JPS63218987A - Cleaning device for image carrying body - Google Patents

Cleaning device for image carrying body

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JPS63218987A
JPS63218987A JP5267087A JP5267087A JPS63218987A JP S63218987 A JPS63218987 A JP S63218987A JP 5267087 A JP5267087 A JP 5267087A JP 5267087 A JP5267087 A JP 5267087A JP S63218987 A JPS63218987 A JP S63218987A
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JP
Japan
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toner
drum
image
cleaning
blade
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JP5267087A
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Japanese (ja)
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JPH07122776B2 (en
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Shinobu Soma
相馬 しのぶ
Hiroshi Fuma
宏史 夫馬
Masahiko Itaya
正彦 板谷
Kazuo Yasuda
和夫 安田
Akihiko Tamura
明彦 田村
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

PURPOSE:To completely collect a toner which has been removed from the surface of an image carrying body, by specifying a correct set area (range) related to an inter-surface distance between a toner collecting roller and an image carrying body drum, and an applied voltage. CONSTITUTION:When an applied voltage, and each inter-surface distance (gap) between a conductive roller 50 and a drum 40 are denoted as V (unit kV), and (d) (unit mm), respectively, the applied voltage V exists between Vmax=4.0 d-0.2, and Vmin=1.4d-0.1, and the gap (d) exists within a range of 0.1<(d)<0.5. Also, the conductive roller 50 is positioned at the lower part of the horizontal plane containing an axis of the drum 40. In such a way, cleaning and a toner collection are executed satisfactorily, therefore, no toner filming is generated on the surface of the image carrying body drum 40, no thunderbolt is generated either, and damage and deterioration of the image carrying body are not generated.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

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。
The present invention relates to an improvement in 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
しては従来上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−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
ーニング部材配役位置よりも下方(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, a blade member, which has a simple structure but is said to have the highest cleaning efficiency, is often disposed on the circumferential surface of the image bearing drum for cleaning. During blade cleaning, the toner removed from the image carrier drum is removed from the blade installation position (downstream side).
There is no chance of re-adhesion, and its effectiveness is extremely high despite its simple structure. This will give good results to the next process of image formation.
Ultimately, this will lead to providing an image forming apparatus such as a copying machine that can consistently form beautiful images. Conventional toner collection means associated with this blade cleaning include a means in which an elastic member such as a Mylar blade made of a plate of polyester material is slid on the surface of the image carrier drum, and a means in which an elastic member such as a foamed plastic roll is installed. A means is provided to slide and rotate on the surface of the drum. All of these toner collecting means are often located below (upstream in the drum rotational direction) the position where the blade cleaning member is installed.

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

このようなりリーニング装置、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し1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W1(ギャップ)が全く明記されておらず設定電圧値
とのマツ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 leaning device, particularly the toner collecting means of the device, has the following drawbacks. (a) Since the cleaning blade, mylar blade, and foamed plastic all come into sliding contact with and press against the surface of the image carrier drum, they cause a toner film to form on the drum surface over a long period of time. (b) This may cause toner leakage, etc., which may cause equipment failure. (c) Foreign matter, such as carriers in some cases, may enter between the drum surface and each member that comes into sliding contact with the drum surface, causing damage and deterioration of the drum surface. According to Japanese Patent Publication No. 47-42340 (patented by Xerox Corporation), a method has been proposed for the purpose of toner recycling that eliminates the above-mentioned drawbacks. However, there are other drawbacks to this, as follows. (a) The applied voltage for collecting toner ranges from 0.5 kV to several kV, which is extremely large for the range of use, and there is a problem with the safety of the device. (b) Furthermore, the applied voltage is large and the potential of the toner is changed by 1, which is an unsuitable condition for the purpose of toner recycling. (c) The distance W1 (gap) between the toner collection roller surface and the image bearing drum surface is not specified at all, and depending on the matching with the set voltage value, dielectric breakdown (leakage), toner spillage, and carrier spillage may occur, causing the device to malfunction. It can also be a direct cause of failure. (d) According to the device diagram shown, the blade and toner collection roller are located far above the horizontal plane that includes the axis of the image bearing drum, and the distance between the blade and the toner collection roller is too far. As a result, toner always remains on the surface of the image carrier between the blade and the roller, resulting in insufficient toner collection and an increased cleaning load on the blade.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

