JP5286056B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、転写紙の表面に転写体を介して画像転写を行うと共に、その転写体の表面に付着した残トナー等の表面付着物を除去するクリーニングデバイスを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus provided with a cleaning device for transferring an image onto a transfer paper surface via a transfer body and removing surface deposits such as residual toner attached to the surface of the transfer body.
従来から、プリンタ・複写機・ファクシミリやこれらを機能的に備えた複合機等の画像形成装置には、感光体ドラム等の転写体の表面に形成されたトナー像を、無端ベルト状の中間転写体に一次転写したうえで、そのトナー像を転写紙の表面に二次転写するようにした画像形成装置が周知である。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a printer, a copier, a facsimile, or a multifunction machine equipped with these functionally, a toner image formed on the surface of a transfer body such as a photosensitive drum is transferred to an endless belt-like intermediate transfer. An image forming apparatus is known in which a toner image is secondarily transferred to the surface of a transfer paper after being first transferred to a body.
また、中間転写体の表面に残存した表面付着物(残トナーや転写紙繊維屑等)は、クリーニングデバイスによって除去する画像形成装置も知られている(例えば、特許文献1参照)。 Also known is an image forming apparatus that removes surface deposits (residual toner, transfer paper fiber scraps, etc.) remaining on the surface of the intermediate transfer member with a cleaning device (see, for example, Patent Document 1).
この際、特にクリーニング部材としてブラシを用いることにより、中間転写体の材料に関わらずクリーニング性能を確保することができる。 At this time, particularly by using a brush as the cleaning member, the cleaning performance can be ensured regardless of the material of the intermediate transfer member.
例えば、高画質を得るためには中間転写体に無端状の弾性ベルトを用いると良いが、中間転写体が弾性体だとクリーニング部材として弾性ブレードを使用することは難しい。 For example, in order to obtain high image quality, an endless elastic belt may be used for the intermediate transfer member. However, if the intermediate transfer member is an elastic member, it is difficult to use an elastic blade as a cleaning member.
また、ブラシを使用したクリーニング方法では、ブラシに印加するバイアスの値を各プロセス条件に合わせて最適化すると共に、ブラシの回転数を大きくすればクリーニング性が増すことが知られている。 Further, in the cleaning method using a brush, it is known that the value of bias applied to the brush is optimized according to each process condition, and the cleaning performance is improved by increasing the number of rotations of the brush.
クリーニング装置は、例えば、図5に示すように、転写体としての中間転写ベルト(中間転写体)51を回動移動させる駆動ローラ52に、中間転写ベルト51を介して二次転写ローラ53が対向配置された二次転写部付近に配置されており、二次転写ローラ53の接触位置よりもベルト搬送方向下流側で中間転写ベルト51の表面と接触するように多数のブラシ繊維(導電性)を芯金に巻き付けた円筒状の静電ファーブラシ等からなるクリーニングブラシ54と、クリーニングブラシ54で除去した残トナーを回収する回収ローラ55と、回収ローラ55の表面とカウンタ接触して回収ローラ55で回収した残トナーを掻き取るクリーニングブレード56と、を備え、このクリーニングブレード56で掻き取った残トナー等を図示しない廃トナーコンテナで回収する。
For example, as shown in FIG. 5, the cleaning device has a
この際、クリーニング装置は、中間転写ベルト51にトルク変動を比較的与えないシステムであり、特に、クリーニングブラシ54を中間転写ベルト51に対して圧接離間させるブラシクリーニング機構においては、中間転写ベルト51の速度変動への対応性に優れている。
At this time, the cleaning device is a system that relatively does not give a torque fluctuation to the
一方、近年のトナー粒子径の小径化に伴い、ブラシクリーニング機構では、クリーニングブレード56の耐久磨耗の問題でトナーのすり抜け等が発生して、クリーニング不良が発生し易いという問題が生じている。
On the other hand, with the recent reduction in the toner particle diameter, the brush cleaning mechanism has a problem that the
そこで、クリーニングブラシ54の剛性による掻き取り効果と併用して、クリーニングブラシ54にバイアスを印加しトナーを電気的に捕集することによって小粒径トナーに対するクリーニング性の向上を図っている。
Accordingly, in combination with the scraping effect due to the rigidity of the
尚、クリーニングブラシ54で捕集した残トナー等は、バイアス印加可能な導電性の回収ローラ55にクリーニングブラシ54を接触回転させ、この回収ローラ55にトナーを転移させた後、回収ローラ55とカウンタ接触するクリーニングブレード56で掻き落とす方法が一般的に用いられている。
The residual toner and the like collected by the
このようにクリーニングブラシ54を用いたブラシクリーニング機構のクリーニング装置では、小粒径トナーのクリーニング性に非常に有効なシステムであるが、クリーニングブラシ54の剛性のため、クリーニングブラシ54と中間転写ベルト51とのニップ部付近やクリーニングブラシ54と回収ローラ55とのニップ部付近で、クリーニングブラシ54に掻き取られた(捕集された)トナーが飛散し易いという問題が生じていた。
As described above, the cleaning device of the brush cleaning mechanism using the
特に、クリーニングブラシ54と回収ローラ55とのニップ部付近でトナー飛散が発生すると、機内汚染の要因となり、画像不良等の不具合が発生し易くなってしまう。
In particular, if toner scattering occurs in the vicinity of the nip portion between the
これはクリーニングブラシ54と回収ローラ55とのニップ部付近でのブラシ繊維(フィラメント)が回収ローラ55の表面から離れる際に、クリーニングブラシ54の反発復元(ブラシ剛性)によって捕集した残トナー等が弾き飛ばされることに起因する。
This is because residual toner and the like collected by the rebound restoration (brush rigidity) of the
従って、これを抑制するためには、クリーニングブラシ54のブラシ繊維の剛性やクリーニングブラシ54の回転数に大きく依存する傾向がある。
しかしながら、クリーニングブラシ54の回転数やクリーニングブラシ54のブラシ繊維の剛性といった因子は、トナー飛散とクリーニング性能との間でトレードオフの関係にあり、トナー飛散を抑制するためにクリーニングブラシ54のブラシ繊維の剛性や回転数を下げてしまうと、クリーニング性能が低下してしまうという問題が生じていた。
However, factors such as the rotational speed of the
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、クリーニング性能を向上し得て、トナー飛散を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can improve cleaning performance and suppress toner scattering.
