JP2011145463A - Cleaning device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、感光体ドラム等の像担持体の表面に当接するクリーニングブレードの捲れを防止する技術に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device, a process cartridge, and an image forming apparatus, and more particularly to a technique for preventing a cleaning blade from coming into contact with the surface of an image carrier such as a photosensitive drum.
従来から、電子写真方式を利用した画像形成装置において、像担持体上の残トナーを除去するためのクリーニング装置として、図8に示す構成のものがよく知られている。即ち、像担持体51の表面には、帯電、露光、現像等の各画像形成プロセスによって読み取られた画像情報に応じたトナー像が形成される。このトナー像は転写プロセスにより、像担持体51表面から転写紙等の転写材へ転写される。この転写プロセスにおいて、像担持体51表面のトナーは、その一部が転写材に転写されずに像担持体51表面に残る。これを残トナーと呼んでいる。
この転写後の残トナーを除去する部分をクリーニング装置50と呼び、像担持体51にブレードエッジ部Aで当接するクリーニングブレード54を備える。クリーニングブレード54によって残トナーが像担持体51から掻きとられ、フレーム内57に落下する。そのフレーム内57下部には、トナー搬送コイル55が配置され、ここに落下した残トナーは、トナー搬送コイル55が矢印方向に回転することにより、ユニット外へと搬出される。残トナーを掻き取ることにより、クリーニングブレードエッジ部分Aにトナーが付着し、潤滑剤の役目も果たしている。また、これとは別に、像担持体51が矢印方向に回転する際に、塗布ローラ52によって潤滑剤53が像担持体51の表面に塗布され、クリーニングブレード54との摩擦を軽減している。これにより、クリーニングブレード54の捲れを防止する役目を果たしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic system, a cleaning apparatus having a configuration shown in FIG. 8 is well known as a cleaning apparatus for removing residual toner on an image carrier. That is, a toner image corresponding to image information read by each image forming process such as charging, exposure, and development is formed on the surface of the
A portion for removing the residual toner after the transfer is called a
このクリーニングブレードの捲れを防止する従来技術として、特許文献1には、表面にトナーが付着した状態で、付着したトナーを移動する転写ベルトと、この表面に接触して設けられたクリーニングブレードと、クリーニングブレードで掻き落とされたトナーの一部を堆積するトナー堆積部材と、掻き落とされたトナーを収納するトナーボックスとを備え、トナー堆積部材に堆積したトナーを潤滑剤として、接触部に供給するように構成する画像形成装置について開示されている。
また、特許文献2には、感光体ドラム表面の転写後の残留トナーを除去するクリーニングブレードと、バイアスを印加してクリーニングを補助するファーブラシとを有する画像形成装置において、ファーブラシにクリーニング時とは逆極性のバイアスを印加し、付着しているトナーを感光体ドラムに付着させる画像形成装置について開示されている。
As a conventional technique for preventing the cleaning blade from curling, Patent Document 1 discloses a transfer belt that moves the adhered toner in a state where the toner is adhered to the surface, a cleaning blade provided in contact with the surface, A toner accumulation member that accumulates a part of the toner scraped off by the cleaning blade and a toner box that stores the scraped toner are supplied to the contact portion as the lubricant accumulated on the toner accumulation member. An image forming apparatus configured as described above is disclosed.
Patent Document 2 discloses an image forming apparatus having a cleaning blade that removes residual toner after transfer on the surface of a photosensitive drum and a fur brush that applies a bias to assist cleaning. Discloses an image forming apparatus in which a bias having a reverse polarity is applied, and the adhering toner is adhered to a photosensitive drum.
