JP2018197826A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】回収ローラーの摩耗を抑制しつつ、シール材の先端と回収ローラーの表面との間に紙粉等が噛み込むことでトナーが中間転写ベルト側に漏出するのを防止する。【解決手段】トナー像を転写した後の像担持体の表面に接触し、残留トナーを捕集する回転ブラシ35と、像担持体との接触部位よりも回転方向下流側で回転ブラシと接触し、回転ブラシに捕集された残留トナーを除去する回収ローラー36と、回転ブラシと回収ローラーとの接触部位よりも下流側で当接し、回収ローラーのトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、回転ブラシと回収ローラーとの接触部位とクリーニングブレードとの間において先端部が回収ローラーに接触し、トナーの逆流を防止するシート状の複数のシール材42a、42bとを備え、複数のシール材は、回収ローラーの回転方向に沿って並んで配置されている、画像形成装置。【選択図】図6

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
従来より、電子写真方式の画像形成装置においては、例えばトナー像を感光体から中間転写ベルトの転写面に一次転写した後、一次転写したトナー像を用紙等に二次転写することで画像形成を行う。この画像形成装置は、一般に、二次転写後の転写面に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置を備えている(例えば、特許文献1参照)。
このクリーニング装置は、回転ブラシ、回収ローラー及びブレードを有している。回転ブラシは、中間転写ベルトの表面の残トナーを掃き取る。回収ローラーは、トナーと逆極性のバイアスが印加されていて、回転ブラシにより掃き取ったトナーを電気的に引き寄せて回収する。ブレードは、回収ローラーの表面に当接してトナーを掻き落とす。ブレードにより掻き落されたトナーは回収スクリューによって回収タンクに搬送される。
この種のクリーニング装置は、ブレードにより掻き落としたトナーが中間転写ベルト側に逆流(飛散)するのを防止するシール材を備えている。
シール材は、回収ローラーの軸方向に延びるシート状をなしている。シール材の先端は、クリーニングブレードよりも回収ローラーの回転方向の上流側にて回収ローラーに当接している。
特開2016−062065号公報
上記特許文献1に示す従来の画像形成装置では、トナーに比べて粒径が大きい紙粉等の異物がシール材の先端と回収ローラーの表面との間に噛み込む場合がある。この結果、シール材の先端と回収ローラーの表面との間に隙間が生じて、クリーニングブレードにより掻き落とされたトナーがこの隙間から中間転写ベルト側に逆流するという問題がある。逆流したトナーが中間転写ベルトに付着すると転写画像の画質が低下してしまう。
この問題を解消するべく、回収ローラーの表面に対するシール材の接触圧を増加させることが考えられる。しかしこの場合、回収ローラーがシール材との接触により摩耗してしまう虞がある。また、シール材より回収ローラーに作用する負荷トルクが増加して回収ローラーを駆動する駆動ギアーが摩耗したり騒音が増加したりする虞もある。また上記負荷トルクの増加に対応して駆動モーターを大型化する必要が生じ、延いてはコスト増加を招くという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回収ローラーの摩耗を抑制しつつ、シール材の先端と回収ローラーの表面との間に紙粉等の異物が噛み込んでトナーが中間転写ベルト側に逆流するのを防止することにある。
本発明に係る画像形成装置は、表面にトナー像が形成される像担持体と、トナー像を転写紙に転写した後の上記像担持体の表面に接触して、該表面に付着した残留トナーを捕集する回転ブラシと、上記像担持体と上記回転ブラシとの接触部位よりも上記回転ブラシの回転方向下流側で該回転ブラシと接触して、該回転ブラシに捕集された残留トナーを除去する回収ローラーと、上記回転ブラシと上記回収ローラーとの接触部位よりも上記回収ローラーの回転方向下流側で当接して、上記回収ローラーに回収されたトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、上記回転ブラシと上記回収ローラーとの接触部位と上記クリーニングブレードとの間において先端部が上記回収ローラーに接触して、トナーの逆流を防止するシート状のシール材と、を備えている。
