JPH07122776B2 - Image carrier cleaning device - Google Patents

Image carrier cleaning device

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JPH07122776B2
JPH07122776B2 JP62052670A JP5267087A JPH07122776B2 JP H07122776 B2 JPH07122776 B2 JP H07122776B2 JP 62052670 A JP62052670 A JP 62052670A JP 5267087 A JP5267087 A JP 5267087A JP H07122776 B2 JPH07122776 B2 JP H07122776B2
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JP
Japan
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toner
drum
image
image carrier
cleaning
Prior art date
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Application number
JP62052670A
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JPS63218987A (en
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しのぶ 相馬
宏史 夫馬
正彦 板谷
和夫 安田
明彦 田村
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】 本発明は電子写真画像形成装置における像担持体上の残
留トナーを除去するクリーニング装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a cleaning device for removing residual toner on an image carrier in an electrophotographic image forming apparatus.

【発明の背景】BACKGROUND OF THE INVENTION

電子写真におけるクリーニング手段としては、像担持体
ドラムの周面に構造が簡単であるにもかかわらず、清掃
効率が最も高いとされるブレード部材を配設し、クリー
ニングしているものが多い。 ブレードクリーニングでは像担持体ドラムより離脱せし
められたトナーがブレード配設位置よりあと(下流側)
の部分で再び付着することがなく、その効果は構造が単
純であるにもかかわらずすこぶる高いものである。これ
は次工程の画像形成にも良い結果を与えることになり、
最終的には美しい画像の形成が安定して得られつづける
複写機等画像形成装置を提供することにつながる。 このブレードクリーニングに付随したトナー回収手段と
しては従来よりポリエステル材の板によるマイラーブレ
ード等の弾性部材を像担持体ドラム表面に摺設するよう
に設けた手段と、発泡プラスチックロールの様な弾性体
を前記ドラム表面に摺接回転するように設けた手段など
がとられている。 そしてこれらのトナー回収手段はいずれもブレードクリ
ーニング部材配設位置よりも下方(前記ドラム回転方向
で上流側)にあることが多い。
As a cleaning means in electrophotography, there are many cleaning means in which a blade member, which is said to have the highest cleaning efficiency, is arranged on the peripheral surface of the image bearing drum, although the structure is simple. In blade cleaning, the toner detached from the image carrier drum is behind the blade installation position (downstream side)
There is no re-adhesion in the area of, and the effect is extremely high even though the structure is simple. This gives good results for the next step of image formation,
Ultimately, it leads to the provision of an image forming apparatus such as a copying machine that can stably form a beautiful image. As toner collecting means associated with this blade cleaning, conventionally, a means provided by sliding an elastic member such as a Mylar blade made of a polyester plate on the surface of the image bearing drum and an elastic body such as a foamed plastic roll are used. Means and the like provided so as to rotate in sliding contact with the surface of the drum are adopted. In many cases, these toner collecting means are located below the blade cleaning member installation position (upstream side in the drum rotation direction).

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be Solved by the Invention]

このようなクリーニング装置、特に該装置のトナー回収
手段には次のような欠点がある。 (a)クリーニングブレード、マイラーブレード、発泡
プラスチックはいずれも像担持体ドラム表面に摺接・押
圧されているため、長期にわたって該ドラム表面にトナ
ーの被膜化を発生させてしまう。 (b)トナー洩れなどを起こし装置の故障原因となる。 (c)前記ドラム表面と該表面に摺接する各部材との間
に異物、場合によってはキャリヤなどが入ることになり
該ドラム表面の損傷・劣化を起こしてしまう。 特公昭47−42340号(ゼロックス社特許)の記載によれ
ばトナーリサイクルを目的として上記の欠点を除いた方
法が提案されている。しかしこれには次のような別の欠
点が指摘される。 (a)トナー収集のための印加電圧が0.5kVから数kVに
なり使用域としては非常に大きすぎる値であり装置とし
ての安全性に問題がある。 (b)またこのように印加電圧が大きいとトナーの電位
が変えられてしまいトナーのリサイクルを目的とするに
は不適な条件である。 (c)トナー収集ローラ表面と像担持体ドラム表面との
距離(ギャップ)が全く明記されておらず設定電圧値と
のマッチング次第では絶縁破壊(リーク)やトナーこぼ
れ、キャリヤこぼれを起こし装置が故障する直接原因に
もなってしまう。 (d)掲載の装置図によればブレード及びトナー収集ロ
ーラの配設が像担持体ドラムの軸を含む水平面よりも極
めて上部に位置するため、又ブレードとトナー収集ロー
ラとの距離が離れすぎているため、ブレードと該ローラ
の間に存する像担持体表面に常にトナーが残留すること
になりトナー回収不足やブレードへのクリーニング負荷
が逆に高くなる。