しかし、従来のクリーニング装置の構成においては、像担持体表面の残トナー付着量が少ない部分が存在した場合、この範囲においてはクリーニング時にブレードで掻き取られるトナー量が少なく、クリーニングブレードのエッジ部にトナーが付着しづらい構成であった。従って、この範囲においては潤滑剤の役目を果たすトナーが少なく、像担持体とクリーニングブレード間の摩擦の軽減は潤滑剤を塗布ローラで掻き取り、像担持体に付着させることによる効果のみである。その結果、この範囲ではクリーニングブレードエッジ部にトナーが付着している部分よりも摩擦低減の点で不利な状態にあり、クリーニングブレード捲れの発生リスクがあった。また、従来は塗布ローラに工程内でトナーを塗布する対応を施していたが、作業中にトナーが飛散する等の問題があった。
また、特許文献1の従来技術は、像担持体(この発明では転写ベルト)へトナーを付着させる際に、堆積部に溜めることで直接付着させているので、堆積部に残トナーが固着し易く、最悪の場合トナーが溢れるといった問題がある。
また、特許文献2の従来技術は、像担持体へのトナー付着方法がクリーニングブラシに逆バイアスを印加することにより行っているので、逆バイアスを発生させるための電源が別途必要となるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、感光体ドラム等の像担持体上に形成されたトナー像を転写した後に、像担持体上に残留したトナーを回収し再付着させることにより、像担持体とクリーニングブレード間の摩擦上昇を防ぎ、クリーニングブレードの捲れの発生を抑制して、残トナーを安定的に除去するクリーニング装置を提供することを目的とする。
However, in the configuration of the conventional cleaning device, when there is a portion where the residual toner adhesion amount on the surface of the image carrier is small, in this range, the amount of toner scraped off by the blade during cleaning is small, and the edge of the cleaning blade The toner was difficult to adhere. Therefore, in this range, the amount of toner acting as a lubricant is small, and the friction between the image carrier and the cleaning blade is only reduced by scraping the lubricant with the application roller and attaching it to the image carrier. As a result, in this range, there is a disadvantage in terms of reducing friction compared to the portion where the toner is attached to the edge of the cleaning blade, and there is a risk of the cleaning blade curling. Conventionally, the application roller has been applied to apply the toner in the process, but there is a problem that the toner is scattered during the operation.
Further, in the prior art of Patent Document 1, when toner is attached to an image carrier (transfer belt in the present invention), the toner is directly attached by being accumulated in the accumulation portion, so that the residual toner is easily fixed to the accumulation portion. In the worst case, the toner overflows.
Further, the conventional technique of Patent Document 2 has a problem that a power supply for generating a reverse bias is separately required because the toner adhesion method to the image carrier is performed by applying a reverse bias to the cleaning brush. is there.
The present invention has been made in view of such problems, and after transferring a toner image formed on an image carrier such as a photosensitive drum, the toner remaining on the image carrier is collected and reattached. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cleaning device that prevents a rise in friction between the image carrier and the cleaning blade, suppresses the occurrence of the cleaning blade from curling, and stably removes residual toner.
本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、像担持体に当接し、該像担持体表面に残存した転写後のトナーを除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードにより掻き取られたトナーを搬送するトナー搬送コイルと、前記像担持体と前記クリーニングブレードとの摩擦を軽減させる潤滑剤を前記像担持体表面に塗布する塗布ローラと、前記クリーニングブレード、前記トナー搬送コイル、及び前記塗布ローラを内部に配設するフレームと、を備えたクリーニング装置において、前記クリーニングブレードにより掻き取られたトナーを前記塗布ローラに再付着させる塗布ブラシを前記フレーム内に配設したことを特徴とする。
請求項2は、前記塗布ローラと前記トナー搬送コイルとの間に位置し、且つ前記塗布ローラと前記トナー搬送コイルの中心軸を結ぶ線上と外れた位置に前記塗布ブラシを配設し、前記トナー搬送コイルにより搬送したトナーを一時的に貯留するトナー貯留部を前記塗布ブラシ下部に備えたことを特徴とする。
請求項3は、前記トナー搬送コイルにより搬送したトナーを前記トナー貯留部へ搬送するための搬送パドルを該トナー搬送コイルに配設したことを特徴とする。
請求項4は、前記塗布ブラシを前記塗布ローラの少なくとも一方の端部側に配設したことを特徴とする。
In order to solve such a problem, the present invention provides a cleaning blade that contacts the image carrier and removes the toner after transfer remaining on the surface of the image carrier, and the cleaning blade scrapes the toner. A toner conveying coil that conveys toner, an application roller that applies a lubricant to reduce the friction between the image carrier and the cleaning blade to the surface of the image carrier, the cleaning blade, the toner conveyance coil, and the application And a frame having a roller disposed therein, wherein a coating brush for reattaching the toner scraped off by the cleaning blade to the coating roller is disposed in the frame.
