JP5247126B2 - Cleaning device - Google Patents

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JP5247126B2 JP2007302424A JP2007302424A JP5247126B2 JP 5247126 B2 JP5247126 B2 JP 5247126B2 JP 2007302424 A JP2007302424 A JP 2007302424A JP 2007302424 A JP2007302424 A JP 2007302424A JP 5247126 B2 JP5247126 B2 JP 5247126B2
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本発明は、画像転写後の像担持体の表面と接触して該像担持体の表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置に関する。   The present invention relates to a cleaning device that contacts a surface of an image carrier after image transfer and removes toner remaining on the surface of the image carrier.

近年、例えば、電子写真方式にて画像形成する画像形成装置においては、多種多様な転写紙への高画質な画像形成を求めるというニーズから、転写紙に多色画像を転写する像担持体として中間転写体を用いる画像形成装置が広く利用されている。   In recent years, for example, in an image forming apparatus that forms an image by an electrophotographic method, an intermediate as an image carrier for transferring a multicolor image onto a transfer paper due to the need for high-quality image formation on a wide variety of transfer papers. Image forming apparatuses using a transfer body are widely used.

即ち、画像データに基づいて一次転写体(像担持体)としての感光体ドラム等の表面に形成されたトナー像(多色画像)は、二次転写体(像担持体)としての中間転写体に重ね転写(一次転写)した後、その中間転写体から転写紙に転写(二次転写)される。   That is, a toner image (multicolor image) formed on the surface of a photosensitive drum or the like as a primary transfer member (image carrier) based on image data is an intermediate transfer member as a secondary transfer member (image carrier). Then, the toner image is transferred onto the transfer paper (secondary transfer) from the intermediate transfer member.

また、中間転写体としては、中間転写ベルトが広く用いられているが、この中間転写ベルトとしては、一般的にポリイミド等に代表される樹脂ベルトが高画質・長寿命等の特性を有していることからからも広く採用いられている。   In addition, an intermediate transfer belt is widely used as an intermediate transfer member. As this intermediate transfer belt, a resin belt represented by polyimide or the like generally has characteristics such as high image quality and long life. This is why it is widely adopted.

一方、転写紙に多色画像を転写した後の中間転写ベルトには、残存トナー等が付着しているため、その残存トナー等をクリーニング装置によって除去した後に、次の画像形成処理を行っている。   On the other hand, since residual toner or the like adheres to the intermediate transfer belt after the multicolor image is transferred to the transfer paper, the next image forming process is performed after the residual toner or the like is removed by the cleaning device. .

このクリーニング装置としては、中間転写ベルトに樹脂ベルトを採用した場合、その表面性等を考慮したクリーニング能力を高く維持するため、ブレード方式が広く用いられている。   As this cleaning device, when a resin belt is used as the intermediate transfer belt, a blade method is widely used in order to maintain a high cleaning ability in consideration of the surface property and the like.

ところが、最近では、更なる高画質化・高速化が要求され、ブレード方式によるクリーニング能力の安定化もあって、現像剤(トナー)においても、その粒子の小粒径化及び非球形化へと変化してきている。   However, recently, higher image quality and higher speed have been demanded, and the cleaning ability of the blade system has been stabilized, so that the developer (toner) has a smaller particle size and a non-spherical shape. It is changing.

これにより、中間転写ベルトとしての樹脂ベルトでは、トナーの変化に伴って転写の際に生じる、中抜け現象が問題となってきている。   As a result, in the resin belt as the intermediate transfer belt, a hollowing out phenomenon that occurs at the time of transfer accompanying a change in toner has become a problem.

この中抜け現象とは、トナー像を転写紙に転写する際、トナー像に大きな圧力が加わることで、トナー像が応力変形してトナー粒子間の凝集力が増大し、トナー像の一部分が転写紙に転写しきれずに中間転写ベルトの表面に残留してしまう現象で、特に、トナー像としての文字やライン画像等で顕著に現れる。   This drop-out phenomenon is that when a toner image is transferred to a transfer paper, a large pressure is applied to the toner image, the toner image is stress-deformed and the cohesive force between toner particles increases, and a part of the toner image is transferred. A phenomenon in which the toner image cannot be transferred onto the paper and remains on the surface of the intermediate transfer belt, and particularly appears in a character or a line image as a toner image.

そこで、この中抜け現象を解消するために、中間転写ベルトとしての樹脂ベルトに替えて層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが一般的に採用されていた。   Therefore, in order to eliminate this hollow-out phenomenon, an elastic intermediate transfer belt using at least one elastic layer in the layer configuration is generally employed instead of the resin belt as the intermediate transfer belt.

