JP2005250411A - Cleaning device and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用されるクリーニング装置に係り、特に、中間転写体やシート搬送ベルト等の像搬送体上の残留トナーをクリーニング部材でクリーニングするクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。 The present invention relates to a cleaning device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and in particular, a cleaning device for cleaning residual toner on an image transfer body such as an intermediate transfer body or a sheet transfer belt with a cleaning member, and the same The present invention relates to an improvement of an image forming apparatus using the.
近年、電子写真方式を利用する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、例えば、電子写真方式を利用した中間転写型画像形成装置を例に挙げると、感光体ドラム上に各色成分のトナー像を順次形成した後、これらの各色成分トナー像を中間転写体(例えば、中間転写ベルト)に一次転写した後に、記録材に対し中間転写体上の多重転写トナー像を一括して二次転写してカラー画像を得るものが既に提示されている。 In recent years, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, for example, an intermediate transfer type image forming apparatus using an electrophotographic system is taken as an example, and a toner image of each color component on a photosensitive drum. Are sequentially formed, and after each color component toner image is primarily transferred to an intermediate transfer member (for example, an intermediate transfer belt), the multiple transfer toner images on the intermediate transfer member are secondarily transferred to a recording material. Those that obtain color images have already been presented.
この種の画像形成装置にあっては、二次転写後に中間転写体上に残存する残留トナーをそのままに放置しておくと、次に中間転写体に形成される画像を汚すこととなる。このため、中間転写体には、残留トナーを除去するためのクリーニングブラシ等を用いたクリーニング装置が接離自在に配設されている。
ところで、中間転写体上の残留トナーをクリーニングする方法としては、ブレード等を使用して機械的に掻き落とす方法、電気的な力を利用して回収する方法のいずれかを用いることが一般的になされている。通常、ブレード等を使用する方法では、長期間に亘って使用を続け中間転写体への圧接を繰り返すうちに、ブレードへの傷や摩耗の発生やブレード材料のへたり等によるクリーニング性能の低下が起こる懸念がある。一方、電気的な力を利用する方法としては、例えばクリーニング部材にバイアスを印加して残留トナーを静電気的に回収しようとする方式があるが、残留トナーの帯電電荷が均一ではないこともあり、クリーニング部材単独で十分なクリーニング性能を確保することは困難となっていた。そのため、クリーニング部材でのクリーニングを行う前に、前処理を行う各種の方式が提示されている(例えば特許文献1〜3参照)。
In this type of image forming apparatus, if the residual toner remaining on the intermediate transfer member after the secondary transfer is left as it is, an image formed on the intermediate transfer member next is stained. For this reason, a cleaning device using a cleaning brush or the like for removing residual toner is disposed on the intermediate transfer member so as to be able to contact and separate.
By the way, as a method of cleaning the residual toner on the intermediate transfer member, it is generally used either a method of mechanically scraping off using a blade or the like, or a method of collecting using an electric force. Has been made. Normally, with a method using a blade or the like, the cleaning performance deteriorates due to scratches or wear on the blade or sag of the blade material, etc., as it continues to be used for a long time and repeatedly pressed against the intermediate transfer member. There are concerns that arise. On the other hand, as a method of using electric force, for example, there is a method of applying a bias to the cleaning member to electrostatically collect the residual toner, but the charged charge of the residual toner may not be uniform, It has been difficult to ensure sufficient cleaning performance with the cleaning member alone. For this reason, various methods for performing pretreatment before cleaning with a cleaning member have been proposed (see, for example,
特許文献1では、例えばクリーニング部材(本例ではクリーニングブラシ)でトナー回収を行う前に、クリーニングロールによって残留トナーの一部回収を行い、後段のクリーニング部材では一定量のトナー回収を行うようにした方式が提示されている。また、このとき両者に同一極性の電界を印加することも提示されている。
また、特許文献2では、中間転写ベルト上の残留トナーに帯電ロールを当て一次転写時のトナーと逆極性に帯電した後、クリーニング部材(本例では回収ドラム)に感光体ドラムと同極性のバイアスを印加して残留トナーを回収し、このクリーニング部材上のトナーをブレードで掻き落とすようにした方式が提示されている。
更に、特許文献3では、中間転写体上の残留トナーを帯電手段にてトナー本来の極性とは逆に帯電させ、この帯電されたトナーを感光体に逆転写することで、中間転写体上の残留トナーをクリーニングしようとする方式が提示されている。
更にまた、特許文献4では、中間転写体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング部材と、その上流側に設けた導電性部材との間に互いに異なるバイアスを印加し、クリーニング部材で回収しきれなかったトナーは、感光体へ逆転写して、感光体で回収しようとした方式が提示されている。
In
In Patent Document 2, a charging roller is applied to the residual toner on the intermediate transfer belt so that the toner is charged with a polarity opposite to that of the toner at the time of primary transfer. Is applied to collect residual toner, and the toner on the cleaning member is scraped off with a blade.
Further, in Patent Document 3, the residual toner on the intermediate transfer member is charged by the charging means in the opposite direction to the original polarity of the toner, and the charged toner is reversely transferred to the photosensitive member to thereby transfer the toner on the intermediate transfer member. A method for cleaning residual toner is proposed.
