JP2005010351A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置において、像担持体上に形成したトナー像を被転写体に転写した後、像担持体上に残留した残留トナーをブレードなどで掻き取って回収する方式のクリーニング装置を備えた画像形成装置が知られている。
【0003】
しかし、この方式の画像形成装置では、クリーニング装置で回収したトナーを機外に取り出して廃棄する必要があるため、環境管理の観点から好ましいものとはいえない。そこで、近年、廃棄トナーを発生させるブレード式のクリーニング装置を持たない、いわゆるブレードレス(クリーナレス)方式の画像形成装置が開発され広く用いられている。
【0004】
このブレードレス方式の画像形成装置では、像担持体上に残留した残留トナーは最終的には現像器で回収されるが、現像器よりも上流側に配置されている帯電ロールに残留トナーが付着することにより帯電ロールの帯電性能が低下し、そのため像担持体の帯電不良が生じて画像ディフェクトの原因となるという問題がある。
【0005】
そこで、この問題を解決するために、帯電ロールよりも上流側に回転自在のブラシを配備し、画像形成時にこのブラシによって残留トナーを静電的に回収してブラシ内に保持しておき、その保持したトナーを非画像形成時に像担持体表面に吐き出すようにしたブレードレス方式の画像形成装置が考えられている。
【0006】
このブラシ方式のクリーニング装置では、ブラシの回転方向を像担持体の回転方向とは反対方向とした場合には、回収性能は良好であるが、吐き出し性能が低く、非画像形成部でこまめに吐き出し工程をいれても、ブラシ内にトナーが徐々に蓄積されていき、ついにはブラシの限界保持量を超えてクリーニング不良が発生してしまう。それに対して、ブラシの回転方向を像担持体の回転方向と同一方向とした場合には、吐き出し性能は良いものの回収性能が低く、最初からクリーニング不良が発生しやすい。
【0007】
このように、ブラシ方式のクリーニング装置では回収性能と吐き出し性能とを両立させることが難しい。
【0008】
そこで、像担持体と当接しながら像担持体の回転方向と同一方向に回転するトナー回収用のクリーニングロールおよびトナー吐き出し用のクリーニングロールを有するクリーニング装置において、これら2つのクリーニングロールの回転速度を適正に設定することにより、良好なトナーの回収および吐き出しを図った画像形成装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照)。
【0009】
【特許文献1】
特開平10−333514号公報(第2〜3頁、第2図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献1の方式のクリーニング装置では、トナー回収用にクリーニングロールを使用しているために、トナー回収性能が前述のブラシ方式のクリーニング装置のトナー回収性能に及ばないという問題がある。
【0011】
また、クリーニング装置には帯電器から生じる放電生成物の除去という機能も要求され、ブラシ方式のクリーニング装置では放電生成物の除去も可能であるが、ロール方式のクリーニング装置ではこの要求に対応することができないという問題もある。
【0012】
本発明は、上記事情に鑑み、残留トナーによる帯電ロールの汚染が防止された画像形成装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
所定の方向に移動する像担持体と、その像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成部と、そのトナー像形成部により形成されたトナー像を所定の被転写体に転写する転写部と、上記被転写体に転写されずに上記像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング部とを有する画像形成装置において、
上記クリーニング部が、上記像担持体表面に接触しながらその像担持体上に残留したトナーを回収する回転自在なブラシと、上記ブラシよりも上記像担持体の移動方向下流側に配備され、そのブラシおよびその像担持体と接触しながらそのブラシが回収したトナーを受け取り、受け取ったトナーをその像担持体上に吐き出す回転自在なロールと、上記ブラシおよび上記ロールに所定の電圧を印加する電源部とを備え、かつ、上記像担持体上のトナーを上記ブラシに回収して回収したトナーを上記ロールに受け渡すクリーニング工程と、そのロールに受け渡されたトナーを上記像担持体上に吐き出す吐き出し工程とを有するものであることを特徴とする。
【0014】
本発明の画像形成装置によれば、ブラシにより像担持体上に残留したトナーが効率よく回収され、そのトナーがロールにより像担持体上に効率よく吐き出されるので、帯電ロールの汚染が防止された画質のよい画像形成装置を実現することができる。
【0015】
ここで、上記ブラシは、上記像担持体と対向する部分がその像担持体の移動方向とは反対の方向に移動する向きに回転するものであり、かつ
上記ロールは、上記像担持体と対向する部分がその像担持体の移動方向と同じ方向に移動する向きに回転するものものであってもよい。
【0016】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、ブラシによるトナーの回収性能およびロールによるトナーの吐き出し率をさらに向上させることができる。
【0017】
また、上記電源部が、上記クリーニング工程では、上記ブラシに上記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、上記ロールに上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で大きいマイナスの電圧を印加し、上記吐き出し工程では、上記ブラシおよび上記ロールに、上記像担持体の電位からみてプラスの電圧をそれぞれ印加するものであってもよい。
【0018】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、プラストナーを効率よく回収し、吐き出すことができる。
【0019】
また、上記電源部が、上記クリーニング工程では、上記ブラシに上記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、上記ロールに上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で大きいプラスの電圧を印加し、上記吐き出し工程では、上記ブラシおよび上記ロールに、上記像担持体の電位からみてマイナスの電圧をそれぞれ印加するものであってもよい。
【0020】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、マイナストナーを効率よく回収し、吐き出すことができる。
【0021】
また、上記電源部が、上記クリーニング工程では、上記ブラシに少なくとも交番電圧を含む電圧を印加し、上記吐き出し工程では、先ず、上記ブラシに、上記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、上記ロールに、上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧を印加し、次に、上記ブラシに、上記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、上記ロールに、上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧を印加するものであってもよい。
【0022】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、プラストナーおよびマイナストナーの双方を効率よく回収し、吐き出すことができる。
【0023】
また、上記電源部が、上記クリーニング工程では、上記ブラシに少なくとも交番電圧を含む電圧を印加し、上記吐き出し工程では、先ず、上記ブラシに、上記像担持体の電位からみてプラスの電圧を印加するとともに、上記ロールに、上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧を印加し、次に、上記ブラシに、上記像担持体の電位からみてマイナスの電圧を印加するとともに、上記ロールに、上記ブラシへの印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧を印加するものであってもよい。
【0024】
本発明の画像形成装置をこのように構成した場合は、プラストナーおよびマイナストナーの双方を効率よく回収し、吐き出すことができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0026】
