JP5169545B2 - Cleaning device, image forming apparatus, and process cartridge - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられるクリーニング装置、ならびにこれを備えた画像形成装置およびプロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to a cleaning device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer, and an image forming apparatus and a process cartridge provided with the same.
近年、画像形成装置においては、より高精度および高精細な画像が形成できるように、高解像度を有することが要求され、その達成手段の1つとしてより小粒径トナーを用いる方法があり、また転写率向上のためにトナーの形状を従来の不定形からより球に近い形状の球形トナーが使われるようになってきている。
しかしながら、小粒径トナーや球形トナーを用いた場合には、粒径が小さいことや、形状が球形であることから、感光体等に残留する残留トナーのクリーニングが難しく、例えば、ブレードクリーニング方式では、トナーがブレードをすり抜けやすくいためクリーニング不良が発生しやすいという問題があった。
In recent years, an image forming apparatus is required to have high resolution so that a higher-precision and high-definition image can be formed, and there is a method of using a toner having a smaller particle diameter as one of means for achieving it. In order to improve the transfer rate, a spherical toner having a shape closer to a sphere has been used instead of a conventional irregular shape.
However, when a small particle size toner or a spherical toner is used, it is difficult to clean the residual toner remaining on the photoconductor because the particle size is small and the shape is spherical. In addition, there is a problem that a cleaning failure is likely to occur because the toner is easy to slip through the blade.
このような課題に対処するため、静電クリーニング方式が提案され用いられている。
静電クリーニング方式は、トナーの極性とは逆極性の電圧が印加されたクリーニング部材により、トナーを静電的に吸着してクリーニングするものである。
この静電クリーニング方式の例としては、特許文献1に記載されているように、トナー本来の極性とは異なる極性のクリ−ニングバイアスが印加され且つ像担持体上の残留トナーが静電的に吸着せしめられるクリーニング部材(クリーニングブラシ)と、このクリーニング部材の上流側に設けられ、像担持体上の残留トナーの少なくともその一部を掻き取り且つトナー本来の極性と同極性の帯電バイアスが印加せしめられたトナー回収部材(導電性ブレード)と、このトナー回収部材を支持すると共に、トナー回収部材(導電性ブレード)で回収されたトナーがクリーニング部材(クリーニングブラシ)に付着することを防止するための支持部とを備えたクリーニング装置がある。
このクリーニング装置は、トナー回収部材とクリーニング部材による構成となっており、トナーは回収部材により掻き取られるとともに帯電され、ブラシ状のクリーニング部材により静電的に吸着されて、クリーニングが行なわれる。
また、特許文献2に記載されているように、感光体表面に接触摺擦するように導電性ブラシを配し、さらに導電性ブラシに接触して回収ローラを配し、導電性ブラシと回収ローラとの両方に電圧を印加したクリーニング装置がある。
このクリーニング装置においてはトナーは、導電性ブラシにより静電的に感光体から除去され、導電性ブラシに吸着されたトナーは導電性ブラシから回収ローラへ静電的に転移される。
特許文献1および特許文献2に記載のものは、静電的な吸着力によりトナーを除去するものであり、ブレードクリーニング方式に比べて小粒径トナーや球形トナーに対しても良好なクリーニング性能が得られる。
In order to deal with such problems, an electrostatic cleaning method has been proposed and used.
In the electrostatic cleaning method, toner is electrostatically adsorbed and cleaned by a cleaning member to which a voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied.
As an example of this electrostatic cleaning method, as described in Patent Document 1, a cleaning bias having a polarity different from the original polarity of the toner is applied, and the residual toner on the image carrier is electrostatically applied. A cleaning member (cleaning brush) to be adsorbed and an upstream side of the cleaning member, scraping at least a part of the residual toner on the image carrier and applying a charging bias having the same polarity as the original polarity of the toner. The toner collecting member (conductive blade) and the toner collecting member are supported and the toner collected by the toner collecting member (conductive blade) is prevented from adhering to the cleaning member (cleaning brush). There is a cleaning device provided with a support part.
This cleaning device is constituted by a toner collecting member and a cleaning member, and the toner is scraped and charged by the collecting member and electrostatically adsorbed by a brush-like cleaning member to perform cleaning.
Further, as described in Patent Document 2, a conductive brush is disposed so as to contact and rub against the surface of the photoreceptor, and a collection roller is disposed in contact with the conductive brush. And a cleaning device in which a voltage is applied to both.
In this cleaning device, the toner is electrostatically removed from the photoreceptor by the conductive brush, and the toner adsorbed on the conductive brush is electrostatically transferred from the conductive brush to the collection roller.
The ones described in Patent Document 1 and Patent Document 2 remove toner by electrostatic attraction, and have better cleaning performance for small-diameter toner and spherical toner as compared with the blade cleaning method. can get.
しかしながら、上記のクリーニング装置は、小粒径トナーや球形トナーに対して適したものであるが、静電的クリーニングによるトナー担持体からのトナーの除去はひとつのクリーニング部材によるものであるため、クリーニング性能には限度があり、記録紙ジャム時の未転写トナーやPセンサーパターン等のような高付着量トナーが残留している場合にはそれに対応した充分なクリーニングが出来ないという課題があった。 However, the above-described cleaning device is suitable for small particle size toner and spherical toner, but since the removal of the toner from the toner carrier by electrostatic cleaning is performed by a single cleaning member, the cleaning device There is a limit to the performance, and there is a problem that when a high adhesion amount toner such as an untransferred toner or a P sensor pattern is left when a recording paper jam occurs, sufficient cleaning cannot be performed.
本発明はクリーニング性能を高めて、記録紙ジャム後またはPセンサーパターン等の高付着量トナーのクリーニングを確実に行い、画像形成が出来なくなる時間を短縮させることができるクリーニング装置、ならびにこれを備えた画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供するものである。 The present invention has a cleaning device capable of improving the cleaning performance, reliably cleaning a high adhesion amount toner such as a recording paper jam or a P sensor pattern, and reducing the time during which image formation cannot be performed, and the same. An image forming apparatus and a process cartridge are provided.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴は次の通りである。
本発明のクリーニング装置は、
トナー担持体上に残留したトナーをクリーニングするためにトナーの極性とは異なる極性の電圧が印加されたクリーニング部材と、前記クリーニング部材上のトナーを回収する回収部材を有するクリーニング装置において、
前記クリーニング部材を前記回収部材よりも前記トナー担持体の移動方向上流に配置し、かつ、前記回収部材は前記トナー担持体に当接するとともに、前記回収部材には前記クリーニング部材に印加された電圧より高い電圧が印加され、前記回収部材に付着したトナーを除去した後に前記回収部材が前記トナー担持体上のトナーをクリーニングする
ことを特徴とする。
The features of the present invention as means for solving the above-described problems are as follows.
The cleaning device of the present invention comprises:
In the cleaning device having a cleaning member voltages of different polarities are applied, the collecting member for collecting the toner on the cleaning member to the polarity of the toner to clean the toner remaining on the toner carrying member,
The cleaning member is disposed upstream of the recovery member in the moving direction of the toner carrier, the recovery member abuts on the toner carrier, and the recovery member has a voltage applied to the cleaning member. The recovery member cleans the toner on the toner carrier after a high voltage is applied and the toner adhering to the recovery member is removed .
本発明によると、トナー担持体上に残留したトナーを静電的にクリーニングするためのクリーニング部材と、クリーニング部材上のトナーを静電的に回収する回収部材を有するクリーニング装置において、回収部材によっても、トナー担持体からトナーを静電的に吸着しクリーニングを行なうことができ、クリーニング性能が高まるものである。 According to the present invention, in the cleaning device having the cleaning member for electrostatically cleaning the toner remaining on the toner carrier and the recovery member for electrostatically recovering the toner on the cleaning member, the recovery member also The toner can be electrostatically adsorbed from the toner carrier to perform cleaning, and the cleaning performance is improved.
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1と図2に示すように本発明のクリーニング装置を、トナー担持体として中間転写ベルトに適用した場合の実施形態を説明する。
なお、トナー担持体はトナーがその表面に存在するすべてのものを示しており、感光体、中間転写ベルトのようにトナー像が担持されているものの他、転写後の記録媒体を搬送する搬送ベルト等も含むものである。
図1において、1は、中間転写ベルトで、極性制御用対向電極ローラ2と駆動ローラ3の間に張設されている。
中間転写ベルト1の下方には、プロセスカートリッジ4〜7が配置されている。
プロセスカートリッジ4〜7は、内部に感光体ドラム8〜11と画像形成に必要なプロセス手段である帯電、露光、現像、クリーニングの各装置が配置され一体的に構成されたもので、それぞれ内部に色が異なるトナーを有し感光体ドラム8〜11上にトナー像の形成を行なうものである。プロセスカートリッジ4〜7が有しているトナーは4がイエロー、5がシアン、6がマゼンダ、7がブラックである。
感光体ドラム8〜11はそれぞれプロセスカートリッジ4〜7の上部に配置されており、中間転写ベルト1の下側部分の下面に接している。
各感光体ドラム8〜11が接触する中間転写ベルト1内側の位置には転写のための対向電極ローラ12〜15が配置されている。トナー像は感光体8〜11と中間転写ベルト1との各接触部において順次中間転写ベルト1に転写され、中間転写ベルト1上に各トナー像が重なり合ったカラートナー画像が形成される。
16は、中間転写ベルト1から記録媒体へトナー像を転写するための2次転写ローラ、17はPセンサーパターン検出器である。18は2次転写後の中間転写ベルト1上の残留トナーを除去するクリーニングユニットである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
An embodiment in which the cleaning device of the present invention is applied to an intermediate transfer belt as a toner carrier as shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
Note that the toner carrying member indicates all of the toner existing on the surface thereof. In addition to the toner carrying the toner image such as the photosensitive member and the intermediate transfer belt, the carrying belt for carrying the recording medium after transfer. Etc. are also included.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an intermediate transfer belt, which is stretched between a polarity control counter electrode roller 2 and a driving roller 3.
Below the intermediate transfer belt 1,
The
The
Counter electrode rollers 12 to 15 for transfer are arranged at positions inside the intermediate transfer belt 1 where the
図2はクリーニングユニット18を示している。
図2において、クリーニングユニット18は、中間転写ベルト1が極性制御用対向電極ローラ2に巻かれる部分を上ケース19と下ケース20で囲むように配置されており、内部にクリーニングのための構成が配置されている。
クリーニングユニット18内には中間転写ベルト1の移動の順序に、入り口シール21、極性制御ブレード22、クリーニングブラシ23、回収ローラ24が配置されている。
極性制御ブレード22、クリーニングブラシ23、回収ローラ24にはそれぞれ電源25〜27により電圧が印加されており、印加電圧は極性制御ブレード22には−2.5kV、クリーニングブラシ23には+800V、回収ローラ24には+1200Vである。
また導電性ブレード35には電源28により+2.2kVが印加されている。
極性制御ブレード22、クリーニングブラシ23は中間転写ベルト1をはさんで極性制御用対向電極2に対向する位置にあり、回収ローラ24は中間転写ベルト1をはさんで回収ローラ用対向電極31に対向する位置にある。
極性制御用対向電極2および回収ローラ用対向電極31はそれぞれ接地されており、極性制御用対向電極2は103Ω・cmの抵抗2aを有する導電性軸受けを介して接地されている。
FIG. 2 shows the cleaning unit 18.
