JP6135300B2 - Cleaning device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置に用いられるクリーニング装置、これを用いたプロセスカートリッジ、クリーニング装置またはプロセスカートリッジを搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a cleaning device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, a plotter, or a multifunction machine having a plurality of functions thereof, a process cartridge using the same, an image equipped with a cleaning device or a process cartridge The present invention relates to a forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置における感光体上の残トナーをクリーニングし回収する方法として、例えば、特許文献1記載の技術が知られている。特許文献1記載の技術では、感光体の回転方向上流に帯電されたクリーニングブラシ、下流にクリーニングブレードを配置し、クリーニングブラシとクリーニングブレードとで感光体上の残留トナーを除去する。その後、クリーニングブラシと当接(突き当てた状態に接することを意味する)する帯電された回収ローラで、クリーニングブラシに捕集・保持されているトナーを回収するというものである。また、特許文献2の図2や、特許文献3の図4に開示されている技術が挙げられる。これらの技術ではクリーニングブラシにラップするフリッカ板や、フリッカバー(以下、単に「フリッカ」ともいう)を設け、回収ロールで回収できなかったトナーを除去する構成となっている。このような構成の場合、回収ロールで除去しきれず経時的にクリーニングブラシに付着したトナーや逆極性のトナーがフリッカにより機械的に除去される。
As a method for cleaning and collecting residual toner on a photoreceptor in an electrophotographic image forming apparatus, for example, a technique described in
しかしながら、特許文献2および3記載の技術では、クリーニングブラシの回転で気流が発生し、この気流がフリッカにより遮断されてその部分の圧力が上昇し、そのために開口部方向に圧力が下がるような気流が発生する。そして、フリッカにより弾き飛ばされたトナーがその流れに沿って装置外へ飛散し、異常画像を発生させる問題が挙げられる。
However, in the techniques described in
また、特許文献2記載の技術は、構成が非常に複雑である。さらに、特許文献2および3記載の技術では、共に、フリッカがクリーニングブラシと回収ロールとの接触位置よりもクリーニングブラシの回転方向における下流側に配置されている。そのため、クリーニングブラシに付着している逆極性トナーがフリッカで機械的に除去される前に回収ロールに接触することとなる。その際、逆極性トナーを除去する適正バイアスが回収ロールに印加されていないことにより、逆極性トナーが回収ロールとクリーニングブラシ間で摺擦されることで、回収ロールにフィルミングしてしまう虞がある。
Further, the technology described in
一方、例えば特許文献4のように、回収ローラ(バイアスローラ)とは別にクリーニングブラシ(回転ブラシ)に当接するフリッカ(金属板)を設けたクリーニング装置が既知である。なお、括弧内の部材用語および符号は、特許文献4に用いられているものを示している。特許文献4の図3に開示されている構成では、フリッカ(金属板8)は、クリーニングブラシ(回転ブラシ2)と回収ロール(バイアスローラ3)との接触位置よりもクリーニングブラシ(回転ブラシ2)の回転方向における上流側に配置されている。そのため、特許文献2および3記載の技術のような問題(逆極性トナーが回収ロールにフィルミング)は生じないが、特許文献4の図3に開示されている技術では上記した特許文献2や3記載の技術と同様の問題が発生してしまう。
On the other hand, as in Patent Document 4, for example, a cleaning device provided with a flicker (metal plate) that comes into contact with a cleaning brush (rotating brush) separately from a collecting roller (bias roller) is known. In addition, the member terminology and code | symbol in a parenthesis have shown what is used by patent document 4. FIG. In the configuration disclosed in FIG. 3 of Patent Document 4, the flicker (metal plate 8) is more clean than the contact position between the cleaning brush (rotary brush 2) and the collection roll (bias roller 3). It is arrange | positioned in the upstream in the rotation direction. Therefore, the problem (the reverse polarity toner filming on the collecting roll) as in the techniques described in
すなわち、図9に示すように、仕切り部(容器(1)の端面(1a))とフリッカ(金属板(8))間に空隙がないため、クリーニングブラシ(回転ブラシ(2))の回転により発生する気流がフリッカ(金属板(8))や仕切り部(容器(1)の端面(1a))にて遮られる。この気流がフリッカ(金属板(8))により遮断されてその部分の圧力が上昇することで、開口部方向X(像担持体(5)へ向かう方向)に圧力が下がるような気流が発生し、フリッカにより弾き飛ばされたトナーがその流れに沿って装置外へ飛散し、異常画像を発生させてしまう。 That is, as shown in FIG. 9, since there is no space between the partition (end surface (1a) of the container (1)) and the flicker (metal plate (8)), the cleaning brush (rotating brush (2)) is rotated. The generated air current is blocked by flicker (metal plate (8)) or partition (end surface (1a) of container (1)). When this air flow is blocked by flicker (metal plate (8)) and the pressure at that portion increases, an air flow in which the pressure decreases in the opening direction X (direction toward the image carrier (5)) is generated. The toner blown off by the flicker is scattered along the flow to the outside of the apparatus, and an abnormal image is generated.
本発明は、上記問題に鑑みてなされてものであり、クリーニングブラシに付着したトナーを確実に除去し、クリーニング後のトナー飛散、またそれら起因の異常画像の発生を防止し、コンパクトで低コストであり、長寿命なクリーニング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and reliably removes toner adhering to a cleaning brush, prevents toner scattering after cleaning, and prevents the occurrence of abnormal images resulting from them, and is compact and low-cost. And an object of the present invention is to provide a long-life cleaning device.
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、本発明は、像担持体に接触し該像担持体上のトナーを除去し保持するブラシ状回転体と、前記ブラシ状回転体に接触し該ブラシ状回転体に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体と、前記トナー回収回転体と接触し前記トナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材と、前記回収ブレード部材にて掻き落とされたトナーを回収し搬送するトナー搬送回転体と、を有するクリーニング装置において、前記ブラシ状回転体の回転中心と前記トナー搬送回転体の回転中心とは、前記トナー回収回転体の回転中心よりも下方に配置されており、前記ブラシ状回転体と前記トナー搬送回転体との間に配置され、前記トナー搬送回転体の前記回転中心とほぼ同一高さとなる仕切り部と、前記仕切り部の上方であって、かつ、前記ブラシ状回転体と前記トナー回収回転体との接触位置よりも前記ブラシ状回転体の回転方向における上流側に配置され、前記ブラシ状回転体に接触して該ブラシ状回転体に保持されているトナーを弾き飛ばすフリッカ部材と、を備え、前記仕切り部と前記フリッカ部材との間には、前記ブラシ状回転体の回転軸の長さ方向に渡って空隙が設けられており、前記ブラシ状回転体より前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記像担持体と接触し前記ブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード部材を有し、前記像担持体、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、前記ブラシ状回転体と前記トナー回収回転体との接触部を通過する前記ブラシ状回転体の軸を中心とした外周円の前記接触部での接線が、前記クリーニングブレード部材における前記像担持体と接触する部位と反対側の非接触面と交わる交点を有するように、前記クリーニングブレード部材、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体が配置されており、前記交点は、該交点を通る鉛直線が前記ブラシ状回転体の前記中心よりも前記トナー回収回転体寄りにある位置から前記ブラシ状回転体の前記中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the above-described object, the present invention provides a brush-like rotator that contacts an image carrier and removes and holds the toner on the image carrier, and the brush-like rotator. contacting the toner recovery rotating body for collecting toner held on the brush-shaped rotating body, and the recovery blade member in contact with the toner collecting rotary member scrapes off the toner adhering to the toner recovery rotating body, the collecting blade member And a toner transport rotator that collects and transports the toner scraped off by the toner, and the rotation center of the brush-like rotator and the rotation center of the toner transport rotator are the same as those of the toner recovery rotator. Arranged below the rotation center, disposed between the brush-like rotator and the toner transport rotator, and substantially the same as the rotation center of the toner transport rotator. And a partition portion above and above the partition portion, and disposed upstream of a contact position between the brush-like rotator and the toner recovery rotator in the rotation direction of the brush-like rotator, A flicker member that contacts the brush-like rotator and repels the toner held by the brush-like rotator, and a rotation shaft of the brush-like rotator is provided between the partition portion and the flicker member. A gap is provided in the length direction of the toner, and is disposed downstream of the brush-like rotator in the rotation direction of the image carrier, and contacts the image carrier and passes through the brush-like rotator. A cleaning blade member that scrapes off, and the image carrier, the brush-like rotator, and the toner collecting rotator are configured to rotate in the same direction. The tangent line at the contact portion of the outer circumference circle centered on the axis of the brush-like rotator passing through the contact portion with the toner recovery rotator is on the opposite side of the portion of the cleaning blade member that contacts the image carrier. The cleaning blade member, the brush-like rotator, and the toner collecting rotator are arranged so as to have an intersection that intersects the non-contact surface, and the vertical line passing through the intersection is the point of the brush-like rotator. It is set so as to exist in a range from a position closer to the toner collection rotator than the center to a position passing through the center of the brush-like rotator .
