらに、第2のクリーニングローラ24内には発熱手段である感光体発熱体25を内蔵し、クリーニングベルト26の第2のクリーニングローラ24との接触部分の温度を高温であるTHに維持している。
図3はクリーニングベルトの構成を示す部分断面図である。
クリーニングベルト26は、Ni(ニッケル)、SUS(ステンレス鋼)等の金属、またはPET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリイミド等の合成樹脂のフィルムからなる基材27上に感温性粘着剤(粘着手段)28をコーティングした構成である。
感温性粘着剤28としては、常温粘着力発現し、且つ高温にて非粘着力タイプ感温性粘着剤28L(以下、常温型感温性粘着剤と称す)を用いている。
図4は常温型感温性粘着剤の粘着力−温度特性を示す特性図である。
粘着力は粘着力変曲温度TCを境に大きく変化し、粘着力変曲温度TCより高温で有るTHが10℃≦TH−TCであれば粘着力はPLとなる。つまり、ほとんど粘着力を示さない程度の最小の粘着力(なお、本明細書では粘着力を示さない程度の粘着力を含めて非粘着と称している)となる。
また粘着力変曲温度TCより低温で有るTLの時は10℃≦TC−TLであれば粘着力はPHとなり、最大の粘着力を示す程度の粘着力となる。ただし、PHは感光体ドラム1上の未転写トナーや紙粉等の異物を確実に捕獲し、且つ感光体ドラム1の回転動作に支障を来さない程度に弱い粘着力に押さえてある。
TH−10℃<TC<TL+10℃の範囲のTH、TLでは粘着力の発現の過渡領域であり粘着力不安定領域である。また、粘着力変曲温度TCは感温性粘着剤28の材料配合等を変えることによって自由に設定することができる。本発明では通常記録装置の使用環境は40℃以下が主であることからTC=50℃、TL=25℃、TH=70℃を採用した。
本実施の形態で適用した感温性粘着剤28の粘着力発現のメカニズム、及び材料に関しては、特許第3204455号明細書、特許第3387497号明細書、特開平9−249858号公報、特開平9−249860号公報等に詳細に開示されている。このような感温性粘着剤28を用いること本発明のクリーニングベルト26を構成するにあたり好適である。
粘着力は粘着力変曲温度TCを境に大きく変化し、粘着力変曲温度TCより高温で有るTHが10℃≦TH−TCであれば粘着力はPLとなる。つまり、ほとんど粘着力を示さない程度の最小の粘着力(なお、本明細書では粘着力を示さない程度の粘着力を含めて非粘着と称している)となる。
また粘着力変曲温度TCより低温で有るTLの時は10℃≦TC−TLであれば粘着力はPHとなり、最大の粘着力を示す程度の粘着力となる。ただし、PHは感光体ドラム1上の未転写トナーや紙粉等の異物を確実に捕獲し、且つ感光体ドラム1の回転動作に支障を来さない程度に弱い粘着力に押さえてある。
TH−10℃<TC<TL+10℃の範囲のTH、TLでは粘着力の発現の過渡領域であり粘着力不安定領域である。また、粘着力変曲温度TCは感温性粘着剤28の材料配合等を変えることによって自由に設定することができる。本発明では通常記録装置の使用環境は40℃以下が主であることからTC=50℃、TL=25℃、TH=70℃を採用した。
本実施の形態で適用した感温性粘着剤28の粘着力発現のメカニズム、及び材料に関しては、特許第3204455号明細書、特許第3387497号明細書、特開平9−249858号公報、特開平9−249860号公報等に詳細に開示されている。このような感温性粘着剤28を用いること本発明のクリーニングベルト26を構成するにあたり好適である。
図2及び図3を再び参照して、常温TL状態である感光体ドラム1の未転写トナー等の異物はクリーニングベルト26の常温型感温性粘着剤28Lとの接触によりクリーニングベルト26へ転移する。
クリーニングベルト26は矢印方向に搬送されて感光体発熱体25にて加熱された第2のクリーニングローラ24に達すると、その表面温度は高温であるTHに加熱される。
未転写トナーなど異物の付着した常温型感温性粘着剤28Lは、上述したように、非粘着状態となり、粘着力をほとんど呈しなくなる。従って、未転写トナーなど異物はクリーニングブラシ(異物除去手段)29にて容易に分離され、廃トナーボトル30に掻き集められる。