Furthermore, in Patent Document 4, different biases are applied between the cleaning member for cleaning the residual toner on the intermediate transfer member and the conductive member provided on the upstream side, and the cleaning member cannot recover the bias. There has been proposed a method in which the toner is reversely transferred to the photoconductor and is collected by the photoconductor.
しかしながら、上述した先行技術にあっては、いずれもクリーニング部材の上流側に配設された帯電部材等の前処理部材にバイアスを印加する必要があり、そのため、クリーニング装置が非常に複雑になったり、製造コストも高くなる等の問題がある。
また、クリーニング部材と前処理部材とに逆極性バイアスを印加する必要から、両者間での電界も大きくなり、両者間でのリークを考慮して離間配置する必要があり、装置の小型化への妨げともなる。
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、中間転写体やシート搬送ベルト等の像搬送体上に残留したトナーを清掃するクリーニング装置において、クリーニング部材の上流側に設ける前処理部材を簡単な構成で行うようにしたクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
However, in each of the above-described prior arts, it is necessary to apply a bias to a pretreatment member such as a charging member disposed on the upstream side of the cleaning member, which makes the cleaning device very complicated. There are problems such as high manufacturing costs.
In addition, since it is necessary to apply a reverse polarity bias to the cleaning member and the pretreatment member, the electric field between the two members also increases, and it is necessary to dispose them in consideration of leakage between the two members. It also becomes an obstacle.
The present invention has been made to solve the technical problems as described above, and is a cleaning device for cleaning toner remaining on an image transfer body such as an intermediate transfer body or a sheet transfer belt. It is an object of the present invention to provide a cleaning device in which a pretreatment member provided on the upstream side is performed with a simple configuration and an image forming apparatus using the same.
本発明者らは、像搬送体上の残留トナーを清掃するために、クリーニング部材の前処理として、前処理部材に一般的なバイアス印加を加える代わりに、この前処理部材を単にアース接続するだけで、バイアス印加されたと同様の効果が得られることを発見した。
すなわち、本発明は、図1に示すように、像搬送体1上に残留したトナーTを清掃するクリーニング装置であって、トナー本来の極性と逆極性のクリーニングバイアス3が印加され且つ像搬送体1の表面側の残留トナーTを清掃する回転可能なクリーニング部材2と、このクリーニング部材2よりも像搬送体1の表面側の搬送方向上流側に配設され且つアース接続された前処理部材4とを備えたことを特徴とするものである。
In order to clean the residual toner on the image carrier, the present inventors simply connect the pretreatment member to the ground as a pretreatment of the cleaning member instead of applying a general bias to the pretreatment member. Thus, it was discovered that the same effect as when a bias was applied was obtained.
That is, as shown in FIG. 1, the present invention is a cleaning device that cleans the toner T remaining on the
このような技術的手段において、本発明における像搬送体1としては、ベルト状、ドラム状いずれでもよく、直接的にトナー像を担持搬送する中間転写体の態様に限らず、記録材を通してトナー像を間接的に担持搬送するシート搬送ベルトの態様をも含むものである。
また、クリーニング部材2としては、帯電される物質であればその形状は特に問わず、ブラシ形状でもロール形状であっても差し支えないが、クリーニング部材2へのトナー蓄積量を多くする観点からは、ブラシ形状が好ましい。そして、クリーニング部材2の回転方向は、像搬送体1との対向部位で同一方向に回転してもよいし、逆方向に回転しても差し支えないが、画像形成時のレジストレーション等を考慮すると、像搬送体1と同一方向に回転する方が好ましい。
更に、前処理部材4の形状はシート形状、ロール形状いずれであってもよく、シート形状とした場合は構造が簡単になり、低コスト化が可能となる。また、ロール形状とした場合は像搬送体1への負荷が軽減される利点がある。そして、シート形状でのシートの向きやロール形状での回転方向は特に限定されず、いずれであっても差し支えない。尚、「アース接続」とは、前処理部材4が電気的に接地されればよく、このとき接地とは対地アース、フレームアースをも含む。
そして、前処理部材4をアース接続したことにより、前処理部材4とクリーニング部材2との間にかかる電界をクリーニング部材2に印加されるクリーニングバイアス3のみとすることができ、両者を近接配置することが可能となる。
In such technical means, the
The cleaning member 2 is not particularly limited as long as it is a substance to be charged, and may be a brush shape or a roll shape. From the viewpoint of increasing the amount of toner accumulated in the cleaning member 2, A brush shape is preferred. The rotation direction of the cleaning member 2 may be rotated in the same direction at the portion facing the
Furthermore, the shape of the pretreatment member 4 may be either a sheet shape or a roll shape. When the shape is a sheet shape, the structure becomes simple and the cost can be reduced. Further, when the roll shape is adopted, there is an advantage that the load on the
Then, by connecting the pretreatment member 4 to the ground, the electric field applied between the pretreatment member 4 and the cleaning member 2 can be limited to the cleaning bias 3 applied to the cleaning member 2, and both are arranged close to each other. It becomes possible.