図1は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【0027】
図1に示すように、この画像形成装置100は、感光体ドラム11Y,11M,11C,11K、帯電ロール12Y,12M,12C,12K、露光装置13Y,13M,13C,13K、現像器14Y,14M,14C,14K、一次転写ロール15Y,15M,15C,15K、クリーニング部16Y,16M,16C,16K、中間転写ベルト17、中間転写ベルトクリーナ18、二次転写ロール19、および定着器20を備えている。
【0028】
なお、上記の各構成要素の末尾に付された符号Y、M、C、およびKは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。
【0029】
なお、本実施形態における感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kは、本発明にいう像担持体に相当するものであり、帯電ロール12Y,12M,12C,12Kは、本発明にいう帯電部に相当するものであり、露光装置13Y,13M,13C,13Kは、本発明にいう潜像形成部に相当するものであり、現像器14Y,14M,14C,14Kは、本発明にいう現像部に相当するものであり、一次転写ロール15Y,15M,15C,15Kは、本発明にいう転写部に相当するものであり、中間転写ベルト17は、本発明にいう所定の被転写体に相当するものである。
【0030】
これらの各色用の感光体ドラム、帯電ロール、露光装置、現像器、一次転写ロール、およびクリーニング部により各色用の画像形成部10Y,10M,10C,10Kが構成される。
【0031】
以下に、この画像形成装置の主要部の仕様について説明する。
【0032】
本実施形態の各画像形成部には、給電シャフトの外周に導電性弾性体層と表面層を被覆した2層構成の帯電ロールを用いている。
【0033】
帯電ロールの表面層には、イソシアネート処理を施したエピクロロヒドリンゴムを用いている。このエピクロロヒドリンゴムは高離型性を有しており、トナーその他の異物が極めて付着しにくい。
【0034】
導電性弾性体層には低硬度の発泡ウレタンを用いている。
【0035】
給電シャフトの直径は6mm、弾性体層の肉厚は1.5mm、表面層の肉厚は0.5mm、帯電ロールの外径は10mm、硬度は28度(AskerC硬度)である。
【0036】
本実施形態の帯電ロールの表面層は高離型性を有しており、通常の帯電ロールに比べてトナーその他の異物が付着しにく。さらに、導電性弾性層として発泡ウレタンを使用することによって低硬度を実現させており、トナーや異物が極めて付着しにくくなっている。
【0037】
帯電ロールの印加電圧はVp−p=1.3KV、f=650Hz、Vdc=−520Vである。なお、本実施の形態では、交流電圧に直流電圧を重畳した印加方式を用いたが、直流のみを印加する方式を用いてもよい。
【0038】
帯電ロールは、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、給電シャフトの外周面に棒状または管状の導電性弾性体層を形成し、その上に抵抗層、および表面保護層を被覆した3層構造のものなどを用いてもよい。
【0039】
帯電ロールの各層には、イオン導電性物質、あるいは電子導電性物質、あるいはその双方が分散されている。イオン導電性物質としては、例えば過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム、第四級アンモニウムクロールイド等の過塩素酸塩やアンモニウム塩などが用いられる。電子導電性物質としては、例えば、カーボンブラック、グラファイトなどの他、アルミニウム、ステンレス鋼(SUS)等の各種導電性金属、または合金、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物、酸化錫−酸化インジウム複合酸化物等の各種導電性金属酸化物などの微粉末を用いることができる。
【0040】
帯電ロールの給電シャフトは、電極部材としての機能の他に、帯電ロールの支持部材としての機能を有しており、例えばアルミニウム、銅合金、SUS等の金属または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、合成樹脂などの導電性の材質で構成される。
【0041】
導電性弾性体層は、帯電ロールが適切なニップ幅ないしニップ圧でもって感光体ドラム表面に接触して感光体ドラム表面を均一に帯電できるよう、帯電ロールを所定の抵抗値および硬度に収めるために設けられる。この導電性弾性体層は、上述のようなイオン導電性物質および電子導電性物質から選ばれた少なくとも1種の物質(以下、導電剤という)をゴム材料中に分散させることによって形成される。ゴム材料としては、例えばイソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリン系ゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、SBR、NBR、EPDM、スチレン−ブタジエンゴム−スチレン、これらのブレンドゴム等が挙げられる。導電性弾性体層の体積抵抗率については、抵抗層の体積抵抗率と密接に関連するが、104Ωcm〜109Ωcmの範囲内にあることが好ましい。
【0042】
抵抗層は、帯電ロールを所定の抵抗値に調整するために設けられるものであり、ポリアミド、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル樹脂、エピクロルヒドリン系ゴム等の高分子材料に導電剤を分散させた薄膜から形成される。抵抗層の体積抵抗率は104Ωcm〜109Ωcmの範囲内にあることが好ましい。
【0043】
表面保護層は、感光体ドラム表面にタック(導電剤が沁み出し感光体とくっついてしまう現象)が発生する恐れがある場合や抵抗層の磨耗を防止するために設けられるものであり、ポリアミド、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリル樹脂等の高分子材料に導電剤を分散させた薄膜から形成される。表面保護層の体積抵抗率は104Ωcm〜109Ωcmの範囲内にあることが好ましい。
【0044】
表面保護層は、上述のタック発生等の恐れがない場合には敢えて設ける必要はない。
【0045】
また、帯電ロールの抵抗値を表面保護層で調整することによって抵抗層を不要とすることもできる。さらに、導電性弾性体層から軟化剤やゴム材料等がブリードしてくる恐れのある場合は、導電性弾性体層と抵抗層の間にポリアミド、ポリウレタン等に導電剤を分散させた中間層を設けることが好ましい。
【0046】
帯電ロールの体積抵抗率は、104Ωcm〜109Ωcmの範囲内にあることが好ましい。これは、前述した導電性弾性体層、抵抗調整層、および表面保護層等の各構成材料の体積抵抗率と膜厚とを適宜組み合わせることによって、この範囲内に調整することが可能である。
【0047】
本実施形態の画像形成装置には、離型性の高い球形トナーが使用される。
【0048】
次に、この画像形成装置100の基本的な画像形成動作について説明する。
【0049】
先ず、イエローの画像形成部10Yによるトナー像形成が開始され、矢印A方向に回転する感光体ドラム11Y表面に、帯電ロール12Yにより所定の電荷が付与される。次に、露光装置13Yにより感光体ドラム11Y表面にイエロー画像に相当する露光光が照射されイエローの潜像が形成される。その潜像は現像器14Yによりイエローのトナーで現像されて感光体ドラム11Y上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写ロール15Yにより中間転写ベルト17に転写される。
【0050】
中間転写ベルト17は矢印B方向に循環移動しており、中間転写ベルト17上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部10Mの一次転写ロール15Mに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写ロール15Mに到達するように、マゼンタの画像形成部10Mによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写ロール15Mにおいて中間転写ベルト17上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。
【0051】
続いて、シアンおよび黒の画像形成部10C,10Kによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写ロール15C,15Kにおいて中間転写ベルト17上のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。
