JP6772933B2 - Cleaning device and image forming device equipped with it - Google Patents

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Description

本発明は、クリーニング部材を用いて像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング装置、およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device for removing residual toner on the surface of an image carrier using a cleaning member, and an image forming device including the cleaning device.

従来、所定方向に回動される無端状の中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに沿って設けられた複数の画像形成部とを備え、各画像形成部により中間転写ベルト上に各色のトナー像を順次重ね合わせて一次転写した後、記録媒体上に二次転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。 Conventionally, an endless intermediate transfer belt that is rotated in a predetermined direction and a plurality of image forming portions provided along the intermediate transfer belt are provided, and each image forming portion puts a toner image of each color on the intermediate transfer belt. There is known an intermediate transfer type image forming apparatus that sequentially superimposes and transfers the primary transfer onto a recording medium.

中間転写方式の画像形成装置においては、中間転写ベルトが弾性層を有する場合、中間転写ベルト表面に残存するトナーを機械的、電気的に回収するクリーニングブラシと、クリーニングブラシからトナーを回収する回収ローラーと、回収ローラー表面からトナーを掻き落とすスクレーパーと、回収ローラー表面から掻き落とされたトナーを廃トナー回収容器へ搬送する搬送スパイラルと、をハウジング内に備えたクリーニング装置が用いられることが多い。 In the intermediate transfer type image forming apparatus, when the intermediate transfer belt has an elastic layer, a cleaning brush that mechanically and electrically recovers the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt and a recovery roller that recovers the toner from the cleaning brush. A cleaning device equipped with a scraper that scrapes off the toner from the surface of the recovery roller and a transport spiral that transports the toner scraped off from the surface of the recovery roller to the waste toner recovery container is often used.

上記構成のクリーニング装置では、ハウジング内部をクリーニングブラシ側と搬送スパイラル側とに仕切るシール部材を有するものがある。シール部材は、回収ローラー表面からトナーを掻き落とすスクレーパーの上流側において先端部を回収ローラーに当接させることにより、スクレーパーによって回収ローラー表面から掻き落とされたトナーを搬送スパイラル側に案内し、クリーニングブラシ側（ハウジングの外側）に向かわないようにするものである。そのため、シール部材は、回収ローラーの軸方向全域に亘って回収ローラーに付着しているトナーを掻き落とさない程度のほぼ一定の接触圧で接触している必要がある。 Some cleaning devices having the above configuration have a sealing member that partitions the inside of the housing into a cleaning brush side and a transport spiral side. The sealing member abuts the tip of the scraper on the upstream side of the scraper that scrapes off the toner from the surface of the recovery roller, thereby guiding the toner scraped off from the surface of the recovery roller by the scraper to the transport spiral side and cleaning brush. It is intended not to face the side (outside the housing). Therefore, the seal member needs to be in contact with the seal member at a substantially constant contact pressure so as not to scrape off the toner adhering to the recovery roller over the entire axial direction of the recovery roller.

ところで、シール部材と回収ローラーの間にトナーが堆積することがある。その結果、回収ローラーとシール部材との間に隙間が生じてしまい、搬送スパイラル側のトナーが隙間からクリーニングブラシ側に逆流する。そして、逆流したトナーがクリーニングブラシに再付着し、クリーニングブラシに再付着したトナーが中間転写ベルト上に移行すると、いわゆるトナー落ちとなって画像不具合が発生するおそれがあった。 By the way, toner may be deposited between the sealing member and the recovery roller. As a result, a gap is created between the recovery roller and the sealing member, and the toner on the transport spiral side flows back from the gap to the cleaning brush side. Then, when the backflowing toner reattaches to the cleaning brush and the toner reattached to the cleaning brush moves onto the intermediate transfer belt, so-called toner drops may occur and image defects may occur.