異物除去手段は必ずしもブラシに限定されず、クリーニングブレード、植毛などのローラ等でも廃トナーの掻き落としには有効である。クリーニングブラシ29にて未転写トナー等の異物を掻き落とされたクリーニングベルト26が第2のクリーニングローラ24から離れて感光体ドラム1に向かうと、その温度をTH→TC→TLと変化すると共に常温型感温性粘着剤28Lの粘着力はPL→PHと発現してくる。
再度クリーニングベルト26が感光体ドラム1に接触する時には、その温度がTLと常温状態になり、常温型感温性粘着剤28Lの粘着力もPHと発現しており、再び未転写トナー等の異物を常温型感温性粘着剤28L上に転移することが可能である。廃トナーボトル30に回収された未転写トナー等の異物は随時取り出して廃棄することができる。
記録装置の構成部材である感光体ドラム1から異物の清掃を行うと同時にクリーニングベルト26の異物を除去することで常にクリーニング装置の粘着層が現れて清掃のための粘着力を維持できクリーニング装置の清掃能力が保たれる。
クリーニングベルト26は矢印方向に搬送されて感光体発熱体25にて加熱された第2のクリーニングローラ24に達すると、その表面温度は高温であるTHに加熱される。
未転写トナーなど異物の付着した常温型感温性粘着剤28Lは、上述したように、非粘着状態となり、粘着力をほとんど呈しなくなる。従って、未転写トナーなど異物はクリーニングブラシ(異物除去手段)29にて容易に分離され、廃トナーボトル30に掻き集められる。
異物除去手段は必ずしもブラシに限定されず、クリーニングブレード、植毛などのローラ等でも廃トナーの掻き落としには有効である。クリーニングブラシ29にて未転写トナー等の異物を掻き落とされたクリーニングベルト26が第2のクリーニングローラ24から離れて感光体ドラム1に向かうと、その温度をTH→TC→TLと変化すると共に常温型感温性粘着剤28Lの粘着力はPL→PHと発現してくる。
再度クリーニングベルト26が感光体ドラム1に接触する時には、その温度がTLと常温状態になり、常温型感温性粘着剤28Lの粘着力もPHと発現しており、再び未転写トナー等の異物を常温型感温性粘着剤28L上に転移することが可能である。廃トナーボトル30に回収された未転写トナー等の異物は随時取り出して廃棄することができる。
記録装置の構成部材である感光体ドラム1から異物の清掃を行うと同時にクリーニングベルト26の異物を除去することで常にクリーニング装置の粘着層が現れて清掃のための粘着力を維持できクリーニング装置の清掃能力が保たれる。
図5は本発明による感光体クリーニングユニットの第2の実施形態として感光体ドラムの未転写トナー等の異物を除去している状態で示す概略図である。
図6は図5の第2の実施形態でクリーニングローラから未転写トナー等の異物を除去し、再生している状態を示す概略図である。
感光体ドラム1のクリーニングユニットの第2の実施形態を示す図5及び図6において、感光体クリーニングユニット35は、クリーニングローラ36、感光体発熱体25、クリーニングブラシ(異物除去手段)29、廃トナーボトル30等からなっている。
クリーニングローラ36はアルミ、鉄等の芯金23に粘着手段として常温型感熱性粘着剤28Lをコーティングしたものであるが、芯金23と常温型感熱性粘着剤28L間に図示しないウレタン等の弾性層を設けても良い。
クリーニングローラ36内部には感光体発熱体25が内蔵されている。しかし、この感光体発熱体25は感光体ドラム1の未転写トナー等の異物を除去している時には感光体発熱体25への通電はなされず、クリーニングローラ36の表面は常温温度TLに維持されている。この時、クリーニングブラシ29とクリーニングローラ36は、図5に示すように非接触状態にあり、感光体ドラム1から除去された未転写トナー等の異物はクリーニングローラ36に蓄積していく。
記録装置(図1)のジョブが終了し、感光体ドラム1への書き込み、現像等の動作が終了すると、感光体発熱体25に通電され、クリーニングローラ36表面をTL→TC→THと加熱してTH温度を維持すると同時に、クリーニングローラ36を矢印X方向に移動し、クリーニングブラシ29に接触して図6に示すように矢印方向に回転する。
この場合に、クリーニングローラ36の表面がTHに加熱されることによって常温型感熱性粘着剤28Lの粘着力はPH→PLと変化し非粘着状態となっている。従って、未転写トナー等の異物は、接触するクリーニングブラシ29によって容易にクリーニングローラ36上から除去され廃トナーボトル30へ蓄積される。廃トナーボトル30に回収された未転写トナー等の異物は随時取り出して廃棄することができる。
