JP2010204580A - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents

Cleaning device and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2010204580A
JP2010204580A JP2009052587A JP2009052587A JP2010204580A JP 2010204580 A JP2010204580 A JP 2010204580A JP 2009052587 A JP2009052587 A JP 2009052587A JP 2009052587 A JP2009052587 A JP 2009052587A JP 2010204580 A JP2010204580 A JP 2010204580A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brush
electrode member
cleaning
voltage
cleaning brush
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009052587A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Momomi Aoki
百美 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2009052587A priority Critical patent/JP2010204580A/en
Publication of JP2010204580A publication Critical patent/JP2010204580A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Cleaning In Electrography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleaning device and an image forming apparatus which do not form a film such as toner and talc on a photoreceptor surface for a long period, prevent a damage by a carrier or the like, maintain successful cleaning nature, and obtain an even and high-definition image. <P>SOLUTION: An electrode member 264 is arranged adjacent to a cleaning brush 261 in which a brush fiber 268 is provided so as to extend to the outside of the radial direction of a cleaning brush support 262 by making an opposite surface 269 face the cleaning brush 261. When a power source 265 applies voltage having a predetermined frequency and predetermined amplitude to the electrode member 264, an oscillating electric field is formed in a gap between the electrode member 264 and the cleaning brush 261. By the oscillating electric field, the brush fiber 268 vibrates, and developer remaining in a photoreceptor 21 which abuts on the brush fiber 268 is collected. When the predetermined frequency is made into a natural frequency of the brush fiber 268, the brush fiber 268 resonates to more greatly vibrate. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、感光体表面に残留したトナー等の付着物を除去する清掃装置および画像形成装置に関し、より詳細には、複写機、レーザプリンタおよびファクシミリなどの電子写真方式を用いる分野で使用される画像形成装置において、感光体上に形成された静電潜像をトナー等によって現像し、現像したトナー像を転写体に転写した後、感光体表面に残留したトナー等の付着物を除去する清掃装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cleaning device and an image forming apparatus that remove deposits such as toner remaining on the surface of a photoreceptor, and more specifically, is used in the field using electrophotographic methods such as copying machines, laser printers, and facsimiles. In an image forming apparatus, an electrostatic latent image formed on a photoconductor is developed with toner and the like, and after the developed toner image is transferred to a transfer body, cleaning that removes deposits such as toner remaining on the surface of the photoconductor The present invention relates to an apparatus and an image forming apparatus including the apparatus.

電子写真方式を用いる複写機およびプリンタなどの画像形成装置は、帯電させた感光体に対して、取得した画像データに基づいて露光することによって、感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像にトナー(以下「現像剤」ともいう)を供給することによってトナー像を形成する。感光体上に形成されたトナー像は、転写材に転写されて定着されることによって、転写材に画像が形成される。   Image forming apparatuses such as copying machines and printers using an electrophotographic system form an electrostatic latent image on a photosensitive member by exposing the charged photosensitive member based on acquired image data. A toner image is formed by supplying toner (hereinafter also referred to as “developer”) to the electrostatic latent image. The toner image formed on the photoreceptor is transferred to a transfer material and fixed to form an image on the transfer material.

画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー像を転写材へ転写した後、感光体上に残留している現像剤などを逐次除去して回収するクリーニング装置を備えている。繰り返し行われるトナー像の形成処理に際して、感光体上にトナーが残留していると、感光体表面を均一に帯電させることが困難となるため、残留トナーを確実に除去する必要がある。   The image forming apparatus includes a cleaning device that transfers a toner image formed on a photoconductor to a transfer material, and then sequentially removes and collects the developer remaining on the photoconductor. In the repeated toner image forming process, if the toner remains on the photoconductor, it is difficult to uniformly charge the surface of the photoconductor. Therefore, it is necessary to remove the residual toner reliably.

清掃装置は、感光体表面に接触して、感光体表面に残留したトナーを回収するクリーニングブレードまたはクリーニングブラシなどをクリーニング部材として有している。クリーニングブレードは、一般にゴム部材によって構成されており、感光体表面を擦りながらトナーを回収する。クリーニングブラシは、電気抵抗が1.0×106.5〜1.0×109.5Ω・cm程度の導電性を有するナイロン材によって構成されたブラシ部材または繊維からなり、感光体表面に接触しながらトナーを回収する。クリーニングブラシを所定電位に帯電させることによって、逆の電位に帯電しているトナーおよびキャリアをクリーニングブラシに吸着させることもできるので、より効率よく感光体表面を清掃することができる。 The cleaning device has, as a cleaning member, a cleaning blade or a cleaning brush that contacts the surface of the photoconductor and collects toner remaining on the surface of the photoconductor. The cleaning blade is generally composed of a rubber member, and collects toner while rubbing the surface of the photoreceptor. The cleaning brush is made of a brush member or a fiber made of a nylon material having an electrical resistance of about 1.0 × 10 6.5 to 1.0 × 10 9.5 Ω · cm, and is disposed on the surface of the photoreceptor. The toner is collected while in contact. By charging the cleaning brush to a predetermined potential, toner and carrier charged at opposite potentials can be adsorbed to the cleaning brush, so that the surface of the photoreceptor can be more efficiently cleaned.

特許文献1に記載される画像形成装置のクリーニング機構は、転写部とクリーニング部との間に、超音波発生装置が設けられている。この超音波発生装置は、トナーの固有振動数と同じ振動数を持つ超音波を発生し、超音波によってトナーを振動させ、感光体との付着力を弱めて、トナーを感光体からはがれやすくするものである。   In the cleaning mechanism of the image forming apparatus described in Patent Document 1, an ultrasonic generator is provided between the transfer unit and the cleaning unit. This ultrasonic generator generates an ultrasonic wave having the same frequency as the natural frequency of the toner, vibrates the toner with the ultrasonic wave, weakens the adhesion to the photoconductor, and makes the toner easy to peel off from the photoconductor. Is.

特開平5−313539号公報JP-A-5-313539

クリーニングブレードのように感光体表面に当接するクリーニング部材を用いるクリーニング装置は、トナーを回収するために当接部分を充分な硬度にするとともに、比較的大きな荷重で感光体表面に当接させる必要がある。したがって、感光体表面にトナーまたはタルクなどの被膜が形成されたり、粒形の粗い紙粉によって感光体表面が損傷することがあり、画質の低下を招くとともに、感光体の寿命を短くするという問題がある。   A cleaning device that uses a cleaning member that abuts on the surface of the photoconductor, such as a cleaning blade, needs to make the abutting portion sufficiently hard to collect toner and abut on the surface of the photoconductor with a relatively large load. is there. Therefore, a film such as toner or talc may be formed on the surface of the photoconductor, or the surface of the photoconductor may be damaged by coarse grained paper powder, resulting in deterioration of image quality and shortening the life of the photoconductor. There is.

特許文献1に記載される超音波発生装置でトナーを振動させるには、トナーの固有振動数と同レベルの高い振動数、たとえば6μmトナーで2.8×10kHzの振動数が必要であり、発熱が懸念されるとともに、感光体上のトナーに超音波を照射させるため、感光体にも振動が伝搬して、感光体上に形成されるトナー画像に乱れが生じることが懸念される。 In order to vibrate the toner with the ultrasonic generator described in Patent Document 1, a high frequency that is the same level as the natural frequency of the toner, for example, a frequency of 2.8 × 10 4 kHz with 6 μm toner is required. In addition to concern about heat generation, since the toner on the photoconductor is irradiated with ultrasonic waves, vibration is also propagated to the photoconductor, and there is a concern that the toner image formed on the photoconductor may be disturbed.

本発明の目的は、長期に亘って感光体表面にトナーおよびタルクなどの被膜を形成することなく、またキャリアなどによる損傷を防止して、良好なクリーニング性を維持し、均一で高品位な画像を得ることが可能な清掃装置および画像形成装置を提供することである。   The object of the present invention is to form a uniform and high-quality image without forming a film such as toner and talc on the surface of the photoreceptor over a long period of time and preventing damage due to a carrier, etc., maintaining good cleaning properties. It is an object to provide a cleaning device and an image forming apparatus capable of obtaining

本発明は、円柱形状であり、半径方向に移動可能に支持されるブラシ本体と、ブラシ本体の外周円に周方向全周にわたって植設されるブラシ繊維とからなり、ブラシ本体の中心軸が円筒形状の被清掃体の中心軸に平行に配置され、ブラシ繊維の先端が内接する仮想外周円が被清掃体の外周面に接触し、被清掃体の回転方向と逆方向に回転する導電性のブラシと、
仮想外周円に近接して対向する対向面が形成され、ブラシに対して電極となる電極部材と、
予め定める周波数で変化する電圧を電極部材に印加する電圧印加手段とを含むこと特徴とする清掃装置である。
The present invention has a columnar shape, and is composed of a brush body supported so as to be movable in the radial direction, and brush fibers implanted in the outer circumference of the brush body over the entire circumference, and the central axis of the brush body is a cylinder. A conductive outer circumference arranged parallel to the central axis of the object to be cleaned, in which a virtual outer circumference circle in contact with the tip of the brush fiber contacts the outer circumference of the object to be cleaned, and rotates in the direction opposite to the rotation direction of the object to be cleaned. Brush and
An opposing surface formed in the vicinity of the virtual outer circumference and facing the virtual outer circle, and an electrode member serving as an electrode with respect to the brush;
And a voltage applying means for applying a voltage changing at a predetermined frequency to the electrode member.

また本発明は、前記予め定める周波数は、前記ブラシ本体に設けられるブラシ繊維の固有振動数およびnを自然数とするとき該固有振動数のn次の正規振動周波数のうちのいずれか1つの周波数であることを特徴とする。   According to the present invention, the predetermined frequency is any one of a natural frequency of brush fibers provided in the brush body and an n-th normal vibration frequency of the natural frequency when n is a natural number. It is characterized by being.

また本発明は、前記電圧印加手段が電極部材に印加する電圧は、予め定める電圧値である直流電圧に予め定める振幅の電圧値である交流電圧を重畳した電圧であることを特徴とする。   In the present invention, the voltage applied to the electrode member by the voltage applying means is a voltage obtained by superimposing an AC voltage having a predetermined amplitude on a DC voltage having a predetermined voltage value.

また本発明は、前記対向面と前記ブラシ本体の中心軸に直交する平面との交線が、前記ブラシ本体を前記ブラシ本体の中心軸に直交する平面で切断したときの外周円と同心円である円の一部であること特徴とする。   In the present invention, the line of intersection between the facing surface and a plane perpendicular to the central axis of the brush body is a concentric circle with an outer circumference when the brush body is cut along a plane perpendicular to the central axis of the brush body. It is a part of a circle.

また本発明は、前記電極部材は、前記対向面に絶縁材料から成るコート層が形成されることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the electrode member has a coating layer made of an insulating material on the facing surface.

また本発明は、前記電極部材は、前記対向面にフッ素樹脂が被膜されることを特徴とする。
また本発明は、前記清掃装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
In the invention, it is preferable that the electrode member is coated with a fluororesin on the facing surface.
In addition, the present invention is an image forming apparatus including the cleaning device.