本発明の画像形成装置は、像担持体の表面に接触して表面付着物を捕集する導電性回転ブラシと、該導電性回転ブラシにバイアス供給すると同時に前記導電性回転ブラシで捕集した表面付着物を回収する回収部材と、を備えた画像形成装置において、前記導電性回転ブラシと前記回収部材とが接触する回収ニップ部における前記回収部材の回転方向ニップ長が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の回転方向ニップ長よりも長いことを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes a conductive rotating brush that contacts a surface of an image carrier and collects surface deposits, and a surface that is biased to the conductive rotating brush and simultaneously collected by the conductive rotating brush. In the image forming apparatus including the collecting member for collecting deposits, a rotation direction nip length of the collecting member in a collecting nip portion where the conductive rotating brush and the collecting member are in contact with each other is set to It is characterized in that it is longer than the nip length in the rotational direction of the image carrier at the collection nip where it contacts the image carrier.
この際、前記回収部材が回収ローラであり、該回収ローラの曲率半径が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の曲率半径よりも大きいのが好ましい。 At this time, the collecting member is a collecting roller, and the radius of curvature of the collecting roller is larger than the radius of curvature of the image carrier in the collecting nip portion where the conductive rotating brush and the image carrier are in contact with each other. preferable.
また、前記回収部材が無端ベルト状の回収スリーブであり、該回収スリーブの前記導電性回転ブラシと接触する弛み部分の回転方向ニップ長が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の回転方向ニップ長よりも長いのが好ましい。 The collection member is an endless belt-like collection sleeve, and the rotational nip length of the slack portion of the collection sleeve that contacts the conductive rotary brush is such that the conductive rotary brush and the image carrier are in contact with each other. It is preferably longer than the nip length in the rotational direction of the image carrier at the collecting nip portion.
本発明の画像形成装置は、クリーニング性能を向上し得て、トナー飛散を抑制することができる。 The image forming apparatus of the present invention can improve cleaning performance and suppress toner scattering.
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置をプリンタに適用し、図面を参照して説明する。 Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a printer and described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの説明図、図2は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の要部の拡大図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
[画像形成装置の全体構成]
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタ1は、図示しないコンピュータ等に接続されており、そのコンピュータ等から送られてくる画像データに応じてフルカラー等の画像を転写紙に転写・定着するものである。尚、プリンタ1は、図1の右側がオペレータが操作する正面側となっている。
[Entire configuration of image forming apparatus]
As shown in FIG. 1, a
プリンタ1は、表面に静電潜像が形成される感光体2と、現像器ユニットとしての回転現像装置本体3と、露光装置としてのレーザユニット4と、補充用トナーを収容したトナーコンテナ5と、トナーコンテナ5に収容した補充用トナーを回転現像装置本体3に供給するトナー補給部材6と、中間転写ユニット7と、二次転写ローラ8と、定着装置9とを有している。
The
[感光体2の構成]