クリーニングローラ36が再生されると感光体発熱体25への通電が断たれ、クリーニングローラ36の表面温度もTH→TC→TLと降下して行き、常温型感温性粘着剤28Lの粘着力もPL→PHと変化し粘着力を発現してくる。また、クリーニングローラはY方向に移動し、再度感光体ドラム1に接触して感光体ドラム1のクリーニングが可能になる。
クリーニング装置(クリーニングローラ36)の清掃能力に比較して異物の清掃量が少量の時には、記録装置の構成部材(感光体ドラム1)から異物の清掃を常に行い、クリーニング装置の異物の除去を決められたタイミングで行うことで不必要なクリーニング装置の異物の除去動作を省略できて効率のよいクリーニング装置の異物の除去動作ができる。
図6は図5の第2の実施形態でクリーニングローラから未転写トナー等の異物を除去し、再生している状態を示す概略図である。
感光体ドラム1のクリーニングユニットの第2の実施形態を示す図5及び図6において、感光体クリーニングユニット35は、クリーニングローラ36、感光体発熱体25、クリーニングブラシ(異物除去手段)29、廃トナーボトル30等からなっている。
クリーニングローラ36はアルミ、鉄等の芯金23に粘着手段として常温型感熱性粘着剤28Lをコーティングしたものであるが、芯金23と常温型感熱性粘着剤28L間に図示しないウレタン等の弾性層を設けても良い。
クリーニングローラ36内部には感光体発熱体25が内蔵されている。しかし、この感光体発熱体25は感光体ドラム1の未転写トナー等の異物を除去している時には感光体発熱体25への通電はなされず、クリーニングローラ36の表面は常温温度TLに維持されている。この時、クリーニングブラシ29とクリーニングローラ36は、図5に示すように非接触状態にあり、感光体ドラム1から除去された未転写トナー等の異物はクリーニングローラ36に蓄積していく。
記録装置(図1)のジョブが終了し、感光体ドラム1への書き込み、現像等の動作が終了すると、感光体発熱体25に通電され、クリーニングローラ36表面をTL→TC→THと加熱してTH温度を維持すると同時に、クリーニングローラ36を矢印X方向に移動し、クリーニングブラシ29に接触して図6に示すように矢印方向に回転する。
この場合に、クリーニングローラ36の表面がTHに加熱されることによって常温型感熱性粘着剤28Lの粘着力はPH→PLと変化し非粘着状態となっている。従って、未転写トナー等の異物は、接触するクリーニングブラシ29によって容易にクリーニングローラ36上から除去され廃トナーボトル30へ蓄積される。廃トナーボトル30に回収された未転写トナー等の異物は随時取り出して廃棄することができる。
クリーニングローラ36が再生されると感光体発熱体25への通電が断たれ、クリーニングローラ36の表面温度もTH→TC→TLと降下して行き、常温型感温性粘着剤28Lの粘着力もPL→PHと変化し粘着力を発現してくる。また、クリーニングローラはY方向に移動し、再度感光体ドラム1に接触して感光体ドラム1のクリーニングが可能になる。
クリーニング装置(クリーニングローラ36)の清掃能力に比較して異物の清掃量が少量の時には、記録装置の構成部材(感光体ドラム1)から異物の清掃を常に行い、クリーニング装置の異物の除去を決められたタイミングで行うことで不必要なクリーニング装置の異物の除去動作を省略できて効率のよいクリーニング装置の異物の除去動作ができる。
図7は本発明のクリーニング装置である定着クリーニングユニット37の第1の実施形態を示す概略図である。定着ローラ41のクリーニングについて説明する。定着ローラ41には定着発熱体40が内蔵されていて記録用紙7(図1)に転写された未定着トナーを高温のTHに加熱することで記録用紙7に固着させている。
しかし、定着時に記録用紙7に定着しない未定着トナーが残存する。この未定着トナーを除去する目的で定着クリーニングユニット37が配置されている。定着クリーニングユニット37は、感光体クリーニングユニット20と同様に、第1のクリーニングローラ21、第2のクリーニングローラ24、クリーニングベルト26、クリーニングブラシ(異物除去手段)29、廃トナーボトル30などから構成されている。
クリーニングベルト26は第1のクリーニングローラ21、第2のクリーニングローラ24の間に懸架されている。第1のクリーニングローラ21は定着ローラ41と定着ローラ41とに接触しているクリーニングベルト26との間にニップ幅を形成するものである。第1のクリーニングローラ21、第2のクリーニングローラ24及びクリーニングベルト26以外についての構成は、感光体クリーニングユニット20で説明したのと同様であるため重複を避ける意味で説明を省略する。