【0052】
こうして、中間転写ベルト17上に転写された多色トナー像は、二次転写ロール19により用紙P上に二次転写され、多色トナー像は用紙Pとともに矢印D方向に搬送され、定着器20により用紙P上に定着されてカラー画像が形成される。
【0053】
次に、クリーニング部について説明する。
【0054】
本実施形態のクリーニング部の詳細を説明する前に、本発明者らが行ったクリーニングテストの結果について説明する。
【0055】
ブラシとしては、外径5mmの回転軸表面に導電性を有するナイロンの毛を放射状に植毛して形成した外径10mmのブラシを用いた。毛の長さは2.5mm、毛の太さは約2デニール、毛の密度は430Kf/inch2である。
【0056】
ブラシの感光体ドラムへの食い込み量は0.5mmとした。
【0057】
ブラシが、Against(アゲインスト)回転、すなわち感光体ドラムと対向する部分が感光体ドラムの移動方向とは反対の方向に移動する向きに回転する場合と、ブラシが、With(ウイズ)回転、すなわち感光体ドラムと対向する部分が感光体ドラムの移動方向と同じ方向に移動する向きに回転する場合の2つの場合とについてそれぞれテストを行った。なお、ブラシの周速度は感光体ドラムの表面速度の2倍とした。
【0058】
ロールとしては、外径5mmの回転軸表面に、発泡ウレタン製の弾性層を形成しその上にエピクロロヒドリンゴム製の表面層を形成した外径10mmのロールを用いた。
【0059】
ブラシのロールへの食い込み量は0.5mm、感光体ドラムへのロールの食い込み量は0.4mmとした。
【0060】
ロールの回転方向は感光体ドラムの回転方向に対してWith(ウイズ)回転とした。なお、ロールの周速度は感光体ドラムの表面速度と同速度とした。
【0061】
表1は、上記のブラシおよびロールによるクリーニングテストの結果を示す表である。
【0062】
【表1】
【0063】
ここで、トナー回収性能とは、クリーニング装置をすり抜けるトナー量を0.02g/m2以下に抑制する転写残留トナー量で表したものである。
【0064】
表1に示したテスト結果をグラフとして表したものを図2および図3に示す。
【0065】
図2は、各方式のクリーニング部材のトナー回収性能を示すグラフである。
【0066】
図2に示すように、ブラシのトナーすり抜け量は、Against回転の場合は、0.5g/m2と最も高い値を示している。ブラシをWith回転とした場合は、トナーすり抜け量は0.3g/m2であり、Against回転よりも低い値を示している。また、With回転のロールのトナーすり抜け量は0.25g/m2と最も低い値を示している。なお、本実施形態の画像形成装置のトナー回収性能については後述する。
【0067】
図3は、各方式のクリーニング部材のトナー吐き出し率を示すグラフである。
【0068】
図3に示すように、ブラシのトナー吐き出し率は、Against回転の場合は、70%と最も低い値を示している。ブラシをWith回転とした場合は、トナー吐き出し率は95%であり、Against回転よりも高い値を示している。また、With回転のロールのトナー吐き出し率は99.5%と最も高い値を示している。なお、本実施形態の画像形成装置のトナー吐き出し率については後述する。
【0069】
従って、クリーニング工程ではAgainst回転を行い、吐き出し工程ではWith回転を行うブラシを1個設けることにより、トナー回収性能と吐き出し性能を両立させたクリーニング部を得ることが可能である。しかし、そのためには、ブラシの回転方向を切り換える機構を組み込まなければならず、大幅にコストアップする恐れがあり好ましくない。また、吐き出し率の観点からは、ブラシよりもロールの方が好ましい。
【0070】
次に、本実施形態のクリーニング部について詳細に説明する。
【0071】
図1に示したように、本実施形態のクリーニング部16Y,16M,16C,16Kは、一次転写ロール15Y,15M,15C,15Kよりも感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kの回転方向下流側に配備されており、転写後の各感光体ドラム上に残留する残留トナーを除去する。
【0072】
図4は、本実施形態の画像形成装置のクリーニング部の詳細図である。
【0073】
図4に示すように、このクリーニング部16は、ブラシ16_1と、ロール16_2と、電源部16_3とを備えており、感光体ドラム11上のトナーをブラシ16_1に回収して回収したトナーをロール16_2に受け渡すクリーニング工程と、ロール16_2に受け渡されたトナーを感光体ドラム11上に吐き出す吐き出し工程とを有している。
【0074】
ブラシ16_1は、矢印A方向に回転する感光体ドラム11表面に接触しながら矢印B方向に回転し、感光体ドラム11上に残留したトナーを回収する。
【0075】
ロール16_2は、ブラシ16_1よりも感光体ドラム11の移動方向下流側に配備され、ブラシ16_1および感光体ドラム11と接触しながら矢印C方向に回転し、ブラシ16_1が回収したトナーを受け取り、受け取ったトナーを感光体ドラム11上に吐き出す。
【0076】
電源部16_3は、ブラシ16_1およびロール16_2にそれぞれ所定の電圧を印加するブラシ電源16_3aおよびロール電源16_3bを備えている。
【0077】
次に、本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
この実施例1は、転写後の感光体ドラム上に、プラストナーが多く残留するケースに対応する実施例である。
【0078】
図5は、実施例1における回収動作(a)および受け渡し動作(b)を示す図である。
【0079】
図5(a)に示すように、ブラシ16_1にはブラシ電源16_3aからマイナスの電圧が印加されており、ロール16_2にはブラシ16_1への印加電圧よりも絶対値で大きいマイナスの電圧が印加される。すなわち、ブラシ16_1に印加される電圧は−250Vであり、ロール16_2に印加される電圧は−500Vである。
【0080】
ブラシ16_1の回転方向は、矢印A方向に回転する感光体ドラム11に対してAgainst回転となるB方向であるため、感光体ドラム11上のプラストナーt1は、高い回収効率でブラシ16_1に回収される。
【0081】
実際にトナーすり抜け量を測定した結果、図2に示した通り極めて優れた値が得られた。
【0082】
次に、図5(b)に示すように、ブラシ16_1に回収されたプラストナーt1は、ブラシ16_1に接触しながら矢印C方向に回転するロール16_2に受け渡される。このとき、ロール16_2の回転方向は、矢印B方向に回転するブラシ16_1に対してWith回転回転となるので、ブラシ16_1上のプラストナーt1は、Against回転の場合に比べて、極めて高い効率でロール16_2上に受け渡されることになる。一度ロール16_2上に受け渡されたプラストナーt1は感光体ドラム11とロール16_2の電位差の関係で、ロール16_2上に保持されたままとなる。
【0083】
図6は、実施例1における吐き出し動作を示す図である。
【0084】
図6に示すように、ブラシ16_1およびロール16_2にはブラシ電源16_3’からプラスの電圧が印加されている。なお、ブラシ16_1およびロール16_2に印加される電圧はともに+400Vである。
【0085】
ロール16_2に受け渡されたプラストナーt1は、感光体ドラム11とロール16_2の電位差の関係で感光体ドラム11上に吐き出される。
【0086】
この吐き出し工程は、ロールから感光体への吐き出しであるため、図3に示した通り、高い吐き出し率が得られた。
【0087】
なお、この実施例1では、ブラシ16_1が、感光体ドラム11の回転方向とは反対の方向に回転し、かつ、ロール16_2が、感光体ドラム11の回転方向と同じ方向に回転する場合の例について説明したが、本発明は、必ずしも上記の回転方向のみに制限されるものではなく、ブラシ、ロールともに、いずれの回転方向であってもよいが、図2および図3に示したテスト結果からみて、ブラシはAgainst回転、ロールはWith回転であることが好ましい。
[実施例2]
この実施例2は、転写後の感光体ドラム11上に、マイナストナーが多く残留するケースに対応する実施例である。
【0088】
図7は、実施例2における回収動作(a)および受け渡し動作(b)を示す図である。
【0089】
図7(a)に示すように、ブラシ16_1にはブラシ電源16_3aからプラスの電圧が印加されており、ロール16_2にはブラシ16_1への印加電圧よりも絶対値で大きいプラスの電圧が印加される。すなわち、ブラシ16_1に印加される電圧は+250Vであり、ロール16_2に印加される電圧は+500Vである。
【0090】
ブラシ16_1の回転方向は、実施例1と同様、矢印A方向に回転する感光体ドラム11に対してAgainst回転回転となるB方向であるため、感光体ドラム11上のマイナストナーt2は、高い回収効率でブラシ16_1に回収される。