感光体2は、プリンタ1の内部略中央に回転自在に設けられ、その回転軸はプリンタ1の正面側から幅方向に延びるように、即ち、図1の紙面奥行き方向に延びるように設けられている。また、感光体2の上部には、感光体2の表面を帯電するための帯電デバイス10が設けられている。さらに、感光体2の側方には、感光体2の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置11が設けられている。
[Configuration of Photoreceptor 2]
The
[回転現像装置本体3の構成]
回転現像装置本体3は、感光体2に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するものであり、感光体2に隣接して、その回転中心が感光体2の回転中心と略同じ高さ位置になるように設けられている。また、回転現像装置本体3は、その全体が感光体2の回転中心軸線と平行な軸線回りに回転自在な円筒形状を呈し、図示しないモータやギアを含む駆動系によって回転される。さらに、回転現像装置本体3は、本実施の形態では4等分割されて6色(例えば、イエロー(Y)・マゼンダ(M)・シアン(C)・ブラック(K))のトナーに対応する4つの現像器12が設置可能となっている。
[Configuration of Rotating Developing Device Body 3]
The rotary developing device
各現像器12は、それぞれ略同様の構成であり、感光体2に対向配置可能な現像ローラ13等が設けられている。また、各現像器12は、トナーコンテナ5とは離間して配置されており、これにより、回転現像装置本体3のトナー収容スペースは小さく、現像器12の小型化を図っている。さらに、現像器12は、回転現像装置本体3に対してそれぞれ着脱可能となっており、現像器12のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。
Each developing
尚、各現像器12には、トナーコンテナ5から補給用トナーを現像器12の内部に補給するために、現像器12の外形を構成するトナーケース14の外周面にトナー補給部材6の先端が臨むようにスリット等(図示せず)を形成したゴム等の弾性材料からなるトナー補給部(図示せず)が設けられている。
Each of the developing
[レーザユニット4の構成]
レーザユニット4は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づいて、感光体2を走査露光するものであり、感光体2の上方に配置されている。また、レーザユニット4の内部には、図示を略するレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等の公知の構成を備えている。さらに、レーザユニット4のレーザ光路の前方には、反射ミラー15が設けられている。これにより、レーザユニット4から発射されたレーザ光Pは、反射ミラー15によって屈曲されて感光体2の表面に照射される。
[Configuration of Laser Unit 4]
The laser unit 4 scans and exposes the
[トナーコンテナ5の構成]
トナーコンテナ5は、回転現像装置本体3の各現像器12に対応して補給用トナーを収容しているものであり交換可能となるようにプリンタ1に着脱可能に設置されている。また、トナーコンテナ5は、プリンタ1の一方の側面から他方の側面側に向って(図1の紙面奥行き方向に向って)にイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色の補給用トナーを収容した4つのトナーコンテナ5が独立して並列配置されている。
[Configuration of Toner Container 5]
The toner container 5 stores replenishment toner corresponding to each developing
[トナー補給部材6の構成]
トナー補給部材6は、トナーコンテナ5に収容された各色のトナーを、対応する現像器12に供給するためのものであり、感光体2の上方において、レーザユニット4とトナーコンテナ5との間のスペースに配置されている。また、トナー補給部材6は、上下方向に移動可能にトナーコンテナ5と同数配置されており、図1の紙面奥行き方向にずれた位置で各現像器12内に臨むことで補給用トナーを現像器12に補給することができる。
[Configuration of Toner Supply Member 6]
The
[中間転写ユニット7の構成]
中間転写ユニット7は、感光体2に形成された各色のトナー画像が無端状の中間転写ベルト16に順次一次転写されるものであり、感光体2及びトナーコンテナ5の下方に配置されている。
[Configuration of Intermediate Transfer Unit 7]
The intermediate transfer unit 7 sequentially transfers the toner images of the respective colors formed on the
中間転写ベルト16は、駆動ローラ17及び従動ローラ18,19の間に掛け渡されている。また、中間転写ベルト16の感光体2と対向する部分は、一次転写ローラ20によって感光体2に当接するように構成されている。尚、従動ローラ18は、本実施の形態では中間転写ベルト16の緊張状態を維持するためのテンションローラの機能を具備している。また、中間転写ベルト16は、回転現像装置本体3の下方に配置されたクリーニング装置21によってクリーニングされる。
The
駆動ローラ17は、感光体2と回転現像装置本体3との接触部の略真下に配置され、その中心は回転現像装置本体3の最下端よりもさらに下方に位置している。そして、図示しないモータ及びギアを含む駆動部によって駆動されるようになっている。
The
従動ローラ18は、トナーコンテナ5のプリンタ1正面側の底部に近接して配置されており、その高さ位置は略感光体2と同じ位置である。
The driven
一次転写ローラ20は感光体2の下方に設けられ、これにより、中間転写ベルト16の所定範囲が感光体2に当接されている。
The
[二次転写ローラ8の構成]
二次転写ローラ8は、中間転写ベルト16に転写された画像を、搬送されてきた転写紙に二次転写するためのものであり、駆動ローラ17の下方に対向配置されている。そして、この二次転写ローラ8には、図示しない電圧印加手段によって、転写紙に対して画像転写のためのバイアス電圧が印加されている。