しかし、定着時に記録用紙7に定着しない未定着トナーが残存する。この未定着トナーを除去する目的で定着クリーニングユニット37が配置されている。定着クリーニングユニット37は、感光体クリーニングユニット20と同様に、第1のクリーニングローラ21、第2のクリーニングローラ24、クリーニングベルト26、クリーニングブラシ(異物除去手段)29、廃トナーボトル30などから構成されている。
クリーニングベルト26は第1のクリーニングローラ21、第2のクリーニングローラ24の間に懸架されている。第1のクリーニングローラ21は定着ローラ41と定着ローラ41とに接触しているクリーニングベルト26との間にニップ幅を形成するものである。第1のクリーニングローラ21、第2のクリーニングローラ24及びクリーニングベルト26以外についての構成は、感光体クリーニングユニット20で説明したのと同様であるため重複を避ける意味で説明を省略する。
図8は高温型感温性粘着剤の粘着力−温度特性を示す特性図である。クリーニングベルト26の定着ローラ41との接触部分の温度は定着ローラ41の定着温度であるTHに維持される。第1のクリーニングローラ21に粘着手段としてコーティングされた高温型感温性粘着剤28Hの粘着力−温度特性は図8に示してある。
粘着力は粘着力変曲温度TCを境に大きく変化し粘着力変曲温度TCより高温で有るTHが10℃≦TH−TCであれば粘着力はPHとなり、最大の粘着力を示す程度の粘着力となる。
ただし、PHは定着ローラ41上の未定着トナーや紙粉等の異物を確実に捕獲し、且つ定着ローラ41の回転動作に支障を来さない程度に弱い粘着力に押さえてある。また、粘着力変極温度TCより低温であるTLの時は10℃≦TC−TLであれば、粘着力はPLとなって、ほとんど粘着力を示さない程度の最小の粘着力(非粘着)となる。
TH−10℃<TC<TL+10℃の範囲のTH、TLでは粘着力の発現の過渡領域であり粘着力不安定領域である。また、粘着力変極温度TCは感温性粘着剤28の材料配合等を変えることで自由に設定することができる。
本発明では通常記録装置の使用環境は40℃以下が主であること、定着温度が120℃で有ることから、TC=80℃、TL=40℃、TH=120℃を採用した。本実施の形態で適用した感温性粘着剤の粘着力発現のメカニズム、材料に関しては、感光体クリーニングユニットに関連して前述した特許文献に詳細に開示されている。
図7を再び参照して、高温TH状態である定着ローラ41の未定着トナー等の異物は粘着力がPHと発現しているクリーニングベルト26の高温型感温性粘着剤28Hとの接触によりクリーニングベルト26へ転移する。
クリーニングベルト26は矢印方向に搬送されて定着ローラ41から離れるに従って表面温度は冷却されている。第2のクリーニングローラ24に到達してクリーニングブラシ29ではTLの温度に低下していると同時に、高温型感温性粘着剤28Hは粘着力がPLと非粘着力状態になっている。
未定着トナー等の異物はクリーニングブラシ29にて容易に分離され、廃トナーボトル30に掻き集められる。クリーニングブラシ29は必ずしもブラシに限定されず、上述したように、クリーニングブレード、植毛などのローラ等でも廃トナーの掻き落としには有効である。
クリーニングブラシ29にて未定着トナー等の異物を掻き落とされたクリーニングベルト26が再度定着ローラ41に接触すると、その温度はTHに再加熱されると共に高温型感温性粘着剤28Hの粘着力はPL→PHと発現して再び未定着トナー等の異物を転移することが可能になる。廃トナーボトル30に回収された未定着トナー等の異物は随時取り出して廃棄することができる。
粘着力は粘着力変曲温度TCを境に大きく変化し粘着力変曲温度TCより高温で有るTHが10℃≦TH−TCであれば粘着力はPHとなり、最大の粘着力を示す程度の粘着力となる。
ただし、PHは定着ローラ41上の未定着トナーや紙粉等の異物を確実に捕獲し、且つ定着ローラ41の回転動作に支障を来さない程度に弱い粘着力に押さえてある。また、粘着力変極温度TCより低温であるTLの時は10℃≦TC−TLであれば、粘着力はPLとなって、ほとんど粘着力を示さない程度の最小の粘着力(非粘着)となる。