本発明において、特に、像搬送体1がベルト状部材にて構成されている態様では、クリーニング部材2と像搬送体1を介して対向する位置には、導電性を有したバックアップ部材5を配設することで、クリーニング部材2によるクリーニング作用が一層効果的になる。また、このとき、ベルト状部材としては弾性状、剛性状いずれであっても差し支えないが、図示外の静電潜像を担持する像担持体上のトナー像を効率よく転写せしめる観点からは、弾性状ベルトが好ましい。更に、バックアップ部材5は、ベルト状部材への負荷を軽減するためには回転可能な態様が好ましく、また、クリーニング性能の安定化を図る観点からアース接続されることが好ましい。
そして、前処理部材4とベルト状部材を介して対向する位置に導電性補助部材6を配設することが、残留トナーTへ一定の電気的力を与える観点から好ましい。このとき、導電性補助部材6としては、ベルト状部材への負荷を軽減する観点から、回転可能な態様が好ましい。
In the present invention, in particular, in the aspect in which the
The conductive auxiliary member 6 is preferably disposed at a position facing the pretreatment member 4 via the belt-shaped member from the viewpoint of applying a certain electric force to the residual toner T. At this time, the conductive auxiliary member 6 is preferably a rotatable mode from the viewpoint of reducing the load on the belt-shaped member.
更に、導電性補助部材6には、前処理部材4との間に擬似バイアスが印加可能に作用する電荷保持手段を備えることで、前処理部材4との間に一層有効な電界が作用し、残留トナーTを制御し易くなる。この電荷保持手段としては、例えば、導電性補助部材6にコンデンサやツェナーダイオード等を接続することで可能になる。この場合、導電性補助部材6にトナー本来の極性と等しい極性の有効な電界が形成されるようになる。尚、電荷保持手段としては、電荷保持できる素子であれば特に限定されず、コンデンサやツェナーダイオードを単に導電性補助部材6に接続する態様に限らない。また、例えばこれらを並列接続してもよいし、例えばこれらに抵抗体を直列接続してもよい。
更にまた、前処理部材4と導電性補助部材6との間に一定の電界を作用させるために、例えば、クリーニングバイアス電源を共用し(例えばクリーニングバイアス電源を分圧して使用する等)、導電性補助部材6にトナー本来の極性と等しい極性のバイアスを印加することも可能であり、この場合、ベルト状部材上の残留トナーTにトナー本来の極性が付与されることとなり、クリーニング部材2でのクリーニング性能が一層向上する。ここで、導電性補助部材6へ印加されるバイアスとしては、独立に設けることも可能であるが、装置の簡略化、低価格化の観点からは、クリーニング部材2に印加されているクリーニングバイアス3を共用して用いることが好ましい。
尚、本件では、導電性補助部材6に印加される擬似バイアス(クリーニングバイアス3の共用も含む)によっては、前処理部材4で残留トナーTに逆帯電を加え、クリーニング部材2で残留トナーTを回収することも可能となる。
Furthermore, a more effective electric field acts between the conductive auxiliary member 6 and the pretreatment member 4 by providing charge holding means that acts so that a pseudo bias can be applied to the pretreatment member 4. It becomes easy to control the residual toner T. This charge holding means can be achieved by connecting a capacitor, a Zener diode, or the like to the conductive auxiliary member 6, for example. In this case, an effective electric field having the same polarity as the original polarity of the toner is formed on the conductive auxiliary member 6. The charge holding means is not particularly limited as long as it is an element capable of holding charge, and is not limited to a mode in which a capacitor or a Zener diode is simply connected to the conductive auxiliary member 6. Further, for example, these may be connected in parallel, or for example, a resistor may be connected in series thereto.
Furthermore, in order to apply a constant electric field between the pretreatment member 4 and the conductive auxiliary member 6, for example, a cleaning bias power source is shared (for example, the cleaning bias power source is divided and used), and the conductivity is increased. It is also possible to apply a bias having the same polarity as the original polarity of the toner to the auxiliary member 6. In this case, the original polarity of the toner is imparted to the residual toner T on the belt-like member. The cleaning performance is further improved. Here, the bias applied to the conductive auxiliary member 6 can be provided independently. However, from the viewpoint of simplification of the apparatus and cost reduction, the cleaning bias 3 applied to the cleaning member 2 is used. Is preferably used in common.
In this case, depending on the pseudo bias applied to the conductive auxiliary member 6 (including the common use of the cleaning bias 3), the pretreatment member 4 reversely charges the residual toner T, and the cleaning member 2 removes the residual toner T. It can also be collected.
本発明は、クリーニング装置に限らず、これを用いた画像形成装置をも対象とする。そして、画像形成装置の態様としては、トナー像を形成担持する像形成担持体と、この像形成担持体に対向する像搬送体とを有し、像形成担持体上に形成された画像(トナー像)を像搬送体若しくはこの像搬送体上の記録材上に転写する画像形成装置において、像搬送体上に残留したトナーを清掃するクリーニング装置として、上述のクリーニング装置を備えるようにすればよい。この場合、小型安価な画像形成装置が可能になる利点がある。 The present invention is not limited to the cleaning apparatus, and is also intended for an image forming apparatus using the same. As an aspect of the image forming apparatus, an image forming carrier that forms and carries a toner image and an image carrier that faces the image forming carrier, and an image formed on the image forming carrier (toner) In an image forming apparatus that transfers an image) onto an image carrier or a recording material on the image carrier, the above-described cleaning device may be provided as a cleaning device that cleans toner remaining on the image carrier. . In this case, there is an advantage that a small and inexpensive image forming apparatus is possible.