According to a second aspect of the present invention, the application brush is disposed at a position that is located between the application roller and the toner conveyance coil and is off the line connecting the central axis of the application roller and the toner conveyance coil. A toner storage section for temporarily storing toner transported by the transport coil is provided below the coating brush.
According to a third aspect of the present invention, a transport paddle for transporting the toner transported by the toner transport coil to the toner reservoir is provided in the toner transport coil.
According to a fourth aspect of the present invention, the application brush is disposed on at least one end side of the application roller.
請求項5は、像担持体に当接し、該像担持体表面に残存した転写後のトナーを除去するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードにより掻き取られたトナーを搬送するトナー搬送コイルと、前記像担持体と前記クリーニングブレードとの摩擦を軽減させる潤滑剤を前記像担持体表面に付着させる塗布ローラと、前記クリーニングブレード、前記トナー搬送コイル、及び前記塗布ローラを内部に配設するフレームと、を備えたクリーニング装置において、前記クリーニングブレードにより掻き取られたトナーを前記塗布ローラに再付着させる塗布ブラシを前記トナー搬送コイルに配設したことを特徴とする。
請求項6は、前記塗布ブラシを前記トナー搬送コイルの少なくとも一方の端部側に配設したことを特徴とする。
請求項7は、請求項1乃至6の何れか一項に記載のクリーニング装置を搭載したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
請求項8は、請求項7に記載のプロセスカートリッジを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cleaning blade that contacts the image carrier and removes the transferred toner remaining on the surface of the image carrier, a toner conveyance coil that conveys the toner scraped off by the cleaning blade, and the image An application roller for adhering a lubricant for reducing friction between the carrier and the cleaning blade to the surface of the image carrier; and a frame in which the cleaning blade, the toner conveying coil, and the application roller are disposed. In the cleaning device provided, an application brush for reattaching the toner scraped off by the cleaning blade to the application roller is disposed on the toner conveying coil.
According to a sixth aspect of the present invention, the coating brush is disposed on at least one end side of the toner conveying coil.
7. A process cartridge comprising the cleaning device according to any one of claims 1 to 6.
8. An image forming apparatus comprising the process cartridge according to
本発明によれば、掻き取られ塗布ブラシ上に落下した残トナーを、塗布ローラに付着させることより、像担持体と接するクリーニングブレードのエッジ部にトナーが供給され、像担持体とクリーニングブレードの摩擦の上昇を防ぎ、クリーニングブレードの捲れを防止することができる。 According to the present invention, the remaining toner that has been scraped off and dropped onto the application brush is attached to the application roller, whereby the toner is supplied to the edge portion of the cleaning blade that is in contact with the image carrier, and the image carrier and the cleaning blade are It is possible to prevent an increase in friction and prevent the cleaning blade from curling.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
