JP4543711B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真プロセスに基づいて形成されたトナー像を担持する像担持体から記録媒体又は中間転写体へトナー像が転写完了した後に、この像担持体の表面に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置及び、電子写真プロセスに基づいて像担持体にトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体又は中間転写体へ転写する画像形成装置に関する。 The present invention removes and collects the toner remaining on the surface of the image carrier after the transfer of the toner image from the image carrier carrying the toner image formed based on the electrophotographic process to the recording medium or the intermediate transfer member. The present invention relates to a cleaning device for forming a toner image on an image carrier based on an electrophotographic process and transferring the toner image to a recording medium or an intermediate transfer member.
電子写真複写機、レーザープリンター、ファクシミリ、複合機などの画像形成装置においては、回転駆動する感光体を帯電器により帯電させた後、書き込み手段により露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段により現像してトナー像を作成している。そして、このトナー像を直接に、または中間転写体を介して記録紙などの転写媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置によって定着することによって画像を形成する。一方、転写されずに感光体上に残った所謂残留トナーはクリーニング装置によって除去、回収され、新たな画像形成プロセスに移行する。 In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser printer, a facsimile machine, or a multi-function machine, a rotating photoreceptor is charged by a charger and then exposed by a writing means to form an electrostatic latent image. The electrostatic latent image is developed by developing means to create a toner image. Then, the toner image is transferred directly or via an intermediate transfer member to a transfer medium such as recording paper, and the transferred toner image is fixed by a fixing device to form an image. On the other hand, so-called residual toner remaining on the photoreceptor without being transferred is removed and collected by a cleaning device, and the process proceeds to a new image forming process.
この残留トナーを除去するクリーニング装置としては、例えば、特許文献1に記載されているようなものがある。特許文献1のクリーニング装置には、それぞれロール状に形成され、ブラシ毛を感光体へ接触させた一対のクリーニングブラシ及び、これら一対のクリーニングブラシにそれぞれロール面を接触させた一対のトナー回収用ロール(デトーニングロール)が設けられており、このクリーニング装置では、一対のクリーニングブラシを回転させつつ、このクリーニングブラシにそれぞれ極性が異なる電圧を印加してクリーニングブラシのブラシ毛により感光体上の転写残トナーを機械的に掻き取りつつ静電的に吸着する。このとき、デトーニングロールには、クリーニングブラシよりも高い電圧が印加されており、これにより、クリーニングブラシに付着したトナーはデトーニングロールのロール面に吸着される。このようにしてデトーニングロールに吸着されたトナーはスクレーパによりトナー回収室内へ掻き落され、廃トナーとして回収される。また、このクリーニング装置では、例えば、感光体の回転方向に沿って上流側に配置されたクリーニングブラシに正(+)極性の電圧が印加されており、感光体上から負(−)極性に帯電したトナーを吸着し、下流側に配置されたクリーニングブラシに負極性の電圧が印加されており、感光体上から正極性に帯電したトナーを吸着する。
上記したような所謂W−ESB(Double−Eelectro Static Brush)タイプのクリーニング装置では、それぞれ異なる極性の電圧が印加された一対のクリーニングブラシを感光体の像担持面に摺接させることにより、像担持面に残った残留トナーを静電的及び機械的に除去又は吸着している。ここで、クリーニングブラシは、通常、SUS等の導電性金属材料により形成されたブラシ芯金の外周側に多数本のブラシ毛が一定密度で植設されて構成されており、このブラシ毛は、例えば、ナイロン等の樹脂材料にカーボンブラックを添加することにより電気抵抗が所定の値に調整されたものを素材として成形されている。 In the so-called W-ESB (Double-Eelectro Static Brush) type cleaning device as described above, a pair of cleaning brushes to which voltages of different polarities are applied are brought into sliding contact with the image bearing surface of the photosensitive member to thereby carry the image bearing. Residual toner remaining on the surface is removed or adsorbed electrostatically and mechanically. Here, the cleaning brush is usually configured by planting a large number of brush hairs at a constant density on the outer peripheral side of a brush metal core formed of a conductive metal material such as SUS. For example, a material whose electrical resistance is adjusted to a predetermined value by adding carbon black to a resin material such as nylon is molded.
しかし、クリーニングブラシのブラシ毛は、その電気抵抗が感光体から除去したトナーがブラシ毛に付着した状態(以下、これを「定常クリーニング状態」という。)を前提として設定されていることから、クリーニング装置の使用開始時には、定常クリーニング状態と比較し、クリーニングブラシのブラシ毛と感光体の像担持面との間の電気抵抗が抑制されることから、ブラシ毛の表面電位が低下する。この結果、クリーニング装置の使用開始時には、クリーニングブラシのブラシ毛と感光体の像担持面との間に生じる電界の強度を十分に確保できなくなり、定常クリーニング状態よりもクリーニング装置によるクリーニング性能が低下し、クリーニング不良が発生し易くなるという問題が生じる。 However, since the brush bristles of the cleaning brush are set on the assumption that the toner whose electric resistance has been removed from the photoreceptor adheres to the bristles (hereinafter referred to as “steady cleaning state”), cleaning is performed. At the start of use of the apparatus, since the electrical resistance between the brush bristles of the cleaning brush and the image bearing surface of the photoreceptor is suppressed as compared with the steady cleaning state, the surface potential of the brush bristles is lowered. As a result, at the start of use of the cleaning device, the strength of the electric field generated between the brush bristles of the cleaning brush and the image bearing surface of the photoreceptor cannot be secured sufficiently, and the cleaning performance of the cleaning device is lower than in the steady cleaning state. As a result, there arises a problem that cleaning defects are likely to occur.
また本発明の他の目的は、上記事実を考慮して、クリーニング手段の使用開始時に、一対のクリーニングブラシによる像担持体へのクリーニング能力が低下することを効果的に防止できる画像形成装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of effectively preventing a reduction in the cleaning ability of an image carrier by a pair of cleaning brushes at the start of use of the cleaning means in consideration of the above facts. There is to do.
本発明の請求項1に係る画像形成装置は、像担持体に電子写真プロセスに基づいてトナー像を形成する作像手段と、前記現像手段により担持されたトナー像を像担持体から記録媒体又は中間転写体へ転写する転写手段と、前記像担持体から記録媒体又は中間転写体へのトナー像の転写完了後に、該像担持体の表面に残留したトナーを除去回収するクリーニング手段と、を有した画像形成装置であって、前記クリーニング手段に、円柱状のブラシ芯金部の外周側から径方向外側へ延出すると共に、該径方向に対して回転方向後方へ傾斜したブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第1のクリーニングブラシと、円柱状のブラシ芯金部の外周側に電気的な抵抗層が設けられ、該抵抗層の外周面からなるロール面を前記ブラシ毛に接触させつつ回転する第1のトナー回収ロールと、前記像担持体の移動方向に沿って前記第1のクリーニングブラシの下流側に配置され、円柱状のブラシ芯金部の外周側から径方向外側へ延出すると共に、該径方向に対して回転方向後方へ傾斜したブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第2のクリーニングブラシと、円柱状のブラシ芯金部の外周側に電気的な抵抗層が設けられ、該抵抗層の外周面からなるロール面を前記ブラシ毛に接触させつつ回転する第2のトナー回収ロールと、前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金及び前記第1及び第2のトナー回収ロールのロール芯金に所定電位の電圧をそれぞれ印加するクリーニング電源部とを設けると共に、前記クリーニング手段の使用開始前に、前記転写手段を作動停止させつつ、前記作像手段により前記像担持体にトナー像を形成させ、該トナー像を形成したトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を前記クリーニング電源部により前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ交互に印加させ、前記像担持体から前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛にトナーを転移させ、該トナーを前記ブラシ毛に吸着保持させるプリクリーニング動作を実行する制御手段を備えたことを特徴とする。 An image forming apparatus according to claim 1 of the present invention, a image forming means for forming a toner image based on the image bearing member in an electrophotographic process, the recording medium the toner image carried by the developing means from the image carrier or A transfer means for transferring to the intermediate transfer member; and a cleaning means for removing and collecting the toner remaining on the surface of the image carrier after completion of the transfer of the toner image from the image carrier to the recording medium or intermediate transfer member. In the image forming apparatus, the bristle that extends radially outward from the outer peripheral side of the cylindrical brush metal core and is inclined backward in the rotational direction with respect to the radial direction is applied to the cleaning unit. A first cleaning brush that rotates while being in contact with the surface of the carrier, and an electrical resistance layer is provided on the outer peripheral side of the cylindrical brush core, and a roll surface comprising the outer peripheral surface of the resistance layer is disposed on the brush. Touching hair A first toner collecting roll that rotates while rotating, and is disposed on the downstream side of the first cleaning brush along the moving direction of the image carrier, and radially outward from the outer peripheral side of the cylindrical brush metal core. A second cleaning brush that extends and rotates while contacting the surface of the image carrier with brush hairs inclined backward in the rotational direction with respect to the radial direction, and on the outer peripheral side of the cylindrical brush core A second toner collecting roll which is provided with an electrical resistance layer and rotates while bringing a roll surface formed of an outer peripheral surface of the resistance layer into contact with the brush bristles; and a brush core of the first and second cleaning brushes And a cleaning power supply unit for applying a voltage of a predetermined potential to the roll cores of the first and second toner collecting rolls, and before transferring the cleaning unit, While stopping the movement, the image forming means forms a toner image on the image carrier, and the cleaning power supply unit applies a voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner on which the toner image has been formed. A pre-cleaning operation in which the toner is transferred to the brush cores of the cleaning brush alternately, the toner is transferred from the image carrier to the brush bristles of the first and second cleaning brushes, and the toner is adsorbed and held by the brush bristles. It is characterized by comprising control means for executing .