そこで、特許文献１には、感光体表面に接触して現像装置またはクリーニング装置からのトナー飛散を防止するシール部材を、感光体との摩擦帯電によりトナーと同極性に帯電させることにより、シール部材へのトナーの堆積を防止する方法が開示されている。また、特許文献２には、クリーニング装置のシール部材を転写印加電圧と同極性に帯電させることにより、逆帯電した転写残トナーのシール部材への付着を防止する方法が開示されている。 Therefore, in Patent Document 1, a seal member that comes into contact with the surface of a photoconductor and prevents toner from scattering from a developing device or a cleaning device is charged with the same polarity as the toner by triboelectric charging with the photoconductor. A method of preventing toner accumulation on the surface is disclosed. Further, Patent Document 2 discloses a method of preventing the back-charged transfer residual toner from adhering to the seal member by charging the seal member of the cleaning device with the same polarity as the transfer applied voltage.

特開平３−１９４５８２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-194582 特開２００４−６１５３５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-61535

しかしながら、特許文献１の方法ではトナーと同極性に摩擦帯電する材質でシール部材を形成する必要があり、シール部材に使用できる材料が限定されてしまう。また、シール部材をトナーと同極性に帯電させた場合、シール部材へのトナーの堆積は抑制できるものの、シール部材と電気的に反発したトナーが開口部からハウジング外部へ漏出するおそれがある。一方、特許文献２のようにシール部材を転写印加電圧と同極性に帯電させた場合、逆帯電していない（転写印加電圧と逆極性の）トナーがシール部材に引き付けられる。そのため、シール部材へのトナー堆積の対策としては不十分であった。 However, in the method of Patent Document 1, it is necessary to form the seal member with a material that is triboelectrically charged with the same polarity as the toner, and the material that can be used for the seal member is limited. Further, when the sealing member is charged with the same polarity as the toner, the accumulation of toner on the sealing member can be suppressed, but the toner electrically repelled by the sealing member may leak from the opening to the outside of the housing. On the other hand, when the seal member is charged with the same polarity as the transfer applied voltage as in Patent Document 2, toner that is not backcharged (opposite to the transfer applied voltage) is attracted to the seal member. Therefore, it was insufficient as a countermeasure against toner accumulation on the sealing member.

本発明は、上記問題点に鑑み、クリーニングブラシを用いて像担持体表面のトナーを除去する際に発生する飛散トナーのシール部材への堆積を効果的に防止可能なクリーニング装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention includes a cleaning device capable of effectively preventing the accumulation of scattered toner generated when the toner on the surface of the image carrier is removed on the sealing member using a cleaning brush, and a cleaning device thereof. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus.

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、クリーニングブラシと、回収ローラーと、スクレーパーと、ハウジングと、シール部材と、を備えたクリーニング装置である。クリーニングブラシは、接地された像担持体に接触した状態で回転することにより像担持体上に残留するトナーを除去する。回収ローラーは、クリーニングブラシに接触した状態で回転することによりクリーニングブラシに付着したトナーを回収する。スクレーパーは、回収ローラーに付着したトナーを除去する。ハウジングは、クリーニングブラシの外周面の一部が露出する開口部と、スクレーパーにより回収ローラーから除去されたトナーを貯留するトナー収容部と、が形成される。シール部材は絶縁性であって、回収ローラーの回転方向に対しクリーニングブラシとの接触領域よりも上流側において回収ローラーと接触するように配置され、ハウジング内を開口部とトナー収容部とに区画する。回収ローラーは、電圧印加装置に接続されることによりトナーと逆極性の電圧が印加される。クリーニングブラシは、回収ローラーおよび像担持体の両方に接触することでトナーと逆極性であって回収ローラーの電位よりもトナーと同極性側にシフトした電位に帯電される。シール部材は、回収ローラーまたは回収ローラーに付着したトナーとの摩擦によってトナーと逆極性であって回収ローラーの電位よりもトナーと同極性側にシフトした電位に摩擦帯電される。 In order to achieve the above object, the first configuration of the present invention is a cleaning device including a cleaning brush, a recovery roller, a scraper, a housing, and a sealing member. The cleaning brush removes the toner remaining on the image carrier by rotating in contact with the grounded image carrier. The recovery roller collects the toner adhering to the cleaning brush by rotating in contact with the cleaning brush. The scraper removes the toner adhering to the recovery roller. The housing is formed with an opening in which a part of the outer peripheral surface of the cleaning brush is exposed and a toner accommodating portion for storing toner removed from the recovery roller by a scraper. The sealing member is insulating and is arranged so as to come into contact with the recovery roller on the upstream side of the contact area with the cleaning brush in the rotation direction of the recovery roller, and divides the inside of the housing into an opening and a toner accommodating portion. .. By connecting the recovery roller to a voltage applying device, a voltage having the opposite polarity to that of the toner is applied. When the cleaning brush comes into contact with both the recovery roller and the image carrier, the cleaning brush is charged with a potential opposite to that of the toner and shifted to the same polarity side as the toner from the potential of the recovery roller. The sealing member is triboelectrically charged to a potential that is opposite in polarity to the toner and shifted to the same polarity side as the toner from the potential of the recovery roller due to friction with the recovery roller or the toner adhering to the recovery roller.