図1は本発明の実施形態に関わる画像形成装置の構成を示す図である。画像形成装置40は、静電潜像を形成する像担持体としての感光体21を持つ作像ユニット20、画像形成装置中央に位置する3つのローラに掛け回したベルト状の中間転写ベルト22を備える。ローラは中間転写ベルトを挟んで2次転写ローラ23を対向して備え、2次転写位置を形成している。また画像形成装置下方には、用紙、OHPフィルム等の記録材を収容している記録材カセット24を備えている。記録材カセット24から記録材を搬送する記録材搬送路25を設けている。記録材搬送路25を移動した記録材は2次転写位置で中間転写ベルト22を介して、トナー像を転写され下流に設けられている定着ユニット26により熱と圧力により記録材にトナーを定着させる。その後、記録材は外付けされたスタックトレイ27に排出される。本実施形態の画像形成装置としては、カラー複写機を例示したがこのカラー複写機は単なる例であり、本発明の画像形成装置はモノクロ画像を形成する画像形成装置等でも良い。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The
次に作像ユニット20について説明する。作像ユニット20は現像ユニット28、感光体ユニット29で構成されている。現像ユニット28は二成分現像剤及び二成分現像剤を搬送する搬送スクリュ、搬送された二成分現像剤を担持する現像剤担持体、現像剤担持体上の現像剤を均一な層にする現像剤規制部材で構成されている。
感光体ユニット29は静電潜像を形成する像担持体としての感光体21と、感光体21表面上を帯電させる帯電ユニット30と感光体表面上の転写残トナーを除去し、感光体上に滑剤を塗布するクリーニングユニット31で構成されている。また、ここで説明したクリーニングユニット31は本発明内におけるクリーニング装置と同意である。尚、本発明のクリーニング装置をプロセスカートリッジ内に備えるように構成しても構わない。
以下に示す実施形態の中での実施条件を次のように設定した。像担持体である感光体ドラム径はφ30とする。潤滑剤の材質をステアリン酸亜鉛(ZnST)とする。塗布ブラシ材質はトナーの塗布性を考慮し導電性PET繊維とする。回転数は製品塗布ローラを上回らないことを条件とし、塗布ブラシ径は塗布ローラ同等のφ12とする。搬送パドルは摩擦等考慮し材質をエラストマー樹脂製とする。
Next, the
The
Implementation conditions in the following embodiment were set as follows. The diameter of the photosensitive drum, which is an image carrier, is φ30. The lubricant is made of zinc stearate (ZnST). The material of the application brush is a conductive PET fiber in consideration of the toner application property. The rotation speed is set so that it does not exceed the product application roller, and the diameter of the application brush is φ12, which is equivalent to the application roller. The transport paddle is made of an elastomer resin in consideration of friction and the like.
図2は本発明の第1の実施形態に係るクリーニング装置の断面を示す概略図である。このクリーニング装置40は、像担持体1に当接し、この像担持体1表面に残存した転写後のトナーを除去するクリーニングブレード4と、クリーニングブレード4により掻き取られたトナーを搬送するトナー搬送コイル5と、像担持体1とクリーニングブレード4との摩擦を軽減させる潤滑剤3を像担持体1表面に塗布する塗布ローラ2と、クリーニングブレード4により掻き取られたトナー(図示せず)を塗布ローラ2に再付着させる塗布ブラシ8と、クリーニングブレード4、トナー搬送コイル5、塗布ブラシ8、潤滑剤3、及び塗布ローラ2を内部に配設するフレーム6と、を備えて構成されている。尚、潤滑剤3はフレーム6内部に配設しないで、外側から交換できるように構成しても構わない。
即ち、像担持体1に付着しているトナーが転写ベルト等に転写されるが、この際、転写しきれずに像担持体1上に残留したトナーは、回転しクリーニングブレード4まで到達する。クリーニングブレード4により像担持体1上のトナーは掻き落とされ、フレーム内6aに落下する。この構成においては、ここで落下したトナーは塗布ブラシ8上に落下し、これが矢印方向に回転することにより、塗布ローラ2へと付着する。塗布ローラ2は潤滑剤3を掻き取り、像担持体1に付着させるので、同時にトナーも付着させることが可能となる。これにより、掻き取られ塗布ブラシ8上に落下した残トナーを、塗布ローラ2に付着させることよって、像担持体1と接するクリーニングブレード4のエッジ部Aにトナーが供給され、像担持体1とクリーニングブレード4の摩擦の上昇を防ぎ、クリーニングブレード4の捲れを防止することができる。
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of the cleaning device according to the first embodiment of the present invention. The
That is, the toner adhering to the image carrier 1 is transferred to a transfer belt or the like. At this time, the toner remaining on the image carrier 1 without being transferred completely rotates and reaches the cleaning blade 4. The toner on the image carrier 1 is scraped off by the cleaning blade 4 and falls into the