Such a cleaning device, particularly the toner collecting means of the device, has the following drawbacks. (A) Since the cleaning blade, the Mylar blade, and the foamed plastic are all brought into sliding contact with and pressed against the surface of the image carrier drum, the toner film is formed on the surface of the drum for a long period of time. (B) Toner leakage or the like may occur and cause a device failure. (C) Foreign matter, and in some cases, carriers enter between the surface of the drum and each member slidingly contacting the surface, causing damage or deterioration of the surface of the drum. According to the description in Japanese Examined Patent Publication No. 47-42340 (patented by Xerox Co., Ltd.), a method excluding the above drawbacks has been proposed for the purpose of toner recycling. However, other drawbacks are pointed out as follows. (A) The applied voltage for collecting toner changes from 0.5 kV to several kV, which is a value too large as a use range, and there is a problem in safety as an apparatus. (B) Further, when the applied voltage is large in this way, the potential of the toner is changed, which is an unsuitable condition for the purpose of toner recycling. (C) The distance (gap) between the surface of the toner collecting roller and the surface of the image carrier drum is not specified at all, and dielectric breakdown (leakage), toner spill, carrier spill may occur depending on the matching with the set voltage value, and the device may malfunction. It also becomes a direct cause. (D) According to the device drawing shown, the blade and the toner collecting roller are arranged extremely above the horizontal plane including the shaft of the image carrier drum, and the distance between the blade and the toner collecting roller is too large. Therefore, the toner always remains on the surface of the image carrier existing between the blade and the roller, resulting in insufficient toner recovery and a heavy cleaning load on the blade.

【問題点を解決するための手段】[Means for solving problems]

(発明の目的) 本発明の目的は、トナー収集ローラと像担持体ドラムと
の間の表面間距離と印加電圧に関しての適正設定領域
(範囲)を明らかにすることでやたらに印加電圧値を上
げることなくそして像担持体表面を損傷劣化させること
なく、ブレードによって像担持体表面から除去されたト
ナーを像担持体表面上に残留させることなく、殆ど完全
に収集して回収し得る安全性の高い効率的なクリーニン
グ装置を提供することにある。 (発明の構成) 前記目的は、電子写真画像形成装置の像担持体ドラム表
面から主体的にトナーを掻き落とし除去するクリーニン
グ手段と前記クリーニング手段の上流側に前記ドラム表
面から僅かに隔てて、表面が対向して回転可能に配置さ
れ前記残存トナーとは異極性の電位が印加される導電性
ローラを具備し、前記印加電圧をV(単位kV)、前記導
電性ローラと前記ドラムとの各表面間の距離(ギャッ
プ)をd(単位mm)としたとき、前記印加電圧VはVmax
=4.0d−0.2とVmin=1.4d−0.1の間にあり、dは0.1<
d<0.5の範囲にあり、且つ、前記導電性ローラが前記
ドラムの軸を含む水平面の下方に位置することを特徴と
する像担持体のクリーニング装置によって達成される。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to increase the applied voltage value by clarifying an appropriate setting region (range) regarding the surface distance between the toner collecting roller and the image carrier drum and the applied voltage. Highly safe and almost complete collection and recovery of toner removed from the surface of the image carrier by the blade without damaging and degrading the surface of the image carrier without leaving the toner on the surface of the image carrier. It is to provide an efficient cleaning device. (Structure of the Invention) The object is to provide a cleaning means for mainly scraping and removing the toner from the surface of the image carrier drum of the electrophotographic image forming apparatus, and a surface slightly separated from the surface of the drum on the upstream side of the cleaning means. Are opposed to each other so as to be rotatable and to which a potential having a polarity different from that of the residual toner is applied, the applied voltage is V (unit: kV), and each surface of the conductive roller and the drum is When the distance (gap) between them is d (unit: mm), the applied voltage V is V max.
= 4.0d−0.2 and V min = 1.4d−0.1, and d is 0.1 <
d <0.5, and the conductive roller is located below the horizontal plane including the axis of the drum.