本発明によれば、円柱形状であり、半径方向に移動可能に支持されるブラシ本体と、ブラシ本体の外周円に周方向全周にわたって植設されるブラシ繊維とからなる導電性のブラシは、ブラシ本体の中心軸が円筒形状の被清掃体の中心軸に平行に配置され、ブラシ繊維の先端が内接する仮想外周円が被清掃体の外周面に接触し、被清掃体の回転方向と逆方向に回転する。電極部材は、仮想外周円に近接して対向する対向面が形成され、ブラシに対して電極となる。そして、電圧印加手段によって、予め定める周波数で変化する電圧が電極部材に印加される。   According to the present invention, a conductive brush comprising a brush body that is cylindrical and supported so as to be movable in the radial direction, and brush fibers that are planted on the outer circumference of the brush body over the entire circumference thereof, The central axis of the brush body is arranged in parallel to the central axis of the cylindrical object to be cleaned, and the virtual outer circumference circle where the tip of the brush fiber is inscribed contacts the outer peripheral surface of the object to be cleaned and is opposite to the rotation direction of the object to be cleaned. Rotate in the direction. The electrode member is formed with an opposing surface that is close to the virtual outer circumference and faces the brush, and serves as an electrode with respect to the brush. Then, a voltage changing at a predetermined frequency is applied to the electrode member by the voltage applying means.

すなわち、電極部材に印加される電圧が予め定める周波数で変化することによって、ブラシ本体の周囲に形成される電界が変化し、ブラシ本体が振動する。ブラシ本体が振動することによって、被清掃体である感光体に当接するブラシ繊維の先端も振動し、転写後に感光体表面に残留する残留現像剤などの付着力を低減し、ブラシの弱い掻き取り力(摺擦力)でも、付着物を除去して回収することができる。したがって、長期に亘って感光体表面にトナーおよびタルクなどの被膜が形成されることなく、またキャリアなどによる損傷を防止して、良好なクリーニング性を維持し、均一で高品位な画像を得ることができる。   That is, when the voltage applied to the electrode member changes at a predetermined frequency, the electric field formed around the brush body changes, and the brush body vibrates. When the brush body vibrates, the tip of the brush fiber that contacts the photoconductor that is the object to be cleaned also vibrates, reducing the adhesive force such as residual developer remaining on the photoconductor surface after transfer, and weakly scraping the brush. Even with a force (rubbing force), the deposits can be removed and recovered. Therefore, a film such as toner and talc is not formed on the surface of the photoreceptor over a long period of time, and it is possible to prevent damage caused by a carrier and maintain a good cleaning property and obtain a uniform and high-quality image. Can do.

また本発明によれば、前記予め定める周波数は、前記ブラシ本体に設けられるブラシ繊維の固有振動数およびnを自然数とするとき該固有振動数のn次の正規振動周波数のうちのいずれか1つの周波数であるので、ブラシ繊維が共振して、ブラシ繊維の振動振幅がより大きくなり、ブラシ繊維と接触する残留現像剤をより大きく振動させて、付着力を低減することができ、クリーニング性の向上を図ることができる。   According to the invention, the predetermined frequency is any one of the natural frequency of the brush fiber provided in the brush body and the n-th normal vibration frequency of the natural frequency when n is a natural number. Because of the frequency, the brush fiber resonates, the vibration amplitude of the brush fiber becomes larger, the residual developer that comes into contact with the brush fiber is vibrated more, and the adhesion force can be reduced, improving the cleaning property. Can be achieved.

また本発明によれば、前記電圧印加手段が電極部材に印加する電圧は、予め定める電圧値である直流電圧に予め定める振幅の電圧値である交流電圧を重畳した電圧であるので、印加する電圧に含まれる直流電圧によって、ブラシ本体の周囲に強い電界を形成し、静電吸引力を高めることができる。したがって、ブラシが感光体から除去し、ブラシに付着した残留現像剤をブラシから効率よく剥離させることができる。また、電極部材の静電吸引力によって、ブラシ繊維の先端が電極部材の方に引き寄せられるので、感光体と当接したことによって倒れたブラシ繊維を起こすことができる。   According to the present invention, the voltage applied to the electrode member by the voltage applying means is a voltage obtained by superimposing a DC voltage having a predetermined voltage value on a DC voltage having a predetermined amplitude, and thus applying a voltage to be applied. A strong electric field can be formed around the brush body by the DC voltage included in the, thereby increasing the electrostatic attraction force. Therefore, the brush can be removed from the photoreceptor, and the residual developer attached to the brush can be efficiently peeled off from the brush. Further, since the tip of the brush fiber is attracted toward the electrode member by the electrostatic attraction force of the electrode member, it is possible to cause the brush fiber to fall down due to contact with the photosensitive member.

また本発明によれば、前記対向面と前記ブラシ本体の中心軸に直交する平面との交線が、前記ブラシ本体を前記ブラシ本体の中心軸に直交する平面で切断したときの外周円と同心円である円の一部である。したがって、電極部材の対向面とブラシ本体の外周円との間隙が一定になるので、ブラシ本体の周囲に形成される電界がブラシ本体の外周面に均一に伝搬され、ブラシ本体を均一に振動させることができ、効率のよいクリーニング性能を長期に亘って維持することができる。   According to the invention, the line of intersection between the facing surface and a plane perpendicular to the central axis of the brush body is concentric with an outer circumference when the brush body is cut along a plane perpendicular to the central axis of the brush body. Is a part of a circle. Therefore, since the gap between the opposing surface of the electrode member and the outer circumference of the brush body is constant, the electric field formed around the brush body is uniformly propagated to the outer circumference of the brush body, causing the brush body to vibrate uniformly. And efficient cleaning performance can be maintained over a long period of time.

また本発明によれば、前記電極部材は、前記対向面に絶縁材料から成るコート層が形成されるので、電極部材に高い電圧を印加しても、大気中放電の発生を防止することができる。したがって、電極部材により高い電圧を印加することができ、ブラシをさらに大きく振動させるとともに、静電吸引力をさらに大きくすることができる。したがって、残留現像剤のクリーニング性、残留現像剤によるブラシの目詰まりの防止、およびブラシの毛倒れをより効率よく防止することができる。   According to the present invention, since the electrode member is formed with a coating layer made of an insulating material on the facing surface, even if a high voltage is applied to the electrode member, generation of atmospheric discharge can be prevented. . Therefore, a high voltage can be applied to the electrode member, the brush can be vibrated more greatly, and the electrostatic attractive force can be further increased. Therefore, it is possible to more efficiently prevent the residual developer from being cleaned, the brush from being clogged by the residual developer, and the brush from falling down.

また本発明によれば、前記電極部材は、前記対向面にフッ素樹脂が被膜される。すなわち、フッ素樹脂で被膜された面は、ブラシから剥離した残留現像剤が電極部材に付着するのを抑制する効果があるので、電極部材が汚染されることを防止し、安定した電界を形成することができ、ブラシによる残留現像剤の回収を安定化させるとともに、ブラシの毛倒れを長期に亘り維持することができる。   According to the invention, the electrode member is coated with a fluororesin on the facing surface. That is, the surface coated with the fluororesin has an effect of suppressing the residual developer peeled off from the brush from adhering to the electrode member, thereby preventing the electrode member from being contaminated and forming a stable electric field. It is possible to stabilize the recovery of the residual developer by the brush and to maintain the brush falling over a long period of time.

また本発明によれば、前記清掃装置を備える。すなわち、残留現像剤の回収効率を向上し、ブラシ繊維の毛倒れを防止することができる清掃装置を備えるので、長期に亘って高い印刷品質を維持することができる。   Moreover, according to this invention, the said cleaning apparatus is provided. That is, since the cleaning device that improves the recovery efficiency of the residual developer and prevents the brush fibers from falling down is provided, high print quality can be maintained over a long period of time.

本発明の実施の一形態である感光体クリーニング装置26を備える画像形成装置1の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 1 including a photoconductor cleaning device 26 according to an embodiment of the present invention. 感光体クリーニング装置26の構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration of a photoconductor cleaning device 26. ブラシ繊維268による現像剤の回収とブラシ繊維268の変形とを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing developer recovery by brush fibers 268 and deformation of brush fibers 268. ブラシ繊維268の正規振動を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the normal vibration of the brush fiber 268. FIG. 本発明の実施の他の形態である感光体クリーニング装置26aの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the photoreceptor cleaning apparatus 26a which is the other form of implementation of this invention.

図1は、本発明の実施の一形態である感光体クリーニング装置26を備える画像形成装置1の構成を示す図である。画像形成装置1は、カラー画像を形成可能とするタンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成装置1は、ネットワークを介して接続されるパーソナルコンピュータもしくは端末装置から送信される画像データ、またはスキャナなどの原稿読取装置によって読み取られた画像データに基づいて、記録媒体となる記録用紙Pに対して、カラー画像またはモノクロ画像を形成するプリンタ機能を有する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 1 including a photoreceptor cleaning device 26 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 1 is a tandem color image forming apparatus that can form a color image. The image forming apparatus 1 forms a recording medium P serving as a recording medium on the basis of image data transmitted from a personal computer or terminal device connected via a network, or image data read by a document reading device such as a scanner. On the other hand, it has a printer function for forming a color image or a monochrome image.

画像形成装置1は、像担持体としての感光体21、帯電器22、露光器23、トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤を使用した現像器24、一次転写ローラ25、および感光体クリーニング装置26を含んで構成される画像形成ステーション部2と、二次転写部3と、定着手段4と、用紙供給手段5と、排紙手段6とを含んで主要部が構成されている。   The image forming apparatus 1 includes a photoconductor 21 as an image carrier, a charger 22, an exposure device 23, a developer 24 using a two-component developer composed of toner and a carrier, a primary transfer roller 25, and a photoconductor cleaning device 26. The image forming station unit 2 including the image forming station 2, the secondary transfer unit 3, the fixing unit 4, the paper supply unit 5, and the paper discharge unit 6 constitute a main part.

画像形成ステーション部2は、カラー画像を表すカラー画像情報に含まれるイエロー(y)、マゼンタ(m)、シアン(c)、およびブラック(k)の各色の画像情報に対応するために、イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用およびブラック画像用の4つの画像形成ステーションに分かれている。そして後述する中間転写ベルト31の進行方向Aに対し、イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用、およびブラック画像用の画像形成ステーションがこの順で並設されている。   The image forming station unit 2 corresponds to the image information of each color of yellow (y), magenta (m), cyan (c), and black (k) included in the color image information representing the color image. And four image forming stations for magenta image, cyan image and black image. Then, image forming stations for yellow image, magenta image, cyan image, and black image are arranged in this order in the advancing direction A of the intermediate transfer belt 31 described later.

イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用およびブラック画像用の4つの画像形成ステーションは、それぞれ、実質的に同一の構成を有しており、各色に対応する画像データに基づいて、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの画像を形成して、中間転写ベルト31上で重ね合わせて4色のトナーからなる画像を形成し、二次転写部3で記録用紙P上にトナー像を転写する。そして、記録用紙P上のトナー像を定着手段4で加熱定着することによって、記録用紙P上にフルカラー画像を形成する。   The four image forming stations for yellow image, magenta image, cyan image and black image have substantially the same configuration, and based on the image data corresponding to each color, yellow, magenta Then, cyan and black images are formed, superimposed on the intermediate transfer belt 31 to form an image composed of four colors of toner, and the secondary transfer unit 3 transfers the toner image onto the recording paper P. Then, the toner image on the recording paper P is heated and fixed by the fixing unit 4 to form a full-color image on the recording paper P.

画像形成ステーション部2を構成する各部材は、カラー画像情報に含まれるブラック(k)、シアン(c)、マゼンタ(m)、およびイエロー(y)の各色の画像情報に対応するために、それぞれ4つずつ設けられる。   Each member constituting the image forming station unit 2 corresponds to the image information of each color of black (k), cyan (c), magenta (m), and yellow (y) included in the color image information. Four are provided.