図3は本発明の第2の実施形態に係るクリーニング装置の断面を示す概略図である。同じ構成要素には図2と同じ参照番号を付して説明する。図3のクリーニング装置41が図2のクリーニング装置40と異なる点は、塗布ローラ2とトナー搬送コイル5との間に位置し、且つ塗布ローラ2とトナー搬送コイル5の中心軸を結ぶ線B上と外れた位置に塗布ブラシ8を配設し、トナー搬送コイル5により搬送したトナーを一時的に貯留するトナー溜め部(トナー貯留部)9を塗布ブラシ下部に備えたことである。また、トナー搬送コイル5により搬送したトナーを溜め部9へ搬送するための搬送パドル7をトナー搬送コイル5に配設した。
即ち、像担持体1に付着しているトナーが転写ベルト等に転写されるが、この際転写しきれずに像担持体1上に残留したトナーは、回転しクリーニングブレード4まで到達する。クリーニングブレード4により像担持体1上のトナーは掻き落とされ、フレーム内部6aのトナー搬送コイル5部分に落下する。ここで落下したトナーはトナー搬送コイル5により、ユニット外へと排出されるが、搬送パドル7により一部のトナーがトナー溜め部9へと搬送される。トナー溜め部9に流れ込んだトナーは、塗布ブラシ8に付着し、これが矢印方向に回転することにより、塗布ローラ2へと付着する。塗布ローラ2は潤滑剤3を掻き取り、像担持体1に付着させるので、同時にトナーも効率よく付着させることが可能となる。
FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of the cleaning device according to the second embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals as in FIG. The
That is, the toner adhering to the image carrier 1 is transferred to a transfer belt or the like. At this time, the toner remaining on the image carrier 1 without being completely transferred is rotated and reaches the cleaning blade 4. The toner on the image carrier 1 is scraped off by the cleaning blade 4 and falls onto the toner conveying coil 5 portion inside the
図4は本発明の第2の実施形態に係るクリーニング装置内部軸方向を示す構成図である。図4に示す例では、塗布ブラシ8はめくれの発生しやすいクリーニングブレード4の両端部にのみ設置した例を示している。(端部のみではなく全面の構成でも構わない。)また、図5は図4のフレーム部を抜粋した図である。
像担持体1に当接するクリーニングブレード4の幅Dbは、図4に示すとおり通常、画像領域Diよりも広くなっている。この画像領域Di外の部分には、像担持体1にトナーが付着しない。その結果、潤滑性が小さく摩擦が上昇し、クリーニングブレード4の捲れが発生しやすい状態となっている。捲れの発生しやすいクリーニングブレード端部へのトナー塗布を行うため、両端部部分にトナー溜め部9と塗布ブラシ8を持つ構造を示している。トナー搬送コイル5に付属している搬送パドル7には、回転方向に対し10°〜15°程度角度をつけ、クリーニングブレード4の端部方向へと流れやすくする。図4中の矢印Cはトナーの流れを示している。搬送パドル7により段差を乗り越えトナー溜め部9に流れ込む構成となる。トナー溜め部9に流れ込んだトナーは塗布ブラシに付着し、塗布ローラ2を介して像担持体1に付着する。
FIG. 4 is a configuration diagram showing the internal axial direction of the cleaning device according to the second embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 4, the
The width Db of the cleaning blade 4 in contact with the image carrier 1 is normally wider than the image area Di as shown in FIG. The toner does not adhere to the image carrier 1 outside the image area Di. As a result, the lubricity is small and the friction is increased, and the cleaning blade 4 is likely to bend. A structure having a
図6は本発明の第3の実施形態に係るクリーニング装置の断面を示す概略図である。同じ構成要素には図2と同じ参照番号を付して説明する。このクリーニング装置42は、像担持体1に当接し、この像担持体1表面に残存した転写後のトナーを除去するクリーニングブレード4と、クリーニングブレード4により掻き取られたトナーを搬送するトナー搬送コイル5と、像担持体1とクリーニングブレード4との摩擦を軽減させる潤滑剤3を像担持体1表面に付着させる塗布ローラ2と、クリーニングブレード4、トナー搬送コイル5、潤滑剤3、及び塗布ローラ2を内部に配設するフレーム6と、を備えて構成されている。尚、塗布ブラシ8をトナー搬送コイル5の両端部側に配設した。また、潤滑剤3はフレーム6内部に配設しないで、外側から交換できるように構成しても構わない。
即ち、像担持体1に付着しているトナーは転写ベルト等に転写されるが、この際転写しきれずに像担持体1上に残留したトナーは、回転しクリーニングブレード4まで到達する。クリーニングブレード4により像担持体1上のトナーは掻き落とされ、フレーム内部6aのトナー搬送コイル5部分に落下する。