本発明によれば、上記構成により、同じ方向に回転するブラシ状回転体とトナー回収回転体であっても、ブラシ状回転体から弾き飛ばされたトナーが像担持体へ再付着したり、装置外へ飛散したりするのを未然に防止できる。これにより、ブラシ状回転体に付着したトナーを確実に除去し、クリーニング後のトナー飛散、またそれら起因の異常画像の発生を防止し、コンパクトで低コストであるとともに長寿命なクリーニング装置を提供することができる。 According to the present invention, with the above configuration, even if the brush-like rotating body and the toner collecting rotating body rotate in the same direction, the toner blown off from the brush-like rotating body reattaches to the image carrier, It can be prevented from splashing outside. This reliably removes toner adhering to the brush-like rotator, prevents toner scattering after cleaning, and the occurrence of abnormal images due to them, and provides a compact, low-cost and long-life cleaning device. be able to.
以下、図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。各実施形態や変形例等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the embodiments and modifications, components having the same functions, shapes, etc. will be omitted by giving the same reference numerals after having been described once unless there is a possibility of confusion. In order to simplify the drawings and the description, even if the components are to be represented in the drawings, the components that do not need to be specifically described in the drawings may be omitted as appropriate.
図1を参照して、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置全体の構成および動作を説明する。図1は、本発明の一実施形態を示すクリーニング装置を備えた画像形成装置を示している。 With reference to FIG. 1, the configuration and operation of the entire image forming apparatus including the cleaning device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows an image forming apparatus provided with a cleaning device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、画像形成装置としてのプリンタ100は、装置本体110のほぼ中央部に中間転写ユニット80を配備する。中間転写ユニット80には、像担持体ないし中間転写体としての無端状の中間転写ベルト52が複数の支持ローラに張力を付与された状態でループ状に掛け渡されて配設(配置して設けること、または位置を決めて設けることを意味する)されている。
ここで支持ローラは、中間転写ベルト52を図中時計回り方向に回転駆動する駆動ローラ81、後述の2次転写ローラ27との対向部材である2次転写バックアップローラ82、従動ローラ83、84、4つの1次転写ローラ18y、18c、18m、18kからなる。なお、1次転写ローラ18の符号の末端に付しているy、c、m、kという添字は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用の部材であることを示している。
As shown in FIG. 1, a
Here, the support roller includes a
中間転写ベルト52は、概略逆三角形状の姿勢で上記各支持ローラに張架(張力がかかった状態で掛け渡すことを意味する)されている。中間転写ベルト52の逆三角形状の底辺にあたるベルト上部張架面の上方には、画像形成部としての4色分のプロセスカートリッジ11y、11c、11m、11k(以下、代表記載では11と記す)が水平方向に順次配設されている。
プロセスカートリッジ11yでは、イエローの作像部を収容し、作像されたイエローのトナー像が中間転写ベルト52に転写される。同様にプロセスカートリッジ11mはマゼンタの作像部を、プロセスカートリッジ11cはシアンの作像部を、プロセスカートリッジ11kはブラックの作像部を、それぞれ成す。これら各色のプロセスカートリッジ11から各色のトナー像が1次転写ローラ18と対向する1次転写位置で中間転写ベルト52に転写される。この中間転写ベルト52上に1次転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト52の走行移動によって2次転写部20に送られる。
The
The process cartridge 11 y accommodates a yellow image forming unit, and the formed yellow toner image is transferred to the
図1において、4つのプロセスカートリッジ11y、11c、11m、11kの上方には、画像情報に基づいた露光光Lを像担持体としての感光体ドラム14上に照射するy、m用とc、k用の一対の露光部(光書込ユニット)13が配設されている。一対の露光部13は、不図示のスキャナ等から制御部50に送信される原稿の画像情報に基づいて各色の版のデータを受け、図示しないレーザ制御部によって4つの半導体レーザ(図示せず)を駆動して4つの露光光Lを出射する。そして、プロセスカートリッジ11の像担持体たる感光体ドラム14y、14c、14m、14k(以下、代表記載では14と記す)をそれぞれ露光光Lによって走査して、感光体ドラム14の外周表面にy、c、m、k用の静電潜像を書き込む。
図1において、符号20は中間転写ベルト52上のフルカラートナー像をシート状の記録媒体としての記録紙Pに一括して2次転写させる2次転写部を、符号21,22は記録紙Pを収容した給紙部を、符号24は記録紙P上に転写された未定着トナー像を定着させる定着部を、符号10はトナーボトルを、それぞれ示す。
In FIG. 1, above the four
In FIG. 1,
次に、図1および図2を参照して、プロセスカートリッジ11の説明を、代表としてy用のプロセスカートリッジ11y(図1で左端側に配備)について行う。なお、図1においては、プロセスカートリッジ11yについてのみ、感光体ドラム14yの周囲に配設されている各装置の符号を図示しており、その他のプロセスカートリッジ11c、11m、11kの各装置については符号図示を省略している。図2は、本発明の一実施形態を示すプロセスカートリッジおよびその周辺を断面で示している。図2では、図の簡明化を図るため、仕切り部、フリッカ部材および搬送スクリュ等の図示を省略している。
図1および図2において、符号15は感光体ドラム14上を帯電する帯電装置を、符号16は感光体ドラム14上に形成された静電潜像を現像する現像装置を、符号19は感光体ドラム14上の未転写トナーを回収するクリーニング装置を、それぞれ示している。また、符号51は除電ランプを、符号28は潤滑剤塗布装置をそれぞれ示している。
Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the process cartridge 11 will be described as a typical process cartridge 11y for y (arranged on the left end side in FIG. 1). In FIG. 1, only the process cartridge 11y is shown with reference numerals of the respective devices disposed around the
1 and 2,
感光体ドラム14yおよびこの周囲に配設された上記各装置は、共通の支持体たる二点鎖線で示すケーシング120(図2参照)で支持されていて、1つのプロセスカートリッジ11yを構成している。プロセスカートリッジ11yは、ケーシング120を介して装置本体110に対して一体的に着脱可能に装着され、これにより、メンテナンス性を向上させている。
以上y用のプロセスカートリッジ11yについて説明したが、他色のプロセスカートリッジ(11c、11m、11k)は、使用するトナーの色が異なる点の他は、y用のものと同様の構成になっている。
The
The process cartridge 11y for y has been described above, but the process cartridges (11c, 11m, 11k) of other colors have the same configuration as that for y except that the color of the toner to be used is different. .