【実施例及び作用】[Examples and functions]

本発明の一実施例を第1図ないし第5図に示す。先ず第
3図によって本発明の組み込まれたカラー画像形成装置
の機能の全般について説明する。 第3図において、Aは読み取りユニット、Bは書き込み
ユニット、Cは画像形成部、Dは給紙部である。 読み取りユニットAにおいては、1はプラテンガラス
で、原稿2はこのプラテンガラス1上に置かれる。原稿
2は、スライドレール3上を移動するキャリッジ4に設
けられた蛍光灯5及び6によって照明される。可動ミラ
ーユニット8にはミラー9及び9′が設けられスライド
レール3上を移動し、キャリッジ4に設けられている第
1ミラー7との組み合わせでプラテンガラス1上の原稿
2の光像をレンズ読み取りユニット20へ導出する。 キャリッジ4及び可動ユニット8は、ステッピングモー
タ10によりワイヤ15を介して駆動されるプーリ11、12、
13、14により、それぞれV及び1/2Vの速度で同方向に駆
動される。プラテンガラス1の両端部裏面側には標準白
色板16、17が設けられ、原稿読み取り走査開始前及び/
又は走査終了後に標準白色信号が得られるように構成さ
れている。 レンズ読み取りユニット20はレンズ21、プリズム22、第
1読み取り基板24、レッドチャンネル(以下R−chとい
う)CCD25、第2読み取り基板26、シアンチャンネル
(以下C−chという)CCD27から構成される。第1ミラ
ー7、ミラー9、ミラー9′により伝達された原稿光像
はレンズ21により集束され、第1読み取り基板24上に設
けられたR−chCCD25、及び第2読み取り基板26上に設
けられたC−chCCD27の受光面にそれぞれ結像される。 前記蛍光灯5、6はカラー原稿の読み取りに際して光源
にもとづく特定の色の強調や減衰を防ぐため市販の温白
色系蛍光灯が用いられ、またチラツキ防止のため40KHz
の高周波電源で点灯され管壁の定温保持あるいはウォー
ムアップ促進のためポジスタ使用のヒータで保温されて
いる。 前記R−chCCD25及びC−chCCD27から出力された画像信
号は、信号処理部において信号処理される。信号処理部
において、後述するトナーの色に応じ色分離された色信
号が出力され、書き込みユニットBに入力される。 書き込みユニットBでは半導体レーザで発生されたレー
ザービームは駆動モータ30により回転されるポリゴンミ
ラー32より回転走査され、Fθレンズ36を経て反射鏡37
により光路を曲げられて像担持体ドラム40の表面上に投
射され輝線を形成する。 走査が開始されるとビームがインデックスセンサによっ
て検知され、第1の色信号によるビームの変調が開始さ
れる。変調されたビームは、帯電器41により第5図
(a)に示すように予め一様に帯電されている像担持体
ドラム40上を走査する。レーザビームによる主走査と像
担持体ドラム40の回転による副走査により像担持体ドラ
ム表面に第1の色に対応する潜像が第5図(b)のよう
に形成されてゆく。この潜像は例えば赤色トナーの装填
された現像器43により第5図(c)に示されるようなバ
イアスがかけられ現像されて、像担持体ドラム表面に赤
色トナー像が形成される。得られたトナー像は、像担持
体ドラム表面に保持されたまま、像担持体ドラム表面よ
り離間・退避しているクリーニング装置46の下を通過
し、つぎのコピーサイクルにはいる。像担持体ドラム40
は前サイクルと同様帯電器41により一様に帯電される。 次いで信号処理部から出力された第2の色信号が書き込
みユニットBに入力され、前記の第1色信号の場合と同
様にして像担持体ドラム表面への書き込みが行なわれ潜
像が形成される。潜像は第2の色、例えば青色のトナー
を装填した現像器44によって現像される。この青色トナ
ー像はすでに形成されている前記像担持体ドラム表面上
の赤色トナー像の上に重ねて形成される。 45は黒色トナーを有する現像器で、信号処理部で発生さ
れる制御信号に基づいて像担持体ドラム表面上に黒色ト
ナー像を形成する。これら現像器43、44、45のスリーブ
には交流及び直流のバイアスが印加され、2成分現像剤
によるジャンピング現像が行なわれ、接地された像担持
体ドラム40には非接触で現像が行なわれている。 このようにして現像された第1の色信号によるトナー像
と第2の色信号によるトナー像、及び黒トナー像で現像
されたトナー像の重ねあわされた像は、転写極51により
給紙部の給送ベルト62、給送ローラ63により送られてき
た転写体である記録紙61上に転写される。トナー像を転
写された記録紙は分離極52により像担持体ドラム表面か
ら分離され、さらに定着器53へ搬送されて定着されたカ
ラーハードコピーが得られる。 かくして転写が終了した像担持体ドラム40には第1図に
示す本発明にかかわるクリーニング手段を設けたクリー
ニング装置46が作用して第5図(d)に示すような負帯
電して周面上に残留した不要のトナーを除去するように
なっている。 前記クリーニング装置46におけるクリーニング手段とし
て前記像担持体ドラム40の回転方向(矢印rを以て示
す)の下流方向からクリーニングローラ49、ブレード47
それに両端に絶縁性コロ48を配した導電性金属ローラ50
の各クリーニング部材を前記像担持体ドラム40の周面に
臨ませた状態でクリーニングケース46aに収容し配置し
てある。 前記ブレード47は、板状のウレタンゴム製であってブレ
ードホルダ47aによって時計方向に回動して付勢されて
前記像担持体ドラム40の周面を圧接するようになってお
り、また前記クリーニングローラ49は耐摩耗性の発泡ウ
レタン樹脂製であって前記ブレード47の圧接及び圧接解
除に際して駆動装置49aの作用によって所定の時間に限