被清掃体である感光体21は、有機感光体(Organic Photoconductor;略称「OPC」)などの感光性材料を表面に有する略円筒のドラム形状を呈し、露光器23の上方に配設され、図示しない駆動手段と制御手段とによって、回転方向Bに回転駆動するように制御されている。帯電器22は、感光体21の表面を所定の電位に均一に帯電するためのスコロトロン方式の帯電器であって、感光体21の外周面に近接して配置されている。   The photoreceptor 21 to be cleaned has a substantially cylindrical drum shape having a photosensitive material such as an organic photoreceptor (abbreviated as “OPC”) on its surface, and is disposed above the exposure unit 23. It is controlled to rotate in the rotational direction B by the drive means and the control means that do not. The charger 22 is a scorotron charger for uniformly charging the surface of the photoconductor 21 to a predetermined potential, and is disposed in the vicinity of the outer peripheral surface of the photoconductor 21.

露光器23は、図示しない画像処理部から出力された画像データに基づいて、帯電器22にて帯電される感光体21の表面に、レーザ光を照射して露光することによって、感光体21の表面における露光部の電位を低下させ、当該表面に画像データに応じた静電潜像を書き込み形成する機能を有する。露光器23は、各色に対応する画像形成ステーションに応じて、イエロー、マゼンタ、シアン、またはブラックに対応する画像データが入力されることによって、対応する色に応じた静電潜像を形成するようになっている。露光器23としては、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(略称「LSU」)の他、エレクトロルミネセンス(Electro Luminescence;略称「EL」)、または発光ダイオード(Light Emitting Diode;略称「LED」)などの発光素子をアレイ状に並べた書き込み装置、たとえば書き込みヘッドを使用することができる。   The exposure device 23 irradiates the surface of the photosensitive member 21 charged by the charger 22 by irradiating it with a laser beam based on image data output from an image processing unit (not shown), thereby exposing the photosensitive member 21. It has a function of reducing the potential of the exposed portion on the surface and writing and forming an electrostatic latent image corresponding to the image data on the surface. The exposure unit 23 forms an electrostatic latent image corresponding to the corresponding color by inputting image data corresponding to yellow, magenta, cyan, or black according to the image forming station corresponding to each color. It has become. As the exposure unit 23, in addition to a laser scanning unit (abbreviated as “LSU”) including a laser irradiation unit and a reflecting mirror, electroluminescence (abbreviated as “EL”) or light emitting diode (abbreviated as “EL”). A writing device in which light-emitting elements such as “LED”) are arranged in an array, for example, a writing head can be used.

現像器24は、現像剤を担持する現像剤潜像体となる現像ローラと、現像剤を収容する現像槽とを備える。ここで、本発明の実施の形態では、二成分現像剤を用いて、露光器23によって感光体21の表面に形成された静電潜像を、当該トナーによって反転現像してトナー像を形成する。現像剤としては、二成分現像剤に限定されるものでなく、一成分現像剤も用いることができる。また、現像器24は、各色に対応したそれぞれのトナーを収容し、トナーの消費量に応じて現像槽にトナーを補給するトナーボトル27を備える。現像ローラは、トナーが感光体21へ移動し得る現像領域へ現像剤を搬送するように構成されている。また、現像槽に収容される現像剤中のトナーは、感光体21に帯電される表面電位と同極性に帯電されている。感光体21に帯電される表面電位の極性および使用するトナーの帯電極性は、ここでは何れもマイナスとする。   The developing device 24 includes a developing roller serving as a developer latent image that carries the developer, and a developing tank that stores the developer. Here, in the embodiment of the present invention, using a two-component developer, the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor 21 by the exposure device 23 is reversely developed with the toner to form a toner image. . The developer is not limited to a two-component developer, and a one-component developer can also be used. Further, the developing device 24 includes a toner bottle 27 that accommodates each toner corresponding to each color and replenishes the developing tank with toner according to the amount of toner consumed. The developing roller is configured to convey the developer to a developing area where toner can move to the photoreceptor 21. Further, the toner in the developer stored in the developing tank is charged with the same polarity as the surface potential charged on the photoreceptor 21. Here, the polarity of the surface potential charged on the photoconductor 21 and the charging polarity of the toner used are both negative.

中間転写ベルト31は、二次転写部3の構成部材の一部材である転写ローラ32と、後述するベルトクリーナ34に対向する対向ローラ35とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端状のベルト部材であり、対向ローラ35の回転に伴って回転駆動する。   The intermediate transfer belt 31 is stretched by a transfer roller 32 which is one member of the secondary transfer unit 3 and an opposing roller 35 which faces a belt cleaner 34 described later, thereby forming an endless movement path. A belt member that is driven to rotate as the counter roller 35 rotates.

中間転写ベルト31が、感光体21に接しながら感光体21を通過する際、中間転写ベルト31を介して感光体21に対向配置される一次転写ローラ25から、感光体21の表面のトナーの帯電極性とは逆極性、ここでは正極性の転写バイアスが印加され、感光体21上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト31上へ転写されて担持される。   When the intermediate transfer belt 31 passes through the photoconductor 21 while being in contact with the photoconductor 21, charging of the toner on the surface of the photoconductor 21 from the primary transfer roller 25 disposed opposite to the photoconductor 21 via the intermediate transfer belt 31 is performed. A transfer bias having a polarity opposite to the polarity, here positive polarity, is applied, and the toner image formed on the photoreceptor 21 is transferred onto the intermediate transfer belt 31 and carried.

トナー像の転写工程が終了した感光体21は、感光体21の表面に付着した付着物、つまり感光体21の表面に残留した現像剤(以下「残留現像剤」ともいう)等が後述する感光体クリーニング装置26によって除去され、回収される。   After the toner image transfer process is completed, the photosensitive member 21 is adhered to the surface of the photosensitive member 21, that is, the photosensitive member 21 described later includes a developer (hereinafter also referred to as “residual developer”) remaining on the surface of the photosensitive member 21. It is removed and collected by the body cleaning device 26.

二次転写部3では、二次転写ローラ33が、中間転写ベルト31上に担持されるトナー像の搬送とタイミングを合わせて用紙供給手段5によって供給搬送される記録用紙Pを介して、中間転写ベルト31に圧接する。二次転写ローラ33と中間転写ベルト31との圧接部分が転写ニップ部となる。中間転写ベルト31に担持されるトナー像と記録用紙Pとが、タイミングを合わせて転写ニップ部を通過するとき、二次転写ローラ33には、トナーを引き付ける正電位(転写電界)が印加され、中間転写ベルト31上のトナー像を記録用紙Pへ転写させる。   In the secondary transfer unit 3, the secondary transfer roller 33 performs intermediate transfer via the recording paper P supplied and conveyed by the paper supply means 5 in synchronization with the conveyance of the toner image carried on the intermediate transfer belt 31. Press contact with the belt 31. A pressure contact portion between the secondary transfer roller 33 and the intermediate transfer belt 31 becomes a transfer nip portion. When the toner image carried on the intermediate transfer belt 31 and the recording paper P pass through the transfer nip at the same time, a positive potential (transfer electric field) that attracts toner is applied to the secondary transfer roller 33, The toner image on the intermediate transfer belt 31 is transferred to the recording paper P.

定着手段4は、二次転写部3よりも記録用紙Pの搬送方向下流側に設けられ、加熱ローラ41と加圧ローラ42とを含む。加熱ローラ41は図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられ、記録用紙Pに転写されて担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱して溶融させ、記録用紙Pに定着させる。加熱ローラ41の内部には、図示しない加熱手段が設けられ、加熱ローラ41の表面が所定の温度となるように加熱ローラ41を加熱する。加熱手段には、たとえば、ヒータあるいはハロゲンランプなどを使用することできる。   The fixing unit 4 is provided downstream of the secondary transfer unit 3 in the conveyance direction of the recording paper P, and includes a heating roller 41 and a pressure roller 42. The heating roller 41 is rotatably provided by a driving means (not shown), and heats and melts the toner constituting the unfixed toner image transferred and carried on the recording paper P, and fixes it on the recording paper P. A heating means (not shown) is provided inside the heating roller 41 and heats the heating roller 41 so that the surface of the heating roller 41 has a predetermined temperature. For example, a heater or a halogen lamp can be used as the heating means.

加圧ローラ42は、加熱ローラ41に圧接するように設けられ、加圧ローラ42の回転駆動に従動回転可能に支持される。加圧ローラ42は、加熱ローラ41によって、トナーが溶融して記録用紙Pに定着する際に、トナーと記録媒体とを押圧することによって、トナー像の記録用紙Pへの定着を補助する。加熱ローラ41と加圧ローラ42との圧接部が定着ニップ部である。定着手段4によれば、二次転写部3において、トナー像が転写された記録用紙Pが、加熱ローラ41と加圧ローラ42とによって挟持され、定着ニップ部を通過する際に、トナー像が加熱下に記録用紙Pに押圧されることによって、トナー像が記録用紙Pに定着され、画像が形成される。   The pressure roller 42 is provided so as to be in pressure contact with the heating roller 41, and is supported so as to be driven to rotate by the rotational drive of the pressure roller 42. The pressure roller 42 assists fixing of the toner image on the recording paper P by pressing the toner and the recording medium when the toner is melted and fixed on the recording paper P by the heating roller 41. A pressure contact portion between the heating roller 41 and the pressure roller 42 is a fixing nip portion. According to the fixing unit 4, the recording paper P onto which the toner image has been transferred is sandwiched between the heating roller 41 and the pressure roller 42 in the secondary transfer unit 3, and the toner image is transferred when passing through the fixing nip unit. By being pressed against the recording paper P under heating, the toner image is fixed on the recording paper P and an image is formed.

用紙供給手段5は、用紙供給トレイ51と、ピックアップローラ52と、レジストローラ53と、搬送ローラ54と、用紙ガイド55とを含む。用紙供給トレイ51は、画像形成装置1の鉛直方向下部に設けられ、記録用紙Pを貯留する容器状部材である。記録用紙Pとしては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シートおよび葉書などをあげることができる。   The paper supply unit 5 includes a paper supply tray 51, a pickup roller 52, a registration roller 53, a transport roller 54, and a paper guide 55. The paper supply tray 51 is a container-like member that is provided in the lower part of the image forming apparatus 1 in the vertical direction and stores the recording paper P. Examples of the recording paper P include plain paper, color copy paper, overhead projector sheets, and postcards.

ピックアップローラ52は、用紙供給トレイ51に貯留される記録用紙Pを1枚ずつ取り出し、レジストローラ53に向けて送給する。レジストローラ53は、互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、ピックアップローラ52から送給される記録用紙Pを、中間転写ベルト31に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給されるように、記録用紙Pの搬送経路を規定する用紙ガイド55に送給する。用紙ガイド55に送給された記録用紙Pは、互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材である搬送ローラ54に搬送され、転写ニップ部に搬送される。   The pickup roller 52 takes out the recording paper P stored in the paper supply tray 51 one by one and feeds it toward the registration roller 53. The registration rollers 53 are a pair of roller members provided so as to be in pressure contact with each other, and the toner image carried on the intermediate transfer belt 31 is conveyed to the transfer nip portion on the recording paper P fed from the pickup roller 52. In synchronism with the recording paper P, the recording paper P is fed to a paper guide 55 that defines the conveyance path of the recording paper P so as to be fed to the transfer nip portion. The recording paper P fed to the paper guide 55 is transported to a transport roller 54 which is a pair of roller members provided so as to be pressed against each other, and transported to a transfer nip portion.