In FIG. 2, the cleaning unit 18 is disposed so as to surround a portion where the intermediate transfer belt 1 is wound around the polarity control counter electrode roller 2 with an
In the cleaning unit 18, an entrance seal 21, a polarity control blade 22, a
Voltages are applied to the polarity control blade 22, the
Further, +2.2 kV is applied to the
The polarity control blade 22 and the
The polarity control counter electrode 2 and the recovery
入り口シール21はクリーニングユニット18の内部を外部と遮断するためのもので、上ケース19に取り付けられ中間転写ベルト1上に接触しており、取り付け方向は中間転写ベルト1上のトナーを掻き取らないように中間転写ベルト1の移動に順方向となっている。
極性制御ブレード22は、中間転写ベルト1上のトナーの一部を掻き取るとともに、掻き取られずに残って通過するトナーを一極性に帯電させるものである。
極性制御ブレード22は、極性制御ブレード用ステ−30に固定された極性制御ブレードホルダ29に取り付けられている。
クリーニングブラシ23は、ブラシ状のもので反時計方向に回転し、中間転写ベルト1上のトナーを機械的に分離させ静電的に吸着してクリーニングを行なうものである。
回収ローラ24は、クリーニングブラシ23に当接し、クリーニングブラシ23に吸着されているトナーを静電的に吸着して回収するとともに、中間転写ベルト1にも当接して中間転写ベルト1上のトナーを静電的に吸着しクリーニングを行なうものである。
そのために、回収ローラ用対向電極31が、中間転写ベルト1をはさんだ対向する位置に配置されている。
The entrance seal 21 is for blocking the inside of the cleaning unit 18 from the outside. The entrance seal 21 is attached to the
The polarity control blade 22 scrapes a part of the toner on the intermediate transfer belt 1 and charges the toner that passes without being scraped to a single polarity.
The polarity control blade 22 is attached to a polarity control blade holder 29 fixed to the polarity
The
The
For this purpose, the recovery
極性制御ブレード用ステー30にはクリーニングブラシ23に接触するクリーニングブラシ用散防止シール32が取り付けられており、これにより、クリーニングブラシ23と極性制御ブレード用ステー30の間が遮断されている。
クリーニングブラシ23には、下方から圧縮バネ33により上方へ付勢されたステアリン酸亜鉛34が圧接しており、クリーニングブラシ23を介して、ステアリン酸亜鉛34が中間転写ベルト1に塗布される。
ステアリン酸亜鉛34は滑剤であり、中間転写ベルト1の摩擦係数を下げトナー像の転写率を上げるためのものである。
回収ローラ24上のトナーは導電性ブレード35により掻き落とされて除去される。
導電性ブレード35は、導電性ブレード用ステ−37に固定された導電性ブレードホルダ36に取り付けられている。
The polarity control blade stay 30 is provided with a cleaning brush scattering prevention seal 32 that comes into contact with the cleaning
Zinc stearate 34 urged upward by a
Zinc stearate 34 is a lubricant for reducing the friction coefficient of the intermediate transfer belt 1 and increasing the transfer rate of the toner image.
The toner on the
The
クリーニングユニット18の上ケース19と下ケース20以外の部分は、入り口シール21、極性制御ブレード22、極性制御ブレードホルダ29、極性制御ブレード用ステ−30、クリーニングブラシ用飛散防止シール32、クリーニングブラシ23、回収ローラ24、導電性ブレード35、導電性ブレードホルダ36および導電性ブレード用ステ−37により囲まれている。これにより、クリーニングユニット18内に遮断空間38が形成され、中間転写ベルト1から除去されたトナーが再び中間転写ベルト1上に付着することを防止している。
The parts other than the
39はこのクリーニングユニット18の下ケース20の底面に配置されたトナー排出スクリューで中間転写ベルト1から除去されたトナーを外部へ排出するためにものである。
Reference numeral 39 denotes a toner discharge screw disposed on the bottom surface of the
次に各部材の構成について詳細に説明する。
本実施の形態において、中間転写ベルト1としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成樹脂又は各種のゴムに、カーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられる。
中間転写ベルト1の体積抵抗は1011Ω・cmであり、線速は138mm/sである。
また、中間転写ベルト1として弾性を有するものも使用可能であり、導電性弾性層の主基材として、シリコーンゴム、NBR、H−NBR、CR、EPDM、ウレタンゴム等が用いられる。導電性保護層の材料は、摩擦抵抗の低減、電気特性の環境に対する安定性、表面粗さ低減による残留トナークリーニング性能の向上といった目的を達成できるものであれば、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体(PFA)、PVdFなどのフッ素樹脂系ポリマーを、アルコール可溶性ナイロン系、シリコーン樹脂系、シランカプラー、ウレタン樹脂系のエマルジョンや有機溶媒に、溶解・分散した塗料を使用することができる。
これら保護層は、上記の塗料をディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコートなどにより設けることができる。さらに、保護層に表面処理または研磨を施すことにより離型性、導電性、耐磨耗性、表面クリーニング性等を改善することができる。
Next, the configuration of each member will be described in detail.
In the present embodiment, as the intermediate transfer belt 1, a synthetic resin such as polyimide, polycarbonate, polyester, or polypropylene, or various rubbers containing a suitable amount of a conductive agent such as carbon black is used.
The intermediate transfer belt 1 has a volume resistance of 10 11 Ω · cm and a linear velocity of 138 mm / s.
Further, an intermediate transfer belt 1 having elasticity can be used, and silicone rubber, NBR, H-NBR, CR, EPDM, urethane rubber or the like is used as the main base material of the conductive elastic layer. The material for the conductive protective layer is not particularly limited as long as it can achieve the objectives of reducing frictional resistance, stability of electrical characteristics to the environment, and improving residual toner cleaning performance by reducing surface roughness. Fluorine resin polymers such as ethylene (PTFE), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), PVdF, alcohol-soluble nylon, silicone resin, silane coupler, urethane resin emulsions and organic solvents In addition, a dissolved / dispersed paint can be used.
These protective layers can be provided by dip coating, spray coating, electrostatic coating, roll coating, or the like. Furthermore, by subjecting the protective layer to surface treatment or polishing, it is possible to improve mold release properties, conductivity, wear resistance, surface cleaning properties, and the like.
極性制御ブレード22は、板金上に接着された板状のもので、材質は導電性ウレタンゴム、厚みが2.4mm、突き出し量は7mmである。極性制御ブレード22の硬度はJIS−A硬度計で60〜80、反撥弾性は30%のものを用いたが、この値以外のものでも可能である。また電気抵抗は106〜8Ω・cmである。極性制御ブレード22は、 中間転写ベルト1とはカウンターで当接し、当接角度は20度、当接圧は20g/cm、対中間転写ベルト1食い込み量は0.8mmである。 The polarity control blade 22 is a plate-like material bonded on a sheet metal, and is made of conductive urethane rubber, a thickness of 2.4 mm, and a protruding amount of 7 mm. The polarity control blade 22 has a hardness of 60 to 80 with a JIS-A hardness meter and a rebound resilience of 30%, but other values are possible. The electric resistance is 10 6 to 8 Ω · cm. The polarity control blade 22 is in contact with the intermediate transfer belt 1 at a counter, the contact angle is 20 degrees, the contact pressure is 20 g / cm, and the amount of biting into the intermediate transfer belt 1 is 0.8 mm.
クリーニングブラシ23は、材質は導電性ポリエステル、毛足長さは4mmであり、
対転写ベルト1への食いこみ量は1mm、回転方向は図2中向かって反時計方向、線速は138mm/s(転写ベルト1と同じ線速)、ブラシ原糸抵抗は107Ω・cm、ブラシ植毛密度は10万本/inch2、ブラシ形態はブラシ回転方向下流側へ傾斜であり、Φは14である。
なお、具体的には、クリーニングブラシ23は中間転写ベルト1とクリーニングブラシ23の間でのトナーへの電荷注入を低減するため、図3に示すような導電部231aを絶縁層231bで包んだ芯鞘構造繊維231で構成されており、芯鞘構造繊維231を中間転写ベルト1回転方向下流側へ傾斜させている。
このようにクリーニングブラシ23の芯鞘構造繊維231を傾斜させることにより、図3に示すように芯鞘構造繊維231から導電部231aが露出している切断面とトナーとの接触確率を少なくしトナーへの電荷注入を低減させるようにしている。
The cleaning
The amount of biting into the transfer belt 1 is 1 mm, the rotation direction is counterclockwise in FIG. 2, the linear velocity is 138 mm / s (the same linear velocity as the transfer belt 1), and the brush yarn resistance is 10 7 Ω · cm. The brush flocking density is 100,000 / inch 2 , the brush form is inclined toward the downstream side in the brush rotation direction, and Φ is 14.
Specifically, the cleaning
By inclining the core-sheath structure fiber 231 of the cleaning
回収ローラ24は、SUS芯金にPVDFチューブ(厚さ100μm)を巻き、その上に絶縁層である表層UVコート層(厚さ5μm)を設けたものであり、径はΦ14mmである。
回収ローラ24は、回転方向は図2中向かって反時計、方向線速は138mm/sである。
なお、金属の芯金にPVDFチューブを巻き更に表層に絶縁層を設けたのは、クリーニングブラシ23と回収ローラ24の間でのトナーへの電荷注入を少なくするためである。
The
The
The reason why the PVDF tube is wound around the metal core and the insulating layer is provided on the surface layer is to reduce the charge injection into the toner between the cleaning
回収ローラ用対抗電極ローラ31は芯金Φ5mmの外側に1mmの発泡ウレタンゴムを巻いて構成されている(従って外形はΦ7mm)。発泡ウレタンゴムの体積抵抗値は104Ω・cm以下であり、ローラ硬度はアスカーC硬度計で44度である。
また回収ローラ用対抗電極ローラ31には、軸受け(図示せず)の両側が300gのスプリングによって回収ローラ24方向へ加圧されており、単位長さ当り10g/cmの圧力が回収ローラ24方向へ加えられている。
The recovery roller
Further, both sides of a bearing (not shown) are pressed against the recovery roller
導電性ブレード35は、板金上に接着された板状のもので、材質は導電性ウレタンゴム、厚みが2.8mm、突き出し量は7mmである。導電性ブレード35の硬度はJIS−A硬度計で60〜80、反撥弾性は30%のものを用いたが、この値以外のものでも可能である。また電気抵抗は106〜8Ω・cmである。
導電性ブレード35は、 回収ローラ24とはとカウンターで当接し、当接角度は20度、当接圧は20g/cm、対回収ローラ24食い込み量は0.6mmである。
The
The
入り口シール21およびクリーニングブラシ用飛散防止シール32は、 材質は厚さ0.2mmのポリウレタンゴムで、突き出し量は7mmであり、それぞれ中間転写ベル1ト、クリーニングブラシ23、回収ローラ24へ接触しており、当接角度は11度、食い込み量は1mmである。
このような構成において、画像形成装置の操作部(図示せず)のプリントボタンが押されると、画像形成に必要な動作が開始される。
The entrance seal 21 and the anti-scattering seal 32 for the cleaning brush are made of polyurethane rubber having a thickness of 0.2 mm, and the protruding amount is 7 mm, which are in contact with the intermediate transfer belt 1, the cleaning
In such a configuration, when a print button of an operation unit (not shown) of the image forming apparatus is pressed, an operation necessary for image formation is started.
画像形成の動作が開始されると第1図の駆動ローラ3は矢印で示す反時計方向に回転し、中間転写ベルト1は矢印で示す反時計方向に移動する。
各プロセスカートリッジ4〜7においては、画像形成に必要な帯電、潜像形成、現像、クリーニングが開始されて、各感光体ドラム8〜11上にトナー像が形成され、各感光体ドラム8〜11と中間転写ベルト1との各接触部分で各トナー像が中間転写ベルト1上に順次転写される。
トナー像は、左端のプロセスカートリッジ4のイエロー、5のシアン、6のマゼンタ、7のブラック30の順で重ね転写され、2次転写ローラ16により一括して記録紙に転写され定着部(図示せず)を通過して装置外へ排出される。
2次転写で紙に転写されず中間転写ベルト1上に残ったトナーは中間転写ベルト1の移動によりクリーニングユニット18まで搬送されてクリーニングされ、再び次の画像形成が開始される。
When the image forming operation is started, the drive roller 3 in FIG. 1 rotates in the counterclockwise direction indicated by the arrow, and the intermediate transfer belt 1 moves in the counterclockwise direction indicated by the arrow.