本発明の第１の構成によれば、シール部材よりも回収ローラーの方がトナーの電気的付着力が大きくなるため、シール部材と回収ローラーとの接触部分に進入したトナーは回収ローラーに連れ回りして接触部分を円滑にすり抜けることができる。従って、シール部材と回収ローラーとの接触部分でのトナーの堆積が抑制されるため、トナー回収部から開口部への廃トナーの逆流によるトナー落ちの発生を効果的に抑制することができる。また、回収ローラーまたは回収ローラーに付着したトナーとの摩擦によってシール部材を摩擦帯電させるため、シール部材に電圧を印加するための電源や配線の必要がなく、トナー落ちの発生を簡易且つ低コストで抑制可能となる。 According to the first configuration of the present invention, the recovery roller has a larger electric adhesive force of the toner than the sealing member, so that the toner that has entered the contact portion between the sealing member and the recovery roller is carried around by the recovery roller. It is possible to smoothly slip through the contact portion. Therefore, since the accumulation of toner at the contact portion between the sealing member and the recovery roller is suppressed, it is possible to effectively suppress the occurrence of toner dropping due to the backflow of waste toner from the toner recovery portion to the opening. In addition, since the seal member is triboelectrically charged by friction with the recovery roller or the toner adhering to the recovery roller, there is no need for a power supply or wiring for applying a voltage to the seal member, and toner drop occurs easily and at low cost. It can be suppressed.

本発明のベルトクリーニングユニット１９が搭載される画像形成装置１００の内部構成を示す概略図Schematic diagram showing the internal configuration of the image forming apparatus 100 on which the belt cleaning unit 19 of the present invention is mounted. 図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図Enlarged view of the vicinity of the image forming portion Pa in FIG. 画像形成装置１００に搭載される中間転写ユニット３０の側面断面図Side sectional view of the intermediate transfer unit 30 mounted on the image forming apparatus 100. 本発明の一実施形態に係るベルトクリーニングユニット１９の外観斜視図External perspective view of the belt cleaning unit 19 according to the embodiment of the present invention. 本実施形態のベルトクリーニングユニット１９の内部構成を示す側面断面図Side sectional view showing the internal configuration of the belt cleaning unit 19 of the present embodiment. 本実施形態のベルトクリーニングユニット１９と高圧電源７０との接続経路を模式的に示す図The figure which shows typically the connection path between the belt cleaning unit 19 of this embodiment and a high voltage power source 70.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のベルトクリーニングユニット１９が搭載される画像形成装置１００の構成を示す概略図であり、図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。ここでは、画像形成装置１００として、いわゆるタンデム方式のカラープリンターを例示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an image forming apparatus 100 on which the belt cleaning unit 19 of the present invention is mounted, and FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the image forming portion Pa in FIG. Here, as the image forming apparatus 100, a so-called tandem color printer is illustrated.

画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄがそれぞれ配設されており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。さらに、図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が感光体ドラム１ａ〜１ｄに隣接して設けられている。 In the main body of the image forming apparatus 100, four image forming portions Pa, Pb, Pc and Pd are arranged in order from the upstream side in the transport direction (right side in FIG. 1). Photoreceptor drums 1a, 1b, 1c and 1d carrying images of four different colors (cyan, magenta, yellow and black) are arranged in these image forming portions Pa to Pd, respectively, and charged, exposed, and charged, respectively. Cyan, magenta, yellow and black images are sequentially formed by each step of development and transfer. Further, in FIG. 1, an intermediate transfer belt 8 rotating in the clockwise direction is provided adjacent to the photoconductor drums 1a to 1d.