排紙手段6は、排出ローラ61を含む。排出ローラ61は、用紙搬送方向において定着手段4における定着ニップ部よりも下流側に設けられ、定着手段4によって画像が定着された記録用紙Pを、画像形成装置1の鉛直方向上面に設けられる図示しない排出トレイに排出する。排出トレイは、画像が定着された記録用紙Pを貯留する。   The paper discharge unit 6 includes a discharge roller 61. The discharge roller 61 is provided on the downstream side of the fixing nip portion of the fixing unit 4 in the sheet conveyance direction, and the recording sheet P on which the image is fixed by the fixing unit 4 is provided on the upper surface in the vertical direction of the image forming apparatus 1. Do not discharge to the discharge tray. The discharge tray stores the recording paper P on which the image is fixed.

図2は、感光体クリーニング装置26の構成を示す図である。清掃装置である感光体クリーニング装置26は、クリーニングブラシ261と、電源263と、電極部材264と、電源265と、トナー落下防止用下シール266と、廃トナーケース267とを含む。   FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the photoconductor cleaning device 26. The photoconductor cleaning device 26 that is a cleaning device includes a cleaning brush 261, a power source 263, an electrode member 264, a power source 265, a toner fall prevention lower seal 266, and a waste toner case 267.

ブラシであるクリーニングブラシ261は、クリーニングブラシ支持体262およびブラシ繊維268を含んで構成される。ブラシ本体であるクリーニングブラシ支持体262は、直径が、たとえば10mmの円柱形状であり、半径方向に移動可能に支持される。ブラシ繊維268は、クリーニングブラシ支持体262の半径方向の外側に延在するように設けられ、長さが、たとえば5mmである。   A cleaning brush 261 that is a brush includes a cleaning brush support 262 and brush fibers 268. The cleaning brush support 262, which is a brush body, has a cylindrical shape with a diameter of 10 mm, for example, and is supported so as to be movable in the radial direction. The brush fibers 268 are provided so as to extend outward in the radial direction of the cleaning brush support 262, and have a length of, for example, 5 mm.

クリーニングブラシ支持体262の図示しないシャフト(以下「軸」ともいう)は、たとえばΦ6mmのステンレス(Stainless Used Steel;略称「SUS」)もしくはアルミニウムであり、廃トナーケース267の図示しない軸受けに貫通させて支持されている。軸受けの内径は、たとえば6.1mmであり、シャフトとのすき間を0.1mmとしている。したがって、クリーニングブラシ261が振動する場合は、感光体21に対して0.1mmの幅で離接振動が可能になり、残留現像剤に振動を与えることができる。   A shaft (hereinafter also referred to as “axis”) of the cleaning brush support 262 is, for example, Φ6 mm stainless steel (abbreviated as “SUS”) or aluminum, and is passed through a bearing (not illustrated) of the waste toner case 267. It is supported. The inner diameter of the bearing is, for example, 6.1 mm, and the clearance with the shaft is 0.1 mm. Accordingly, when the cleaning brush 261 vibrates, it is possible to vibrate and separate the photosensitive member 21 with a width of 0.1 mm, and the residual developer can be vibrated.

クリーニングブラシ261は、ブラシ繊維268の先端に内接する仮想外周円が感光体21に当接して配置され、感光体21の回転方向Bと反対の回転方向Cに高速度で回転する。クリーニングブラシ261は、感光体21の周速度以上の周速度で回転するが、クリーニングブラシ261の直径が感光体21の直径よりも短いので、クリーニングブラシ261の方が感光体21よりも高速で回転することになる。クリーニングブラシ261は、トナー像の転写工程が終了した後の感光体21に接触して、感光体21と残留現像剤との付着力を弱め、残留現像剤を掻き落とす。   The cleaning brush 261 is arranged such that a virtual outer circumference inscribed in the tip of the brush fiber 268 is in contact with the photoconductor 21 and rotates at a high speed in a rotation direction C opposite to the rotation direction B of the photoconductor 21. The cleaning brush 261 rotates at a peripheral speed equal to or higher than the peripheral speed of the photoconductor 21. However, since the diameter of the cleaning brush 261 is shorter than the diameter of the photoconductor 21, the cleaning brush 261 rotates at a higher speed than the photoconductor 21. Will do. The cleaning brush 261 contacts the photoconductor 21 after the toner image transfer process is completed, weakens the adhesion between the photoconductor 21 and the residual developer, and scrapes off the residual developer.

クリーニングブラシ261は、感光体21に対して、ある程度の喰い込み量を持っており、この喰い込み量は、クリーニングブラシ261の性能と感光体21への影響とを考慮して設定する。具体的には、クリーニング性能が悪い場合には、大きな喰い込み量、すなわち高い接触圧で接触させ、クリーニング性能がよい場合には、小さな喰い込み量、すなわち低い接触圧で接触させる。本実施の形態では、喰い込み量は、たとえば0.5〜2.0mm程度に設定されるが、クリーニングブラシ261のブラシ繊維268の材料の選択などによって、感光体21への影響とクリーニング能力との両方を良好にする喰い込み量の選択の幅を広げることができる。   The cleaning brush 261 has a certain amount of biting with respect to the photosensitive member 21, and this biting amount is set in consideration of the performance of the cleaning brush 261 and the influence on the photosensitive member 21. Specifically, when the cleaning performance is poor, the contact is made with a large biting amount, that is, a high contact pressure, and when the cleaning performance is good, the contact is made with a small biting amount, that is, a low contact pressure. In the present embodiment, the amount of biting is set to about 0.5 to 2.0 mm, for example, but depending on the selection of the material of the brush fibers 268 of the cleaning brush 261 and the like, the influence on the photoreceptor 21 and the cleaning capability It is possible to widen the range of selection of the biting amount to improve both.

ブラシ繊維268の材料としては、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、フッ素系、綿、もしくは羊毛などの繊維、またはガラスもしくは金属などを繊維状に加工したものが用いられる。   As the material of the brush fibers 268, fibers such as rayon, acetate, nylon, polyester, acrylic, polypropylene, polyethylene, polyurethane, fluorine, cotton, or wool, or glass or metal processed into fibers are used. .

繊維の太さは、たとえば5〜15デニール/フィラメントのものが使用される。また、ブラシ繊維の密度は、1万〜10万本/inch、ブラシの長さは、1〜10mmが適当である。さらに、ブラシ繊維268が非導電性の場合には、導電性処理を施すことによって、導電性を有するクリーニングブラシ261とする。 The fiber thickness is, for example, 5 to 15 denier / filament. The density of the brush fiber is suitably 10,000 to 100,000 / inch 2 , and the length of the brush is suitably 1 to 10 mm. Further, when the brush fiber 268 is non-conductive, a conductive cleaning brush 261 is obtained by performing a conductive process.

クリーニングブラシ261は、クリーニングブラシ支持体262上にブラシ繊維268を直接固定することによって構成されるか、あるいは、ブラシ繊維268の織物をクリーニングブラシ支持体262上に接着することによって構成される。すなわち、ブラシ繊維268は、クリーニングブラシ支持体262の外周円に周方向全周にわたって植設される。ブラシ繊維268の先端、つまり毛先は、ブラシ繊維268が切断された後の形状であってもよいし、ループ形状であってもよい。本実施の形態では、ナイロン繊維を導電性加工したものを用い、ブラシ繊維の太さは6デニール/フィラメント、ブラシの密度は5万本/inch、ブラシ繊維の長さは5mmである。 The cleaning brush 261 is configured by directly fixing the brush fibers 268 on the cleaning brush support 262 or by bonding a fabric of the brush fibers 268 on the cleaning brush support 262. That is, the brush fibers 268 are implanted on the outer circumference of the cleaning brush support 262 over the entire circumference. The tip of the brush fiber 268, that is, the hair tip, may have a shape after the brush fiber 268 is cut or may have a loop shape. In this embodiment, a nylon fiber obtained by conductive processing is used, the thickness of the brush fiber is 6 denier / filament, the density of the brush is 50,000 / inch 2 , and the length of the brush fiber is 5 mm.

電源263は、直流の電源であり、クリーニングブラシ261に対して、転写バイアスと逆極性、つまり負極性の直流のバイアス電圧を印加する。印加されるバイアス電圧は、−200V〜−400Vが好ましく、本実施の形態では、−250Vに設定する。クリーニングブラシ261にバイアス電圧を印加することによって、クリーニングブラシ261は、感光体21に静電吸引力を及ぼし、転写後に残留した正帯電のトナーおよびキャリアを、感光体21から効率よく回収することができる。静電吸引力は、電極間に生じる電気力線の張力による吸引力であり、印加される電圧の2乗に比例し、電極間の距離の2乗に反比例する。   The power source 263 is a DC power source, and applies a DC bias voltage having a polarity opposite to the transfer bias, that is, a negative polarity, to the cleaning brush 261. The applied bias voltage is preferably −200 V to −400 V, and is set to −250 V in the present embodiment. By applying a bias voltage to the cleaning brush 261, the cleaning brush 261 applies an electrostatic attraction to the photoconductor 21, and can efficiently collect the positively charged toner and carrier remaining after the transfer from the photoconductor 21. it can. The electrostatic attraction force is an attraction force due to the tension of electric lines of force generated between the electrodes, and is proportional to the square of the applied voltage and inversely proportional to the square of the distance between the electrodes.

電極部材264は、たとえばステンレス(SUS)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、真鍮またはカーボンなどの導電性材料などの材料によって構成されれば特に限定されないが、本実施の形態ではステンレスによって構成される。電極部材264は、クリーニングブラシ261に対向する対向面269が形成され、対向面269をクリーニングブラシ261に対向させて近接して配置される。   The electrode member 264 is not particularly limited as long as it is made of a material such as stainless steel (SUS), aluminum (Al), copper (Cu), brass, or carbon, but is made of stainless steel in the present embodiment. Is done. The electrode member 264 has a facing surface 269 that faces the cleaning brush 261, and is disposed in close proximity with the facing surface 269 facing the cleaning brush 261.

より詳細には、対向面269をクリーニングブラシ支持体262の軸線に直交する仮想平面で切断したとき、図2に示すように、切断された対向面269の切断部分は円弧FGである。すなわち、対向面269と仮想平面との交線が円弧FGである。その円弧FGは、クリーニングブラシ支持体262が仮想平面で切断された切断部分の外周円と同心円である。電極部材264は、その同心円の中心に対して、第4象限の位置に、対向面269がブラシ繊維268の先端に内接する仮想外周円から間隙Eをおいて配置されている。本実施の形態では、間隙Eは、200μmと設定される。   More specifically, when the opposed surface 269 is cut along a virtual plane orthogonal to the axis of the cleaning brush support 262, the cut portion of the cut opposed surface 269 is an arc FG as shown in FIG. That is, the line of intersection between the facing surface 269 and the virtual plane is an arc FG. The arc FG is concentric with the outer circumference of the cut portion where the cleaning brush support 262 is cut along a virtual plane. The electrode member 264 is disposed at a position in the fourth quadrant with respect to the center of the concentric circle with a gap E from a virtual outer circumferential circle in which the facing surface 269 is inscribed in the tip of the brush fiber 268. In the present embodiment, the gap E is set to 200 μm.

