JP4961142B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to images forming device.

従来、電子写真式の画像形成装置では、像担持体や中間転写体などの被清掃体たる像担持体について、記録体や他の像担持体へトナー像を転写した後の表面に付着した不必要な転写残トナーはクリーニング装置によって除去している。このクリーニング装置のクリーニング部材として、一般的に構成を簡単にでき、クリーニング性能も優れていることから、クリーニングブレードを用いたものがよく知られている。   Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, an image carrier that is a member to be cleaned, such as an image carrier or an intermediate transfer member, is not adhered to the surface after a toner image is transferred to a recording member or another image carrier. Necessary transfer residual toner is removed by a cleaning device. As a cleaning member of this cleaning device, one using a cleaning blade is well known because it can generally be simplified in configuration and has excellent cleaning performance.

また、近年の高画質化の要求に応えるべく、重合法等により形成された球形に近いトナー(以下、「球形トナー」という。)を用いた画像形成装置が知られている。この球形トナーは、従来の粉砕トナー(異形トナー)に比べて転写効率が高いなどの特徴があり、近年の高画質化の要求に応えることが可能であることが知られている。しかし、球形トナーは、図10に示すように、クリーニングブレード102に堰き止められた後、感光体101との摩擦力により転がってクリーニングブレード102をすり抜けて、クリーニング性が悪化してしまう。   Further, in order to meet the recent demand for higher image quality, an image forming apparatus using a nearly spherical toner (hereinafter referred to as “spherical toner”) formed by a polymerization method or the like is known. This spherical toner has characteristics such as higher transfer efficiency than conventional pulverized toner (unshaped toner), and is known to be able to meet the recent demand for higher image quality. However, as shown in FIG. 10, the spherical toner is dammed up by the cleaning blade 102, and then rolls by the frictional force with the photosensitive member 101 and slips through the cleaning blade 102, thereby deteriorating the cleaning performance.

これに対し、小粒径トナーや球形トナーのクリーニング時にも確実なクリーニング性を備えたクリーニング方式として、静電ブラシクリーニング方式がある。図11は、静電ブラシクリーニング装置の概略構成図である。静電ブラシクリーニング装置110は、感光体101の表面に接触摺擦するように導電性ブラシローラ111を配し、さらに導電性ブラシローラ111のブラシに付着したトナーをはじいて、ブラシからトナーを除去する除去手段たるフリッカー112を設ける。導電性ブラシローラ111に電源113から電圧を印加し、摺擦力に加え静電気力で感光体からトナーを除去するものである。このため、小粒径トナーや球形トナーに対してもクリーニング性能が得られる。   On the other hand, there is an electrostatic brush cleaning method as a cleaning method having a reliable cleaning property even when cleaning a small particle size toner or a spherical toner. FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an electrostatic brush cleaning device. The electrostatic brush cleaning device 110 disposes the toner from the brush by disposing the conductive brush roller 111 so as to contact and rub against the surface of the photosensitive member 101 and repelling the toner adhering to the brush of the conductive brush roller 111. Flicker 112 is provided as a removing means. A voltage is applied to the conductive brush roller 111 from the power supply 113, and the toner is removed from the photosensitive member by an electrostatic force in addition to the rubbing force. For this reason, the cleaning performance can be obtained even with respect to a small particle size toner or a spherical toner.

一般的に画像形成装置では、転写工程で現像後のトナー極性と逆極性の電圧を印加して感光体上のトナーを転写するため、転写後に感光体上に残ったトナーは現像後のトナー極性のままのトナーと逆極性に帯電したトナーの混合物となっている。この両極性の混合物をクリーニングするクリーニング装置として、図12に示すようなクリーニング装置120が提案されている。すなわち、正極性の電圧が印加される第1導電性ブラシローラ121と、負極性の電圧が印加される第2導電性ブラシローラ172とを並べ各極性トナーごとにクリーニングするものである。   In general, in an image forming apparatus, a toner having a polarity opposite to that of a developed toner is applied in a transfer process to transfer the toner on the photoreceptor, so that the toner remaining on the photoreceptor after the transfer is the toner polarity after development. It is a mixture of the toner as it is and the toner charged to the opposite polarity. As a cleaning device for cleaning this bipolar mixture, a cleaning device 120 as shown in FIG. 12 has been proposed. That is, the first conductive brush roller 121 to which a positive voltage is applied and the second conductive brush roller 172 to which a negative voltage is applied are arranged and cleaned for each polarity toner.

しかし、感光体101に対向して2本の導電性ブラシローラ121、122を配置し、さらには、それぞれのブラシに付着したトナーを回収する回収装置123、124を配置することは画像形成装置の小型化という課題を達成し難い。そこで、特許文献1では、サイズを増加させずにトナーに各極性トナーごとにクリーニングする導電性ブラシローラを備えたクリーニング装置を提案している。この特許文献1の導電性ブラシローラは、複数の導電性の起毛に正極性のバイアスを印加して、複数の起毛が正極性の電位を有する第1領域と起毛に負極性のバイアスを印加して、複数の起毛が負極性の電位を有する第2の領域とに分けらている。そして、正極性、負極性それぞれの領域に分割されたブラシローラを回転させて、それぞれを感光体表面に接触させて、感光体表面から各極性トナーごとにクリーニングしている。これにより、像担持体に対向して1本のブラシローラを配置するのみでよいので、小型化という点でメリットがある。   However, two conductive brush rollers 121 and 122 are arranged opposite to the photoconductor 101, and further, collecting devices 123 and 124 for collecting toner adhering to the respective brushes are arranged in the image forming apparatus. It is difficult to achieve the problem of miniaturization. Therefore, Patent Document 1 proposes a cleaning device that includes a conductive brush roller that cleans toner for each polarity toner without increasing the size. In the conductive brush roller of Patent Document 1, a positive bias is applied to a plurality of conductive nappings, and a negative bias is applied to the first region where the plurality of nappings have a positive potential and napping. Thus, the plurality of raised hairs are divided into second regions having a negative potential. Then, the brush roller divided into the positive and negative areas is rotated so that each of the brush rollers comes into contact with the surface of the photoconductor, and cleaning is performed for each polar toner from the surface of the photoconductor. Accordingly, it is only necessary to arrange one brush roller so as to face the image carrier, and this is advantageous in terms of downsizing.

特開2005−157374号公報JP 2005-157374 A

特許文献1の静電ブラシクリーナにおいては、正極性の電位を有する第1領域および負極性の電位を有する第2領域を容易に変形可能な複数の起毛で構成しているので、例えば、起毛が感光体と接触したときなどに、起毛が変形して、第1領域の起毛と、第2領域の起毛とが接触してリークするおそれがある。リークしてしまうと、第1領域および第2領域の電位が減少して、ブラシで転写残トナーを静電的に吸着することができなくなり、クリーニング不良が生じる問題があった。このため、起毛を絶縁性の部材でコーティングして、第1領域の起毛と第2領域の起毛とが接触しても、リークしないようにすることが考えられる。しかし、経時使用で絶縁性のコーティングが摩耗により無くなってしまうと、起毛の導電性の部分が露出してしまい、この露出した部分同士が接触してしまうと、リークしてしまう問題があった。   In the electrostatic brush cleaner of Patent Document 1, the first region having a positive potential and the second region having a negative potential are configured by a plurality of raised portions that can be easily deformed. When the contact with the photosensitive member occurs, the raised hair is deformed, and the raised hair in the first region and the raised hair in the second region may come into contact with each other and leak. If the leakage occurs, the potentials of the first region and the second region decrease, and the transfer residual toner cannot be electrostatically adsorbed by the brush, resulting in a problem of defective cleaning. For this reason, it is conceivable that the raising is coated with an insulating member to prevent leakage even if the raising in the first region and the raising in the second region come into contact with each other. However, when the insulating coating disappears due to wear over time, the conductive portions of the brushed portions are exposed, and if the exposed portions are in contact with each other, there is a problem of leakage.

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、装置の小型化を図るとともに、正極性の電位を有する第1領域と負極性の電位を有する第2領域とが接触してリークするのを防止することができる画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to reduce the size of the device and to include a first region having a positive potential and a second region having a negative potential. contact with and to provide the images forming apparatus that can be prevented from leaking.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像装置と、該像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、該像担持体をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、上記クリーニング装置は、表面に正極性の電位を有する第1領域と、負極性の電位を有する第2領域とを有し、像担持体に当接させてクリーニングニップを形成し、該像担持体の表面のトナーを静電的に除去するクリーニングローラを備え、上記トナーは、形状係数SF−1が100〜150の範囲にあり、粒径が、5[μm]以上10[μm]以下であって、上記像担持体と上記クリーニングローラとの対向領域において、上記像担持体表面移動方向と上記クリーニングローラの表面移動方向とが同一方向であり、上記像担持体の線速をVd、クリーニングローラの線速をVcとしたとき、0.5≦Vc/Vd≦1.5、上記クリーニングニップ幅を、1[mm]以下、上記第1領域と上記第2領域との領域間ピッチを、10μm以上、500μm以下に設定し、上記像担持体表面が上記クリーニングニップを通過する間に上記第1領域と上記第2領域に接触するように構成し、上記第1領域と上記第2領域との領域間に形成された電界により、像担持体表面上の転写残トナーを、このトナーの帯電極性と逆極性の電位を有する領域へ移動させて、このトナーの帯電極性と逆極性の電位を有する領域に付着させて像担持体表面から除去することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記クリーニング装置は、上記クリーニングローラに当接し、クリーニングローラに付着したトナーを堰き止めて、該クリーニングローラ表面の該トナーの帯電極性と異なる極性の領域と対向させるスクレーパ部材を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記スクレーパ部材および上記クリーニングローラのいずれか一方が弾性変形するように、上記スクレーパ部材を上記クリーニングローラに当接させたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかの画像形成装置において、上記クリーニング装置は、上記第1領域に正極性のバイアスが印加される第1電極を備え、上記第2領域に負極性のバイアスが印加される第2電極を備え、上記クリーニングローラ表面の一端側に正極性のバイアスを印加する第1電源と電気的に接続して、該第1電極に該正極性のバイアスを給電する第1給電電極と、上記クリーニングローラ表面の他端側に負極性のバイアスを印加する第2電源と電気的に接続して、該第2電極に該負極性のバイアスを給電する第2給電電極とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、上記第1電極および上記第2電極は、インクジェット方式で導電性インクを上記クリーニングローラ表面に印字することで形成されることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項4の画像形成装置において、上記第1電極および上記第2電極は、フォトリソグラフィー工法により形成したことを特徴とするものである。
To achieve the above object, the invention of claim 1 includes an image carrier, a charging device for charging the image carrier, a latent image forming device for forming an electrostatic latent image on the image carrier, Development device for developing toner by attaching toner to electrostatic latent image on image carrier, transfer device for transferring toner image on image carrier to transfer material, and cleaning device for cleaning image carrier The cleaning device has a first region having a positive potential and a second region having a negative potential on the surface, and is brought into contact with the image carrier for cleaning. A cleaning roller that forms a nip and electrostatically removes toner on the surface of the image carrier is provided. The toner has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 150 and a particle size of 5 [μm. ] And 10 [μm] or less, and the image carrier and the above When the image carrier surface movement direction and the cleaning roller surface movement direction are the same in the region facing the cleaning roller, the linear velocity of the image carrier is Vd, and the linear velocity of the cleaning roller is Vc. 0.5 ≦ Vc / Vd ≦ 1.5, the cleaning nip width is set to 1 [mm] or less, and the pitch between the first region and the second region is set to 10 μm or more and 500 μm or less , The image carrier surface is configured to come into contact with the first region and the second region while passing through the cleaning nip, and an electric field formed between the first region and the second region. Then, the transfer residual toner on the surface of the image carrier is moved to a region having a potential opposite to the charged polarity of the toner, and is adhered to the region having a potential opposite to the charged polarity of the toner. It is characterized in that the removal from the surface.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the cleaning device contacts the cleaning roller, blocks the toner adhering to the cleaning roller, and charges the toner on the surface of the cleaning roller. A scraper member is provided to face a region having a polarity different from the polarity.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the second aspect, the scraper member is brought into contact with the cleaning roller so that one of the scraper member and the cleaning roller is elastically deformed. It is a feature.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the cleaning device includes a first electrode to which a positive bias is applied to the first region, and the second region. Is provided with a second electrode to which a negative bias is applied, and is electrically connected to a first power source that applies a positive bias to one end of the surface of the cleaning roller, and the positive electrode is connected to the first electrode. A first feeding electrode for feeding a bias and a second power source for applying a negative bias to the other end of the surface of the cleaning roller are electrically connected to feed the negative bias to the second electrode. The second power supply electrode is provided.
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth aspect, the first electrode and the second electrode are formed by printing conductive ink on the surface of the cleaning roller by an ink jet method. It is a feature.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the fourth aspect, the first electrode and the second electrode are formed by a photolithography method.