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。以下、画像形成部Ｐａについて詳細に説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。図２に示すように、感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の反時計回り方向）に沿って帯電装置２ａ、現像装置３ａ、クリーニング装置７ａが配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラー６ａが配置されている。また、感光体ドラム１ａに対し中間転写ベルト８の回転方向上流側には中間転写ベルト８を挟んでテンションローラー１１に対向するベルトクリーニングユニット１９が配置されている。 Next, the image forming units Pa to Pd will be described. Hereinafter, the image forming unit Pa will be described in detail, but since the image forming units Pb to Pd have basically the same configuration, the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 2, a charging device 2a, a developing device 3a, and a cleaning device 7a are arranged around the photoconductor drum 1a along the drum rotation direction (counterclockwise direction in FIG. 2), and an intermediate transfer belt is provided. The primary transfer roller 6a is arranged with the 8 in between. Further, a belt cleaning unit 19 facing the tension roller 11 with the intermediate transfer belt 8 interposed therebetween is arranged on the upstream side of the photoconductor drum 1a in the rotation direction of the intermediate transfer belt 8.

次に、画像形成装置１００における画像形成手順について説明する。パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄによりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されており、現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。 Next, the image forming procedure in the image forming apparatus 100 will be described. When image data is input from a host device such as a personal computer, first, the surfaces of the photoconductor drums 1a to 1d are uniformly charged by the charging devices 2a to 2d. Next, the exposure apparatus 5 irradiates light according to the image data to form an electrostatic latent image corresponding to the image data on the photoconductor drums 1a to 1d. The developing devices 3a to 3d are filled with a predetermined amount of a two-component developer (hereinafter, also simply referred to as a developing agent) containing toners of each color of cyan, magenta, yellow, and black by the toner containers 4a to 4d. The toner in the developer is supplied onto the photoconductor drums 1a to 1d by 3a to 3d and adheres electrostatically. As a result, a toner image corresponding to the electrostatic latent image formed by the exposure from the exposure apparatus 5 is formed.

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。 Then, an electric field is applied between the primary transfer rollers 6a to 6d and the photoconductor drums 1a to 1d by the primary transfer rollers 6a to 6d at a predetermined transfer voltage, and cyan, magenta, yellow, and cyan, magenta, yellow, and cyan, magenta, yellow, and cyanide, magenta, and yellow on the photoconductor drums 1a to 1d are applied. The black toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 8. The toner remaining on the surfaces of the photoconductor drums 1a to 1d is removed by the cleaning devices 7a to 7d.

トナー像が転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して転写紙Ｐが所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。二次転写後に中間転写ベルト８の表面に残留したトナー等はベルトクリーニングユニット１９により除去される。 The transfer paper P on which the toner image is transferred is housed in a paper cassette 16 arranged in the lower part of the image forming apparatus 100, and the transfer paper P is predetermined via the paper feed roller 12a and the resist roller pair 12b. At the timing, the paper is conveyed to the secondary transfer roller 9 provided adjacent to the intermediate transfer belt 8 and the nip portion (secondary transfer nip portion) of the intermediate transfer belt 8. The transfer paper P on which the toner image is secondarily transferred is conveyed to the fixing portion 13. Toner and the like remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 after the secondary transfer are removed by the belt cleaning unit 19.

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１８に振り分けられ、両面に画像が形成された後）排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。 The transfer paper P conveyed to the fixing portion 13 is heated and pressurized by the fixing roller pair 13a to fix the toner image on the surface of the transfer paper P, and a predetermined full-color image is formed. The transfer paper P on which the full-color image is formed is discharged to the discharge tray 17 as it is (or after being distributed to the reversal transport path 18 by the branch portion 14 and the images are formed on both sides) by the discharge roller pair 15.