In each of the
The toner image is superimposed and transferred in the order of yellow, 5 cyan, 6 magenta, and 7 black 30 in the
The toner that is not transferred onto the paper in the secondary transfer and remains on the intermediate transfer belt 1 is transported to the cleaning unit 18 by the movement of the intermediate transfer belt 1 to be cleaned, and the next image formation is started again.
次に中間転写ベルト1上のトナーのクリーニングについて図2により説明する。
2次転写で紙に転写されずに中間転写ベルト1上に残ったトナーは、中間転写ベルト1の移動により搬送され入り口シール21を通過する。入り口シール21は中間転写ベルト1上のトナー像を掻き取らないように配置されているのでこのときには中間転写ベルト上の残留トナーはクリーニングされない。
Next, toner cleaning on the intermediate transfer belt 1 will be described with reference to FIG.
The toner remaining on the intermediate transfer belt 1 without being transferred to the paper in the secondary transfer is conveyed by the movement of the intermediate transfer belt 1 and passes through the entrance seal 21. Since the entrance seal 21 is disposed so as not to scrape off the toner image on the intermediate transfer belt 1, the residual toner on the intermediate transfer belt is not cleaned at this time.
中間転写ベルト1上のトナーは入り口シール21を通過した後、極性制御ブレード22の位置を通過するときにトナーの一部が掻き取られるとともに、掻き取られずに残ったトナーは極性制御ブレード22を通過する。
極性制御ブレード22を通過する前の中間転写ベルト1上のトナーは、2次転写を受けて図4のa(極性制御前)に示すようにトナー帯電量分布(q/d分布)は+極性のものと−極性のものが混在した状態となっている。
なお、トナー帯電量分布(q/d分布)は細川ミクロン製のE−スパートアナライザで計測したもので、帯電量分布を示す図の縦軸が収集した個数に対する比率を、横軸がトナー1個の帯電量を表す。q/d分布が「0」を境に片側に寄っていればより極性制御が出来たことを示すことになる。
After the toner on the intermediate transfer belt 1 passes through the entrance seal 21, a part of the toner is scraped off when passing the position of the polarity control blade 22, and the toner remaining without being scraped off passes through the polarity control blade 22. pass.
The toner on the intermediate transfer belt 1 before passing through the polarity control blade 22 undergoes secondary transfer, and the toner charge amount distribution (q / d distribution) is + polarity as shown in FIG. 4a (before polarity control). And -polar ones are mixed.
The toner charge amount distribution (q / d distribution) was measured with an E-spurt analyzer manufactured by Hosokawa Micron. The vertical axis of the charge amount distribution chart shows the ratio to the number collected, and the horizontal axis represents one toner. Represents the amount of charge. If the q / d distribution is closer to one side with “0” as a boundary, it indicates that the polarity can be controlled.
極性制御ブレード22には−2.5kVの電圧が印加されているので、トナーは極性制御ブレード22を通過するときに電荷注入又は放電により図4のb(極性制御後)に示すように−極性に帯電される。
極性制御ブレード22によって掻き取られたトナーは、遮断空間38(図2において、極性制御ブレード22の左側)へ落下し、トナー排出スクリュー39によりクリーニングユニット18外へ排出されて収容部(図示せず)に収容される。
Since a voltage of −2.5 kV is applied to the polarity control blade 22, as shown in FIG. 4B (after polarity control), the toner passes through the polarity control blade 22 by charge injection or discharge. Is charged.
The toner scraped off by the polarity control blade 22 falls into the blocking space 38 (on the left side of the polarity control blade 22 in FIG. 2), and is discharged out of the cleaning unit 18 by the toner discharge screw 39 to be accommodated (not shown). ).
極性制御ブレード22を通過した−極性に帯電されたトナーは、中間転写ベルト1の移動によりクリーニングブラシ23の位置まで搬送される。
クリーニングブラシ23は中間転写ベルト1の移動方向と逆方向に回転しており、かつ+800Vが印加されているので、中間転写ベルト1の表面はクリーニングブラシ23により摺擦されて、中間転写ベルト1上のトナーは表面から分離するとともに静電的作用によりにクリーニングブラシ23へ移動される。
The negatively charged toner that has passed through the polarity control blade 22 is conveyed to the position of the cleaning
Since the cleaning
中間転写ベルト1からクリーニングブラシ23に移動されたトナーは、クリーニングブラシ23の回転により回収ローラ24との接触位置へ搬送される。
回収ローラ24はクリーニングブラシ23と同方向に回転しており、かつ、クリーニングブラシ23より高い+1.2kVの電圧が印加されているので、この接触位置においてクリーニングブラシ23上のトナーは静電的作用により回収ローラ24上へ移動する。
The toner moved from the intermediate transfer belt 1 to the cleaning
Since the
回収ローラ24上のトナーは導電性ブレード35によって掻き取られる。
このように、中間転写ベルト1上のトナーは静電的作用により中間転写ベルト1からクリーニングブラシ23上に移動されて、中間転写ベルト1のクリーニングが行なわれるが、クリーニングブラシ23によってクリーニングしきれずに中間転写ベルト1上に残ったまま通過したトナーは回収ローラ24によりクリーニングされる。
The toner on the
As described above, the toner on the intermediate transfer belt 1 is moved from the intermediate transfer belt 1 onto the cleaning
回収ローラ24は中間転写ベルト1をはさんで回収ローラ対向電極ローラ31と対向した状態で中間転写ベルト1に当接しており、+1.2kVの電圧が印加されているので、中間転写ベルト1上に残ったトナーは、中間転写ベルト1から回収ローラ24に移動する。
このように、クリーニングブラシ23を通過した中間転写ベルト1上のトナーは回収ローラ24によりクリーニングされる。
この中間転写ベルト1から回収ローラ24上へ移動したトナーは、導電性ブレード35によって掻き取られる。
このように、回収ローラ24によっても中間転写ベルト1のクリーニングが行なわれる。
The
Thus, the toner on the intermediate transfer belt 1 that has passed through the cleaning
The toner that has moved from the intermediate transfer belt 1 onto the collecting
As described above, the intermediate transfer belt 1 is also cleaned by the
ここで、クリーニングブラシ23および回収ローラ24への印加電圧について説明する。
図5は、中間転写ベルト1上のトナー付着量が約0.4mg/cm2の場合のクリーニングブラシ23への印加電圧と、クリーニングブラシ23によるクリーニング後のクリーニング残IDの関係を示しており、横軸がクリーニングブラシ23への印加電圧、縦軸がクリーニング残IDを示す。
クリーニング残IDは、トナー担持体上のトナーをクリーニングブラシ等によりクリーニングした後の状態を示すものである。
図2等の本実施形態においては、クリーニング残IDは、具体的には、クリーニング後のトナー担持体上のトナーをスコッチテープ(登録商標)でテープ転写して紙上に貼り付け、その反射濃度を分光測色計(アムテック社製Xライト)で測定し、一方スコッチテープのみを紙に貼り付け同様に反射濃度を分光測色計で測定し、トナーを転写したスコッチテープの反射濃度の値からスコッチテープのみの反射濃度の値を引いて得た値である。
Here, the voltage applied to the cleaning
FIG. 5 shows the relationship between the voltage applied to the cleaning
The cleaning residual ID indicates a state after the toner on the toner carrier is cleaned with a cleaning brush or the like.
In the present embodiment such as FIG. 2, the cleaning residual ID is, specifically, the toner on the toner carrier after cleaning is tape-transferred with Scotch tape (registered trademark) and pasted on paper, and the reflection density is determined. Measured with a spectrocolorimeter (X-light manufactured by Amtec), while only the scotch tape was attached to paper, and the reflection density was measured with a spectrocolorimeter in the same manner. This is a value obtained by subtracting the reflection density value of only the tape.
クリーニング残IDとトナー個数は相関関係が有り、トナー個数が多いとクリーニング残IDの値は増加する。したがってクリーニング残IDでクリーニング性の判断ができる。 There is a correlation between the remaining cleaning ID and the number of toners, and the value of the remaining cleaning ID increases as the number of toners increases. Therefore, the cleaning property can be determined by the remaining cleaning ID.
クリーニングブラシ23によるクリーニングは電位差でトナーを移動させるので、原理的にはクリーニングブラシ23への印加電圧を高くすれば高くするほどクリーニング性は良くなる。
しかしながら、クリーニングブラシ23への印加電圧を高くしていくとクリーニングブラシ23から極性制御用対向電極2へ流れる電流が増加し、それによりトナーへ流れ込む電流が増加する。
トナーへ流れ込む電流が増加すると、トナーはクリーニングブラシ23の印加電圧極性側へ帯電(これは一般的に電荷注入と考えられている)していき、最後にはトナーの帯電極性はクリーニングブラシへの印加電圧の極性と同じになってしまう。
トナーの帯電極性がクリーニングブラシ23と同じ極性になると、クリーニングブラシ23とトナーの間には斥力が働き、その結果トナーは中間転写ベルト1上へ残るか、又はクリーニングブラシ23が回転して中間転写ベルト1と再度出会う時、再び中間転写ベルト1に付着してしまい(通常「逆付着」という)、結果的にクリーニング残トナーとなる。
図5におけるクリーニングブラシ印加電圧が+1300V以上の範囲が、この領域となる。
本実施形態ではクリーニングブラシ23への印加電圧は図5に示す最もクリーニング性の良い+1000V近傍ではなく+800Vにしてある。
この理由は次の通りである。
上記の逆付着は、回収ローラ24と中間転写ベルト1との間でも同様に生じる。すなわち、回収ローラ24への印加電圧が+1300V以上になると回収ローラとの間でも逆付着トナーが発生する。そのため、回収ローラ24への印加電圧は+1300Vより低くしなければならない。
また、約0.4mg/cm2のトナーをクリーニングブラシ23から回収ローラ24へ移動させる為には400Vの電位差が必要である。
そこで、本実施形態においては、回収ローラ24への印加電圧を+1200Vとし、クリーニングブラシ23へは+800Vの印加電圧としている。
Since cleaning with the cleaning
However, as the voltage applied to the cleaning
When the current flowing into the toner increases, the toner is charged toward the applied voltage polarity side of the cleaning brush 23 (this is generally considered as charge injection), and finally the toner charging polarity is applied to the cleaning brush. The polarity of the applied voltage is the same.
When the charging polarity of the toner becomes the same as that of the cleaning
The range where the cleaning brush applied voltage in FIG. 5 is +1300 V or more is this region.
In this embodiment, the voltage applied to the cleaning
The reason is as follows.
The reverse adhesion described above occurs similarly between the
Also, a potential difference of 400 V is required to move about 0.4 mg / cm 2 of toner from the cleaning
Therefore, in this embodiment, the applied voltage to the
このように、クリーニングブラシ23と回収ローラ24それぞれへの印加電圧を、クリーニングブラシ23と回収ローラ24とによって中間転写ベルト1のクリーニングが良好に行なわれる領域で、中間転写ベルト1とクリーニングブラシ23および回収ローラ24との間でトナーの逆付着が生ぜず、クリーニングブラシ23から回収ローラ24へトナーの回収が行なわれる電圧としている。
印加電圧の設定をこのようにすることにより、回収ローラ24へはクリーニングブラシ23からのトナーと中間転写ベルト1からのトナーが移動し、回収ローラ24によっても中間転写ベルト1のクリーニングが行なわれる。
As described above, the voltages applied to the cleaning
By setting the applied voltage in this way, the toner from the cleaning
次に、トナーと同極性の−2.5kVの電圧が印加された極性制御ブレード22をすり抜けて行くトナーの帯電極性が変わるときの詳細について説明する。 Next, details when the charging polarity of the toner passing through the polarity control blade 22 to which a voltage of −2.5 kV having the same polarity as that of the toner is applied will be described.