この弾性中間転写ベルトは、層構成に少なくとも一層の弾性層を有すために柔軟性を備え、転写紙に転写する際のトナー像に作用する圧力を低減することができ、中抜け現象の発生抑制効果があることが知られている。また、二次転写の際の転写紙との密着性がよいことから、一般的な普通紙に対する転写効率を向上することができるばかりでなく、厚紙に対する転写性や、凹凸を有する紙への転写性にも効果を発揮することができる。   This elastic intermediate transfer belt has flexibility because it has at least one elastic layer in its layer structure, and can reduce the pressure acting on the toner image when transferring to the transfer paper, resulting in the occurrence of a void phenomenon It is known to have a suppressive effect. In addition, since it has good adhesion to transfer paper during secondary transfer, it can not only improve transfer efficiency for general plain paper, but also transfer performance for thick paper and transfer to uneven paper. It can also be effective for sex.

しかしながら、弾性中間転写ベルトをクリーニングする場合、ブレード方式を用いると表層が弾性を有するために、弾性中間転写ベルトに対するクリーニングブレードの接触負荷が大きくなる。   However, when cleaning the elastic intermediate transfer belt, if the blade method is used, the surface layer has elasticity, so that the contact load of the cleaning blade on the elastic intermediate transfer belt increases.

このため、クリーニングブレードのエッジ先端が、ベルト表層に喰い込んでしまい、クリーニングブレードのエッジ先端の挙動が不安定となって、クリーニング不良を引き起こす要因となるという問題が生じていた。   For this reason, the edge tip of the cleaning blade bites into the surface layer of the belt, and the behavior of the edge tip of the cleaning blade becomes unstable, which causes a cleaning defect.

また、弾性中間転写ベルトとクリーニングブレードとの間での摩擦力が増大することに伴い、クリーニングブレードにめくれ・びびり・鳴き等の問題が発生し易くなるうえ、弾性中間転写ベルトの表層に傷やトナー融着等が発生するといった弊害が起こり、画質を乱してしまう虞があった。   Also, as the frictional force between the elastic intermediate transfer belt and the cleaning blade increases, problems such as turning, chattering, and squealing are likely to occur on the cleaning blade, and the surface layer of the elastic intermediate transfer belt may be damaged. There is a risk that the image quality may be disturbed due to adverse effects such as toner fusion.

そこで、上記の弊害を避けるために、近年では、クリーニングブレードに替えて弾性中間転写ベルトとの接触負荷の少ない静電ファーブラシを採用するブラシ方式が一般的となってきている。   Therefore, in order to avoid the above-described adverse effects, in recent years, a brush system that employs an electrostatic fur brush with a small contact load with the elastic intermediate transfer belt has become common instead of the cleaning blade.

このブラシ方式のクリーニング装置の構成としては、中間転写ベルトの表面と接触するように芯金に多数のブラシ繊維等を巻き付けた円筒状の静電ファーブラシと、静電ファーブラシに所定量食込ませて静電ファーブラシで掻き取った残存トナーを回収する回収ローラと、回収ローラの表面とカウンタ接触して回収ローラで回収した残存トナーを掻き取るクリーニングブレード等を備えている。   The configuration of this brush type cleaning device includes a cylindrical electrostatic fur brush in which a large number of brush fibers are wound around a core metal so as to be in contact with the surface of the intermediate transfer belt, and a predetermined amount of biting into the electrostatic fur brush. A recovery roller for recovering the residual toner scraped off by the electrostatic fur brush and a cleaning blade for contacting the surface of the recovery roller with the counter and scraping off the residual toner recovered by the recovery roller are provided.

この際、回収ローラには、トナーの極性と逆極性のクリーニングバイアスが電源から印可され、静電ファーブラシと中間転写ベルトとにより形成される電流回路にて回収ローラから順次電圧が低下することで、クリーニング電界を形成している。   At this time, a cleaning bias having a polarity opposite to the polarity of the toner is applied to the collecting roller from the power source, and the voltage is sequentially decreased from the collecting roller by a current circuit formed by the electrostatic fur brush and the intermediate transfer belt. Forming a cleaning electric field.

この電界の効果により、中間転写ベルトの表面に残存したトナー等は、静電ファーブラシに吸着された後、回収ローラに転移し、クリーニングブレードにより回収ローラから掻き取られる。   Due to the effect of this electric field, the toner or the like remaining on the surface of the intermediate transfer belt is adsorbed by the electrostatic fur brush, then transferred to the collection roller, and scraped off from the collection roller by the cleaning blade.

しかしながら、二次転写後の中間転写ベルトの表面の残存トナーは、現像時と同極性を持つものもあれば、二次転写時の放電の影響を受けて逆極性を持つものとが存在する。   However, residual toner on the surface of the intermediate transfer belt after the secondary transfer may have the same polarity as that during development, or may have a reverse polarity due to the influence of discharge during the secondary transfer.