次に、画像形成時におけるプロセスカートリッジ11の動作を説明する。先ず制御部50に不図示のスキャナ等から画像情報が送信され、取り込まれた画像情報は4色に色分解される。このうち、例えば、イエローyの画像情報は電気信号に変換された後にプロセスカートリッジ11yに対応した露光部13に送信される。そして、露光部13からは電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Lが感光体ドラム14上に向けて発せられる。
Next, the operation of the process cartridge 11 during image formation will be described. First, image information is transmitted to the
感光体ドラム14は、図2において反時計回り方向に回転しており、帯電装置15との対向位置においてその外周表面(以下、単に「表面」ともいう)を一様に帯電される。帯電された感光体ドラム14の表面は露光光Lの照射位置に達し、この位置で画像情報に対応した静電潜像を形成される。
感光体ドラム14の表面に形成された静電潜像はその後に現像装置16との対向部に到達し、現像装置16によって静電潜像が顕像化される。なお、現像装置16内の現像剤中のトナーは、図示しないトナーホッパから供給されたトナーと共に不図示の攪拌ローラによってキャリアと混合される。そして、摩擦帯電したトナーはキャリアと共に現像ローラ161上に供給される。その後、現像ローラ161上に担持されたトナーはドクタブレード162を通過して均一層化された後に感光体ドラム14との対向部に達し、この対向位置において感光体ドラム14上に形成された静電潜像に付着する。なお、不図示のトナーホッパから供給されるトナーは現像装置16内のトナー消費に伴って適宜に補給され、現像装置16内のトナー消費状態(トナー濃度)は感光体ドラム14に対向する図示しない光センサからなるトナー濃度センサによって検出される。
The
The electrostatic latent image formed on the surface of the
現像装置16において現像された感光体ドラム14の表面は1次転写ローラ18との対向部に達し、この位置で中間転写ベルト52に対して感光体ドラム14上のトナー像が1次転写される。
この転写工程後、感光体ドラム14上には中間転写ベルト52に転写されない未転写トナーが僅かながら存在する。ここで1次転写ローラ18を通過した感光体ドラム14の表面は、除電ランプ51の光照射により感光体ドラム14上に残留している静電電位を除去して電位をリセットする。このように除電されてから、未転写トナーを有する感光体ドラム14の表面は、本発明の一実施形態に係るクリーニング装置19に達する。
The surface of the
After this transfer process, a small amount of untransferred toner that is not transferred to the
図2に示すように、クリーニング装置19の二点鎖線で示す収容器191内には、感光体ドラム14に当接し、+(プラス)帯電されるクリーニングブラシ30と、帯電器321で+帯電される金属ブレード35とが配設されている。これらの静電的除去手段により感光体ドラム14の未転写トナーが回収される。
クリーニングブラシ30で除去できなかった残留トナーは感光体ドラム14の図中矢印で示す回転方向下流側のクリーニングブレード31に達する。このクリーニングブレード31は、ウレタンゴム(弾性部材)で形成され、断面矩形の短冊状プレート状を成し、ケーシング120側の収容器191に対してブレード支持部材としての支持ブラケット39を介して取り付けられている。クリーニングブレード31はクリーニングブラシ30で除去されずにすり抜けた比較的少量の残留トナーを確実に掻き取り・除去する。
As shown in FIG. 2, in the
Residual toner that could not be removed by the cleaning
クリーニングブレード31を含むクリーニング装置19で回収されたトナーは、廃トナーとしてトナー搬送スクリュ49(図3参照)を介して図示しない廃トナー搬送経路を経て廃トナーボトル(図示せず)に向けて搬送される。クリーニング装置19については、更に、具体的に後述する。
なお、クリーニングブレード31および支持ブラケット39は、本実施形態では感光体ドラム14の長手方向(軸方向)に渡り共に延びて形成されている。クリーニングブレード31が支持ブラケット39に支持・固定されている部分は、後述するようにクリーニングブラシ30で弾き飛ばされた残留トナーが通過できないよう感光体ドラム14の長手方向に渡り密着していることが好ましい。
The toner collected by the
In this embodiment, the
感光体ドラム14は、クリーニング装置19による残留トナーの除去後、潤滑剤塗布装置28によって潤滑剤としてのワックス(例えば、ステアリン酸亜鉛)が感光体ドラム14の表面に塗布されて、同外周表面が保護される。
After the residual toner is removed by the
潤滑剤塗布装置28は、例えばステアリン酸亜鉛で形成された固形状のワックス282と、ばね283と、回転ブラシ284とで構成される。固形状のワックス(例えば、ステアリン酸亜鉛)282は、潤滑剤ケーシング281内に進退自在設けられている。ばね283は、ワックス282を感光体ドラム14の表面に当接する方向に突出するように付勢(勢いが付されることを意味する)する圧縮ばねである。回転ブラシ284は、図示しないモータに連結されていて、ワックス282との当接端面より掻き取ったワックス粉を感光体ドラム14上に塗布すべく適時に回転される。
この回転ブラシ284の感光体ドラム14の回転方向下流側には、ワックス粉を感光体外周表面に均一に付着させるように均す塗布ブレード285が配備される。これによりワックスを適正膜厚に調整し、後述するようなクリーニング装置19側のクリーニングブレード31の巻き込みを防止している。
The
On the downstream side of the
上述のように、4色分のプロセスカートリッジ11y、11c、11m、11kから各色のトナー像が中間転写ベルト52に転写され、中間転写ベルト52上に1次転写されたカラートナー像は、中間転写ベルト52の走行移動によって図1に示す2次転写部20に送られる。
2次転写部20に給送される記録紙Pは次のように動作する。すなわち、図1に示すように、先ず、プリンタ100の給紙部21、22のうちの1つが自動または手動(操作部での操作)で選択される。本実施形態では、上段の給紙部21が選択されたものとする。給紙ローラ41が駆動されることにより、給紙部21に収容されている記録紙Pの1枚が搬送経路Kに向けて給送され、搬送経路Kを通過した記録紙Pはレジストローラ対42に到達し、一旦停止される。そして、レジストローラ対42が所定のタイミングで回転することにより、記録紙Pは中間転写ベルト52上のトナー画像と位置合わせされたタイミングで2次転写部20に向けて給送される。
As described above, the toner images of the respective colors are transferred from the
The recording paper P fed to the
2次転写部20においてトナー画像が転写された転写工程後の記録紙Pは、2次転写部20を通過した後に搬送経路を経て定着部24に送られる。定着部24では記録紙P上の未定着トナーが熱と圧力とによって記録紙P上に融解・定着され、定着工程後の記録紙Pは出力画像としてプリンタ100より排出される。
なお、2次転写部20を通過後の中間転写ベルト52はベルトクリーニング部45に達すると、このベルトクリーニング部45のガイドローラ46に対向する部位で、掻き取りブレード47により中間転写ベルト52上の残留トナーが除去される。ここでのガイドローラ46は、中間転写ベルト52に一定の張力を付与する働きを持つと共に、掻き取りブレード47の掻き取り作動を容易化している。なお、掻き取りブレード47は中間転写ベルト52に比べて短寿命であるから、適時に交換されている。以上の動作によって、一連の画像形成プロセスが完了する。
The recording paper P after the transfer process onto which the toner image has been transferred in the
When the
次に、図1〜図3を参照して、プロセスカートリッジ11が備える感光体ドラム14の表面の残留トナーを除去するクリーニング装置19について具体的に説明する。図3は、図2のプロセスカートリッジに装備されたクリーニング装置の拡大断面図である。図3では、図の簡明化を図るため、仕切り部の正確な配置状態およびフリッカ部材の図示を省略している。また、同趣旨から図3を含む以降の断面図では断面ハッチは全て省略している。
図1〜図3に示すように、各クリーニング装置19y,19m,19c,19k(以下、代表記載では19と記す)は、像担持体としての各感光体ドラム14y,14m,14c,14k(以下、代表記載では14と記す)の表面上に残留したトナーを除去し回収する。