極性制御ブレード22は、上記のように電気抵抗は106〜8Ω・cm、中間転写ベルト1との当接圧は20g/cmでカウンター当接で配置されている。
極性制御ブレード22をすり抜けるトナーの極性は、中間転写ベルト1と極性制御ブレード22による「摩擦帯電」、「電荷注入」、「放電」等により、図6に示すように、―2.0kV,−2.5kV,−3.0kVの印加電圧値にしたがって、転写残トナーの極性状態から、トナーの正規帯電極性である−側にシフトする。
極性制御ブレード22においては、図7に示すように、先端の当接状態が中間転写ベルト1の回転方向に、Lで示す状態からMで示す状態のように変化するいわゆるステックスリップが発生する。
トナーのすり抜けは、極性制御ブレード22の先端が図中L状態になったときに発生する。
As described above, the polarity control blade 22 is arranged in counter contact with an electric resistance of 10 6 to 8 Ω · cm, a contact pressure with the intermediate transfer belt 1 of 20 g / cm.
As shown in FIG. 6, the polarity of the toner passing through the polarity control blade 22 is −2.0 kV, −− by “friction charging”, “charge injection”, “discharge”, etc. by the intermediate transfer belt 1 and the polarity control blade 22. According to the applied voltage values of 2.5 kV and −3.0 kV, the polarity of the residual toner is shifted to the negative side, which is the normal charging polarity of the toner.
In the polarity control blade 22, as shown in FIG. 7, a so-called stick slip is generated in which the contact state of the tip changes from the state indicated by L to the state indicated by M in the rotation direction of the intermediate transfer belt 1.
Toner slip occurs when the tip of the polarity control blade 22 is in the L state in the figure.
すり抜ける途中でトナーが極性制御ブレード22と中間転写ベルト1との間にはさまれたときに、極性制御ブレード22に印加された電圧でトナーに電流が流れ込み、トナーは印加電圧側の極性に帯電して極性制御ブレード22を通過する。
このような状態でトナーの帯電極性が変化するのはトナーへの電荷注入によるものと考えられている。
When the toner is sandwiched between the polarity control blade 22 and the intermediate transfer belt 1 while slipping through, current flows into the toner with the voltage applied to the polarity control blade 22, and the toner is charged to the polarity on the applied voltage side. And pass through the polarity control blade 22.
It is considered that the change in the charging polarity of the toner in such a state is due to charge injection into the toner.
転写後の中間転写ベルト1表面の電位は転写条件により若干異なるがおよそ−100V〜+100Vの範囲で変化することが確認されている。
極性制御ブレード22への印加電圧が「−2kV」の場合には、中間転写ベルト1の表面電位が−100Vであるとすると、電位差が1900Vとなるため放電が始まりその結果、極性制御ブレード22通過後のトナーのq/d分布は−極性側にシフトする。
It has been confirmed that the potential on the surface of the intermediate transfer belt 1 after transfer varies in a range of approximately −100 V to +100 V, although it varies slightly depending on transfer conditions.
When the applied voltage to the polarity control blade 22 is “−2 kV”, if the surface potential of the intermediate transfer belt 1 is −100 V, the potential difference becomes 1900 V, so that discharge starts, and as a result, the polarity control blade 22 passes. The q / d distribution of the later toner shifts to the negative side.
また、極性制御ブレード22の中間転写ベルト1への当接位置の前後には、極性制御ブレード22と転写ベルト1とによって、楔部が入り口と出口の二箇所形成されるが、この楔部に形成される微小ギャップ部の放電によりトナーは印加電圧と同極性に帯電する。
なお、極性制御ブレード22の入り口側の楔部はトナーを機械的に掻き出すので時間が経過するとトナーで汚れるため、微小ギャップ部の放電は主に出口側の楔部で行われることになる。
In addition, before and after the contact position of the polarity control blade 22 with the intermediate transfer belt 1, the polarity control blade 22 and the transfer belt 1 form two wedge portions, an entrance and an exit. The toner is charged with the same polarity as the applied voltage by the discharge of the formed minute gap portion.
Since the wedge portion on the entrance side of the polarity control blade 22 mechanically scrapes off the toner and becomes contaminated with toner over time, the discharge of the minute gap portion is mainly performed on the wedge portion on the exit side.
このように、極性制御ブレード22をすり抜けて行くときに、トナーの帯電極性が変化する。
そして、極性が−極性側に揃えられて極性制御ブレード22を通過したトナーは、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されたクリーニングブラシ23により静電的に除去される。
なお、極性制御ブレード22、クリーニングブラシ23、回収ローラ24、導電性ブレード35等の各部への印加電圧は、設計上の必要により上記したものと逆極性でも可能である。
In this way, the charging polarity of the toner changes when passing through the polarity control blade 22.
Then, the toner whose polarity is set to the negative polarity side and passed through the polarity control blade 22 is electrostatically removed by the cleaning
The applied voltage to each part such as the polarity control blade 22, the cleaning
次に、中間転写ベルト1上に記録紙ジャム時の未転写トナーやPセンサーパターン等のような高付着量トナーが残留している場合のクリーニングについて説明する。 Next, cleaning when a high adhesion amount toner such as untransferred toner or P sensor pattern at the time of recording paper jam remains on the intermediate transfer belt 1 will be described.
クリーニングブラシ23のクリーニング対象としては、付着量、帯電量がまちまちなトナーが搬送されてくる。具体的な付着量について例を示すと、通常の2次転写残トナーでは付着量約0.05mg/cm2、Pセンサーパターントナーでは、付着量約0.6mg/cm2、記録紙ジャム後の2次未転写トナーでは、付着量約0.6mg/cm2等である。
As the cleaning object of the cleaning
Pセンサーパターントナー像は、10段の1.5cm×1.65cmの四角形状からなるパターンで、例えば1段目が「0.03mg/cm2」で最終段の10段目が「0.6mg/cm2」というように、徐々にトナー付着量が多くなる四角形状で形成されている。
中間転写ベルト1上に形成されたPセンサーパターンのトナー像は、図1に示すPセンサーパターン検出器17で付着量が検出され、その結果が帯電ローラ印加電圧、現像バイアスにフィードバックされて現像後のトナー付着量を一定にするように制御される。
Pセンサーパターントナー像形成の実行時には通常の画像形成が一時中断されるため、記録紙への2次転写は行なわれない。したがって、感光体8〜11から中間転写ベルト1へ1次転写された1次転写後の付着量のトナーが、中間転写ベルト1上に付着したそのままの状態でクリーニングユニット18へ搬送されてくる。
The P sensor pattern toner image is a 10-step 1.5 cm × 1.65 cm square pattern. For example, the first step is “0.03 mg / cm 2 ” and the last step is “0.6 mg”. / Cm 2 ”, it is formed in a square shape in which the toner adhesion amount gradually increases.
The toner amount of the P sensor pattern formed on the intermediate transfer belt 1 is detected by the P sensor pattern detector 17 shown in FIG. 1, and the result is fed back to the charging roller applied voltage and the developing bias and developed. The toner adhesion amount is controlled to be constant.
Since the normal image formation is temporarily interrupted when the P sensor pattern toner image is formed, the secondary transfer onto the recording paper is not performed. Therefore, the amount of toner after the primary transfer that has been primarily transferred from the
また、1次転写された後、記録紙ジャムが発生すると、Pセンサーパターンと同様な付着量のトナーがクリーニングユニット18へ搬送されてくる。この記録紙ジャムの場合にはPセンサーパターンの場合とは異なり、極端な場合には全面ベタとなることがありクリーニングユニット18へ搬送される総トナー量としては多くなることがある。 Further, when a recording paper jam occurs after the primary transfer, the same amount of toner as the P sensor pattern is conveyed to the cleaning unit 18. In the case of this recording paper jam, unlike the case of the P sensor pattern, in the extreme case, the entire surface may become solid, and the total amount of toner conveyed to the cleaning unit 18 may increase.
このような、多量のトナーが中間転写ベルト1により搬送されてくると、中間転写ベルト1上のトナーはまず極性制御ブレード22で掻き取られる。
極性制御ブレード22が新品の場合はほとんどのトナーは極性制御ブレード22で掻き取られるが、時間が経過すると極性制御ブレード22は徐々に中間転写ベルト1との当接部が摩耗し、入力してきたトナーは徐々に通過量が多くなる。摩耗が進行して極端な場合はほとんどのトナーが通過してしまう場合がある。
When such a large amount of toner is conveyed by the intermediate transfer belt 1, the toner on the intermediate transfer belt 1 is first scraped off by the polarity control blade 22.
When the polarity control blade 22 is new, most of the toner is scraped off by the polarity control blade 22. However, as time passes, the polarity control blade 22 gradually wears the contact portion with the intermediate transfer belt 1 and inputs. The amount of toner gradually increases. When the wear progresses and is extreme, most of the toner may pass.
クリーニングブラシ23にはクリーニングの容量がある。例えば付着量が約0.4mg/cm2程度までクリーニングできる容量であるとすると、それ以上だとクリーニングしきれず、中間転写ベルト1上に残ったまま通過してしまう。
つまりこの場合において、上記のPセンサーパターントナーまたは記録紙ジャム後の2次未転写トナーの場合のように付着量が約0.6mg/cm2の場合には、最悪の場合は0.2mg/cm2のトナーがクリーニングブラシ23を通過してしまうことになる。
本実施形態においては、図2に示すように、回収ローラ24を中間転写ベルト1へ当接させ、回収ローラ24によっても中間転写ベルト1のクリーニングを行なうように構成しているので、このようなクリーニングブラシ23を通過したトナーをクリーニングできる。
The cleaning
That is, in this case, when the adhesion amount is about 0.6 mg / cm 2 as in the case of the P sensor pattern toner or the secondary untransferred toner after the recording paper jam, the worst case is 0.2 mg / cm 2. The toner of cm 2 will pass through the cleaning
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
図2に示す実施形態について具体的に示すと、トナー付着量とクリーニング残IDとの間には、図8に示すように直線関係があり、クリニング残IDが0.02の場合のトナー付着量は約0.1mg/cm2となる。
図5に中間転写ベルト1上のトナー付着量が約0.4mg/cm2の場合について示すように、クリーニングブラシ23への印加電圧が+800Vのときには、クリーニングブラシ23通過後のクリーニング残IDは約0.02でトナー付着量は約0.1mg/cm2である。
したがって、上記したように、Pセンサーパターントナーやジャム後の2次未転写トナーの場合のように、例えば中間転写ベルト1上のトナー付着量が約0.6mg/cm2の場合には、クリーニングブラシ23通過後は、約0.3mg/cm2のトナーが中間転写ベルト1上に残ることになる。
回収ローラ24へは+1200Vが印加されクリーニングブラシ23へは+800Vが印加されており、両者の電位差は400Vあるので、この電位差により、クリーニングブラシ23が中間転写ベルト1をクリーニングして吸着した0.3mg/cm2のトナーのほとんどは回収ローラ24へ移動してくる。
この回収ローラ24上のトナーは、導電性ブレード35によって掻き取られる。
Specifically, the embodiment shown in FIG. 2 has a linear relationship between the toner adhesion amount and the cleaning residual ID as shown in FIG. 8, and the toner adhesion amount when the cleaning residual ID is 0.02. Is about 0.1 mg / cm 2 .