このため、一つの静電ファーブラシを用いて片極性のクリーニングバイアスを印加しただけでは、全ての残存トナーを回収することができないという問題が発生する。   For this reason, there arises a problem that not all of the remaining toner can be collected only by applying a unipolar cleaning bias using one electrostatic fur brush.

そこで、このような極性の異なる残存トナーを回収するため、中間転写ベルトの表面二箇所で独立して接触する一対のファーブラシを設置すると共に、その一対のファーブラシの各々に互いに異なった極性のクリーニングバイアスを印加する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−207403号公報
Therefore, in order to collect such residual toners having different polarities, a pair of fur brushes that are independently in contact with each other at two locations on the surface of the intermediate transfer belt are installed, and each of the pair of fur brushes has a different polarity. A technique for applying a cleaning bias is known (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-207403 A

ところが、上記の如く構成されたクリーニング装置にあっては、二次転写後の残留トナー等は、非常に極性が不安定であり、印字パターンや使用環境によっては、転写残存トナーの全てが現像時と同極性のままであるという場合もある。   However, in the cleaning device configured as described above, the residual toner after the secondary transfer is very unstable in polarity, and depending on the print pattern and usage environment, all of the residual transfer toner is not developed. In some cases, the polarity remains the same.

このような場合、一対のファーブラシのうちの一方によって、中間転写ベルト表面の残存トナーは全て回収することができてしまう。   In such a case, all of the residual toner on the surface of the intermediate transfer belt can be collected by one of the pair of fur brushes.

従って、他方のファーブラシにて残留トナーが回収されない状態が続くと、その他方用の回収ローラに残留トナーが供給されなくなり、片寄ったクリーニングとなってしまう。   Therefore, if the remaining toner is not collected by the other fur brush, the remaining toner is not supplied to the other collecting roller, and the cleaning becomes uneven.

この状態にて、印字が続けられると、回収ローラと回収ローラに当接されているブレードとの間に、潤滑剤としての役割を果たす残留トナーが減少し、ブレードが巻き上がるという新たな問題が生じていた。   If printing continues in this state, a new problem arises in that the residual toner that acts as a lubricant decreases between the collection roller and the blade that is in contact with the collection roller, and the blade rolls up. It was happening.

そこで、本発明は、上記事情を考慮し、安定したクリーニング性を実現することができるクリーニング装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a cleaning device capable of realizing stable cleaning performance.

本発明のクリーニング装置は、画像転写後の像担持体の表面と接触して該像担持体の表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置において、前記クリーニング装置は、離間状態で前記像担持体の表面と接触する一対の回転清掃体と、該一対の回転清掃体にクリーニングバイアスを印加するクリーニング電源と、前記一対の回転清掃体の一方に現像に寄与するトナー帯電極性と同極性のクリーニングバイアスを印加し且つ前記一対の回転清掃体の他方にトナー帯電極性と逆特性のクリーニングバイアスを印加すると共に前記一対の回転清掃体間でのクリーニングバイアスの極性を所定のタイミングで周期的に交互に切り換えるバイアス極性制御部と、を備えていることを特徴とする。   The cleaning device of the present invention is a cleaning device that removes toner remaining on the surface of the image carrier by contacting the surface of the image carrier after image transfer. A pair of rotary cleaning bodies in contact with the surface; a cleaning power source that applies a cleaning bias to the pair of rotary cleaning bodies; and a cleaning bias having the same polarity as the toner charging polarity that contributes to development on one of the pair of rotary cleaning bodies. A bias that is applied and a cleaning bias having a reverse characteristic to the toner charging polarity is applied to the other of the pair of rotary cleaning bodies, and the polarity of the cleaning bias between the pair of rotary cleaning bodies is periodically switched alternately at a predetermined timing. And a polarity control unit.

この際、前記バイアス極性制御部は、前記一対の回転清掃体の離間距離に対する前記像担持体の移動時間をタイムラグとして考慮したうえで、前記一対の回転清掃体間でのクリーニングバイアスの極性を切り換えるのが好ましい。   At this time, the bias polarity control unit switches the polarity of the cleaning bias between the pair of rotary cleaning bodies in consideration of the moving time of the image carrier relative to the separation distance of the pair of rotary cleaning bodies as a time lag. Is preferred.