電圧印加手段である電源265は、電極部材264に予め定める周波数および予め定める振幅を有する電圧を印加する。予め定める周波数は、ブラシ繊維の固有振動数以上の周波数である。本実施の形態では、電源265は、予め定める周波数が198Hzで、予め定める振幅が1.5kVppの正弦波の波形を有する電圧を電極部材264に印加する。このときの予め定める電圧値であるオフセット電圧は−500Vである。したがって、電圧の振幅は、−1250V〜+250Vである。電源265によって、電極部材264に予め定める周波数および予め定める振幅を有する電圧が印加されると、電極部材264とクリーニングブラシ261との間隙には振動電界が形成される。この振動電界によって、クリーニングブラシ261の構成部材であるクリーニングブラシ支持体262は、振動する。   A power source 265 that is a voltage applying unit applies a voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude to the electrode member 264. The predetermined frequency is a frequency equal to or higher than the natural frequency of the brush fiber. In the present embodiment, power supply 265 applies a voltage having a sine wave waveform with a predetermined frequency of 198 Hz and a predetermined amplitude of 1.5 kVpp to electrode member 264. The offset voltage, which is a predetermined voltage value at this time, is −500V. Therefore, the amplitude of the voltage is −1250V to + 250V. When a voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude is applied to the electrode member 264 by the power source 265, an oscillating electric field is formed in the gap between the electrode member 264 and the cleaning brush 261. Due to this oscillating electric field, the cleaning brush support 262 which is a constituent member of the cleaning brush 261 vibrates.

図3は、ブラシ繊維268による現像剤の回収とブラシ繊維268の変形とを示す図である。図3では、クリーニングブラシ261が振動しながら一回転する間に、変形したブラシ繊維268が回復する様子を模式的に誇張して示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating the recovery of the developer by the brush fibers 268 and the deformation of the brush fibers 268. FIG. 3 schematically shows an exaggerated manner in which the deformed brush fiber 268 recovers while the cleaning brush 261 makes one rotation while vibrating.

クリーニングブラシ261は、電極部材264との間で形成される振動電界の作用を受けて、振動しながら感光体21の表面に接触し、感光体21の表面に残留した現像剤を浮かせると同時に、電源263で印加した直流バイアス電圧による静電吸引力によって引き寄せて回収する。   The cleaning brush 261 receives the action of an oscillating electric field formed between the electrode member 264, contacts the surface of the photoconductor 21 while vibrating, and floats the developer remaining on the surface of the photoconductor 21. They are attracted and recovered by electrostatic attraction by the DC bias voltage applied by the power supply 263.

続いて、感光体21に当接したブラシ繊維268の部分は、感光体21との最当接位置、つまり地点Hから回転方向Cで180°回転し、地点Fに最も近接する位置に到達する。この間にも、ブラシ繊維268によって回収された現像剤の一部は、ブラシ繊維268が振動してブラシ繊維268と現像剤との付着力が低減されることによって、ブラシ繊維268から離れ、廃トナーケース267へ回収される。   Subsequently, the portion of the brush fiber 268 that is in contact with the photoconductor 21 rotates 180 ° in the rotation direction C from the point H, that is, the position closest to the point F. . During this time, a part of the developer collected by the brush fibers 268 is separated from the brush fibers 268 due to the vibration of the brush fibers 268 and the adhesion between the brush fibers 268 and the developer being reduced. It is collected in the case 267.

次に、地点Fに最も近接する位置に到達したブラシ繊維268の部分は、続いて1/4回転して地点Gに最も近接する位置に到達する間に、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との振動電界によって、ブラシ繊維268は、振動しながら電極部材264の方向への引力を受けるため、ブラシ繊維に付着している現像剤を回収するとともに、感光体21との接触によって押圧変形したブラシ繊維268の形状を変形する前の元の状態に回復することができる。   Next, while the portion of the brush fiber 268 that has reached the position closest to the point F reaches the position closest to the point G by subsequently making a quarter turn, the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 are rotated. Since the brush fiber 268 receives an attractive force in the direction of the electrode member 264 while vibrating, the developer adhering to the brush fiber is recovered and pressed and deformed by contact with the photoreceptor 21. The shape of the brush fiber 268 can be restored to its original state before being deformed.

図2を参照して、電源265によって、電極部材264に予め定める周波数および予め定める振幅を有する電圧が印加されると、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との間隙には振動電界が形成される。クリーニングブラシ支持体262は、第4象限に配置される電極部材264の振動電界によって、クリーニングブラシ支持体262の中心軸に直交し、かつ円弧FGの中心と円弧FGを2等分した真ん中の点とを結ぶ直線方向に振動する。   Referring to FIG. 2, when a voltage having a predetermined frequency and a predetermined amplitude is applied to electrode member 264 by power supply 265, an oscillating electric field is formed in the gap between electrode member 264 and cleaning brush support 262. The The cleaning brush support 262 is a middle point perpendicular to the central axis of the cleaning brush support 262 and the center of the arc FG and the arc FG equally divided by the oscillating electric field of the electrode member 264 arranged in the fourth quadrant. Vibrates in the direction of a straight line connecting

たとえば、地点Gに着目すると、この振動電界によって、クリーニングブラシ支持体262が地点Gに対する対向方向Dに振動すると、クリーニングブラシ支持体262に固定されているブラシ繊維268のうち地点Hで感光体21に当接するブラシ繊維268が、対向方向Dと同じ方向に沿ってブラシ繊維268の固有振動数またはn次の正規振動数で振動することになる。地点Gは、クリーニングブラシ261と感光体21とが接触する地点Hで、感光体21をクリーニングする振動方向と同じ対向方向になる地点である。   For example, when focusing on the point G, when the cleaning brush support 262 vibrates in the direction D opposite to the point G due to this oscillating electric field, the photosensitive member 21 at the point H among the brush fibers 268 fixed to the cleaning brush support 262. The brush fibers 268 in contact with the surface oscillate at the natural frequency of the brush fibers 268 or the n-th order normal frequency along the same direction as the facing direction D. A point G is a point H where the cleaning brush 261 and the photosensitive member 21 are in contact with each other, and is a point that is in the same opposing direction as the vibration direction for cleaning the photosensitive member 21.

図4は、ブラシ繊維268の正規振動を説明するための図である。ブラシ繊維268は、一端がクリーニングブラシ支持体262に固定され、他端が自由端となっているため、ブラシ繊維268の振動は、図4に示すような片持ちはりの振動となる。図4は、クリーニングブラシ支持体262に振動が与えられたとき、固定されている位置に対して、ブラシ繊維268の各部分が移動するとき、最大振幅のブラシ繊維268の形状を示している。   FIG. 4 is a diagram for explaining normal vibration of the brush fiber 268. Since one end of the brush fiber 268 is fixed to the cleaning brush support 262 and the other end is a free end, the vibration of the brush fiber 268 is a cantilever vibration as shown in FIG. FIG. 4 shows the shape of the brush fiber 268 having the maximum amplitude when each portion of the brush fiber 268 moves relative to the fixed position when vibration is applied to the cleaning brush support 262.

図4(a)は、ブラシ繊維268の固有振動数で振動しているときのブラシ繊維268の形状を示している。固有振動数は、1次正規振動周波数である。図4(b)は、2次正規振動周波数で振動しているときのブラシ繊維268の形状を示している。図4(c)は、3次正規振動周波数で振動しているときのブラシ繊維268の形状を示している。図4(d)は、4次正規振動周波数で振動しているときのブラシ繊維268の形状を示している。2次正規振動は、固定されている位置を除いて、振動しない位置である節が1つであり、3次正規振動は、固定されている位置を除いて、節が2つであり、4次正規振動は、固定されている位置を除いて、節が3つである。n次正規振動周波数の算出式については、後述する。   FIG. 4A shows the shape of the brush fiber 268 when it vibrates at the natural frequency of the brush fiber 268. The natural frequency is a primary normal vibration frequency. FIG. 4B shows the shape of the brush fiber 268 when vibrating at the secondary normal vibration frequency. FIG. 4C shows the shape of the brush fiber 268 when oscillating at the third normal vibration frequency. FIG. 4D shows the shape of the brush fiber 268 when vibrating at the fourth-order normal vibration frequency. The secondary normal vibration has one node that does not vibrate except for the fixed position, and the tertiary normal vibration has two nodes except for the fixed position. The subnormal vibration has three nodes except for the fixed position. An equation for calculating the n-th order normal vibration frequency will be described later.

廃トナーケース267は、クリーニングブラシ261によって感光体21から回収された残留現像剤を、廃トナーとして収容するための容器状の部材である。廃トナーケース267に収容された廃トナーは、図示しない廃トナー搬送スクリューによって、図示しない廃トナー廃棄ボトルへ搬送される。トナー落下防止用下シール266は、クリーニングブラシ261によって掻き取られた現像剤が廃トナーケース267から漏出することを防止するためのものである。本実施の形態では、トナー落下防止用下シール266は、厚さ0.1mmのウレタンゴムシートからなる。   The waste toner case 267 is a container-like member for storing the residual developer recovered from the photoreceptor 21 by the cleaning brush 261 as waste toner. The waste toner stored in the waste toner case 267 is conveyed to a waste toner disposal bottle (not shown) by a waste toner conveyance screw (not shown). The toner fall prevention lower seal 266 is for preventing the developer scraped by the cleaning brush 261 from leaking out of the waste toner case 267. In this embodiment, the toner fall prevention lower seal 266 is made of a urethane rubber sheet having a thickness of 0.1 mm.

画像形成装置1は、上述したように構成されるので、クリーニング性能に優れ、次の記録用紙Pへの画像形成時に残留現像剤の影響が発現するのを防止し、高品位の画像を形成することができる。   Since the image forming apparatus 1 is configured as described above, the image forming apparatus 1 has excellent cleaning performance, prevents the influence of the residual developer during image formation on the next recording paper P, and forms a high-quality image. be able to.

次に、感光体21に残留する現像剤を対向方向Dに振動させてクリーニングブラシ261のブラシ繊維268を振動させながら、感光体21の表面を摺擦することによって、残留現像剤を回収するクリーニング効率を向上させるために考慮すべき事項について説明する。   Next, the developer remaining on the photoconductor 21 is vibrated in the facing direction D to vibrate the brush fibers 268 of the cleaning brush 261, and the surface of the photoconductor 21 is rubbed to clean the residual developer. Explain the points to consider to improve efficiency.

クリーニングブラシ261を振動させてブラシ繊維268先端を感光体21の表面に摺擦させるときに考慮すべき重要な事項は、(a)ブラシ繊維268の振動周波数および振動振幅、(b)クリーニングブラシ261の振動領域の大きさ、および(c)クリーニングブラシ261の振動領域における振動振幅の大きさの分布である。   Important matters to consider when vibrating the cleaning brush 261 and sliding the tip of the brush fiber 268 against the surface of the photoreceptor 21 are (a) the vibration frequency and vibration amplitude of the brush fiber 268, and (b) the cleaning brush 261. And (c) the distribution of the magnitude of the vibration amplitude in the vibration area of the cleaning brush 261.