そして、上記シール材は複数設けられており、該複数のシール材は、回収ローラーの回転方向に沿って並んで配置されている。
本発明によれば、回収ローラーの摩耗を抑制しつつ、シール材の先端と回収ローラーの表面との間に紙粉等の異物が噛み込んでトナーが中間転写ベルト側に逆流するのを防止することができる。
図1は、実施形態における画像形成装置を示す全体概略図である。 図2は、中間転写ユニットを示す斜視図である。 図3は、図2のIII−III線断面図である。 図4は、クリーニング装置を示す中間転写ベルト側から見た斜視図である。 図5は、回収ローラー及び回転ブラシを取り外したクリーニング装置を示す中間転写ベルト側から見た斜視図である。 図6は、図5におけるシール材及びその周辺を拡大して示す拡大図である。 図7は、変形例1を示す図6相当図である。 図8は、変形例2を示す図6相当図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
《実施形態1》
図1は、画像形成装置1の全体構成を示す概略図である。画像形成装置1は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、現像ユニットAと、現像ユニットAの上方に配置された中間転写ユニットBと、中間転写ユニットBの上方に配置された複数(4つ)のトナーコンテナCとを備えている。また、画像形成装置1は、一次転写部6、二次転写部9、定着部11及び光走査装置15をも備えている。現像ユニットAは、光走査装置15の上方に配置された複数(4つ)の画像形成部16を有する。中間転写ユニットBは、無端状の中間転写ベルト(中間転写体)7を有し、中間転写ベルト7は、4つ画像形成部16の上方に画像形成部16の配列方向に沿うように配置されている。
画像形成装置1の装置本体2の内部下方には、給紙カセット3が配置されている。給紙カセット3は、その内部に印刷前の用紙(図示省略)を積載して収容している。給紙カセット3の側方には、第1用紙搬送部21が設けられている。第1用紙搬送部21は、給紙カセット3から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部9へ搬送する。
給紙カセット3の第1用紙搬送部21と反対側の側方には、手差し給紙部5が設けられている。手差し給紙部5と第1用紙搬送部21との間には、第2用紙搬送部22が設けられている。第2用紙搬送部22は、手差し給紙部5から送り出された用紙を受け取って第1用紙搬送部21へ搬送する。
光走査装置15は、第2用紙搬送部22の上方に配置され、画像形成装置1が受信した画像データに基づいてレーザー光を画像形成部16へ照射する。中間転写ベルト7は、駆動ローラー12と従動ローラー13とに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。符号14はテンションローラーである。
中間転写ベルト7は、複数の感光体ドラム(像担持体)25の外周面に当接することによってその複数の感光体ドラム25の外周面からトナー像が転写されるように構成されている。
4つの画像形成部16は、中間転写ベルト7に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。各画像形成部16は、感光体ドラム25と、感光体ドラム25の周囲に配置された帯電器31、現像部33及びクリーニング装置32とをそれぞれ有している。
帯電器31は感光体ドラム25の表面を帯電させる。帯電器31により帯電された感光体ドラム25には、光走査装置15から照射されたレーザー光によって静電潜像が形成される。現像部33は、静電潜像を現像することによって感光体ドラム25の表面にトナー像を形成する。
一次転写部6は、各画像形成部16の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部6は、画像形成部16により感光体ドラム25に形成されたトナー像を中間転写ベルト7の表面に一次転写する一次転写ローラー8を有している。
そして、中間転写ベルト7が回転駆動されると共に、一次転写ローラー8に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて所定のタイミングで各感光体ドラム25上のトナー像が中間転写ベルト7に転写されることによって、中間転写ベルト7の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。また、トナー像が中間転写ベルト7に転写された感光体ドラム25の表面は、クリーニング装置32によって清掃される。