また、前記バイアス極性制御部は、画像形成処理枚数・画像形成処理時間・累積印字率の何れかが予め設定された所定値に達した時を所定のタイミングとして、前記一対の回転清掃体間でのクリーニングバイアスの極性を切り換えるのが好ましい。   In addition, the bias polarity control unit sets a predetermined timing when any one of the number of image forming processes, the image forming processing time, and the cumulative printing rate reaches a predetermined value set between the pair of rotary cleaning bodies. It is preferable to switch the polarity of the cleaning bias.

本発明のクリーニング装置は、安定したクリーニング性を実現することができる。   The cleaning device of the present invention can realize a stable cleaning property.

次に、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置について、図面を参照して説明する。   Next, a cleaning device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置としてのプリンタの説明図、図2は本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の説明図である。   FIG. 1 is an explanatory diagram of a printer as an image forming apparatus equipped with a cleaning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the cleaning device according to an embodiment of the present invention.

図1において、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ1は、プリンタ本体2の一面(例えば、正面)から引き出し可能な給紙カセット3と、プリンタ本体2の一面に起倒可能に設けられた手差し給紙トレイ4と、給紙カセット3又は手差し給紙トレイ4にセットされた転写紙(図示せず)を搬送する搬送経路5と、搬送経路5の上流端を構成する給紙ユニット部6と、搬送経路5の中途部に配置された二次転写ローラ7と、二次転写ローラ7と協働して転写紙の表面にトナー転写像を形成する無端ベルト状の中間転写ベルト8と、中間転写ベルト8の表面に必要に応じた各色(例えば、イエロー(Y)・マゼンダ(M)・シアン(C)・ブラック(K))のトナーをトナー像として転写する複数の画像形成部9と、搬送経路5の終端寄りに配置されて転写紙の表面に形成されたトナー転写像を定着させる定着ユニット10と、定着後の転写紙を搬送経路5の下流端からプリンタ本体2の排紙トレイ部11へと排出する排出部12とを備えている。   In FIG. 1, a color printer 1 as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention is turned upside down on a paper feed cassette 3 that can be pulled out from one surface (for example, the front surface) of a printer main body 2 and one surface of the printer main body 2. A manually feed tray 4 that can be provided, a transport path 5 that transports transfer paper (not shown) set in the paper feed cassette 3 or the manual feed tray 4, and an upstream end of the transport path 5 are configured. A sheet feeding unit 6, a secondary transfer roller 7 disposed in the middle of the conveyance path 5, and an endless belt-shaped intermediate for forming a toner transfer image on the surface of the transfer paper in cooperation with the secondary transfer roller 7 A plurality of colors (for example, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K)) toners that are transferred onto the surface of the transfer belt 8 and the intermediate transfer belt 8 as necessary. An image forming unit 9; A fixing unit 10 that is arranged near the end of the feeding path 5 and fixes a toner transfer image formed on the surface of the transfer paper, and a paper discharge tray portion of the printer main body 2 from the downstream end of the transport path 5 for the fixed transfer paper. 11 is provided.

中間転写ベルト8は、像担持体としての機能を具備しており、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが採用され、駆動ローラ13、従動ローラ(テンションローラ)14、加圧ローラ15の間で回動移動(図示矢印参照)する。   The intermediate transfer belt 8 has a function as an image carrier, and an elastic intermediate transfer belt using at least one elastic layer is adopted for the layer structure, and includes a driving roller 13, a driven roller (tension roller) 14, an additional roller. Rotating movement between the pressure rollers 15 (see the arrow in the figure).

加圧ローラ15は中間転写ベルト8を挟んで二次転写ローラ7と対向配置されており、二次転写ローラ7に転写バイアスを印加することによって搬送経路5に搬送された転写紙の表面にトナー像を転写してトナー転写像を形成する。   The pressure roller 15 is disposed opposite to the secondary transfer roller 7 with the intermediate transfer belt 8 interposed therebetween, and the toner is applied to the surface of the transfer paper conveyed to the conveyance path 5 by applying a transfer bias to the secondary transfer roller 7. The image is transferred to form a toner transfer image.