【0091】
実際にトナーすり抜け量を測定した結果、図2に示した実施例1とほぼ同様の極めて優れた値が得られた。
【0092】
次に、図7(b)に示すように、ブラシ16_1に回収されたマイナストナーt2は、ブラシ16_1に接触しながら矢印C方向に回転するロール16_2に受け渡される。このとき、ロール16_2の回転方向は、実施例1と同様、矢印B方向に回転するブラシ16_1に対してWith回転となるので、ブラシ16_1上のマイナストナーt2は、Against回転の場合に比べて、極めて高い効率でロール16_2上に受け渡されることになる。一度ロール16_2上に受け渡されたマイナストナーt2は感光体ドラム11とロール16_2の電位差の関係で、ロール16_2上に保持されたままとなる。
【0093】
図8は、実施例2における吐き出し動作を示す図である。
【0094】
図8に示すように、ブラシ16_1およびロール16_2にはブラシ電源16_3’からマイナスの電圧が印加されている。なお、ブラシ16_1およびロール16_2に印加される電圧はともに−400Vである。
【0095】
ロール16_2に受け渡されたマイナストナーt2は、感光体ドラム11とロール16_2の電位差の関係で感光体ドラム11上に吐き出される。
【0096】
この吐き出し工程は、ロールから感光体への吐き出しなので、図2に示した実施例1とほぼ同様の高い吐き出し率が得られた。
【0097】
なお、この実施例2では、ブラシ16_1が、感光体ドラム11の回転方向とは反対の方向に回転するものであり、かつ、ロール16_2が、感光体ドラム11の回転方向と同じ方向に回転するようにした場合の例について説明したが、本発明は、必ずしも上記の回転方向のみに制限されるものではなく、ブラシ、ロールともに、いずれの回転方向であってもよいが、図2および図3に示したテスト結果からみて、ブラシはAgainst回転、ロールはWith回転であることが好ましい。
[実施例3]
この実施例3は、転写後の感光体ドラム11上に、マイナストナーおよびプラストナーの双方が残留するケースに対応する実施例である。
【0098】
図9は、実施例3におけるクリーニング工程での回収動作を示す図である。
【0099】
図9(a)に示すように、ブラシ16_1にはブラシ電源26_3から交番電圧が印加されており、また同じくロール16_2にはブラシ電源26_3’からの交番電圧が印加される。すなわち、ブラシ16_1に印加されるAC電圧はVp−p:600V、周波数3KHzであり、ロール16_2にも同じ電圧が印加される。
【0100】
ブラシ16_1の回転方向は、実施例1と同様、矢印A方向に回転する感光体ドラム11に対してAgainst回転となるB方向であるため、感光体ドラム11上のプラストナーt1およびマイナストナーt2の双方が高い回収効率でブラシ16_1に回収される。
【0101】
図10は、実施例3における吐き出し動作を示す図である。
【0102】
図10(a)に示すように、ブラシ16_1に、感光体ドラム11の電位からみてマイナスの電圧−500Vを印加するとともに、ロール16_2に、ブラシ16_1への印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧−250Vを印加する。
【0103】
図10(a)に示すように、ブラシ16_1に回収されたプラストナーt1およびマイナストナーt2のうちマイナストナーt2は、ブラシ16_1に接触しながら矢印C方向に回転するロール16_2に受け渡される。このとき、ロール16_2の回転方向は、実施例1と同様、矢印B方向に回転するブラシ16_1に対してWith回転となるので、ブラシ16_1上のマイナストナーt2は、Against回転の場合に比べて、極めて高い効率でロール16_2上に受け渡されることになる。一度ロール16_2上に受け渡されたマイナストナーt2は感光体ドラム11とロール16_2の電位差の関係で、感光体ドラム11に吐き出される。
【0104】
次に、図10(b)に示すように、ブラシ16_1に、感光体ドラム11の電位からみてプラスの電圧+500Vを印加するとともに、ロール16_2に、ブラシ16_1への印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧+250Vを印加する。
【0105】
図10(b)に示すように、ブラシ16_1上のプラストナーt1は、ブラシ16_1に接触しながら矢印C方向に回転するロール16_2に受け渡される。このとき、ロール16_2の回転方向は、実施例1と同様、矢印B方向に回転するブラシ16_1に対してWith回転となるので、ブラシ16_1上のプラストナーt1は、Against回転の場合に比べて、極めて高い効率でロール16_2上に受け渡されることになる。一度ロール16_2上に受け渡されたプラストナーt1は感光体ドラム11とロール16_2の電位差の関係で、感光体ドラム11に吐き出される。
【0106】
実施例3においても、実施例1とほぼ同様の優れたクリーニング性能を得ることができた。
[実施例4]
この実施例4は、前述の実施例3と同様、転写後の感光体ドラム11上に、マイナストナーおよびプラストナーの双方が残留するケースに対応する実施例の変形である。
【0107】
この実施例4のクリーニング工程は、実施例3におけるクリーニング工程と同様であるが、吐き出し動作における電源部の極性が実施例3における電源部の極性とは異なっている。
【0108】
すなわち、吐き出し工程では、先ず、ブラシ16_1(図10参照)に、感光体ドラム11の電位からみてプラスの電圧:+500Vを印加するとともに、ロール16_2に、ブラシ16_1への印加電圧よりも絶対値で小さいプラスの電圧:+250Vを印加し、次に、ブラシ16_1に、感光体ドラム11の電位からみてマイナスの電圧:−500Vを印加するとともに、ロール16_2に、ブラシ16_1への印加電圧よりも絶対値で小さいマイナスの電圧:−250Vを印加する。
【0109】
吐き出し工程における電源部の印加電圧以外は、実施例3と同様である。
【0110】
実施例4においても、実施例1とほぼ同様の優れたクリーニング性能を得ることができた。
【0111】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の画像形成装置によれば、ブラシにより像担持体上に残留したトナーが効率よく回収され、そのトナーがロールにより像担持体上に効率よく吐き出されるので、帯電ロールの汚染が防止された画質のよい画像形成装置を実現することができる。
【0112】
また、この画像形成装置はブレードレスクリーニングシステムとして構成されるので、長寿命の画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】各方式のクリーニング部材のトナー回収性能を示すグラフである。
【図3】各方式のクリーニング部材のトナー吐き出し率を示すグラフである。
【図4】本実施形態の画像形成装置のクリーニング部の詳細図である。
【図5】実施例1における回収動作(a)および受け渡し動作(b)を示す図である。
【図6】実施例1における吐き出し動作を示す図である。
【図7】実施例2における回収動作(a)および受け渡し動作(b)を示す図である。
【図8】実施例2における吐き出し動作を示す図である。
【図9】実施例3におけるクリーニング工程での回収動作を示す図である。
【図10】実施例3における吐き出し動作を示す図である。
【符号の説明】
11,11Y,11M,11C,11K 感光体ドラム
12Y,12M,12C,12K 帯電ロール
13Y,13M,13C,13K 露光装置
14Y,14M,14C,14K 現像器
15Y,15M,15C,15K 一次転写ロール
16,16Y,16M,16C,16K クリーニング部
16_1 ブラシ
16_2 ロール
16_3,16_3’,26_3a’ 電源部
16_3a ブラシ電源
16_3b ロール電源
17 中間転写ベルト
18 中間転写ベルトクリーナ
19 二次転写ロール
20 定着器
100 画像形成装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a fax machine, after a toner image formed on an image carrier is transferred to a transfer target, residual toner remaining on the image carrier is removed with a blade or the like. There is known an image forming apparatus including a cleaning device that scrapes and collects.