二次転写部9は、中間転写ベルト7の側方に配置された二次転写ローラー17を有している。そして、二次転写部9は、二次転写ローラー17に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて中間転写ベルト7上のトナー像を、第1用紙搬送部21から送られてきた用紙に転写するようになっている。
中間転写ベルト7の二次転写部9と反対側には、中間転写ベルト7の表面を清掃するためのクリーニング装置34が配置されている(図2参照)。クリーニング装置34の詳細については後述する。
定着部11は、二次転写部9の上方に設けられている。二次転写部9と定着部11との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着部11へ搬送する第3用紙搬送部23が形成されている。定着部11は、加圧ローラー18と、定着ローラー19と、加熱ローラー20とを備えている。そして、定着部11は、第3用紙搬送部23から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。
定着部11の上方には、分岐部27が設けられている。定着部11から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部27から画像形成装置1の上部に形成された用紙排出部28に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部27から第4用紙搬送部24を介して用紙を再び二次転写部9へ搬送する。
中間転写ユニットBの前面側には、インナーユニットDが中間転写ユニットBの前面を覆うように配置され(一点鎖線参照)、トナーコンテナCからインナーユニットDを経て現像ユニットAの現像部33にトナーを供給するようになっている。
次に図3〜図5を参照してクリーニング装置34の詳細について説明する。クリーニング装置34は、回転ブラシ35、回収ローラー36及びブレード37を備えている。回転ブラシ35は、中間転写ベルト7を挟んで従動ローラー13に対向して配置されたファーブラシからなる。回転ブラシ35は、ステンレス鋼(SUS)からなる回転軸35aと回転軸35aの外周面にから起毛する多数のブラシ繊維とを有している。回転ブラシ35は、中間転写ベルト7に対して反対方向に回転しながら接触し、中間転写ベルト7の表面に付着した残留トナーを掃き取る。尚、回転ブラシ35、回収ローラ36は、必ずしもステンレス鋼である必要はなく、例えばコスト性に優れたSUM材(快削鋼)及びNiメッキから構成されていてもよい。
回転ブラシ35には、回転軸36aを有する回収ローラー36が当接して配置されている。回収ローラー36はステンレス鋼(SUS)又はステンレス鋼(SUS)にアルマイトやナイロンゴム等の抵抗層を持たせて構成されている。回収ローラー36には、不図示の電圧印加部によってトナーの極性(本実施形態では例えプラス極性)とは逆極性の電圧が印加されている。回収ローラー26は、中間転写ベルト7上から回転ブラシ35が掃き取ったトナーを電気的に吸着して回収する。ブレード37は、先端部が回収ローラー36の表面に当接するゴム製の板状部材からなる。ブレード37は、回収ローラー36の表面に吸着されたトナーを掻き落とす。
ブレード37の下方には、掻き落とされたトナーを廃トナーボトル(図示せず)に搬送するための排出スクリュー38が配置されている。排出スクリュー38はケーシング40内に収容されている。
ケーシング40は、湾曲壁部40a、上側傾斜壁40b、下側傾斜壁40c及び突出壁40dを有している。湾曲壁部40aは、排出スクリュー38の軸方向から見て略U字状をなして排出スクリュー38を回収ローラー36側とは反対側から覆っている。上側傾斜壁40bは、湾曲壁部40aの上端部から上側に向かって図3の左側に傾斜している。上側傾斜壁40bにはL字ブラケット41が固定され、L字ブラケット41には上記ブレード37が固定されている。ブレード37は、図3の右側に向かって下側に傾斜している。ブレード37は、回転ブラシ35と回収ローラー36との接触部位よりもローラー回転方向の下流側で該回収ローラー36の周面に当接している。下側傾斜壁40cは湾曲壁部40aの下端部から下側に向かって図3の右側に傾斜し、突出壁40dは下側傾斜壁40cの下端部から図3の右側に突出している。