[Configuration of Secondary Transfer Roller 8]
The
[定着装置9の構成]
定着装置9は、転写紙上に転写されたトナー(画像)を溶融定着するために転写紙の表裏から加熱・加圧するものであり、回転現像装置本体3の下方でプリンタ1の背面寄りに配置されている。この定着装置9は、ハロゲンヒータ等の熱源22の発熱によって加熱する定着ローラ23と、定着ローラ23に圧接する加圧ローラ24と、定着ローラ23の表面にトナー定着直後の転写紙の貼り付きを防止する分離部材25と、を備えている。
[Configuration of Fixing Device 9]
The fixing
[搬送経路の構成]
プリンタ1の底部には、図示を略する転写紙を収納する給紙カセット26が設けられている。そして、この給紙カセット26に収納された転写紙は給紙部27から取り出されて排出口28に至る搬送経路29へと搬送され、その搬送過程にて上述した画像転写・定着処理が施される。尚、給紙カセット26は、転写紙の交換や補給等のためにプリンタ1の正面側(図1において紙面手前側)から引き出し可能とされている。
[Configuration of transport route]
A
また、プリンタ1の側面(図1において紙面右側)には、起倒可能な手差トレイ30が設けられており、この手差トレイ30に転写紙を装着することも可能となっている。手差トレイ30に装着された転写紙は、手差給紙部31から取り出されて搬送経路29に合流され、その搬送過程にて上述した画像転写・定着処理が施される。
In addition, a
さらに、搬送経路29の二次転写ローラ8よりも上流側には、給紙部27又は手差給紙部31から取り出された転写紙の先端と中間転写ベルト16とのタイミング調整のためのレジストローラ対32が設けられ、搬送経路29の定着装置9よりも下流側には、両面印刷処理のために定着済みの転写紙をレジストローラ対32よりも搬送経路29の上流側へと反転搬送する反転経路33が設けられている。この際、反転するための転写紙は、一旦、排出口28付近にまで搬送された後、転写紙後端が搬送経路29において反転経路33の上流口よりも下流側へと搬送された後、スイッチバックローラ34の反転によって反転経路33へと送り込まれる。
Further, on the upstream side of the
[画像形成動作]
上記の構成において、プリンタ1に電源が投入されると、各種パラメータが初期化され、定着装置9の温度設定を行うなどの初期設定が実行される。そして、このプリンタ1に接続されたコンピュータ等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。
[Image forming operation]
In the above configuration, when the
尚、この画像形成動作中においては、トナー補給部材6は回転現像装置本体3から離間して上方の待避位置に移動させられている。
During the image forming operation, the
先ず、帯電デバイス10によって感光体2が帯電された後、感光体2に対してレーザユニット4により画像データに対応した走査露光が行われ、感光体2に静電潜像が形成される。
First, after the
次に、回転現像装置本体3が回転されて、対応する色の現像器12が感光体2に対向させられる。この状態で、感光体2の静電潜像が対応する色のトナーによって現像される。
Next, the rotary developing device
現像された画像は、中間転写ベルト16に転写され、以上の動作を各色毎に順次繰り返すことによって、中間転写ベルト16上にフルカラー画像が形成される。尚、感光体2に残留した残トナー等は、ドラムクリーニング装置11により清掃されて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。
The developed image is transferred to the
一方、給紙部27によって取り出された給紙カセット26の最上位に位置する転写紙は、レジストローラ対32によって中間転写ベルト16上の画像形成位置とでタイミング合わせを行ったうえで二次転写ローラ8へと搬送される。
On the other hand, the transfer paper positioned at the uppermost position of the
二次転写ローラ8は中間転写ベルト16に当接しているため、二次転写ローラ8に印加された転写バイアスにより中間転写ベルト16上に形成されたフルカラー画像が転写紙に転写される。
Since the
転写後の転写紙は、定着装置9に案内され、この定着装置9による加熱・加圧によって画像が転写紙に定着される。
The transferred transfer paper is guided to the
定着後の転写紙は、片面印刷の場合にはスイッチバックローラ34を経由してそのまま排出口28から排出される。また、両面印刷の場合には、スイッチバックローラ34により反転経路33へとスイッチバックされ、レジストローラ対32よりも搬送経路29の上流側へと戻され後、転写紙の裏面側に画像形成処理を行ったうえで排出口28から排出される。
The fixed transfer sheet is discharged from the
また、転写後の中間転写ベルト16に残留した残トナー等は、バイアスクリーニング方式を採用したクリーニング装置21によって除去された後、図示しない廃トナー容器に廃棄される。
Residual toner remaining on the
[クリーニング装置21]
以下、本発明のクリーニング装置21の具体例を説明する。
[Cleaning device 21]
Hereinafter, a specific example of the
クリーニング装置21は、図2に示すように、駆動ローラ17側に開放するハウジング35と、ハウジング35の開放端寄りに配置されて中間転写ベルト16の表面と接触するように多数のブラシ繊維(導電性)を芯金に巻き付けた円筒状の静電ファーブラシ等からなるクリーニングブラシ36と、クリーニングブラシ36で除去した残トナーを回収する回収ローラ37と、回収ローラ37の表面とカウンタ接触して回収ローラ37で回収した残トナーを掻き取るクリーニングブレード38と、クリーニングブレード38で掻き取った残トナー等を図示を略する廃トナーコンテナへと搬送するスパイラル39と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the