FIG. 6 is a schematic view showing a cross section of a cleaning device according to the third embodiment of the present invention. The same components will be described with the same reference numerals as in FIG. The
That is, the toner adhering to the image carrier 1 is transferred to a transfer belt or the like, but the toner remaining on the image carrier 1 without being transferred at this time rotates and reaches the cleaning blade 4. The toner on the image carrier 1 is scraped off by the cleaning blade 4 and falls onto the toner conveying coil 5 portion inside the
図7は本発明の第3の実施形態に係るクリーニング装置内部軸方向を示す構成図である。図7に示す例では、この構成においてトナー搬送コイル5の塗布ブラシ部分8はフレーム内に落ちたトナーを、回転することにより塗布ブラシ8で掻き取り、塗布ローラ2へと付着させる。塗布ローラ2は潤滑剤3を掻き取り、像担持体1に付着させるので、同時にトナーも付着させることが可能となる。
FIG. 7 is a configuration diagram showing the internal axial direction of the cleaning device according to the third embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 7, in this configuration, the
1 像担持体、2 塗布ローラ、3 潤滑剤、4 クリーニングブレード、5 トナー搬送コイル、6 フレーム、7 搬送パドル、8 塗布ブラシ、9 トナー溜め部、40、41、42 クリーニング装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image carrier 2, Application | coating roller, 3 Lubricant, 4 Cleaning blade, 5 Toner conveyance coil, 6 Frame, 7 Conveyance paddle, 8 Application brush, 9 Toner storage part, 40, 41, 42 Cleaning apparatus
Claims (8)
前記クリーニングブレードにより掻き取られたトナーを前記塗布ローラに再付着させる塗布ブラシを前記フレーム内に配設したことを特徴とするクリーニング装置。 A cleaning blade that contacts the image carrier and removes the transferred toner remaining on the surface of the image carrier, a toner conveyance coil that conveys the toner scraped off by the cleaning blade, the image carrier and the cleaning In a cleaning apparatus comprising: an application roller that applies a lubricant that reduces friction with a blade to the surface of the image carrier; and a frame in which the cleaning blade, the toner conveying coil, and the application roller are disposed. ,
A cleaning device, wherein an application brush for reattaching the toner scraped off by the cleaning blade to the application roller is disposed in the frame.
前記クリーニングブレードにより掻き取られたトナーを前記塗布ローラに再付着させる塗布ブラシを前記トナー搬送コイルに配設したことを特徴とするクリーニング装置。 A cleaning blade that contacts the image carrier and removes the transferred toner remaining on the surface of the image carrier, a toner conveyance coil that conveys the toner scraped off by the cleaning blade, the image carrier and the cleaning A cleaning apparatus comprising: an application roller that adheres a lubricant that reduces friction with a blade to the surface of the image carrier; and a frame that includes the cleaning blade, the toner conveying coil, and the application roller inside. ,
A cleaning device, wherein a coating brush for reattaching the toner scraped off by the cleaning blade to the coating roller is disposed on the toner conveying coil.
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