クリーニング装置19は、図3に示すように、クリーニングブラシ30と、金属ローラ32と、金属ブレード35と、トナー搬送スクリュ49と、クリーニングブレード31と、を備える。クリーニングブラシ30は、感光体ドラム14の表面に接触し感光体ドラム14の表面から残留トナーを除去し保持するブラシ状回転体ないしは繊維状回転体として機能する。金属ローラ32は、クリーニングブラシ30に接触しクリーニングブラシ30に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体として機能する。金属ブレード35は、金属ローラ32と接触し同金属ローラ32に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材として機能する。トナー搬送スクリュ49は、回収したトナー(廃トナー)を廃トナーボトル(図示せず)に向けて排出する廃トナー搬送部材ないしはトナー搬送回転体として機能する。トナー搬送スクリュ49は、図示しない駆動手段としての駆動モータにより回転駆動される。クリーニングブレード31は、クリーニングブラシ30より感光体ドラム14の回転方向下流側に配置され、感光体ドラム14と接触しクリーニングブラシ30からすり抜けたトナーTを掻き取るクリーニングブレード部材として機能する。
Next, a
As shown in FIGS. 1 to 3, each of the cleaning devices 19y, 19m, 19c, and 19k (hereinafter referred to as 19 in the representative description) is a
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、クリーニングブラシ30は、反時計回り方向(感光体ドラム14の回転方向と同じ方向)に回転することで感光体ドラム14の表面の残留トナーを静電的(上述したとおり+帯電している)に除去して、トナーを付着保持する。クリーニングブラシ30に当接する金属ローラ32は、反時計回り方向に回転してクリーニングブラシ30の外周部に保持されたトナーTを静電的に吸着し、外周面に付着させることで回収する。金属ブレード35は、金属ローラ32の表面にエッジ部jを弾性的に当接させ、トナーTを機械的に除去する構成を採用している。
As shown in FIG. 3, the cleaning
クリーニングブラシ30および金属ローラ32は、収容器191における紙面に直交する紙面の手前側および奥側に配設された図示しない一対の側板壁に回転可能に支持されている。クリーニングブラシ30、金属ローラ32、金属ブレード35は、それぞれ感光体ドラム14の軸方向(長手方向)に延びて形成されている。クリーニングブラシ30、金属ローラ32は、図示しないギヤ等の駆動伝達手段を介して駆動手段である駆動モータ(図示せず)に連結されていて、上記したとおり回転駆動される。
The cleaning
収容器191には、金属ブレード35を後述するように取り付け・固定する取り付け部192と、クリーニングブラシ30の外周部に対向したブラシ対向凹部193とが感光体ドラム14の軸方向(長手方向)に延びて形成されている。収容器191は、適宜の樹脂で一体的に形成されている。
上記したとおり、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、金属ブレード35は、収容器191内に収容されている。そして、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、金属ブレード35は、収容器191の上方の開放部で互いに対向するように設けられたクリーニングブレード31と支持ブラケット39と一対の側板壁194a、194b(図8参照)で囲まれている。
The
As described above, the cleaning
クリーニングブラシ30が反時計回り方向に回転するので、収容器191の取り付け部192側のブラシ対向凹部193とクリーニングブラシ30との隙間部195をトナーTが通過してから、トナーTが金属ローラ32や金属ブレード35と対向する。このため、掻き取られたトナーTが直下のトナー搬送スクリュ49側に容易に流下でき、トナーの除去経路が短縮され、トナー飛散を抑制できる。
Since the cleaning
なお、本実施形態では上述したとおり−(マイナス)帯電トナーを用いた構成であるため、クリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35は、+(プラス)帯電させるよう構成されている。従って、+帯電トナーを用いる構成にあっては、クリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35は、−帯電させるよう構成することは無論である。
In the present embodiment, as described above, since the configuration uses-(minus) charged toner, the cleaning
ここで、クリーニング装置19に用いられるクリーニングブラシ30および金属ローラ32の特性値を説明する。図3において、30aはクリーニングブラシ30の多数のブラシ状繊維を構成する1本単位の毛足を示している。
(クリーニングブラシ30)
・毛足繊維の材質:導電性ポリエステル
・直径:18mm
・毛足長さ:5mm
・感光体ドラム14に対する食い込み量:1mm
・線速:224〜246mm/sec(感光体ドラム14とカウンタ当接)
・毛足(原糸)の体積抵抗率(電気抵抗率):108Ω・cm
・ブラシ植毛密度:2万本/inch2
・軸30bの材質:快削鋼(SUM)
クリーニングブラシ30は、導電性ポリエステル製のブラシ状繊維が快削鋼(SUM)の軸30bの周りに植毛されて形成されている。
Here, characteristic values of the cleaning
(Cleaning brush 30)
・ Material of bristle fiber: conductive polyester ・ Diameter: 18 mm
-Hair length: 5mm
-Biting amount to the photosensitive drum 14: 1 mm
・ Line speed: 224 to 246 mm / sec (counter contact with photosensitive drum 14)
・ Volume resistivity (electrical resistivity) of hair feet (raw yarn): 10 8 Ω · cm
・ Brush flocking density: 20,000 / inch 2
-Material of
The cleaning
(金属ローラ32:回収ローラ)
・材質:ステンレススチール(SUS)
・直径:11mm
・線速:122〜133mm/sec
・電圧:1200Vが印加されているが、制御により可変である(600V〜1200V)
上記電圧は、帯電器321(図2参照)および金属ブレード35を介して印加されている。金属ローラ32を介してクリーニングブラシ30と対向する位置には、金属ブレード35が配設されている。
なお、クリーニングブラシ30、金属ローラ32の各線速は、プロセス線速により異なる。
(Metal roller 32: collection roller)
・ Material: Stainless steel (SUS)
・ Diameter: 11mm
・ Line speed: 122-133mm / sec
・ Voltage: 1200V is applied, but variable by control (600V-1200V)
The voltage is applied via the charger 321 (see FIG. 2) and the
The linear speeds of the cleaning
(金属ブレード35)
・材質:りん青銅製の薄板材
・厚さ:t=0.15mmの薄板が屈曲加工して使用されているが、場合により、厚さが0、1〜0、6mm程度のものであってもよい。金属ブレード35は、金属ローラ32の長手方向に沿って対向配備され、クリーニング装置19の収容器191側の取り付け部192に固定部材142を介してねじ43を用いて複数箇所で締結固定される。
ここで、金属ブレード35は、図3に示すように、断面L字状をなすように曲げ形成され、その断面と直交する方向(紙面垂直方向)に同一断面をなしたまま直線状に延びて形成されている。ここで、断面L字状部における屈曲部eに対し、一方側がエッジ部側半部351に、他方側が固定部側半部352として形成される。エッジ部側半部351は、そのエッジ部jが金属ローラ32の外周表面に均一な当接状態をなすように取り付けられる。
(Metal blade 35)
・ Material: Phosphor bronze sheet material ・ Thickness: A thin sheet of t = 0.15 mm is bent and used, but in some cases, the thickness is about 0, 1 to 0, 6 mm. Also good. The
Here, as shown in FIG. 3, the
図4を参照して、本発明の特徴部に係るクリーニング装置19について説明する。図4は、図3に示したクリーニング装置のより具体的な拡大断面図である。図4等において、Zは上下方向(鉛直方向)を示す。
図4に示すように、クリーニングブラシ30、金属ローラ32およびトナー搬送スクリュ49は、クリーニングブラシ30の回転中心30cとトナー搬送スクリュ49の回転中心49aとが、金属ローラ32の回転中心32bより下方になるよう配置されている。また、クリーニングブラシ30とトナー搬送スクリュ49との間には、トナー搬送スクリュ49の回転中心49aとほぼ同一高さとなるよう配置された仕切り部1が設けられている。ここで、「ほぼ同一高さ」とは、トナー搬送スクリュ49の回転中心49aの高さ位置から±1mm以内に収まる仕切り部1の高さ位置を意味する。この仕切り部1は、本実施形態例ではフレームとも呼ばれる収容器191と一体的に設けられているが、別部材で構成されていてもよい。