[クリーニングブラシ36]
クリーニングブラシ36は、例えば、6ナイロン等の樹脂性のブラシ繊維(フィラメント)を放射状に高密度で植設した長尺の織布を螺旋状に巻き付け接着してロール状に形成されている。尚、クリーニングブラシ36は、ブラシ繊維に潤滑剤としてフッ素系樹脂粉体(例えば、三菱油化社製「カイナー500」等)を塗布しても良い。
[Cleaning brush 36]
The cleaning
また、クリーニングブラシ36は、中間転写ベルト16の回動移動方向と逆方向(カウンタ方向)に回転し、その接触部分における線速度比は1.1に設定されている。この際、線速度比は、0.8〜1.2の範囲内に設定するのが好ましい。さらに、クリーニングブラシ36は、所定の食い込み量で中間転写ベルト16の表面に接触すると共に、所定の食い込み量で回収ローラ37に接触している。
Further, the cleaning
さらに、クリーニングブラシ36は、図示を略すバネと駆動ローラ17の駆動軸と同軸に設けられたカムによって中間転写ベルト16に圧接・離間できるようになっている。この際、クリーニングブラシ36は、常時はバネの付勢によって中間転写ベルト16に押圧されており、必要なときにカムを回転させることによってクリーニングブラシ36を中間転写ベルト16に圧接・離間させることができる。尚、クリーニングブラシ36の軸受は、回収ローラ37の回転軸に対して回転可能となっているので、常にクリーニングブラシ36の回収ローラ37に対する食い込み量を一定とすることができる。
Further, the cleaning
尚、クリーニングブラシ36の中間転写ベルト16に対する食い込み量は、中間転写ベルト16が存在しなかったとした場合、クリーニングブラシ36のブラシ繊維先端部が中間転写ベルト16内へ入り込む最大値として定義し、回収ローラ37に対するクリーニングブラシ36の食い込み量は、回収ローラ37が存在しなかったとした場合、クリーニングブラシ36のブラシ繊維先端部が回収ローラ37に入り込む最大値である。
The amount of biting of the cleaning
本実施の形態において、クリーニングブラシ36の中間転写ベルト16に対する食い込み量は1±0.2mmに設定しているが、クリーニングブラシ36のブラシ繊維長さの半分以下までであれば特に問題はない。尚、好ましいブラシ食い込み量としては、ブラシ繊維長の30%以下の範囲内に設定するのが好ましい。また、この食い込み量の設定は、回収ローラ37とクリーニングブラシ36との回収ニップ部においても同じである。
In the present embodiment, the amount of biting of the cleaning
さらに、クリーニングブラシ36と中間転写ベルト16との捕集ニップ部において、中間転写ベルト16とクリーニングブラシ36との線速度比は0.5〜2.0(カウンター方向)の範囲内にあることが好ましい。
Further, at the collection nip portion between the cleaning
即ち、この線速差が小さすぎるとクリーニング不良が発生し易く、大きすぎるとトナー飛散が発生し易いためである。尚、クリーニングブラシ36と中間転写ベルト16との相対的位置は可変でも固定されていても良い。ただし、圧接離間が必要な構成においては、クリーニングブラシ36と中間転写ベルト16との相対的位置は可変となる。
That is, if this linear velocity difference is too small, cleaning failure is likely to occur, and if it is too large, toner scattering is likely to occur. The relative position between the cleaning
[回収ローラ37]
回収ローラ37は、例えば、ステンレス製の円柱体からなり、クリーニングブラシ36の回転方向と逆方向(カウンタ方向)に回転し、クリーニングブラシ36の各ブラシ繊維に付着した残トナー等を回収ローラ37側に電気的に回収する。
[Recovery roller 37]
The
また、回収ローラ37は、その軸受(図示せず)の片方が導電性軸受となっており、この導電性軸受を通して回収ローラ37にバイアスが印加される。一方、クリーニングブラシ36の軸受(図示せず)は非導電性となっており、回収ローラ37に印加したバイアスがロス無くクリーニングバイアスとして作用できるようになっている。
Further, one of the bearings (not shown) of the
本実施の形態においては、駆動ローラ17が導電性を有しており、クリーニング対向電極としての役割を果たしている。また、駆動ローラ17は接地されている。
In the present embodiment, the driving
これにより、クリーニング電流は回収ローラ37からクリーニングブラシ36を介して中間転写ベルト16から駆動ローラ17に流れるようになっている。クリーニングブラシ36の抵抗を最適にすることで、中間転写ベルト16とクリーニングブラシ36及びクリーニングブラシ36と回収ローラ37との間で必要十分な電界形成が可能である。
As a result, the cleaning current flows from the
回収ローラ37のシャフトにバイアスが印加されると、クリーニングブラシ36→中間転写ベルト16→駆動ローラ17の順に電流パスが形成される。
When a bias is applied to the shaft of the
尚、クリーニングブラシ36は回収ローラ37を支点とするアーム(図示せず)で支持されており、必要に応じて中間転写ベルト16に圧接・離間する(図2はクリーニングブラシ36は中間転写ベルト16に圧接している状態)。
The cleaning
また、回収ローラ37とクリーニングブラシ36とが互いに接触する回収ニップ部における回収ローラ37の曲率半径は、クリーニングブラシ36と中間転写ベルト16とが互いに接触する捕集ニップ部での中間転写ベルト16の曲率半径よりも大きいことが好ましい。
The radius of curvature of the