次に、上述したクリーニング作用について図2に基づいて説明する。本例では、中間転写型の像搬送体を使用し、トナーとしては負帯電トナーを使用するものとした。
同図において、像搬送体1上に形成されたトナー像T0を記録材8に転写(二次転写)する過程、転写後に像搬送体1上に残留したトナーT1を清掃するクリーニング過程、トナー像T0を形成担持する像担持体7から像搬送体1へのトナー像T0を転写(一次転写)する過程とで構成される。
像搬送体1上のトナー像T0を二次転写するには、像搬送体1と対向配置される二次転写部材9にトナーと逆極性(本例ではプラス)のバイアスを印加し、記録材8側へトナーを吸着させるようにする。このとき、印加されるバイアスにより、二次転写部位より下流側の像搬送体1ではプラス帯電が生じる。更に、像搬送体1上には、転写されずに残った残留トナーT1が付着しており、この残留トナーT1は、二次転写時のバイアスにより、各種の帯電量のトナー粒子(特にプラス帯電されたトナーは、二次転写によって大きく帯電されることから、プラス帯電量は増加している)が出現する。
この残留トナーT1を前処理部材4にてアースすると、残留トナーT1の帯電量が軽減され、極性が異なるが帯電量の小さな第二段階の残留トナーT2となる。このとき、像搬送体1はプラス帯電を継続しているため、前処理部材4との間には見かけ上前処理部材4を逆バイアス(マイナス)にする作用が働く。そして、この第二段階の残留トナーT2をクリーニング部材2で静電吸引することにより、マイナストナーはクリーニング部材2に吸着され、クリーニング部材2を通過したプラストナーは像搬送体1上に付着したまま第三段階の残留トナーT3となる。
更に、この第三段階の残留トナーT3は、像担持体7のトナー像T0が像搬送体1へ一次転写される際に逆転写して像担持体7上に吸着される。したがって、像搬送体1上の残留トナーT1を除去することが可能となる。
Next, the above-described cleaning operation will be described with reference to FIG. In this example, an intermediate transfer type image carrier is used, and negatively charged toner is used as the toner.
In the figure, a process for transferring (secondary transfer) the toner image T0 formed on the
In order to perform secondary transfer of the toner image T0 on the
When the residual toner T1 is grounded by the pretreatment member 4, the charge amount of the residual toner T1 is reduced, and the second-stage residual toner T2 having a small charge amount but a different polarity is obtained. At this time, since the
Further, the residual toner T3 in the third stage is reversely transferred and adsorbed on the image carrier 7 when the toner image T0 of the image carrier 7 is primarily transferred to the
本発明によれば、クリーニング部材の上流側に配設される前処理部材を単にアース接続しただけの構成によって、バイアス印加されたと同等の効果を得ることができ、残留トナーの電荷制御が容易になり、装置構成が簡単且つ安価なクリーニング装置が可能となる。
また、前処理部材とクリーニング部材との間の電界を小さくでき、両者を近接配置することが容易となり、小型のクリーニング装置が可能となる。
更に、本発明のクリーニング装置を用いることで、クリーニング性能を確保した小型安価な画像形成装置を提供できる。
According to the present invention, the pretreatment member disposed on the upstream side of the cleaning member is simply connected to the ground, so that the same effect as that when a bias is applied can be obtained, and the charge control of the residual toner can be easily performed. As a result, a simple and inexpensive cleaning device is possible.
In addition, the electric field between the pretreatment member and the cleaning member can be reduced, and it becomes easy to dispose them in close proximity, and a small cleaning device is possible.
Furthermore, by using the cleaning device of the present invention, it is possible to provide a small and inexpensive image forming apparatus that ensures the cleaning performance.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図3は、本発明に係るクリーニング装置を用いた画像形成装置の実施の形態1を示す概略図である。
同図において、画像形成装置は、感光体ドラム10と、この感光体ドラム10からトナー像を転写させるために感光体ドラム10に接触配置される中間転写ベルト20と、この中間転写ベルト20の残留トナーT1を清掃するクリーニング装置30とを有する。
本実施の形態において、感光体ドラム10は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム10の周囲には、感光体ドラム10を帯電する帯電装置11と、帯電された感光体ドラム10上に各色成分(本例ではイエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K))の静電潜像を書き込む露光装置12と、感光体ドラム10上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置13とが配設され、更に、感光体ドラム10表面の残留トナーを回収するブレード14が配設されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 3 is a schematic view showing the first embodiment of the image forming apparatus using the cleaning device according to the present invention.