まず、(a)ブラシ繊維268の振動周波数および振動振幅について説明する。ブラシ繊維268に発生する対向方向Dの振動の振動周波数および振動振幅は、電極部材264に電圧が印加されることによって発生するクリーニングブラシ支持体262の振動に左右される。電極部材264からクリーニングブラシ支持体262に働く引力Fは、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262とを電極板とするコンデンサとして考えると、式(1)によって求めることができる。Fは電極板間に働く引力を示し、Qは電荷量を示し、Eは電界の強さを示す。
F=(1/2)×Q×E …(1)
First, (a) the vibration frequency and vibration amplitude of the brush fiber 268 will be described. The vibration frequency and vibration amplitude of the vibration in the facing direction D generated on the brush fibers 268 depend on the vibration of the cleaning brush support 262 generated when a voltage is applied to the electrode member 264. The attractive force F acting on the cleaning brush support 262 from the electrode member 264 can be obtained by the equation (1) when considered as a capacitor using the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 as electrode plates. F represents the attractive force acting between the electrode plates, Q represents the amount of charge, and E represents the strength of the electric field.
F = (1/2) × Q × E (1)

また、電荷量Qは式(2)によって求めることができる。εは真空の比誘電率を示し、Sは対向面積を示し、dは電極間隔を示し、Vは電位差を示す。
Q=(εS/d)V …(2)
Further, the charge amount Q can be obtained by the equation (2). ε represents the relative permittivity of vacuum, S represents the facing area, d represents the electrode spacing, and V represents the potential difference.
Q = (εS / d) V (2)

たとえば、式(1)および式(2)に、S=300mm×5mm、d=200μm、ε=8.85×10−12(s・A・kg−1・m−3)、V=2kVを代入して、電極板間に働く引力Fを算出すると、F=0.66Nとなる。 For example, in Equation (1) and Equation (2), S = 300 mm × 5 mm, d = 200 μm, ε = 8.85 × 10 −12 (s 4 · A 2 · kg −1 · m −3 ), V = Substituting 2 kV to calculate the attractive force F acting between the electrode plates, F = 0.66N.

すなわち、電極部材264に電源265から電圧が印加されると、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との間には前述のような引力が働き、この引力は印加される電圧の周波数で繰り返し変化する。これによって、クリーニングブラシ支持体262が対向方向Dに、引力に対応する振動振幅で、かつ印加される電圧の周波数に対応する振動周波数で振動する。そして、クリーニングブラシ支持体262の振動に伴って、クリーニングブラシ261と感光体21とが接触する地点Hでは、ブラシ繊維268は、前記振動振幅および振動周波数で対向方向Dに振動する。   That is, when a voltage is applied to the electrode member 264 from the power source 265, the above-described attractive force acts between the electrode member 264 and the cleaning brush support 262, and this attractive force repeatedly changes at the frequency of the applied voltage. To do. As a result, the cleaning brush support 262 vibrates in the facing direction D with a vibration amplitude corresponding to the attractive force and a vibration frequency corresponding to the frequency of the applied voltage. As the cleaning brush support 262 vibrates, the brush fibers 268 vibrate in the facing direction D at the vibration amplitude and vibration frequency at the point H where the cleaning brush 261 and the photosensitive member 21 come into contact with each other.

ブラシ繊維268の振動周波数は、電極部材264に印加される電圧(以下「印加電圧」という)の周波数を変化することによって調整することができる。残留現像剤の感光体21に対する付着力を低下させて回収効率を向上させるためには、印加電圧の周波数を所定値以上に調整する必要がある。つまり、上述したように、振動するブラシ繊維268が感光体21の表面を振動させることによって、残留する現像剤の感光体21に対する付着力を低下させるが、印加電圧の周波数が低すぎると、感光体21の表面の残留現像剤への振動を与える力が弱く、残留現像剤の回収効率の向上が認められなくなる。そのため、本実施の形態では、電極部材264に印加する印加電圧の周波数は、ブラシ繊維268の固有振動数以上に設定している。   The vibration frequency of the brush fiber 268 can be adjusted by changing the frequency of the voltage applied to the electrode member 264 (hereinafter referred to as “applied voltage”). In order to reduce the adhesion of the residual developer to the photoreceptor 21 and improve the recovery efficiency, it is necessary to adjust the frequency of the applied voltage to a predetermined value or more. That is, as described above, the vibrating brush fiber 268 vibrates the surface of the photoconductor 21, thereby reducing the adhesive force of the remaining developer to the photoconductor 21. However, if the frequency of the applied voltage is too low, The force that gives vibration to the residual developer on the surface of the body 21 is weak, and improvement in the recovery efficiency of the residual developer is not recognized. Therefore, in this embodiment, the frequency of the applied voltage applied to the electrode member 264 is set to be equal to or higher than the natural frequency of the brush fiber 268.

また、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との間に生じる前記引力に対応する振動振幅は、式(1)および式(2)から、電極部材264およびクリーニングブラシ支持体262を構成する材料の誘電率を高くし、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との対向面積を大きくし、電極部材264に印加する印加電圧を高くし、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との間隙幅を小さくすることによって、大きくすることができる。   In addition, the vibration amplitude corresponding to the attractive force generated between the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 is obtained from the equations (1) and (2) based on the material constituting the electrode member 264 and the cleaning brush support 262. The dielectric constant is increased, the facing area between the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 is increased, the applied voltage applied to the electrode member 264 is increased, and the gap width between the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 is decreased. It can be enlarged by doing.

このように、クリーニングブラシ支持体262の振動振幅が大きくなると、ブラシ繊維268が感光体21の表面を振動させる振動振幅が大きくなり、感光体21の表面に付着した現像剤を摺擦する効果が高くなる。しかし、電極部材264に印加する印加電圧が高過ぎる、または、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との間隙幅が小さ過ぎると、大気中放電が発生してしまうので、電極部材264に印加する印加電圧を高くし過ぎること、および電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との間隙幅を小さくし過ぎることは好ましくない。   Thus, when the vibration amplitude of the cleaning brush support 262 increases, the vibration amplitude by which the brush fibers 268 vibrate the surface of the photoconductor 21 increases, and the effect of rubbing the developer attached to the surface of the photoconductor 21 is obtained. Get higher. However, if the applied voltage applied to the electrode member 264 is too high, or if the gap width between the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 is too small, an atmospheric discharge occurs, and therefore, the applied voltage is applied to the electrode member 264. It is not preferable to make the applied voltage too high and to make the gap width between the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 too small.

次に、ブラシ繊維268の振動振幅を効率よく大きくすることが可能な構成について説明する。電源265によって電極部材264に印加する印加電圧を、ブラシ繊維268の固有振動数あるいはn次の正規振動周波数で変化する電圧である固有振動電圧とすることによって、ブラシ繊維268を共振させることができる。具体的には、ブラシ繊維268の片持ちはりの固有振動数fは式(3)によって求めることができる。λは振動数係数を示し、lはブラシ繊維の長さを示し、Eはヤング率を示し、Iは断面2次モーメントを示し、ρは材料の密度を示し、Aは断面積を示す。 Next, a configuration capable of efficiently increasing the vibration amplitude of the brush fiber 268 will be described. The applied voltage applied to the electrode member 264 by the power source 265 is a natural vibration voltage that is a voltage that changes at the natural frequency of the brush fiber 268 or the n-th order normal vibration frequency, so that the brush fiber 268 can resonate. . Specifically, the natural frequency f i of the cantilever beam of the brush fiber 268 can be obtained by Expression (3). λ i represents the frequency coefficient, l represents the length of the brush fiber, E represents the Young's modulus, I represents the second moment of section, ρ represents the density of the material, and A represents the sectional area.

Figure 2010204580
Figure 2010204580

片持ちはりに対しては、λ=1.875、λ=4.694、λ=7.855、λ=10.996……である。 For a cantilever beam, λ 1 = 1.875, λ 2 = 4.694, λ 3 = 7.855, λ 4 = 10.996.

また、断面2次モーメントIは、式(4)で表される。dはブラシ繊維断面の直径を示す。   Moreover, the cross-sectional secondary moment I is represented by Formula (4). d shows the diameter of a brush fiber cross section.

Figure 2010204580
Figure 2010204580

式(3)および式(4)に、ブラシ繊維268の長さl=5mm、密度ρ=1.16g/cm、断面積A=5.75×10−10、ヤング率E=0.20×1010kg/m・sを代入して、固有振動数、すなわち1次正規振動周波数fを算出すると、f=198Hzとなる。1次正規振動周波数fまたは2次以上の正規振動周波数で変化する電圧を電極部材264に印加することによって、ブラシ繊維268を共振させることができる。ブラシ繊維268が共振すると、ブラシ繊維268の対向方向Dに振動する振動振幅がより大きくなり、感光体21の表面に残留する現像剤を大きく摺擦させることができ、クリーニング効率を向上させることができる。 In formula (3) and formula (4), the length l of brush fiber 268 is 5 mm, density ρ = 1.16 g / cm 3 , cross-sectional area A = 5.75 × 10 −10 m 2 , Young's modulus E = 0 Substituting 20 × 10 10 kg / m · s to calculate the natural frequency, that is, the primary normal vibration frequency f 1 , f 1 = 198 Hz. The brush fiber 268 can be made to resonate by applying to the electrode member 264 a voltage that changes at the primary normal vibration frequency f 1 or a normal vibration frequency of the second or higher order. When the brush fibers 268 resonate, the vibration amplitude that vibrates in the facing direction D of the brush fibers 268 becomes larger, and the developer remaining on the surface of the photoreceptor 21 can be rubbed greatly, thereby improving the cleaning efficiency. it can.

また、電極部材264は、クリーニングブラシ支持体262に対する対向方向Dへの曲げ剛性が、クリーニングブラシ支持体262の断面方向の曲げ剛性よりも高く設定されるのが好ましい。これによって、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との間に生じる振動電界による引力が作用したとき、電極部材264の撓みを抑制しながらクリーニングブラシ支持体262を振動させることができる。具体的には、軸方向に延びる梁を考える場合、その曲げ剛性Aは、A=E×Iで表される。Eはヤング率、Iは断面2次モーメントを示す。   The electrode member 264 is preferably set so that the bending rigidity in the facing direction D with respect to the cleaning brush support 262 is higher than the bending rigidity in the cross-sectional direction of the cleaning brush support 262. Accordingly, when an attractive force due to an oscillating electric field generated between the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 is applied, the cleaning brush support 262 can be vibrated while suppressing the deflection of the electrode member 264. Specifically, when considering a beam extending in the axial direction, the bending rigidity A is represented by A = E × I. E is Young's modulus, and I is the secondary moment of section.

電極部材264をクリーニングブラシ支持体262の軸線に直交する平面で切断した切断面は、正方形から扇型形状をくり貫いた形状であり、その半径rが10mmである電極部材264の断面2次モーメントIは、式(5)で表される。 The cut surface obtained by cutting the electrode member 264 along a plane perpendicular to the axis of the cleaning brush support 262 has a shape that is a square shape cut out from a fan shape, and has a sectional moment of inertia of the electrode member 264 having a radius r of 10 mm. I 1 is represented by the formula (5).

Figure 2010204580
Figure 2010204580

電極部材264の構成材料がステンレスである場合、ステンレスのヤング率E=17×1010kg/m・sであるので、電極部材264の曲げ剛性Aは、
=E×I=13N・mとなる。
When the constituent material of the electrode member 264 is stainless Since stainless Young's modulus E = 17 × 10 10 kg / m · s, flexural rigidity A 1 of the electrode member 264,
A 1 = E × I 1 = 13 N · m 2

一方、外径10mmのクリーニングブラシ支持体262では、断面2次モーメントIは、上述した式(4)によって求めることができる。クリーニングブラシ支持体262の構成材料がアルミニウムである場合、アルミニウムのヤング率E=7.0×1010kg/m・sであるので、クリーニングブラシ支持体262の曲げ剛性Aは、A=E×I=34N・mとなる。 On the other hand, in the cleaning brush support 262 having an outer diameter of 10 mm, the cross-sectional secondary moment I 2 can be obtained by the above-described equation (4). When the constituent material of the cleaning brush support 262 is aluminum, since the Young's modulus E of aluminum is 7.0 × 10 10 kg / m · s, the bending rigidity A 2 of the cleaning brush support 262 is A 2 = the E × I 2 = 34N · m 2.