って時計方向に回転しつつ像担持体ドラムの周面を圧接
するように構成されている。 トナー収集ローラとして前記ブレード47の上流に配され
た前記導電性ローラ50はその両端に該ローラの外径より
僅かに大きな絶縁性コロ48を配し、該コロ48は前記像担
持体ドラム40の非画像部に当接せしめられるので該像担
持体ドラム40の周面に対して極く僅かな、前記絶縁性コ
ロ48の外径と前記導電性ローラ50の外径によって決まる
一定した間隙を保った位置で反時計方向の回転と所定の
印加電圧を加えることが出来るような構成になってい
る。 従って前述した各クリーニング部材によるクリーニング
工程について記すと、転写を終了したトナー画像の先端
が前記ブレード47に達する以前に前記ブレードホルダ47
aの作用によって該ブレード47の前記像担持体ドラム40
への圧接がなされて残留トナーの剥離、落下が始まる。
前記絶縁性コロ48によって前記像担持体ドラム40から一
定のギャップを保った前記導電性ローラ50は第2図に示
すような実験結果にもとずく印加電圧によってトナー吸
着する極性に極めて均一に帯電され前記ブレード47が剥
離し落下するトナーを効果的に吸着し反時計方向に搬送
しスクレーパー50aによって掻き落としてトナー搬送路4
6bに送り込むことが出来るようになっている。 さらに前記ブレード47の圧接によるクリーニング作用の
開始時と、クリーニング作用を終えて圧接を解除する場
合に、前記クリーニングローラ49の回転圧接が作用して
像担持体ドラム40の周面とブレード47の間に取り残され
る少量のトナーを除去して像担持体ドラム40の周面を充
分に清掃し、次の露光に備えるようになっている。 このように本発明においては前記像担持体ドラム40の表
面から主体的にトナーを掻き落として除去するクリーニ
ング手段の上流側に導電性金属ローラをトナー収集ロー
ラとしては前記像担持体ドラム40の周面から僅かなしか
も一定したギャップを保ちながら配し、除去されたトナ
ーの回収を可能としている。 ここで前記ギャップ2をどのような寸法にし、前記導電
性ローラの印加電圧Vの値をどのようにして定めたか、
について第2図に示す本出願人の実験結果により、説明
し、その作用効果を明らかにする。 ここに第1図に示す各部材の配列でクリーニングブレー
ド47と導電性ローラ50との位置を表す角度G及び距離F
はそれぞれ約50゜及び約10mmにした。 又、像担持体としては外径150mmのOPC感光体ドラム、導
電性ローラは外径8mm〜12mmのステンレスローラ、トナ
ーは粒径約15μmのもの、キャリヤは粒径約40μmのも
ので例えばフェライト粒子に樹脂コーティングしたほぼ
球形粒子である磁性キャリヤ、クリーニングブレードは
ウレタンゴムのものを使用し、ラインスピードは前記ド
ラムも前記ローラも70mm/secの同速として実験した。 そして、2成分ジャンピング現象により、トナー付着量
0.86〜1.02mg/cm2にて257mm×363mmの画面範囲をベタ現
像し、これを未転写のままクリーニングブレードでクリ
ーニングし、かき落とされた除去トナーの回収性能を回
収量によって確認した。従ってこの実験はクリーニング
トナー量が非常に多い状態での強制収集テストである。 この状態で前記ギャップdと前記印加電圧Vを変化させ
て、トナー収集納力の限界を求めると第2図のラインI
のようになり、Vmin=1.4d−0.1の実験式で表される。
即ち、ラインIの下方がトナー収集能力が低下する領域
でギャップdが大きくなる程、印加電圧が小さくなる程
トナー収集能力は低下することがわかる。 しかし、ギャップdを小さくしすぎたり、印加電圧を高
くしすぎると前記ドラムを前記ローラ間に絶縁破壊(落
雷)を起こすことがわかった。理想的な環境条件下では
パッシェンの法則により本実施例のような配置では電圧
リークは起こらないとされているが実際には水分、紙
粉、ゴミ、異物などが、前記ドラム、ローラ間に発生す
るのでリークがおこることがわかった。 その絶縁限界線が第2図のラインIIのようになり、Vmax
=0.1d−0.2の実験式で表される。 又、ギャップdを大きくしすぎると突発的に混入してく
ることもあると考えられるキャリヤのこぼれを抑止する
ことが困難になる。この限界線がラインIIIでd=0.5で
表される。 このように前記印加電圧Vとギャップdとの関係範囲は
第2図に示すラインIとラインIIとラインIIIに囲まれ
た範囲を使用域とすればよい。しかし、dが0.1以下に
なると精度調整が困難になるのでこれは避ける方が好ま
しい。 そこで本実施例では組立作業あるいは保守点検の際、調
整の厳しさを要求されず、しかも導電性ローラに印加さ
れる電圧を徒らに大きくすることなく、よい条件とし
て、ギャップdを0.25mm印加電圧Vを0.5kVにして好結
果を得た。しかし、これに限定することなく上記第2図
の使用域中での適応はみな良好であった。 又、かきおとされたトナーが再び像担持体ドラム上につ
きにくくするため、クリーニングブレードは該ドラム軸
を含む水平面以下に設定した。 導電性ローラの印加電圧は、第5図(e)に示すように
前記ドラム帯電圧及び残留トナーとは異極性のものであ
る。 かかるクリーニング手段を備えた本発明のカラー画像形
成装置におけるカラー画像形成のシーケンスを第4図の
タイムチャートによって説明すると、回転を始めるに当
たって、若干の時間先行して帯電が始められた像担持体
ドラム40は、1回転目において前記第1の色信号による
像露光開始とそれより時間xだけ遅れた現像Iの処理を
受けたあと2回転目に入り前記第2の色信号による像露
光開始とそれより時間yだけ遅れた現像IIの処理を受け
てさらに3回転目において黒色信号による像露光開始と