本実施の形態においては、回収ローラ37の外径を駆動ローラ17の外径(実際には中間転写ベルト16の肉厚が加算される)よりも大きくすることによって、回収ローラ37の曲率半径を中間転写ベルト16の曲率半径よりも大きくしている。尚、後述する回収スリーブ41の場合は、その弛み部分を回収ローラ37の回収ニップ部に押し当てることにより、軽い圧接力で曲率半径の大きい回収ニップ部を形成することが可能となる。
In the present embodiment, the radius of curvature of the
回収ローラ37(及び後述する回収スリーブ41)の抵抗値としては、表面抵抗率が1.0E+8〜1.0E+12Ω/□である抵抗層を有していることが好ましいが、導電性の高い金属ローラ等(後述する回収スリーブ41の場合にはニッケル電鋳スリーブ等)を用いることも可能である。
The resistance value of the collection roller 37 (and the
従って、回収ローラ37の抵抗層としては、PTFEを主成分とする表面抵抗率が1.0E+8〜1.0E+12Ω/□である抵抗層とすることが好ましい。
Therefore, it is preferable that the resistance layer of the
この際、PTFEを主成分とする抵抗層は、その表面摩擦係数を低く維持し得て、クリーニングブレード38の押圧力を上げても駆動トルクを低く設定することが可能となり、メカジッタを発生し難くすることができる。また、回収ローラ37の表面摩擦係数が低いほど回収ニップ部でのすり抜け等が起こりにくい。尚、摩擦係数としては、0.2以下であれば、トルク上昇を抑制し得て、回収ニップ部でのすり抜けを起こり難くすることができる。また、導電剤としては、カーボン導電ではなく金属酸化物系による導電剤の方が好ましい。さらに、回収ローラ37の表面耐磨耗特性を向上させて表面硬度を高く維持するため、フィラー等を添加しても良い。
At this time, the resistance layer mainly composed of PTFE can keep the surface friction coefficient low, and the driving torque can be set low even when the pressing force of the
ここでのフィラーとしては、チタン酸カリウムウィスカーや針状チタン並びにこれらの表面に酸化スズ系導電剤をコートした導電性フィラーとするのが好ましい。また、その抵抗値としては、表面抵抗率が1.0E+8〜1.0E+12Ω/□である抵抗層とするのが好ましい。 As a filler here, it is preferable to set it as the electroconductive filler which coat | covered the tin-oxide type electrically conductive agent on these surfaces as potassium titanate whisker, acicular titanium. The resistance value is preferably a resistance layer having a surface resistivity of 1.0E + 8 to 1.0E + 12Ω / □.
また、回収ローラ37の表面粗さ(Ra)が1.0μm以下とするのが好ましい。すなわち、表面粗さ(Ra)を1.0以上とするとクリーニングブレード38の磨耗が促進され易く、回収ローラ37でのすり抜けを起こし易くなる。
The surface roughness (Ra) of the
[回収スリーブ41]
ところで、回収ローラ37は、図3に示すように、無端ベルト状の回収スリーブ41としても良い。
[Recovery sleeve 41]
Incidentally, the
この際、クリーニングブラシ36から離間して配置され且つ回収スリーブ41の内周よりも短い外周となる直径の駆動ローラ42の駆動によって、回収スリーブ41は、クリーニングブラシ36の近傍がフリーな(弛んだ)状態で回動移動すると共に、その弛んだ部分の一部がクリーニングブラシ36に接触する。また、クリーニングブラシ36と対向する側と反対側となる駆動ローラ42の背面側には、回収スリーブ41の背面側を駆動ローラ42に押し当てて回収スリーブ41の弛み方向を規定する略半円状のガイド43が設けられている。尚、クリーニングブレード38は、このガイド43によって駆動ローラ42に押し当てられた部位で回収スリーブ41の表面と接触している。
At this time, the
この際、回収スリーブ41の弛み部分を形成するために駆動ローラ42の背面側で回収スリーブ41を駆動ローラ42に押し当てるためのガイド43は、このガイド43によって押し当てられた部位での回収スリーブ41との摩擦係数ができるだけ低く且つ表面粗さも極力低い方が好ましい。
At this time, the
また、回収スリーブ41の材料としては、導電性樹脂スリーブやニッケル電鋳スリーブ等が好ましく、回収スリーブ41のヤング率(E)はE≦100MPaの材料で形成することが好ましい。尚、導電剤としては、カーボン導電だけでなく金属酸化物系による導電剤の使用も可能である。また、回収スリーブ41の表面の耐磨耗性を向上させて表面硬度を高く維持するため、フィラー等を添加しても良い。
The material of the
ここでのフィラーとしては、チタン酸カリウムウィスカーや針状チタン並びにこれらの表面に酸化スス系導電剤をコートした導電性フィラーが好ましい。また、その抵抗値としては、表面抵抗率が1.0E+8〜1.0E+12Ω/□である抵抗層とするのが好ましい。 As the filler here, potassium titanate whisker, acicular titanium, and a conductive filler obtained by coating a surface thereof with a soot oxide-based conductive agent are preferable. The resistance value is preferably a resistance layer having a surface resistivity of 1.0E + 8 to 1.0E + 12Ω / □.
