WO2016059881A1 - 画像形成装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an image forming apparatus including a cleaning device that removes toner from an image carrier.
- the toner remaining on the image carrier after the toner image is transferred to the transfer paper is removed by a cleaning device.
- an intermediate transfer belt is used as an image carrier.
- the toner is mechanically and electrically swept away from the surface of the intermediate transfer belt by a rotating brush, and the toner is moved from the rotating brush to the collecting roller by electrostatic force, and the toner adhering to the collecting roller is removed.
- the intermediate transfer belt is cleaned by scraping it off with a cleaning blade.
- the width of the rotating brush, recovery roller, and cleaning blade should be appropriate for the width of the toner image formation area on the intermediate transfer belt. Therefore, it is necessary not to form a toner reservoir or the like.
- Patent Document 1 proposes an image forming apparatus that defines the width of a rotating brush ⁇ the width of a collection roller ⁇ the width of a cleaning blade.
- the present invention sets the width of the rotating brush, the collection roller, and the cleaning blade appropriately with respect to the width of the toner image forming area on the intermediate transfer belt, thereby collecting the toner at the end of the collection roller.
- An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing the occurrence of the above.
- An image forming apparatus rotatably and has an image carrier on which a toner image is formed on the surface thereof, and the surface of the image carrier after the toner image is transferred to a transfer paper in contact with the surface.
- the maximum width of the toner image forming area of the image carrier is A
- the full width of the rotating brush is B
- the full width of the collecting roller is C
- the full width of the cleaning blade is D
- a ⁇ B ⁇ D ⁇ C It is characterized in that the relational expression is established.
- the toner scattered at the end of the toner image forming area on the image carrier can be collected on the rotating brush before reaching the collecting roller, and further collected on the collecting roller from the rotating brush. Since the toner can be scraped off with a cleaning blade with sufficient margin in the width direction, it is possible to prevent toner accumulation from occurring at the end of the collecting roller.
- FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an outline of a color printer according to an embodiment of the present invention.
- 1 is a front view showing an intermediate transfer belt cleaning device in a color printer according to an embodiment of the present invention.
- FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a width relationship among a toner image forming region, a rotating brush, a collection roller, and a cleaning blade in a color printer cleaning device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a diagram illustrating a positional relationship among a toner image forming region where a toner accumulation is prevented, a rotating brush, a collection roller, and an end portion of a cleaning blade in a color printer cleaning device according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a diagram illustrating a positional relationship among toner image forming regions where toner accumulation occurs, a rotating brush, a collection roller, and ends of a cleaning blade in a color printer cleaning apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a printer according to an embodiment of the present invention.
- the front side of the paper surface in FIG. 1 will be referred to as the front side (front side) of the color printer 1, and the left and right directions will be described with reference to the direction when the printer 1 is viewed from the front.
- the color printer 1 includes a box-shaped printer body 2.
- a paper feed unit 4 that feeds transfer paper from the paper feed cassette 3 is provided at the lower part of the printer main body 2, and a paper discharge tray 5 is provided at the upper part of the printer main body 2.
- a toner container 6 that accommodates toners of different colors (for example, four colors of magenta, cyan, yellow, and black) is disposed above.
- an intermediate transfer belt 7 (image carrier) is installed between the driving roller 8R and the driven roller 8L so as to rotate counterclockwise in FIG.
- a secondary transfer portion 9 is formed at one end (right end in the figure) of the intermediate transfer belt 7, and a cleaning device 10 is provided at the other end.
- Below the intermediate transfer belt 7, four image forming units 12 corresponding to the colors of the toner are arranged in a tandem shape along the rotation direction of the intermediate transfer belt 7.
- a photosensitive drum 13 is rotatably provided.
- a charging device 14, a developing device 15, a transfer roller 16, a cleaning device 17, and a charge eliminating device 18 are sequentially arranged along the rotation direction of the photosensitive drum 13.
- an exposure device 21 composed of a laser scanning unit (LSU) is disposed below each image forming unit 12.
- a fixing device 22 is provided above the secondary transfer unit 9, and a paper discharge unit 23 facing the paper discharge tray 5 is provided above the fixing device 22.
- a transfer paper transport path 24 that extends from the paper feeding unit 4 to the paper discharge unit 23 through the secondary transfer unit 9 and the fixing device 22.
- the photosensitive drum 13 is exposed according to the image data by the laser light (see the chain line P in FIG. 1) from the exposure device 21.
- An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 13.
- the electrostatic latent image is developed into a corresponding color toner image by the developing device 15.
- the toner image is primarily transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 7 by the transfer roller 16.
- Each image forming unit 12 sequentially repeats the above operation, whereby a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 7.