上記下側傾斜壁40cには、シール材42が基板43を介して固定されている。シール材42は、回転ブラシ35と回収ローラー36との接触部位とブレード37との間において回収ローラー36の表面に接触している。シール材42は、ブレード37により掻き落とされたトナーが中間転写ベルト7側(図3の右側)に逆流するのを防止する機能と、回収ローラー36に付着した紙粉等の異物を堰き止める機能とを有している。前者の逆流防止機能により、トナーが中間転写ベルト7に再付着して転写不良が生じるのを防止している。また後者の異物堰き止め機能により、ブレード37と回収ローラー36との間に異物が噛み込んでブレード37が破損するのを防止している。
クリーニング装置34よりもローラー回転方向の上流側にはプレクリーニングブラシ39が設けられている。プレクリーニングブラシ39は、中間転写ベルト7上に付着したトナーを物理的に掻き乱すことでトナーを回転ブラシ35により掃き取り易くする。また、プレクリーニングブラシ39は、回収ローラー36によりトナーを電気的に吸着し易いように当該ブラシ39を通過するトナーの極性を所定極性に揃える。
図6に示すように、シール材42は、回収ローラー36の回転方向に沿って並ぶ第一シール材42aと第二シール材42bとの二枚で構成されている。第二シール材42bは第一シール材42aよりもローラー回転方向の下流側に配置されている。各シール材42a,42bは基板43を介してケーシング40に固定されている。
第一及び第二シール材42a,42bは、回収ローラー36の軸方向の全体に亘って延びる矩形状のシート材からなる。第一及び第二シール材42a,42bは、例えば熱可塑性ポリウレタン等の可撓性部材で構成されている。熱可塑性ポリウレタンを使用することで接触傷や接触音の発生を抑制することができる。また、熱可塑性ポリウレタンは表面の摩擦係数が小さいので、回収ローラー36に作用する負荷トルクを低減することができて好ましい。本実施形態では、第一シール材42a,42bの厚みは互いに等しい。
第一及び第二シール材42a,42bの先端部は、回収ローラー36の表面に接触してローラー回転方向の上流側から下流側に向かって撓んでいる。第二シール材42bにおける回収ローラー36との接触部のローラー回転方向の長さL2は、第一シール材42aにおける回収ローラー36との接触部のローラー回転方向の長さL1よりも長い。
第一及び第二シール材42a,42bは基板43の両側面にそれぞれ固定されている。基板43はSUS等の金属部材で構成されている。基板43の一側面における基端側半部がケーシング40の下側傾斜壁40cに両面テープで固定されている。第二シール材42bの基端側部分は、基板43の一側面における先端側半部に接着固定されている。一方、第一シール材42aの基端側部分は基板43の他側面全体に接着固定されている。したがって、第二シール材42bの基板43に対する接着面積は、第一シール材42aの基板43に対する接着面積よりも小さい。
ところで、従来のクリーニング装置では、シール材を一枚で構成していたので、シール材と回収ローラー36の表面との間に紙粉等の比較的粒径の大きな異物が噛み込んだ場合に、シール材と回収ローラー36の間に隙間が生じてしまう。この結果、排出スクリュー38側のトナーがこの隙間を通じて中間転写ベルト7側に逆流するという問題がある。
これに対して本実施形態では、シール材42を第一シール材42aと第二シール材42bとの二枚で構成するようにしたので、仮に紙粉等の異物が第一シール材42aと回収ローラー36との間に噛み込んで隙間が生じても第二シール材42bによってトナーの逆流を防止することができる。つまり、本実施形態では、トナーの逆流を二枚のシール材42a,42bによって二段階で阻止することができる。
ここで、従来のクリーニング装置において異物の噛み込みを防止するためにシール材と回収ローラー36と接触圧を高めることが考えられる。しかしこの場合、回収ローラー36がシール材により削られて摩耗し易くなる。本実施形態では、回収ローラー36に対するシール材の接触圧を増加させる代わりに、シール材の枚数を増やして二枚構成とすることで、各シール材42a,42bと回収ローラー36との接触圧を低く抑えつつトナーの逆流を防止することができる。