また、回収スリーブ41の表面粗(Ra)は1.0μm以下が好ましい。すなわち、表面粗さ(Ra)を1.0以上とするとトナーのすり抜けを起こし易くなる。
Further, the surface roughness (Ra) of the
クリーニングブラシ36のブラシ繊維は、その太さが1〜6デニールであることが好ましい。尚、デニールとは、一般的な糸の太さの単位で、9000mの長さの糸が1gの時を1デニールと称する。また、ブラシ繊維の材料としては、例えば、6−ナイロンや12−ナイロン等のナイロン系、又はポリエステル系やアクリル系が好ましい。また、導電性を付与するために、カーボンブラックを添加するのが好ましい。さらに、ブラシ繊維の電気特性としては、クリーニングブラシ36の体積抵抗値が1.0E+5〜1.0E+9Ωの範囲に設定することが好ましい。また、導電性を付与するためにカーボンブラックを添加するのが好ましい。
The brush fibers of the cleaning
以下、本発明の具体的な実験結果を示す。 Hereinafter, specific experimental results of the present invention will be shown.
(実施例1)
中間転写ベルト16
導電性PVDF(膜厚150μm)
体積抵抗 1E+9Ω・cm
表面抵抗 1E+10Ω/□
クリーニングブラシ36(ブラシエージング処理工程を経たクリーニングブラシ)
ブラシ材質 6−ナイロン(導電繊維)
ブラシ外径 14mm
ブラシ密度 18,600 フィラメント/cm2
ブラシ太さ 6デニール
回収ローラ37
シャフト外径 φ22mm
シャフト材質 SUSシャフト
導電層材質 PTFE主成分
導電層膜厚 20μm
表面抵抗率 2.0E+09Ω/□
上記に示す条件で画像形成処理(印字)を行った結果、図4に示すように、10万枚印字後のトナー飛散量は0.05gであり、良好な結果を得ることができた。
Example 1
Conductive PVDF (film thickness 150μm)
Volume resistance 1E + 9Ω ・ cm
Surface resistance 1E + 10Ω / □
Cleaning brush 36 (cleaning brush that has undergone the brush aging process)
Brush material 6-Nylon (conductive fiber)
Brush outer diameter 14mm
Brush density 18,600 Filament / cm2
Shaft outer diameter φ22mm
Shaft material SUS shaft Conductive layer material PTFE main component Conductive layer thickness 20μm
Surface resistivity 2.0E + 09Ω / □
As a result of performing the image forming process (printing) under the above-described conditions, as shown in FIG. 4, the toner scattering amount after printing 100,000 sheets was 0.05 g, and good results could be obtained.
(実施例2)
中間転写ベルト16
導電性PVDF(膜厚150μm)
体積抵抗 1E+9Ω・cm
表面抵抗 1E+10Ω/□
クリーニングブラシ36(ブラシエージング処理工程を経たクリーニングブラシ)
ブラシ材質 6−ナイロン(導電繊維)
ブラシ外径 14mm
ブラシ密度 18,600 フィラメント/cm2
ブラシ太さ 6デニール
回収スリーブ41
スリーブ外径 φ18mm
スリーブ材質 ポリアミド12(ナイロン12)と非晶質ポリアミド12(非晶質ナイロン12)を4:6でブレンド
スリーブ厚さ 150μm
駆動ローラ42
導電性発泡ゴムローラ(抵抗値1E+05Ω以下)
また、上記に示す条件で画像形成処理(印字)を行った結果、図4に示すように、10万枚印字後のトナー飛散量は0.02gであり、良好な結果を得ることができた。
(Example 2)
Conductive PVDF (film thickness 150μm)
Volume resistance 1E + 9Ω ・ cm
Surface resistance 1E + 10Ω / □
Cleaning brush 36 (cleaning brush that has undergone the brush aging process)
Brush material 6-Nylon (conductive fiber)
Brush outer diameter 14mm
Brush density 18,600 Filament / cm2
Sleeve outer diameter φ18mm
Sleeve material Polyamide 12 (nylon 12) and amorphous polyamide 12 (amorphous nylon 12) blended 4: 6 Sleeve thickness 150 μm
Drive
Conductive foam rubber roller (resistance value 1E + 05Ω or less)
Further, as a result of performing the image forming process (printing) under the above-described conditions, as shown in FIG. 4, the amount of scattered toner after printing 100,000 sheets was 0.02 g, and good results could be obtained. .
(従来例)
中間転写ベルト51
導電性PVDF(膜厚150μm)
体積抵抗 1E+9Ω・cm
表面抵抗 1E+10Ω/□
クリーニングブラシ54(ブラシエージング処理工程を経たクリーニングブラシ)
ブラシ材質 6−ナイロン(導電繊維)
ブラシ外径 14mm
ブラシ密度 18,600 フィラメント/cm2
ブラシ太さ 6デニール
回収ローラ55
シャフト外径 φ16mm
シャフト材質 SUSシャフト
導電層材質 PTFE主成分
導電層膜厚 20μm
表面抵抗率 2.0E+09Ω/□
また、上記に示す条件で画像形成処理(印字)を行った結果、図4に示すように、10万枚印字後のトナー飛散量は0.20gと好ましくない結果であった。
(Conventional example)
Conductive PVDF (film thickness 150μm)
Volume resistance 1E + 9Ω ・ cm
Surface resistance 1E + 10Ω / □
Cleaning brush 54 (cleaning brush that has undergone the brush aging process)
Brush material 6-Nylon (conductive fiber)
Brush outer diameter 14mm
Brush density 18,600 Filament / cm2
Shaft outer diameter φ16mm
Shaft material SUS shaft Conductive layer material PTFE main component Conductive layer thickness 20μm
Surface resistivity 2.0E + 09Ω / □
Further, as a result of performing the image forming process (printing) under the above-mentioned conditions, as shown in FIG. 4, the toner scattering amount after printing 100,000 sheets was an undesirable result of 0.20 g.