(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りリーニング
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w
m)としたとき、前記印加電圧VはV max= 4.
0d  O,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袖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 provide an appropriate setting range (
Toner removed from the image carrier surface by the blade remains on the image carrier surface without excessively increasing the applied voltage value and without damaging or deteriorating the image carrier surface. The object of the present invention is to provide a highly safe and efficient leasing device that allows almost complete collection and recovery. (Structure of the Invention) The object is to provide a cleaning means for proactively scraping and removing toner from the surface of an image bearing drum of an electrophotographic image forming apparatus, and a rotatable device located upstream of the cleaning means at a slight distance from the drum surface. a conductive roller disposed in the residual toner and to which a potential of a polarity different from that of the residual toner is applied;
The applied voltage is V (unit: kV), and the distance (gap) between each surface of the conductive roller and the drum is d (unit: w).
m), the applied voltage V is V max = 4.
0d O,2 and Vmin=1.4d-0,1, d is in the range 0.1<d<0.5, and the conductive roller is in the horizontal plane including the sleeve of the drum. This is achieved by an image carrier cleaning device located below.

【実施例及び作用】[Example and action]

本発明の一実施例を#S1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。 読み取りュニツ)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fi
2は、スライドレール3上を移動するキャリツノ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、キャリツノ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ブーIJ1
1.12.13.14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。プラテンがラス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2
2、第1読み取り基板24、レッドチャンネル(以下R
−cl+という)CCD 25、第2読み−取り基板2
6、シアンチャンネル(以下Cahという)CCD 2
7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、@1読み取り基板24上に設けられたR−chCC
D 25、及ゾ第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肩や減衰を防ぐため市販の温白
色系蛍光灯が用いられ、またチラッキ防止のため40K
Hzの高周波電源で点灯され管壁の定温保持あるいはツ
オ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RchccD25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)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を経て又
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上り像担持体ド
ラム表面に第1の色に対応する潜像が第5図(b)のよ
うに形成されての(。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PIS5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)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で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fpJ2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。 かくして転写を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(cl)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。 前把りリーニング装W146にお1するクリーニング手
段として前記像担持体ドラム40の回転方向く矢印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4
8aに収容し配置しである。 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m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vl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σ−250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
47a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。前記絶縁性フロ50によって前記像担持体ドラ
ム40がら一定のギャップを保った前記導電性ローラ5
0は12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46b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。 ここで前記ギヤ7ブd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、
につぃて第2図に示す本出願人の実験結果により、説明
し、その作J打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及び相
離Fはそれぞれ約50°及び約]、 Om mにした。 又、像担持体としては外径1501Il+aのOPC感
光体ドラム、導電性ローラは外径8m+s〜12mmの
ステンレスローラ、トナーは粒径的15μmのもの、キ
ャリヤは粒径約40μ醜のもので例えば7工ライト粒子
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70I
IIII/secの同速として実験した。 そして、2成分ジャンピング現像により、トナー付着f
i O,86−1,02IIg/ 0m2にて257r
mX 3630111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、トナー収集結方の限界を求めると第2図のラインI
のようになり、V m1n= 1.4d−0,1の実験
式で表される。即ち、ライン■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Pl(
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PA2図のラインHのようになり、V
 max= 1.○d−0,2の実験式で表される。 又、イヤツブ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■でd=o、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■とライン■とライン■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、ヴ検の際、
111i!!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電圧
、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開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■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2だけ遅れて現像■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% ys 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5
1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!の前後に若干余裕をもった時間の
開、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。本発明に係る導電性ローラ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. #S1 to 5. First, the general functions of a color image forming apparatus incorporating the present invention will be explained with reference to FIG. In FIG. 3, A is a reading unit, B is a writing unit, C is an image forming section, and D is a paper feeding section. In reading unit A, 1 is a platen glass, and an original 2 is placed on this platen glass 1. original fi
2 is illuminated by fluorescent lamps 5 and 6 provided on a carriage horn 4 that moves on a slide rail 3. The movable mirror unit 8 is provided with mirrors 9 and 9', which move on the slide rail 3, and in combination with the first mirror 7 provided on the carriage 4 read the optical image of the document 2 on the platen glass 1 with the lens. Derived to unit 20. The carriage 4 and the movable unit 8 are driven by a stepping motor 10 via a wire 15.
1.12.13.14, V and 1/2v respectively
are driven in the same direction at a speed of Standard white plates 16 and 17 are provided on the back side of both ends of the platen lath 1, and are configured so that a standard white signal can be obtained before the start of original reading scanning and/or after the end of scanning. The lens reading unit 20 includes a lens 21. prism 2
2. First reading board 24, red channel (hereinafter referred to as R)
-cl+) CCD 25, second reading board 2