- the toner and charge remaining on the photosensitive drum 13 are removed by the cleaning device 17 and the charge eliminating device 18.
- the transfer paper taken out from the paper feed cassette 3 or the manual feed tray (not shown) by the paper feed unit 4 is conveyed to the secondary transfer unit 9 in synchronization with the above-described image forming operation, and the secondary transfer unit.
- the full-color toner image on the intermediate transfer belt 7 is secondarily transferred to the transfer paper.
- the toner remaining on the intermediate transfer belt 7 is removed by the cleaning device 10.
- the transfer paper on which the toner image has been secondarily transferred is conveyed downstream in the conveyance path 24 and enters the fixing device 22 where the toner image is fixed on the transfer paper.
- the transfer paper on which the toner image is fixed is discharged from the paper discharge unit 23 onto the paper discharge tray 5.
- FIG. 2 is a front view of the cleaning device
- FIG. 3 is a diagram illustrating a width relationship among a toner image forming region, a rotating brush, a collection roller, and a cleaning blade of the cleaning device.
- the cleaning device 10 is disposed to face the driven roller 8L on which the intermediate transfer belt 7 is installed, and removes toner and the like remaining on the surface of the intermediate transfer belt 7.
- the intermediate transfer belt 7 is, for example, provided with an elastic layer 7b and a coating layer (not shown) in this order on the surface layer side of a resin base layer 7a.
- the elastic layer 7b is made of, for example, urethane rubber.
- the coating layer is made of, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene).
- A is the maximum width of the toner image forming area on the intermediate transfer belt 7.
- a fixed brush 31 is provided upstream of the cleaning device 10, and a tension roller 32 is provided downstream of the cleaning device 10.
- the cleaning device 10 includes a support member 40, a rotary brush 41 that collects toner from the surface of the intermediate transfer belt 7 supported by the support member 40, a collection roller 42 that collects toner from the rotary brush 41, and a collection It has a cleaning blade 43 that contacts the roller 42 and scrapes off the toner, a seal member 44 that contacts the collection roller 42 and prevents toner leakage, and a screw member 45 that recovers the scraped toner.
- the support member 40 is a box-shaped member having an opening on the right side, and is disposed so that the opening faces the driven roller 8L, and is supported by the printer main body 2 so as to be movable toward or away from the driven roller 8L. Yes.
- a mechanism for supporting the support member 40 movably for example, an eccentric cam is provided so as to contact the support member 40, and the support member 40 is moved in the direction of the driven roller 8L by rotating the eccentric cam. Can do.
- the rotating brush 41 rotates counterclockwise in FIG. 2 so as to come in contact with the surface of the intermediate transfer belt 7 from the counter direction with respect to the rotational movement direction of the intermediate transfer belt 7 (counterclockwise direction in FIG. 2). Supported as possible.
- the rotation speed of the rotary brush 41 is variable, and is set to be about 20% higher than the rotation speed of the intermediate transfer belt 7.
- the rotating brush 41 is formed of a fur brush using brush fibers made of conductive resin such as conductive polyester or conductive nylon. Let B be the entire width of the rotating brush 41.
- the collection roller 42 is in contact with the rotary brush 41 on the downstream side in the rotational movement direction of the rotary brush 41 with respect to the contact portion C1 between the rotary brush 41 and the intermediate transfer belt 7, and rotates in the clockwise direction of FIG.
- the brush 41 is supported so as to rotate at the same rotational speed.
- the rotation speed of the collection roller 42 is variable according to the rotation speed of the rotary brush 41.
- the collection roller 42 includes, for example, a metal base material 42a such as aluminum, and a surface layer 42b formed by anodizing the surface of the base material 42a.
- the total width of the collection roller 42 is C.
- a bias current having a polarity opposite to that of the toner is applied to the collection roller 42.
- the applied current can be changed. For example, when it is necessary to clean the toner image formed on the intermediate transfer belt 7 at the time of paper jam or the like, the amount of toner to be removed is large. A high current is applied.
- the cleaning blade 43 comes into contact with the collection roller 42 from the counter direction with respect to the rotation direction of the collection roller 42 on the downstream side in the rotation direction of the collection roller 42 with respect to the contact portion C2 between the rotary brush 41 and the collection roller 42. It is supported by.
- the cleaning blade 43 is formed of a resin such as polyurethane or PET, for example. Let D be the total width of the cleaning blade 43.
- the seal member 44 is supported so as to contact the collection roller 42 from below between the contact portion C2 between the rotating brush 41 and the collection roller 42 and the cleaning blade 43.
- the inside of the support member 40 is partitioned into a space 40 a in which the rotating brush 41 is disposed and a space 40 b in which the toner scraped off by the cleaning blade 43 is accommodated.