[0003]
However, this type of image forming apparatus is not preferable from the viewpoint of environmental management because it is necessary to take out and discard the toner collected by the cleaning device. Therefore, in recent years, a so-called bladeless (cleanerless) type image forming apparatus that does not have a blade type cleaning apparatus that generates waste toner has been developed and widely used.
[0004]
In this bladeless image forming apparatus, the residual toner remaining on the image carrier is finally collected by the developing device, but the residual toner adheres to the charging roll disposed upstream of the developing device. As a result, the charging performance of the charging roll is deteriorated, so that there is a problem that an image carrier is poorly charged and causes an image defect.
[0005]
Therefore, in order to solve this problem, a rotatable brush is provided on the upstream side of the charging roll, and residual toner is electrostatically collected by this brush during image formation and held in the brush. A bladeless type image forming apparatus is considered in which held toner is discharged to the surface of an image carrier during non-image formation.
[0006]
In this brush type cleaning device, when the rotation direction of the brush is opposite to the rotation direction of the image carrier, the recovery performance is good, but the discharge performance is low, and the non-image forming unit frequently discharges. Even if the process is performed, the toner gradually accumulates in the brush, and eventually, the cleaning limit occurs beyond the limit holding amount of the brush. On the other hand, when the rotation direction of the brush is the same as the rotation direction of the image carrier, although the discharge performance is good, the collection performance is low, and cleaning failure tends to occur from the beginning.
[0007]
Thus, it is difficult to achieve both recovery performance and discharge performance with a brush-type cleaning device.
[0008]
Therefore, in a cleaning apparatus having a cleaning roll for collecting toner and a cleaning roll for discharging toner that rotate in the same direction as the rotation direction of the image carrier while being in contact with the image carrier, the rotation speeds of these two cleaning rollers are set appropriately. Therefore, there has been proposed an image forming apparatus that achieves good toner collection and discharge. (For example, refer to Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-333514 (
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the cleaning device of the method of
[0011]
The cleaning device is also required to have a function of removing discharge products generated from the charger. The brush type cleaning device can also remove the discharge products, but the roll type cleaning device can meet this requirement. There is also a problem that cannot be done.
[0012]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which contamination of a charging roll by residual toner is prevented.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The image forming apparatus of the present invention that achieves the above object provides:
An image carrier that moves in a predetermined direction, a toner image forming unit that forms a toner image on the image carrier, and a transfer unit that transfers a toner image formed by the toner image forming unit to a predetermined transfer target And an image forming apparatus having a cleaning unit that removes toner remaining on the image carrier without being transferred to the transfer target,
The cleaning unit is disposed on the downstream side in the moving direction of the image carrier with respect to the rotatable brush for collecting the toner remaining on the image carrier while contacting the surface of the image carrier, A rotatable roll that receives toner collected by the brush while contacting the brush and the image carrier, and discharges the received toner onto the image carrier, and a power supply unit that applies a predetermined voltage to the brush and the roll A cleaning step of collecting the toner on the image carrier with the brush and delivering the collected toner to the roll; and discharging the toner delivered to the roll onto the image carrier It has a process, It is characterized by the above-mentioned.
[0014]
According to the image forming apparatus of the present invention, the toner remaining on the image carrier is efficiently collected by the brush, and the toner is efficiently discharged onto the image carrier by the roll, so that the charging roll is prevented from being contaminated. An image forming apparatus with good image quality can be realized.
[0015]
Here, the brush rotates in a direction in which a portion facing the image carrier moves in a direction opposite to the moving direction of the image carrier, and
The roll may rotate in a direction in which a portion facing the image carrier moves in the same direction as the moving direction of the image carrier.
[0016]
When the image forming apparatus of the present invention is configured in this way, the toner collection performance by the brush and the toner discharge rate by the roll can be further improved.
[0017]
In the cleaning step, the power supply unit applies a negative voltage to the brush as viewed from the potential of the image carrier, and applies a negative voltage to the roll that is larger in absolute value than the voltage applied to the brush. In the discharging step, a positive voltage may be applied to the brush and the roll as viewed from the potential of the image carrier.
[0018]
When the image forming apparatus of the present invention is configured in this way, plus toner can be efficiently collected and discharged.
[0019]
In the cleaning step, the power supply unit applies a positive voltage to the brush as viewed from the potential of the image carrier, and applies a positive voltage to the roll that is larger in absolute value than the voltage applied to the brush. In the discharging step, a negative voltage may be applied to the brush and the roll as viewed from the potential of the image carrier.
[0020]
When the image forming apparatus of the present invention is configured in this manner, minus toner can be efficiently collected and discharged.
[0021]
The power supply unit applies a voltage including at least an alternating voltage to the brush in the cleaning step, and first applies a negative voltage to the brush in terms of the potential of the image carrier in the discharge step. In addition, a negative voltage smaller in absolute value than the voltage applied to the brush is applied to the roll, and then a positive voltage is applied to the brush as viewed from the potential of the image carrier. In addition, a positive voltage smaller in absolute value than the voltage applied to the brush may be applied.
[0022]
When the image forming apparatus of the present invention is configured in this way, both positive toner and negative toner can be efficiently collected and discharged.