As shown in FIG. 5 when the toner adhesion amount on the intermediate transfer belt 1 is about 0.4 mg / cm 2 , when the applied voltage to the cleaning
Therefore, as described above, when the toner adhesion amount on the intermediate transfer belt 1 is about 0.6 mg / cm 2 as in the case of the P sensor pattern toner or the secondary untransferred toner after jamming, the cleaning is performed. After passing through the
Since + 1200V is applied to the
The toner on the
クリーニングブラシ23を通過後に中間転写ベルト1上に残った約0.3mg/cm2のトナーは、中間転写ベルト1の移動により回収ローラ24の位置に運ばれる。
回収ローラ24は中間転写ベルト1に当接しており、+1200Vの電圧が印加されているので、中間転写ベルト1上に残った約0.3mg/cm2のトナーは、中間転写ベルト1から回収ローラ24に移動し、回収ローラ24上に付着する。
このように、クリーニングブラシ23を通過した中間転写ベルト1上のトナーも回収ローラ24によりクリーニングされる。
About 0.3 mg / cm 2 of toner remaining on the intermediate transfer belt 1 after passing through the cleaning
Since the
Thus, the toner on the intermediate transfer belt 1 that has passed through the cleaning
回収ローラ24によって中間転写ベルト1上のトナーがクリーニングされる場合には、回収ローラ24によって中間転写ベルト1のクリーニングが行なわれた後に、回収ローラ24はクリーニングブラシ23と接触することとなる。
その結果、回収ローラ24上に中間転写ベルト1からのトナーが付着した状態でクリーニングブラシ23上のトナーが回収ローラ24上へ移動されるので、クリーニングブラシ23からのトナー移動は、回収ローラ24上にトナーが付着していない状態に比較して若干少なくなる。
When the toner on the intermediate transfer belt 1 is cleaned by the
As a result, the toner on the cleaning
この場合、回収ローラ24へ移動しなかったトナーはクリーニングブラシ23に一時的に保持されることになるが、クリーニングブラシ23は一時的に0.4mg/cm2程度のトナーを保持してもクリーニング性には影響はなく、また上記したトナーの高付着量の状態は、連続的には発生しないので、これによる影響はほとんどない。
また、クリーニングブラシ23上に一時的に保持されたトナーに対しては、中間転写ベルト1とクリーニングブラシ23間、またクリーニングブラシ23と回収ローラ24間で電流が流れ込み、この状態でトナーがその場所に長く留まると、上記したように印加電圧と同じ極性に反転し中間転写ベルト1へ再度付着する逆付着が生じるが、高付着量のトナーが連続して入ってこなければ、クリーニングブラシ23上のトナーは短時間のうちに回収ローラ24へ移動するので、この影響はほとんどない。
In this case, the toner that has not moved to the
For the toner temporarily held on the cleaning
このように回収ローラ24へはクリーニングブラシ23からのトナーと中間転写ベルト1上のトナーが移動し、この回収ローラ24上のトナーは、導電性ブレード35によって掻き取られる。
なお、回収ローラ24表面では導電性ブレード35によってトナーが掻き取られるとき回収ローラ24の表面電位が低下する。その理由は回収ローラ24表面に付着した電荷を持ったトナーが導電性ブレード35で掻き落とされるときに剥離放電がおきて回収ローラ24の高抵抗層あるいは絶縁層に負極性の電荷を与えてしまうか、またはトナー付着により回収ローラ24表面層に負極性の電荷を与え、導電性ブレード13でトナーを掻き落としても与えた電荷が残ってしまうためと考えられる。
この表面電位の低下に対処するために、回収ローラ24表面に接する導電性ブレード35へは回収ローラ24に印加している電圧より高い電圧を印加してある。
すなわち、中間転写ベルト1からクリーニングブラシ23、またクリーニングブラシ23から回収ローラ24へのトナー移動は電位勾配により行なわれているが、上記のように回収ローラ24表面電位が低下すると回収ローラ24表面電位はクリーニングブラシ23の電位に近づくことになり、したがって回収ローラ24とクリーニングブラシ23との電位差が小さくなって、クリーニングブラシ23から回収ローラ24へのトナー移動が少なくなる。
クリーニングブラシ23から回収ローラ24へのトナー移動が少なくなるとクリーニングブラシ23にトナーが溜りクリーニング性が低下してくる。
図2の実施形態においては、高抵抗表層あるいは絶縁層を持つ回収ローラ24表面と導電性ブレード35との間に放電開始電圧以上の電位差があるので、回収ローラ24と導電性ブレード35との微小ギャップ部での放電と電荷注入により回収ローラ表面24が帯電しクリーニングブラシ23との電位差が保たれる。
また、放電、電荷注入による回収ローラ24表面の帯電が行なわれ、回収ローラ24表面の電位が上がると放電は徐々に少なくなり、ある電位になると放電しなくなる。
図2においてはこのような印加電圧条件を設定している。
このように図2に示す実施形態においては、回収ローラ24を中間転写ベルト1に当接させ中間転写ベルト1をはさんで回収ローラ対向電極31を配置するとともに、回収ローラ24にクリーニングブラシ23への印加電圧である800Vよりも高い1200Vの電圧を印加しているので、回収ローラ24へはクリーニングブラシ23からのトナーと中間転写ベルト1上のトナーが移動し、回収ローラ24によっても中間転写ベルト1のクリーニングが行なわれる。
これにより、記録紙ジャム時の未転写トナーやPセンサーパターン等のような高付着量トナーが中間転写ベルト1上に残留している場合においても、充分なクリーニングが行なえる。
Thus, the toner from the cleaning
Note that when the toner is scraped off by the
In order to cope with this decrease in surface potential, a voltage higher than the voltage applied to the
That is, toner movement from the intermediate transfer belt 1 to the cleaning
When the toner movement from the cleaning
In the embodiment of FIG. 2, there is a potential difference equal to or higher than the discharge start voltage between the surface of the
Further, the surface of the
In FIG. 2, such an applied voltage condition is set.
As described above, in the embodiment shown in FIG. 2, the
Thus, even when a high adhesion amount toner such as untransferred toner or P sensor pattern at the time of recording paper jam remains on the intermediate transfer belt 1, sufficient cleaning can be performed.
次に、中間転写ベルト1から除去されたトナーについて説明する。
通常、トナー像担持体からクリーニングブレードでトナーを掻き取るときにトナーは舞い上がり飛散状態となることが知られており、極性制御ブレード22で中間転写ベルト1上のトナーを掻き取るとき、および導電性ブレード35で回収ローラ24上のトナーを掻き取るときに飛散状態となる。
極性制御ブレード22または導電性ブレード35で掻き取られたトナーは自然落下してトナー排出スクリュー39のところへ落ちて行き、トナー排出スクリュー39によりクリーニングユニット18へ排出されるが、トナー排出スクリュー39が回転しトナーをクリーニングユニット18外へ排出するときも同様に、トナーは舞い上がり飛散状態となる。
Next, the toner removed from the intermediate transfer belt 1 will be described.
Normally, it is known that when toner is scraped off from a toner image carrier with a cleaning blade, the toner flies up and scatters. When the toner on the intermediate transfer belt 1 is scraped off with the polarity control blade 22, and the conductive property is increased. When the toner on the
The toner scraped off by the polarity control blade 22 or the
このように、トナーは特に機械的に除去または移動されるときに舞い上がり飛散状態となって浮遊するが、浮遊トナーは僅かの隙間からでも移動するので、クリーニングブラシ用飛散防止シール32がない場合には、クリーニングブラシ23と極性制御ブレード用ステー30の間の隙間から極性制御ブレード22通過後の中間転写ベルト1表面に付着する。
トナーは、通常、静電力でトナー像担持体に付着している時は電荷をもっているが一旦引き離されると電荷をなくしてしまい無電荷(無帯電)となる。
したがって、クリーニングブラシ23と極性制御ブレード用ステー30の間の隙間から中間転写ベルト1表面に付着したトナーはほとんどが無帯電トナーであり、中間転写ベルト1の移動により、クリーニングブラシ23の位置に到達するトナーは図9のa(クリーニングブラシ前)に示すような極性制御された−極性トナーとb(無帯電トナー)に示すような無帯電トナーとの2つのピークのq/p分布を持ったトナーとなる。
In this way, the toner rises and floats in a scattered state especially when it is mechanically removed or moved, but the floating toner moves even from a slight gap, and therefore when the cleaning brush scattering prevention seal 32 is not provided. Adheres to the surface of the intermediate transfer belt 1 after passing through the polarity control blade 22 from the gap between the cleaning
The toner usually has a charge when adhering to the toner image carrier with an electrostatic force, but once separated, the charge is lost and becomes uncharged (no charge).
Therefore, most of the toner adhering to the surface of the intermediate transfer belt 1 from the gap between the cleaning
クリーニングブラシ23は中間転写ベルト1とクリーニングブラシ23の電位勾配でトナーを移動させるため、無帯電トナーはクリーニングブラシ23側へは移動せず、クリーニングブラシ23の位置を通過してしまう。
無帯電トナーは静電力の拘束力がないため中間転写ベルト1への付着力が弱く、したがってクリーニングブラシ23の機械的な力で若干は中間転写ベルト1から掻き落されるが、無帯電トナーのうちのほとんどはクリーニングブラシ23の位置を通過しそのまま次の転写工程に入っていく。
Since the cleaning
Since the non-charged toner has no electrostatic force binding force, the adhesion force to the intermediate transfer belt 1 is weak, and therefore, the mechanical force of the cleaning
中間転写ベルト1上の転写残トナーには各色のトナーが存在しており、次の転写工程ではこれらのクリーニング残トナーの上に次の転写が行われる。その結果、所望される画像情報の色と異なる色や、作像していない所に画像があるいわゆるクリーニング不良が原因の異常画像が、中間転写ベルト1上に形成されることとなる。
そこで図2の極性制御ブレード用ステー30とクリーニングブラシ23との隙間をクリーニングブラシ用飛散防止シール32でふさぐことにより、飛散した浮遊トナーは中間転写ベルト1表面には付着せず、このような異常画像の発生を防止することができる。
The toner of each color exists in the transfer residual toner on the intermediate transfer belt 1, and the next transfer is performed on the cleaning residual toner in the next transfer step. As a result, a color different from the color of the desired image information, or an abnormal image due to a so-called cleaning defect in which an image is not formed is formed on the intermediate transfer belt 1.
Therefore, the gap between the polarity
回収ローラ24の構成の他の例について説明する。
回収ローラ24上のトナーは、導電性ブレード35を用いて機械的に掻き取っているが、球形トナーの場合には従来と同様に除去するのが難しいところがある。これに対処するために、回収ローラ24の構造を次のようにしてもよい。
すなわち、回収ローラ24はクリーニングブラシ23に付着したトナーを、クリーニングブラシ23と回収ローラ24間の電位勾配によって回収ローラ24へ転移させる機能を有していればよく、中間転写ベルト1、感光体8〜11とは異なり材料には制限が少ない。そこで回収ローラ24の表面を摩擦係数の低い材料でコーティングしたり、金属ローラに摩擦係数の低いチューブを巻いたりして、回収ローラ24の表面の摩擦係数を低くすると、球形トナーでも容易に除去できる。
具体的には、フッ素コーティングやPVDF、PFAチューブを巻いた回収ローラ24にすればよい。
Another example of the configuration of the
The toner on the
That is, the
Specifically, the
本実施形態において用いられる感光体としては、例えば導電性支持体を50℃〜400℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラズマCVD法等の成膜法により形成されたa−Siからなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体を用いることができる。なお、形成法としては、なかでもプラズマCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にa−Si堆積膜を形成する方法のものが好適なものとして用いられている。 As the photoreceptor used in this embodiment, for example, a conductive support is heated to 50 ° C. to 400 ° C., and a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a thermal CVD method, a photo CVD method is applied on the support. An amorphous silicon photoreceptor having a photoconductive layer made of a-Si formed by a film forming method such as a plasma CVD method can be used. As the formation method, a plasma CVD method, that is, a method in which a source gas is decomposed by direct current, high frequency or microwave glow discharge to form an a-Si deposited film on a support is preferred. It is used.