請求項1乃至12の発明によれば、クリーニングローラ表面の正極性の電位を有する第1領域で像担持体表面の負極性に帯電したトナーを除去し、クリーニングローラ表面の負極性の電位を有する第2領域で正極性に帯電したトナーを除去することで、1本のクリーニングローラで感光体表面の両極性のトナーを除去することができる。よって、正極性、負極性の電圧をそれぞれ印加した2本のローラを並べるものに較べて装置を小型化することができる。また、クリーニングローラの表面に第1領域と第2領域とを形成したので、ブラシローラの複数の起毛で第1領域と第2領域とを形成したものに比べて、第1領域と第2領域とが接触するのを抑制することができる。よって、第1領域と第2領域とが接触することによって生じるリークを抑制することができ、第1領域および第2領域の電位の低下を抑制することができ、良好なクリーニング性能を維持することができる。   According to the first to twelfth aspects of the present invention, the negatively charged toner on the surface of the image carrier is removed in the first region having the positive potential on the surface of the cleaning roller, and the negative potential on the surface of the cleaning roller is obtained. By removing the positively charged toner in the second region, it is possible to remove the bipolar toner on the surface of the photoreceptor with a single cleaning roller. Therefore, the apparatus can be reduced in size as compared with the case where two rollers to which positive and negative voltages are respectively applied are arranged. In addition, since the first region and the second region are formed on the surface of the cleaning roller, the first region and the second region are compared with those in which the first region and the second region are formed by a plurality of brushed brush brushes. Can be prevented from coming into contact with each other. Therefore, leakage caused by contact between the first region and the second region can be suppressed, a decrease in potential of the first region and the second region can be suppressed, and good cleaning performance can be maintained. Can do.

本発明によれば、クリーニングローラ表面の正極性の電位を有する第1領域で像担持体表面の負極性に帯電したトナーを除去し、クリーニングローラ表面の負極性の電位を有する第2領域で正極性に帯電したトナーを除去することで、1本のクリーニングローラで感光体表面の両極性のトナーを除去することができる。よって、正極性、負極性の電圧をそれぞれ印加した2本のローラを並べるものに較べて装置を小型化することができる。また、クリーニングローラの表面に第1領域と第2領域とを形成したので、ブラシローラの複数の起毛で第1領域と第2領域とを形成したものに比べて、第1領域と第2領域とが接触するのを抑制することができる。よって、第1領域と第2領域とが接触することによって生じるリークを抑制することができ、第1領域および第2領域の電位の低下を抑制することができ、良好なクリーニング性能を維持することができる。 According to the onset bright, to remove the charged toner to the negative polarity of the image bearing member surface in the first region having a positive polarity of the potential of the cleaning roller surface, the second region having a negative potential of the cleaning roller surface By removing the positively charged toner, the bipolar toner on the surface of the photosensitive member can be removed with one cleaning roller. Therefore, the apparatus can be reduced in size as compared with the case where two rollers to which positive and negative voltages are respectively applied are arranged. In addition, since the first region and the second region are formed on the surface of the cleaning roller, the first region and the second region are compared with those in which the first region and the second region are formed by a plurality of brushed brush brushes. Can be prevented from coming into contact with each other. Therefore, leakage caused by contact between the first region and the second region can be suppressed, a decrease in potential of the first region and the second region can be suppressed, and good cleaning performance can be maintained. Can do.

上記構成のプリンタにおいて、帯電装置2の帯電ローラ2aによって表面を一様に帯電された感光体1は、露光装置3によって静電潜像を形成され、現像装置6によってトナー像を形成される。当該トナー像は転写装置5によって感光体1表面から、給紙トレイ4から搬送された転写紙Pへ転写される。   In the printer having the above configuration, the photosensitive member 1 whose surface is uniformly charged by the charging roller 2a of the charging device 2 forms an electrostatic latent image by the exposure device 3, and forms a toner image by the developing device 6. The toner image is transferred from the surface of the photoreceptor 1 to the transfer paper P conveyed from the paper feed tray 4 by the transfer device 5.

上記転写装置5の下方には、記録体たる転写紙Pを複数枚重ねて収容する給紙カセット4が配設されている。この給紙カセット4は、一番上の転写紙Pに押し当てている給紙ローラ4aを所定のタイミングで回転駆動させ、その転写紙Pを給紙搬送路に給紙する。給紙搬送路内では、送り出された転写紙Pが複数の搬送ローラ対13を経た後、レジストローラ対14のローラ間に挟まれて止まる。レジストローラ対14は、挟み込んだ転写紙Pを、上述のようにして感光体1上に形成されたトナー像に重ね合わせ得るタイミングで転写ローラ12aと感光体1との間の転写ニップに向けて送り出す。これにより、感光体1上のトナー像と、レジストローラ対14によって送り出された転写紙Pとが転写ニップで同期して密着される。そして、転写電圧の影響によって転写紙P上に静電転写される。   Below the transfer device 5, a paper feed cassette 4 that stores a plurality of transfer papers P as recording bodies is disposed. The paper feed cassette 4 rotates the paper feed roller 4a pressed against the uppermost transfer paper P at a predetermined timing, and feeds the transfer paper P to the paper feed path. In the paper feed conveyance path, the transferred transfer paper P passes through the plurality of conveyance roller pairs 13 and then is sandwiched between the rollers of the registration roller pair 14 and stopped. The registration roller pair 14 faces the transfer nip between the transfer roller 12a and the photoconductor 1 at a timing at which the sandwiched transfer paper P can be superimposed on the toner image formed on the photoconductor 1 as described above. Send it out. As a result, the toner image on the photosensitive member 1 and the transfer paper P sent out by the registration roller pair 14 are brought into close contact with each other at the transfer nip. Then, it is electrostatically transferred onto the transfer paper P due to the influence of the transfer voltage.

上記転写ローラ12aには、紙搬送ベルト12が巻き付いており、紙搬送ベルト12は、転写ローラ12aと駆動ローラ12bとに張架されて、図中反時計回りに無端移動する。また、この紙搬送ベルト12の更に左側方には、定着装置9、排紙ローラ対10が順次配設されている。上述のトナー像が静電転写された転写紙Pは、紙搬送ベルト12上に送られた後、定着装置9内に入る。定着装置9内に入った転写紙Pは、加熱処理及び加圧処理が施される。これにより、トナーが圧力を受けながら熱溶融して転写紙Pにトナー像が定着せしめられる。そして、転写紙Pは定着装置9内から排紙ローラ対10を経て排紙トレイ15へと排出される。   A paper transport belt 12 is wound around the transfer roller 12a, and the paper transport belt 12 is stretched between the transfer roller 12a and the drive roller 12b, and moves endlessly counterclockwise in the drawing. Further, a fixing device 9 and a discharge roller pair 10 are sequentially disposed on the left side of the paper conveying belt 12. The transfer paper P on which the above-described toner image has been electrostatically transferred is fed onto the paper transport belt 12 and then enters the fixing device 9. The transfer paper P that has entered the fixing device 9 is subjected to heat treatment and pressure treatment. As a result, the toner is thermally melted under pressure and the toner image is fixed on the transfer paper P. Then, the transfer paper P is discharged from the fixing device 9 to the paper discharge tray 15 through the paper discharge roller pair 10.

転写されずに感光体ドラム上に残ったトナーはクリーニング装置7によって回収される。   The toner remaining on the photosensitive drum without being transferred is collected by the cleaning device 7.

感光体1、その周囲に配置された現像装置6、帯電装置2、クリーニング装置7等を一体化したプロセスカートリッジとして構成しても良い。このプロセスカートリッジは、プリンタ本体に対して着脱自在となっている。よって、プロセスカートリッジ内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジを交換すればよく、利便性が向上する。   The photosensitive member 1, the developing device 6, the charging device 2, the cleaning device 7, and the like arranged around the photosensitive member 1 may be configured as a process cartridge. This process cartridge is detachable from the printer body. Therefore, when the life of a component housed in the process cartridge comes to an end or maintenance is necessary, the process cartridge may be replaced, and the convenience is improved.