[0023]
In the cleaning step, the power supply unit applies a voltage including at least an alternating voltage to the brush. In the discharge step, first, a positive voltage is applied to the brush as viewed from the potential of the image carrier. A positive voltage smaller in absolute value than the voltage applied to the brush is applied to the roll, and then a negative voltage is applied to the brush as viewed from the potential of the image carrier. In addition, a negative voltage smaller in absolute value than the voltage applied to the brush may be applied.
[0024]
When the image forming apparatus of the present invention is configured in this way, both positive toner and negative toner can be efficiently collected and discharged.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0026]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0027]
As shown in FIG. 1, the
[0028]
Note that the symbols Y, M, C, and K added to the end of each component described above indicate components for forming yellow, magenta, cyan, and black images, respectively.
[0029]
Note that the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K in the present embodiment correspond to the image carrier referred to in the present invention, and the charging rolls 12Y, 12M, 12C, and 12K serve as the charging unit referred to in the present invention. The
[0030]
The
[0031]
The specifications of the main part of the image forming apparatus will be described below.
[0032]
Each image forming unit of the present embodiment uses a charging roll having a two-layer structure in which a conductive elastic body layer and a surface layer are coated on the outer periphery of the power supply shaft.
[0033]
Epichlorohydrin rubber subjected to isocyanate treatment is used for the surface layer of the charging roll. This epichlorohydrin rubber has a high releasability and is extremely difficult for toner and other foreign matters to adhere to it.
[0034]
Low-hardness urethane foam is used for the conductive elastic layer.
[0035]
The diameter of the feeding shaft is 6 mm, the thickness of the elastic layer is 1.5 mm, the thickness of the surface layer is 0.5 mm, the outer diameter of the charging roll is 10 mm, and the hardness is 28 degrees (Asker C hardness).
[0036]
The surface layer of the charging roll of this embodiment has a high releasability, and toner and other foreign matters are less likely to adhere as compared with a normal charging roll. Furthermore, low hardness is achieved by using urethane foam as the conductive elastic layer, and toner and foreign matter are extremely difficult to adhere.
[0037]
The applied voltage of the charging roll is Vp-p = 1.3 KV, f = 650 Hz, and Vdc = −520V. In this embodiment, an application method in which a DC voltage is superimposed on an AC voltage is used, but a method in which only DC is applied may be used.
[0038]
The charging roll is not limited to the above configuration. For example, the charging roll is formed by forming a rod-like or tubular conductive elastic layer on the outer peripheral surface of the power supply shaft, and covering the resistance layer and the surface protective layer thereon 3 A layer structure or the like may be used.
[0039]
In each layer of the charging roll, an ionic conductive material, an electronic conductive material, or both are dispersed. As the ion conductive substance, for example, perchlorate or ammonium salt such as lithium perchlorate, sodium perchlorate, ammonium perchlorate, quaternary ammonium chlorid, etc. are used. Examples of the electronic conductive material include carbon black and graphite, various conductive metals such as aluminum and stainless steel (SUS), or alloys, tin oxide, indium oxide, titanium oxide, and tin oxide-antimony oxide composite oxide. And fine powders of various conductive metal oxides such as tin oxide-indium oxide composite oxide can be used.
[0040]
The power supply shaft of the charging roll has a function as a support member for the charging roll in addition to the function as an electrode member. For example, a metal or alloy such as aluminum, copper alloy, SUS, or the like is plated with chromium, nickel It is made of a conductive material such as iron or synthetic resin.
[0041]
The conductive elastic layer is used to keep the charging roll at a predetermined resistance and hardness so that the charging roll can be uniformly charged by contacting the surface of the photosensitive drum with an appropriate nip width or nip pressure. Is provided. The conductive elastic layer is formed by dispersing at least one substance selected from the above-described ion conductive substance and electronic conductive substance (hereinafter referred to as a conductive agent) in a rubber material. Examples of the rubber material include isoprene rubber, chloroprene rubber, epichlorohydrin rubber, butyl rubber, silicone rubber, urethane rubber, fluororubber, SBR, NBR, EPDM, styrene-butadiene rubber-styrene, and blended rubber thereof. The volume resistivity of the conductive elastic layer is closely related to the volume resistivity of the resistance layer. 4 Ωcm to 10 9 It is preferably within the range of Ωcm.
[0042]
The resistance layer is provided to adjust the charging roll to a predetermined resistance value, and is formed from a thin film in which a conductive agent is dispersed in a polymer material such as polyamide, polyethylene, polyurethane, acrylic resin, epichlorohydrin rubber. The The volume resistivity of the resistive layer is 10 4 Ωcm to 10 9 It is preferably within the range of Ωcm.
[0043]
The surface protective layer is provided in order to prevent tack on the surface of the photosensitive drum (a phenomenon in which the conductive agent oozes out and adheres to the photosensitive member) or to prevent abrasion of the resistance layer. It is formed from a thin film in which a conductive agent is dispersed in a polymer material such as polyethylene, polyurethane, and acrylic resin. The volume resistivity of the surface protective layer is 10 4 Ωcm to 10 9 It is preferably within the range of Ωcm.
[0044]
The surface protective layer does not need to be provided when there is no fear of the above-described tack generation.
[0045]
Further, the resistance layer can be eliminated by adjusting the resistance value of the charging roll with the surface protective layer. Furthermore, if there is a possibility that softeners or rubber materials may bleed from the conductive elastic layer, an intermediate layer in which a conductive agent is dispersed in polyamide, polyurethane or the like is interposed between the conductive elastic layer and the resistance layer. It is preferable to provide it.
[0046]
The volume resistivity of the charging roll is 10 4 Ωcm to 10 9 It is preferably within the range of Ωcm. This can be adjusted within this range by appropriately combining the volume resistivity and the film thickness of each constituent material such as the conductive elastic layer, the resistance adjusting layer, and the surface protective layer.
[0047]
In the image forming apparatus of this embodiment, spherical toner having high releasability is used.
[0048]
Next, a basic image forming operation of the
[0049]
First, toner image formation by the yellow
[0050]
The
[0051]
Subsequently, toner image formation by the cyan and black
[0052]
Thus, the multicolor toner image transferred onto the
[0053]
Next, the cleaning unit will be described.
[0054]
Before describing the details of the cleaning unit of the present embodiment, the results of a cleaning test conducted by the present inventors will be described.
[0055]
As the brush, a brush having an outer diameter of 10 mm formed by radially implanting conductive nylon hair on the surface of the rotating shaft having an outer diameter of 5 mm was used. Hair length is 2.5mm, hair thickness is about 2 denier, hair density is 430Kf / inch 2 It is.
[0056]
The amount of brush biting into the photosensitive drum was 0.5 mm.
[0057]
When the brush rotates in the Against rotation, that is, in the direction in which the portion facing the photosensitive drum moves in the direction opposite to the moving direction of the photosensitive drum, the brush rotates in the With rotation, that is, A test was performed for each of the two cases where the portion facing the photosensitive drum rotates in the direction of movement in the same direction as the movement direction of the photosensitive drum. The peripheral speed of the brush was twice the surface speed of the photosensitive drum.