図10はクリーニング装置の第2の実施形態を示す構成図であり、図2に示す第1の実施例の構成とは異なり、クリーニングブラシ23専用の対向電極としてクリーニングブラシ用対抗電極40を設けたものである。なお、図10において図2と同じ構成のものは同じ符号で示している。
極性制御用対向電極2は、クリーニングブラシ用対抗電極40が設けられたことにより、
極性制御用ブレード22にのみ対向する位置に配置されている。
クリーニングブラシ用対向電極40は、Φ7mmの金属ローラで構成されており、接地されている。
図2の実施形態においては、極性制御ブレード22とクリーニングブラシ23の対向電極は、同じ極性制御用対向電極2を兼ねて用いている。
この場合、極性制御ブレード22へ高電圧(−極性)が印加されると、クリーニングブラシ23から極性制御用対向電極2へ流れ込む電流が増加し、これにより上記したようにトナーへ流れ込む電流が増加してトナーの帯電極性がクリーニングブラシ23への印加電圧と同じ極性となって、逆付着が増加し、下流のクリーニングブラシ23または回収ローラ24によるクリーニング性が悪くなるという状態が生じることがある。
この原因は、極性制御ブレード22へ高電圧を印加すると、極性制御用対向電極2に接続されている導電性軸受けの抵抗2aにより、極性制御用対向電極2が電位(−極性)を持ち、結果的にクリーニングブラシ23と極性制御用対向電極2の電位差が大きくなるためと考えられる。
また、極性制御ブレード2のトナーによる汚れや経時変化によって電流値が変化した場合にも、クリーニングブラシ23への影響が出てきてクリーニング性が変化する。
したがって、図10の実施形態のように、クリーニングブラシ23の対向電極であるクリーニングブラシ用対向電極40を極性制御ブレード22の対向電極である極性制御用対向電極2とは別に設けることにより、このような問題が解決され、クリーニング性が良くなる。
FIG. 10 is a block diagram showing a second embodiment of the cleaning device. Unlike the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2, a cleaning
Since the counter electrode 2 for polarity control is provided with the
It is arranged at a position facing only the polarity control blade 22.
The
In the embodiment of FIG. 2, the counter electrodes of the polarity control blade 22 and the cleaning
In this case, when a high voltage (−polarity) is applied to the polarity control blade 22, the current flowing from the cleaning
This is because when the high voltage is applied to the polarity control blade 22, the polarity control counter electrode 2 has a potential (−polarity) due to the resistance 2 a of the conductive bearing connected to the polarity control counter electrode 2. This is probably because the potential difference between the cleaning
Also, when the current value changes due to contamination of the polarity control blade 2 with toner or a change with time, the cleaning
Therefore, as in the embodiment of FIG. 10, the cleaning
図11は、クリーニングブラシ用対向電極と回収ローラ用対向電極として板状のものを用いた実施形態を示すものである。
図11において、クリーニングブラシ用対向電極41と回収ローラ用対向電極42は板状の湾曲した形状のもので固定して取り付けられており、厚みt=1.5mmの導電性ウレタンゴムで構成され中間転写ベルト1へは腹当りとなっている。
導電性ウレタンゴムの電気抵抗値は106〜8Ω・cm以下で、硬度はアスカーC硬度計で60°〜80°である。
加圧は、図示していない支持板にスプリングで両側端部から中間転写ベルト1に対して加圧されている。
FIG. 11 shows an embodiment in which plate-like ones are used as the cleaning brush counter electrode and the recovery roller counter electrode.
In FIG. 11, the cleaning brush counter electrode 41 and the recovery roller counter electrode 42 are fixedly attached in a plate-like curved shape, and are formed of conductive urethane rubber having a thickness t = 1.5 mm. The transfer belt 1 is hit by the belly.
The electric resistance value of the conductive urethane rubber is 10 6 to 8 Ω · cm or less, and the hardness is 60 ° to 80 ° with an Asker C hardness meter.
The pressure is applied to the intermediate transfer belt 1 from both ends by springs on a support plate (not shown).
図12は、クリーニング装置の第3の実施形態を示す構成図であり、回収ローラ24がクリーニングブラシ23の上流に配置されているものである。
なお、図12において図2または図10と同じ構成のものは同じ符号で示している。
図12においては、回収ローラ24とクリーニングブラシ23および関連する部材の位置が入れ替わっており、それにともない、トナー排出ガイド41、出口シール42が設けられている。
トナー排出ガイド41は、導電性ブレード35によって回収ローラ24から掻きとられたトナーをトナー排出スクリュー39の方向へ導くためのもので、下ケース10に取り付けられている。
また、出口シール42は、クリーニングユニット18の内部を外部と遮断して、クリーニングブラシ23からのトナーが中間転写ベルト1上に浮遊することを防止するためのもので、下ケース10に取り付けられている。
また、回収ローラ用飛散防止シール43が、クリーニングブラシ用飛散防止シール32に代わって極性制御ブレード用ステ−30に取り付けられている。
出口シール42および回収ローラ用飛散防止シール43は、入り口シール21またはクリーニングブラシ用飛散防止シール32と同じ構成のものである。またトナー排出ガイド41も同様の材質のものである。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a third embodiment of the cleaning device, in which the
In FIG. 12, the same components as those in FIG. 2 or 10 are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 12, the positions of the
The toner discharge guide 41 is for guiding the toner scraped from the
The outlet seal 42 is for blocking the inside of the cleaning unit 18 from the outside and preventing the toner from the cleaning
Further, a recovery roller scattering prevention seal 43 is attached to the polarity
The outlet seal 42 and the recovery roller scattering prevention seal 43 have the same configuration as the inlet seal 21 or the cleaning brush scattering prevention seal 32. The toner discharge guide 41 is also made of the same material.
図12に示す実施形態においては、極性制御ブレード22を通過した−極性に帯電されたトナーは、中間転写ベルト1の移動により回収ローラ24との接触位置まで搬送され、この接触位置において中間転写ベルト1上のトナーは静電的作用により回収ローラ24上へ移動して、回収ローラ24によるクリーニングが行なわれる。
回収ローラ24によってクリーニングしきれずに中間転写ベルト1上に残ったまま通過したトナーはクリーニングブラシ23の位置まで搬送され、クリーニングブラシ23によりクリーニングされる。
中間転写ベルト1からクリーニングブラシ23に移動されたトナーは、クリーニングブラシ23の回転により回収ローラ24との接触位置へ搬送され、この接触位置において静電的作用により回収ローラ24上へ移動する。
クリーニングブラシ23から回収ローラ24上へ移動したトナーと、中間転写ベルト1から回収ローラ24上へ移動したトナーは、導電性ブレード35によって掻き取られる。
In the embodiment shown in FIG. 12, the negatively charged toner that has passed through the polarity control blade 22 is transported to the contact position with the
The toner that has passed through the intermediate transfer belt 1 without being completely cleaned by the collecting
The toner moved from the intermediate transfer belt 1 to the cleaning
The toner that has moved from the cleaning
図13は、クリーニング装置の第4の実施形態を示す構成図であり、クリーニングするトナー担持体として感光体ドラムを用いたものである。
図13において、46は感光体ドラムであり、この感光体ドラム46の周面の一部にクリーニングユニット47が配置されている。
クリーニングユニット47は感光体ドラム46の周面の一部をケース48で囲むように配置されており、内部にクリーニングのための構成が配置されている。
なお、図13において図2、図10または図12と同じ構成のものは同じ符号で示している。
このクリーニングユニット47のケース48内には、感光体ドラム46の回転方向の順序に、入り口シール21、中間転写ベルト1の移動の順序に、入り口シール21、極性制御ブレード22、クリーニングブラシ23、回収ローラ24が配置されている。
入り口シール21はケース48に取り付けられ、極性制御ブレード22は、極性制御ブレード用ステー30に固定された極性制御ブレードホルダ29に取り付けられている。
極性制御ブレード用ステー30にはクリーニングブラシ23に接触するクリーニングブラシ用散防止シール32が取り付けられており、これにより、クリーニングブラシ23と極性制御ブレード用ステー30の間が遮断されている。
導電性ブレード35は、導電性ブレード用ステー37に固定された導電性ブレードホルダ36に取り付けられている。
33は圧縮バネ、34はステアリン酸亜鉛、25〜28は印加する電圧の電源、39はトナー排出スクリューである。
クリーニングユニット47のケース48以外の部分は、入り口シール21、極性制御ブレード22、極性制御ブレードホルダ29、クリーニングブラシ用飛散防止シール32、クリーニングブラシ23、回収ローラ24、導電性ブレード35、導電性ブレードホルダ36により囲まれており、これにより、クリーニングユニット47内に遮断空間49が形成され、感光体ドラム46から除去されたトナーが再び感光体ドラム46に付着することを防止している。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the cleaning device, in which a photosensitive drum is used as a toner carrier to be cleaned.
In FIG. 13, reference numeral 46 denotes a photosensitive drum, and a cleaning unit 47 is disposed on a part of the peripheral surface of the photosensitive drum 46.
The cleaning unit 47 is disposed so that a part of the peripheral surface of the photosensitive drum 46 is surrounded by a
In FIG. 13, the same components as those in FIG. 2, FIG. 10, or FIG.
In the
The entrance seal 21 is attached to the
The polarity control blade stay 30 is provided with a cleaning brush scattering prevention seal 32 that comes into contact with the cleaning
The
33 is a compression spring, 34 is zinc stearate, 25-28 is a power source for the voltage to be applied, and 39 is a toner discharge screw.