このように、電極部材264は、電極部材264の対向方向Dへの曲げ剛性がクリーニングブラシ支持体262の断面方向の曲げ剛性よりも高く設定されている場合には、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との間に生じる振動電界による引力が作用したときに、電極部材264の撓みを抑制しながらクリーニングブラシ支持体262を振動させることができる。   Thus, when the bending rigidity of the electrode member 264 in the facing direction D of the electrode member 264 is set higher than the bending rigidity of the cleaning brush support 262 in the cross-sectional direction, the electrode member 264 and the cleaning brush support When an attractive force due to an oscillating electric field generated between the body 262 and the body 262 acts, the cleaning brush support 262 can be vibrated while suppressing the bending of the electrode member 264.

また、電極部材264が撓む場合には、電極部材264の撓みによって電極部材264とクリーニングブラシ支持体262、さらには、クリーニングブラシ支持体262に固定されているブラシ繊維268との間隙幅が小さくなり、大気中放電が発生しやすくなる。電極部材264の曲げ剛性を高めて電極部材264の撓みを抑制することによって、高い電圧を電極部材264に印加しても、電極部材264とクリーニングブラシ261との間隙幅が小さくなり過ぎるのを防止して、クリーニングブラシ支持体262を大きく振動させることによって、ブラシ繊維268に大きな振動振幅を付与することができる。   Further, when the electrode member 264 is bent, the gap width between the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 and further the brush fiber 268 fixed to the cleaning brush support 262 is small due to the bending of the electrode member 264. Therefore, discharge in the air is likely to occur. By suppressing the bending of the electrode member 264 by increasing the bending rigidity of the electrode member 264, the gap width between the electrode member 264 and the cleaning brush 261 is prevented from becoming too small even when a high voltage is applied to the electrode member 264. Then, a large vibration amplitude can be applied to the brush fibers 268 by greatly vibrating the cleaning brush support 262.

次に、(b)クリーニングブラシ261の振動領域の大きさについて説明する。振動領域は、クリーニングブラシ261の各地点での振動振幅の最大幅の範囲内である。電極部材264は、クリーニングブラシ支持体262の外周面に対向する対向面269が、クリーニングブラシ支持体262の外周面に沿うように形成されている。したがって、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262とが間隙を有して対向する領域では、全領域に亘って同一の間隙幅となる。すなわち、電極部材264に電圧が印加されたときに、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262とが対向する対向領域に形成される振動電界は、対向領域の全体に亘って均一になる。   Next, (b) the size of the vibration region of the cleaning brush 261 will be described. The vibration region is within the range of the maximum width of the vibration amplitude at each point of the cleaning brush 261. The electrode member 264 is formed such that a facing surface 269 that faces the outer peripheral surface of the cleaning brush support 262 is along the outer peripheral surface of the cleaning brush support 262. Therefore, in the region where the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 face each other with a gap, the same gap width is obtained over the entire region. That is, when a voltage is applied to the electrode member 264, the oscillating electric field formed in the facing region where the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 face each other is uniform over the entire facing region.

最後に、(c)クリーニングブラシ261の振動領域における振動振幅の大きさの分布について説明する。分布とは、円弧FG間における振動電界の大小のことである。電極部材264において、クリーニングブラシ支持体262の外周面に対向する対向面269が、クリーニングブラシ支持体262の外周面に沿うように形成されている。したがって、電極部材264とクリーニングブラシ支持体262との対向領域では電極部材264とクリーニングブラシ支持体262とは、常に一定の間隙幅を持って対向している。すなわち、電極部材264に電圧が印加されたときに対向領域に形成される振動電界は均一となり、振動振幅も一定の大きさを有する。   Finally, (c) the distribution of the magnitude of the vibration amplitude in the vibration region of the cleaning brush 261 will be described. The distribution is the magnitude of the oscillating electric field between the arcs FG. In the electrode member 264, a facing surface 269 that faces the outer peripheral surface of the cleaning brush support 262 is formed along the outer peripheral surface of the cleaning brush support 262. Therefore, in the region where the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 face each other, the electrode member 264 and the cleaning brush support 262 always face each other with a constant gap width. That is, when a voltage is applied to the electrode member 264, the oscillating electric field formed in the facing region is uniform, and the vibration amplitude has a constant magnitude.

図5は、本発明の実施の他の形態である感光体クリーニング装置26aの構成を示す図である。感光体クリーニング装置26aは、感光体クリーニング装置26に類似し、対応する部分については、同一の参照符号を付して説明を省略する。感光体クリーニング装置26aにおいて特徴的な構成は、電極部材264のクリーニングブラシ支持体262に対向する対向面269に、絶縁材料からなるコート層601が設けられている点である。感光体クリーニング装置26aは、電極部材264にコート層601が設けられていること以外は、感光体クリーニング装置26と同様に構成されている。さらには、電極部材264またはコート層601の上部にフッ素樹脂層602を設ける構成としてもよい。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a photoconductor cleaning device 26a according to another embodiment of the present invention. The photoconductor cleaning device 26a is similar to the photoconductor cleaning device 26, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. A characteristic configuration of the photoconductor cleaning device 26a is that a coating layer 601 made of an insulating material is provided on an opposing surface 269 of the electrode member 264 facing the cleaning brush support 262. The photoconductor cleaning device 26 a is configured in the same manner as the photoconductor cleaning device 26 except that the electrode member 264 is provided with a coat layer 601. Further, a fluororesin layer 602 may be provided on the electrode member 264 or the coat layer 601.

コート層601の層厚は、たとえば50〜2000nmの範囲内である。フッ素樹脂層602の層厚は、たとえば50〜400μmの範囲内である。コート層601を構成する材料としては、たとえば、比誘電率が「1200」であるチタン酸バリウム、比誘電率が「332」であるチタン酸ストロンチウム、あるいは比誘電率が「100」である酸化チタンのように、誘電率が高く、かつ絶縁性の材料が望ましい。   The layer thickness of the coat layer 601 is, for example, in the range of 50 to 2000 nm. The layer thickness of the fluororesin layer 602 is, for example, in the range of 50 to 400 μm. Examples of the material constituting the coat layer 601 include barium titanate having a relative dielectric constant of “1200”, strontium titanate having a relative dielectric constant of “332”, or titanium oxide having a relative dielectric constant of “100”. As described above, an insulating material having a high dielectric constant is desirable.

このように、絶縁材料からなるコート層601が電極部材264の表面に設けられることによって、クリーニングブラシ261に対向する部分が導電体で構成されている場合に比べて、電極部材264に高い電圧を印加しても、大気中放電の発生を防止することができる。したがって、クリーニングブラシ支持体262と電極部材264との間隙に大きな振動電界を発生させることができ、感光体21上に残留した現像剤を除去する除去効率に優れ、次の記録用紙Pへの画像形成時に残留する現像剤の影響が発現するのを防止し、高品位の画像を形成することができる。   Thus, by providing the coat layer 601 made of an insulating material on the surface of the electrode member 264, a higher voltage is applied to the electrode member 264 than when the portion facing the cleaning brush 261 is made of a conductor. Even if it is applied, generation of atmospheric discharge can be prevented. Therefore, a large oscillating electric field can be generated in the gap between the cleaning brush support 262 and the electrode member 264, and the removal efficiency for removing the developer remaining on the photosensitive member 21 is excellent, and the image on the next recording sheet P is excellent. It is possible to prevent the influence of the developer remaining at the time of formation from appearing and to form a high-quality image.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態のみではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, description of this embodiment should be considered that it is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is shown not only by the above-described embodiments but also by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

このように、円柱形状であり、半径方向に移動可能に支持されるクリーニングブラシ支持体262と、クリーニングブラシ支持体262の外周円に周方向全周にわたって植設されるブラシ繊維268とからなる導電性のクリーニングブラシ261は、クリーニングブラシ支持体262の中心軸が円筒形状の感光体21の中心軸に平行に配置され、ブラシ繊維268の先端が内接する仮想外周円が感光体21の外周面に接触し、感光体21の回転方向と逆方向に回転する。電極部材264は、仮想外周円に近接して対向する対向面269が形成され、クリーニングブラシ261に対して電極となる。そして、電源265によって、予め定める周波数で変化する電圧が電極部材264に印加される。   In this way, the conductive body is composed of the cleaning brush support 262 that is cylindrical and supported so as to be movable in the radial direction, and the brush fibers 268 that are implanted on the outer circumference of the cleaning brush support 262 over the entire circumference. In the cleaning brush 261, the central axis of the cleaning brush support 262 is arranged in parallel to the central axis of the cylindrical photosensitive member 21, and a virtual outer peripheral circle in which the tip of the brush fiber 268 is inscribed is formed on the outer peripheral surface of the photosensitive member 21. It contacts and rotates in the direction opposite to the rotation direction of the photosensitive member 21. The electrode member 264 has a facing surface 269 that is opposed to the virtual outer circumference in the vicinity, and serves as an electrode for the cleaning brush 261. Then, a voltage that changes at a predetermined frequency is applied to the electrode member 264 by the power source 265.

すなわち、電極部材264に印加される電圧が予め定める周波数で変化することによって、クリーニングブラシ支持体262の周囲に形成される電界が変化し、クリーニングブラシ支持体262が振動する。クリーニングブラシ支持体262が振動することによって、感光体21に当接するブラシ繊維268の先端も振動し、転写後に感光体21の表面に残留する残留現像剤などの付着力を低減し、クリーニングブラシ261の弱い掻き取り力(摺擦力)でも、付着物を除去して回収することができる。したがって、長期に亘って感光体21の表面にトナーおよびタルクなどの被膜が形成されることなく、またキャリアなどによる損傷を防止して、良好なクリーニング性を維持し、均一で高品位な画像を得ることができる。   That is, when the voltage applied to the electrode member 264 changes at a predetermined frequency, the electric field formed around the cleaning brush support 262 changes, and the cleaning brush support 262 vibrates. As the cleaning brush support 262 vibrates, the tip of the brush fiber 268 that contacts the photoconductor 21 also vibrates, reducing the adhesion of residual developer and the like remaining on the surface of the photoconductor 21 after transfer, and the cleaning brush 261. Even with a weak scraping force (sliding force), the deposits can be removed and recovered. Therefore, a film such as toner and talc is not formed on the surface of the photoconductor 21 over a long period of time, and damage due to a carrier or the like is prevented to maintain a good cleaning property, and a uniform and high-quality image can be obtained. Obtainable.

さらに、前記予め定める周波数は、クリーニングブラシ支持体262に設けられるブラシ繊維268の固有振動数およびnを自然数とするとき該固有振動数のn次の正規振動周波数のうちのいずれか1つの周波数であるので、ブラシ繊維268が共振して、ブラシ繊維268の振動振幅がより大きくなり、ブラシ繊維268と接触する残留現像剤をより大きく振動させて、付着力を低減することができ、クリーニング性の向上を図ることができる。   Further, the predetermined frequency is any one of the natural frequency of the brush fibers 268 provided on the cleaning brush support 262 and the n-th normal vibration frequency of the natural frequency when n is a natural number. As a result, the brush fiber 268 resonates and the vibration amplitude of the brush fiber 268 becomes larger, and the residual developer in contact with the brush fiber 268 is vibrated more greatly, thereby reducing the adhesive force and improving the cleaning performance. Improvements can be made.