また本実施形態では、第二シール材42bにおける回収ローラー36との接触部のローラー回転方向の長さL2は、第一シール材42aにおける回収ローラー36との接触部のローラー回転方向の長さL1よりも長い。
これによれば、第二シール材42bの方が第一シール材42aに比べて、回収ローラー36との接触面積が大きくなる。よって、第二シール材42bの回収ローラー36との接触圧を低く抑えて回収ローラー36の摩耗を抑制することができる。一方、第一シール材42aと回収ローラー36との接触面積は小さいので、回収ローラー36に対する第一シール材42aの接触圧は第二シール材42bの接触圧よりも大きくなる。よって、第一シール材42aの接触圧を十分に確保して、紙粉等の異物をブレード37よりも出来るだけ上流側で確実に堰き止めることができる。
また本実施形態では、基板43に対する第二シール材42bの接着面積は、基板43に対する第一シール材42aの接着面積よりも小さい。
これによれば、基板43による第二シール材42bの支持剛性を第一シール材42aの支持剛性よりも低くすることができる。したがって、第二シール材42bが回収ローラー36との接触により撓みやすくなる。よって、第二シール材42bの回収ローラー36との接触圧を低く抑えて回収ローラー36の摩耗を抑制することができる。一方、第一シール材42aは基板43による支持剛性が高いので撓み難い。よって、回収ローラー36に対する第一シール材42の接触圧を十分に確保して、紙粉等の異物をブレード37よりも出来るだけ上流側で確実に堰き止めることができる。
《実施形態2》
図7は、実施形態2を示している。本実施形態では、第一シール材42a及び第二シール材42bの厚みが互いに異なっている。尚、以下の説明において図6と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、第二シール材42bの厚みは、第一シール材42aの厚みよりも小さい。具体的には、第二シール材42bの厚みは第一シール材42aの厚みの1/3以上1/2以下であることが好ましい。
この構成によれば、第二シール材42bの剛性が第一シール材42aの剛性よりも低くなる。したがって、第二シール材42bが第一シール材42aに比べて撓みやすくなる。よって、第二シール材42bと回収ローラー36との接触圧を低く抑えて回収ローラー36の摩耗を抑制することができる。一方、第一シール材42aと回収ローラー36との接触圧は十分に確保されるので、紙粉等の異物をブレード37よりも出来るだけ上流側で確実に堰き止めることができる。
《実施形態3》
図8は、実施形態3を示している。本実施形態では、シール材42が第一シール材42a、第二シール材42b及び第三シール材42cの三枚構成とされている点で上記実施形態1とは異なる。尚、以下の説明において図6と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
第一シール材42a、第二シール材42b及び第三シール材42cは、回収ローラー36の回転方向の上流側から下流側に向かってこの順に配置されている。本実施形態では第一基板44及び第二基板45を使用してシール材42a〜42cを支持している。
第一基板44の一側面の基端側部分はケーシング40の下側傾斜壁40cに両面テープ(図示省略)で固定されている。第二基板45は、第一基板44の他側面の先端側半部に固定されている。第一シール材42a及び第二シール材42bは第二基板45の両面にそれぞれ固定されている。第三シール材42cは、第一基板44の一側面の先端部に固定されている。
第二基板45に対する第一シール材42aの接着代の長さをS1とし、第二基板45に対する第二シール材42bの接着代の長さをS2とし、第一基板44に対する第三シール材42cの接着代の長さをS3としたとき、S1>S2>S3の関係を満たしている。
これによれば、下流側に位置するシール材ほど第一基板44(又は第二基板45)に対する支持剛性を低下させてローラー回転方向に撓み易くすることができる。したがって、下流側に位置するシール材ほど回収ローラー36との接触圧を低減することができる。よって、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、第一シール材42a、第二シール材42b及び第三シール材42cと回収ローラー36との接触部のローラー回転方向の長さをそれぞれL1,L2,L3としたとき、L1<L2<L3の関係を満たしている。