- the seal member 44 is formed of, for example, a urethane sheet.
- the screw member 45 is rotatably supported below the cleaning blade 43 on the downstream side in the rotation direction of the collection roller 42 with respect to the seal member 44.
- the maximum width A of the toner image forming area 7c of the intermediate transfer belt 7, the full width B of the rotating brush 41, the full width C of the collection roller 42, and the full width D of the cleaning blade 43 are A
- the relational expression ⁇ B ⁇ D ⁇ C is established.
- the maximum width A of the toner image forming region 7 c of the intermediate transfer belt 7, the total width B of the rotating brush 41, the total width C of the collection roller 42, and the total width D of the cleaning blade 43 are A ⁇ . Since the relational expression of B ⁇ D ⁇ C is set to hold, toner accumulation at the end of the collection roller 42 can be prevented.
- FIGS. 4A and 4B are diagrams showing the positional relationship between the intermediate transfer belt, the rotating brush, the collection roller, and the end of the cleaning blade.
- FIG. 4A is the positional relationship in which toner collection of the collection roller is prevented
- FIG. 4B is the toner. The positional relationship where the accumulation occurs is shown.
- the cleaning blade 43 has a margin in the width direction in the toner recovery area of the recovery roller 42 by making the total width D of the cleaning blade 43 longer than the total width B of the rotating brush 41 and shorter than the total width C of the recovery roller 42. Touch with. That is, the width of the toner collection area of the collection roller 42 is substantially equal to the entire width B of the rotating brush 41, and the entire width D of the cleaning blade 43 is longer than the entire width B of the rotation brush 41.
- the blade 43 contacts with sufficient margin in the width direction, and the toner collected by the collection roller 42 can be surely scraped off by the cleaning blade 43.
- Each end of the rotating brush 41 is separated by 2 mm or more from each end of the toner image forming area 7c so that the toner scattered from the end of the toner image forming area 7c is transferred to the collecting roller 42. It can be reliably collected by the rotating brush 41 before reaching.
- Table 1 shows the result of visually determining the toner accumulation at the end of the collection roller 42 after performing a predetermined number of printing tests under the same experimental conditions.
- the case where no toner accumulation was confirmed was indicated as ⁇
- the case where occurrence of toner accumulation was confirmed as x was indicated as ⁇
- the case where occurrence of a small amount of toner accumulation was confirmed as ⁇ was indicated as ⁇ .
- toner accumulation occurs when A ⁇ B ⁇ D ⁇ C and the distance between the end of the rotating brush 41 and the end of the toner image forming area 7c is 2 mm or more. You can see that it is not. In other words, even if A ⁇ B ⁇ D ⁇ C, the distance between the end of the rotating brush 41 and the end of the toner image forming region 7c is more than 2 mm as shown in Comparative Example 1. In the case of a small 1.5 mm, a small amount of toner is generated. Further, as shown in Comparative Example 2, when the interval is 1 mm, toner accumulation has occurred.
- the interval needs to be 2 mm or more.
- Comparative Example 3 is a case where the end of the rotating brush 41 and the end of the toner image forming region 7c are at the same position. In this case, as shown in FIG. The toner scattered from the end portion of the toner image forming area 7c passes through the rotating brush 41 and adheres to the end portion of the collection roller 42, and a toner pool is generated.
- the interval between the end of the rotating brush 41 and the end of the toner image forming region 7c is 1 mm, and the widths of the rotating brush 41, the collection roller 42, and the cleaning blade 43 are the same.
- the toner reservoir of the recovery roller 42 not only the toner reservoir of the recovery roller 42 but also the shaft of the recovery roller 42 is contaminated with toner, and the edge of the cleaning blade 43 is lost. This is presumably because the toner scattered from the end portion of the toner image forming region 7 c due to the rotation of the rotating brush 41 passes through the rotating brush 41 and the collecting roller 42 and adheres to the shaft of the collecting roller 42.
- the toner scattered at the end of the toner image forming region 7c of the intermediate transfer belt 7 is reliably collected on the rotating brush 41, and the rotating brush 41 Therefore, the toner collected on the collecting roller 42 can be scraped off with the cleaning blade 43 with sufficient margin in the width direction, so that the accumulation of toner on the collecting roller 42 can be prevented.
- the position of the cleaning device 10 is adjusted according to the cleaning performance. can do. For example, when the rotary brush 41 is used over time and the toner collecting performance is lowered, the support member 40 is moved closer to the driven roller 8L to bring the rotary brush 41 closer to the intermediate transfer belt 7, thereby The toner collecting performance from the transfer belt 7 can be enhanced.