In FIG. 1, an image forming apparatus includes a photosensitive drum 10, an
In the present embodiment, the photosensitive drum 10 includes a photosensitive layer whose resistance value is reduced by light irradiation. Around the photosensitive drum 10, a charging
ここで、帯電装置11としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロン等の帯電器を用いてもよい。
また、露光装置12は感光体ドラム10上に光によって像を書き込めるものであればよく、本例では、例えばLEDを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ELを用いたプリントヘッドや、レーザースキャナ等を適宜選定して差し支えない。
更に、ロータリ型現像装置13は各色成分トナーが収容された現像器13a〜13dを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム10上で露光によって電位が変化した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、感光体ドラム10上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。尚、本例では、ロータリ型現像装置13が用いられているが、四台の現像器を順に並べた配置の現像装置を用いるようにしてもよい。
Here, as the charging
The
Further, the rotary
また、中間転写ベルト20は、複数の張架ロール21〜26に掛け渡され、感光体ドラム10とは夫々別駆動系で駆動されており、例えば張架ロール21を駆動ロールとして循環搬送されるようになっている。
尚、本実施の形態では中間転写ベルト20も駆動源を備えた態様を示しているが、中間転写ベルト20側に駆動源を持たず、感光体ドラム10からの従動駆動によって中間転写ベルト20を駆動することも可能である。
そして、中間転写ベルト20が感光体ドラム10にニップする部位には中間転写ベルト20の裏面側から一次転写装置としての一次転写ロール27が接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。
更に、中間転写ベルト20の張架ロール23に対向した部位には、二次転写装置としての二次転写ロール28が張架ロール23をバックアップロールとして対向配置されており、例えば二次転写ロール28に所定の二次転写バイアス29が印加され、バックアップロールを兼用する張架ロール23がアース接続されている。
更にまた、中間転写ベルト20の二次転写部位の下流側で且つ一次転写部位の上流側にはクリーニング装置30が中間転写ベルト20に対し接離自在に配設されている。
The
In this embodiment, the
A
Further, a
Furthermore, a
本実施の形態において、中間転写ベルト20としては、弾性を有するベルト部材であり、弾性層を有する導電性主基材の上に導電性保護層を積層した構成となっている。導電性弾性層の主基材としては、シリコーンゴム、NBR、H−NBR、CR、EPDM、ウレタンゴム等の合成ゴムが用いられ、一方、導電性保護層の主材料は、摩擦抵抗の低減、電気特性の環境に対する安定性、表面粗さ低減による残留トナーT1のクリーニング性能向上といった目的を達成できるものであれば特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体(PFA)、PVdFなどのフッ素樹脂系ポリマーを、アルコール可溶性ナイロン系、シリコーン樹脂系、シランカプラー、ウレタン樹脂系のエマルジョンや有機溶媒に、溶解・分散した塗料を使用することができる。また、導電性保護層は、上記の塗料をディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコート等により設けることができる。更に、導電性保護層の表層側に表面処理または研磨を施すことにより離型性、導電性、耐磨耗性、表面クリーニング性等を改善することが可能である。
In the present embodiment, the
尚、本実施の形態によれば、中間転写ベルト20と感光体ドラム10とは比較的広い接触領域にて接触配置されており、しかも、中間転写ベルト20により弾性押圧されているため、感光体ドラム10と中間転写ベルト20との間のタック面圧はそれほど高くない。更に、中間転写ベルト20によるトナー像の包み込み動作が行われ、感光体ドラム10上のトナー像が中間転写ベルト20側に一次転写されるようになっている。
このため、中間転写ベルト20への転写画像には、大きなタック面圧によるホロキャラクタ等の画像欠陥はなく、高い転写効率で転写されるため、画像品質はきわめて良好に保たれる。
According to the present embodiment, the
For this reason, the transferred image onto the
そして、本件の特徴点であるクリーニング装置30は、以下のように構成されている。
クリーニング装置30は、二つの張架ロール24,25に対向する位置にて中間転写ベルト20に接離自在に配設されている。クリーニングケース31内には、中間転写ベルト20上の残留トナーT2を静電的に掻き取るクリーニング部材としての回転可能なクリーニングブラシ32と、このクリーニングブラシ32の上流側には中間転写ベルト20上の残留トナーT1の電荷調整を行う前処理部材としての帯電制御ロール33とが収容され、帯電制御ロール33とクリーニングブラシ32とは夫々張架ロール24,25に対向する位置に設けられている。
また、クリーニングブラシ32には、トナー本来の極性とは逆極性のクリーニングバイアス34が印加され、このクリーニングブラシ32と対向する張架ロール25がアース接続されている。一方、帯電制御ロール33はアース接続されており、この帯電制御ロール33と対向する張架ロール24はアース接続等されることなく、電気的なフローティング状態となっている。
And the
The
Further, a cleaning
尚、本実施の形態では、クリーニング部材としてクリーニングブラシ32を使用しているが、これに限るものではなく、例えば、表面を粗面化した弾性ロール等であってもよい。また、クリーニングバイアス34としては、残留トナーT1のクリーニング効果を良好に保つという観点からすれば、少なくとも直流成分を含むバイアス、好ましくは直流成分を重畳した交流成分を含むバイアスがよい。
In this embodiment, the cleaning