画像形成部9は、本実施の形態では中間転写ベルト8の回動移動方向に沿って4ヶ所に配置され、基本的には同一構成のものが配置されている。また、画像形成部9は、各色のトナーを収納したトナーカートリッジ16と、トナーカートリッジ16に収納したトナーを供給する供給部17と、表面に供給部17からトナーが供給されるアルミ等から構成されたドラム状(管体状)の感光体ドラム18と、中間転写ベルト8を挟んで感光体ドラム18に対向配置された転写ローラ19と、感光体ドラム18の表面に付着した残存トナー等を除去するクリーニングデバイス20と、感光体ドラム18の電荷を除去する除電デバイス21と、感光体ドラム18の表面を帯電する帯電デバイス22と、感光体ドラム18の表面に所定の静電潜像を形成する露光デバイス23とを備えている。尚、各画像形成部9は、本実施の形態では、図示左側の端部にブラック用の画像形成部9(K)が配置され、以下、中間転写ベルト8の回動移動方向に沿ってシアン用の画像形成部9(C)、マゼンダ用の画像形成部9(M)、イエロー用の画像形成部9(Y)の順で配置されている。   In the present embodiment, the image forming units 9 are arranged at four locations along the rotational movement direction of the intermediate transfer belt 8, and basically have the same configuration. The image forming unit 9 includes a toner cartridge 16 that stores toner of each color, a supply unit 17 that supplies toner stored in the toner cartridge 16, and aluminum that is supplied with toner from the supply unit 17 on the surface. The drum-shaped (tubular) photosensitive drum 18, the transfer roller 19 disposed opposite to the photosensitive drum 18 across the intermediate transfer belt 8, and residual toner attached to the surface of the photosensitive drum 18 are removed. A cleaning device 20 that removes charges from the photosensitive drum 18, a charging device 22 that charges the surface of the photosensitive drum 18, and a predetermined electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 18. And an exposure device 23. In the present embodiment, each image forming section 9 is provided with a black image forming section 9 (K) at the left end in the figure, and hereinafter, cyan along the rotational movement direction of the intermediate transfer belt 8. The image forming unit 9 (C) for magenta, the image forming unit 9 (M) for magenta, and the image forming unit 9 (Y) for yellow are arranged in this order.

一方、二次転写ローラ7によってトナー像を転写した後の中間転写ベルト8は、図2に示すように、二次転写ローラ7よりも回動移動方向下流側に配置された一対のクリーニングユニット24,25を備えたクリーニング装置26によって、その表面に残存したトナー等が除去される。   On the other hand, the intermediate transfer belt 8 after the toner image is transferred by the secondary transfer roller 7 is a pair of cleaning units 24 arranged downstream of the secondary transfer roller 7 in the rotational movement direction, as shown in FIG. , 25, the toner remaining on the surface is removed.

クリーニングユニット24,25は、中間転写ベルトの表面と接触するように多数の導電性ブラシ繊維を芯金に巻き付けた回転清掃体としての円筒状の静電ファーブラシ27と、静電ファーブラシ27に所定量食込ませて静電ファーブラシ27で掻き取った残存トナーを回収する回収ローラ28と、回収ローラ28の表面とカウンタ接触して回収ローラ28で回収した残存トナーを掻き取るクリーニングブレード29と、クリーニングブレード29で掻き取った残存トナーを搬送・捕集するスパイラル30とを備えている。   The cleaning units 24 and 25 have a cylindrical electrostatic fur brush 27 as a rotary cleaning body in which a large number of conductive brush fibers are wound around a core metal so as to come into contact with the surface of the intermediate transfer belt, and an electrostatic fur brush 27. A recovery roller 28 that collects a predetermined amount of toner and scrapes the residual toner scraped off by the electrostatic fur brush 27; and a cleaning blade 29 that counter-contacts the surface of the recovery roller 28 and scrapes the residual toner recovered by the recovery roller 28; And a spiral 30 that conveys and collects the residual toner scraped off by the cleaning blade 29.

また、クリーニング装置26は、各回収ローラ28並びに二次転写ローラ7にバイアスを印加する電源回路31と、各回収ローラ28並びに二次転写ローラ7に印加するクリーニングバイアス並びに転写バイアスの電圧並びに極性を制御するバイアス制御回路32,33,34と、電源回路31を含めた画像形成処理全般を制御する制御回路35と、画像形成処理全般に係わる各種制御プログラムの他、本発明に係わるクリーニング制御に関する制御プログラムが格納されたROM36と、制御回路35によるクリーニングバイアスの極性切り換えを所定のタイミングとしての画像処理枚数(例えば、1枚・3枚・5枚等)毎で行うように画像形成処理枚数をカウントするカウンタ37とを備えている。   The cleaning device 26 also includes a power supply circuit 31 that applies a bias to each collection roller 28 and the secondary transfer roller 7, and a cleaning bias and a transfer bias voltage and polarity applied to each collection roller 28 and the secondary transfer roller 7. Bias control circuits 32, 33, and 34 to be controlled, a control circuit 35 to control the entire image forming process including the power supply circuit 31, various control programs related to the entire image forming process, and control related to the cleaning control according to the present invention. The number of image forming processes is counted so that the ROM 36 in which the program is stored and the polarity of the cleaning bias by the control circuit 35 are switched every predetermined number of image processing sheets (for example, 1 sheet, 3 sheets, 5 sheets, etc.). Counter 37 is provided.