- each rotation speed is usually based on the rotation speed v1 of the intermediate transfer belt 7.
- v1: v2: v3 1: 1.2: -1.2 (minus indicates rotation in the opposite direction).
- the rotational speeds v2 and v3 of the rotating brush 41 and the collection roller 42 are preferably increased by about 25% with respect to the rotational speed v1 of the intermediate transfer belt 7.
- the configuration of the present invention is applied to the color printer 1 .
- an image forming apparatus other than the color printer 1 such as a copying machine, a facsimile machine, or a multifunction machine.
- the configuration of the present invention may be applied to.
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Abstract
画像形成装置（１）は、回転可能に設けられて、表面にトナー像が形成される像担持体（７）と、トナー像を転写紙に転写した後の前記像担持体（７）の表面に接触して該表面に付着した残留物を捕集する回転ブラシ（４１）と、前記回転ブラシ（４１）に捕集された残留物を除去する回収ローラー（４２）と、前記回収ローラー（４２）に回収された残留物を掻き落とすクリーニングブレード（４３）と、を備える。前記像担持体（７）のトナー像形成領域の最大幅をＡ、前記回転ブラシ（４１）の全幅をＢ、前記回収ローラー（４２）の全幅をＣ、前記クリーニングブレード（４３）の全幅をＤ、としたとき、 Ａ＜Ｂ＜Ｄ＜Ｃ の関係式が成立する。
Description
本発明は、像担持体からトナーを除去するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置においては、トナー像が転写紙に転写された後に像担持体上に残留したトナーは、クリーニング装置によって除去されている。フルカラー対応の画像形成装置では、像担持体として中間転写ベルトが使用されている。
中間転写ベルトのクリーニング装置では、中間転写ベルトの表面から回転ブラシによって機械的及び電気的にトナーを掃きとり、この回転ブラシから回収ローラーにトナーを静電気力で移動させ、回収ローラーに付着したトナーをクリーニングブレードによって掻き落とすことで、中間転写ベルトのクリーニングが行われている。中間転写ベルト上に残留したトナーを確実に回収してトナーによる汚染問題を防ぐためには、中間転写ベルト上のトナー像形成領域の幅に対して、回転ブラシや回収ローラー、クリーニングブレードの幅を適正に設定して、トナー溜まり等を形成しないようにすることが必要である。
例えば、特許文献１には、回転ブラシの幅≧回収ローラーの幅≧クリーニングブレードの幅、と規定した画像形成装置が提案されている。
しかしながら上記特許文献１の画像形成装置では、回収ローラーの両端部において、回転ブラシから回収ローラーに回収されたトナーがクリーニングブレードで掻き取られずに残留するので、回収ローラーの端部にトナー溜まりが発生する虞がある。
本発明は上記事情を考慮し、中間転写ベルト上のトナー像形成領域の幅に対して、回転ブラシや回収ローラー、クリーニングブレードの幅を適正に設定することで、回収ローラー端部へのトナー溜まりの発生を防ぐことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、回転可能に設けられて、表面にトナー像が形成される像担持体と、トナー像を転写紙に転写した後の前記像担持体の表面に接触して該表面に付着した残留物を捕集する回転ブラシと、前記回転ブラシに捕集された残留物を除去する回収ローラーと、前記回収ローラーに回収された残留物を掻き落とすクリーニングブレードと、を備え、前記像担持体のトナー像形成領域の最大幅をＡ、前記回転ブラシの全幅をＢ、前記回収ローラーの全幅をＣ、前記クリーニングブレードの全幅をＤ、としたとき、Ａ＜Ｂ＜Ｄ＜Ｃの関係式が成立するように構成したことを特徴とする。
本発明によれば、像担持体上のトナー像形成領域の端部で飛散したトナーを回収ローラーに達する前に回転ブラシに捕集することができ、さらに、回転ブラシから回収ローラーに回収されたトナーを、幅方向において余裕をもってクリーニングブレードで掻き取ることができるので、回収ローラー端部にトナー溜まりが発生することを防止できる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。