6. Cyan channel (hereinafter referred to as Cah) CCD 2
Consists of 7. First mirror 7, mirror 9, mirror 9
' The original optical image transmitted by
D 25, and C provided on the second reading board 26.
- The images are respectively formed on the light receiving surface of the chccD27. The fluorescent lamps 5 and 6 are commercially available warm white fluorescent lamps used to prevent certain colors from becoming strong or attenuated due to the light source when reading color documents, and 40K fluorescent lamps are used to prevent flickering.
It is turned on by a high frequency power source of Hz and is kept warm by a heater using a POSISTOR in order to maintain a constant temperature of the tube wall or to promote tsuumu-up. The image signals output from the RchccD25 and C-chccD27 are subjected to signal processing in a signal processing section. In the signal processing section, a color signal separated according to the color of the toner, which will be described later, is outputted and inputted to the writing unit)B. In the writing unit B, a laser beam generated by a semiconductor laser is rotated and scanned by a polygon mirror 32 rotated by a drive motor 30, passes through an Fθ lens 36, and the optical path is bent by a projecting mirror 37 to reach the surface of an image carrier drum 40. It is projected upward and forms a bright line. When scanning begins, the beam is detected by the index sensor and modulation of the beam by the first color signal begins. The modulated beam is charged by the charger 41 as shown in FIG.
As shown in a), the image carrier drum 40, which has been uniformly charged in advance, is scanned. During 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). The latent image is developed by a developing device 43 loaded with red toner, for example, by applying a bias as shown in PIS 5 (c), and a red toner image is formed on the surface of the image carrier drum.The obtained toner The 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. Similar to the cycle, it is uniformly charged by the charger 41. Next, the second color signal output from the signal processing section is input to the writing unit) B, and the image is carried in the same manner as the first color signal. Writing is performed on the surface of the body drum to form a latent image. The latent image is developed by a developer 44 loaded with toner of a second color, for example blue. This blue toner image is formed to overlap the red toner image already formed on the surface of the image carrier drum. A developing device 45 has black toner, and forms a black toner image on the surface of the image carrier drum based on a control signal generated by a signal processing section. AC and DC biases are applied to the sleeves of these developing units 43, 44, and 45, and jumping development is performed using the two-component developer, and non-contact development is performed on the grounded image carrier drum 40. There is. The superimposed image of the toner image based on the first color signal developed in this manner, the toner image based on the fpJ2 color signal, and the toner image developed as the black toner image is formed at the transfer pole 51.
The image is transferred onto the recording paper 61, which is a transfer body, fed by the feed belt 62 and feed roller 63 of the paper feed section. The recording paper onto which the toner image has been transferred is separated from the surface of the image carrier drum by a separation pole 52, and further conveyed to a fixing device 53 to obtain a fixed color hard copy. A cleaning device 46 equipped with a cleaning means according to the present invention shown in FIG. 1 acts on the image bearing drum 40 after the transfer, and the peripheral surface is negatively charged as shown in FIG. 5 (cl). It is designed to remove unnecessary toner that remains on the machine. As a cleaning means attached to the pre-clamping and leaning device W146, a cleaning roller 49, a blade 47, and an electrically conductive roller 48 arranged at both ends from the downstream direction of the rotational direction of the image carrier drum 40 (indicated by arrow r) are used. The cleaning case 4 is opened with each cleaning member of the metal roller 50 facing the circumferential surface of the image carrier drum 40.
It is housed and arranged in 8a. The blade 47 is made of plate-shaped urethane rubber and is biased clockwise by a blade holder 47a to press against the circumferential surface of the image carrier drum 40, and the cleaning roller 49 is It is made of abrasive foamed urethane resin and rotates clockwise only for a predetermined period of time by the action of the drive device 49a when the blade 47 presses and releases the press, and presses against the circumferential surface of the image carrier drum. vl has been created. The conductive roller 50, which is disposed 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. Since it is brought into contact with the non-image area, a very small amount of
The structure is such that counterclockwise rotation and a predetermined applied voltage can be applied at a position where a constant gap determined by the outer diameter of the insulating roller 48 and the outer diameter of the conductive σ-250 is maintained. . Therefore, regarding the cleaning process by each of the cleaning members described above, before the leading edge of the toner image that has been transferred reaches the blade 47, the blade 47 is brought into pressure contact with the image carrier drum 40 by the action of the blade holder 47a. The remaining toner begins to peel off and fall off. The conductive roller 5 is maintained at a constant gap from the image carrier drum 40 by the insulating flow 50.
0 is a scraper 50a that is extremely uniformly charged to a polarity that attracts toner by an applied voltage based on the experimental results shown in FIG. The toner can be scraped off and sent to the toner transport path 46b. Further, when the cleaning action by the pressure contact of the blade 47 is started and when the pressure contact is released after the cleaning action, the rotational pressure contact of the cleaning roller 49 acts to create a space between the circumferential surface of the image carrier drum 40 and the blade 47. A small amount of toner left behind on the image carrier drum 40 is removed.