上記請求項1に係る画像形成装置では、制御手段が、クリーニング手段の使用開始前に、転写手段を作動停止させつつ、作像手段により像担持体にトナー像を形成させ、このトナー像を形成したトナーの帯電極性とは逆極性の電圧をクリーニング電源部により第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ印加させ、像担持体から第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛にトナーを転移させ、このトナーをブラシ毛に吸着保持させるプリクリーニング動作を実行することにより、クリーニング手段の使用開始前に、第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛に該ブラシ毛よりも電気的な抵抗が高いトナーをそれぞれ付着させ、このトナーによりブラシ毛の表面に電気的な抵抗層を形成することができるので、クリーニング手段の使用開始時に、第1及び第2クリーニングブラシのブラシ毛にトナーにより抵抗層が形成されない場合と比較し、第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛と像担持体との間の電気抵抗を上昇させることができ、クリーニング電源部により第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ所定電位の電圧を印加すれば、第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛と像担持体との間に生じる電界の強度を十分に確保できる。この結果、請求項1に係る画像形成装置によれば、クリーニング手段の使用開始時に、像担持体から除去回収したトナー(残留トナー)が第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛に付着していなくても、クリーニングブラシのブラシ毛と像担持体との間に生じる電界の強度を十分に確保できるようになるので、クリーニング手段によるクリーニング性能が低下することを効果的に防止できる。 In the image forming apparatus according to the first aspect, the control unit forms a toner image on the image carrier by the image forming unit while stopping the operation of the transfer unit before starting the use of the cleaning unit, and forms the toner image. A voltage having a polarity opposite to the charged polarity of the toner is applied to the brush cores of the first and second cleaning brushes by the cleaning power supply unit, and the toner is applied from the image carrier to the brush bristles of the first and second cleaning brushes. And the pre-cleaning operation for adsorbing and holding the toner to the brush bristles is performed, so that the brush bristles of the first and second cleaning brushes are more electrically than the bristles before the use of the cleaning means is started. Each of the toners having high resistance is attached, and this toner can form an electric resistance layer on the surface of the brush hair. Compared to the case where the resistance layer is not formed on the brush hairs of the first and second cleaning brushes at the start of use of the first and second cleaning brushes, the electricity between the brush hairs of the first and second cleaning brushes and the image carrier The resistance can be increased, and the brush power and the image carrier of the first and second cleaning brushes can be obtained by applying a predetermined voltage to the brush cores of the first and second cleaning brushes by the cleaning power supply unit. Can sufficiently secure the strength of the electric field generated between the two. As a result, according to the image forming apparatus of the first aspect, the toner (residual toner) removed and collected from the image carrier is attached to the brush hairs of the first and second cleaning brushes at the start of use of the cleaning unit. Even without this, the strength of the electric field generated between the bristles of the cleaning brush and the image carrier can be sufficiently secured, so that it is possible to effectively prevent the cleaning performance of the cleaning means from being deteriorated.
本発明の請求項2に係る画像形成装置は、請求項1記載の画像形成装置において、装置の使用開始前に、前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛に該ブラシ毛よりも電気的な抵抗が高い抵抗体の微粒子を付着させ、該抵抗体の微粒子により前記ブラシ毛の表面に電気的な抵抗層を形成したことを特徴とする。請求項2に係るクリーニング装置では、装置の使用開始前に、第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛に該ブラシ毛よりも電気的な抵抗が高い抵抗体の微粒子をそれぞれ付着させ、この抵抗体の微粒子によりブラシ毛の表面に電気的な抵抗層を形成したことにより、装置の使用開始時に、第1及び第2クリーニングブラシのブラシ毛に抵抗層が形成されない場合と比較し、第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛と像担持体との間の電気抵抗を上昇させることができるので、第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ所定電位の電圧を印加した時に、ブラシ毛に像担持体から転移したトナーが付着していなくても、又はブラシ毛に付着してトナー量が不十分であっても、第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛と像担持体との間に生じる電界の強度を十分に確保できる。この結果、請求項1記載に係るクリーニング装置によれば、装置の使用開始時から第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛に安定的に略一定量のトナーが付着するまでの期間にも、クリーニングブラシのブラシ毛と像担持体との間に生じる電界の強度を十分に確保できるので、クリーニング性能が低下することを効果的に防止できる。An image forming apparatus according to a second aspect of the present invention is the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the bristles of the first and second cleaning brushes are more electrically connected to the bristles before the start of use of the apparatus. It is characterized in that fine particles of a resistor having a high resistance are adhered, and an electric resistance layer is formed on the surface of the bristles with the fine particles of the resistor. In the cleaning device according to
また、本発明の請求項3に係る画像形成装置は、請求項1又は2記載の画像形成装置において、前記電荷保持層を形成する抵抗体の微粒子として、前記像担持体にトナー像を形成するトナー及び該トナー中に含有される外添剤の少なくとも一方を用いたことを特徴とする。
The image forming apparatus according to claim 3 of the present invention is an image forming apparatus according to
また、請求項4に係る画像形成装置は、請求項1、2又は3記載の画像形成装置において、像担持体の移動方向に沿って前記第1のクリーニングブラシの上流側に配置され、像担持面の表面を除電する除電手段を有し、前記除電手段は、像担持面の表面電位が前記第1の電圧印加手段が前記第1のクリーニングブラシのブラシ芯金に印加する電圧と前記第2の電圧印加手段が前記第2のクリーニングブラシのブラシ芯金に印加する電圧との中間の電位であって、しかも像担持面と前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛との表面電位差が放電開始電圧以下とすることを特徴とする。 An image forming apparatus according to a fourth aspect is the image forming apparatus according to the first, second, or third aspect , wherein the image forming apparatus is disposed upstream of the first cleaning brush along the moving direction of the image carrier. The neutralization means for neutralizing the surface of the surface, wherein the neutralization means has a surface potential of the image bearing surface, the voltage applied by the first voltage application means to the brush core of the first cleaning brush, and the second The voltage applying means is an intermediate potential between the voltage applied to the brush core of the second cleaning brush, and the surface potential difference between the image carrying surface and the brush hairs of the first and second cleaning brushes is It is characterized by being below the discharge start voltage.
また、請求項5に係る画像形成装置は、請求項4記載の画像形成装置において、像担持体の移動方向に沿って前記除電手段の上流側に隣接して配置され、像担持面の表面に付着したトナーの極性及び帯電電位を制御するトナー帯電手段と、前記除電手段として用いられた除電ランプから照射される除電光を遮蔽して該除電光が像担持体の表面における前記トナー帯電手段によるトナー帯電領域に入射することを阻止する光遮蔽部材と、を有することを特徴とする。 An image forming apparatus according to a fifth aspect is the image forming apparatus according to the fourth aspect , wherein the image forming apparatus is disposed adjacent to the upstream side of the charge eliminating unit along the moving direction of the image carrier and is disposed on the surface of the image carrying surface. Toner charging means for controlling the polarity and charging potential of the adhered toner, and the charge removing light emitted from the charge removing lamp used as the charge removing means is shielded, and the charge removing light is applied by the toner charging means on the surface of the image carrier. And a light shielding member for preventing entry into the toner charging region.
また、請求項6に係る画像形成装置は、請求項5記載の画像形成装置において、前記光遮蔽部材を、前記トナー帯電手段として用いられたワイヤー放電式帯電器における放電ワイヤーからの放電をシールドするためのシールドケースと一体的に設けたことを特徴とする。 The image forming apparatus according to claim 6, in the image forming apparatus according to claim 5, the light shielding member shields the discharge from the discharge wire in the wire-discharge type charging device is used as the toner charging unit It is characterized in that it is provided integrally with a shield case.
また、請求項7に係る画像形成装置は、請求項1から請求項6のいずれか1項記載の画像形成装置において、前記制御手段は、さらに、前記像担持体に形成されたトナー像が前記転写手段による転写位置を通過した後にも該像担持体に残存している場合、該トナー像が残存しない場合と比較し、前記クリーニング電源部により前記第1のクリーニングブラシのブラシ芯金に印加する電圧を昇圧してブラシ毛と像担持面との間に生じる表面電位差を上昇させることを特徴とする。
The image forming apparatus according to
また、請求項8に係る画像形成装置は、請求項1から請求項7のいずれか1項記載の画像形成装置において、前記制御手段は、さらに、前記作像手段による前記像担持体へのトナー像の形成が増加するに従って、前記クリーニング電源部により前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金並びに前記第1及び第2のデトーニングロールのロール芯金にそれぞれ印加する電圧の電位を徐々に昇圧することを特徴とする。 The image forming apparatus according to claim 8 is the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7 , wherein the control unit further includes a toner applied to the image carrier by the image forming unit. As the image formation increases, the potential of the voltage applied by the cleaning power supply unit to the brush cores of the first and second cleaning brushes and the roll cores of the first and second detoning rolls is gradually increased. It is characterized in that the pressure is increased.
また、請求項9に係る画像形成装置は、請求項1から請求項8のいずれか1項記載の画像形成装置において、前記クリーニング装置の設置環境における温度及び湿度を含む環境条件を検出する環境センサーを有し、前記制御手段は、さらに、前記環境センサーにより検出された環境条件に応じて、前記クリーニング電源部により前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金並びに前記第1及び第2のトナー回収ロールのロール芯金にそれぞれ印加する電圧の電位を調整することを特徴とする。 An image forming apparatus according to claim 9 is the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8 , wherein the environmental sensor detects environmental conditions including temperature and humidity in an installation environment of the cleaning device. And the control means further includes brush metal cores of the first and second cleaning brushes and the first and second brushes by the cleaning power supply unit in accordance with environmental conditions detected by the environmental sensor. It is characterized in that the potential of the voltage applied to the roll core of the toner recovery roll is adjusted.