[0058]
As the roll, a roll having an outer diameter of 10 mm in which an elastic layer made of urethane foam was formed on the surface of the rotating shaft having an outer diameter of 5 mm and a surface layer made of epichlorohydrin rubber was formed thereon.
[0059]
The amount of biting into the roll of the brush was 0.5 mm, and the amount of biting of the roll into the photosensitive drum was 0.4 mm.
[0060]
The rotation direction of the roll was With rotation with respect to the rotation direction of the photosensitive drum. The peripheral speed of the roll was the same as the surface speed of the photosensitive drum.
[0061]
Table 1 is a table showing the results of the cleaning test using the brush and roll.
[0062]
[Table 1]
[0063]
Here, the toner recovery performance refers to the amount of toner passing through the cleaning device of 0.02 g / m. 2 This is expressed in terms of the amount of residual transfer toner to be suppressed below.
[0064]
FIG. 2 and FIG. 3 show the test results shown in Table 1 as graphs.
[0065]
FIG. 2 is a graph showing the toner recovery performance of each type of cleaning member.
[0066]
As shown in FIG. 2, the amount of toner passing through the brush is 0.5 g / m in the case of Gainst rotation. 2 And shows the highest value. When the brush is rotated with With, the toner slip-through amount is 0.3 g / m. 2 Which is lower than the Gainst rotation. Also, the amount of toner passing through the roll of With rotation is 0.25 g / m. 2 And shows the lowest value. The toner collection performance of the image forming apparatus according to this embodiment will be described later.
[0067]
FIG. 3 is a graph showing the toner discharge rate of each type of cleaning member.
[0068]
As shown in FIG. 3, the toner discharge rate of the brush shows the lowest value of 70% in the case of Gainst rotation. When the brush is rotated with Whit, the toner discharge rate is 95%, which is higher than the Gainst rotation. In addition, the toner discharge rate of the Whit roll is 99.5%, which is the highest value. The toner discharge rate of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described later.
[0069]
Therefore, it is possible to obtain a cleaning unit that achieves both toner recovery performance and discharge performance by performing against rotation in the cleaning process and providing one brush for performing the Whit rotation in the discharge process. However, for that purpose, a mechanism for switching the rotation direction of the brush has to be incorporated, which may cause a significant increase in cost, which is not preferable. Moreover, from the viewpoint of the discharge rate, a roll is preferable to a brush.
[0070]
Next, the cleaning unit of this embodiment will be described in detail.
[0071]
As shown in FIG. 1, the cleaning units 16Y, 16M, 16C, and 16K of the present embodiment are downstream of the primary transfer rolls 15Y, 15M, 15C, and 15K in the rotational direction of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K. The residual toner remaining on each photosensitive drum after transfer is removed.
[0072]
FIG. 4 is a detailed view of the cleaning unit of the image forming apparatus of the present embodiment.
[0073]
As shown in FIG. 4, the
[0074]
The brush 16_1 rotates in the direction of arrow B while contacting the surface of the
[0075]
The roll 16_2 is disposed downstream of the brush 16_1 in the moving direction of the
[0076]
The power supply unit 16_3 includes a brush power supply 16_3a and a roll power supply 16_3b that apply predetermined voltages to the brush 16_1 and the roll 16_2, respectively.
[0077]
Next, examples of the present invention will be described.
[Example 1]
The first embodiment corresponds to a case where a large amount of plus toner remains on the photosensitive drum after transfer.
[0078]
FIG. 5 is a diagram illustrating a collection operation (a) and a delivery operation (b) in the first embodiment.
[0079]
As shown in FIG. 5A, a negative voltage is applied to the brush 16_1 from the brush power source 16_3a, and a negative voltage larger in absolute value than the applied voltage to the brush 16_1 is applied to the roll 16_2. . That is, the voltage applied to the brush 16_1 is -250V, and the voltage applied to the roll 16_2 is -500V.
[0080]
Since the rotation direction of the brush 16_1 is the B direction which is Against rotation with respect to the
[0081]
As a result of actually measuring the toner slip-through amount, an extremely excellent value was obtained as shown in FIG.
[0082]
Next, as shown in FIG. 5B, the plus toner t1 collected by the brush 16_1 is delivered to a roll 16_2 that rotates in the direction of arrow C while being in contact with the brush 16_1. At this time, since the rotation direction of the roll 16_2 is the Whit rotation with respect to the brush 16_1 rotating in the direction of the arrow B, the plus toner t1 on the brush 16_1 rolls with extremely high efficiency compared to the case of the Gainst rotation. 16_2 will be handed over. The positive toner t1 once transferred onto the roll 16_2 remains held on the roll 16_2 because of the potential difference between the
[0083]
FIG. 6 is a diagram illustrating a discharge operation according to the first embodiment.
[0084]
As shown in FIG. 6, a positive voltage is applied to the brush 16_1 and the roll 16_2 from the brush power source 16_3 ′. Note that the voltages applied to the brush 16_1 and the roll 16_2 are both + 400V.
[0085]
The positive toner t1 transferred to the roll 16_2 is discharged onto the
[0086]
Since this discharging step is discharging from the roll to the photosensitive member, a high discharging rate was obtained as shown in FIG.
[0087]
In the first embodiment, the brush 16_1 rotates in a direction opposite to the rotation direction of the
[Example 2]
The second embodiment corresponds to a case where a lot of minus toner remains on the
[0088]
FIG. 7 is a diagram illustrating a collection operation (a) and a delivery operation (b) in the second embodiment.
[0089]
As shown in FIG. 7A, a positive voltage is applied to the brush 16_1 from the brush power supply 16_3a, and a positive voltage larger in absolute value than the applied voltage to the brush 16_1 is applied to the roll 16_2. . That is, the voltage applied to the brush 16_1 is + 250V, and the voltage applied to the roll 16_2 is + 500V.
[0090]
As in the first embodiment, the rotation direction of the brush 16_1 is the B direction that is Against rotation rotation with respect to the
[0091]
As a result of actually measuring the toner slip-through amount, an extremely excellent value almost the same as in Example 1 shown in FIG. 2 was obtained.
[0092]
Next, as shown in FIG. 7B, the negative toner t2 collected by the brush 16_1 is delivered to a roll 16_2 that rotates in the direction of arrow C while being in contact with the brush 16_1. At this time, the rotation direction of the roll 16_2 is a Whit rotation with respect to the brush 16_1 rotating in the direction of the arrow B, as in the first embodiment. Therefore, the minus toner t2 on the brush 16_1 is compared with the case of the Against rotation. It is transferred onto the roll 16_2 with extremely high efficiency. The negative toner t2 once transferred onto the roll 16_2 remains held on the roll 16_2 because of the potential difference between the
[0093]
FIG. 8 is a diagram illustrating a discharge operation according to the second embodiment.