まず、図１を用いてカラープリンター１（画像形成装置）の全体の主な構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下、図１における紙面手前側を、カラープリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きは、プリンター１を正面から見た方向を基準として説明する。
カラープリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えている。プリンター本体２の下部には、給紙カセット３から転写紙を給紙する給紙部４が設けられており、プリンター本体２の上部には排紙トレイ５が設けられている。プリンター本体２の内部には、上方に、それぞれ異なる色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）のトナーを収容したトナーコンテナ６が配置されている。トナーコンテナ６の下方には、中間転写ベルト７（像担持体）が、駆動ローラー８Ｒと従動ローラー８Ｌとの間に、図１の反時計回り方向に回転するように架設されている。中間転写ベルト７の一端（図の右端）には、二次転写部９が形成されており、他端には、クリーニング装置１０が設けられている。中間転写ベルト７の下方には、トナーの色に対応した４個の画像形成部１２が、中間転写ベルト７の回転方向に沿ってタンデム型に配置されている。
各画像形成部１２には、感光体ドラム１３が回転可能に設けられている。感光体ドラム１３の周囲には、帯電装置１４と、現像装置１５と、転写ローラー１６と、クリーニング装置１７、除電装置１８とが、感光体ドラム１３の回転方向に沿って順に配置されている。さらに、各画像形成部１２の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光装置２１が配置されている。また、二次転写部９の上方には定着装置２２が設けられており、定着装置２２の上方には、排紙トレイ５に面した排紙部２３が設けられている。
また、プリンター本体２の内部には、給紙部４から、二次転写部９と定着装置２２を通って排紙部２３へ向かって延びる転写紙の搬送経路２４が設けられている。
次に、このような構成を備えたプリンター１の画像形成動作を説明する。プリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力されると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
まず、帯電装置１４によって感光体ドラム１３の表面が帯電された後、露光装置２１からのレーザー光（図１の鎖線Ｐ参照）により感光体ドラム１３に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１３の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１５により対応する色のトナー像に現像される。トナー像は、転写ローラー１６によって中間転写ベルト７の表面に一次転写される。以上の動作を各画像形成部１２が順次繰り返すことによって、中間転写ベルト７上にフルカラーのトナー像が形成される。感光体ドラム１３上に残留したトナー及び電荷は、クリーニング装置１７及び除電装置１８によって除去される。
一方、給紙部４によって給紙カセット３又は手差しトレイ（図示省略）から取り出された転写紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写部９へと搬送され、二次転写部９において、中間転写ベルト７上のフルカラーのトナー像が転写紙に二次転写される。中間転写ベルト７上に残留したトナーは、クリーニング装置１０によって除去される。トナー像を二次転写された転写紙は、搬送経路２４を下流側へと搬送されて定着装置２２に進入し、この定着装置２２において転写紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙部２３から排紙トレイ５上に排出される。
次に、図２及び図３を参照して、中間転写ベルト７のクリーニング装置１０について説明する。図２はクリーニング装置の正面図であり、図３はクリーニング装置のトナー像形成領域、回転ブラシ、回収ローラー、クリーニングブレードの幅関係を示す図である。
図２に示されるように、クリーニング装置１０は、中間転写ベルト７が架設されている従動ローラー８Ｌに対向配置されて、中間転写ベルト７の表面に残留したトナー等を除去する。中間転写ベルト７は、例えば、樹脂製の基材層７ａの表層側に、弾性層７ｂとコーティング層（図示省略）とをこの順に設けたものである。弾性層７ｂは、例えばウレタンゴムで形成される。コーティング層は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で形成される。中間転写ベルト７上のトナー像形成領域の最大幅をＡとする。
また、中間転写ベルト７の回転方向において、クリーニング装置１０よりも上流側には固定ブラシ３１が設けられており、クリーニング装置１０よりも下流側にはテンションローラー３２が設けられている。