また本発明に係る画像形成装置によれば、クリーニング手段の使用開始時に、一対のクリーニングブラシによる像担持体へのクリーニング能力が低下することを効果的に防止できる。 Further, according to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to effectively prevent the cleaning ability of the image carrier by the pair of cleaning brushes from being lowered at the start of use of the cleaning unit.
以下、本発明の実施形態に係るレーザープリンタ及び、このレーザープリンタに適用されるクリーニング装置について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a laser printer according to an embodiment of the present invention and a cleaning device applied to the laser printer will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1には、本発明の第1の実施形態に係るレーザープリンタの概略構成が示され、図2には、図1に示されるレーザープリンタにおける作像ユニットの構成が示されている。このレーザープリンタ100は、所謂電子写真プロセスに基づいて記録紙等の記録媒体にカラー画像又は単色画像を形成可能とされたものである。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a configuration of an image forming unit in the laser printer shown in FIG. The laser printer 100 is capable of forming a color image or a single color image on a recording medium such as recording paper based on a so-called electrophotographic process.
図1に示されるように、レーザープリンタ100には、複数本のロール103により張設された無端状の中間転写ベルト102が設けられると共に、この中間転写ベルト102の上部側の水平部分に4個の作像ユニット104Y,104M,104C,104Kが中間転写ベルト102の移動方向(矢印M方向)に沿って順に配置されている。作像ユニット104Y,104M,104C,104Kは、レーザープリンタ100により形成されるカラー画像における黄色(Y)成分、マゼンタ色(M)成分、シアン色(C)成分及び黒色(K)成分にそれぞれ対応して設けられており、それぞれが異なる色(Y、M、C及びK)のトナーを用いてトナー像を形成する点を除いて、同一の構成及び機能を有している。このことから、以下の説明にて4個の作像ユニット104Y,104M,104C,104Kを特に区別する必要が無い場合には、これらを単に「作像ユニット104」と呼称する。
As shown in FIG. 1, the laser printer 100 is provided with an endless
図2に示されるように、作像ユニット104には、トナー像の担持体として感光体ドラム12が設けられると共に、この感光体ドラム12の外周側にクリーニング装置10が配置されている。感光体ドラム12は、その外周面が電子写真プロセスに基づいて画像が形成される像担持面14とされており、またクリーニング装置10は、2個のクリーニングブラシ16,18を備えた所謂W−ESB(Double−Eelectro Static Brush)タイプのクリーニング装置として構成されている。感光体ドラム12の外周側には、その回転方向(矢印RD方向)に沿ってクリーニング装置10の下流側にイレーズランプ29、帯電器20、表面電位計22、現像器24(図1参照)、キャリアキャッチロール26及び一次転写ロール28が順に配置されている。ここで、イレーズランプ29は、クリーニング装置10によりクリーニングが完了した感光体ドラム12の像担持面14に除電光を照射して像担持面14の除電し、この除電された領域を帯電器20は所定の作像開始電位(例えば、400V〜800V)に帯電する。
As shown in FIG. 2, the
またレーザープリンタ100には、各作像ユニット104Y,104M,104C,104Kの上方にそれぞれレーザースキャナ(図示省略)が配置されており、これらのレーザースキャナは、Y成分、M成分、C成分又はK成分に対応する画像情報に基づいて変調されたレーザビームLY、LM、LC及びLK(図1参照)により作像開始電位に帯電された各作像ユニット104Y,104M,104C,104Kにおける感光体ドラム12の像担持面14を走査して像担持面14に静電潜像を形成する。
In the laser printer 100, laser scanners (not shown) are arranged above the
作像ユニット104では、現像器24が正規極性(本実施形態では、負(−)極性)に帯電させてトナーを現像ロール24のロール面に薄層化して付着させると共に、このトナーを現像ロール25から感光体ドラム12に形成された静電潜像の露光領域又は非露光領域に選択的にトナーを付着させることより静電潜像をトナー像に現像し、このトナー像を一次転写ロール28が感光体ドラム12から中間転写ベルト102に転写する。このとき、一次転写ロール28は、中間転写ベルト102を介して静電的な吸着力を像担持面14上のトナー像に作用させてトナー像(トナー)を中間転写ベルト102上へ転写させる。
In the
レーザープリンタ100では、カラー画像を形成する場合には、上述したようなプロセス(電子写真プロセス)を経て各作像ユニット104Y,104M,104C,104Kの感光体ドラム12にそれぞれ形成されたY成分、M成分、C成分及びK成分のトナー像を中間転写ベルト102に順次転写し、これらのトナー像を中間転写ベルト102上で重畳することにより、中間転写ベルト102上にフルカラーのトナー像を形成する。
In the laser printer 100, when forming a color image, the Y component formed on the
図1に示されるように、レーザープリンタ100には、中間転写ベルト102の移動方向に沿って作像ユニット104の下流側に二次転写ロール106が設けられると共に、この二次転写ロール106と作像ユニット104との間にベルトクリーニング装置108が設けられている。またレーザープリンタ100には、中間転写ベルト102の下方に給紙搬送機構110、排紙搬送機構112及び定着器114が設けられている。
As shown in FIG. 1, the laser printer 100 is provided with a
ここで、給紙搬送機構110は、中間転写ベルト102への画像形成に連動し、スタッカ116内に収納された記録紙Pの束から1枚の記録紙Pを分離し、この記録紙Pをガイド板118に沿って二次転写ロール106と中間転写ベルト102との間の二次転写位置まで搬送する。また排紙搬送機構112は、二次転写位置から排紙される記録紙Pをガイド板120により受けて、この記録紙Pを搬送ベルト122により定着器114へ搬送する。定着器114は、排紙搬送機構112により搬送されてきた記録紙Pを加圧ロール124及び所定の温度に加熱された加熱ロール126により加圧状態で挟持しつつ、これらのロール124,126のニップ部から排出する。これにより、記録紙P上のトナー像がロール124,126により印加される熱及び圧力により定着される。このトナー像が定着された記録紙Pは、排紙トレー等の記録紙Pの集積部(図示省略)へ排紙され、集積される。
Here, in conjunction with image formation on the
図1に示されるように、ベルトクリーニング装置108には、ハウジング128及びウレタンゴム等の弾性材料からなるクリーニングブレード130が設けられており、このクリーニングブレード130は、その先端部がハウジング128により中間転写ベルト102へ圧接するように支持されている。ベルトクリーニング装置108は、中間転写ベルト102におけるトナー像が転写完了した領域に残留したトナー(残留トナー)をクリーニングブレード130によりハウジング128内へ掻き落す。この残留トナーは、オーガ等のトナー搬送機構(図示省略)によりハウジング128内から排出され、廃トナーとしてトナータンク等のカートリッジ構造の容器内へ蓄えられる。
As shown in FIG. 1, the
一方、作像ユニット104では、転写ロール28によるトナー像の転写完了後に感光体ドラム12の像担持面14に残留したトナー(残留トナー)をクリーニング装置10により除去回収する。このとき、像担持面14上の残留トナーは、転写ロール28からのコロナ放電等の影響により帯電電位が転写前よりもブロードな分布となり、正(+)極性に帯電したもの、負(−)極性に帯電したもの及び電荷が略中和されたものが混在した状態となる。
On the other hand, in the
作像ユニット104のクリーニング装置10には、感光体ドラム12へ対向するように支持されたハウジング30が設けられており、このハウジング30には、感光体ドラム12の像担持面14へ面して開口する開口部32が形成されている。ハウジング30内には、開口部32付近に一対のクリーニングブラシ16,18が配置されている。ここで、感光体ドラム12の回転方向に沿って、一方のクリーニングブラシ16はハウジング30内の上流側に配置され、他方のクリーニングブラシ18はハウジング30内の下流側に配置されている。これらのクリーニングブラシ16,18の外形形状は略ロール状に形成されている。
The
図3及び図4に示されるように、クリーニングブラシ16,18には、それぞれ内周側にブラシ芯金34が設けられると共に、これらのブラシ芯金34の外周側から径方向外側へ延出する多数本のブラシ毛36が設けられている。ブラシ芯金34は、SUS等の導電性の金属材料を素材として円柱状に形成されており、その軸方向両端部にそれぞれ中央側よりも細径とされた軸部38が同軸的に設けられている。ブラシ芯金34における一対の軸部38は、それぞれハウジング30に取り付けられた軸受(図示省略)により回転可能に支持されている。これにより、クリーニングブラシ16,18は、それぞれハウジング30により回転可能に支持されると共に、ブラシ毛36の先端部を撓ませつつ感光体ドラム12の像担持面14へ圧接させている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cleaning brushes 16 and 18 are each provided with a brush cored
一対のブラシ芯金34における軸部38には、それぞれ画像形成装置の本体側に設けられたモータ(図示省略)からのトルクが伝達可能とされている。このモータは、クリーニング装置10の作動時に、ブラシ芯金34にトルクを伝達してクリーニングブラシ16,18を所定の方向(矢印RB方向)へ回転させる。このとき、クリーニングブラシ16,18は、そのブラシ毛36の先端部が矢印RD方向へ回転する感光体ドラム12との接触部位において像担持面14とは反対の方向(アゲンスト方向)へ移動する。
Torque from a motor (not shown) provided on the main body side of the image forming apparatus can be transmitted to the shaft portions 38 of the pair of