これによれば、3つのシール材42a〜42cのうち下流側に位置するシール材ほど回収ローラー36との接触面積が大きくなる。したがって、下流側に位置するシール材ほど回収ローラー36との接触圧を低減することができる。よって、上記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
《他の実施形態》
上記実施形態2では、第一シール材42a及び第二シール材42bの厚みを異ならせるようにしているが、両シール材42a,42bの厚みは同じにして材料を異ならせるようにしてもよい。具体的には、第二シール材42bの方が第一シール材42aに比べて柔らかい材料を使用すればよい。これにより、実施形態2と同様の作用効果を得ることができる。
上記実施形態1及び2ではシール材42は二枚構成とされ、実施形態3ではシール材42が三枚構成とされているが、これに限ったものではなく、シール材42は四枚以上で構成されていてもよい。
上記各実施形態では、画像形成装置1がプリンターである例について説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置1は、複写機、ファクシミリ又はMFP(複合機)であってもよい。また、本発明は上記各実施形態の任意の組み合わせを含む。
以上説明したように、本発明は、画像形成装置について有用である。
L1 :シール材における回収ローラーの表面と接触する部分のローラー回転方向の長さ
L2 :シール材における回収ローラーの表面と接触する部分のローラー回転方向の長さ
L3 :シール材における回収ローラーの表面と接触する部分のローラー回転方向の長さ
1 :画像形成装置
7 :中間転写ベルト
34 :クリーニング装置
35 :回転ブラシ
36 :回収ローラー
37 :ブレード
42a:第一シール材
42b:第二シール材
42c:第三シール材
43 :基板
44 :第一基板
45 :第二基板

Claims (5)

  1. 表面にトナー像が形成される像担持体と、
    トナー像を転写紙に転写した後の上記像担持体の表面に接触して、該表面に付着した残留トナーを捕集する回転ブラシと、
    上記像担持体と上記回転ブラシとの接触部位よりも上記回転ブラシの回転方向下流側で該回転ブラシと接触して、該回転ブラシに捕集された残留トナーを除去する回収ローラーと、
    上記回転ブラシと上記回収ローラーとの接触部位よりも上記回収ローラーの回転方向下流側で当接して、上記回収ローラーに回収されたトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、
    上記回転ブラシと上記回収ローラーとの接触部位と上記クリーニングブレードとの間において先端部が上記回収ローラーに接触して、トナーの逆流を防止するシート状のシール材と、を備え、
    上記シール材は複数設けられており、該複数のシール材は、上記回収ローラーの回転方向に沿って並んで配置されている、画像形成装置。
  2. 請求項1記載の画像形成装置において、
    上記複数のシール材は、上記回収ローラーの回転方向の下流側に位置するシール材ほど該回収ローラーの表面と接触する部分の接触圧が低くなるように構成されている、画像形成装置。
  3. 請求項2記載の画像形成装置において、
    上記複数のシール材は、上記回収ローラーの回転方向の下流側に位置するシール材ほど上記回収ローラーの表面と接触する部分の接触圧が低くなるように、該回収ローラーの回転方向の下流側に位置するシール材ほど、該回収ローラーの表面と接触する部分のローラー回転方向の長さが長く形成されている、画像形成装置。
  4. 請求項2記載の画像形成装置において、
    上記複数のシール材は、上記回収ローラーの回転方向の下流側に位置するシール材ほど該回収ローラーの表面と接触する部分の接触圧が低くなるように、該回収ローラーの回転方向の下流側に位置するシール材ほど、シール材の厚みが薄く形成されている、画像形成装置。
  5. 請求項2記載の画像形成装置において、
    上記複数のシール材の基端側部分に当接して各シール材を支持する支持板をさらに備え、
    上記複数のシール材は、上記回収ローラーの回転方向の下流側に位置するシール材ほど該回収ローラーの表面と接触する部分の接触圧が低くなるように、該回収ローラーの回転方向の下流側に位置するシール材ほど、上記支持板との当接面積が少なくなるように配置されている、画像形成装置。

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