図2は、上記クリーニング装置7を示す拡大構成図である。クリーニング装置7は、クリーニングローラ71と、スクレーパ部材73と、搬送手段74とを有している。クリーニングローラ71を感光体1に当接させて、クリーニングニップを形成する。このニップで感光体1表面と同方向に移動させるように、クリーニングローラ71を図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめる。板状のスクレーパ部材73は、その先端のエッジを所定の圧力でクリーニングローラに当接させるように配設されている。また、搬送手段74は、スクレーパ部材73の重力方向下側に配設されている。   FIG. 2 is an enlarged configuration diagram showing the cleaning device 7. The cleaning device 7 includes a cleaning roller 71, a scraper member 73, and a transport unit 74. The cleaning roller 71 is brought into contact with the photoreceptor 1 to form a cleaning nip. The cleaning roller 71 is driven to rotate counterclockwise in the figure by driving means (not shown) so as to move in the same direction as the surface of the photoreceptor 1 at this nip. The plate-shaped scraper member 73 is disposed so that the edge at the tip thereof is brought into contact with the cleaning roller with a predetermined pressure. Further, the conveying means 74 is disposed below the scraper member 73 in the direction of gravity.

図3は、クリーニングローラ71の概略構成図である。クリーニングローラ11は、円筒状の芯金に発泡ウレタンゴムなどの弾性部材で構成された弾性層を形成し、この弾性層にポリイミドなどの絶縁性の表面層が形成されている。この表面層には、正極性のバイアスが印加される複数の第1電極71aと、負極性のバイアスが印加される複数の第2電極71bとが設けられている。第1電極71aは、クリーニングローラ71の図中左端部に設けられた第1接続電極71cから軸方向に延びており、第2電極71bは、クリーニングローラ71の図中右端部に設けられた第2接続電極71dから軸方向に延びている。そして、第1電極71aと第2電極71bとが、クリーニングローラ71の表面に互い違いになるように配置されている。第1電極71aに正極性のバイアスが印加されると、この第1電極が配置されているクリーニングローラの表面が正極性の電位を有する第1領域71eとなる。また、第2電極71bに負極性のバイアスが印加されると、第2電極が配置されているクリーニングローラの表面が負極性の電位を有する第2領域71fとなる。そして、第1電極と第2電極とを互い違いに設けることで、図4に示すように、第1領域71eと第2領域71fとの間に強い電界が形成される。この領域間に形成された電界によって、感光体表面の正極性または負極性に帯電した転写残トナーを第1領域71eまたは第2領域71fに引き寄せてクリーニングローラ71に静電吸着させることができる。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the cleaning roller 71. The cleaning roller 11 is formed with an elastic layer made of an elastic member such as foamed urethane rubber on a cylindrical metal core, and an insulating surface layer such as polyimide is formed on the elastic layer. The surface layer is provided with a plurality of first electrodes 71a to which a positive bias is applied and a plurality of second electrodes 71b to which a negative bias is applied. The first electrode 71a extends in the axial direction from a first connection electrode 71c provided at the left end of the cleaning roller 71 in the figure, and the second electrode 71b is provided at the right end of the cleaning roller 71 in the figure. The two connection electrodes 71d extend in the axial direction. The first electrode 71 a and the second electrode 71 b are arranged on the surface of the cleaning roller 71 so as to alternate. When a positive bias is applied to the first electrode 71a, the surface of the cleaning roller on which the first electrode is disposed becomes a first region 71e having a positive potential. In addition, when a negative bias is applied to the second electrode 71b, the surface of the cleaning roller on which the second electrode is disposed becomes a second region 71f having a negative potential. Then, by providing the first electrode and the second electrode alternately, as shown in FIG. 4, a strong electric field is formed between the first region 71e and the second region 71f. By the electric field formed between these regions, the transfer residual toner charged to the positive or negative polarity on the surface of the photoreceptor can be attracted to the cleaning roller 71 by being attracted to the first region 71e or the second region 71f.

第1接続電極71cには、第1電極71aに正極性のバイアスを印加する第1電源701の接続部701aが当接しており、第2接続電極71dには、第2電極71bに負極性のバイアスを印加する第2電源702の接続部702aが当接している。第1電極71aおよび第2電極71bに印加する電圧は、放電しないような電圧に設定している。本実施形態においては、電極ピッチを100[μm]とし、第1電極71aに+500[V]の電圧を印加し、第2電極71bに−500[V]の電圧を印加している。第1電極71aおよび第2電極71bは、クリーニングローラ71の表面から剥き出しの状態でなくても良く、クリーニングローラ71の表面層に、第1電極71aおよび第2電極71bを被覆する保護層を設けても良い。保護層を設けることで、スクレーパ部材73や感光体との摩擦力で電極が摩耗するのを抑制することができる。また、保護層を表面エネルギーの低い材質で形成する等して、表面の摩擦係数を低くするのが望ましい。これにより、スクレーパ部材73や感光体との摩擦力で保護層が摩耗したり、表面に汚れが付着したりするのを抑制することができる。また、保護層の表面が摩擦帯電してしまうと、電極間の電界が阻害されてしまうおそれがあるので、保護層は、高抵抗導電性のものにするのが好ましい。無帯電トナーや弱帯電トナーをクリーニングニップで負極性に摩擦帯電するように、保護層の摩擦帯電系列を考慮した材料としても良い。   The first connection electrode 71c is in contact with a connection portion 701a of a first power source 701 that applies a positive bias to the first electrode 71a, and the second connection electrode 71d has a negative polarity with respect to the second electrode 71b. A connection portion 702a of the second power source 702 to which a bias is applied is in contact. The voltage applied to the first electrode 71a and the second electrode 71b is set to a voltage that does not discharge. In this embodiment, the electrode pitch is 100 [μm], a voltage of +500 [V] is applied to the first electrode 71a, and a voltage of −500 [V] is applied to the second electrode 71b. The first electrode 71a and the second electrode 71b do not have to be exposed from the surface of the cleaning roller 71, and a protective layer that covers the first electrode 71a and the second electrode 71b is provided on the surface layer of the cleaning roller 71. May be. By providing the protective layer, it is possible to suppress wear of the electrode due to frictional force with the scraper member 73 and the photoreceptor. Further, it is desirable to reduce the surface friction coefficient, for example, by forming the protective layer with a material having a low surface energy. Thereby, it can suppress that a protective layer wears out with the frictional force with the scraper member 73 or a photoconductor, or that dirt adheres to the surface. In addition, if the surface of the protective layer is triboelectrically charged, the electric field between the electrodes may be hindered. Therefore, the protective layer is preferably made of a high resistance conductive material. A material considering the triboelectric charging series of the protective layer may be used so that the non-charged toner or the weakly charged toner is frictionally charged to the negative polarity at the cleaning nip.

クリーニングローラ表面層の電極は、ポリイミドなどからなる薄層のフレキシブル基板にフォトリソグラフィー工法で電極パターンを形成した後、エッチング工法を施して、金属膜を除去することで、形成することができる。そして、この電極パターンが形成されたフレキシブル基板を、上記弾性層の表面に貼り付けることで、クリーニングローラ71に電極が形成された表面層を形成することができる。このとき、基板の電極が内側となるように弾性層の表面に貼り付けることで、クリーニングローラ表面に電極が剥き出しとなることがなくなり、電極を保護することができる。フォトリソグラフィー工法を用いることで、電極を微細にでき、電極ピッチを狭めることができる。よって、クリーニングローラの線速を速くしなくても、感光体表面がクリーニングニップを通過する過程で、第1電極および第2電極と対向させることができる。また、領域間に強い電界を形成することができ、領域間の電界でトナーを捕捉することができる。また、インクジェット工法で表面層の表面に導電性のインクを吐出することで、クリーニングローラの表面に電極を形成することもできる。インクジェット工法で電極を形成しても、電極を微細にでき、電極ピッチを狭めることができる。本実施形態のクリーニング装置7においては、インクジェット工法で電極を形成するのが好ましい。インクジェット工法を用いることで、円筒状のクリーニングローラ表面に直接電極を形成することができ、クリーニングローラ71の製造を容易に行うことができる。   The electrode on the surface layer of the cleaning roller can be formed by forming an electrode pattern on a thin flexible substrate made of polyimide or the like by a photolithography method and then performing an etching method to remove the metal film. Then, the surface layer on which the electrode is formed on the cleaning roller 71 can be formed by attaching the flexible substrate on which the electrode pattern is formed to the surface of the elastic layer. At this time, by sticking the electrode of the substrate on the surface of the elastic layer so as to be inside, the electrode is not exposed to the surface of the cleaning roller, and the electrode can be protected. By using a photolithography method, the electrodes can be made fine and the electrode pitch can be narrowed. Therefore, even if the linear velocity of the cleaning roller is not increased, the surface of the photoreceptor can be opposed to the first electrode and the second electrode in the process of passing the cleaning nip. Further, a strong electric field can be formed between the regions, and the toner can be captured by the electric field between the regions. Moreover, an electrode can also be formed on the surface of the cleaning roller by discharging conductive ink onto the surface of the surface layer by an inkjet method. Even if the electrodes are formed by the inkjet method, the electrodes can be made fine and the electrode pitch can be narrowed. In the cleaning device 7 of the present embodiment, it is preferable to form electrodes by an inkjet method. By using the inkjet method, the electrode can be directly formed on the surface of the cylindrical cleaning roller, and the cleaning roller 71 can be easily manufactured.