The peripheral surface of the lens is thoroughly cleaned in preparation for the next exposure. As described above, in the present invention, a conductive metal roller is provided around the image carrier drum 40 as a toner collection roller on the upstream side of the cleaning means that actively scrapes and removes toner from the surface of the image carrier drum 40. They are placed with a slight but constant gap from the surface, allowing the removed toner to be collected. What dimensions did the gear 7b d have and how did the value of the voltage V applied to the conductive roller be determined?
This will be explained based on the applicant's experimental results shown in FIG. 2, and the effect of the stroke will be clarified. Here, in the arrangement of each member shown in FIG. 1, the angle G and the separation F representing the positions of the cleaning blade 47 and the conductive roller 50 were set to about 50° and about 0.0 mm, respectively. The image bearing member is an OPC photosensitive drum with an outer diameter of 1501Il+a, the conductive roller is a stainless steel roller with an outer diameter of 8m+s to 12mm, the toner is a particle size of 15μm, and the carrier is a particle size of about 40μm, for example 7mm. The magnetic carrier, which is a nearly spherical particle made of resin-coated light particles, and the cleaning blade are made of urethane rubber, and the line speed of both the drum and the roller is 70I.
The experiment was conducted at the same speed of III/sec. Then, by two-component jumping development, toner adhesion f
i O,86-1,02IIg/257r at 0m2
The screen area of mX 3630111 was developed solidly, and this was cleaned with a cleaning blade without being transferred.
The recovery performance of the removed toner scraped off was confirmed by the amount recovered. Therefore, this experiment was a forced collection test with a very large amount of cleaning toner. In this state, by changing the gap d and the applied voltage V, the limit of the toner collection method is determined by the line I in FIG.
It is expressed by the empirical formula of V m1n = 1.4d-0,1. That is, it can be seen that the area below the line (2) is a region where the toner collecting ability is reduced, and the larger the gap d and the smaller the applied voltage, the lower the toner collecting ability. However, if the gap d is made too small or the applied voltage is too high, the drum will be damaged between the rollers Pl (
It was found that lightning strikes can occur. Under ideal environmental conditions, Paschen's law states that voltage leaks will not occur in the arrangement of this example, but in reality, moisture, paper dust, dirt, foreign matter, etc. can occur between the drum and rollers. I found out that this caused a leak. The insulation limit line becomes line H in diagram PA2, and V
max=1. ○It is expressed by the empirical formula of d-0,2. Furthermore, if the ear d is made too large, it becomes difficult to prevent the carrier from spilling out, which may be accidentally mixed in. This limit line is line ■, d=o, 5
It is expressed as In this way, the range of the relationship between the applied voltage V and the gap d may be defined as the range surrounded by lines 2, 3, and 3 shown in FIG. 2. However, if d becomes less than 0.1, it becomes difficult to adjust the precision, so it is preferable to avoid this. Therefore, in this embodiment, during assembly work, maintenance, and inspection,
111i! ! Good results were obtained by setting the gap d to 0.25 mm, the applied voltage V voltage, and 5 kV as good conditions without requiring severe conditions and without unnecessarily increasing the voltage applied to the conductive roller. However, without being limited thereto, all the applications within the range of use shown in FIG. 2 above were satisfactory. Further, in order to prevent the scraped toner from adhering to the image bearing drum again, the cleaning blade was set below the horizontal plane including the drum axis. 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 sequence of color image formation in the color image forming apparatus of the present invention equipped with such a cleaning means will be explained with reference to the time chart of FIG. 40, in the first rotation, the image exposure starts using the first color signal, and after undergoing development I processing delayed by the time interval X, the second rotation starts, and the image exposure starts using the second color signal. After undergoing development process (2) delayed by time y, image exposure is started by a black signal in the third rotation, and development process (2) is performed with a delay of time 2 to form a color toner image. Here, the time X% ys Z is the time required for the image carrier drum 40 to reach a certain position (the leading edge of the image in the figure) from the image exposure position to the position where each development process is performed, and m is the time within that time. Transfer pole 5 from image exposure position
The time required to reach 1 or less time, n
is the time required to reach the cleaning device 46 from the image exposure position or a time shorter than that. Also, l is the time required for the entire image surface of the document to pass through a fixed point such as an image exposure or development processing position, and the actions of image exposure, development processing, transfer, cleaning, etc. are as shown by the broken line. It is designed to be operated with a little margin of time before and after. That is, in the embodiment described above, the blade 47
The cleaning roller 49 is operated for approximately 1 second each from the time when the blade 47 starts operating and from the time when the entire image surface has been cleaned. Conductive roller 50 according to the present invention
The timing of voltage application to the blade 47 may be the same as the operation of the blade 47, or the voltage may be constantly applied.