The parts other than the
なお、図13に示す実施形態においては、回収ローラ20は上記のものでもよいが、Φ8mmの芯金の外層に発泡ポリウレタン層を設け、更にその外層にPVDFチューブ(厚さ100μm)および絶縁層である表層UVコート層(厚さ5μm)で構成したものが適している。またこの構成のものは、上記図2、図10または図12の実施形態のものにおいても用いることができる。
In the embodiment shown in FIG. 13, the
図13の実施形態においては、極性制御ブレード22、クリーニングブラシ23、回収ローラ24の対向電極は感光体ドラム46となるが、感光体ドラム46は絶縁体であり、これに対応して印加する電圧、流れる電流は異なっており、流れる電流は極端に少なくなる。
図13の実施形態における印加電圧および電流値の一例を具体的に示すと、極性制御ブレード22については印加電圧−1.0kVおよび電流値20μA、クリーニングブラシ23については印加電圧+300Vおよび電流値3μA、回収ローラ24については印加電圧+700Vおよび電流値5μAである。
なお、図2に示す実施形態の場合の一例を示すと、極性制御ブレード22については印加電圧−2.5kVおよび電流値50μA、クリーニングブラシ23については印加電圧+800Vおよび電流値18μA、回収ローラ24については印加電圧+1200Vおよび電流値2〜5μAである。
また、図10または図11に示す実施形態の場合の一例を示すと、極性制御ブレード22については印加電圧−2.5kVおよび電流値50μA、クリーニングブラシ23については印加電圧+800Vおよび電流値8μA、回収ローラ24については印加電圧+1200Vおよび電流値15μAである。
このような構成において、感光体ドラム44のクリーニングはクリーニングブラシ23と、回収ローラ24とによって行なわれる。
In the embodiment of FIG. 13, the opposing electrodes of the polarity control blade 22, the cleaning
Specifically, an example of the applied voltage and current value in the embodiment of FIG. 13 is as follows: for the polarity control blade 22, an applied voltage of −1.0 kV and a current value of 20 μA, for the cleaning
An example of the embodiment shown in FIG. 2 is as follows. For the polarity control blade 22, the applied voltage is −2.5 kV and the current value is 50 μA. For the cleaning
10 or 11, the polarity control blade 22 has an applied voltage of −2.5 kV and a current value of 50 μA. The cleaning
In such a configuration, the photosensitive drum 44 is cleaned by the cleaning
図14は、本発明のクリーニング装置を1つの感光体、複数の現像装置および中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置に用いた実施形態を示すものである。
図14において、画像形成装置100の筐体(図示せず)内に感光体ドラム101が配置され、その周囲に、帯電ローラ102、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック各色の現像装置103〜106、中間転写装置107、感光体用クリーニングユニット108、除電ランプ109および遮光板110が配置されている。
感光体ドラム101の上方にはレーザー光111により露光する露光装置(図示せず)が配置され。下方には転写後の記録紙を搬送する搬送ベルト112が配置されている。
感光体用クリーニングユニット108は、感光体ドラム101のクリーニング行なうもので、図13に示す実施形態のクリーニング装置47と同様な構成のものを用いることができる。
中間転写装置107は、複数のローラにより張設された中間転写ベルト113によりトナー像の転写を行なうもので、感光体ドラム101との接触位置において各色のトナー像が感光体ドラム101から転写され、各色トナー像が重ね合わせられたカラーのトナー像が2次転写ローラ114の位置において記録紙Pに転写される。
115は中間転写ベルト用クリーニングユニットであり、図2、図10または図12に示す実施形態のクリーニングユニット18と同様な構成のものを用いることができる。なお、116は中間転写ベルト用クリーニングユニット115の対向電極であり、簡略化して図示している。
FIG. 14 shows an embodiment in which the cleaning device of the present invention is used in a color image forming apparatus having one photosensitive member, a plurality of developing devices and an intermediate transfer belt.
In FIG. 14, a
An exposure device (not shown) for exposing with a
The
The
図14に示す画像形成装置100において画像形成を行なう場合には、感光体ドラム101は矢印で示す反時計方向に回転し、帯電ローラ102による帯電、レーザ光111による潜像形成、各現像装置103〜106による現像が行なわれ、感光体ドラム101上にトナー像の形成が行なわれる。
この一連のプロセスはイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色ごとに順次行なわれ、各色ごとのトナー像が順次形成される。
感光体ドラム101の回転と同時に中間転写ベルト113は矢印で示す時計方向に回転し、この各色のトナー像が形成されるごとに、そのトナー像が中間転写ベルト113の同じ位置に順次重ね合わせて転写され、カラーのトナー像が形成される。
この中間転写ベルト113上のカラートナー像は、搬送ベルト112により運ばれてきな記録紙P上に、2次転写ローラ114の位置において転写され、その後、定着されて排紙トレー(図示せず)上に排出される。
感光体101の表面に残留した転写残トナーは、感光体用クリーニングユニット108により除去され、また、中間転写ベルト113の表面に残留した転写残トナーは、中間転写ベルト用クリーニングユニット115により除去される。
When image formation is performed in the
This series of processes is sequentially performed for each color of yellow, magenta, cyan, and black, and a toner image for each color is sequentially formed.
Simultaneously with the rotation of the
The color toner image on the
The transfer residual toner remaining on the surface of the
図15は、本発明のクリーニング装置を画像形成装置の感光体および紙搬送ベルトに用いた実施形態を示すものである。
図15において、画像形成装置200の筐体(図示せず)内に感光体ドラム201が配置され、その周囲に、帯電ローラ202、現像装置203、転写ローラ204、感光体用クリーニングユニット205、除電ランプ206および遮光板207が配置されている。
208は、露光装置(図示せず)から照射されるレーザー光である。
209および210は給紙カセット(図示せず)から記録紙を搬送するための上レジストローラおよび下レジストローラであり、211および212は記録紙を感光体ドラム201と転写ローラの間の転写領域に案内するガイド板である。
213は転写後の記録紙を搬送する搬送ベルト、214は搬送ベルト用クリーニングユニットである。
FIG. 15 shows an embodiment in which the cleaning device of the present invention is used for a photoreceptor and a paper transport belt of an image forming apparatus.
In FIG. 15, a
感光体用クリーニングユニット205は、感光体ドラム201のクリーニングを行なうもので、図13に示す実施形態のクリーニング装置47と同様な構成のものを用いることができる。
搬送ベルト用クリーニングユニット214は、図2、図10または図12に示す実施形態のクリーニングユニット18と同様な構成のものを用いることができるし、または極性制御機能を省略する等簡略化して用いることができる。
図15に示す画像形成装置においては、画像形成を行なう場合には、感光体ドラム101は矢印で示す反時計方向に回転し、帯電ローラ202による帯電、レーザ光208による潜像形成、現像装置203による現像が行なわれ、感光体ドラム201上にトナー像の形成が行なわれる。
画像形成と同期して給紙カセット(図示せず)から記録紙が、上レジストローラ209下レジストローラ210により送り出され、ガイド板211と212の間を通って感光体ドラム201と転写ローラの間の転写領域に給紙される。
感光体ドラム201上のトナー像は転写領域において記録紙に転写され、転写後の記録紙を搬送する搬送ベルト213により定着装置(図示せず)まで搬送され、定着後に排紙トレー(図示せず)上に排出される。
感光体201の表面に残留した転写残トナーは、感光体用クリーニングユニット205により除去される。また、搬送ベルト213上に付着したトナーは、搬送ベルト用クリーニングユニット214により除去される。
The photoconductor cleaning unit 205 is for cleaning the
The conveyor
In the image forming apparatus shown in FIG. 15, when image formation is performed, the
In synchronization with image formation, a recording sheet is fed from a sheet feeding cassette (not shown) by an
The toner image on the
The transfer residual toner remaining on the surface of the
搬送ベルト213のクリーニングについて説明すると、図15に示すように構成の場合には、記録紙のジャムが起きると、感光体ドラム201上のトナー像が搬送ベルト213に転写されてしまい、搬送ベルト213が汚れてしまうことがある。また、現像装置内の帯電量の低いトナーやプラスに帯電したトナーが感光体ドラム201上の紙間に付着する場合があり、この場合には紙間に付着しているトナーが、搬送ベルト213に転写され、搬送ベルト213を汚してしまうことがある。
このような理由により、搬送ベルト上にトナーが付着することがあり、付着したトナーは、搬送ベルト用クリーニングユニット115により除去される。
The cleaning of the
For this reason, toner may adhere to the conveyor belt, and the adhered toner is removed by the conveyor
図16は、本発明のクリーニング装置を用いたプロセスカートリッジの実施形態を示すものである。
図16において、301は感光体ドラム、302は帯電ローラ、303は現像器、304はクリーニングユニットであり、これらが枠体305内に一体に支持され、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ300が構成されている。なお、306はレーザ光である。
クリーニングユニット304としては、図13に示す実施形態のクリーニング装置47、と同様な構成のものを用いることができる。
図1に示すプロセスカートリッジ4〜7としてこの図16に示すプロセスカートリッジ300を用いてもよい。
図16では、感光体ドラム301及びクリーニングユニット304の他のプロセス手段も一体に支持した構成としているが、プロセスカートリッジとして300は、少なくとも、感光体ドラム301及びクリーニングユニット304を一体に支持したものであればよい。
FIG. 16 shows an embodiment of a process cartridge using the cleaning device of the present invention.
In FIG. 16,
As the
The
In FIG. 16, other process means of the
以上のように、本実施形態においては、トナー担持体である中間転写ベルト、感光体ドラム、搬送ベルト上に残留したトナーをクリーニングするためにトナーの極性とは異なる極性の電圧が印加されたクリーニング部材であるクリーニングブラシと、このクリーニングブラシ上のトナーを回収する回収部材である回収ローラを有するクリーニング装置において、回収ローラはトナー担持体である中間転写ベルト等に当接するとともに、回収ローラにはクリーニングブラシに印加された電圧より高い電圧が印加され、回収ローラは中間転写ベルト等のトナーをクリーニングする。
これにより、回収ローラによっても、トナー担持体である中間転写ベルト等のクリーニングが行なわれるので、クリーニング性能が高まる。
As described above, in this embodiment, in order to clean the toner remaining on the intermediate transfer belt, the photosensitive drum, and the conveyance belt, which are toner carriers, a cleaning in which a voltage having a polarity different from the polarity of the toner is applied. In a cleaning device having a cleaning brush as a member and a recovery roller as a recovery member for recovering toner on the cleaning brush, the recovery roller contacts an intermediate transfer belt or the like as a toner carrier, and the recovery roller A voltage higher than the voltage applied to the brush is applied, and the collection roller cleans the toner such as the intermediate transfer belt .
Accordingly, the cleaning performance is enhanced because the intermediate transfer belt, which is a toner carrier, is also cleaned by the collection roller.
また、クリーニングブラシと回収ローラのそれぞれへの印加電圧が、クリーニングブラシと回収ローラとによって中間転写ベルト等のトナーのクリーニングが行なわれる領域の電圧であって、クリーニングブラシまたは回収ローラと中間転写ベルト等との間でトナーの逆付着が生ぜず、かつクリーニングブラシから回収ローラへトナーの移動が行なわれる電圧であることにより、逆付着が生じずに良好なクリーニングが行なえるとともに、トナー回収が良好に行なわれる。
また、中間転写ベルト等と回収ローラとの電位差が、クリーニングブラシと回収ローラとの電位差よりも大きいことにより、回収ローラによる回収機能と、回収ローラによるクリーニングが良好に行なわれる。
The voltage applied to each of the cleaning brush and the collection roller is a voltage in a region where the toner such as the intermediate transfer belt is cleaned by the cleaning brush and the collection roller, and the cleaning brush or the collection roller and the intermediate transfer belt, etc. Since the toner does not cause reverse adhesion and the toner moves from the cleaning brush to the collecting roller, the toner can be well cleaned without reverse adhesion and the toner can be collected well. Done.
Further, since the potential difference between the intermediate transfer belt or the like and the collection roller is larger than the potential difference between the cleaning brush and the collection roller, the collection function by the collection roller and the cleaning by the collection roller are favorably performed.
また、クリーニングブラシを回収ローラよりも中間転写ベルト等の移動方向上流に配置し、クリーニングブラシからのトナーが回収ローラへ移動し、回収ローラに付着したトナーを除去した後に中間転写ベルト等からのトナーが回収ローラへ移動することにより、クリーニングブラシからのトナーによる影響を受けることが少なく回収ローラによるクリーニングが効果的に行なえる。
また、回収ローラをクリーニングブラシよりも中間転写ベルト等の移動方向上流に配置し、中間転写ベルト等からのトナーが回収ローラへ移動し、回収ローラに付着したトナーを除去した後にクリーニングブラシからのトナーが回収ローラへ移動することにより、クリーニングブラシからの回収ローラによる回収が、中間転写ベルト等からのトナーによる影響を受けることが少なく効果的に行なえる。
また、回収ローラを中間転写ベルト等に当接させるとともに、中間転写ベルト等をはさんで回収ローラ対向電極を配置したことにより、回収ローラと中間転写ベルト等の間に電位勾配を形成することができ、回収ローラによるクリーニングの機能を高めることができる。
また、クリーニングブラシおよび回収ローラに対して中間転写ベルト等の移動方向の上流位置に極性制御部材が設けられ、極性制御部材にはクリーニングブラシおよび回収ローラの極性と異なる極性の電圧が印加されたことにより、トナーが極性制御されるので、クリーニングが良好に行なえる。
In addition, the cleaning brush is disposed upstream of the recovery roller in the moving direction of the intermediate transfer belt, etc., the toner from the cleaning brush moves to the recovery roller, and after the toner adhering to the recovery roller is removed, the toner from the intermediate transfer belt, etc. Since the toner moves to the collecting roller, it is less affected by the toner from the cleaning brush and can be effectively cleaned by the collecting roller.