この際、制御回路35によるクリーニングバイアスの極性切り換えを所定のタイミングとしての画像処理枚数で行う際には、転写紙1枚(完了)毎に切り換えるのが好ましい。   At this time, when switching the polarity of the cleaning bias by the control circuit 35 at a predetermined timing, it is preferable to switch every transfer sheet (completed).

尚、制御回路35とROM36とは、本発明に係わるクリーニング制御を実行するマイクロコンピュータを構成している。   The control circuit 35 and the ROM 36 constitute a microcomputer that executes cleaning control according to the present invention.

上記の構成において、具体的には、
中間転写ベルト8は、
材質:CRゴム(SiAcコート+PTFEコート)+PVDF
厚さ:618[μm](CRゴム:500μm、PTFE:5μm+Si:10μm)
PVDF:100μm
体積抵抗率:11.0[log(Ω・cm)](500V N/N)
表面抵抗率:12.0[log(Ω/sqr)](500V N/N)
静電ファーブラシ27は、
ブラシ材質:BR−1(ポリエステル)SUM Niメッキ
ブラシ密度・太さ:150KF・330D/48F
外径:φ14(シャフト径φ6)
抵抗値:ブラシ毛/本 12.0log(Ω・cm) 100(V) N/N
線速:123.2(mm/sec)<ベルト回動移動方向に対しカウンタ方向>
回収ローラ28は、
材質:SUS
外径:φ13
線速:130.6(mm/sec)<ブラシ回動移動方向に対しトレーディング方向>
クリーニングブレード29は、
材質:ウレタンブレード#1577E
自由端:6.0mm
厚み:1.6mm
とし、これらを用いた本実施例と比較例とを図3に示す。また、図4に本実施例のバイアス印加の極性変化のタイミングチャートの概要を示す(尚、比較例では極性変化は行わない)。この際、制御回路35は、中間転写ベルト8の回動移動方向上流側に配置されたクリーニングユニット24と中間転写ベルト8の回動移動方向下流側に配置されたクリーニングユニット25とは、互いに離間状態で配置されているため、各クリーニングユニット24,25の静電ファーブラシ27の離間距離に応じた中間転写ベルト8の回動移動時間tをタイムラグとして考慮したうえで、クリーニングバイアスの極性を切り換える。
In the above configuration, specifically,
The intermediate transfer belt 8 is
Material: CR rubber (SiAc coat + PTFE coat) + PVDF
Thickness: 618 [μm] (CR rubber: 500 μm, PTFE: 5 μm + Si: 10 μm)
PVDF: 100 μm
Volume resistivity: 11.0 [log (Ω · cm)] (500 V N / N)
Surface resistivity: 12.0 [log (Ω / sqr)] (500 V N / N)
The electrostatic fur brush 27 is
Brush material: BR-1 (polyester) SUM Ni plating Brush density / thickness: 150KF / 330D / 48F
Outer diameter: φ14 (shaft diameter φ6)
Resistance value: Brush hair / main 12.0 log (Ω · cm) 100 (V) N / N
Linear velocity: 123.2 (mm / sec) <Counter direction with respect to belt rotation direction>
The collection roller 28
Material: SUS
Outer diameter: φ13
Linear velocity: 130.6 (mm / sec) <Trading direction relative to brush rotation direction>
The cleaning blade 29
Material: Urethane blade # 1577E
Free end: 6.0mm
Thickness: 1.6mm
FIG. 3 shows the present embodiment and comparative examples using these. FIG. 4 shows an outline of a timing chart of the polarity change of bias application according to the present embodiment (the polarity change is not performed in the comparative example). At this time, the control circuit 35 separates the cleaning unit 24 disposed on the upstream side in the rotational movement direction of the intermediate transfer belt 8 from the cleaning unit 25 disposed on the downstream side in the rotational movement direction of the intermediate transfer belt 8. Therefore, the polarity of the cleaning bias is switched in consideration of the rotational movement time t of the intermediate transfer belt 8 corresponding to the separation distance of the electrostatic fur brush 27 of each of the cleaning units 24 and 25 as a time lag. .

本発明の実施した時の効果を確認するために、残存トナーの帯電極性の状態を意図的に変化させるために、二次転写電流の条件を−20〜−50μAまで振って実験を行った。   In order to confirm the effect when the present invention is carried out, an experiment was performed by changing the condition of the secondary transfer current from −20 to −50 μA in order to intentionally change the charged polarity state of the residual toner.

その結果、二次転写電流が高いほど、二次転写部での放電の影響を受けて、残存トナーの極性は、現像に寄与する正規の帯電よりも逆側の帯電トナーの割合が多くなる。   As a result, the higher the secondary transfer current, the greater the proportion of the charged toner on the opposite side of the regular charge that contributes to development in the polarity of the residual toner due to the influence of the discharge at the secondary transfer portion.