図3及び図4に示されるように、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36は、ブラシ芯金34の軸心を中心とする径方向に対し、クリーニングブラシ16,18の回転方向(矢印RB方向)後方へ向って所定の倒れ角θBだけ傾斜するようにブラシ芯金34に取り付けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the brush bristles 36 of the cleaning brushes 16 and 18 are rotated in the rotational direction of the cleaning brushes 16 and 18 (in the direction of the arrow RB) with respect to the radial direction centered on the axis of the brush metal core 34. ) It is attached to the
ここで、各クリーニングブラシ16,18におけるブラシ毛36の倒れ角θBは5°〜45°の範囲で設定され、好ましくは30°に設定されるが、前記範囲内であれば特に限定されるものではない。このようなブラシ毛36は、例えば、一定密度でブラシ毛36が片側の面に植設されたパイル織物を帯状に切断加工し、これをブラシ芯金34の外周面に螺旋状に巻き付けることにより設けられる。このとき、パイル織物のブラシ芯金34の軸方向に対する傾斜角を調整することにより、ブラシ毛36の倒れ角θBが調整可能になる。またブラシ毛36は、カーボンブラックが分散されたナイロンにより形成されており、その体積抵抗が150Vの電圧印加時に104〜108Ω・cmとなるようにカーボンブラックの添加量等が調整されている。
Here, the inclination angle θB of the brush bristles 36 in each of the cleaning brushes 16 and 18 is set in a range of 5 ° to 45 °, preferably 30 °, but is particularly limited as long as it is within the above range. is not. Such brush bristles 36 are obtained by, for example, cutting a pile fabric in which the
図2に示されるように、クリーニング装置10には、ハウジング30内に一対のデトーニングロール40,42が配置されている。ここで、一方のデトーニングロール40は、そのロール面44を上流側のクリーニングブラシ16のブラシ毛36に接触させており、他方のデトーニングロール42は、そのロール面44を下流側のクリーニングブラシ18のブラシ毛36に接触させている。
As shown in FIG. 2, in the
図3及び図4に示されるように、デトーニングロール40,42には、それぞれ内周側にロール芯金48が設けられると共に、これらのロール芯金48の外周側に径方向に沿って一定の厚さを有するフェノール樹脂製の抵抗層62が設けられている。ロール芯金48はSUS等の導電性の金属材料を素材として円柱状に形成されており、その軸方向両端部にそれぞれ中央側よりも細径とされた軸部52が同軸的に設けられている。ロール芯金48における一対の軸部52は、それぞれハウジング30に取り付けられた軸受(図示省略)により回転可能に支持されている。これにより、デトーニングロール40,42は、それぞれハウジング30により回転可能に支持される。またロール芯金48には、外周面に軸方向に延在する溝部54がロール芯金48の全長に亘って形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the detoning rolls 40, 42 are each provided with a
一対のロール芯金48における軸部52には、それぞれレーザープリンタ100の本体側シャーシ等に設けられたモータ(図示省略)からのトルクが伝達可能とされている。このモータは、クリーニング装置10の作動時に、クリーニングブラシ16,18の回転に同期してデトーニングロール40,42を所定の方向(矢印RR方向)へ回転させる。このとき、デトーニングロール40,42は、そのロール面44が矢印RB方向へ回転するデトーニングロール40,42との接触部位においてブラシ毛36の先端部とは反対の方向(アゲンスト方向)へ移動する。
Torque from a motor (not shown) provided on the main body side chassis of the laser printer 100 can be transmitted to the
デトーニングロール40,42には、ロール芯金48の外周側にフェノール樹脂製を素材として円筒状に形成されたパイプ材60が嵌挿されており、このパイプ材60により抵抗層62が構成されている。また、図3及び図4に示されるように、デトーニングロール40,42には、ロール芯金48の外周面と抵抗層62の内周面との間に介在する中間導電層64が設けられている。ここで、中間導電層64は、熱硬化性樹脂中にカーボンブラックが分散された導電性接着剤からなり、この導電性接着材がロール芯金48の溝部54内に充填された後、この導電性接着材が硬化することにより形成される。この中間導電層64は、抵抗層62(パイプ材60)をロール芯金48に固着すると共に、ロール芯金48を抵抗層62に導通させている。またデトーニングロール40,42における抵抗層62は、その体積抵抗が500Vの電圧印加時に105〜108Ω・cmとなるように成分が調整されている。
The detoning rolls 40 and 42 are fitted with a
図2に示されるように、クリーニング装置10には、ハウジング30内に一対のスクレーパ66が設けられており、これらのスクレーパ66は可撓性及び導電性を有する板ばねにより構成されており、それぞれ基端側がハウジング30に連結固定されており、先端部をデトーニングロール40,42のロール面44へ圧接させている。またスクレーパ66は、回転するデトーニングロール40,42のロール面44の移動方向に対してカウンター方向へ傾斜するように支持されている。これらのスクレーパ66は、それぞれデトーニングロール40,42のロール面44に付着したトナーをハウジング30内へ掻き落す。
As shown in FIG. 2, the
ハウジング30には、その下端部に樋状のトナー溜り70が形成されており、このトナー溜り70内には、スクレーパ66によりデトーニングロール40,42から掻き落されたトナーが落下する。トナー溜り70内には、スクリュー軸状のオーガ72が配置されており、このオーガ72はデトーニングロール40,42の回転に同期して回転する。これにより、トナー溜り70内に落下したトナーは、オーガ72により攪拌されつつハウジング30内から排出され、廃トナータンク(図示省略)内へ移送される。またハウジング30には、開口部32の周縁部に弾性を有するプレート状のシール材74が取り付けられており、このシール材74は、その先端部を感光体ドラム12の像担持面14へ密着させている。これにより、クリーニングブラシ16,18により像担持面14から掻き落されたトナーがハウジング30内から外部へ流出しないようにシールされる。
The
図2に示されるように、クリーニング装置10には、ハウジング30の上流側に除電ランプ78が配設されると共に、この除電ランプ78の上流側に放電式の帯電器であるプレクリーニングコロトロン80が配設されている。プレクリーニングコロトロン80には、軸方向に沿って張設された放電ワイヤー82を覆うようにケーシング84が設けられており、このケーシング84は、その断面形状が感光体ドラム12の像担持面14へ向って開口する略コ字状に形成されている。これにより、ケーシング84は、コロナ放電が放電ワイヤー82と像担持面14との間のみで生じるように放電ワイヤー82の周囲をシールドする。またケーシング84には、下流側の端部に像担持面14側へ向って延出する遮蔽部86が一体的に形成されており、この遮蔽部86は、ケーシング84の上流側の先端部から像担持面14までの間隔と比較し、ケーシング84の下流側の先端部から像担持面14までの間隔を十分に狭いものにしている。これにより、除電ランプ78から照射される除電光Fが遮蔽部86により遮蔽され、除電光Fが像担持面14におけるプレクリーニングコロトロン80による帯電領域へ照射されることが防止される。
As shown in FIG. 2, in the
ここで、プレクリーニングコロトロン80は、クリーニング装置10の作動時に、転写完了後に像担持面14上に残留したトナー(以下、「残留トナー」という。)を負極性側へ帯電し、残留トナーの帯電極性の分布を全体として負極性側へシフトさせる。また除電ランプ78は、除電光を像担持面14へ照射することにより、像担持面14の電荷を中和し、像担持面14からの残留トナーの除去を容易にする。このとき、除電光Fがプレクリーニングコロトロン80による像担持面14における帯電領域へ照射されてしまうと、この帯電領域に付着している残留トナーが除電光Fにより除電されると同時に、プレクリーニングコロトロン80からのコロナ放電により負極性へシフトされるように帯電されるので、残留トナーの負極性側へのシフト量が過大になる現象が生じ、像担持面14からの静電的な吸着力が残留トナーの一部に過大なものになり、このような残留トナーをクリーニング装置10により像担持面14から確実に除去することが困難になる。
Here, when the
本実施形態に係るクリーニング装置10では、プレクリーニングコロトロン80のケーシング84に遮蔽部86を一体的に形成し、遮蔽部86により除電ランプ78からの除電光Fがプレクリーニングコロトロン80の帯電領域に照射されることが防止されていることから、上記のような残留トナーの負極性側へのシフト量が過大になる現象が確実に防止されている。なお、除電光Fを遮蔽するための遮蔽部は、必ずしもケーシング84と一体的に形成する必要はなく、独立した一部品として除電ランプ78とプレクリーニングコロトロン80との間に配置するようにしても良い。
In the
図2に示されるように、クリーニング装置10には、ハウジング30の上方に電源ボックス88が設けられている。この電源ボックス88内には高圧電源ユニット90が配置されており、高圧電源ユニット90には、画像形成装置の装置本体側に設けられた高圧電源部(図示省略)により高圧電源が供給される電圧調整回路が設けられており、この電圧調整回路は、クリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34、デトーニングロール40,42のロール芯金48及びスクレーパ66にそれぞれ所定の電圧値の電圧を印加する。
As shown in FIG. 2, the
ここで、高圧電源ユニット90がクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34に印加する電圧をVB1及びVB2、デトーニングロール40,42のロール芯金48に印加する電圧をVR1及びVR2、スクレーパ66に印加する電圧をVS1及びVS2とすると、これらの電圧には、次の(1)及び(2)式のような関係が成立する。
Here, the voltage applied to the
|VB1|<|VR1|=|VS1| … (1)
|VB2|<|VR2|=|VS2| … (2)
具体的には、本実施形態では、上記各部材に対する印加電圧が、VB1=+250V〜+400V、VR1=VS1=+650V〜+800V、VB2=−350V〜−500V、VR2=VS2=−750V〜−900Vの範囲内で適宜設定される。
| VB1 | <| VR1 | = | VS1 | (1)
| VB2 | <| VR2 | = | VS2 | (2)
Specifically, in the present embodiment, applied voltages to the respective members are VB1 = + 250V to + 400V, VR1 = VS1 = + 650V to + 800V, VB2 = −350V to −500V, VR2 = VS2 = −750V to −900V. It is set as appropriate within the range.