図３は、画像形成装置１００に搭載される中間転写ユニット３０の側面断面図である。図３に示すように、中間転写ユニット３０は、下流側の駆動ローラー１０と上流側のテンションローラー１１とに掛け渡された中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ〜１ｄに接触する一次転写ローラー６ａ〜６ｄとを有する。また、テンションローラー１１に対向する位置には、中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのベルトクリーニングユニット１９が配置されている。ベルトクリーニングユニット１９の詳細な構成については後述する。 FIG. 3 is a side sectional view of the intermediate transfer unit 30 mounted on the image forming apparatus 100. As shown in FIG. 3, the intermediate transfer unit 30 includes the intermediate transfer belt 8 spanned by the drive roller 10 on the downstream side and the tension roller 11 on the upstream side, and the photoconductor drums 1a to the intermediate transfer belt 8 via the intermediate transfer belt 8. It has primary transfer rollers 6a to 6d that come into contact with 1d. A belt cleaning unit 19 for removing toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 is arranged at a position facing the tension roller 11. The detailed configuration of the belt cleaning unit 19 will be described later.

中間転写ユニット３０は、一次転写ローラー６ａ〜６ｄの回転軸の両端部を回転可能に支持する一対の支持部材（図示せず）と、支持部材を中間転写ベルト８の進行方向に対し垂直に往復移動させる駆動手段（図示せず）と、を有するローラー接離機構６０を備えている。ローラー接離機構６０は、４本の一次転写ローラー６ａ〜６ｄを、それぞれ中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ〜１ｄ（図１参照）に圧接するカラーモードと、一次転写ローラー６ｄのみを中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ｄに圧接するモノクロモードと、４本の一次転写ローラー６ａ〜６ｄの全てを中間転写ベルト８から離間させる退避モードとに切り替え可能である。 The intermediate transfer unit 30 reciprocates a pair of support members (not shown) that rotatably support both ends of the rotation shafts of the primary transfer rollers 6a to 6d and the support members perpendicularly to the traveling direction of the intermediate transfer belt 8. A roller contact / detachment mechanism 60 having a driving means (not shown) for moving is provided. The roller contact / disengagement mechanism 60 has a color mode in which four primary transfer rollers 6a to 6d are pressed against the photoconductor drums 1a to 1d (see FIG. 1) via an intermediate transfer belt 8, and only the primary transfer rollers 6d. It is possible to switch between a monochrome mode in which the photoconductor drum 1d is pressed against the photoconductor drum 1d via the intermediate transfer belt 8 and a retracting mode in which all four primary transfer rollers 6a to 6d are separated from the intermediate transfer belt 8.

図４は、本発明の一実施形態に係るベルトクリーニングユニット１９の外観斜視図、図５は、ベルトクリーニングユニット１９の内部構成を示す側面断面図である。ベルトクリーニングユニット１９は、ハウジング４０内に、ファーブラシ４１、回収ローラー４３、スクレーパー４５、搬送スパイラル４７を備えており、ハウジング４０の一端にはファーブラシ４１、回収ローラー４３、及び搬送スパイラル４７にクリーニング駆動モーター（図示せず）からの駆動力を入力する駆動入力ギア列４８が配置されている。 FIG. 4 is an external perspective view of the belt cleaning unit 19 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a side sectional view showing an internal configuration of the belt cleaning unit 19. The belt cleaning unit 19 includes a fur brush 41, a recovery roller 43, a scraper 45, and a transfer spiral 47 in the housing 40, and one end of the housing 40 is cleaned by the fur brush 41, the recovery roller 43, and the transfer spiral 47. A drive input gear train 48 for inputting a driving force from a drive motor (not shown) is arranged.

ファーブラシ４１は、ハウジング４０の開口部４０ａ側において、中間転写ベルト８を介してテンションローラー１１と対向配置されている。ファーブラシ４１は、中間転写ベルト８の移動方向に対しカウンター方向（図５の時計回り方向）に回転することにより、中間転写ベルト８上に残存するトナーや紙粉等の異物（以下、トナー等という）を掻き取る。回収ローラー４３に接触するファーブラシ４１のブラシ部分は電気抵抗値１〜９００ＭΩ程度の導電性の繊維で形成されている。 The fur brush 41 is arranged on the opening 40a side of the housing 40 so as to face the tension roller 11 via the intermediate transfer belt 8. The fur brush 41 rotates in the counter direction (clockwise direction in FIG. 5) with respect to the moving direction of the intermediate transfer belt 8, so that foreign matter such as toner and paper dust remaining on the intermediate transfer belt 8 (hereinafter, toner, etc.) ) Is scraped off. The brush portion of the fur brush 41 in contact with the recovery roller 43 is made of conductive fibers having an electric resistance value of about 1 to 900 MΩ.