電極の幅が広く、電極ピッチが広いと、領域間の電界が弱くなり、この領域間の電界が感光体表面の転写残トナーに及ぼす影響が弱くなる。このように電極ピッチが広い場合は、電極と感光体表面との間の電界の影響により、転写残トナーに感光体から引き離すような静電的な力が働いて、感光体表面の転写残トナーがクリーニングローラの電極側へ移動して吸着する。転写残トナーには、感光体との間に分子間力などが働いているため、転写残トナーを感光体表面から引き離すのに大きな力がいる。このため、電極と感光体表面との間の電界により転写残トナーを感光体表面から除去する場合、電極に大きな電圧を印加して電界を大きくする必要が生じる。
一方、本実施形態のように、微細電極として電極ピッチ間を狭めたものの場合は、領域間の電界が強くなり、この領域間の電界でトナーをクリーニングローラに吸着させることができる。第1領域71eと第2領域71fとの間の電界は、クリーニングローラ周方向に生じるため、この電界により感光体表面の転写残トナーには、クリーニングローラの表面と接触するクリーニングニップにおいて、感光体表面を移動するような静電力が働く。これにより、感光体表面の転写残トナーは、感光体表面を移動して、クリーニングローラ71表面の転写残トナーの帯電極性と異極性の電位を有する領域に付着する。本実施形態の装置においては、球形のトナーを用いているため、感光体表面を移動し易くなっている。このため、感光体から引き離してクリーニングローラの電極に付着させるものに比べて、弱い電界でクリーニングローラ表面の転写残トナーの帯電極性と異極性の電位を有する領域に移動させることができる。その結果、電極に印加する電圧を弱めることができ、省エネ化を図ることができる。また、転写残トナーは、不均一に帯電している。このため、転写残トナーの弱帯電の部分がクリーニング表面と対向している場合がある。このような場合でも、領域間の電界の作用により、転写残トナーが転がると、転写残トナーの強帯電部分がクリーニングローラ表面と対向する。その結果、転写残トナーの強帯電部分を電極に吸着させることができ、転写残トナーを強い静電気力でクリーニングローラ表面に吸着させることができる。
When the width of the electrode is wide and the electrode pitch is wide, the electric field between the regions becomes weak, and the influence of the electric field between the regions on the transfer residual toner on the surface of the photosensitive member becomes weak. When the electrode pitch is wide as described above, an electrostatic force that separates the transfer residual toner from the photoconductor acts on the transfer residual toner due to the electric field between the electrode and the photoconductor surface. Moves to the electrode side of the cleaning roller and is adsorbed. Since an intermolecular force or the like acts on the transfer residual toner with respect to the photoconductor, there is a large force for separating the transfer residual toner from the surface of the photoconductor. For this reason, when the transfer residual toner is removed from the surface of the photoconductor by an electric field between the electrode and the surface of the photoconductor, it is necessary to apply a large voltage to the electrode to increase the electric field.
On the other hand, as in this embodiment, when the electrode pitch is narrowed as a fine electrode, the electric field between the regions becomes strong, and the toner can be adsorbed to the cleaning roller by the electric field between the regions. Since the electric field between the first region 71e and the second region 71f is generated in the circumferential direction of the cleaning roller, the transfer residual toner on the surface of the photoconductor is caused by the electric field in the cleaning nip that contacts the surface of the cleaning roller. An electrostatic force that moves on the surface works. As a result, the transfer residual toner on the surface of the photosensitive member moves on the surface of the photosensitive member and adheres to a region having a potential different from the charged polarity of the transfer residual toner on the surface of the cleaning roller 71. In the apparatus of this embodiment, since spherical toner is used, it is easy to move the surface of the photoreceptor. For this reason, it is possible to move to a region having a potential different from the charged polarity of the transfer residual toner on the surface of the cleaning roller with a weak electric field as compared with the case of being separated from the photosensitive member and attached to the electrode of the cleaning roller. As a result, the voltage applied to the electrode can be weakened, and energy saving can be achieved. Further, the transfer residual toner is charged unevenly. For this reason, the weakly charged portion of the transfer residual toner may face the cleaning surface. Even in such a case, when the transfer residual toner rolls due to the action of the electric field between the regions, the strongly charged portion of the transfer residual toner faces the cleaning roller surface. As a result, the strongly charged portion of the transfer residual toner can be adsorbed on the electrode, and the transfer residual toner can be adsorbed on the surface of the cleaning roller with a strong electrostatic force.

次に、上記クリーニング装置7の動作について詳しく説明する。プリント信号が入力されて画像形成動作が開始されると、帯電、書き込み、現像、転写工程を経た後、感光体1上の転写残トナーがクリーニング装置7との対向部へ送られてくる。この転写残トナーは、転写工程で電荷が注入されて、正規極性(負極性)に帯電したトナーのほかに、逆極性(正極性)に帯電したトナー、あるいは無帯電トナーが混合している。そして、感光体の表面がクリーニングニップ領域に進入すると、感光体表面の負極性の転写残トナーは、図4に示すような、クリーニングローラ71表面の第1領域71eと第2領域71fとの間に形成されたクリーニングローラ周方向の電界により捕捉される。感光体表面の負極性の転写残トナーは、この領域間の電界の影響を受けて感光体1とクリーニングローラ71との間を転がりながら正極性の電位を有する第1領域71eへ移動し、クリーニング表面の第1領域71eに静電的に吸着する。一方、感光体表面の正極性の転写残トナーは、領域間の電界の作用により、負極性の電位を有する第2領域71fへ感光体1とクリーニングローラ71との間を転がりながら移動し、第2領域71fに静電的に吸着する。また、感光体表面の弱帯電の転写残トナーも領域間の強い電界の作用によって、感光体1とクリーニングローラ71との間で転がり、摩擦帯電して帯電量を増やしながら、第1領域71eへ移動して、クリーニングローラ71に静電吸着する。また、感光体表面の無帯電トナーは、クリーニングニップを通過するまでの間に摩擦帯電して、クリーニングローラ71に静電吸着する。これにより、感光体表面の転写残トナーが、クリーニングローラ71によって除去される。   Next, the operation of the cleaning device 7 will be described in detail. When a print signal is input and an image forming operation is started, after the charging, writing, developing, and transferring steps, the transfer residual toner on the photosensitive member 1 is sent to a portion facing the cleaning device 7. In the transfer residual toner, in addition to the toner charged to the normal polarity (negative polarity) by being charged in the transfer step, the toner charged to the reverse polarity (positive polarity) or the non-charged toner is mixed. When the surface of the photoreceptor enters the cleaning nip region, negative transfer residual toner on the surface of the photoreceptor is between the first region 71e and the second region 71f on the surface of the cleaning roller 71 as shown in FIG. It is captured by the circumferential electric field formed in the cleaning roller. The negative transfer residual toner on the surface of the photoconductor moves under the influence of the electric field between the regions and moves between the photoconductor 1 and the cleaning roller 71 to the first region 71e having the positive potential and cleaning. It is electrostatically attracted to the first region 71e on the surface. On the other hand, the positive transfer residual toner on the surface of the photosensitive member moves while rolling between the photosensitive member 1 and the cleaning roller 71 to the second region 71f having a negative potential by the action of an electric field between the regions. The two regions 71f are electrostatically adsorbed. Further, the weakly charged transfer residual toner on the surface of the photosensitive member also rolls between the photosensitive member 1 and the cleaning roller 71 due to the action of a strong electric field between the regions, and frictionally charges to increase the charge amount to the first region 71e. Move and electrostatically attract to the cleaning roller 71. Further, the uncharged toner on the surface of the photosensitive member is frictionally charged before passing through the cleaning nip, and is electrostatically attracted to the cleaning roller 71. Thereby, the transfer residual toner on the surface of the photoreceptor is removed by the cleaning roller 71.

図5は、クリーニングローラ71表面の第2領域71fに静電吸着した正極性の転写残トナーが、スクレーパ部材73によって除去される様子を説明する図である。図5の(a)に示すように、クリーニングローラ71表面の第2領域71fに静電吸着した正極性の転写残トナーがスクレーパ部材73によって堰き止められる。スクレーパ部材73に堰き止められた正極性の転写残トナーは、図5(b)に示すように、クリーニングローラ表面を相対的に移動する。そして、図5(c)に示すように、スクレーパ部材73に堰き止められた正極性の転写残トナーが、クリーニングローラ71表面の正極性の電位を有する第1領域71eと対向すると、正極性の転写残トナーが反発力で回収ローラ表面から飛翔して、クリーニングローラ71から離脱する。
同様にして、クリーニングローラ71表面の第1領域71eに付着した負極性の転写残トナーが、スクレーパ部材73に堰止められた後、クリーニングローラ表面を相対的に移動する。そして、負極性の電位を有する第2領域71eと対向すると、反発力でクリーニングローラ表面から飛翔して、クリーニングローラ71から離脱する。これにより、クリーニングローラ表面から転写残トナーが除去されて、安定的なクリーニング性を維持することができる。
クリーニングローラ71から離脱した転写残トナーは、搬送手段74へ落下して、搬送手段74により、クリーニング装置7の外へ適宜排出される。
FIG. 5 is a view for explaining how the positive transfer residual toner electrostatically attracted to the second area 71 f on the surface of the cleaning roller 71 is removed by the scraper member 73. As shown in FIG. 5A, the positive transfer residual toner electrostatically attracted to the second region 71 f on the surface of the cleaning roller 71 is blocked by the scraper member 73. The positive transfer residual toner blocked by the scraper member 73 relatively moves on the surface of the cleaning roller as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 5C, when the positive transfer residual toner blocked by the scraper member 73 faces the first region 71e having the positive potential on the surface of the cleaning roller 71, the positive transfer residual toner The transfer residual toner flies from the surface of the collecting roller with a repulsive force and is separated from the cleaning roller 71.
Similarly, the negative transfer residual toner adhering to the first area 71e on the surface of the cleaning roller 71 is blocked by the scraper member 73 and then relatively moves on the surface of the cleaning roller. Then, when facing the second region 71 e having a negative potential, it flies off the surface of the cleaning roller with a repulsive force and is detached from the cleaning roller 71. Thereby, the transfer residual toner is removed from the surface of the cleaning roller, and stable cleaning performance can be maintained.
The untransferred toner separated from the cleaning roller 71 falls to the transport unit 74 and is appropriately discharged out of the cleaning device 7 by the transport unit 74.

また、スクレーパ部材73およびクリーニングローラ71の少なくといずれか一方が弾性変形するようにスクレーパ部材73をクリーニングローラ71に当接するのが好ましい。例えば、スクレーパ部材73やクリーニングローラ71を変形せずにクリーニングローラ71に当接させた場合、スクレーパ自身のうねりやローラ表面のうねりや偏心などで図6(a)に示すようにスクレーパ部材73とクリーニングローラ表面との間に隙間が生じる場合がある。このような場合、クリーニングローラ71に吸着した転写残トナーがスクレーパ部材73に堰き止められず、スクレーパ部材73とクリーニングローラ71との隙間からすり抜けてしまうおそれがある。このため、図6(b)に示すようにスクレーパ部材73の硬度を下げて、弾性変形してクリーニングローラ71に当接させるようにする。これにより、スクレーパ部材73のうねりやローラ表面のうねりや偏心などが生じても、スクレーパ部材73が弾性変形して、これらの変動を吸収し、クリーニングローラ71とスクレーパ部材73との密着性を確保することができる。また、図6(c)に示すように、クリーニングローラ71の方を弾性変形させるようにしても、同様の効果を得ることができる。   Further, it is preferable that the scraper member 73 is brought into contact with the cleaning roller 71 so that at least one of the scraper member 73 and the cleaning roller 71 is elastically deformed. For example, when the scraper member 73 and the cleaning roller 71 are brought into contact with the cleaning roller 71 without being deformed, the scraper member 73 and the scraper member 73 as shown in FIG. There may be a gap between the surface of the cleaning roller. In such a case, the transfer residual toner adsorbed on the cleaning roller 71 may not be blocked by the scraper member 73 and may slip through the gap between the scraper member 73 and the cleaning roller 71. For this reason, as shown in FIG. 6B, the hardness of the scraper member 73 is lowered and elastically deformed so as to contact the cleaning roller 71. As a result, even if the scraper member 73 swells, the roller surface swells, or the eccentricity occurs, the scraper member 73 is elastically deformed to absorb these fluctuations and ensure the adhesion between the cleaning roller 71 and the scraper member 73. can do. Further, as shown in FIG. 6C, the same effect can be obtained even when the cleaning roller 71 is elastically deformed.