時間zだけ遅れて現像IIIの処理を経てカラートナー像
を構成するようになっている。 ここで時間x、y、zは像担持体ドラム40のある位置
(図では画像先端)が像露光位置からそれぞれの現像処
理を受ける位置に達する迄に要する時間あるいはそれ以
内の時間であり同じくmは像露光位置から転写極51に達
する迄に要する時間あるいはそれ以内の時間、nは像露
光位置からクリーニング装置46に到達する迄に要する時
間あるいはそれ以内の時間である。またlは原稿の全画
像面が像露光あるいは現像処理位置等の定点を通過する
に要する時間であって、それら像露光、現像処理あるい
は転写、クリーニング等の作用は破線をもって示すよう
に前記時間lの前後に若干余裕をもった時間の間、作動
されるようになっている。 すなわち前述の実施例では、ブレード47は前記時間lの
前後に若干余裕を含めた時間、作動され前記クリーニン
グローラ49は前記ブレード47の作動開始時と全画像面を
クリーニングし終わった時からそれぞれ約1秒間にわた
って作動される。本発明な係る導電性ローラ50に対する
電圧印加のタイミングは前記ブレード47の作動と同一で
あってもよく又電圧を常時印加しておいてもよい。
An embodiment of the present invention is shown in FIGS. First, the overall function of the color image forming apparatus incorporating the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, A is a reading unit, B is a writing unit, C is an image forming unit, and D is a paper feeding unit. In the reading unit A, 1 is a platen glass, and the original 2 is placed on the platen glass 1. The original 2 is illuminated by fluorescent lamps 5 and 6 provided on a carriage 4 that moves on a slide rail 3. The movable mirror unit 8 is provided with mirrors 9 and 9 ', moves on the slide rail 3, and in combination with the first mirror 7 provided on the carriage 4, the optical image of the original 2 on the platen glass 1 is read by a lens. Lead to unit 20. The carriage 4 and the movable unit 8 include pulleys 11 and 12 driven by a stepping motor 10 via a wire 15,
Driven in the same direction by the speeds of V and 1/2 V by 13 and 14, respectively. Standard white plates 16 and 17 are provided on the back side of both ends of the platen glass 1 before the start of scanning the original and / or
Alternatively, the standard white signal is obtained after the end of scanning. The lens reading unit 20 includes a lens 21, a prism 22, a first reading substrate 24, a red channel (hereinafter referred to as R-ch) CCD 25, a second reading substrate 26, and a cyan channel (hereinafter referred to as C-ch) CCD 27. The original light image transmitted by the first mirror 7, the mirror 9, and the mirror 9'is focused by the lens 21, and is provided on the R-ch CCD 25 provided on the first reading substrate 24 and the second reading substrate 26. An image is formed on each of the light receiving surfaces of the C-ch CCD 27. As the fluorescent lamps 5 and 6, commercially available warm white fluorescent lamps are used to prevent highlighting or attenuation of a specific color based on the light source when reading a color original, and 40 KHz to prevent flicker.