クリーニング装置１０は、支持部材４０と、この支持部材４０に支持される、中間転写ベルト７の表面からトナーを捕集する回転ブラシ４１と、回転ブラシ４１からトナーを回収する回収ローラー４２と、回収ローラー４２に当接してトナーを掻き取るクリーニングブレード４３と、回収ローラー４２に当接してトナー漏れを防止するシール部材４４と、掻き取られたトナーを回収するスクリュー部材４５と、を有する。
支持部材４０は、右面が開口した箱状の部材であり、開口が従動ローラー８Ｌに面するように配置されて、従動ローラー８Ｌに接近又は離間する方向に移動可能にプリンター本体２に支持されている。支持部材４０を移動可能に支持する機構としては、例えば偏心カムを支持部材４０に当接するように設け、偏心カムを回転させることで支持部材４０を従動ローラー８Ｌの方向に移動させるようにすることができる。
回転ブラシ４１は、中間転写ベルト７の表面に、中間転写ベルト７の回転移動方向（図２の反時計回り方向）に対してカウンター方向から接触するように、図２の反時計回り方向に回転可能に支持されている。回転ブラシ４１の回転速度は可変であり、中間転写ベルト７の回転速度よりも２０％程度高くなるように設定されている。回転ブラシ４１は、例えば、導電性ポリエステルや導電性ナイロン等の導電性樹脂からなるブラシ繊維を使用したファーブラシで形成される。回転ブラシ４１の全幅をＢとする。
回収ローラー４２は、回転ブラシ４１と中間転写ベルト７との接触部Ｃ１よりも、回転ブラシ４１の回転移動方向の下流側において回転ブラシ４１に接触しており、図２の時計回り方向に、回転ブラシ４１と同じ回転速度で回転するように支持されている。なお、回収ローラー４２の回転速度は、回転ブラシ４１の回転速度に応じて可変である。回収ローラー４２は、例えば、アルミニウム等の金属製基材４２ａと、基材４２ａの表面をアルマイト加工することによって形成された表層４２ｂと、を有する。回収ローラー４２の全幅をＣとする。
回収ローラー４２には、トナーと逆極性のバイアス電流が印加される。なお、印加される電流は変更可能であり、例えば、紙詰まり時等で中間転写ベルト７上に形成されたトナー像をクリーニングする必要がある場合など、除去されるトナーの量が多い場合には、高い電流が印加される。
クリーニングブレード４３は、回転ブラシ４１と回収ローラー４２との接触部Ｃ２よりも、回収ローラー４２の回転方向の下流側において、回収ローラー４２の回転方向に対してカウンター方向から回収ローラー４２に当接するように支持されている。クリーニングブレード４３は、例えば、ポリウレタンやＰＥＴ等の樹脂で形成されている。クリーニングブレード４３の全幅をＤとする。
シール部材４４は、回転ブラシ４１と回収ローラー４２との接触部Ｃ２とクリーニングブレード４３との間において、回収ローラー４２に下方から接触するように支持されている。このシール部材４４によって、支持部材４０の内部は、回転ブラシ４１が配置される空間４０ａと、クリーニングブレード４３で掻き落とされたトナーが収容される空間４０ｂに区画されている。シール部材４４は、例えば、ウレタンシートで形成されている。
スクリュー部材４５は、シール部材４４よりも回収ローラー４２の回転方向の下流側において、クリーニングブレード４３の下方に、回転可能に支持されている。
図３に示されるように、中間転写ベルト７のトナー像形成領域７ｃの最大幅Ａと、回転ブラシ４１の全幅Ｂと、回収ローラー４２の全幅Ｃと、クリーニングブレード４３の全幅Ｄと、はＡ＜Ｂ＜Ｄ＜Ｃの関係式が成立するように設定されている。
上記構成を有するクリーニング装置１０においては、中間転写ベルト７の表面に残存した残トナーや紙粉等の残留物は、中間転写ベルト７と回転ブラシ４１との接触部Ｃ１において、ブラシ繊維間に捕集される。捕集された残留物は、回転ブラシ４１と回収ローラー４２との接触部Ｃ２において、回転ブラシ４１と回収ローラー４２間の電位差により、ブラシ繊維間から回収ローラー４２に移行する。回収ローラー４２に移行した残留物は、クリーニングブレード４３によって機械的に掻き取られて落下する。掻き取られた残留物は、スクリュー部材４５によってクリーニング装置１０の外へ排出される。また、シール部材４４は、クリーニングブレード４３で掻き落とされたトナーが収容される空間４０ｂから回転ブラシ４１が配置される空間４０ａへのトナーの逆流を防止している。
このクリーニング装置１０においては、中間転写ベルト７のトナー像形成領域７ｃの最大幅Ａと、回転ブラシ４１の全幅Ｂと、回収ローラー４２の全幅Ｃと、クリーニングブレード４３の全幅Ｄと、がＡ＜Ｂ＜Ｄ＜Ｃの関係式が成立するように設定されているので、回収ローラー４２の端部におけるトナー溜まりを防止することができる。
図４Ａ及び図４Ｂを参照して、トナー溜まりの発生が防止されるメカニズムについて説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、中間転写ベルトと回転ブラシ、回収ローラー、クリーニングブレードの端部の位置関係を示す図であり、図４Ａは回収ローラーのトナー溜まりが防止される位置関係、図４Ｂはトナー溜まりが発生する位置関係を示す。