また、クリーニングローラ71を感光体1の線速と同じにした場合、クリーニングニップを抜けるまで、感光体上転写残トナーとクリーニングローラ71の接触位置とが変化することがない。よって、クリーニングニップの入り口で感光体表面の転写残トナーの極性と同極性のバイアスが印加される電極とが対向した場合、感光体表面の転写残トナーは、同極性の電極の電界の影響は受けるが、領域間の電界の影響を受けることがない。よって、この転写残トナーは、領域間の電界によってクリーニングローラ表面の異極性の領域へ移動せしめる静電的な力を受けることがない。その結果、クリーニングローラ71に静電吸着できずに、感光体表面から除去できないおそれがある。よって、本実施形態においては、クリーニングローラ71を感光体1の線速よりも速くまたは遅くして、感光体1との間に線速差を設けるようにしている。   Further, when the cleaning roller 71 has the same linear velocity as the photosensitive member 1, the contact position between the toner remaining on the photosensitive member and the cleaning roller 71 does not change until the cleaning roller 71 passes through the cleaning nip. Therefore, if the electrode to which a bias having the same polarity as the polarity of the transfer residual toner on the surface of the photoconductor is opposed at the entrance of the cleaning nip, the transfer residual toner on the surface of the photoconductor is not affected by the electric field of the electrode of the same polarity. However, it is not affected by the electric field between the regions. Therefore, the untransferred toner is not subjected to an electrostatic force that moves to an area of a different polarity on the surface of the cleaning roller due to an electric field between the areas. As a result, there is a possibility that the cleaning roller 71 cannot be electrostatically attracted and cannot be removed from the surface of the photoreceptor. Therefore, in the present embodiment, the cleaning roller 71 is made faster or slower than the linear velocity of the photosensitive member 1 so as to provide a linear velocity difference with the photosensitive member 1.

図7は、クリーニングローラ71の線速を感光体の線速よりも遅くして線速差を設けたときの正極性の転写残トナーがクリーニングローラ71に吸着される様子を説明する図である。図7(a)に示すように、クリーニングニップの入り口で感光体表面の正極性の転写残トナーが、正極性のバイアスが印加される第1電極71aと対向すると、図7(b)に示すように、感光体表面に付着した転写残トナーが、図中時計方向に回転しながら、クリーニングローラ71の表面上を相対的に図中上方へ移動する。すると、感光体表面の転写残トナーが、クリーニングローラ表面の第1領域71eと第2領域71fとの間に形成される電界の影響によって、上方の負極性の電位を有する第2領域71fへ静電的に引き寄せられて、第2領域71fに付着する(図7(c))。これにより、クリーニングニップの入り口で感光体表面の転写残トナーの極性が、同極性の第1電極と対向しても、クリーニングニップを抜けるまでの間で確実にクリーニングローラ71に吸着させることができる。
なお、図7では、クリーニングローラ71の線速を感光体の線速よりも遅くした例について説明したが、クリーニングローラ71の線速を感光体1の線速よりも速くした場合も同様の効果を得ることができる。この場合は、転写残トナーは、クリーニングローラ71の表面を図中下側へ相対移動し、図中下側の領域に静電的に吸着される。
FIG. 7 is a diagram for explaining how the positive transfer residual toner is attracted to the cleaning roller 71 when the linear velocity of the cleaning roller 71 is made slower than the linear velocity of the photosensitive member to provide a linear velocity difference. . As shown in FIG. 7A, when the positive transfer residual toner on the surface of the photoreceptor faces the first electrode 71a to which a positive bias is applied, at the entrance of the cleaning nip, as shown in FIG. 7B. As described above, the transfer residual toner adhering to the surface of the photoconductor moves relatively upward on the surface of the cleaning roller 71 while rotating clockwise in the figure. Then, the untransferred toner on the surface of the photosensitive member is statically moved to the second region 71f having the negative potential on the upper side due to the influence of the electric field formed between the first region 71e and the second region 71f on the surface of the cleaning roller. It is attracted electrically and adheres to the second region 71f (FIG. 7C). Thereby, even if the polarity of the transfer residual toner on the surface of the photosensitive member at the entrance of the cleaning nip faces the first electrode having the same polarity, the toner can be reliably attracted to the cleaning roller 71 until it passes through the cleaning nip. .
In FIG. 7, the example in which the linear velocity of the cleaning roller 71 is made slower than the linear velocity of the photosensitive member has been described. However, the same effect can be obtained when the linear velocity of the cleaning roller 71 is made faster than the linear velocity of the photosensitive member 1. Can be obtained. In this case, the transfer residual toner relatively moves on the surface of the cleaning roller 71 downward in the figure, and is electrostatically attracted to the lower area in the figure.

また、一旦、クリーニングローラ71に静電吸着した転写残トナーがクリーニングローラと感光体との間の線速差による機械的な力によりクリーニングローラ表面を相対移動しないように、線速差による機械的な力を電極による静電的な吸着力よりも弱くしている。本実施形態においては、クリーニングローラの感光体への接触圧力によって、線速差による機械的な力を静電的な吸着力よりも弱くなるように調整している。また、クリーニングローラの感光体への接触圧力が低下する結果、クリーニングニップ幅が狭くならないように、クリーニングローラの表面の弾性を低くするのが好ましい。   Further, the transfer residual toner once electrostatically attracted to the cleaning roller 71 is not mechanically moved on the surface of the cleaning roller due to the mechanical force due to the linear speed difference between the cleaning roller and the photosensitive member. The force is weaker than the electrostatic adsorption force by the electrodes. In the present embodiment, the mechanical force due to the difference in linear velocity is adjusted to be weaker than the electrostatic attraction force by the contact pressure of the cleaning roller to the photosensitive member. Further, it is preferable to reduce the elasticity of the surface of the cleaning roller so that the cleaning nip width does not become narrow as a result of the contact pressure of the cleaning roller to the photosensitive member decreasing.

また、感光体上の無帯電の転写残トナーがクリーニングニップを抜けるまでの間に摩擦帯電して、クリーニングローラ71に静電吸着できるよう、感光体1とクリーニングローラ71との線速差や、クリーニングニップ幅を設定する。   Further, a linear velocity difference between the photosensitive member 1 and the cleaning roller 71 so that the uncharged transfer residual toner on the photosensitive member is frictionally charged before it passes through the cleaning nip and can be electrostatically attracted to the cleaning roller 71, Set the cleaning nip width.

感光体1とクリーニングローラ71との間に僅かな線速差があれば、感光体表面の転写残トナーは、クリーニングローラ表面の領域間の電界の影響を確実に受けることができ、転写残トナーの帯電極性と異なる極性の領域へ移動してクリーニングローラ71に静電吸着することができる。しかし、より確実に転写残トナーをクリーニングローラ71に静電吸着させるためには、感光体表面がクリーニングニップを通過する間に少なくなくとも一回以上第1領域71eおよび第2領域71fに接触することが好ましい。これにより、感光体表面の転写残トナーがクリーニングニップを抜けるまでの間に一回は、転写残トナーの帯電極性と異極性の電位を有する領域と接触することとなる。その結果、感光体上の転写残トナーを確実にクリーニングローラ71へ静電的に吸着させることができる。   If there is a slight linear velocity difference between the photosensitive member 1 and the cleaning roller 71, the transfer residual toner on the surface of the photosensitive member can be reliably affected by the electric field between the regions on the surface of the cleaning roller, and the transfer residual toner. It is possible to move to a region having a polarity different from the charged polarity of the toner and electrostatically attract the cleaning roller 71. However, in order to more reliably cause the transfer residual toner to be electrostatically attracted to the cleaning roller 71, the surface of the photoreceptor contacts the first region 71e and the second region 71f at least once while passing the cleaning nip. It is preferable. As a result, the transfer residual toner on the surface of the photosensitive member comes into contact with a region having a potential different from the charge polarity of the transfer residual toner until it passes through the cleaning nip. As a result, the transfer residual toner on the photoconductor can be electrostatically attracted to the cleaning roller 71 reliably.