回収ローラー４３は、ファーブラシ４１の表面に接触しながらファーブラシ４１と逆方向（図５の反時計回り方向）に回転することにより、ファーブラシ４１に付着したトナー等を回収する。回収ローラー４３には高圧電源７０（図６参照）が接続されており、中間転写ベルト８のクリーニング時にトナーと逆極性（ここでは負極性）のクリーニングバイアスが印加される。また、テンションローラー１１はグランドに接地（アース）されている。その結果、中間転写ベルト８から掻き取られたトナー等はファーブラシ４１のブラシ部分に電気的及び機械的に回収され、さらに回収ローラー４３に電気的に移動する。 The recovery roller 43 collects the toner and the like adhering to the fur brush 41 by rotating in the direction opposite to the fur brush 41 (counterclockwise direction in FIG. 5) while contacting the surface of the fur brush 41. A high-voltage power supply 70 (see FIG. 6) is connected to the recovery roller 43, and a cleaning bias having a polarity opposite to that of the toner (here, negative electrode) is applied when cleaning the intermediate transfer belt 8. Further, the tension roller 11 is grounded to the ground. As a result, the toner or the like scraped from the intermediate transfer belt 8 is electrically and mechanically recovered by the brush portion of the fur brush 41, and further electrically transferred to the recovery roller 43.

スクレーパー４５は、回収ローラー４３の回転方向に対し下流側（回収ローラー４３の表面の移動方向に対しカウンター方向）から回収ローラー４３に接触して回収ローラー４３によって回収されたトナー等を掻き落とし、回収ローラー４３を清掃する。搬送スパイラル４７は、ハウジング４０のトナー収容部４０ｂ内に配置されており、スクレーパー４５によって回収ローラー４３から掻き落とされたトナー等をハウジング４０の外部の廃トナー回収容器（図示せず）へ搬送する。 The scraper 45 contacts the recovery roller 43 from the downstream side with respect to the rotation direction of the recovery roller 43 (counter direction with respect to the movement direction of the surface of the recovery roller 43), scrapes off the toner and the like collected by the recovery roller 43, and collects the toner. Clean the roller 43. The transport spiral 47 is arranged in the toner accommodating portion 40b of the housing 40, and transports the toner or the like scraped off from the recovery roller 43 by the scraper 45 to a waste toner recovery container (not shown) outside the housing 40. ..

また、ハウジング４０内には回収ローラー４３の長手方向（図５の紙面と垂直な方向）の全域に亘ってシール部材５０が対向配置されている。シール部材５０は、絶縁性のフィルムで形成されており、シール部材５０の先端部が所定の接触圧で回収ローラー４３に接触している。このシール部材５０によってハウジング４０内が開口部４０ａとトナー収容部４０ｂとに区画される。シール部材５０の接触圧は、回収ローラー４３に付着しているトナーは掻き落とさずに、スクレーパー４５で掻き落としたトナー等が再び回収ローラー４３側に向かわないように設定する必要がある。 Further, in the housing 40, the seal members 50 are arranged to face each other over the entire longitudinal direction of the recovery roller 43 (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5). The seal member 50 is formed of an insulating film, and the tip end portion of the seal member 50 is in contact with the recovery roller 43 at a predetermined contact pressure. The inside of the housing 40 is divided into an opening 40a and a toner accommodating portion 40b by the sealing member 50. It is necessary to set the contact pressure of the seal member 50 so that the toner adhering to the recovery roller 43 is not scraped off and the toner or the like scraped off by the scraper 45 does not go toward the recovery roller 43 side again.