TH−10℃<TC<TL+10℃の範囲のTH、TLでは粘着力の発現の過渡領域であり粘着力不安定領域である。また、粘着力変極温度TCは感温性粘着剤28の材料配合等を変えることで自由に設定することができる。
本発明では通常記録装置の使用環境は40℃以下が主であること、定着温度が120℃で有ることから、TC=80℃、TL=40℃、TH=120℃を採用した。本実施の形態で適用した感温性粘着剤の粘着力発現のメカニズム、材料に関しては、感光体クリーニングユニットに関連して前述した特許文献に詳細に開示されている。
図7を再び参照して、高温TH状態である定着ローラ41の未定着トナー等の異物は粘着力がPHと発現しているクリーニングベルト26の高温型感温性粘着剤28Hとの接触によりクリーニングベルト26へ転移する。
クリーニングベルト26は矢印方向に搬送されて定着ローラ41から離れるに従って表面温度は冷却されている。第2のクリーニングローラ24に到達してクリーニングブラシ29ではTLの温度に低下していると同時に、高温型感温性粘着剤28Hは粘着力がPLと非粘着力状態になっている。
未定着トナー等の異物はクリーニングブラシ29にて容易に分離され、廃トナーボトル30に掻き集められる。クリーニングブラシ29は必ずしもブラシに限定されず、上述したように、クリーニングブレード、植毛などのローラ等でも廃トナーの掻き落としには有効である。
クリーニングブラシ29にて未定着トナー等の異物を掻き落とされたクリーニングベルト26が再度定着ローラ41に接触すると、その温度はTHに再加熱されると共に高温型感温性粘着剤28Hの粘着力はPL→PHと発現して再び未定着トナー等の異物を転移することが可能になる。廃トナーボトル30に回収された未定着トナー等の異物は随時取り出して廃棄することができる。
図9は本発明による定着クリーニングユニットを第1の実施例のベルトに代えてローラを用いて定着ローラの未転写トナー等の異物を除去する第2の実施形態を示す概略図である。図10は図9の第2の実施形態でクリーニングローラから未転写トナー等の異物を除去し、再生している状態を示す概略図である。
定着クリーニングユニット38はクリーニングローラ39、クリーニングブラシ29、廃トナーボトル30等からなっている。クリーニングローラ39はアルミ、鉄等の芯金23に高温型感熱性粘着剤28Hをコーティングしている。この場合に、また、芯金23と高温型感熱性粘着剤28H間に図示しないウレタン等の弾性層を設けても良い。
クリーニングブラシ29とクリーニングローラ39は非接触状態にあり、定着ローラ41から除去された未定着トナー等の異物はクリーニングローラ39に蓄積していく。記録装置(図1)のジョブが終了し且つ定着ローラ41での定着動作が終了すると、矢印X方向に移動し、定着ローラ41から離間して行く。
それと同時に、クリーニングローラ39の表面温度もTH→TC→TLと低下し、同時に粘着力もPH→PLと変化して非粘着状態となる。その後クリーニングブラシ29に接触して図10に示すように矢印方向に回転する。
クリーニングローラ39の表面が常温であるTLに戻ることで高温型感熱性粘着剤28Hの粘着力はPH→PLと変化し非粘着状態となっている。従ってクリーニングブラシ29によって容易に未定着トナー等の異物はクリーニングローラ39上から除去され、廃トナーボトル30へ蓄積される。
廃トナーボトル30に回収された未定着トナー等の異物は随時取り出して廃棄することができる。クリーニングローラ39が再生されると定着動作時にはY方向に移動し再度感光体定着ローラ41に接触し、表面温度はTL→TC→THと変化し粘着力もPL→PHと変化して定着ローラ41のクリーニングが可能になる。
本発明によるクリーニングユニットは感光体ドラム1、定着ローラ41に関連して上述したけれども、それらにのみ限定されず、中間転写方式の中間転写ベルトにおいても適用可能である。
定着クリーニングユニット38はクリーニングローラ39、クリーニングブラシ29、廃トナーボトル30等からなっている。クリーニングローラ39はアルミ、鉄等の芯金23に高温型感熱性粘着剤28Hをコーティングしている。この場合に、また、芯金23と高温型感熱性粘着剤28H間に図示しないウレタン等の弾性層を設けても良い。
クリーニングブラシ29とクリーニングローラ39は非接触状態にあり、定着ローラ41から除去された未定着トナー等の異物はクリーニングローラ39に蓄積していく。記録装置(図1)のジョブが終了し且つ定着ローラ41での定着動作が終了すると、矢印X方向に移動し、定着ローラ41から離間して行く。