It is turned on by the high frequency power source and is kept warm by a heater using a posistor in order to maintain a constant temperature on the tube wall or to promote warm-up. The image signals output from the R-ch CCD25 and C-ch CCD27 are processed by a signal processing unit. In the signal processing unit, color signals that are color-separated according to the color of the toner, which will be described later, are output and input to the writing unit B. In the writing unit B, the laser beam generated by the semiconductor laser is rotationally scanned by the polygon mirror 32 rotated by the drive motor 30, passes through the Fθ lens 36, and is reflected by the reflecting mirror 37.
The optical path is bent by and is projected onto the surface of the image carrier drum 40 to form a bright line. When the scanning is started, the beam is detected by the index sensor, and the modulation of the beam by the first color signal is started. The modulated beam scans the image carrier drum 40, which is previously uniformly charged by the charger 41 as shown in FIG. By the main scanning by the laser beam and the sub-scanning by the rotation of the image carrier drum 40, a latent image corresponding to the first color is formed on the surface of the image carrier drum as shown in FIG. 5 (b). This latent image is developed by applying a bias as shown in FIG. 5 (c) by the developing device 43 loaded with red toner, and a red toner image is formed on the surface of the image carrier drum. The obtained toner image, while being held on the surface of the image carrier drum, passes under the cleaning device 46 which is separated and retracted from the surface of the image carrier drum, and enters the next copy cycle. Image carrier drum 40
Is uniformly charged by the charger 41 as in the previous cycle. Then, the second color signal output from the signal processing unit is input to the writing unit B, and writing is performed on the surface of the image carrier drum in the same manner as in the case of the first color signal to form a latent image. . The latent image is developed by a developing device 44 loaded with a second color toner, for example blue. This blue toner image is formed over the already formed red toner image on the surface of the image carrier drum. Reference numeral 45 denotes a developing device having black toner, which forms a black toner image on the surface of the image carrier drum based on a control signal generated by the signal processing unit. AC and DC biases are applied to the sleeves of the developing units 43, 44, and 45, jumping development is performed with a two-component developer, and development is performed in a non-contact manner with the grounded image carrier drum 40. There is. The toner image developed by the first color signal, the toner image developed by the second color signal, and the toner image developed by the black toner image are superimposed on each other. It is transferred onto the recording paper 61 which is a transfer body sent by the feeding belt 62 and the feeding roller 63. The recording paper on which the toner image has been transferred is separated from the surface of the image carrier drum by the separating electrode 52, and is further conveyed to the fixing device 53 to obtain a fixed color hard copy. Thus, the image bearing drum 40, which has been transferred, is actuated by the cleaning device 46 provided with the cleaning means according to the present invention shown in FIG. 1 to be negatively charged as shown in FIG. The unnecessary toner remaining on the surface is removed. As cleaning means in the cleaning device 46, a cleaning roller 49 and a blade 47 are arranged from the downstream side in the rotation direction of the image carrier drum 40 (shown by an arrow r).
Conductive metal roller 50 with insulating rollers 48 on both ends
The cleaning members are housed and arranged in the cleaning case 46a in a state of facing the peripheral surface of the image carrier drum 40. The blade 47 is made of urethane rubber in the form of a plate, is rotated clockwise by a blade holder 47a and is urged to press the peripheral surface of the image carrier drum 40, and the cleaning is performed. The roller 49 is made of abrasion-resistant urethane resin, and when the blade 47 is pressed and released, the driving device 49a acts to rotate the roller clockwise only for a predetermined time while pressing the peripheral surface of the image carrier drum. Is configured to. The conductive roller 50 arranged upstream of the blade 47 as a toner collecting roller has insulating rollers 48 slightly larger than the outer diameter of the roller at both ends thereof, and the roller 48 of the image carrier drum 40. Since it is brought into contact with the non-image portion, it maintains a very small gap with respect to the peripheral surface of the image carrier drum 40, which is a constant gap determined by the outer diameter of the insulating roller 48 and the outer diameter of the conductive roller 50. The counterclockwise rotation and a predetermined applied voltage can be applied at a certain position. Therefore, regarding the cleaning process by each of the cleaning members described above, the blade holder 47 before the tip of the toner image after transfer reaches the blade 47.
The image carrier drum 40 of the blade 47 by the action of a.
The residual toner is peeled off and dropped.