第1電極71aと第2電極71bとの間の距離(以下、電極ピッチ)は、少なくともトナーの粒径以上に設定するのが好ましい。電極ピッチが小さいほど、領域間の電界が強くなり、トナーを静電的に吸着させる力が強くなるため、好ましい。しかし、図8(a)に示すように、電極ピッチLが、トナーの粒径よりも小さいと、感光体上のトナーは、複数の領域間の電界の影響を受けてしまう。すなわち、転写残トナーと対向するクリーニングローラ表面の領域のうち、図中左側に位置する第2領域Aとほぼ中央に位置する第1領域Bとの間の電界X1の影響によって正極性の転写残トナーには、図中左側へ静電的に移動させる力が働く。また、これと同時に、転写残トナーと対向するクリーニングローラ表面の領域のうち、図中右側に位置する第2領域Cとほぼ中央に位置する第1領域Bとの間の電界X2の影響によって正極性の転写残トナーに、図中右側へ静電的に移動する力が働く。その結果、転写残トナーを静電的に移動させる力が打ち消し合ってしまう。よって、トナーを静電的に移動させる力は、逆に弱まってしまう。このため、電極ピッチLは、図8(b)に示すように、少なくともトナーの粒径以上に設定するのが好ましい。これにより、転写残トナーは、ひとつの領域間の電界X3の影響しか受けず、この電界の影響が打ち消し合うことがない。よって、転写残トナーは、領域間の電界によって生じる図中左側へ移動せしめる静電的な力によって移動し、第2領域71fに吸着する。なお、本実施形態においては、平均粒径5〜10[μm]のトナーを用いるので、電極ピッチLは、少なくとも10[μm]以上にするのが、好ましい。   The distance between the first electrode 71a and the second electrode 71b (hereinafter referred to as electrode pitch) is preferably set at least equal to or greater than the particle size of the toner. The smaller the electrode pitch, the stronger the electric field between the regions and the stronger the force for electrostatically attracting the toner, which is preferable. However, as shown in FIG. 8A, when the electrode pitch L is smaller than the particle diameter of the toner, the toner on the photoreceptor is affected by the electric field between the plurality of regions. That is, of the cleaning roller surface area facing the transfer residual toner, the positive transfer residual is caused by the influence of the electric field X1 between the second area A located on the left side in the drawing and the first area B located substantially in the center. The toner is electrostatically moved to the left in the figure. At the same time, the positive electrode due to the influence of the electric field X2 between the second region C located on the right side in the drawing and the first region B located substantially in the center in the region of the surface of the cleaning roller facing the untransferred toner. The electrostatic transfer force acts on the right transfer residual toner in the figure. As a result, the forces that move the transfer residual toner electrostatically cancel each other. Therefore, the force for electrostatically moving the toner is weakened. For this reason, the electrode pitch L is preferably set to at least the particle size of the toner, as shown in FIG. As a result, the transfer residual toner is only affected by the electric field X3 between one region, and the effects of the electric field do not cancel each other. Therefore, the untransferred toner is moved by the electrostatic force that moves to the left in the drawing generated by the electric field between the regions, and is attracted to the second region 71f. In this embodiment, since toner having an average particle diameter of 5 to 10 [μm] is used, it is preferable that the electrode pitch L is at least 10 [μm] or more.

また、図9に示すように、電極ピッチLが広くても、感光体表面がクリーニングニップを通過する間に少なくなくとも一回以上第1電極71aおよび第2電極71bに接触させるためには、クリーニングニップ幅を大きくしたり、感光体1とクリーニングローラ71との線速差を大きくしたりすることが考えられる。しかし、ニップ幅を大きくしたりクリーニングニップにおける感光体1とクリーニングローラ71との線速差を大きくしたりすると、感光体1とクリーニングローラ71との摩擦力による摩耗の進行や摩擦によって転写残トナーの添加剤などが脱落して、感光体表面のフィルミングの進行を早めてしまう。このような不具合を抑えるため、クリーニングローラ71の線速Vcは、感光体の線速Vdに対して、0.5〜1.5倍に抑えるのが好ましい。また、クリーニングニップにおいて、クリーニングローラの移動方向が感光体の移動方向に対して逆方向に移動すると、上述同様、感光体1とクリーニングローラ71との摩擦力による摩耗の進行や摩擦によって転写残トナーの添加剤などが脱落して、感光体表面のフィルミングの進行を早めてしまうおそれがあるので、クリーニングニップにおいて、クリーニングローラの移動方向が感光体の移動方向に対して順方向に移動するのが好ましい。また、クリーニングローラの径を大きくすれば、クリーニングニップ幅を大きくすることができるが、クリーニングローラ71の径を大きくすると、装置が大型化してしまう。このため、装置の大型化を抑制するために、クリーニングローラの径は、10[mm]程度に抑える必要がある。クリーニングローラ71の径を10[mm]程度にした場合、クリーニングニップ幅Nを1[mm]以上大きくするのは、困難である。従って、本実施形態においては、ニップ幅1[mm]以下、(Vc(クリーニングローラの線速)/Vd(感光体の線速))0.5〜1.5に設定されている。よって、本実施形態において、電極ピッチLが最大となる条件は、ニップ幅Nが1[mm]、(Vc/vd)が0.5または1.5のときとなる。
感光体の表面がクリーニングニップ入り口から出口まで移動するのにかかる時間tは、t=N/vdとなる。この時間tで、クリーニングローラが移動する距離yは、Vc×t=(Vc/Vd)Nとなる。ニップ幅N=1[mm]、(Vc/Vd)が、0.5のとき、クリーニングローラ表面の移動距離yは、0.5[mm]となる。すなわち、感光体の表面がニップ幅1[mm]移動する間に、クリーニングローラの表面は0.5[mm]移動する。よって、電極間ピッチLを、0.5[mm]以下に設定すれば、感光体表面が、クリーニングニップを通過する間に第1電極71aおよび第2電極71bに接触させることができる。また、(Vc/Vd)が、1.5のときは、感光体の表面がニップ幅1[mm]移動する間に、クリーニングローラの表面は1.5[mm]移動する。すなわち、感光体表面がクリーニングニップを通過する間に、クリーニングローラ表面は、0.5[mm]先に進む。よって、この場合も、電極間ピッチLを0.5[mm]以下に設定すれば、感光体表面が、クリーニングニップを通過する間に第1電極71aおよび第2電極71bに接触させることができる。
Further, as shown in FIG. 9, even when the electrode pitch L is wide, in order to contact the first electrode 71a and the second electrode 71b at least once while the surface of the photoreceptor passes through the cleaning nip, It is conceivable to increase the cleaning nip width or increase the linear velocity difference between the photosensitive member 1 and the cleaning roller 71. However, when the nip width is increased or the difference in linear velocity between the photosensitive member 1 and the cleaning roller 71 in the cleaning nip is increased, the transfer residual toner is caused by the progress of abrasion or friction due to the frictional force between the photosensitive member 1 and the cleaning roller 71. Additives and the like fall off and the filming on the surface of the photoreceptor is accelerated. In order to suppress such a problem, the linear velocity Vc of the cleaning roller 71 is preferably suppressed to 0.5 to 1.5 times the linear velocity Vd of the photosensitive member. Further, when the moving direction of the cleaning roller moves in the cleaning nip in the direction opposite to the moving direction of the photosensitive member, the transfer residual toner is caused by the progress of abrasion or friction due to the frictional force between the photosensitive member 1 and the cleaning roller 71 as described above. This may cause the film additive on the photosensitive member to fall off and accelerate the filming on the surface of the photosensitive member. Therefore, in the cleaning nip, the moving direction of the cleaning roller moves in the forward direction relative to the moving direction of the photosensitive member. Is preferred. If the diameter of the cleaning roller is increased, the cleaning nip width can be increased. However, if the diameter of the cleaning roller 71 is increased, the size of the apparatus is increased. For this reason, in order to suppress the enlargement of the apparatus, it is necessary to suppress the diameter of the cleaning roller to about 10 [mm]. When the diameter of the cleaning roller 71 is about 10 [mm], it is difficult to increase the cleaning nip width N by 1 [mm] or more. Therefore, in this embodiment, the nip width is set to 1 [mm] or less and (Vc (linear speed of the cleaning roller) / Vd (linear speed of the photosensitive member)) of 0.5 to 1.5. Therefore, in the present embodiment, the conditions for maximizing the electrode pitch L are when the nip width N is 1 [mm] and (Vc / vd) is 0.5 or 1.5.
The time t required for the surface of the photoreceptor to move from the cleaning nip entrance to the exit is t = N / vd. The distance y that the cleaning roller moves at this time t is Vc × t = (Vc / Vd) N. When the nip width N = 1 [mm] and (Vc / Vd) is 0.5, the moving distance y on the cleaning roller surface is 0.5 [mm]. That is, the surface of the cleaning roller moves by 0.5 [mm] while the surface of the photoconductor moves by 1 [mm] of the nip width. Therefore, if the inter-electrode pitch L is set to 0.5 [mm] or less, the surface of the photoreceptor can be brought into contact with the first electrode 71a and the second electrode 71b while passing through the cleaning nip. When (Vc / Vd) is 1.5, the surface of the cleaning roller moves 1.5 [mm] while the surface of the photoconductor moves 1 mm in nip width. That is, while the photosensitive member surface passes through the cleaning nip, the cleaning roller surface advances 0.5 [mm] ahead. Therefore, also in this case, if the inter-electrode pitch L is set to 0.5 [mm] or less, the surface of the photoreceptor can be brought into contact with the first electrode 71a and the second electrode 71b while passing through the cleaning nip. .

次に、本実施形態の画像形成装置で好適に用いられるトナーについて説明する。高繊細な画像を得るためには、小粒径の粒径分布がシャープであるものが好ましい。小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。   Next, a toner that is preferably used in the image forming apparatus of the present embodiment will be described. In order to obtain a high-definition image, it is preferable that the particle size distribution of small particles is sharp. With a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the transfer rate can be increased.

また、トナーの形状係数SF−1は100〜150の範囲にあることが好ましい。ここで形状係数SF−1とは、球状物質の形状の丸さの割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面状に投影してできる楕円状図形の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで割って、100π/4を乗じた値で表される。
つまり、次の(1)式によって定義されるものである。

Figure 0004961142
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 150. Here, the shape factor SF-1 is a numerical value indicating the ratio of the roundness of the shape of the spherical material, and the square of the maximum length MXLNG of the elliptical shape formed by projecting the spherical material on a two-dimensional plane is defined as a graphic area AREA. Divided by and multiplied by 100π / 4.
That is, it is defined by the following equation (1).
Figure 0004961142

SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。一般的に、トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。よって、クリーニング装置で除去するトナー量を少なくできる。これより、形状係数SF−1が100〜150の範囲の円形度が高いトナーを用いることにより、クリーニング装置の長寿命化を図ることができる。 When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases. In general, when the shape of the toner is close to a sphere, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes point contact, so that the adsorption force between the toners is weakened and the fluidity is increased. The adsorption force between the toner and the photosensitive member is also weakened, and the transfer rate is increased. Therefore, the amount of toner removed by the cleaning device can be reduced. Accordingly, it is possible to extend the life of the cleaning device by using toner having a high degree of circularity with a shape factor SF-1 in the range of 100 to 150.

また、本実施例で使用したトナーは、次に示すような化学的合成工法で作成される。すなわち、有機溶媒中にウレア結合し得る変性されたポリエステル系樹脂を含む結着樹脂、着色剤を含有したトナー組成物を溶解或いは分散させ、水系媒体中で粒子化するとともに重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去、洗浄、乾燥して得られる。なお、平均円形度を大きくし、所謂球形トナーを得る化学的合成工法として、先述の工法以外に公知の乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法等の重合法を用いても良いし、従来の粉砕法で得られたトナーを熱処理により球形化処理したものを用いてもよい。   Further, the toner used in this embodiment is prepared by the chemical synthesis method as described below. That is, a binder resin containing a modified polyester resin that can be urea-bonded in an organic solvent, a toner composition containing a colorant is dissolved or dispersed to form particles in an aqueous medium and a polyaddition reaction. It is obtained by removing the solvent from the dispersion, washing and drying. In addition, as a chemical synthesis method for increasing the average circularity and obtaining a so-called spherical toner, a known emulsion polymerization method, suspension polymerization method, dispersion polymerization method or the like may be used in addition to the above-described method. A toner obtained by spheroidizing treatment by heat treatment may be used.