それと同時に、クリーニングローラ39の表面温度もTH→TC→TLと低下し、同時に粘着力もPH→PLと変化して非粘着状態となる。その後クリーニングブラシ29に接触して図10に示すように矢印方向に回転する。
クリーニングローラ39の表面が常温であるTLに戻ることで高温型感熱性粘着剤28Hの粘着力はPH→PLと変化し非粘着状態となっている。従ってクリーニングブラシ29によって容易に未定着トナー等の異物はクリーニングローラ39上から除去され、廃トナーボトル30へ蓄積される。
廃トナーボトル30に回収された未定着トナー等の異物は随時取り出して廃棄することができる。クリーニングローラ39が再生されると定着動作時にはY方向に移動し再度感光体定着ローラ41に接触し、表面温度はTL→TC→THと変化し粘着力もPL→PHと変化して定着ローラ41のクリーニングが可能になる。
本発明によるクリーニングユニットは感光体ドラム1、定着ローラ41に関連して上述したけれども、それらにのみ限定されず、中間転写方式の中間転写ベルトにおいても適用可能である。
図11はカラー中間転写方式の中間転写ベルトのクリーニングに本発明によるクリーニングユニットを適用する中間転写方式のカラー画像記録装置を示す概略図である。
このカラー画像記録装置Bにおいて、K、Y、M、Cは各々黒、イエロー、マゼンタ、シアンの色を表しており、カラーの電子写真方式ではこの4色のトナーが使用される。従って、感光体ドラムは1K、1Y、1M、1Cの4種が用意されており、中間転写体である中間転写ベルト42上に配置されている。
各色の感光体ドラム1K、1Y、1M、1C廻りには帯電ユニット2K、2Y、2M、2C、露光ユニット3K、3Y、3M、3C、現像ユニット4K、4Y、4M、4C、除電ユニット6K、6Y、6M、6C、感光体クリーニングユニット20K、20Y、20M、20Cが配置されている。各々の動作及び働きは図1で説明したのと同じである。
K、Y、M、Cの各トナーは転写ローラ43、従動ローラ44、転写対向ローラ45に懸架された中間転写ベルト42上に転写され、矢印方向に回転移動し転写ユニット5にて記録用紙7に転写される。記録用紙7に転写されたK、Y、M、C各色のトナーは定着ユニット8にて定着されて所望の画像を得ることができる。
一方、K、Y、M、C各色トナーを転写された中間転写ベルト42には未転写トナーなどの異物が付着しており、この異物はベルトクリーニングユニット46にて除去されて、再度感光体ドラム1K、1Y、1M、1Cに搬送される。
ベルトクリーニングユニット46の構成動作は、感光体クリーニングユニット20、感光体クリーニングユニット35と全く同じであり、図2、図5及び図6の説明において感光体ドラム1を中間転写ベルト42に置き換えれば良い。
以上述べたように、本発明の適用はクリーニングを必要とする構成部材で有れば全てが対象となり、クリーニング装置のクリーニング、及び再生が可能である。例えば、常温型感温性粘着剤は記録用紙の搬送ローラ、給紙コロ、排紙ローラ等の記録用紙搬送経路のクリーニングにも適応可能である。
また、高温型粘着剤は、定着ローラの他、サーマルプリンタのヘッドクリーニング等加熱部分の清掃に効果を発揮する。
以上、感温性粘着剤は粘着力の制御を温度で行うことからその粘着力の制御が容易であり、扱いも簡単、且つコスト的にも安価に目的を達成することができると言う特徴を兼ね備えている。
このカラー画像記録装置Bにおいて、K、Y、M、Cは各々黒、イエロー、マゼンタ、シアンの色を表しており、カラーの電子写真方式ではこの4色のトナーが使用される。従って、感光体ドラムは1K、1Y、1M、1Cの4種が用意されており、中間転写体である中間転写ベルト42上に配置されている。
各色の感光体ドラム1K、1Y、1M、1C廻りには帯電ユニット2K、2Y、2M、2C、露光ユニット3K、3Y、3M、3C、現像ユニット4K、4Y、4M、4C、除電ユニット6K、6Y、6M、6C、感光体クリーニングユニット20K、20Y、20M、20Cが配置されている。各々の動作及び働きは図1で説明したのと同じである。
K、Y、M、Cの各トナーは転写ローラ43、従動ローラ44、転写対向ローラ45に懸架された中間転写ベルト42上に転写され、矢印方向に回転移動し転写ユニット5にて記録用紙7に転写される。記録用紙7に転写されたK、Y、M、C各色のトナーは定着ユニット8にて定着されて所望の画像を得ることができる。