The conductive roller 50 having a constant gap from the image bearing drum 40 by the insulating roller 48 is extremely uniformly charged to the polarity for attracting toner according to the applied voltage based on the experimental results shown in FIG. Then, the blade 47 peels off and effectively absorbs the falling toner, conveys it counterclockwise, and scrapes it off by the scraper 50a, and the toner conveying path 4
It can be sent to 6b. Further, at the start of the cleaning action by the pressure contact of the blade 47 and at the time of ending the cleaning action and releasing the pressure contact, the rotation pressure contact of the cleaning roller 49 acts to cause a gap between the peripheral surface of the image carrier drum 40 and the blade 47. A small amount of toner left behind is removed to thoroughly clean the peripheral surface of the image carrier drum 40 to prepare for the next exposure. As described above, in the present invention, a conductive metal roller is used as a toner collecting roller on the upstream side of the cleaning unit that mainly scrapes and removes toner from the surface of the image carrier drum 40. The toner is disposed while maintaining a slight and constant gap from the surface, and the removed toner can be collected. Here, what size of the gap 2 was set and how the value of the applied voltage V of the conductive roller was determined.
The present invention will be described with reference to the experimental results of the applicant shown in FIG. Here, the angle G and the distance F representing the positions of the cleaning blade 47 and the conductive roller 50 in the arrangement of each member shown in FIG.
Were about 50 ° and about 10 mm, respectively. The image carrier is an OPC photosensitive drum having an outer diameter of 150 mm, the conductive roller is a stainless roller having an outer diameter of 8 mm to 12 mm, the toner has a particle diameter of about 15 μm, and the carrier has a particle diameter of about 40 μm. A magnetic carrier, which is substantially spherical particles coated with resin, and a cleaning blade made of urethane rubber were used, and the line speed was 70 mm / sec for both the drum and the roller. Then, due to the two-component jumping phenomenon, the toner adhesion amount
A 257 mm × 363 mm screen area was subjected to solid development at 0.86 to 1.02 mg / cm 2 , and this was cleaned with a cleaning blade without transfer, and the recovery performance of the scraped off toner was confirmed by the recovery amount. Therefore, this experiment is a forced collection test with a very large amount of cleaning toner. In this state, the gap d and the applied voltage V are changed to find the limit of toner collection capacity.
And is represented by an empirical formula of V min = 1.4d−0.1.
That is, it can be seen that the toner collecting ability decreases as the gap d increases and the applied voltage decreases in the region below the line I where the toner collecting ability decreases. However, it has been found that when the gap d is made too small or the applied voltage is made too high, dielectric breakdown (lightning strike) occurs between the drum and the rollers. Under ideal environmental conditions, Paschen's law states that voltage leakage does not occur in the arrangement of this embodiment, but in reality moisture, paper dust, dust, foreign matter, etc. occur between the drum and rollers. It turned out that a leak occurred. The insulation limit line becomes like the line II in Fig. 2, and V max
= 0.1d-0.2. Further, if the gap d is made too large, it becomes difficult to prevent carrier spillage, which may possibly be mixed in suddenly. This limit line is represented by d = 0.5 on line III. As described above, the range of relation between the applied voltage V and the gap d may be the range of use surrounded by the line I, line II and line III shown in FIG. However, if d is 0.1 or less, it becomes difficult to adjust the accuracy, and it is preferable to avoid this. In view of this, in the present embodiment, the rigorous adjustment is not required at the time of assembly work or maintenance and the voltage applied to the conductive roller is not excessively increased. Good results were obtained with a voltage V of 0.5 kV. However, without being limited to this, all the adaptations in the use range of FIG. 2 were good. The cleaning blade was set below the horizontal plane including the drum shaft so that the scraped-off toner would not easily come back to the image bearing drum. The voltage applied to the conductive roller has a polarity different from that of the drum charging voltage and the residual toner as shown in FIG. 5 (e). The color image forming sequence in the color image forming apparatus of the present invention equipped with such a cleaning means will be described with reference to the time chart of FIG. 4. When starting the rotation, the image carrier drum in which the charging is started for some time in advance. Reference numeral 40 indicates the start of image exposure by the first color signal at the first rotation and the processing of development I delayed by time x from that, and then the second rotation by the start of image exposure by the second color signal and After receiving the development II processing delayed by the time y, the image exposure by the black signal is started at the third rotation and the development III processing is delayed by the time z to form a color toner image. Here, the times x, y, and z are the time required for a certain position of the image carrier drum 40 (the front end of the image in the figure) to reach the position where each development process is performed from the image exposure position, and the time is also within m. Is the time required to reach the transfer pole 51 from the image exposure position or less, and n is the time required to reach the cleaning device 46 from the image exposure position or less. Further, l is the time required for the entire image surface of the original to pass through a fixed point such as the image exposure or development processing position, and the operations such as image exposure, development processing, transfer, and cleaning are the time 1 as shown by the broken line. It is designed to be operated for some time before and after. That is, in the above-described embodiment, the blade 47 is operated for a time including a slight margin before and after the time l, and the cleaning roller 49 is operated approximately from the start of the operation of the blade 47 and the end of cleaning the entire image surface. Operated for 1 second. The timing of voltage application to the conductive roller 50 according to the present invention may be the same as the operation of the blade 47, or the voltage may be always applied.