図４Ａに示されるように、中間転写ベルト７のトナー像形成領域７ｃの最大幅Ａよりも回転ブラシ４１の全幅Ｂを広くすると、トナー像形成領域７ｃの端部に回転ブラシ４１が接触した際に飛散したトナーは、トナー像形成領域７ｃよりも外側に突出した回転ブラシ４１の突出部４１ａ（図４Ａのハッチングで示す部分）に捕集されるので、飛散したトナーは回収ローラー４２には達しない。
一方、図４Ｂに示されるように、トナー像形成領域７ｃの最大幅Ａと回転ブラシ４１の全幅Ｂとを等しくすると、トナー像形成領域７ｃの端部に回転ブラシ４１が接触した際に飛散したトナーは、図４Ｂの矢印で示されるように、回転ブラシ４１を越えて回収ローラー４２の端部に付着し、その結果、回収ローラー４２の端部にトナー溜まりが発生する。
また、回転ブラシ４１の全幅Ｂよりも回収ローラー４２の全幅Ｃを広くすることで、回転ブラシ４１に捕集されたトナーを確実に回収ローラー４２に移動させることができる。さらにクリーニングブレード４３の全幅Ｄを回転ブラシ４１の全幅Ｂよりも長く、かつ、回収ローラー４２の全幅Ｃよりも短くすることで、回収ローラー４２のトナー回収領域に、クリーニングブレード４３が幅方向に余裕をもって接触する。つまり、回収ローラー４２のトナー回収領域の幅は回転ブラシ４１の全幅Ｂとほぼ等しく、クリーニングブレード４３の全幅Ｄは回転ブラシ４１の全幅Ｂよりも長いので、回収ローラー４２のトナー回収領域に、クリーニングブレード４３が幅方向に余裕をもって接触し、回収ローラー４２に回収されたトナーを確実にクリーニングブレード４３で掻き落とすことができる。
なお、回転ブラシ４１の各端部は、トナー像形成領域７ｃの各端部よりもそれぞれ２ｍｍ以上外側に離間することで、トナー像形成領域７ｃの端部から飛散したトナーを、回収ローラー４２に達する前に回転ブラシ４１に確実に捕集させることができる。
次に、中間転写ベルト７のトナー像形成領域７ｃの最大幅Ａと、回転ブラシ４１の全幅Ｂと、回収ローラー４２の全幅Ｃと、クリーニングブレード４３の全幅Ｄとの大小関係と、回転ブラシ４１の端部とトナー像形成領域７ｃの端部との間隔と、がトナー溜まりに及ぼす影響について実験を行った結果について説明する。
同一の実験条件下で所定の枚数の印字テストを行った後、回収ローラー４２の端部のトナー溜まりを目視にて判定した結果を表１に示す。トナー溜まりが確認されなかった場合を○、トナー溜まりの発生が確認された場合を×、微量のトナー溜まりの発生が確認された場合を△とした。
表１の結果から、Ａ＜Ｂ＜Ｄ＜Ｃの大小関係を有し、回転ブラシ４１の端部とトナー像形成領域７ｃの端部との間隔が２ｍｍ以上の場合に、トナー溜まりが発生していないことがわかる。つまり、Ａ＜Ｂ＜Ｄ＜Ｃの大小関係を有していても、比較例１に示されるように、回転ブラシ４１の端部とトナー像形成領域７ｃの端部との間隔が２ｍｍよりも小さい１．５ｍｍの場合は、微量のトナー溜まりが発生する。また、比較例２に示されるように、間隔が１ｍｍの場合は、トナー溜まりが発生している。したがって、回転ブラシ４１の回転によってトナー像形成領域７ｃの端部から飛散したトナーを回転ブラシ４１で確実に捕集するには、回転ブラシ４１の端部とトナー像形成領域７ｃの端部との間隔は２ｍｍ以上が必要であることがわかる。
一方、比較例３は、回転ブラシ４１の端部とトナー像形成領域７ｃの端部とが同じ位置の場合であるが、この場合は、図４Ｂに示されるように、回転ブラシ４１の回転によってトナー像形成領域７ｃの端部から飛散したトナーが、回転ブラシ４１を通過して回収ローラー４２の端部に付着してトナー溜まりが発生する。
また、比較例４のように、回転ブラシ４１の端部とトナー像形成領域７ｃの端部との間隔を２ｍｍとしても、回転ブラシ４１と回収ローラー４２との幅が同じで、クリーニングブレード４３の幅よりも広い場合は、回転ブラシ４１から回収ローラー４２に回収されたトナーが、回収ローラー４２の両端部においてクリーニングブレード４３で掻き取られないので、回収ローラー４２の両端部にトナーが付着したままとなってしまう。
また、比較例５のように、回転ブラシ４１の端部とトナー像形成領域７ｃの端部との間隔を１ｍｍとして、回転ブラシ４１と回収ローラー４２とクリーニングブレード４３との幅を同じにした場合は、回収ローラー４２のトナー溜まりだけでなく、回収ローラー４２のシャフトもトナーで汚染されると共に、クリーニングブレード４３のエッジが欠けるという現象が発生した。これは、回転ブラシ４１の回転によってトナー像形成領域７ｃの端部から飛散したトナーが、回転ブラシ４１と回収ローラー４２を通過して回収ローラー４２のシャフトに付着したものと考えられる。また、回収ローラー４２とクリーニングブレード４３の幅を同じにしたことで、回収ローラー４２の外周面と端面との角がクリーニングブレード４３のエッジ付近に接触して、クリーニングブレード４３のエッジが欠けたものと考えられる。
上記説明したように本発明の一実施形態に係るカラープリンター１においては、中間転写ベルト７のトナー像形成領域７ｃの端部で飛散したトナーを確実に回転ブラシ４１に捕集し、回転ブラシ４１から回収ローラー４２に回収されたトナーを、幅方向において余裕をもってクリーニングブレード４３で掻き取ることができるので、回収ローラー４２のトナー溜まりの発生を防ぐことができる。