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作動について、クリーニング装置30を中心に説明する。
本実施の形態に係る画像形成装置において、感光体ドラム10上に各色成分トナー像が順次形成され、一次転写位置にて中間転写ベルト20に順次転写した後、二次転写位置にて用紙等の記録材Sに一括転写される。
このような作像過程において、二次転写後に中間転写ベルト20上に残った残留トナーT1は、例えば、+2〜3kVの二次転写バイアス29により、各種の帯電量のトナーが混在した状態となっている。また、中間転写ベルト20そのものもプラス帯電するようになる。
そして、クリーニング装置30の帯電制御ロール33に達すると、残留トナーT1の電荷量は軽減される。このとき、中間転写ベルト20がプラスに帯電している影響で、張架ロール24は+数100〜1kV程度の電位になる。そのため、この張架ロール24と帯電制御ロール33との間の見かけ上のバイアスにより、残留トナーT1がこの部位を通過することで帯電量が低減され、この部位を通過した残留トナーT2は、帯電量が一様に小さなトナーとなる。
次に、この残留トナーT2には、クリーニングブラシ32に印加されたクリーニングバイアス34によって+2〜5kVのプラスバイアスが加わり、残留トナーT2中のマイナス電荷を帯びたトナーはクリーニングブラシ32に回収され、中間転写ベルト20上には、プラス電荷を帯びたトナーが残ることとなる。そして、クリーニング装置30を通過した残留トナーT3は、感光体ドラム10と中間転写ベルト20とのニップする部位で、一次転写ロール27へ印加された一次転写バイアス(一次転写ロール27にプラスバイアスが印加され、感光体ドラム10側がマイナスとなる)により、感光体ドラム10上に静電吸着され、感光体ドラム10に備えられたブレード14によって、感光体ドラム10上から回収されることとなる。
尚、本実施の形態におけるクリーニングブラシ32に一部回収されたトナーは、図示外のフリッカバー等によりクリーニングブラシ32から掻き落とされ、クリーニングブラシ32はリフレッシュされる。また、掻き落とされたトナーはクリーニングケース31内に堆積する。または、クリーニングサイクルを設け、クリーニングブラシ32と一次転写ロール27に通常と逆バイアスを印加し、クリーニングブラシ32から中間転写ベルト20に転写させ、その後感光体ドラム10に転写させ、感光体ドラム10に備えられたブレード14によって、感光体ドラム10上から回収させることもできる。
Next, the operation of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described focusing on the
In the image forming apparatus according to the present embodiment, each color component toner image is sequentially formed on the photosensitive drum 10 and sequentially transferred to the
In such an image forming process, the residual toner T1 remaining on the
When the charge control roll 33 of the
Next, a positive bias of +2 to 5 kV is applied to the residual toner T2 by the cleaning
The toner partially collected by the cleaning
本実施の形態では、帯電制御ロール33は、単にアース接続するのみで、上述の効果を得ることができ、簡単な構成のクリーニング装置30を実現できる。また、クリーニングブラシ32と帯電制御ロール33との間のバイアス差が小さくなることから、両者を近接して配置することができ、小型のクリーニング装置30を実現できる。
In the present embodiment, the charging
更に、本実施の形態においては、前処理部材として帯電制御ロール33を使用したが、これに限らず、例えば、図4に示すように、前処理部材としてスクレーパ35を使用することも可能である。ここで、スクレーパ35としては、例えばSUS板にエッチング加工を施したもので、中間転写ベルト20への負荷が大きくなく且つ中間転写ベルト20の摩耗や傷を防止した形状のものを備えている。尚、スクレーパ35は、導電性且つ剛性の点から、金属(鋼、銅合金、SUS等)が望ましいが、これに限定するものではなく、導電性プラスチックス等でもよい。また、スクレーパ35の代わりにブレードであっても同様の効果が可能となる。
また、スクレーパ35を使用して残留トナーの帯電制御を行うようにすることで、中間転写ベルト20上の残留トナーを機械的に掻き取る効果を付与することも可能となり、クリーニング性能が一層向上する。更に、スクレーパ35では、回転機構等を必要としないため、構造が簡単になり低コスト化が可能となる。
Furthermore, in the present embodiment, the
Further, by controlling the charging of the residual toner using the
◎実施の形態2
図5(a)(b)は、本発明に係るクリーニング装置30の実施の形態2を示す概略図であり、(a)は前処理部材として帯電制御ロール33を使用した例、(b)はスクレーパ35を使用した例を示している。本実施の形態は、実施の形態1のクリーニング装置30と略同様に構成されるが、張架ロール24に疑似バイアスを印加する電荷保持手段としてツェナーダイオード41が接続されている点が実施の形態1と異なる。尚、実施の形態1と同様の構成要素については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、張架ロール24にツェナーダイオード41を接続することで、例えば、環境変化等によって各種転写条件等が異なっても、張架ロール24の帯電電位をツェナーダイオード41のツェナー電圧の値に一定化できるため、環境変化に左右されない一定したクリーニング性能が確保できる。
尚、通常、半導体を使用したツェナーダイオード41では、ツェナー電圧が最大500V程度と考えられるため、本実施の形態では、ツェナー電圧を200〜500Vとしたツェナーダイオード41を使用することが好ましい。
Embodiment 2
5A and 5B are schematic views showing Embodiment 2 of the
In the present embodiment, the
In general, the
◎実施の形態3