また、上記の条件で、カラー印字パターン25%原稿の画像形成処理を行った。   Under the above conditions, an image forming process of a 25% color print pattern original was performed.

その結果、本実施例では、両方のクリーニングユニット24,25に周期的にバイアスを交互に印加しているので、ベルト回動移動方向上流側と下流側の両方の静電ファーブラシ27から、各々の回収ローラ28にトナーが供給されるため、回収ローラ28とクリーニングブレード29と間にトナーが十分に介在することにより、クリーニングブレード29のめくれ現象は発生しなかった。   As a result, in this embodiment, since the bias is alternately applied to both the cleaning units 24 and 25 periodically, both the electrostatic fur brushes 27 on the upstream side and the downstream side in the belt rotational movement direction respectively. Since the toner is supplied to the collecting roller 28, the toner is sufficiently interposed between the collecting roller 28 and the cleaning blade 29, so that the cleaning blade 29 is not turned over.

一方、比較例では、二次転写電流が−40μA以上になると、トナーの現像に寄与する正規の帯電極性と逆極性のトナーが発生し、ベルト回動移動方向上流側に配置したクリーニングユニット24ではクリーニング性を確保することができず、ベルト回動移動方向下流側に配置したクリーニングユニット25でもトナーを回収するため、回収ローラ28とクリーニングブレード29との間にトナーが十分に介在し、ブレードのめくれ現象は発生しなかった。   On the other hand, in the comparative example, when the secondary transfer current is −40 μA or more, toner having a polarity opposite to the normal charging polarity that contributes to toner development is generated, and the cleaning unit 24 arranged on the upstream side in the belt rotational movement direction generates. Since the cleaning performance cannot be ensured and the toner is also collected by the cleaning unit 25 disposed downstream in the belt rotational movement direction, the toner is sufficiently interposed between the collection roller 28 and the cleaning blade 29, and the blade No turning-up phenomenon occurred.

但し、比較例では、二次転写電流が低い−20〜−40μAの領域では、ほとんどのトナーが正規の帯電極性のままであるため、トナーの極性と逆極性のバイアスを印加した上流側のクリーニングユニット24にてベルト上トナーが回収されるため、下流側のクリーニングユニット25では回収ローラ28にトナーが供給されないため、回収ローラ28とクリーニングブレード29との間に潤滑剤となるトナーが不足し、クリーニングブレード29にめくれ現象が発生した。   However, in the comparative example, in the region where the secondary transfer current is low from −20 to −40 μA, most of the toner remains in the normal charging polarity, and therefore the upstream side cleaning to which a bias having a polarity opposite to the polarity of the toner is applied. Since the toner on the belt is collected by the unit 24, the toner is not supplied to the collection roller 28 in the downstream cleaning unit 25, so that the toner serving as a lubricant is insufficient between the collection roller 28 and the cleaning blade 29, A turning phenomenon occurred in the cleaning blade 29.

このように、本発明にあっては、二次転写後の残存トナーが如何なる帯電極性をもっていたとしても、トナーの正規の帯電に対して、同極性・逆極性のバイアスの掛かった静電ファーブラシ27によって、静電気的に回収されるとともに上流側/下流側の両方の回収ローラ28にトナーが回収されることにより、クリーニングブレード29のめくれを抑えることができる。   As described above, according to the present invention, the electrostatic fur brush having a bias of the same polarity and the opposite polarity with respect to the normal charge of the toner, no matter what charge polarity the residual toner after the secondary transfer has. 27, the toner is electrostatically collected and the toner is collected on both the upstream / downstream collecting rollers 28, so that the cleaning blade 29 can be prevented from being turned over.

ところで、上記実施の形態では、本発明のクリーニング装置26をカラープリンタ1に適用して説明したが、例えば、複写機や複合機等、画像形成装置全般に適用することができることは勿論である。   In the above embodiment, the cleaning device 26 according to the present invention is applied to the color printer 1. However, it is needless to say that the cleaning device 26 can be applied to general image forming apparatuses such as a copying machine and a multifunction machine.

また、上記実施の形態では、クリーニングバイアスの極性切り換えをカウンタ37を用いた画像形成処理枚数で行う場合で示したが、このカウンタ37に替えて、タイマーによる画像形成処理時間、或いは、印字率検出(公知技術)による累積印字率(累積トナー使用量を含む)等によって切り換えることも可能である。   In the above-described embodiment, the polarity of the cleaning bias is switched by the number of image forming processes using the counter 37. However, instead of the counter 37, the image forming processing time by the timer or the printing rate detection is detected. It is also possible to switch according to the cumulative printing rate (including the cumulative toner usage) by (known technology).