一方、K、Y、M、C各色トナーを転写された中間転写ベルト42には未転写トナーなどの異物が付着しており、この異物はベルトクリーニングユニット46にて除去されて、再度感光体ドラム1K、1Y、1M、1Cに搬送される。
ベルトクリーニングユニット46の構成動作は、感光体クリーニングユニット20、感光体クリーニングユニット35と全く同じであり、図2、図5及び図6の説明において感光体ドラム1を中間転写ベルト42に置き換えれば良い。
以上述べたように、本発明の適用はクリーニングを必要とする構成部材で有れば全てが対象となり、クリーニング装置のクリーニング、及び再生が可能である。例えば、常温型感温性粘着剤は記録用紙の搬送ローラ、給紙コロ、排紙ローラ等の記録用紙搬送経路のクリーニングにも適応可能である。
また、高温型粘着剤は、定着ローラの他、サーマルプリンタのヘッドクリーニング等加熱部分の清掃に効果を発揮する。
以上、感温性粘着剤は粘着力の制御を温度で行うことからその粘着力の制御が容易であり、扱いも簡単、且つコスト的にも安価に目的を達成することができると言う特徴を兼ね備えている。
A 記録装置、B 中間転写方式のカラー画像記録装置、1 感光体ドラム(クリーニング対象部材)、5 転写ユニット、7 記録用紙、8 定着ユニット、20 感光体クリーニングユニット、21 第1のクリーニングローラ(クリーニング装置)、24 第2のクリーニングローラ(クリーニング装置)、25 加熱手段(感光体発熱体)、26 クリーニングベルト、28 感温性粘着剤、28L 常温型感温性粘着剤、28H 高温型感温性粘着剤、29 クリーニングブラシ、35 感光体クリーニングユニット、36 クリーニングローラ(感光体クリーニングユニットの)、37 定着クリーニングユニット、38 定着クリーニングユニット、39 クリーニングローラ(クリーニング装置)、40 加熱手段(定着発熱体)、41 定着ローラ(クリーニング対象部材)、42 中間転写ベルト(クリーニング対象部材)、43 転写ローラ、46 中間転写体(中間転写ベルト)クリーニングユニット
Claims (12)
- トナーを使用して画像を記録する記録装置のクリーニング対象部材をクリーニングするクリーニング装置であって、前記クリーニング対象部材の異物を付着する粘着手段と、該粘着手段に付着した異物を除去して再使用可能にする異物除去手段とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。
- 前記粘着手段は、粘着力が可変可能な粘着剤により構成したことを特徴とする請求項1のクリーニング装置。
- 前記粘着剤として、常温で粘着力を発現し、高温にて非粘着力となる常温型感温性粘着剤を使用することを特徴とする請求項2記載のクリーニング装置。
- 前記異物除去手段は、前記粘着手段である常温型感温性粘着剤に付着した異物を除去するための加熱手段を備えることを特徴とする請求項3記載のクリーニング装置。
- 非加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、加熱状態において前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去することを特徴とする請求項4に記載のクリーニング装置。
- 非加熱状態においては前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、前記粘着手段を前記クリーニング対象部材から離間して加熱した状態で前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去することを特徴とする請求項4に記載のクリーニング装置。
- 前記粘着剤として、高温にて粘着力発現、且つ常温にて非粘着力の高温型感温性粘着剤を使用することを特徴とする請求項3のクリーニング装置。
- 前記異物除去手段は、前記粘着手段の異物除去を冷却後に行うことを特徴とする請求項7のクリーニング装置。
- 加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、非加熱状態において前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去することを特徴とする請求項7に記載のクリーニング装置。