また、本実施形態においては、クリーニング装置１０の支持部材４０は、従動ローラー８Ｌに対して接近又は離間する方向に移動可能に支持されているので、クリーニング性能に応じてクリーニング装置１０の位置を調整することができる。例えば、回転ブラシ４１が経時使用によってへたってトナー捕集性能が低下した場合、支持部材４０を従動ローラー８Ｌに近接するように移動させて中間転写ベルト７に回転ブラシ４１を接近させることで、中間転写ベルト７からのトナー捕集性能を高めることができる。
また、中間転写ベルト７の回転速度をｖ１、回転ブラシ４１の回転速度をｖ２、回収ローラー４２の回転速度をｖ３とすると、各回転速度は、中間転写ベルト７の回転速度ｖ１を基準として、通常は、ｖ１：ｖ２：ｖ３＝１：１．２：－１．２（マイナスは反対方向への回転を示す）に設定されている。ただし、例えば、カラープリンター１が、中間転写ベルト７を集中的にクリーニングするクリーニングモードを備えている場合は、回転ブラシ４１と回収ローラー４２の回転速度を上げて、ｖ１：ｖ２：ｖ３＝１：１．５：－１．５とすることで、中間転写ベルト７を効果的にクリーニングできる。なお、回転ブラシ４１と回収ローラー４２との回転速度ｖ２、ｖ３は、中間転写ベルト７の回転速度ｖ１に対して２５％程度上げることが好ましい。
さらに、本発明の実施形態では、カラープリンター１に本発明の構成を適用した場合について説明したが、他の異なる実施形態では、複写機、ファクシミリ、複合機等のカラープリンター１以外の画像形成装置に本発明の構成を適用しても良い。
さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
Claims (7)
- 回転可能に設けられて、表面にトナー像が形成される像担持体と、
トナー像を転写紙に転写した後の前記像担持体の表面に接触して該表面に付着した残留物を捕集する回転ブラシと、
前記回転ブラシに捕集された残留物を除去する回収ローラーと、
前記回収ローラーに回収された残留物を掻き落とすクリーニングブレードと、
を備えた画像形成装置であって、
前記像担持体のトナー像形成領域の最大幅をＡ、前記回転ブラシの全幅をＢ、前記回収ローラーの全幅をＣ、前記クリーニングブレードの全幅をＤ、としたとき、
Ａ＜Ｂ＜Ｄ＜Ｃ
の関係式が成立するように構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 前記回転ブラシの全幅Ｂは、前記トナー像形成領域の最大幅Ａよりも４ｍｍ以上長く、かつ、前記回転ブラシの幅方向各端部は前記トナー像形成領域の幅方向各端部よりもそれぞれ２ｍｍ以上外側に離間していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記回転ブラシと前記回収ローラーと前記クリーニングブレードとを支持する支持部材を有し、
該支持部材は、前記回転ブラシと前記回収ローラーと前記クリーニングブレードとが、前記像担持体に接近又は離間する方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 前記回転ブラシと前記回収ローラーとは同じ回転速度で反対方向に回転し、かつ、前記回転ブラシは前記像担持体の回転方向に対してカウンター方向から接触するように構成されており、前記回転ブラシ及び前記回収ローラーの回転速度は、前記像担持体の回転速度よりも速くなるように変更可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニングブレードは、前記回転ブラシと前記回収ローラーとの接触部よりも、前記回収ローラーの回転方向の下流側において、該回収ローラーの回転方向に対してカウンター方向から該回収ローラーに当接するように支持されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体は無端状の中間転写ベルトであり、該中間転写ベルトの回転方向に沿ってタンデム型に配置された複数の画像形成部を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写ベルトは、樹脂製の基材層と、弾性層と、コーティング層と、を有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
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| WO (1) | WO2016059881A1 (ja) |
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-
2014
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-
2015
- 2015-08-25 WO PCT/JP2015/073850 patent/WO2016059881A1/ja active Application Filing
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