除電ランプ78は、感光体ドラム12における像担持面14の表面電位が高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16のブラシ芯金34に印加される電圧VB2とクリーニングブラシ18のブラシ芯金34に印加される電圧VB2との中間の電位であって、しかも像担持面14とクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36との表面電位差が放電開始電圧DV以下となるように、感光体ドラム12へ照射する除電光Fの光強度及び光量が設定されている。
The neutralizing
具体的には、除電ランプ78は、像担持面14の表面電位が−100V〜0Vとなるように除電する。ここで、放電開始電圧DVは約500V程度であり、またクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36の表面電位は印加電圧VB1,VB2よりも0Vに近くづくことから、像担持面14とクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36との表面電位差は確実に500Vよりも小さい値になる。
Specifically, the
上記のように構成されたレーザープリンタ100では、少なくとも感光体ドラム12とクリーニング装置10とがプロセスカートリッジ132として一体化されており、このプロセスカートリッジ132(図2参照)が交換可能な一部品として構成されている。すなわち、少なくとも感光体ドラム12及びクリーニング装置10は、レーザープリンタ100により形成される画像を高画質に維持するために一定周期毎に新しいものに交換する必要があり、レーザープリンタ100では、これらの一定の寿命を有する作像ユニット104における複数部品を短時間で簡単に交換するため、少なくとも感光体ドラム12及びクリーニング装置10を含む複数部品をプロセスカートリッジ132として一体化し、これらを同時に交換できるようにしている。
In the laser printer 100 configured as described above, at least the
本実施形態に係るクリーニング装置10は、その製造ラインにてプロセスカートリッジ132として組み立てられる前、又はクリーニングブラシ16,18がクリーニング装置10のハウジング30に組み付けられる前に、クリーニングブラシ16,18に所定の方法でブラシ毛36よりも電気的な抵抗が高い抵抗体の微粒子からなるプリクリーニング剤が供給される。これにより、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36の表面にそれぞれプリクリーニング剤を均一に付着させ、このプリクリーニング剤によりクリーニングブラシ16,18のブラシ毛の表面に電気的な抵抗層を一時的に形成する。
The
ここで、プリクリーニング剤としては、例えば、レーザープリンタ100の現像剤中に含まれるトナー、このトナー中に外添される外添剤及びこれらを適宜混合した混合物を用いることができる。このようなトナーは、例えば、94wt%のポリエステルに6wt%のシアニンブルー(大日精化)を混練し、これを所要の粒径に粉砕することにより得られる。また外添剤は、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の無機微粉末と、ジアルキルジハロンゲン化シラン等のシランカップリング剤やジメチルシリコンオイル等の疎水化処理剤を高温下で反応させたものを用い、その粒径が少なくともトナーの粒径よりも小さくする必要がある。プリクリーニング剤としては、上記したようなトナー及び外添剤を原料とし、その粒径分布が100nm〜5μmの範囲内となるように調整されたものを用いる。 Here, as the precleaning agent, for example, a toner contained in the developer of the laser printer 100, an external additive externally added to the toner, and a mixture obtained by appropriately mixing these can be used. Such a toner can be obtained, for example, by kneading 6 wt% cyanine blue (Daiichi Seika) in 94 wt% polyester and pulverizing it to a required particle size. As the external additive, for example, an inorganic fine powder such as silica, alumina, titanium oxide and the like, and a silane coupling agent such as dialkyldihalonogenated silane and a hydrophobizing agent such as dimethyl silicone oil are reacted at a high temperature. It is necessary to use a toner having a particle size that is at least smaller than the particle size of the toner. As the precleaning agent, a toner and an external additive as described above are used as raw materials and the particle size distribution thereof is adjusted to be in the range of 100 nm to 5 μm.
クリーニング装置10の製造ラインでは、上記のようにして製造されたプリクリーニング剤を布製のポーチ内に充填し、このポーチをクリーニングブラシ16に叩き付けて、ポーチの編目から漏れ出したプリクリーニング剤によりクリーニングブラシ16全体をダスティングし、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36にプリクリーニング剤を付着させる。このような方法によれば、プリクリーニング剤をクリーニングブラシ16,18全体のブラシ毛36の先端部から基端部までに略均一に付着させることができる。
In the production line of the
次に、上記のように構成された本実施形態に係るクリーニング装置10の動作について詳細に説明する。
Next, the operation of the
レーザープリンタ100では、前述したように、感光体ドラム12を回転させつつ、公知の電子写真プロセスに基づいて感光体ドラム12の像担持面14上にトナー像を形成し、このトナー像を転写ロール28により記録媒体等へ転写する。クリーニング装置10は、レーザープリンタ100による画像形成開始に同期して作動開始し、プレクリーニングコロトロン80及び除電ランプ78を駆動開始すると共に、クリーニングブラシ16,18及びデトーニングロール40,42をそれぞれ所定の方向へ回転させつつ、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16,18、デトーニングロール40,42及びスクレーパ66に規定の電圧をそれぞれ印加する。このとき、高圧電源ユニット90により、上流側のクリーニングブラシ16のブラシ毛36には、ブラシ芯金34を介して電圧VB1が印加され、下流川のクリーニングブラシ18のブラシ毛36には、ブラシ芯金34を介して電圧VB2が印加される。
In the laser printer 100, as described above, while rotating the
またデトーニングロール40の抵抗層62には、ロール芯金48を介して電圧VR1が印加されると共に、スクレーパ66を介して電圧VS1が印加され、デトーニングロール42の抵抗層62には、ロール芯金48を介して電圧VR2が印加されると共に、スクレーパ66を介して電圧VS1が印加される。これにより、デトーニングロール40,42の抵抗層62は、内周面及び外周面側からそれぞれ同一電位の電圧が印加されるので、ロール芯金48のみを通して抵抗層62に電圧を印加した場合と比較し、その表面電位として高い電位を安定して得られるようになる。
In addition, the voltage VR1 is applied to the
クリーニング装置10は、先ず、プレクリーニングコロトロン80からのコロナ放電により転写完了後に像担持面14上に残留した残留トナーを負極性側へ帯電し、残留トナーの帯電極性の分布を全体として負極性側へシフトさせた後、除電ランプ78からの除電光を像担持面14へ照射することにより、感光体ドラム12における像担持面14の表面電位が高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16のブラシ芯金34に印加される電圧VB2とクリーニングブラシ18のブラシ芯金34に印加される電圧VB2との中間の電位であって、しかも像担持面14とクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36との表面電位差が放電開始電圧DV以下となるように、除電光Fを感光体ドラム12へ照射する。
First, the
具体的には、除電ランプ78は、像担持面14の表面電位が−100V〜0Vとなるように除電する。ここで、放電開始電圧DVは約500V程度であり、またクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36の表面電位は印加電圧VB1,VB2よりも0Vに近くづくことから、像担持面14とクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36との表面電位差は確実に500Vよりも十分に小さい値になる。これにより、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36から像担持面14への放電現象の発生が防止され、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36の表面がそれぞれ印加電圧VB1,VB2に対応する電位に確実に維持される。これにより、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と像担持面14との間に常に十分な強度の電界を発生させ、像担持面14に付着した残留トナーをクリーニングブラシ16,18により確実に吸着できる。またクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36から像担持面14への放電現象の発生が防止され、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36の表面がそれぞれ印加電圧VB1,VB2に対応する電位に確実に維持される。
Specifically, the
次いで、クリーニング装置10は、上流側に配置されたクリーニングブラシ16のブラシ毛36を像担持面14へ摺接させることにより、感光体ドラム12の像担持面14に付着した残留トナーのうち、主として負極性に帯電した残留トナーを静電的に像担持面14上からブラシ毛36の表面に吸着する。クリーニングブラシ16のブラシ毛36に吸着された残留トナーは、デトーニングロール40のロール面44に静電的な力により転移し、ロール面44上に吸着される。この残留トナーは、スクレーパ66によりロール面44上からトナー溜り70へ掻き落され、オーガ72によりハウジング30内から排出される。
Next, the
像担持面14から負極性の残留トナーを除去した後、クリーニング装置10は、クリーニングブラシ16の下流側に配置されたクリーニングブラシ18のブラシ毛36を像担持面14へ摺接させることにより、感光体ドラム12の像担持面14に付着した残留トナーのうち、主として正極性に帯電した残留トナーを静電的に像担持面14上からブラシ毛36の表面に吸着する。クリーニングブラシ18のブラシ毛36に吸着された残留トナーは、デトーニングロール42のロール面44に静電的な力により転移し、ロール面44上に吸着される。この残留トナーは、スクレーパ66によりロール面44上からトナー溜り70へ掻き落され、オーガ72によりハウジング30内から排出される。なお、残留トナーに少量含まれる電荷が略中和された残留トナーについては、一対のクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36によりそれぞれ機械的に像担持面14上から掻き落され、重力の作用等によりトナー溜り70内へ落下する。
After removing the negative-polarity residual toner from the
次に、上記のように構成された本実施形態のクリーニング装置10による作用を説明する。
Next, the operation of the
本実施形態のクリーニング装置10では、プロセスカートリッジ132の一部としてレーザープリンター100へ取り付ける前に、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に、このブラシ毛36よりも電気的な抵抗が高いプリクリーニング剤をそれぞれ付着させ、このプリクリーニング剤によりブラシ毛36の表面に電気的な抵抗層を一時的に形成したことにより、クリーニング装置10の使用開始時に、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に抵抗層が形成されない場合と比較し、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と感光体ドラム12の像担持面14との間の電気抵抗を上昇させることができるので、クリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34にそれぞれ所定電位の電圧VB1、VB2を印加した時に、ブラシ毛36に感光体ドラム12から転移したトナーが付着していなくても、又はブラシ毛36に付着してトナー量が不十分であっても、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と感光体ドラム12の像担持面14との間に生じる電界の強度を十分に確保できる。
In the
この結果、本実施形態に係るクリーニング装置10によれば、その使用開始時からクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に安定的に略一定量のトナーが付着するまでの期間にも、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と像担持面14との間に生じる電界の強度を十分に確保できるので、クリーニング性能が低下することを効果的に防止できる。また本実施形態に係るクリーニング装置10では、トナー及び外添剤をプリクリーニング剤として用いているので、このプリクリーニング剤がレーザープリンタ100における作像プロセスに悪影響を与えることもない。
As a result, according to the