- 加熱状態において前記粘着手段と前記クリーニング対象部材との接触により前記クリーニング対象部材の異物除去を行い、前記粘着手段を前記クリーニング対象部材から離間して冷却後に前記異物除去手段により前記粘着手段の異物を除去することを特徴とする請求項7に記載のクリーニング装置。
- 前記クリーニング対象部材として、電子写真方式の感光体ドラム、中間転写体、搬送ベルト、給紙コロ、搬送ローラを含む非加熱構成部材が対応することを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項記載のクリーニング装置。
- 請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005326586A JP2007133181A (ja) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | クリーニング装置、及びこれを備えた記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005326586A JP2007133181A (ja) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | クリーニング装置、及びこれを備えた記録装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007133181A true JP2007133181A (ja) | 2007-05-31 |
Family
ID=38154895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005326586A Pending JP2007133181A (ja) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | クリーニング装置、及びこれを備えた記録装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007133181A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012042907A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-03-01 | Ricoh Co Ltd | 粉体移動装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
JP2015097973A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | 日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 | 粘着装置 |
JP2015098367A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | 日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 | 媒体搬送装置、媒体繰出装置及び媒体集積装置 |
-
2005
- 2005-11-10 JP JP2005326586A patent/JP2007133181A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012042907A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-03-01 | Ricoh Co Ltd | 粉体移動装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
JP2015097973A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | 日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 | 粘着装置 |
JP2015098367A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | 日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 | 媒体搬送装置、媒体繰出装置及び媒体集積装置 |
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