図6(a)(b)は、本発明に係るクリーニング装置30の実施の形態3を示す概略図であり、(a)は前処理部材として帯電制御ロール33を使用した例、(b)はスクレーパ35を使用した例を示している。本実施の形態は、実施の形態2のクリーニング装置30と略同様に構成されるが、張架ロール24にはツェナーダイオードの代わりにコンデンサ42が接続されている点が実施の形態2と異なる。尚、実施の形態1と同様の構成要素については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、張架ロール24にコンデンサ42を接続することで、張架ロール24に誘起される帯電バイアスが有効にコンデンサ42に蓄積され、張架ロール24での電位を略安定させることが可能になる。尚、コンデンサ42としては容量0.1〜10μF程度のオイルコンデンサを使用することが、安定性及び耐圧等の点から好ましい。
Embodiment 3
6A and 6B are schematic views showing Embodiment 3 of the
In the present embodiment, by connecting the
◎実施の形態4
図7(a)(b)は、本発明に係るクリーニング装置30の実施の形態4を示す概略図であり、(a)は前処理部材として帯電制御ロール33を使用した例、(b)はスクレーパ35を使用した例を示している。本実施の形態は、実施の形態1のクリーニング装置30と略同様に構成されるが、張架ロール24はフローティングではなく、アース接続されている点が実施の形態1と異なる。尚、実施の形態1と同様の構成要素については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、張架ロール24をアース接続することで、残留トナーへ付与される電界は小さくなるが、環境変化に対する中間転写ベルト20の電位が安定することから、本実施の形態においても、帯電量の少ない残留トナーT2が確保できる。
Embodiment 4
7A and 7B are schematic views showing Embodiment 4 of the
In the present embodiment, by connecting the
◎実施の形態5
図8(a)(b)は、本発明に係るクリーニング装置30の実施の形態5を示す概略図であり、(a)は前処理部材として帯電制御ロール33を使用した例、(b)はスクレーパ35を使用した例を示している。本実施の形態は、実施の形態1のクリーニング装置30と略同様に構成されるが、張架ロール24には張架ロール24側をプラスとするバイアス電源43が接続されている。尚、実施の形態1と同様の構成要素については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態において張架ロール24に供給されるバイアス電源43は、クリーニングブラシ32に印加しているバイアス電源(図3中、符号34に相当)を、分圧して供給するようになっており、特に新たなバイアス電源を必要とはしない。このため、クリーニング装置30としての構造も複雑化せず、装置コストの上昇も防ぐことが可能になる。そして、本実施の形態では、張架ロール24にバイアス電源43からプラス電界が供給されることで、前処理部材としての帯電制御ロール33やスクレーパ35による帯電制御効果が有効に作用し、一層帯電量の少ない残留トナーT2が確保される。尚、ここで、バイアス電源43に印加する電圧としては、+200〜500Vが好ましい。
Embodiment 5
8A and 8B are schematic views showing Embodiment 5 of the
In the present embodiment, the
◎実施の形態6
図9(a)(b)は、本発明に係るクリーニング装置30の実施の形態6を示す概略図であり、(a)は前処理部材として帯電制御ロール33を使用した例、(b)はスクレーパ35を使用した例を示している。本実施の形態は、実施の形態1のクリーニング装置30と略同様に構成されるが、前処理部材としての帯電制御ロール33やスクレーパ35と対向する位置に張架ロールが設けられていない点が実施の形態1と異なる。尚、実施の形態1と同様の構成要素については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施の形態においては、中間転写ベルト20と前処理部材(具体的には帯電制御ロール33又はスクレーパ35)との構成のみであっても、帯電制御効果が図られ、下流側の残留トナーT2では帯電量の少ないトナーとなる。
尚、本実施の形態では、前処理部材(具体的には帯電制御ロール33又はスクレーパ35)と対向する位置に対向部材を備えていないことから、中間転写ベルト20に対する接触圧は小さくすることが必要となる。
Embodiment 6
9A and 9B are schematic views showing Embodiment 6 of the
In the present embodiment, even with only the configuration of the
In the present embodiment, since the facing member is not provided at a position facing the pretreatment member (specifically, the
◎実施の形態7
図10は、本発明に係るクリーニング装置の実施の形態7が用いられたタンデム型カラー画像形成装置を示す。
本実施の形態での画像形成装置は、画像形成ユニット50a〜50dにて直接用紙等の記録材上に画像転写を行う点が実施の形態1と異なり、中間転写ベルトの代わりに、シート搬送ベルト61が多数の張架ロール71〜74に掛け渡された構成となっている。
本実施の形態での画像形成ユニット50a〜50dは、シート搬送ベルト61を挟んで対向配置される感光体ドラム51a〜51dと転写ロール52a〜52dとによって構成されている。また、張架ロール71〜74のうち、張架ロール71を駆動ロールとし、張架ロール73をテンションロールとしている。更に、シート搬送ベルト61の周りには、張架ロール71と対向する位置に記録材をシート搬送ベルト61に吸着させるための吸着電界を印加する吸着ロール62を配設し、この吸着ロール62の記録材搬送ルート上流側には、記録材の姿勢制御を行うレジロール63を配設している。また、最下流側の画像形成ユニット50dの記録材搬送ルート下流側には、記録材上のトナー像を定着する定着装置64を配設している。
◎ Embodiment 7
FIG. 10 shows a tandem type color image forming apparatus in which the seventh embodiment of the cleaning apparatus according to the present invention is used.