【発明の効果】【Effect of the invention】

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
装置は良好なり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 bearing drum, and lightning strikes do not occur. It was found that damage and deterioration of the image bearing body was eliminated, and the life of the image bearing member was extended compared to the conventional one. In addition, the results of a long-run continuous test of 20,000 images confirmed that toner was being recovered smoothly and stably, the contamination inside the device was far less than before, and the accident rate was reduced. This has led to a significant reduction in the burden of internal cleaning and inspection services.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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衰す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。 fjS5図は各プロセスの電位パターン図。 40・・・像担持体ドラム 41・・・転写極43.4
4,45・・・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5
0a・・・スクレーバー 出願人  小西六写真工業株式会社 ドit、10−ラー藺P!!#t(m n )0   
  柘
FIG. 1 is a schematic diagram of the cleaning device of the present invention. FIG. 2 is a V-d diagram illustrating the toner collecting power decreasing region and leak generation region of the conductive roller used as the toner collecting roller. FIG. 3 is a schematic diagram of a color image forming apparatus. Figure 4 is a time chart. fjS5 diagram is a potential pattern diagram of each process. 40... Image carrier drum 41... Transfer pole 43.4
4, 45... Developing device 46... Cleaning device 46a... Housing 46b... Toner transport path 47... Cleaning blade 48... Insulating roller 50... Conductive roller 5
0a...Scraper applicant: Konishiroku Photo Industry Co., Ltd., 10-RaiP! ! #t(m n )0
Tsuge

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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V
min=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。
A cleaning means for actively scraping and removing toner from the surface of an image bearing drum of an electrophotographic image forming apparatus, and a cleaning means rotatably disposed slightly apart from the drum surface on the upstream side of the cleaning means and different from the residual toner. A conductive roller to which a polar potential is applied is provided, where the applied voltage is V (unit: kV), and the distance (gap) between each surface of the conductive roller and the drum is d (unit: mm). , the applied voltage V is Vmax=4.0d-0.2 and V
min=1.4d-0.1, d is 0.1<d
<0.5, and the conductive roller is located below a horizontal plane including the axis of the drum.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5540405A (en) * 1978-09-14 1980-03-21 Hitachi Ltd Electrostatic recorder

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