With reference to FIG. 4, the
As shown in FIG. 4, the cleaning
仕切り部1を設ける理由は、トナー搬送スクリュ49で搬送されるトナーがクリーニングブラシ30へ再付着するトナー逆流防止のためであり、仕切り部1がトナー搬送スクリュ49の回転中心49aとほぼ同一高さとなるよう配置されるのは、次の理由による。すなわち、例えば仕切り部1がトナー搬送スクリュ49の回転中心49aよりも低過ぎると、トナー搬送スクリュ49からの逆流トナーが発生してしまう点から好ましくない。逆に、例えば回転中心49aよりも高過ぎる仕切り部1を設けると、後述のフリッカ部材200の実装を考えた場合、装置のコンパクト化が困難になる点から好ましくない。すなわち、仕切り部1の上方にフリッカ部材200が設けられると、金属ローラ32はさらに上方に逃げなければならなくなる点から、ほぼ同一としている。
The reason why the
上記した構成により、本実施形態によれば、クリーニングブラシ30、金属ローラ32およびトナー搬送スクリュ49を近接して配置することが可能となり、クリーニング装置19のコンパクト化が実現できる。加えて、仕切り部1を上記高さに設けることで、トナー搬送スクリュ49で搬送されるトナーがクリーニングブラシ30へ再付着することがなく、クリーニングブラシ30のリフレッシュ性が維持され、クリーニング性が長期にわたり維持されるとともに、トナー飛散を防止することが可能となる。
With the above-described configuration, according to the present embodiment, the cleaning
また本実施形態では、仕切り部1の上方であって、かつ、クリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触位置よりもクリーニングブラシ30の回転方向における上流側には、仕切り部1と空隙Dを保持した状態でフリッカ部材200が配置されている。フリッカ部材200は、クリーニングブラシ30に食い込むように接触して該クリーニングブラシ30に保持されているトナー(特には逆極性トナーや不安定トナー)を弾き飛ばす機能を有する。
クリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触位置よりもクリーニングブラシ30の回転方向における上流側にフリッカ部材200を配置する理由は、逆極性トナーや不安定トナーを金属ローラ32到達前に除去する必要性があるからである。例えば、フリッカ部材200を、クリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触位置よりもクリーニングブラシ30の回転方向における下流側に配置した場合、次の点から好ましくない(上述した特許文献2および3参照)。すなわち、フリッカ部材200が下流側配置となることで、クリーニングブラシ30に付着した逆極性トナーがフリッカ部材200で機械的に除去される前に、金属ローラ32に接触してしまう。この際、逆極性トナーを回収する適正バイアスが金属ローラ32には印加されていない。そのため、金属ローラ32への受け渡しがうまくできず、逆極性トナー等が金属ローラ32とクリーニングブラシ30との間で摺擦されることで、金属ローラ32にフィルミングが発生してしまう虞もあるからである。
空隙Dの位置は、フリッカ部材200により弾き飛ばされたトナーや、クリーニングブラシ30の回転により発生した気流によって浮遊しているトナーなどがクリーニング装置19外へ飛散しないように、トナー搬送スクリュ49側に圧力が抜けるように設けている。
In the present embodiment, the
The reason why the
The gap D is positioned on the
本実施形態では、空隙D部の高さ方向の空隙(隙間)量を2mmとしているが、1〜3mm程度の空隙量が好ましく、問題ない範囲である。空隙Dの空隙量が1mm未満では、トナーが経時的に仕切り部1の上部(空隙D部)に堆積した場合にトナーにより空隙D部が塞がれてしまい、感光体ドラム14側にトナーが飛散する気流が発生してしまう虞がある点から好ましくない。また、空隙量が3mmを超えると、装置のコンパクト化が困難となる点から好ましくない。
In the present embodiment, the amount of space (gap) in the height direction of the space D is 2 mm. However, a space amount of about 1 to 3 mm is preferable, and there is no problem. If the gap amount of the gap D is less than 1 mm, when the toner accumulates on the upper part of the partition part 1 (gap D part) over time, the toner closes the gap D part, and the toner is placed on the
また、フリッカ部材200は、クリーニングブラシ30に食い込むように配置されている。フリッカ部材200は、少なくともクリーニングブラシ30の幅以上の長さを有して、クリーニングブラシ30の軸30b方向に延在して回転不能に設けられている。フリッカ部材200の両端部は、クリーニング装置19を構成するサイドフレームとも呼ばれる側板壁194a,194b(図8参照)に固定されている。
Further, the
フリッカ部材200としては、具体的には直径(外径)がφ3mmのステンレススチール(SUS)製のロール状の丸棒状シャフトを用いており、金属ローラ32の上記直径φ11mmより小さくなっている。フリッカ部材200は、これに限らず、直径(外径)がφ3〜φ5mm程度のシャフト、またSUS以外の金属製のシャフト(棒状)部材、さらには仕切り部1との空隙Dを確保した板金等で構成された金属製部材であっても問題ない。すなわち、フリッカ部材200は、少なくとも、クリーニングブラシ30の軸30bの長さ方向に渡って設けられた金属製部材でもよい。
Specifically, as the
クリーニングブラシ30に対するフリッカ部材200の食い込み量は、感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との食い込み量と同じ1mmとしているが、感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との食い込み量以上であれば問題ない。換言すれば、クリーニングブラシ30に対するフリッカ部材200の食い込み量は、クリーニングブラシ30に対する金属ローラ32の食い込み量(接触していれば可のレベル)以上であればよい。
The amount of biting of the
ここで、フリッカ部材200により除去されたトナーの回収経路および動作を補説する。図4において、フリッカ部材200は、クリーニングブラシ30や金属ローラ32のように電圧が印加されておらず、クリーニングブラシ30が抱え込んだ(補修・保持した)トナーを機械的に弾き飛ばして除去する。フリッカ部材200により除去されたトナーは、クリーニングブラシ30の回転による遠心力により、金属ローラ32もしくは金属ローラ32とトナー搬送スクリュ49との間に弾き飛ばされる。金属ローラ32に付着したトナーは金属ブレード35により掻き落とされ、トナー搬送スクリュ49にて排出される。金属ローラ32とトナー搬送スクリュ49との間に弾き飛ばされたトナーは自重等によりトナー搬送スクリュ49に落下し、トナー搬送スクリュ49にて排出される。
Here, the collection path and operation of the toner removed by the
ここで図4を参照して、仕切り部1、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、トナー搬送スクリュ49、フリッカ部材200の配置・形状についてさらに補説する。仕切り部1は、金属ローラ32の回転中心32bよりもクリーニングブラシ30側に偏倚して配置(片寄って配置)され、かつ、フリッカ部材200の最下部と干渉せず、空隙Dを確保する高さに設定されている。仕切り部1は、収容器191と同じ適宜の樹脂で形成され、後述する図8の紙面に直交する長手方向に延びて収容器191の各側板壁194a、194bに一体的に接続している。仕切り部1における長手方向と直交する幅方向の厚さは、下方にいくにつれて漸次広幅となる概略山形状に形成されている。更に、仕切り部1の上方先端部(概略山形状の頂部)がR形状になっていても構わない。
なお、仕切り部1は、上記したように比較的厚い断面形状であるため樹脂で一体的に形成したが、これに限らず、型構造上の抜きの難易度から分割したものを熱溶着や適宜の接着剤等により接続・固着して用いてもよい。また、後述する変形例のように、薄いことに起因する樹脂破損等を防止するために、薄い金属製の板材である板金等で形成してもよい。
Here, with reference to FIG. 4, the arrangement and shape of the
In addition, since the