The image forming apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that image transfer is directly performed on a recording material such as paper by the
The
そして、本件の特徴点であるクリーニング装置80は、シート搬送ベルト61に接離自在に設けられ、クリーニングケース81内にクリーニングブラシ82と帯電制御ロール83とが収容されている。また、クリーニングブラシ82はシート搬送ベルト61の張架ロール74に対向する位置に配設され、張架ロール74はアースに接続されている。更に、その上流側の帯電制御ロール83と対向する位置には対向ロール84が配設され、ツェナーダイオード85が接続されている。尚、クリーニングブラシ82には、クリーニングバイアス86が印加されている。
The
本実施の形態における画像形成装置の作動を、図10に基づいて説明する。
同図において、記録材はレジロール63で姿勢を制御された後、吸着ロール62を介してシート搬送ベルト61上に吸着される。そして、記録材上に各色のトナー画像が転写され、記録材上のトナー画像は定着装置64によって定着される。
ここで、例えば、画像形成ユニット50a〜50dでの原因によって、シート搬送ベルト61上に直接トナー像が転写されたり、あるいは、記録材等の詰まりに起因して、シート搬送ベルト61上にトナー像が転写されることがある。
このような場合、本実施の形態においては、シート搬送ベルト61上のクリーニング処理を行うために、クリーニング装置80がシート搬送ベルト61上に接触し、シート搬送ベルト61上の残留トナーを低減させる。そして、レジロール63側からの記録材の搬送を行わずに、残留トナーを、例えば画像形成ユニット50aの感光体ドラム51aにて回収するようにしている。尚、感光体ドラム51aに回収された残留トナーは、感光体ドラム51aに配設された図示外のブレード等によって掻き落とされる。
尚、本実施の形態では、前処理部材として帯電制御ロール83を使用したが、これに限らず、スクレーパであっても差し支えない。
The operation of the image forming apparatus in the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the drawing, the orientation of the recording material is controlled by the
Here, for example, the toner image is directly transferred onto the
In such a case, in the present embodiment, in order to perform the cleaning process on the
In this embodiment, the
1…像搬送体,2…クリーニング部材,3…クリーニングバイアス,4…前処理部材,5…バックアップ部材,6…導電性補助部材,T…残留トナー
DESCRIPTION OF
Claims (9)
トナー本来の極性と逆極性のクリーニングバイアスが印加され且つ像搬送体の表面側の残留トナーを清掃する回転可能なクリーニング部材と、
このクリーニング部材よりも像搬送体の表面側の搬送方向上流側に配設され且つアース接続された前処理部材とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。 A cleaning device for cleaning toner remaining on an image carrier,
A rotatable cleaning member to which a cleaning bias having a polarity opposite to the original polarity of the toner is applied and which cleans residual toner on the surface side of the image carrier;
A cleaning apparatus comprising: a pre-processing member disposed on the upstream side in the transport direction on the surface side of the image transport body than the cleaning member and connected to ground.
クリーニング部材と像搬送体を介して対向する位置には、導電性を有したバックアップ部材が配設されたことを特徴とするクリーニング装置。 In the aspect of the cleaning device according to claim 1, the image carrier is configured by a belt-shaped member.
A cleaning device, wherein a backup member having conductivity is disposed at a position facing the cleaning member via the image carrier.
前処理部材とベルト状部材を介して対向する位置には、導電性補助部材が配設されたことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 2, wherein
A cleaning device, wherein a conductive auxiliary member is disposed at a position facing the pretreatment member via a belt-like member.
導電性補助部材には、前記前処理部材との間に擬似バイアスが印加可能に作用する電荷保持手段を備えたことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 3.
A cleaning device, wherein the conductive auxiliary member is provided with a charge holding means that acts so that a pseudo bias can be applied to the pretreatment member.
導電性補助部材には、前記クリーニングバイアス電源と共用されるバイアス印加手段を備えたことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 3.
A cleaning device, wherein the conductive auxiliary member is provided with a bias applying means shared with the cleaning bias power source.
前処理部材は、シート形状としたことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
A cleaning device, wherein the pretreatment member has a sheet shape.
前処理部材は、ロール形状としたことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
A cleaning device, wherein the pretreatment member has a roll shape.
ベルト状部材は、弾性ベルト状部材であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 2, wherein
The belt-shaped member is an elastic belt-shaped member.
この像形成担持体に対向する像搬送体とを有し、
像形成担持体上に形成された画像(トナー像)を像搬送体若しくはこの像搬送体上の記録材上に転写する画像形成装置において、
像搬送体上に残留したトナーを清掃する請求項1乃至8のいずれかに記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming carrier for forming and supporting a toner image;
An image carrier opposite to the image forming carrier,
In an image forming apparatus for transferring an image (toner image) formed on an image forming carrier onto an image carrier or a recording material on the image carrier,
An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 1, wherein the toner remaining on the image carrier is cleaned.
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