また、本実施形態では、ひとつのプロセスカートリッジを備えたモノクロ画像形成装置に本発明のクリーニング装置を適応しているが、これに限られない。例えば、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの4つのプロセスカートリッジを横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成するカラー画像形成装置に適応できる。   In this embodiment, the cleaning device of the present invention is applied to a monochrome image forming apparatus having one process cartridge, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a color image forming apparatus in which four process cartridges of magenta, cyan, yellow, and black are arranged side by side to constitute a tandem image forming unit.

また、感光体上のトナー像を中間転写体に転写し、その中間転写体上のトナー像を転写紙に転写する中間転写方式の画像形成装置にも適応することができる。このとき、本発明のクリーニング装置は、感光体上に付着した転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置のみならず、中間転写ベルト上に付着した転写残トナーをクリーニングする中間転写体クリーニング装置としても適用できる。中間転写体としては、ベルト状の中間転写ベルトのほか、ドラム状の中間転写ドラム等を用いることができる。中間転写体の電気的特性(体積抵抗率、表面抵抗率など)、厚さ、構造(単層、二層、それ以上の複層)、材料、材質等は、作像条件などにより適切なものを種々選択して採用することができる。   Further, the present invention can be applied to an intermediate transfer type image forming apparatus that transfers a toner image on a photosensitive member to an intermediate transfer member and transfers the toner image on the intermediate transfer member to a transfer sheet. At this time, the cleaning device of the present invention can be applied not only as a cleaning device for cleaning the transfer residual toner attached on the photosensitive member but also as an intermediate transfer member cleaning device for cleaning the transfer residual toner attached on the intermediate transfer belt. . As the intermediate transfer member, in addition to a belt-shaped intermediate transfer belt, a drum-shaped intermediate transfer drum or the like can be used. The electrical characteristics (volume resistivity, surface resistivity, etc.), thickness, structure (single layer, double layer, multiple layers), material, material, etc. of the intermediate transfer member are appropriate depending on the imaging conditions. Can be selected and employed.

また、本実施形態においては、クリーニングローラを感光体に当接させているが、クリーニングローラを感光体に近接配置させても良い。この場合においても、クリーニングローラ表面の正極性の電位を有する第1領域と負極性の電位を有する第2領域との間の電界によって感光体表面の転写残トナーを、転写残トナーの帯電極性と逆極性の領域に引き寄せる。領域間の電界の影響で引き寄せられた転写残トナーが、感光体表面を転がりながら移動して、転写残トナーの帯電極性と逆極性の領域に吸着する。これにより、正極性の転写残トナーおよび負極性の転写残トナーをひとつのローラで静電的に吸着することができる。   In this embodiment, the cleaning roller is brought into contact with the photoconductor, but the cleaning roller may be disposed close to the photoconductor. Also in this case, the transfer residual toner on the surface of the photosensitive member is changed to the charge polarity of the transfer residual toner by the electric field between the first region having a positive potential on the surface of the cleaning roller and the second region having a negative potential. Attracts to the reverse polarity region. The transfer residual toner attracted by the influence of the electric field between the regions moves while rolling on the surface of the photosensitive member, and is adsorbed to a region having a polarity opposite to the charged polarity of the transfer residual toner. Thereby, the positive transfer residual toner and the negative transfer residual toner can be electrostatically adsorbed by one roller.

(1)
以上、本実施形態のクリーニング装置によれば、クリーニングローラ表面に正極性の電位を有する第1領域と負極性の電位を有する第2領域とを設けたので、第1領域と第2領域とが接触してリークを生じることがない。また、ひとつのローラに正極性の電位を有する第1領域と負極性の電位を有する第2領域とを設けたので、一つのローラで負極性の転写残トナーおよび正極性の転写残トナーを除去することができる。よって、正極性、負極性の電圧をそれぞれ印加した2本のローラを並べるものに較べて装置を小型化することができる。
(2)
また、スクレーパ部材が、クリーニングローラに付着した転写残トナーを堰き止めて、クリーニングローラ表面のトナーの帯電極性と異なる極性の領域と対向させる。転写残トナーが、クリーニングローラ表面のトナーの帯電極性と異なる極性の領域と対向すると、反発力で回収ローラ表面から飛翔して、クリーニングローラから離脱する。これにより、クリーニングローラ表面から転写残トナーを除去することができる。よって、静電的に転写残トナーをクリーニングローラから除去するので、掻き取るなどの機械的に転写残トナーをクリーニングローラから除去する方法では除去し難かった球形トナーであっても、良好にクリーニングローラ表面から除去することができる。
(3)
また、上記スクレーパ部材および上記クリーニングローラのいずれか一方が弾性変形するように、上記スクレーパ部材を上記クリーニングローラに当接させている。これにより、クリーニングローラに偏心などによって、スクレーパ部材との接触位置が変動しても、スクレーパ部材またはクリーニングローラが弾性変形して、変動を吸収することができる。これにより、スクレーパ部材がクリーニングローラから離間することが抑制され、クリーニングローラに静電吸着した転写残トナーをスクレーパ部材で良好に堰き止めることができる。
(4)
また、上記感光体と上記クリーニングローラとの接触領域たるクリーニングニップにおいて、上記感光体と上記クリーニングローラとの間に線速差が生じるようにしたので、感光体上の転写残トナーがクリーニングニップを通過する間にクリーニングローラの異なる部分と対向することができる。これにより、感光体上の転写残トナーがクリーニングニップを通過するまでの間に第1領域と第2領域との間の電界の影響を受けるようになり、転写残トナーをクリーニングローラに静電的に付着させることができる。
(5)
また、上記感光体表面がクリーニングニップを通過する間に、上記第1および第2領域と感光持体表面とが少なくとも一回以上接触するようにしたので、感光体上の負極性に帯電したトナー、正極性に帯電したトナーを確実にクリーニングローラで除去することができる。
(6)
また、上記第1領域と第2領域とをトナーの平均粒径以上のピッチで交互に配置したので、トナーが複数の領域間の電界の影響を受けなくなる。よって、各領域間の電界の影響によって生じる静電気力が互いに打ち消し合って、転写残トナーを転写残トナーの帯電極性と異極性電位を有する領域へ移動させるための静電気力が弱まることが抑制される。
(7)
また、上記第1領域に第1電極を配置して、クリーニングローラの一端に設けられた第1給電電極たる第1接続電極を介して正極性のバイアスを第1電極に印加することで、クリーニングローラの第1領域を正極性の電位を有する領域にすることができる。また、上記第2領域に第2電極を配置し、クリーニングローラの一端に設けられた第2給電電極たる第2接続電極を介して負極性のバイアスを第2電極に印加することで、クリーニングローラの第2領域を負極性の電位を有する領域にすることができる。
(8)
また、記第1電極および上記第2電極を幅方向長さが微細な微細電極とすることで、電極ピッチを狭めることができる。これにより、電極間の電界が強くなり、感光体表面の転写残トナーを電極間の電界の影響で転写残トナーの帯電極性と異極性の電位を有するクリーニングローラ表面へ静電的に移動せしめることができる。また、電極ピッチが狭まることで、感光体とクリーニングローラとの線速差が小さくても、感光体表面がクリーニングニップを通過する間にクリーニングローラ表面の第1領域と第2領域とを接触させることができ、両極性のトナーをクリーニングローラで良好に除去することができる。また、感光体とクリーニングローラとの線速差を小さくできるので、クリーニングローラと感光体との摺擦による摩耗を抑制することができる。
(9)
また、インクジェット方式で導電性インクを上記クリーニングローラ表面に吐出して、クリーニングローラの電極を形成することで、微細な電極を形成することができる。
(10)
また、上記クリーニングローラの電極を、フォトリソグラフィー工法により形成することで、微細な電極を形成することができ、電極間のピッチを狭くすることができる。
(11)
また、本実施形態の画像形成装置によれば、上記(1)〜(10)の特徴をもつクリーニング装置7を用いることで、装置を小型化することができ、良好なクリーニング性能を得ることができる。
(12)
また、トナー像を形成するためのトナーとして、形状係数SF−1が100〜150の範囲にあるものを用いる。これにより、クリーニング入力量が低減し余裕度が向上するとともに、高画質画像が得られる。また、クリーニング装置の長寿命化も図れる。
(1)
As described above, according to the cleaning device of the present embodiment, since the first region having the positive potential and the second region having the negative potential are provided on the surface of the cleaning roller, the first region and the second region are There is no leak due to contact. In addition, since the first region having a positive potential and the second region having a negative potential are provided on one roller, the negative transfer residual toner and the positive transfer residual toner are removed by one roller. can do. Therefore, the apparatus can be reduced in size as compared with the case where two rollers to which positive and negative voltages are respectively applied are arranged.
(2)
Further, the scraper member blocks the transfer residual toner adhering to the cleaning roller and opposes the region having a polarity different from the charged polarity of the toner on the surface of the cleaning roller. When the untransferred toner faces a region having a polarity different from the charging polarity of the toner on the surface of the cleaning roller, it flies off from the surface of the collecting roller by a repulsive force and is separated from the cleaning roller. Thereby, the transfer residual toner can be removed from the surface of the cleaning roller. Therefore, since the transfer residual toner is electrostatically removed from the cleaning roller, even the spherical toner, which is difficult to remove by mechanical removal residual toner from the cleaning roller such as scraping, can be satisfactorily removed. It can be removed from the surface.
(3)
Further, the scraper member is brought into contact with the cleaning roller so that one of the scraper member and the cleaning roller is elastically deformed. Accordingly, even if the position of contact with the scraper member varies due to eccentricity of the cleaning roller, the scraper member or the cleaning roller can be elastically deformed to absorb the variation. Accordingly, the scraper member is prevented from being separated from the cleaning roller, and the transfer residual toner that is electrostatically attracted to the cleaning roller can be satisfactorily blocked by the scraper member.
(4)
In addition, since a linear speed difference is generated between the photoconductor and the cleaning roller in the cleaning nip which is a contact area between the photoconductor and the cleaning roller, the transfer residual toner on the photoconductor passes through the cleaning nip. While passing, it can face different parts of the cleaning roller. As a result, the transfer residual toner on the photoconductor is affected by the electric field between the first region and the second region before passing through the cleaning nip, and the transfer residual toner is electrostatically applied to the cleaning roller. Can be attached to.
(5)
In addition, since the first and second regions and the surface of the photoconductor are in contact with each other at least once while the surface of the photoconductor passes through the cleaning nip, the negatively charged toner on the photoconductor The toner charged to the positive polarity can be surely removed by the cleaning roller.
(6)
Further, since the first region and the second region are alternately arranged at a pitch equal to or larger than the average particle diameter of the toner, the toner is not affected by the electric field between the plurality of regions. Therefore, it is possible to suppress the electrostatic force generated by the influence of the electric field between the regions from canceling each other and weakening the electrostatic force for moving the transfer residual toner to the region having the charged polarity and the different polarity potential of the transfer residual toner. .
(7)
In addition, the first electrode is disposed in the first region, and a positive bias is applied to the first electrode via the first connection electrode as the first power supply electrode provided at one end of the cleaning roller, thereby cleaning the first electrode. The first region of the roller can be a region having a positive potential. The second roller is disposed in the second region, and a negative bias is applied to the second electrode via a second connection electrode that is a second power feeding electrode provided at one end of the cleaning roller. The second region can be a region having a negative potential.
(8)
Moreover, the electrode pitch can be narrowed by using the first electrode and the second electrode as fine electrodes having a fine width in the width direction. As a result, the electric field between the electrodes is strengthened, and the transfer residual toner on the surface of the photoreceptor is electrostatically moved to the surface of the cleaning roller having a potential different from the charged polarity of the transfer residual toner due to the electric field between the electrodes. Can do. In addition, since the electrode pitch is narrowed, the first area and the second area on the surface of the cleaning roller are brought into contact with each other while the surface of the photoconductor passes through the cleaning nip even if the linear velocity difference between the photoconductor and the cleaning roller is small. The bipolar toner can be satisfactorily removed by the cleaning roller. In addition, since the difference in linear velocity between the photoconductor and the cleaning roller can be reduced, wear due to friction between the cleaning roller and the photoconductor can be suppressed.
(9)
Further, a fine electrode can be formed by ejecting conductive ink onto the surface of the cleaning roller by an inkjet method to form an electrode of the cleaning roller.
(10)
Further, by forming the electrodes of the cleaning roller by a photolithography method, a fine electrode can be formed and the pitch between the electrodes can be narrowed.
(11)
Further, according to the image forming apparatus of the present embodiment, by using the cleaning device 7 having the features (1) to (10), the device can be reduced in size and good cleaning performance can be obtained. it can.
(12)
A toner having a shape factor SF-1 in the range of 100 to 150 is used as a toner for forming a toner image. As a result, the amount of cleaning input is reduced, the margin is improved, and a high-quality image is obtained. In addition, the life of the cleaning device can be extended.