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明のクリーニング装置を内蔵した電子写真画像形成
装置は良好なクリーニングとトナー回収が行なわれるた
め、像担持体ドラム表面にトナーフィルミングが生じる
ことなく、落雷発生することもなくなったので、像担持
体の損傷劣化がなくなり、従来に比し像担持体の寿命が
伸びることが認められた。また2万画像のロングラン連
続テストの結果でもトナーは順調にしかも安定して回収
されていることが確認され、装置内の汚染も従来には比
較にならない程少なく、事故発生率も減少し、装置内の
清掃点検等のサービス負担が大幅に軽減されることにつ
ながった。
Since the electrophotographic image forming apparatus incorporating the cleaning device of the present invention performs good cleaning and toner recovery, toner filming does not occur on the surface of the image carrier drum, and lightning strikes do not occur. It was confirmed that the damage and deterioration of the body were eliminated and the life of the image bearing body was extended as compared with the conventional case. In addition, the long-run continuous test of 20,000 images confirmed that the toner was collected steadily and stably, and the pollution inside the device was also incomparably smaller than before, and the accident rate was also reduced. This has led to a significant reduction in the burden of services such as internal cleaning and inspection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のクリーニング装置の概要図。 第2図はトナー収集ローラとして導電性ローラのトナー
収集力低下域とリーク発生域を表すV−d線図。 第3図はカラー画像形成装置の概略図。 第4図はタイムチャート。 第5図は各プロセスの電位パターン図。 40……像担持体ドラム、41……帯電極 43,44,45……現像装置、46……クリーニング装置 46a……ハウジング、46b……トナー搬送路 47……クリーニングブレード 48……絶縁性コロ、50……導電性ローラ 50a……スクレーパー
FIG. 1 is a schematic diagram of a cleaning device of the present invention. FIG. 2 is a Vd diagram showing a toner collecting force lowering region and a leak generating region of a conductive roller as a toner collecting roller. FIG. 3 is a schematic diagram of a color image forming apparatus. Figure 4 is a time chart. FIG. 5 is a potential pattern diagram of each process. 40: image carrier drum, 41: belt electrode 43,44,45 ... developing device, 46 ... cleaning device 46a ... housing, 46b ... toner transport path 47 ... cleaning blade 48 ... insulating roller , 50 …… conductive roller 50a …… scraper

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 明彦 東京都八王子市石川町2970番地 小西六写 真工業株式会社内 審査官 平井 聡子 (56)参考文献 特開 昭55−40405(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiko Tamura 2970 Ishikawa-cho, Hachioji-shi, Tokyo Konishi Rokusha Makoto Co., Ltd. Satoko Hirai (56) Reference JP-A-55-40405

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子写真画像形成装置の像担持体ドラム表
面から主体的にトナーを掻き落とし除去するクリーニン
グ手段と前記クリーニング手段の上流側に前記ドラム表
面から僅かに隔てて、表面が対向して回転可能に配置さ
れ前記残存トナーとは異極性の電位が印加される導電性
ローラを具備し、前記印加電圧をV(単位kV)、前記導
電性ローラと前記ドラムとの各表面間の距離(ギャッ
プ)をd(単位mm)としたとき、前記印加電圧VはVmax
=4.0d−0.2とVmin=1.4d−0.1の間にあり、dは0.1<
d<0.5の範囲にあり、且つ、前記導電性ローラが前記
ドラムの軸を含む水平面の下方に位置することを特徴と
する像担持体のクリーニング装置。
1. A cleaning means for mainly scraping and removing toner from the surface of an image carrier drum of an electrophotographic image forming apparatus and a surface opposed to the upstream side of the cleaning means, slightly separated from the surface of the drum. A conductive roller that is rotatably arranged and to which a potential having a polarity different from that of the residual toner is applied, the applied voltage is V (unit: kV), and the distance between each surface of the conductive roller and the drum ( When the gap) is d (unit: mm), the applied voltage V is V max
= 4.0d−0.2 and V min = 1.4d−0.1, and d is 0.1 <
An apparatus for cleaning an image carrier, wherein d is in the range of d <0.5, and the conductive roller is located below a horizontal plane including the axis of the drum.
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