[0094]
As shown in FIG. 8, a negative voltage is applied to the brush 16_1 and the roll 16_2 from the brush power source 16_3 ′. The voltage applied to the brush 16_1 and the roll 16_2 is both −400V.
[0095]
The negative toner t2 transferred to the roll 16_2 is discharged onto the
[0096]
Since this discharging step is discharging from the roll to the photosensitive member, a high discharging rate almost the same as that of Example 1 shown in FIG. 2 was obtained.
[0097]
In the second embodiment, the brush 16_1 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the
[Example 3]
The third embodiment corresponds to a case where both negative toner and positive toner remain on the
[0098]
FIG. 9 is a diagram illustrating a collecting operation in the cleaning process according to the third embodiment.
[0099]
As shown in FIG. 9A, an alternating voltage is applied from the brush power supply 26_3 to the brush 16_1, and an alternating voltage from the brush power supply 26_3 ′ is applied to the roll 16_2. That is, the AC voltage applied to the brush 16_1 is Vp-p: 600V, and the frequency is 3 KHz, and the same voltage is also applied to the roll 16_2.
[0100]
As in the first embodiment, the rotation direction of the brush 16_1 is the B direction that is Against rotation with respect to the
[0101]
FIG. 10 is a diagram illustrating a discharge operation according to the third embodiment.
[0102]
As shown in FIG. 10A, a negative voltage −500 V as viewed from the potential of the
[0103]
As shown in FIG. 10A, of the positive toner t1 and the negative toner t2 collected by the brush 16_1, the negative toner t2 is delivered to the roll 16_2 that rotates in the direction of arrow C while being in contact with the brush 16_1. At this time, the rotation direction of the roll 16_2 is a Whit rotation with respect to the brush 16_1 rotating in the direction of the arrow B, as in the first embodiment. Therefore, the minus toner t2 on the brush 16_1 is compared with the case of the Against rotation. It is transferred onto the roll 16_2 with extremely high efficiency. The minus toner t2 once transferred onto the roll 16_2 is discharged to the
[0104]
Next, as shown in FIG. 10B, a positive voltage +500 V is applied to the brush 16_1 as viewed from the potential of the
[0105]
As shown in FIG. 10B, the positive toner t1 on the brush 16_1 is transferred to a roll 16_2 that rotates in the direction of arrow C while being in contact with the brush 16_1. At this time, the rotation direction of the roll 16_2 is the Whit rotation with respect to the brush 16_1 rotating in the direction of the arrow B as in the first embodiment, and therefore, the plus toner t1 on the brush 16_1 is compared with the case of the Gainst rotation. It is transferred onto the roll 16_2 with extremely high efficiency. The positive toner t1 once transferred onto the roll 16_2 is discharged to the
[0106]
In Example 3 as well, excellent cleaning performance similar to that in Example 1 could be obtained.
[Example 4]
The fourth embodiment is a modification of the embodiment corresponding to the case where both the negative toner and the positive toner remain on the
[0107]
The cleaning process of the fourth embodiment is the same as the cleaning process of the third embodiment, but the polarity of the power supply unit in the discharge operation is different from the polarity of the power supply unit in the third embodiment.
[0108]
That is, in the discharging step, first, a positive voltage: +500 V as viewed from the potential of the
[0109]
The third embodiment is the same as the third embodiment except for the voltage applied to the power supply unit in the discharge process.
[0110]
In Example 4, excellent cleaning performance similar to that in Example 1 could be obtained.
[0111]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the toner remaining on the image carrier is efficiently collected by the brush, and the toner is efficiently discharged onto the image carrier by the roll. An image forming apparatus with good image quality in which contamination of the roll is prevented can be realized.
[0112]
Further, since this image forming apparatus is configured as a blade rescreening system, a long-life image forming apparatus can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the toner recovery performance of each type of cleaning member.
FIG. 3 is a graph showing the toner discharge rate of each type of cleaning member.
FIG. 4 is a detailed view of a cleaning unit of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a collection operation (a) and a delivery operation (b) in the first embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing a discharge operation in the first embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a collection operation (a) and a delivery operation (b) in the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a discharge operation according to the second embodiment.
FIG. 9 is a view showing a collecting operation in a cleaning process in the third embodiment.
FIG. 10 is a diagram illustrating a discharge operation according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
11, 11Y, 11M, 11C, 11K Photosensitive drum
12Y, 12M, 12C, 12K Charging roll
13Y, 13M, 13C, 13K exposure equipment
14Y, 14M, 14C, 14K Developer
15Y, 15M, 15C, 15K Primary transfer roll
16, 16Y, 16M, 16C, 16K Cleaning section
16_1 Brush
16_2 roll
16_3, 16_3 ', 26_3a' power supply unit
16_3a Brush power supply
16_3b Roll power supply
17 Intermediate transfer belt
18 Intermediate transfer belt cleaner
19 Secondary transfer roll
20 Fixing device
100 Image forming apparatus
Claims (6)
前記クリーニング部が、
前記像担持体表面に接触しながら該像担持体上に残留したトナーを回収する回転自在なブラシと、前記ブラシよりも前記像担持体の移動方向下流側に配備され、該ブラシおよび該像担持体と接触しながら該ブラシが回収したトナーを受け取り、受け取ったトナーを該像担持体上に吐き出す回転自在なロールと、前記ブラシおよび前記ロールに所定の電圧を印加する電源部とを備え、かつ
前記像担持体上のトナーを前記ブラシに回収して回収したトナーを前記ロールに受け渡すクリーニング工程と、該ロールに受け渡されたトナーを前記像担持体上に吐き出す吐き出し工程とを有するものであることを特徴とする画像形成装置。An image carrier that moves in a predetermined direction, a toner image forming unit that forms a toner image on the image carrier, and a transfer unit that transfers a toner image formed by the toner image forming unit to a predetermined transfer target And an image forming apparatus having a cleaning unit that removes toner remaining on the image carrier without being transferred to the transfer body,
The cleaning unit is
A rotatable brush that collects toner remaining on the image carrier while being in contact with the surface of the image carrier, and the brush and the image carrier disposed downstream of the brush in the moving direction of the image carrier. A rotatable roll that receives toner collected by the brush while in contact with the body, and discharges the received toner onto the image carrier, and a power supply unit that applies a predetermined voltage to the brush and the roll; and A cleaning step of collecting the toner on the image carrier with the brush and transferring the collected toner to the roll; and a discharging step of discharging the toner transferred to the roll onto the image carrier. An image forming apparatus comprising:
前記ロールは、前記像担持体と対向する部分が該像担持体の移動方向と同じ方向に移動する向きに回転するものであることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The brush rotates in a direction in which a portion facing the image carrier moves in a direction opposite to the moving direction of the image carrier, and the roll has a portion facing the image carrier. 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus rotates in a direction in which the image carrier moves in the same direction.
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- 2003-06-18 JP JP2003173211A patent/JP2005010351A/en active Pending
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