本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を搭載した画像形成装置としてのプリンタの説明図である。1 is an explanatory diagram of a printer as an image forming apparatus equipped with a cleaning device according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置の説明図である。It is explanatory drawing of the cleaning apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置と比較例との条件を示す比較図である。It is a comparison figure which shows the conditions of the cleaning apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, and a comparative example. 本発明の一実施形態に係るクリーニング装置におけるクリーニングバイアスの印加タイミング例のタイミング図である。FIG. 6 is a timing diagram illustrating an example of a cleaning bias application timing in the cleaning device according to the embodiment of the invention.

符号の説明Explanation of symbols

8…中間転写ベルト(像担持体)
26…クリーニング装置
27…静電ファーブラシ(回転清掃体)
31…電源回路(クリーニング電源)
35…制御回路(バイアス極性制御部)
8 ... Intermediate transfer belt (image carrier)
26 ... Cleaning device 27 ... Electrostatic fur brush (rotary cleaning body)
31 ... Power supply circuit (cleaning power supply)
35 ... Control circuit (bias polarity control unit)

Claims (2)

画像転写後の像担持体の表面と接触して該像担持体の表面に残存するトナーを除去するクリーニング装置において、
前記像担持体は、中間転写ベルトであり、
前記クリーニング装置は、離間状態で前記像担持体の表面と接触する一対の回転清掃体と、該一対の回転清掃体によって除去したトナーをそれぞれ回収する一対の回収ローラと、前記一対の回収ローラにクリーニングバイアスを印加するクリーニング電源と、前記一対の回収ローラの一方に現像に寄与するトナー帯電極性と同極性のクリーニングバイアスを印加し且つ前記一対の回収ローラの他方にトナー帯電極性と逆特性のクリーニングバイアスを印加すると共に前記一対の回収ローラ間でのクリーニングバイアスの極性を所定のタイミングで周期的に交互に切り換えるバイアス極性制御部と、を備え、
前記一対の回転清掃体は、それぞれ対応する個別のローラと前記中間転写ベルトを挟んで対向した静電ファーブラシであって、前記像担持体の移動方向に対してカウンタ方向に回転し、
前記一対の回収ローラは、それぞれ前記静電ファーブラシに所定量食込ませて設けられ、前記一対の回転清掃体の回転方向に対してトレーディング方向に回転して前記静電ファーブラシで掻き取った残存トナーを回収し、
前記バイアス極性制御部は、前記一対の回転清掃体の離間距離に対する前記像担持体の移動時間をタイムラグとして考慮したうえで、前記一対の回収ローラ間でのクリーニングバイアスの極性を切り換えることを特徴とするクリーニング装置。
In the cleaning device for removing the toner remaining on the surface of the image carrier in contact with the surface of the image carrier after the image transfer,
The image carrier is an intermediate transfer belt,
The cleaning device includes a pair of rotating cleaning bodies that are in contact with the surface of the image carrier in a separated state, a pair of collecting rollers that collects toner removed by the pair of rotating cleaning bodies, and a pair of collecting rollers. A cleaning power source that applies a cleaning bias, a cleaning bias having the same polarity as the toner charging polarity that contributes to development is applied to one of the pair of collecting rollers, and a cleaning that is opposite to the toner charging polarity is applied to the other of the pair of collecting rollers. A bias polarity controller that applies a bias and periodically switches the polarity of the cleaning bias between the pair of collecting rollers at a predetermined timing; and
The pair of rotary cleaning bodies are electrostatic fur brushes that face each other with the corresponding individual rollers sandwiching the intermediate transfer belt, and rotate in the counter direction with respect to the moving direction of the image carrier,
Each of the pair of collecting rollers is provided by being bitten into the electrostatic fur brush, rotated in the trading direction with respect to the rotation direction of the pair of rotary cleaning bodies, and scraped off by the electrostatic fur brush. Collect the remaining toner ,
The bias polarity control unit switches the polarity of the cleaning bias between the pair of collecting rollers in consideration of the moving time of the image carrier with respect to the separation distance of the pair of rotary cleaning bodies as a time lag. Cleaning device to do.
前記バイアス極性制御部は、画像形成処理枚数・画像形成処理時間・累積印字率の何れかが予め設定された所定値に達した時を所定のタイミングとして、前記一対の回収ローラ間でのクリーニングバイアスの極性を切り換えることを特徴とする請求項1に記載のクリーニング装置。
The bias polarity control unit sets a cleaning bias between the pair of collecting rollers with a predetermined timing when any one of the number of image forming processes, the image forming process time, and the cumulative printing rate reaches a predetermined value set in advance. The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the polarity is switched.
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