なお、本実施形態に係るクリーニング装置10では、クリーニングブラシ16,18におけるブラシ毛36をそれぞれ回転方向(図3及び図4の矢印RB方向)後方(順目方向)へ向って所定の倒れ角θBだけ傾斜させている。これにより、ブラシ毛が回転方向(矢印RB方向)前方(逆目方向)へ向って倒れ角を有する場合と比較し、ブラシ毛36と像担持面14との接触面積を十分に確保しつつ、ブラシ毛36の感光体ドラム12の像担持面14に対する接触圧を低く設定できると共に、ブラシ毛36が像担持面14から離れる時にフリッキング(跳ね上り)がブラシ毛36に発生することを抑制できる。
In the
この結果、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に吸着され、ブラシ毛36により保持されているトナーが像担持面14へ押し付けられる際の加圧力を小さいものにできるでの、トナー中の外添剤が像担持面14へ押し付けられて生じるフィルミングをより効果的に抑制できるようになり、またブラシ毛36のフリッキングの発生を抑制することにより、像担持面14からのトナーの吸着後、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に付着して電気的な抵抗層として作用するトナーの付着量を安定化できるので、クリーニングブラシ16,18の表面電位も安定化できるようになる。
As a result, the external pressure in the toner can be reduced because the pressure applied when the toner held by the brush bristles 36 and held by the brush bristles 36 is pressed against the
なお、本発明の第1の実施形態に係るレーザープリンタ100では、クリーニング装置10がプロセスカートリッジ132の一部として構成され、このプロセスカートリッジ132が装置本体に対して交換可能とされていたが、クリーニング装置10が単体で装置本体に対して交換可能とされている場合でも、レーザープリンタ100への装着前にクリーニング装置10のクリーニングブラシ16,18にプリクリーニング剤を供給しておくことにより、クリーニング装置10がプロセスカートリッジ143の一部として構成されている場合と共通の作用効果が得られることは言うまでもない。
In the laser printer 100 according to the first embodiment of the present invention, the
(第2の実施形態)
図5には、本発明の第2の実施形態に係るレーザープリンタにおける作像ユニット及び制御部の構成が示されている。なお、この第2の実施形態に係るレーザープリンタの構成及び作像動作は、図1に示される第1の実施形態に係るレーザープリンタ100と基本的には共通化されている。このことから、本実施形態に係るレーザープリンタでは、第1の実施形態に係るレーザープリンタ100と共通化の部分に同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 shows a configuration of an image forming unit and a control unit in a laser printer according to the second embodiment of the present invention. Note that the configuration and image forming operation of the laser printer according to the second embodiment are basically the same as those of the laser printer 100 according to the first embodiment shown in FIG. For this reason, in the laser printer according to the present embodiment, the same reference numerals are assigned to the parts common to the laser printer 100 according to the first embodiment, and the description thereof is omitted.
図5に示されるように、レーザープリンタには、装置全体を制御するためのコントローラ136が設けられると共に、このコントローラ136からの制御に従って作像ユニット104を制御するための制御ユニット138が設けられている。この制御ユニット138は、Y、M、C、Kの各作像ユニット104Y,104M,104C,104K(図1参照)にそれぞれ対応して合計で4個設けられているが、図5では1個の制御ユニット138のみを示している。またレーザープリンタには、その内部における各作像ユニット104付近にそれぞれ環境センサー140が設けられており、この環境センサー140は、作像ユニット104付近における温度及び湿度を一定周期で検出し、その検出値に対応する検出信号を制御ユニット138へ出力する。
As shown in FIG. 5, the laser printer is provided with a
上記のように構成されたレーザープリンタでは、少なくとも感光体ドラム12とクリーニング装置10とがプロセスカートリッジ143として一体化されており、このプロセスカートリッジ143が装置本体に対して交換可能な一部品として構成されている。すなわち、少なくとも感光体ドラム12及びクリーニング装置10は、レーザープリンタにより形成される画像を高画質に維持するために一定周期毎に新しいものに交換する必要があり、レーザープリンタでは、これらの一定の寿命を有する作像ユニット104における複数部品を短時間で簡単に交換するため、少なくとも感光体ドラム12及びクリーニング装置10を含む複数部品をプロセスカートリッジ143として一体化し、これらを同時に交換できるようにしている。
In the laser printer configured as described above, at least the
ここで、本実施形態に係るプロセスカートリッジ143が第1の実施形態に係るプロセスカートリッジ132と異なる点は、その製造ラインにてクリーニング装置10におけるクリーニングブラシ16,18にプリクリーニング剤が供給されず、これらのクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に電気的な抵抗層がプリクリーニング剤により形成されない点のみであり、他の点についてはプロセスカートリッジ132及びプロセスカートリッジ143は、その構成は共通化されている。
Here, the
但し、本実施形態に係るレーザープリンタでは、第1の実施形態のようにプロセスカートリッジ143の使用開始前にクリーニングブラシ16,18にプリクリーニング剤により抵抗層を形成しない代わりに、未使用のプロセスカートリッジ143をレーザープリンタに装着すると、制御ユニット138が記録紙Pに対する作像動作を実際に開始する前に、作像ユニット104に対してクリーニング装置10のクリーニングブラシ16,18にトナーを供給するためのプリクリーニング動作が実行される。
However, in the laser printer according to the present embodiment, an unused process cartridge is used instead of forming a resistance layer with the pre-cleaning agent on the cleaning brushes 16 and 18 before starting the use of the
次に、本実施形態に係るレーザープリンタの作像ユニット104にて実行されるプリクリーニング動作について説明する。
Next, a pre-cleaning operation executed by the
コントローラ136は、レーザープリンタの作像ユニット104におけるプロセスカートリッジ143が新しいものに交換されると、記録紙Pに対する実際の作像動作を開始する前に、制御ユニット138に対してプリクリーニング開始命令を出力すると共に、中間転写ベルト102を移動開始させ、プリクリーニング動作が完了するまで中間転写ベルト102の移動を継続させる。
When the
プリクリーニング開始命令を受けた制御ユニット138は、転写ロール28への転写電圧の印加を停止させつつ、感光体ドラム12を回転開始させると共に、帯電器20により像担持面14に対する帯電を開始する。次いで、制御ユニット138は、テストパターン画像に対応する画像情報をレーザースキャナ142へ出力し、レーザースキャナ142により感光体ドラム12の像担持面14にテストパターン画像に対応する静電潜像を形成させる。制御ユニット138は、静電潜像の現像位置への移動に同期して現像器24を作動開始させ、現像器24により像担持面14の静電潜像をトナー像に現像する。このトナー像は、転写ロール28により中間転写ベルト102へ転写されることなく、像担持面14上に保持されたままクリーニング装置10へ移動する。
Upon receiving the pre-cleaning start command, the
ここで、テストパターン画像としては、レーザープリンタにより形成可能な画像サイズのうち最大幅の画像であって、画像濃度が比較的高いものが選択される。具体的には、テストパターン画像(トナー像)は、その現像質量が0.05mg/cm2〜0.2mg/cm2の範囲内で設定され、画像密度が30%程度に設定されたものが好ましい。制御ユニット138は、上記のようなテストパターン画像が1.5min〜3minに亘って感光体ドラム12の像担持面14上に連続的に形成されるように作像ユニット104を制御する。
Here, as the test pattern image, an image having the maximum width among the image sizes that can be formed by the laser printer and having a relatively high image density is selected. Specifically, the test pattern image (toner image), those that developed mass is set in the range of 0.05mg / cm 2 ~0.2mg / cm 2 , the image density is set to about 30% preferable. The
制御ユニット138は、レーザースキャナ142による像担持面14の走査開始に同期してクリーニング装置10を作動開始させ、プレクリーニングコロトロン80及び除電ランプ78をそれぞれ駆動開始すると共に、クリーニングブラシ16,18及びデトーニングロール40,42をそれぞれ所定の方向へ回転させつつ、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16のブラシ芯金34
、デトーニングロール40のロール芯金48及びスクレーパ66に規定の電圧VB1、VR1、VS1をそれぞれ印加させると共に、クリーニングブラシ18のブラシ芯金34、デトーニングロール42のロール芯金48及びスクレーパ66に規定の電圧VB2、VR2、VS2をそれぞれ印加させる。
The
The specified voltages VB1, VR1, and VS1 are applied to the
図6(A)のタイミングチャートには、印加電圧VB1、VR1、VS1及び印加電圧VB2、VR2、VS2のオン及びオフのタイミングが示されている。制御ユニット138は、像担持面14にテストパターン画像が形成開始されると、電圧VB1、VR1、VS1及び電圧VB2、VR2、VS2を時間Tの周期で交互にオン及びオフするサイクルをテストパターン画像の形成完了後まで繰り返す。ここで、Tは1秒〜3秒の範囲内で適宜設定され、また電圧VB1、VR1、VS1及び電圧VB2、VR2、VS2は、それぞれ+260Vに設定される。これにより、電圧VB1、VR1、VS1がオンの時に、像担持面14上にトナー像を形成していた負極性のトナーがクリーニングブラシ16のブラシ毛36に転移し、このトナーがブラシ毛36の表面に吸着保持され、また電圧VB2、VR2、VS2がオンの時に、像担持面14上にトナー像を形成していたトナーがクリーニングブラシ18のブラシ毛36に転移し、このトナーがブラシ毛36の表面に吸着保持される。このとき、デトーニングロール40,42には、それぞれクリーニングブラシ16,18と同一電位の電圧VR1、VR2が印加されている。これにより、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に吸着されたトナーは、通常のクリーニング時とは異なり、デトーニングロール40,42へ転移せず、大部分がブラシ毛36に付着したままになる。
In the timing chart of FIG. 6A, the ON and OFF timings of the applied voltages VB1, VR1, and VS1 and the applied voltages VB2, VR2, and VS2 are shown. When the formation of the test pattern image on the
制御ユニット138は、像担持面14上に形成されたテストパターン画像の後端がクリーニング装置10を通過すると、感光体ドラム12を回転停止させると共に、クリーニング装置10を作動停止させることで、作像ユニット104によるプリクリーニング動作を完了させ、記録紙Pへの通常の画像形成動作に備える。
When the trailing edge of the test pattern image formed on the
本実施形態に係るレーザープリンタでは、制御ユニット138が、クリーニング装置10の使用開始前に、転写ロール28を作動停止させつつ、現像器24により像担持面14にトナー像を形成させ、このトナー像を形成したトナーの帯電極性とは逆極性の電圧VB1、VB2を高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34に交互に印加させ、像担持面14からクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36にトナーを転移させ、このトナーをブラシ毛36に吸着保持させるプリクリーニング動作を実行することにより、