前述したように、シール部材５０と回収ローラー４３との接触部分にトナーが堆積すると、シール部材５０と回収ローラー４３との間に隙間が生じ、開口部４０ａとトナー収容部４０ｂとを完全に遮断できなくなる。その結果、トナー収容部４０ｂから開口部４０ａに逆流した廃トナーがファーブラシ４１に再付着し、さらに中間転写ベルト８上に移行してトナー落ちが発生するおそれがある。 As described above, when toner is deposited on the contact portion between the seal member 50 and the recovery roller 43, a gap is formed between the seal member 50 and the recovery roller 43, and the opening 40a and the toner accommodating portion 40b are completely blocked. become unable. As a result, the waste toner that has flowed back from the toner accommodating portion 40b to the opening 40a may reattach to the fur brush 41 and further move onto the intermediate transfer belt 8 to cause toner drop.

そこで、本実施形態のベルトクリーニングユニット１９では、シール部材５０を回収ローラー４３または回収ローラー４３の表面に付着したトナーと接触させて摩擦帯電させることにより、シール部材５０と回収ローラー４３との接触部分へのトナーの堆積を抑制している。より具体的には、シール部材５０をトナーと逆極性であって回収ローラー４３よりもトナーと同極性側に摩擦帯電させる。 Therefore, in the belt cleaning unit 19 of the present embodiment, the sealing member 50 is brought into contact with the recovery roller 43 or the toner adhering to the surface of the recovery roller 43 to be triboelectrically charged, so that the contact portion between the sealing member 50 and the recovery roller 43 is formed. It suppresses the accumulation of toner on the surface. More specifically, the seal member 50 is triboelectrically charged to the same polarity side as the toner as opposed to the toner and to the same polarity side as the toner.

本実施形態のベルトクリーニングユニット１９では、トナー、回収ローラー４３、シール部材５０の帯電系列をトナー＞シール部材５０＞回収ローラー４３の順になるようにシール部材５０の材質や回収ローラー４３のコーティング層、メッキ層の材質が選定される。 In the belt cleaning unit 19 of the present embodiment, the material of the seal member 50 and the coating layer of the recovery roller 43 are arranged so that the charging series of the toner, the recovery roller 43, and the seal member 50 is in the order of toner> seal member 50> recovery roller 43. The material of the plating layer is selected.

例えば、トナーよりも帯電系列が下位であるポリエステル樹脂を用いてシール部材５０を形成し、回収ローラー４３の表面にポリエステル樹脂よりも帯電系列が下位であるフッ素系材料を用いてコーティング層またはメッキ層を形成する。 For example, the sealing member 50 is formed using a polyester resin having a lower charging series than the toner, and a coating layer or a plating layer is used on the surface of the recovery roller 43 using a fluorine-based material having a lower charging series than the polyester resin. To form.

帯電系列とは、２種類の物質を互いに摩擦して帯電させる場合、正（＋）に帯電しやすい物質を上位に、負（−）に帯電しやすい物質を下位に並べたものをいう。物質の帯電極性は摩擦する相手によって変わり、帯電系列の上位の物質と下位の物質を擦りあわせると上位の物質が正、下位の物質が負に帯電する。本実施形態の場合、シール部材５０が回収ローラー４３またはトナーとの摩擦により、回収ローラー４３よりも正、且つトナーよりも負に帯電する。 When two types of substances are rubbed against each other to be charged, the charging series refers to a substance in which a substance that is easily charged positively (+) is arranged at the top and a substance that is easily charged in the negative (-) at the bottom. The charging polarity of a substance changes depending on the friction partner, and when the upper substance and the lower substance of the charging series are rubbed together, the upper substance is positively charged and the lower substance is negatively charged. In the case of the present embodiment, the sealing member 50 is charged more positively than the recovery roller 43 and more negatively than the toner due to friction with the recovery roller 43 or the toner.