Further, the recovery roller is disposed upstream of the cleaning brush in the moving direction of the intermediate transfer belt, etc., and the toner from the intermediate transfer belt moves to the recovery roller, and after the toner adhering to the recovery roller is removed, the toner from the cleaning brush By moving the toner to the collecting roller, the collecting by the collecting roller from the cleaning brush can be effectively performed without being affected by the toner from the intermediate transfer belt or the like.
In addition, the collection roller is brought into contact with the intermediate transfer belt or the like, and the collection roller counter electrode is disposed with the intermediate transfer belt or the like interposed therebetween, thereby forming a potential gradient between the collection roller and the intermediate transfer belt. And the function of cleaning by the collecting roller can be enhanced.
In addition, a polarity control member is provided upstream of the cleaning brush and the collection roller in the moving direction of the intermediate transfer belt, etc., and a voltage having a polarity different from the polarity of the cleaning brush and the collection roller is applied to the polarity control member. Thus, the polarity of the toner is controlled, so that cleaning can be performed satisfactorily.
また、クリーニング部材がブラシであり、回収部材がローラであることにより、これらによりクリーニング部材によるクリーニングと、回収部材による回収とクリーニングに適した機能が発揮される。
また、クリーニング装置内に、中間転写ベルト等から除去されたトナーを回収する遮断空間が形成されたことにより、回収後の浮遊トナーが中間転写ベルト等に付着することを防ぐことが出来る。
また、クリーニング装置が、中間転写ベルト等に接するクリーニングブラシおよび回収ローラを囲むような形状のケースを備えたユニット状に形成されたことにより、クリーニング装置の取扱いがしやすくなり、また遮断空間の形成の形成が容易となる。
また、トナー担持体が中間転写ベルト、感光体、記録紙搬送ベルトであることにより、クリーニング装置の適用範囲が広がり、クリーニング装置の機能が発揮される。
Further, since the cleaning member is a brush and the recovery member is a roller, these provide functions suitable for cleaning by the cleaning member and for recovery and cleaning by the recovery member.
Further, since a blocking space for collecting the toner removed from the intermediate transfer belt or the like is formed in the cleaning device, it is possible to prevent the collected floating toner from adhering to the intermediate transfer belt or the like.
In addition, the cleaning device is formed in a unit shape that includes a case that surrounds the cleaning brush and the collection roller that are in contact with the intermediate transfer belt, etc., so that the cleaning device can be handled easily and a blocking space is formed. Can be easily formed.
Further, since the toner carrier is an intermediate transfer belt, a photoconductor, and a recording paper conveyance belt, the application range of the cleaning device is widened and the function of the cleaning device is exhibited.
また、画像形成のプロセスにおいてトナーと接する手段に生じた残留トナーを除去するクリーニング装置を有する画像形成装置にこのクリーニング装置を用いることにより、クリーニング品質がよい画像形成装置を得ることができる。
また、プロセスカートリッジにこのクリーニング装置を用いることにより、クリーニング品質がよいプロセスカートリッジを得ることができる。
Further, by using this cleaning device in an image forming device having a cleaning device that removes residual toner generated in the means that comes into contact with toner in the image forming process, an image forming device with good cleaning quality can be obtained.
Further, by using this cleaning device for the process cartridge, a process cartridge with good cleaning quality can be obtained.
1 中間転写ベルト
2 極性制御用対向電極ローラ
2a 抵抗
3 駆動ローラ
4〜7 プロセスカートリッジ
8〜11 感光体ドラム
12〜15 対向電極ローラ
16 2次転写ローラ
17 Pセンサーパターン検出器
18 クリーニングユニット
19 上ケース
20 下ケース
21 入り口シール
22 極性制御ブレード
23 クリーニングブラシ
231 芯鞘構造繊維
231a 導電部
231b 絶縁層
24 回収ローラ
25〜28 電源
29 極性制御ブレードホルダ
30 極性制御ブレード用ステ−
31 回収ローラ用対向電極ローラ
32 クリーニングブラシ用散防止シール
33 圧縮バネ
34 ステアリン酸亜鉛
35 導電性ブレード
36 導電性ブレードホルダ
37 導電性ブレード用ステ−
38 遮断空間
39 トナー排出スクリュー
40 クリーニングブラシ用対向電極
42 回収ローラ用対向電極
43 トナー排出ガイド
44 出口シール
45 回収ローラ用飛散防止シール
46 感光体ドラム
47 クリーニングユニット
48 ケース
49 遮断空間
100 画像形成装置
101 感光体ドラム
102 帯電ローラ
103〜106 現像装置
107 中間転写装置
108 感光体用クリーニングユニット
109 除電ランプ
110 遮光板
111 レーザー光
112 搬送ベルト112
113 中間転写ベルト113
114 2次転写ローラ
P 記録紙
115 中間転写ベルト用クリーニングユニット
116 中間転写ベルト用クリーニングユニットの対向電極
200 画像形成装置
201 感光体ドラム
202 帯電ローラ
203 現像装置
204 転写ローラ
205 感光体用クリーニングユニット
206 除電ランプ
207 遮光板
208 レーザー光
209 上レジストローラ
210 下レジストローラ
211、212 ガイド板
213 搬送ベルト
214 搬送ベルト用クリーニングユニット
300 プロセスカートリッジ
301 感光体ドラム
302 帯電ローラ
303 現像器
304 クリーニングユニット
305 枠体
306 レーザ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intermediate transfer belt 2 Opposite electrode roller for polarity control 2a Resistance 3 Drive rollers 4-7 Process cartridges 8-11 Photoconductive drums 12-15
31 Counter electrode roller for recovery roller 32 Anti-scattering seal for cleaning
38 Blocking space 39 Toner discharge screw
40 Cleaning brush counter electrode 42 Recovery roller counter electrode 43 Toner discharge guide 44 Exit seal 45 Recovery roller scattering prevention seal 46 Photosensitive drum 47
113
114 Secondary transfer roller
Claims (11)
前記クリーニング部材を前記回収部材よりも前記トナー担持体の移動方向上流に配置し、かつ、前記回収部材は前記トナー担持体に当接するとともに、前記回収部材には前記クリーニング部材に印加された電圧より高い電圧が印加され、前記回収部材に付着したトナーを除去した後に前記回収部材が前記トナー担持体上のトナーをクリーニングすることを特徴とするクリーニング装置。 In the cleaning device having a cleaning member voltages of different polarities are applied, the collecting member for collecting the toner on the cleaning member to the polarity of the toner to clean the toner remaining on the toner carrying member,
The cleaning member is disposed upstream of the recovery member in the moving direction of the toner carrier, the recovery member abuts on the toner carrier, and the recovery member has a voltage applied to the cleaning member. A cleaning device , wherein a high voltage is applied, and after the toner adhering to the recovery member is removed, the recovery member cleans the toner on the toner carrier .
前記クリーニング部材と前記回収部材のそれぞれへの印加電圧が、前記クリーニング部材と前記回収部材とによって前記トナー担持体上のトナーのクリーニングが行われる領域の電圧であって、前記クリーニング部材または前記回収部材と前記トナー担持体との間でトナーの逆付着が生ぜず、かつ前記クリーニング部材から前記回収部材へトナーの移動が行なわれる電圧であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1,
The voltage applied to each of the cleaning member and the collection member is a voltage region where the cleaning member and the collection member and the cleaning of the toner on the toner carrying member is performed, the cleaning member or the collection member cleaning device comprising said that toner carrying reverse adhesion not occur in the toner with the body, and moves from the cleaning member of the toner to the collecting member is a voltage to be performed with.
前記トナー担持体と前記回収部材との電位差が、前記クリーニング部材と前記回収部材との電位差よりも大きいことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1 or 2,
Cleaning device potential difference between the collecting member and the toner carrying member, being larger than the potential difference between the cleaning member and the collection member.
前記トナー担持体をはさんで前記回収部材と対向する位置に回収部材対向電極を配置したことを特徴とするクリーニング装置。 In the cleaning device according to any one of claims 1 to 3,
Cleaning apparatus, characterized in that a collecting member facing the electrode at a position facing the collecting member across the toner carrying member.
前記クリーニング部材および前記回収部材に対して前記トナー担持体移動方向の上流位置に極性制御部材が設けられ、前記極性制御部材には前記クリーニング部材および前記回収部材の極性とは異なる極性の電圧が印加されることを特徴とするクリーニング装置。 In the cleaning device according to any one of claims 1 to 4,
The toner carrier polarity control member is provided in the moving direction of the upstream position, a voltage of a different polarity is applied to the polarity of the cleaning member and the collecting member to the polarity control member relative to said cleaning member and said collecting member cleaning apparatus characterized by being Ru is.
前記クリーニング部材がブラシであり、前記回収部材がローラであることを特徴とするクリーニング装置。 In the cleaning device according to any one of claims 1 to 5,
The cleaning member is a brush, a cleaning device, characterized in that said collecting member is a roller.
前記クリーニング装置内に、前記トナー担持体から除去されたトナーを回収する遮断空間が形成されたことを特徴とするクリーニング装置。 In the cleaning device according to any one of claims 1 to 6,
A cleaning device, wherein a blocking space for collecting the toner removed from the toner carrier is formed in the cleaning device.
前記クリーニング装置が、前記トナー担持体に接する前記クリーニング部材および前記回収部材を囲む形状のケースを備えたユニット状に形成されたことを特徴とするクリーニング装置。 In the cleaning device according to any one of claims 1 to 7,
A cleaning device the cleaning device, characterized in that said is in contact with the toner carrying member formed on the cleaning member and said surround the recovery member units like having a case shape.
前記トナー担持体が、中間転写ベルト、感光体、および記録紙搬送ベルトのいずれかであることを特徴とするクリーニング装置。 In the cleaning device according to any one of claims 1 to 8,
The cleaning device , wherein the toner carrier is any one of an intermediate transfer belt, a photosensitive member, and a recording paper transport belt .
前記潜像担持体上の静電潜像をトナーにより現像しトナー像を形成する現像手段と、
前記潜像担持体上のトナー像を転写体又は記録媒体に転写する転写手段と、
転写後の記録媒体を搬送する搬送手段とを有し、画像形成のプロセスにおいてトナーと接する手段に生じた残留トナーを除去するクリーニング装置を有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置として、請求項1〜9のいずれか一項に記載されたクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 And the latent image bearing member, a latent image forming means for forming an electrostatic latent image on said image bearing member,
A developing means for forming a developed toner image an electrostatic latent image on the latent image carrier with toner,
A transfer unit for transferring the transfer member or a recording medium the toner image on the image bearing member,
An image forming apparatus having a cleaning unit that removes residual toner generated in a unit that comes into contact with toner in an image forming process.
Examples cleaning device, an image forming apparatus characterized by using the cleaning device according to any one of claims 1-9.
前記クリーニング装置として、請求項1〜9のいずれか一項に記載されたクリーニング装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 In the process cartridge that integrally supports the latent image carrier and at least the cleaning device and is detachable from the image forming apparatus main body,
Examples cleaning device, process cartridge characterized by using a cleaning device according to any one of claims 1-9.
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