このように、本発明の画像形成装置にあっては、クリーニングブラシ36と回収ローラ37との回収ニップ部付近でのトナー飛散を抑制するために、クリーニングブラシ36のブラシ繊維が回収ローラ37に接触している時間を長くすることで、回収時間を増大すると同時に回収性能を向上している。また、クリーニングブラシ36が回収ローラ37の表面から離れる瞬間の変形量を小さく抑えるため、回収ローラ37の曲率半径を大きくしている。
As described above, in the image forming apparatus of the present invention, the brush fiber of the cleaning
これにより、クリーニングブラシ36と回収ローラ37との回収ニップ部でのブラシ繊維の離れ際に、クリーニングブラシ36の反発復元(ブラシ繊維の剛性)によってトナーが弾き飛ばされることを抑制することができる。
Thereby, when the brush fibers are separated from each other at the collection nip portion between the cleaning
ところで、上記実施の形態においては、本発明の画像形成装置をフルカラープリンタに適用して説明したが、モノクロ機でも良いし、複写機やファクシミリ、或いはこれらを機能的に備えた複合機など、画像形成装置全般に適用することができる。 In the above embodiment, the image forming apparatus of the present invention is applied to a full-color printer. However, the image forming apparatus may be a monochrome machine, a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine equipped with these functions. The present invention can be applied to all forming apparatuses.
この際、中間転写ベルト16は単なる転写ベルトでも良い。また、駆動ローラ17は従動ローラであっても良い。
At this time, the
16…中間転写ベルト(像担持体)
36…クリーニングブラシ(導電性回転ブラシ)
37…回収ローラ(回収部材)
41…回収スリーブ(回収部材)
16: Intermediate transfer belt (image carrier)
36 ... Cleaning brush (conductive rotating brush)
37 ... Collection roller (collection member)
41 ... Recovery sleeve (recovery member)
Claims (2)
前記回収部材の表面抵抗率が1.0E+8〜1.0E+12Ω/□であると共に前記回収部材の表面粗さが1.0μm以下であり、
前記回収部材は、PTFEを主成分とし、表面摩擦係数が0.2以下となる回収ローラであり、該回収ローラの曲率半径が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の曲率半径よりも大きく、
前記導電性回転ブラシと前記回収ローラとが接触する回収ニップ部における前記回収ローラの回転方向ニップ長が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の回転方向ニップ長よりも長いことを特徴とする画像形成装置。 A conductive rotating brush that contacts the surface of the image carrier and collects surface deposits; and a recovery member that supplies bias to the conductive rotating brush and simultaneously collects surface deposits collected by the conductive rotating brush; A cleaning blade that contacts the surface of the recovery member and scrapes surface deposits recovered by the recovery member, and an image forming apparatus comprising:
The surface resistivity of the recovery member is 1.0E + 8 to 1.0E + 12Ω / □ and the surface roughness of the recovery member is 1.0 μm or less,
The collection member is a collection roller having PTFE as a main component and a surface friction coefficient of 0.2 or less, and a collection nip where the radius of curvature of the collection roller is in contact with the conductive rotating brush and the image carrier. Larger than the radius of curvature of the image carrier in the portion,
The nip length in the rotation direction of the collection roller at the collection nip portion where the conductive rotating brush and the collection roller are in contact with each other is that of the image carrier at the collection nip portion where the conductive rotation brush and the image carrier are in contact with each other. An image forming apparatus characterized by being longer than a nip length in a rotation direction.
前記回収部材の表面抵抗率が1.0E+8〜1.0E+12Ω/□であると共に前記回収部材の表面粗さが1.0μm以下であり、
前記回収部材は、ポリアミドと非晶質ポリアミドとをブレンドした材質で、ヤング率が100MPa以下となる無端ベルト状の回収スリーブであり、該回収スリーブの前記導電性回転ブラシと接触する弛み部分の回転方向ニップ長が前記導電性回転ブラシと前記像担持体とが接触する捕集ニップ部における前記像担持体の回転方向ニップ長よりも長いことを特徴とする画像形成装置。 A conductive rotating brush that contacts the surface of the image carrier and collects surface deposits; and a recovery member that supplies bias to the conductive rotating brush and simultaneously collects surface deposits collected by the conductive rotating brush; A cleaning blade that contacts the surface of the recovery member and scrapes surface deposits recovered by the recovery member, and an image forming apparatus comprising:
The surface resistivity of the recovery member is 1.0E + 8 to 1.0E + 12Ω / □ and the surface roughness of the recovery member is 1.0 μm or less,
The collection member is a material obtained by blending polyamide and amorphous polyamide, and is an endless belt-like collection sleeve having a Young's modulus of 100 MPa or less, and rotation of a slack portion of the collection sleeve that contacts the conductive rotating brush direction nip length is long images forming device you characterized than the rotational direction nip length of the image bearing member in the collecting nip portion and the electrically conductive rotating brush and the image carrier are in contact.
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