さらに、電源265が電極部材264に印加する電圧は、予め定める電圧値である直流電圧に予め定める振幅の電圧値である交流電圧を重畳した電圧であるので、印加する電圧に含まれる直流電圧によって、クリーニングブラシ支持体262の周囲に強い電界を形成し、静電吸引力を高めることができる。したがって、クリーニングブラシ261が感光体21から除去し、クリーニングブラシ261に付着した残留現像剤を、クリーニングブラシ261から効率よく剥離させることができる。また、電極部材264の静電吸引力によって、ブラシ繊維268の先端が電極部材264の方に引き寄せられるので、感光体21と当接したことによって倒れたブラシ繊維268を起こすことができる。   Further, the voltage applied to the electrode member 264 by the power source 265 is a voltage obtained by superimposing an AC voltage that is a voltage value having a predetermined amplitude on a DC voltage that is a predetermined voltage value. Therefore, depending on the DC voltage included in the applied voltage, A strong electric field can be formed around the cleaning brush support 262 to increase the electrostatic attractive force. Therefore, the cleaning agent 261 removed from the photoreceptor 21 and the residual developer attached to the cleaning brush 261 can be efficiently peeled from the cleaning brush 261. Further, since the tip of the brush fiber 268 is attracted toward the electrode member 264 by the electrostatic attraction force of the electrode member 264, the brush fiber 268 that has fallen due to contact with the photoreceptor 21 can be raised.

さらに、対向面269とクリーニングブラシ支持体262の中心軸に直交する平面との交線が、クリーニングブラシ支持体262をクリーニングブラシ支持体262の中心軸に直交する平面で切断したときの外周円と同心円である円の一部である。したがって、電極部材264の対向面269とクリーニングブラシ支持体262の外周円との間隙が一定になるので、クリーニングブラシ支持体262の周囲に形成される電界がクリーニングブラシ支持体262の外周面に均一に伝搬され、クリーニングブラシ支持体262を均一に振動させることができ、効率のよいクリーニング性能を長期に亘って維持することができる。   Furthermore, the line of intersection between the facing surface 269 and the plane orthogonal to the central axis of the cleaning brush support 262 is the outer circle when the cleaning brush support 262 is cut along the plane orthogonal to the central axis of the cleaning brush support 262. Part of a circle that is a concentric circle. Accordingly, the gap between the facing surface 269 of the electrode member 264 and the outer circumferential circle of the cleaning brush support 262 is constant, so that the electric field formed around the cleaning brush support 262 is uniform on the outer peripheral surface of the cleaning brush support 262. Therefore, the cleaning brush support 262 can be vibrated uniformly, and an efficient cleaning performance can be maintained over a long period of time.

さらに、電極部材264は、対向面269に絶縁材料から成るコート層601が形成されるので、電極部材264に高い電圧を印加しても、大気中放電の発生を防止することができる。したがって、電極部材264により高い電圧を印加することができ、クリーニングブラシ261をさらに大きく振動させるとともに、静電吸引力をさらに大きくすることができる。したがって、残留現像剤のクリーニング性、残留現像剤によるクリーニングブラシ261の目詰まりの防止、およびクリーニングブラシ261の毛倒れをより効率よく防止することができる。   Furthermore, since the electrode member 264 is formed with the coat layer 601 made of an insulating material on the opposing surface 269, even if a high voltage is applied to the electrode member 264, generation of atmospheric discharge can be prevented. Therefore, a high voltage can be applied to the electrode member 264, and the cleaning brush 261 can be vibrated further and the electrostatic attraction force can be further increased. Therefore, it is possible to more efficiently prevent the cleaning performance of the residual developer, the clogging of the cleaning brush 261 due to the residual developer, and the hair fall of the cleaning brush 261.

さらに、電極部材264は、対向面269にフッ素樹脂が被膜される。すなわち、フッ素樹脂で被膜された面は、クリーニングブラシ261から剥離した残留現像剤が電極部材264に付着するのを抑制する効果があるので、電極部材264が汚染されることを防止し、安定した電界を形成することができ、クリーニングブラシ261による残留現像剤の回収を安定化させるとともに、クリーニングブラシ261の毛倒れを長期に亘り維持することができる。   Further, the electrode member 264 is coated with a fluororesin on the facing surface 269. That is, the surface coated with the fluororesin has an effect of suppressing the residual developer peeled off from the cleaning brush 261 from adhering to the electrode member 264, so that the electrode member 264 is prevented from being contaminated and stabilized. An electric field can be formed, the recovery of the residual developer by the cleaning brush 261 can be stabilized, and the falling of the cleaning brush 261 can be maintained for a long time.

さらに、画像形成装置1は、感光体クリーニング装置26または感光体クリーニング装置26aを備える。すなわち、残留現像剤の回収効率を向上し、ブラシ繊維の毛倒れを防止することができる清掃装置である感光体クリーニング装置26または感光体クリーニング装置26aを備えるので、長期に亘って高い印刷品質を維持することができる。   Further, the image forming apparatus 1 includes a photoconductor cleaning device 26 or a photoconductor cleaning device 26a. That is, since the photoconductor cleaning device 26 or the photoconductor cleaning device 26a, which is a cleaning device that can improve the recovery efficiency of the residual developer and prevent the brush fibers from falling down, is provided, high print quality can be obtained over a long period of time. Can be maintained.

1 画像形成装置
2 画像形成ステーション部
3 二次転写部
4 定着手段
5 用紙供給手段
6 排紙手段
21 感光体
22 帯電器
23 露光器
24 現像器
25 一次転写ローラ
26,26a 感光体クリーニング装置
27 トナーボトル
31 中間転写ベルト
32 転写ローラ
33 二次転写ローラ
34 ベルトクリーナ
35 対向ローラ
41 加熱ローラ
42 加圧ローラ
51 用紙給紙トレイ
52 ピックアップローラ
53 レジストローラ
54 搬送ローラ
55 用紙ガイド
61 排出ローラ
261 クリーニングブラシ
262 クリーニングブラシ支持体
263,265 電源
264 電極部材
266 トナー落下防止用下シール
267 廃トナーケース
268 ブラシ繊維
269 対向面
P 記録用紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 2 Image forming station part 3 Secondary transfer part 4 Fixing means 5 Paper supply means 6 Paper discharge means 21 Photoconductor 22 Charger 23 Exposure device 24 Developer 25 Primary transfer roller 26, 26a Photoconductor cleaning device 27 Toner Bottle 31 Intermediate transfer belt 32 Transfer roller 33 Secondary transfer roller 34 Belt cleaner 35 Opposed roller 41 Heating roller 42 Pressure roller 51 Paper feed tray 52 Pickup roller 53 Registration roller 54 Conveyance roller 55 Paper guide 61 Discharge roller 261 Cleaning brush 262 Cleaning brush support 263, 265 Power source 264 Electrode member 266 Lower seal for preventing toner fall 267 Waste toner case 268 Brush fiber 269 Opposing surface P Recording paper

Claims (7)

円柱形状であり、半径方向に移動可能に支持されるブラシ本体と、ブラシ本体の外周円に周方向全周にわたって植設されるブラシ繊維とからなり、ブラシ本体の中心軸が円筒形状の被清掃体の中心軸に平行に配置され、ブラシ繊維の先端が内接する仮想外周円が被清掃体の外周面に接触し、被清掃体の回転方向と逆方向に回転する導電性のブラシと、
仮想外周円に近接して対向する対向面が形成され、ブラシに対して電極となる電極部材と、
予め定める周波数で変化する電圧を電極部材に印加する電圧印加手段とを含むこと特徴とする清掃装置。
It is cylindrical and consists of a brush body that is supported so as to be movable in the radial direction, and brush fibers that are implanted on the outer circumference of the brush body over the entire circumference, and the central axis of the brush body is cylindrical. A conductive brush that is arranged in parallel to the center axis of the body, a virtual outer circumference circle in contact with the tip of the brush fiber is in contact with the outer circumferential surface of the object to be cleaned, and rotates in a direction opposite to the rotation direction of the object to be cleaned;
An opposing surface formed in the vicinity of the virtual outer circumference and facing the virtual outer circle, and an electrode member serving as an electrode with respect to the brush;
And a voltage applying means for applying a voltage changing at a predetermined frequency to the electrode member.
前記予め定める周波数は、前記ブラシ本体に設けられるブラシ繊維の固有振動数およびnを自然数とするとき該固有振動数のn次の正規振動周波数のうちのいずれか1つの周波数であることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。   The predetermined frequency is any one of a natural frequency of a brush fiber provided in the brush body and an n-order normal vibration frequency of the natural frequency when n is a natural number. The cleaning device according to claim 1. 前記電圧印加手段が電極部材に印加する電圧は、予め定める電圧値である直流電圧に予め定める振幅の電圧値である交流電圧を重畳した電圧であることを特徴とする請求項1または2に記載の清掃装置。   3. The voltage applied to the electrode member by the voltage applying means is a voltage obtained by superimposing an alternating voltage having a predetermined amplitude voltage value on a direct current voltage having a predetermined voltage value. Cleaning equipment. 前記対向面と前記ブラシ本体の中心軸に直交する平面との交線が、前記ブラシ本体を前記ブラシ本体の中心軸に直交する平面で切断したときの外周円と同心円である円の一部であること特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の清掃装置。   A line of intersection between the facing surface and a plane perpendicular to the central axis of the brush body is a part of a circle that is concentric with an outer circumference when the brush body is cut along a plane perpendicular to the central axis of the brush body. The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the cleaning apparatus is provided. 前記電極部材は、前記対向面に絶縁材料から成るコート層が形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の清掃装置。   The cleaning device according to claim 1, wherein a coating layer made of an insulating material is formed on the facing surface of the electrode member. 前記電極部材は、前記対向面にフッ素樹脂が被膜されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の清掃装置。   The cleaning device according to claim 1, wherein the electrode member is coated with a fluororesin on the facing surface. 請求項1〜6のいずれか1つに記載の清掃装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 1.
JP2009052587A 2009-03-05 2009-03-05 Cleaning device and image forming apparatus Pending JP2010204580A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009052587A JP2010204580A (en) 2009-03-05 2009-03-05 Cleaning device and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009052587A JP2010204580A (en) 2009-03-05 2009-03-05 Cleaning device and image forming apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010204580A true JP2010204580A (en) 2010-09-16

Family

ID=42966096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009052587A Pending JP2010204580A (en) 2009-03-05 2009-03-05 Cleaning device and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010204580A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4698503B2 (en) Developing device and image forming apparatus having the same
JP2010014943A (en) Cleaning device, image forming apparatus, and process cartridge
JP4272866B2 (en) Image forming apparatus
JP2007155844A (en) Cleaning apparatus and image forming apparatus
JP2004163911A (en) Image forming apparatus
JP2006349704A (en) Cleaning device, image forming apparatus, and process cartridge
JP2005114756A (en) Image forming apparatus
JP2008268254A (en) Developing device, process unit, and image forming device
JP2007334011A (en) Cleaner and image forming device
JP2010230772A (en) Image forming apparatus
JP5062984B2 (en) Image forming apparatus and image forming method
JP2004053805A (en) Image forming apparatus
JP2011059281A (en) Image invalidating device, image forming apparatus and image forming method
JP2008102248A (en) Image forming apparatus
JP2009151119A (en) Image forming apparatus
JP4812865B2 (en) Belt cleaning device and image forming apparatus
JP6256789B2 (en) Image forming apparatus
JP2010204580A (en) Cleaning device and image forming apparatus
JP2005140945A (en) Charging roller, method for manufacturing charging roller and image forming apparatus
JP3815066B2 (en) Image forming apparatus
JP2010061046A (en) Image forming apparatus
JPH0822232A (en) Image forming device
JP2001175099A (en) Image forming device
JP5206133B2 (en) Charging device, image forming device
JP2010107916A (en) Image forming apparatus