本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to an exemplary embodiment. 同画像形成装置に用いるクリーニング装置の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a cleaning device used in the image forming apparatus. 同クリーニング装置のクリーニングローラの説明図。Explanatory drawing of the cleaning roller of the cleaning device. 同クリーニングローラ表面の電界の様子を示す図。The figure which shows the mode of the electric field on the surface of the cleaning roller. (a)、(b)、(c)は、同クリーニング装置のスクレーパ部材がクリーニングローラ表面に付着した転写残トナーを除去する様子を示す図。(A), (b), (c) is a figure which shows a mode that the scraper member of the cleaning apparatus removes the transfer residual toner adhering to the cleaning roller surface. (a)、(b)、(c)は、スクレーパ部材とクリーニングローラとの当接状態を説明する図。(A), (b), (c) is a figure explaining the contact state of a scraper member and a cleaning roller. (a)、(b)、(c)は、クリーニングローラの線速を感光体の線速よりも遅くしたときの感光体表面の転写残トナーを除去する様子を説明する図。(A), (b), (c) is a diagram for explaining how to remove the transfer residual toner on the surface of the photosensitive member when the linear velocity of the cleaning roller is made slower than the linear velocity of the photosensitive member. (a)は、電極ピッチLがトナーの平均粒径よりも小さいときのトナーに影響を及ぼす電界の様子を説明する図。(b)は、電極ピッチLがトナーの平均粒径よりも大きいときのトナーに影響を及ぼす電界の様子を説明する図。(A) is a figure explaining the mode of the electric field which affects a toner when the electrode pitch L is smaller than the average particle diameter of a toner. FIG. 6B is a diagram illustrating a state of an electric field that affects the toner when the electrode pitch L is larger than the average particle diameter of the toner. 電極ピッチLが大きいクリーニングローラと感光体とを示す図。The figure which shows the cleaning roller and photoconductor with a large electrode pitch L. クリーニングブレードを球形トナーがすり抜ける様子を説明する図。The figure explaining a mode that spherical toner slips through a cleaning blade. 従来のクリーニング装置の一例を示す図。The figure which shows an example of the conventional cleaning apparatus. 従来のクリーニング装置の他の例を示す図。The figure which shows the other example of the conventional cleaning apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1:感光体
6:現像装置
7:クリーニング装置
71:ブラシローラ
72:回収ローラ
73:スクレーパ部材
74:搬送手段
1: Photosensitive member 6: Developing device 7: Cleaning device 71: Brush roller 72: Collection roller 73: Scraper member 74: Conveying means

Claims (6)

像担持体と、該像担持体を帯電する帯電装置と、該像担持体に静電潜像を形成する潜像形成装置と、該像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する現像装置と、該像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写装置と、該像担持体をクリーニングするクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、
上記クリーニング装置は、表面に正極性の電位を有する第1領域と、負極性の電位を有する第2領域とを有し、像担持体に当接させてクリーニングニップを形成し、該像担持体の表面のトナーを静電的に除去するクリーニングローラを備え、
上記トナーは、形状係数SF−1が100〜150の範囲にあり、粒径が、5[μm]以上10[μm]以下であって、
上記像担持体と上記クリーニングローラとの対向領域において、上記像担持体表面移動方向と上記クリーニングローラの表面移動方向とが同一方向であり、上記像担持体の線速をVd、クリーニングローラの線速をVcとしたとき、
0.5≦Vc/Vd≦1.5、
上記クリーニングニップ幅を、1[mm]以下、
上記第1領域と上記第2領域との領域間ピッチを、10μm以上、500μm以下に設定し、
上記像担持体表面が上記クリーニングニップを通過する間に上記第1領域と上記第2領域に接触するように構成し、
上記第1領域と上記第2領域との領域間に形成された電界により、像担持体表面上の転写残トナーを、このトナーの帯電極性と逆極性の電位を有する領域へ移動させて、このトナーの帯電極性と逆極性の電位を有する領域に付着させて像担持体表面から除去することを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, a charging device for charging the image carrier, a latent image forming device for forming an electrostatic latent image on the image carrier, and a toner attached to the electrostatic latent image on the image carrier. In an image forming apparatus comprising: a developing device that visualizes; a transfer device that transfers a toner image on the image carrier to a transfer material; and a cleaning device that cleans the image carrier.
The cleaning device has a first region having a positive potential and a second region having a negative potential on a surface thereof, and is brought into contact with the image carrier to form a cleaning nip. A cleaning roller that electrostatically removes toner on the surface of
The toner has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 150, a particle size of 5 [μm] or more and 10 [μm] or less,
In the facing region between the image carrier and the cleaning roller, the surface movement direction of the image carrier and the surface movement direction of the cleaning roller are the same direction, the linear velocity of the image carrier is Vd, and the line of the cleaning roller When the speed is Vc,
0.5 ≦ Vc / Vd ≦ 1.5,
The cleaning nip width is 1 [mm] or less,
The inter-region pitch between the first region and the second region is set to 10 μm or more and 500 μm or less ,
The image carrier surface is configured to contact the first area and the second area while passing through the cleaning nip,
Due to the electric field formed between the first region and the second region, the transfer residual toner on the surface of the image carrier is moved to a region having a potential opposite to the charged polarity of the toner. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is attached to a region having a potential opposite to a charged polarity of toner and removed from the surface of the image carrier .
請求項1の画像形成装置において、
上記クリーニング装置は、上記クリーニングローラに当接し、クリーニングローラに付着したトナーを堰き止めて、該クリーニングローラ表面の該トナーの帯電極性と異なる極性の領域と対向させるスクレーパ部材を備えたことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1.
The cleaning device includes a scraper member that contacts the cleaning roller, blocks the toner adhering to the cleaning roller, and opposes a region having a polarity different from the charged polarity of the toner on the surface of the cleaning roller. Image forming apparatus.
請求項2の画像形成装置において、
上記スクレーパ部材および上記クリーニングローラのいずれか一方が弾性変形するように、上記スクレーパ部材を上記クリーニングローラに当接させたことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 2.
An image forming apparatus, wherein the scraper member is brought into contact with the cleaning roller so that one of the scraper member and the cleaning roller is elastically deformed.
請求項1乃至3いずれかの画像形成装置において、
上記クリーニング装置は、上記第1領域に正極性のバイアスが印加される第1電極を備え、上記第2領域に負極性のバイアスが印加される第2電極を備え、上記クリーニングローラ表面の一端側に正極性のバイアスを印加する第1電源と電気的に接続して、該第1電極に該正極性のバイアスを給電する第1給電電極と、上記クリーニングローラ表面の他端側に負極性のバイアスを印加する第2電源と電気的に接続して、該第2電極に該負極性のバイアスを給電する第2給電電極とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The cleaning device includes a first electrode to which a positive polarity bias is applied to the first region, a second electrode to which a negative polarity bias is applied to the second region, and one end side of the cleaning roller surface. A first power supply electrode for supplying a positive bias to the first power supply electrode for supplying the positive bias to the first electrode, and a negative polarity on the other end of the surface of the cleaning roller. An image forming apparatus comprising: a second power supply electrode that is electrically connected to a second power source that applies a bias, and that feeds the negative polarity bias to the second electrode.
請求項4の画像形成装置において、
上記第1電極および上記第2電極は、インクジェット方式で導電性インクを上記クリーニングローラ表面に印字することで形成されることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 4.
The image forming apparatus, wherein the first electrode and the second electrode are formed by printing conductive ink on a surface of the cleaning roller by an ink jet method.
請求項4の画像形成装置において、
上記第1電極および上記第2電極は、フォトリソグラフィー工法により形成したことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 4.
The image forming apparatus, wherein the first electrode and the second electrode are formed by a photolithography method.
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