図4において、トナー搬送スクリュ49に回収された廃棄すべき回収トナーの(図示せず)一部がトナー搬送スクリュ49による反時計回りの回転による遠心力によって、トナー搬送スクリュ49の外周部から離れ飛散しても、回転している金属ローラ32で回収することができる。同時に、金属ローラ32で回収・保持された回収トナーの一部がたとえ金属ローラ32の外周部から離れ飛散しても、下方にオーバーラップするように配置されたトナー搬送スクリュ49によって回収し搬送することができる。
In FIG. 4, a part (not shown) of the collected toner to be discarded collected by the
本実施形態によれば、上述したとおりのフリッカ部材200の配置により、金属ローラ32で回収困難な逆極性トナー等が金属ローラ32到達前に、クリーニングブラシ30から確実に除去することが可能となる。また、仕切り部1とフリッカ部材200との間に空隙Dが設けられていることにより、クリーニングブラシ30の回転により発生する気流がフリッカ部材200や仕切り部1にて遮られることがない。これにより、隙間部195の圧力が上昇し、感光体ドラム14側へトナーが逆流することがないので、装置外へのトナー飛散やそれにともなう異常画像の発生が防止できる。また、クリーニングブラシ30は常に金属ローラ32にて確実にリフレッシュされ、クリーニング性が長期にわたり維持されるとともに、トナー飛散を防止することが可能となり、クリーニング装置の長寿命化を実現することが可能となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、クリーニングブラシ30に付着したトナーを確実に除去し、クリーニング後のトナー飛散、またそれら起因の異常画像の発生を防止し、コンパクトで低コストであり、長寿命なクリーニング装置19を提供することができる。
According to the present embodiment, the arrangement of the
As described above, according to the present embodiment, the toner adhering to the cleaning
次に、図5および図6を参照して、クリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触部分におけるクリーニングブラシ30の挙動と、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、クリーニングブレード31等の配置構成とを説明する(請求項5)。図5は、クリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触部分付近を拡大し、クリーニングブラシ30の挙動を説明する図である。図6は、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、クリーニングブレード31等の配置構成、シール部材600の配置を示す幾分模式的な拡大断面図である。
図5に示すように、クリーニングブラシ30は金属ローラ32と接触すると、クリーニングブラシ30を構成する毛足30aの先端部分(以下、「毛先」という)がクリーニングブラシ30の回転方向の上流側に向けて倒れながら金属ローラ32と接触する。その後、クリーニングブラシ30の毛先はブラシ状繊維の倒れが回復(図において一番左側に示されている毛足30aのように回転方向下流側に向けて弾性変形)する。この回復することによるフリッキングにより、毛先に付着したトナーTが破線矢印で示す接線bの方向に飛散する。すなわち、後述する図6におけるクリーニングブラシ30と金属ローラ32との接触部500におけるクリーニングブラシ30の軸30bを中心とした外周円130の接線bの方向に、クリーニングブラシ30にてクリーニングした残留トナーTを機械的に弾き飛ばす動きが発生する。
Next, the behavior of the cleaning
As shown in FIG. 5, when the cleaning
そこで、図6に示すように、接線bが、クリーニングブレード31の感光体ドラム14との接触部位31bと反対側の非接触面31aと交わる交点31cを有するように、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、クリーニングブレード31を配置した。また、接線bが、クリーニングブレード31と感光体ドラム14との接触位置(接触部位31b)よりもクリーニングブレード31寄り(クリーニングブレード31の支持ブラケット39寄り)に交点31cを有していることで、弾き飛ばされた残留トナーTはクリーニングブレード31の非接触面31aの領域に飛散することとなる。
図6において、クリーニングブレード31の感光体ドラム14表面との接触部位31bは一点鎖線の楕円で囲んで示している。
Therefore, as shown in FIG. 6, the cleaning
In FIG. 6, the
クリーニングブレード31は、感光体ドラム14と接触・当接していることにより、接触部位31bよりも感光体ドラム14の回転方向下流側に、クリーニングブラシ30にて弾き飛ばされたトナーが再付着することはない。また、交点31cは、接触部位31bより離れているため、クリーニングブレード31への多大なトナー入力も抑制され、クリーニングブレード31の磨耗に悪影響を与えることもない。
また、この領域に弾き飛ばされたほとんどのトナーは自重等により金属ローラ32、またはクリーニングブラシ30に再び戻り、通常のクリーニング動作を繰り返すうちに上記図示しない廃トナー搬送経路へと回収されていく。残ったトナーもクリーニングブレート31の非接触面31aの領域に付着するのみで、画像形成動作、クリーニングブレード31の磨耗等に悪影響を与えず留まった状態を保持される。
Since the
Also, most of the toner bounced off in this area returns to the
上述したとおり、本実施形態では、金属ローラ32の軸32aの中心は、クリーニングブラシ30の回転中心30cよりも上方に配置されるとともに、クリーニングブレード31は、クリーニングブラシ30の回転中心30cの鉛直上方に配置されている構成である。
As described above, in the present embodiment, the center of the
本実施形態は上述した単純な構成、すなわち接線bが、クリーニングブレード31の非接触面31aと交わる交点31cを有するように、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、クリーニングブレード31を配置した簡単な構成を有する。これにより上述した作用動作のとおり、本実施形態によれば、同じ方向に回転するクリーニングブラシ30と金属ローラ32であっても、クリーニングブラシ30から弾き飛ばされた残留トナーが感光体ドラム14へ再付着したり、装置外へ飛散したりするのを未然に防止できる。また、クリーニング装置19の長寿命化を実現することが可能となる。
この効果は、上記した仕様、特性値をそれぞれ持つ、クリーニングブレード31、クリーニングブラシ30、金属ローラ32、金属ブレード35等を有するクリーニング装置19を備えた図1の画像形成装置を用いた試験で確認済みである。
なお、クリーニングブレード31が感光体ドラム14と接触する方向の長さが比較的短く設定されている場合には、クリーニングブレード31の非接触面31aに代えた支持ブラケット39の面であっても、本実施形態の上記効果を奏することは無論である。
In the present embodiment, the simple configuration described above, that is, the simple configuration in which the cleaning
This effect is confirmed by a test using the image forming apparatus of FIG. 1 provided with the
If the length of the
図7を参照して、クリーニングブレード31、クリーニングブラシ30、金属ローラ32の配置構成についてさらに詳しく、接線bとクリーニングブレード31との交点31cの位置関係で説明する。図7(a)は、交点31cを通る一点鎖線で示す鉛直線VLがクリーニングブラシ30の回転中心30cよりも金属ローラ32寄りに位置する配置構成例を示す図である。図7(b)は、交点31cを通る鉛直線VLがクリーニングブラシ30の回転中心30cを通るように位置する配置構成例を示す図である。図7(c)は、交点31cを通る鉛直線VLがクリーニングブラシ30の回転中心30cよりも感光体ドラム14寄りに位置する配置構成例を示す図である。
なお、図7(a)、図7(a)、図7(b)の中で、好ましい配置構成例は、図7(a)、図7(b)で示される範囲に属する配置構成である。
With reference to FIG. 7, the arrangement configuration of the
In FIG. 7 (a), FIG. 7 (a), and FIG. 7 (b), a preferred arrangement configuration example is an arrangement configuration that belongs to the range shown in FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b). .