クリーニング装置10を残留トナーを除去回収するために実際に使用する開始前に、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に、このブラシ毛36よりも電気的な抵抗が高いトナーをそれぞれ付着させ、このトナーによりブラシ毛36の表面に電気的な抵抗層を形成することができるので、クリーニング装置10の実際の使用開始時に、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36にトナーにより抵抗層が形成されない場合と比較し、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と像担持面14との間の電気抵抗を上昇させることができ、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34にそれぞれ所定電位の電圧を印加すれば、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と像担持面14との間に生じる電界の強度を十分に確保できる。
In the laser printer according to the present embodiment, the
Prior to the actual use of the
この結果、本実施形態に係るレーザープリンタによれば、クリーニング装置10の使用開始時に、像担持面14から除去回収したトナー(残留トナー)がクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に付着していなくても、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と像担持面14との間に生じる電界の強度を十分に確保できるようになるので、クリーニング装置10によるクリーニング性能が低下することを効果的に防止できる。
As a result, according to the laser printer according to the present embodiment, the toner (residual toner) removed and collected from the
なお、本実施形態に係る作像ユニット104では、高圧電源ユニット90が通常の画像形成時にクリーニングブラシ16及びデトーニングロール40には正極性の電圧VB1、VR1、VS1を印加すると共に、クリーニングブラシ18及びデトーニングロール42には負極性の電圧VB2、VR2、VS2を印加する。このような高圧電源ユニット90の機能上、プリクリーニング動作時に、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ18及びデトーニングロール42に印加する電圧の極性を反転できない場合には、像担持面14上でトナー像を形成したトナーを上流側のクリーニングブラシ16のブラシ毛36に吸着保持した後、このクリーニングブラシ16のトナーを下流側のクリーニングブラシ16のブラシ毛36に転移させるようにしても良い。
In the
この場合には、図6(B)のタイミングチャートに示されるように、制御ユニット138は、像担持面14にテストパターン画像が形成開始されると、正極性の電圧VB1、VR1、VS1をそれぞれオンして、像担持面14上からクリーニングブラシ16のブラシ毛36に十分な量のトナーを吸着保持する。このクリーニングブラシ16のブラシ毛36に吸着されたトナーには、ブラシ毛36からの電荷の注入現象が生じて逆極性(+極性)に帯電するものが生成される。従って、クリーニングブラシ16により逆極性に帯電したトナーが生成された後、正極性の電圧VB2、VR2、VS2をオンすれば、クリーニングブラシ16からクリーニングブラシ18にトナーの一部を転移させ、クリーニングブラシ18のブラシ毛36にトナーを吸着保持させることができる。ここで、電圧VB1、VR1、VS1は+500V〜+800Vの範囲内から適宜選択された電圧値とされ、電圧VB2、VR2、VS2は−350V〜−500Vの範囲内から適宜選択された電圧値とされる。
In this case, as shown in the timing chart of FIG. 6B, when the
本実施形態に係るレーザープリンタによれば、プリクリーニング動作として上記のような制御を行った場合でも、クリーニング装置10の使用開始時に、像担持面14から除去回収したトナー(残留トナー)がクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36に付着していなくても、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と像担持面14との間に生じる電界の強度を十分に確保できるようになるので、クリーニング装置10によるクリーニング性能が低下することを効果的に防止できる。
According to the laser printer of this embodiment, even when the above-described control is performed as the pre-cleaning operation, the toner (residual toner) removed and collected from the
また本実施形態に係るレーザープリンタでは、給紙搬送機構110(図1参照)での記録紙Pの詰まりの発生等により感光体ドラム12の像担持面14上に形成したトナー像を中間転写ベルト102へ転写できないトナー像の未転写が発生した場合に、作像ユニット104の感光体ドラム12から未転写のトナー像をクリーニングするためのトナー像クリーニング動作が実行される。
In the laser printer according to the present embodiment, the toner image formed on the
制御ユニット138は、トナー像クリーニング動作を実行する際には、通常のクリーニング動作時と比較し、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16及びデトーニングロール40に印加する電圧をそれぞれ所定の電圧値昇圧しつつ、クリーニング装置10により感光体ドラム12の像担持面14をクリーニングさせる。
When executing the toner image cleaning operation, the
このとき、高圧電源ユニット90は、通常のクリーニング動作時にクリーニングブラシ16のブラシ芯金34に印加する電圧VB1(+250V〜+400V)に300V〜400Vの範囲で設定された値(好ましくは+50V)を加算した電圧VB1´を印加すると共に、デトーニングロール40のロール芯金48及びスクレーパ66に印加する電圧VR1(+650V〜+800V)、VS1(+650V〜+800V)にそれぞれ700V〜800Vの範囲で設定された値を加算した電圧VR1´、VS1´を印加する。これにより、通常のクリーニング時と比較し、クリーニングブラシ16のブラシ毛36と像担持面14との表面電位差が上昇すると共に、クリーニングブラシ16とデトーニングロール40との表面電位差は略同一値に維持される。
At this time, the high voltage
また制御ユニット138は、トナー像クリーニング動作の設定条件を維持しつつ、感光体ドラム12を2回転以上に亘って回転させ、感光体ドラム12の回転数と同じ回数だけクリーニング装置10によるクリーニング動作を繰り返す。このとき、制御ユニット138は、例えば、像担持面14に形成された画像サイズや画像濃度等に応じてトナー像クリーニング動作の繰返しの回数を増減する。
Further, the
本実施形態に係るレーザープリンタでは、制御ユニット138が像担持面14上に形成されたトナー像が転写ロール28を通過した後にも、この像担持面14上に残存している場合、トナー像が像担持面14上に残存しない場合と比較し、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16及びデトーニングロール40に印加する電圧をそれぞれ昇圧してブラシ毛36と像担持面14との間に生じる表面電位差を上昇させると共に、クリーニングブラシ16とデトーニングロール40との表面電位差を通常のクリーニング時と略同一に維持することにより、像担持面14上にトナー像を形成したトナーを上流側のクリーニングブラシ16により効率的に像担持面14から除去回収できる。
In the laser printer according to the present embodiment, when the toner image formed on the
この結果、本実施形態に係るクリーニング装置10によれば、トナー像クリーニング動作を実行すれば、紙詰まり等によりトナー像の転写が行われず、像担持面14上に多量のトナーが残存している場合でも、短時間で像担持面14上からトナーをムラなく除去回収できるので、トナー像の未転写後のクリーニング時間を短縮できると共に、トナー像の未転写が発生した直後に形成した画像の画質が残留トナーの影響により低下することを防止できる。
As a result, according to the
なお、本実施形態に係るレーザープリンタでは、デトーニングロール40のロール芯金48及びスクレーパ66に印加する電圧をクリーニングブラシ16のブラシ芯金34に印加する電圧の昇圧にスライドさせて昇圧しているが、クリーニングブラシ16とデトーニングロール40との初期の表面電位差が十分に大きく、クリーニングブラシ16のブラシ芯金34に印加する電圧の昇圧後にも一定以上の電位差(例えば、400V)を確保できる場合には、必ずしもデトーニングロール40のロール芯金48及びスクレーパ66に印加する電圧を昇圧する必要はない。
In the laser printer according to the present embodiment, the voltage applied to the
また本実施形態に係るレーザープリンタでは、作像ユニット104における感光体ドラム12へのトナー像の形成回数が増加するに従って、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34にそれぞれ印加する電圧VB1、VB2の電位を徐々に昇圧するクリーニング電圧の経時補正動作が実行される。具体的には、制御ユニット138は、画像形成時における感光体ドラム12の像担持面14へのトナー像の形成回数(作像回数)をカウントし、この作像回数の累積値がドラムサイクルで1000回転増加する毎に、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34に印加する電圧VB1、VB2の絶対値を0.1V〜0.25Vの範囲内で設定された値ずつ昇圧すると共に、デトーニングロール40,42のロール芯金48及びスクレーパ66にに印加する電圧VR1、VR2及び電圧VS1、VS2の絶対値を電圧VB1、VB2と同じ値だけ昇圧する。
In the laser printer according to this embodiment, as the number of toner image formations on the
本実施形態に係るレーザープリンタでは、制御ユニット138が作像ユニット104における感光体ドラム12へのトナー像の形成が増加するに従って、高圧電源ユニット90によクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34並びにデトーニングロール40,42のロール芯金48及びスクレーパ66にそれぞれ印加する電圧の電位を徐々に昇圧することより、クリーニング回数の増加に伴ってクリーニングブラシ16,18に劣化、磨耗等が生じてクリーニングブラシ16の像担持面14への接触圧及び接触面積が減少しても、これらにより生じるクリーニング能力の低下を補うことができるようになるので、クリーニング装置10のクリーニング能力が経時的に低下することを効果的に防止できる。
In the laser printer according to this embodiment, as the
また本実施形態に係るレーザープリンタでは、制御ユニット138が、環境センサー140により検出された温度及び湿度に応じて、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34に印加する電圧VB1、VB2を調整すると共に、デトーニングロール40,42のロール芯金48及びスクレーパ66に印加する電圧VR1、VR2及び電圧VS1、VS2を調整するクリーニング電圧の環境補正動作が実行される。
In the laser printer according to the present embodiment, the
制御ユニット138は、例えば、環境センサー140により検出された温度が26℃以上であって、かつ相対湿度が55%以上である場合には、作像ユニット104が高温/高湿の環境条件下にあると判断し、この条件以外の環境条件(常温又は常湿の環境条件)下で印加される電圧に対して、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34に印加する電圧VB1、VB2を低下させると共に、デトーニングロール40,42のロール芯金48及びスクレーパ66に印加する電圧VR1、VR2及び電圧VS1、VS2を低下させる。具体的には、制御ユニット138は、高温/高湿の環境条件下では、常温又は常湿の環境条件)下よりも、電圧VB1、VB2、VR1、VR2、VS1、VS2をそれぞれ10V〜50V低下させる。
For example, when the temperature detected by the
ここで、クリーニングブラシ16,18を用いたクリーニング装置10が高温及び多湿の環境下で使用される場合には、樹脂材料を基材として成形されたクリーニングブラシ16,18のブラシ毛36が空気中の水分を吸収する吸湿現象が生じやすくなり、このような吸湿現象によってブラシ毛36自体の電気抵抗が低下する。このため、上記のようなクリーニング電圧の環境補正動作を実行しない場合には、クリーニングブラシ16,18のブラシ毛36と感光体ドラム12の像担持面14との間に生じる電界の強度を十分に確保できなくなり、クリーニング装置10によるクリーニング性能が低下し、クリーニング不良が発生し易くなる。
Here, when the
それに対し、本実施形態に係るレーザープリンタでは、制御ユニット138が、環境センサー140により検出された温度及び湿度に応じて、高圧電源ユニット90によりクリーニングブラシ16,18のブラシ芯金34並びにデトーニングロール40,42のロール芯金48及びスクレーパ66にそれぞれ印加する電位を調整することにより、環境条件に影響されることなく、クリーニング装置10によるクリーニング能力を常に略一定に維持できる。
On the other hand, in the laser printer according to the present embodiment, the
なお、本発明の第2の実施形態に係るレーザープリンタでは、クリーニング装置10がプロセスカートリッジ143の一部として構成され、このプロセスカートリッジ143が装置本体に対して交換可能とされていたが、クリーニング装置10が単体で装置本体に対して交換可能とされている場合でも、プリクリーニング動作、トナー像クリーニング動作、クリーニング電圧の経時補正動作又はクリーニング電圧の環境補正動作を実行することにより、クリーニング装置10がプロセスカートリッジ143の一部として構成されている場合と共通の作用効果が得られることは言うまでもない。
In the laser printer according to the second embodiment of the present invention, the
10 クリーニング装置
12 感光体ドラム(像担持体)
14 像担持面