まず、クリーニングブラシ30によって弾き飛ばされクリーニングブレード31に接触した残留トナー(以下、単に「トナー」ともいう)の一部は、自重等の影響で落下もしくは浮遊する。ここで、図7(a)、図7(b)の場合、クリーニングブラシ30における交点31cの直下の位置から感光体ドラム14の外周面の一部太線で示す劣弧14a部分まで距離がある。劣弧14a部分は、感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との接触部中心30dから接触部位31bまでの感光体ドラム14の外周面の一部を示す。上記関係から、図7(a)、図7(b)では浮遊・落下したトナーが再付着するクリーニングブラシ30の表面積が広くなる。ここで、クリーニングブラシ30の表面積とは、図7中の接触部中心30dから鉛直線VLと交わるまでのハッチングを施して示すクリーニングブラシ30の外周面の劣弧30eに形成される表面積を指す。したがって、落下したトナーは、クリーニングブラシ30の劣弧30e部分に再付着して回収されやすいので、感光体ドラム14の劣弧14a部分にトナーが付着しにくい。
First, a part of the residual toner (hereinafter also simply referred to as “toner”) blown off by the cleaning
一方、図7(c)の場合、図7(a)、図7(b)同様に落下したトナーはクリーニングブラシ30の劣弧30e部分に再付着するが、感光体ドラム14の劣弧14a部分が近いため、トナーがクリーニングブラシ30表面からすべり落ちる可能性がある。このため、感光体ドラム14の劣弧14a部分にトナーが再付着し、その回転方向下流のクリーニングブレード31にトナーの負荷がかかる虞がある。さらに落下したトナーが浮遊したときも同様に感光体ドラム14の劣弧14a部分にトナーが付着する虞がある。
On the other hand, in the case of FIG. 7C, the toner dropped as in FIGS. 7A and 7B reattaches to the
上述したとおり、本実施形態では、交点31cは、鉛直線VLがクリーニングブラシ30の回転中心30cよりも金属ローラ32寄りにある位置からクリーニングブラシ30の回転中心30cを通る位置までの範囲に存在するように設定されている。
As described above, in the present embodiment, the
次に、図6および図8を参照して、シール部材600について説明する。図8は、図6のクリーニング装置19におけるV5−V5から上方を見た一部断面底面図である。
シール部材600は、マイラー等を含むPETフィルム・シートなどの可撓性部材で構成されている。シール部材600は、図6および図8に示すように、一端部がL字形状の金属ブレード35の固定部側半部352の固定部材142上面に貼り付けられ、他端部(自由端部)はクリーニングブレード31のブレード支持部材である支持ブラケット39に当接されている。シール部材600の他端部側の先端部分は、支持ブラケット39の面に沿って弾性的に下方に曲げられた状態で当接し、この当接状態が感光体ドラム14およびクリーニングブレード31の長手方向に渡り形成されている。また、クリーニングブレード31の長手方向の長さは、シール部材600の長手方向の長さよりも長く設定されている。なお、図8において、クリーニングブラシ30の仮想的な配置位置を二点鎖線で示したように、クリーニングブラシ30の長手方向長さは、シール部材600の長手方向の長さよりも長く設定されている。さらに、クリーニングブレード31の長手方向長さはクリーニングブラシ30の長手方向長さと同じか長く設定されている。
Next, the
The
シール部材600の長手方向両端には、シール部材600と異なる材質(発泡PUR:発泡ポリウレタンゴム)で形成されたサイドシール700がそれぞれ貼り付けられており、長手方向の両端部からのトナー飛散を防止している。各サイドシール700の一端部は、収容器191の長手方向の両端部に一体的に形成された一対の側板壁194a、194bに貼り付けられ、他端部はシール部材600の長手方向両端と重なり合うように設けられている。
上記のとおり、収容器191内のクリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35の上方の開放部は、クリーニングブレード31、支持ブラケット39、シール部材600およびサイドシール700により覆われている。したがって、クリーニングブラシ30により弾き飛ばされ浮遊するトナーは、シール部材600およびサイドシール700により上方への漏れが防止されている。
Side seals 700 made of a material different from the seal member 600 (foamed PUR: foamed polyurethane rubber) are affixed to both ends in the longitudinal direction of the
As described above, the open portions above the cleaning
なお、クリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35は、クリーニングブレード31、支持ブラケット39およびシール部材600により覆われていることは、本実施形態では以下のことを意味する。すなわち、クリーニングブラシ30、金属ローラ32および金属ブレード35は、クリーニングブレード31、支持ブラケット39およびシール部材600により実質的に密閉ないしは密封されていることを意味する。プリンタ100の図示しない電源スイッチオン状態ではクリーニング装置19が稼働しているため、図2の帯電器321によって金属ブレード35が+帯電している。クリーニング装置19が稼働していない際には、感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との接触部分(特に同接触部分における感光体ドラム14の回転方向の上流側)は空気あるいはトナーが通過可能な開放状態にあると推察される。しかしながら、図3に示したように、クリーニング装置19稼働中は感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との上記接触部分上流側を含めて実質的に密閉ないしは密封状態にあるとみなせる。つまり、クリーニング装置19が稼働中は感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との接触部分は+帯電した多数の毛足30aによって−帯電したトナーを静電的に補修可能な状態にあり、かつ、空気のみを通過させる状態にあるからである。また、図6に示すように、感光体ドラム14とクリーニングブラシ30との接触部分における感光体ドラム14の回転方向の上流側には、シール800が感光体ドラム14の外周表面と接触するように配設されているからでもある。シール800は、シール部材600と同様の可撓性部材で形成されていて、クリーニングブレード31の長手方向長さとほぼ同じに設定・形成されている。
The cleaning
以上説明した実施形態は本発明の一例であり、本発明は次の態様ごとに特有の効果を奏する。
[態様1]
感光体ドラム14などの像担持体に接触し該像担持体上のトナーを除去し保持するクリーニングブラシ30などのブラシ状回転体と、ブラシ状回転体に接触しブラシ状回転体に保持されたトナーを回収する金属ローラ32などのトナー回収回転体と、トナー回収回転体と接触しトナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす金属ブレード35などの回収ブレード部材と、回収ブレード部材にて掻き落とされたトナーを回収し搬送するトナー搬送スクリュ49などのトナー搬送回転体と、を有するクリーニング装置19などのクリーニング装置において、ブラシ状回転体の回転中心30cなどの回転中心とトナー搬送回転体の回転中心49aなどの回転中心とは、トナー回収回転体の回転中心32bなどの回転中心よりも下方に配置されており、ブラシ状回転体とトナー搬送回転体との間に配置され、トナー搬送回転体の回転中心とほぼ同一高さとなる仕切り部1などの仕切り部と、仕切り部の上方であって、かつ、ブラシ状回転体とトナー回収回転体との接触位置よりもブラシ状回転体の回転方向における上流側に配置され、ブラシ状回転体に接触して該ブラシ状回転体に保持されているトナーを弾き飛ばすフリッカ部材200などのフリッカ部材と、を備え、仕切り部とフリッカ部材との間には、ブラシ状回転体の軸30bなどの回転軸の長さ方向に渡って空隙Dなどの空隙が設けられており、ブラシ状回転体より像担持体の回転方向下流側に配置され、像担持体と接触しブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード31などのクリーニングブレード部材を有し、像担持体、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、ブラシ状回転体とトナー回収回転体との接触部500などの接触部を通過するブラシ状回転体の軸30bなどの軸を中心とした外周円130などの外周円の接触部での接線bなどの接線が、クリーニングブレード部材における像担持体と接触する接触部位31bなどの部位と反対側の非接触面31aなどの非接触面と交わる交点31cなどの交点を有するように、クリーニングブレード部材、ブラシ状回転体およびトナー回収回転体が配置されており、交点31cなどの交点は、該交点を通る鉛直線VLがクリーニングブラシ30などのブラシ状回転体の回転中心30cなどの中心よりも金属ローラ32などのトナー回収回転体寄りにある位置からブラシ状回転体の中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されている。
The embodiment described above is an example of the present invention, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
[Aspect 1]
A brush-like rotator such as a cleaning
この態様1によれば、上記実施形態で説明したように、同じ方向に回転するブラシ状回転体とトナー回収回転体であっても、ブラシ状回転体から弾き飛ばされたトナーが像担持体へ再付着したり、装置外へ飛散したりするのを未然に防止できる。これにより、ブラシ状回転体に付着したトナーを確実に除去し、クリーニング後のトナー飛散、またそれら起因の異常画像の発生を防止し、コンパクトで低コストであり、長寿命なクリーニング装置を提供することができる。
According to this
[態様2]
プリンタ100などの画像形成装置の装置本体110などの装置本体に対して着脱可能であり、感光体ドラム14などの像担持体と、帯電装置15などの帯電手段、現像装置16などの現像手段およびクリーニング装置19などのクリーニング手段から選ばれる少なくとも1つの手段とを一体に備えたプロセスカートリッジ11などのプロセスカートリッジにおいて、クリーニング手段が、態様1記載のクリーニング装置である。
この態様2によれば、上記実施形態で説明したように、態様1記載のクリーニング装置による効果を奏するプロセスカートリッジを提供することができるとともに、クリーニング装置の交換が容易になる。
[Aspect 2 ]
It can be attached to and detached from an apparatus main body such as the apparatus
According to this
[態様3]
記録紙Pなどの記録媒体に画像を形成する画像形成部と、態様1記載のクリーニング装置または態様2記載のプロセスカートリッジと、を備えるプリンタ100などの画像形成装置である。
この態様3によれば、上記実施形態で説明したように、態様1記載のクリーニング装置による効果または態様2記載のプロセスカートリッジによる効果を奏する画像形成装置を実現し提供することができる。
[Aspect 3 ]
An image forming unit for forming an image on a recording medium such as a recording paper P, a process cartridge of a cleaning device or
According to this
以上説明したとおり、本発明を特定の実施形態等について説明したが、本発明が開示する技術内容は、上述した実施形態等に例示されているものに限定されるものではない。すなわち、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や実施例あるいは変形例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。 As described above, the present invention has been described with respect to specific embodiments. However, the technical contents disclosed by the present invention are not limited to those exemplified in the above-described embodiments. That is, it may be configured by appropriately combining them, and it will be apparent to those skilled in the art that various embodiments, examples, and modifications can be configured within the scope of the present invention according to the necessity and application. It is.
中間転写ベルト52に1次転写する実施形態に限らず、直接搬送されてくるシートに転写する形態の画像形成装置であってもよい。
また、感光体ドラム14のクリーニング装置19として設ける以外に、本発明のクリーニング装置を中間転写ベルト52に設けてもよい。
The image forming apparatus is not limited to the embodiment in which the image is primarily transferred to the
Besides the
中間転写体としては、上記実施形態で用いた無端ベルト状の中間転写ベルトに限らず、ドラム形状の中間転写ドラムなどを用いることができる。
像担持体としては、上記実施形態で用いたドラム形状の感光体ドラムに限らず、無端ベルト状の感光体ベルトなども用いることができる。
記録媒体としては、上記実施形態で用いた記録紙に限らず、コピー用紙、PPC用紙や普通紙などを用いてもよく、またPET樹脂で形成されたOHPフィルム用紙なども用いてもよい。
The intermediate transfer member is not limited to the endless belt-like intermediate transfer belt used in the above embodiment, and a drum-shaped intermediate transfer drum or the like can be used.
The image carrier is not limited to the drum-shaped photosensitive drum used in the above embodiment, and an endless belt-shaped photosensitive belt can also be used.
The recording medium is not limited to the recording paper used in the above embodiment, and copy paper, PPC paper, plain paper, or the like may be used, and an OHP film paper formed of PET resin may also be used.
1 仕切り部
11 プロセスカートリッジ
14 感光体ドラム(像担持体の一例)
15 帯電装置(帯電手段の一例)
16 現像装置(現像手段の一例)
19 クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
24 定着部(定着装置)
28 潤滑剤塗布装置
30 クリーニングブラシ(ブラシ状回転体の一例)
30a 毛足
30b 軸(ブラシ状回転体の軸の一例)
30c 回転中心(ブラシ状回転体の中心の一例)
30d 接触部中心
31 クリーニングブレード(クリーニングブレード部材の一例)
31a 接触部位(クリーニングブレード部材における像担持体と接触する部位の一例)
31b 非接触面
31c 交点
32 金属ローラ(トナー回収回転体の一例)
32a 金属ローラの軸
35 金属ブレード(回収ブレード部材の一例)
39 支持ブラケット(支持部材の一例)
49 トナー搬送スクリュ(トナー搬送回転体の一例)
52 中間転写ベルト(中間転写体)
120 ケーシング(プロセスカートリッジ本体の一例)
130 外周円
191 収容器
200 フリッカ部材
500 接触部
600 シール部材
700 サイドシール
VL 鉛直線
P 記録紙(記録媒体の一例)
T 残留トナー
Y 幅方向
Z 上下(鉛直)方向
DESCRIPTION OF
15 Charging device (an example of charging means)
16 Developing device (an example of developing means)
19 Cleaning device (an example of cleaning means)
24 Fixing part (fixing device)
28
30c Center of rotation (an example of the center of a brush-like rotating body)
30d
31a Contact part (an example of a part in contact with the image carrier in the cleaning blade member)
32a
39 Support bracket (an example of a support member)
49 Toner transport screw (example of toner transport rotor)
52 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
120 casing (an example of a process cartridge body)
130
T Residual toner Y Width direction Z Vertical (vertical) direction
Claims (3)
前記ブラシ状回転体に接触し該ブラシ状回転体に保持されたトナーを回収するトナー回収回転体と、
前記トナー回収回転体と接触し前記トナー回収回転体に付着したトナーを掻き落とす回収ブレード部材と、
前記回収ブレード部材にて掻き落とされたトナーを回収し搬送するトナー搬送回転体と、
を有するクリーニング装置において、
前記ブラシ状回転体の回転中心と前記トナー搬送回転体の回転中心とは、前記トナー回収回転体の回転中心よりも下方に配置されており、
前記ブラシ状回転体と前記トナー搬送回転体との間に配置され、前記トナー搬送回転体の前記回転中心とほぼ同一高さとなる仕切り部と、
前記仕切り部の上方であって、かつ、前記ブラシ状回転体と前記トナー回収回転体との接触位置よりも前記ブラシ状回転体の回転方向における上流側に配置され、前記ブラシ状回転体に接触して該ブラシ状回転体に保持されているトナーを弾き飛ばすフリッカ部材と、
を備え、
前記仕切り部と前記フリッカ部材との間には、前記ブラシ状回転体の回転軸の長さ方向に渡って空隙が設けられており、
前記ブラシ状回転体より前記像担持体の回転方向下流側に配置され、前記像担持体と接触し前記ブラシ状回転体からすり抜けたトナーを掻き取るクリーニングブレード部材を有し、
前記像担持体、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体は、同一方向に回転するように構成されており、
前記ブラシ状回転体と前記トナー回収回転体との接触部を通過する前記ブラシ状回転体の軸を中心とした外周円の前記接触部での接線が、前記クリーニングブレード部材における前記像担持体と接触する部位と反対側の非接触面と交わる交点を有するように、前記クリーニングブレード部材、前記ブラシ状回転体および前記トナー回収回転体が配置されており、
前記交点は、該交点を通る鉛直線が前記ブラシ状回転体の前記中心よりも前記トナー回収回転体寄りにある位置から前記ブラシ状回転体の前記中心を通る位置までの範囲に存在するように設定されていることを特徴とするクリーニング装置。 A brush-like rotating body that contacts the image carrier and removes and holds the toner on the image carrier;
A toner recovery rotating body for collecting toner held on the brush-shaped rotating body contacts the brush-shaped rotating body,
A collection blade member that contacts the toner collection rotator and scrapes off toner adhering to the toner collection rotator;
A toner conveying rotating body for collecting and conveying the toner scraped off by the collecting blade member;
In a cleaning device having
The rotation center of the brush-like rotator and the rotation center of the toner transport rotator are disposed below the rotation center of the toner collection rotator,
A partition that is disposed between the brush-like rotator and the toner transport rotator and has a height substantially equal to the rotation center of the toner transport rotator;
It is located above the partition and upstream of the contact position between the brush-like rotator and the toner collecting rotator in the rotation direction of the brush-like rotator, and contacts the brush-like rotator. And a flicker member for flipping off the toner held on the brush-like rotating body,
With
Between the partition part and the flicker member, a gap is provided across the length of the rotation axis of the brush-like rotating body ,
A cleaning blade member disposed on the downstream side in the rotation direction of the image carrier from the brush-like rotator and scraping off the toner that has come into contact with the image carrier and slipped out of the brush-like rotator;
The image carrier, the brush-like rotator, and the toner collection rotator are configured to rotate in the same direction,
A tangent line at the contact portion of an outer circumference circle centering on an axis of the brush-like rotator passing through a contact portion between the brush-like rotator and the toner recovery rotator is connected to the image carrier in the cleaning blade member. The cleaning blade member, the brush-like rotator, and the toner recovery rotator are arranged so as to have an intersection that intersects the non-contact surface opposite to the contact portion,
The intersecting point exists in a range from a position where a vertical line passing through the intersecting point is closer to the toner collection rotating body than the center of the brush-like rotating body to a position passing through the center of the brush-like rotating body. A cleaning device characterized by being set .
前記クリーニング手段が、請求項1記載のクリーニング装置を一体に備えたプロセスカートリッジであることを特徴とするプロセスカートリッジ。 In a process cartridge that is detachable from an apparatus main body of an image forming apparatus and integrally includes an image carrier and at least one unit selected from a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit.
The process cartridge in which the cleaning means, characterized in that the cleaning device according to claim 1, wherein the process cartridge integrally includes.
請求項1記載のクリーニング装置または請求項2記載のプロセスカートリッジと、を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming an image on a recording medium;
An image forming apparatus comprising: the cleaning device according to claim 1; or the process cartridge according to claim 2 .
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