16 クリーニングブラシ(第1のクリーニングブラシ)
18 クリーニングブラシ(第2のクリーニングブラシ)
36 ブラシ毛(クリーニングブラシ)
40 デトーニングロール(第1のトナー回収ロール)
42 デトーニングロール(第2のトナー回収ロール)
48 ロール芯金
66 スクレーパ
78 除電ランプ
80 プレクリーニングコロトロン
86 遮蔽部
90 高圧電源ユニット(第1の電圧印加手段、第2の電圧印加手段、クリーニング電源部)
102 中間転写ベルト(中間転写体)
104 作像ユニット(作像手段)
132 プロセスカートリッジ
136 コントローラ(制御手段)
138 制御ユニット(制御手段)
140 環境センサー
143 プロセスカートリッジ
10
14
18 Cleaning brush (second cleaning brush)
36 Brush hair (cleaning brush)
40 Detoning roll (first toner collecting roll)
42 Detoning roll (second toner collecting roll)
48
102 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
104 Imaging unit (imaging means)
132
138 Control unit (control means)
140
Claims (9)
前記クリーニング手段に、円柱状のブラシ芯金部の外周側から径方向外側へ延出すると共に、該径方向に対して回転方向後方へ傾斜したブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第1のクリーニングブラシと、円柱状のブラシ芯金部の外周側に電気的な抵抗層が設けられ、該抵抗層の外周面からなるロール面を前記ブラシ毛に接触させつつ回転する第1のトナー回収ロールと、前記像担持体の移動方向に沿って前記第1のクリーニングブラシの下流側に配置され、円柱状のブラシ芯金部の外周側から径方向外側へ延出すると共に、該径方向に対して回転方向後方へ傾斜したブラシ毛を前記像担持体の表面に接触させつつ回転する第2のクリーニングブラシと、円柱状のブラシ芯金部の外周側に電気的な抵抗層が設けられ、該抵抗層の外周面からなるロール面を前記ブラシ毛に接触させつつ回転する第2のトナー回収ロールと、前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金及び前記第1及び第2のトナー回収ロールのロール芯金に所定電位の電圧をそれぞれ印加するクリーニング電源部とを設けると共に、
前記クリーニング手段の使用開始前に、前記転写手段を作動停止させつつ、前記作像手段により前記像担持体にトナー像を形成させ、該トナー像を形成したトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を前記クリーニング電源部により前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金にそれぞれ交互に印加させ、前記像担持体から前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛にトナーを転移させ、該トナーを前記ブラシ毛に吸着保持させるプリクリーニング動作を実行する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit that forms a toner image on an image carrier based on an electrophotographic process; a transfer unit that transfers the toner image carried by the developing unit from the image carrier to a recording medium or an intermediate transfer member; and the image carrier. An image forming apparatus comprising: cleaning means for removing and collecting toner remaining on the surface of the image carrier after completion of transfer of the toner image from the body to the recording medium or the intermediate transfer body,
While the cleaning means is extended radially outward from the outer peripheral side of the cylindrical brush metal core, brush hair inclined in the rotational direction rearward relative to the radial direction is brought into contact with the surface of the image carrier. An electric resistance layer is provided on the outer peripheral side of the rotating first cleaning brush and the cylindrical brush core, and the first rotating brush rotates while the roll surface formed of the outer peripheral surface of the resistance layer is in contact with the brush bristles. 1 toner collecting roll and a downstream side of the first cleaning brush along the moving direction of the image carrier, extending radially outward from the outer peripheral side of the cylindrical brush core, A second cleaning brush that rotates while bringing the bristles inclined rearward in the rotational direction with respect to the radial direction into contact with the surface of the image carrier, and an electrical resistance layer on an outer peripheral side of the cylindrical brush metal core And the resistance A second toner recovery roll that rotates while contacting a roll surface of the outer peripheral surface of the brush with the brush bristles, a brush metal core of the first and second cleaning brushes, and a first toner recovery roll and a second toner recovery roll. While providing a cleaning power supply unit for applying a voltage of a predetermined potential to the roll mandrel,
Before starting the use of the cleaning means, the transfer means is stopped, and a toner image is formed on the image carrier by the image forming means, and a voltage having a polarity opposite to the charged polarity of the toner that formed the toner image is formed. Is alternately applied to the brush cores of the first and second cleaning brushes by the cleaning power supply unit, and the toner is transferred from the image carrier to the brush hairs of the first and second cleaning brushes. An image forming apparatus comprising control means for performing a pre-cleaning operation for adsorbing and holding toner on the bristles .
前記除電手段は、像担持面の表面電位が前記第1の電圧印加手段が前記第1のクリーニングブラシのブラシ芯金に印加する電圧と前記第2の電圧印加手段が前記第2のクリーニングブラシのブラシ芯金に印加する電圧との中間の電位であって、しかも像担持面と前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ毛との表面電位差が放電開始電圧以下とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項記載の画像形成装置。 Disposed on the upstream side of the first cleaning brush along the moving direction of the image carrier, and has a charge eliminating means for neutralizing the surface of the image bearing surface,
The neutralization means includes a surface potential of the image bearing surface, the voltage applied by the first voltage application means to the brush core of the first cleaning brush, and the second voltage application means of the second cleaning brush. an intermediate potential between the voltage applied to the brush core metal, moreover claims, characterized in that the surface potential of the image bearing surface and the bristles of the first and second cleaning brushes than the discharge start voltage The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
前記除電手段として用いられた除電ランプから照射される除電光を遮蔽して該除電光が像担持体の表面における前記トナー帯電手段によるトナー帯電領域に入射することを阻止する光遮蔽部材と、
を有することを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。 A toner charging unit disposed adjacent to the upstream side of the charge eliminating unit along the moving direction of the image carrier and controlling the polarity and charging potential of the toner attached to the surface of the image carrying surface;
A light shielding member that shields the static elimination light emitted from the static elimination lamp used as the static elimination means and prevents the static elimination light from entering the toner charging area by the toner charging means on the surface of the image carrier;
The image forming apparatus according to claim 4, further comprising:
前記制御手段は、さらに、前記環境センサーにより検出された環境条件に応じて、前記クリーニング電源部により前記第1及び第2のクリーニングブラシのブラシ芯金並びに前記第1及び第2のトナー回収ロールのロール芯金にそれぞれ印加する電圧の電位を調整することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項記載の画像形成装置。 An environmental sensor for detecting environmental conditions including temperature and humidity in the installation environment of the cleaning device;
The control means further includes a brush metal core of the first and second cleaning brushes and a first and a second toner collecting roll of the first and second cleaning brushes by the cleaning power supply unit in accordance with the environmental condition detected by the environmental sensor. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein the potential of the voltage applied to each of the roll cores is adjusted .
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