なお、シール部材５０とトナーの帯電系列が逆転して、帯電系列がシール部材５０＞トナー＞回収ローラー４３の順になると、トナーからシール部材５０への電荷の流れが発生し、トナーの帯電量が低下してしまうおそれがある。その結果、回収ローラー４３に対するトナーの電気的な付着力が低下し、シール部材５０と回収ローラー４３との接触部分でトナーが堆積し易くなってしまう。逆に、帯電系列がトナー＞回収ローラー４３＞シール部材５０の順になると、回収ローラー４３よりもシール部材５０の方がトナーを電気的に引き付ける力が大きくなり、トナーがより堆積しやすくなる。よってシール部材５０へのトナーの付着力を低下させつつ、トナーの電荷が抜けないようにするには帯電系列をトナー＞シール部材５０＞回収ローラー４３の順とする必要がある。 When the charge series of the seal member 50 and the toner are reversed and the charge series is in the order of seal member 50> toner> recovery roller 43, a flow of electric charge is generated from the toner to the seal member 50, and the charge amount of the toner is increased. It may decrease. As a result, the electrical adhesion of the toner to the recovery roller 43 is reduced, and the toner is likely to be deposited at the contact portion between the sealing member 50 and the recovery roller 43. On the contrary, when the charging series is in the order of toner> recovery roller 43> seal member 50, the sealing member 50 has a larger force to electrically attract the toner than the recovery roller 43, and the toner is more easily deposited. Therefore, in order to prevent the electric charge of the toner from being released while reducing the adhesive force of the toner to the sealing member 50, it is necessary to set the charging series in the order of toner> sealing member 50> recovery roller 43.

本実施形態の構成によれば、シール部材５０よりも回収ローラー４３の方がトナーの電気的付着力が大きくなるため、シール部材５０と回収ローラー４３との接触部分に進入したトナーは回収ローラー４３に連れ回りして接触部分を円滑にすり抜けることができる。従って、シール部材５０と回収ローラー４３との接触部分でのトナーの堆積が抑制されるため、トナー回収部４０ｂから開口部４０ａへの廃トナーの逆流によるトナー落ちの発生を効果的に抑制することができる。 According to the configuration of the present embodiment, the recovery roller 43 has a larger electric adhesive force of toner than the seal member 50, so that the toner that has entered the contact portion between the seal member 50 and the recovery roller 43 is collected by the recovery roller 43. It is possible to smoothly slip through the contact part by turning around. Therefore, since the accumulation of toner at the contact portion between the sealing member 50 and the recovery roller 43 is suppressed, it is possible to effectively suppress the occurrence of toner dropping due to the backflow of waste toner from the toner recovery portion 40b to the opening 40a. Can be done.

また、回収ローラー４３または回収ローラー４３に付着したトナーとの摩擦によってシール部材５０を摩擦帯電させるため、シール部材５０に電圧を印加するための電源や配線の必要がなく、トナー落ちの発生を簡易且つ低コストで抑制可能となる。 Further, since the seal member 50 is triboelectrically charged by friction with the recovery roller 43 or the toner adhering to the recovery roller 43, there is no need for a power supply or wiring for applying a voltage to the seal member 50, and the occurrence of toner drop is simplified. Moreover, it can be suppressed at low cost.

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、ファーブラシ４１を用いて中間転写ベルト８の表面に残留したトナーを除去するベルトクリーニングユニット１９を例示しているが、ファーブラシ４１を用いて感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置７ａ〜７ｄにも同様に適用できる。 Others The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the belt cleaning unit 19 for removing the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 by using the fur brush 41 is illustrated, but the surface of the photoconductor drums 1a to 1d is illustrated by using the fur brush 41. The same can be applied to cleaning devices 7a to 7d for removing the toner remaining in the above.

また、上記実施形態では帯電方向が正（プラス側）である正帯電トナーを用いる場合を例に挙げて説明したが、帯電方向が負（マイナス側）である負帯電トナーを用いる場合にも全く同様に適用可能である。負帯電トナーを用いる場合、シール部材５０の材料、回収ローラー４３のコーティング材料やメッキ材料の帯電系列の方向は上記と正負が全く逆になる。即ち、帯電系列がトナー＜シール部材５０＜回収ローラー４３となるように、トナーよりも帯電系列が上位の材料でシール部材５０を形成すれば良く、シール部材５０よりも帯電系列が上位の材料で回収ローラー４３にコーティング処理またはメッキ処理すれば良い。 Further, in the above embodiment, the case of using the positively charged toner having a positive charging direction (plus side) has been described as an example, but the case of using a negatively charged toner having a negative charging direction (minus side) is also used. It is also applicable. When a negatively charged toner is used, the positive and negative directions of the material of the sealing member 50, the coating material of the recovery roller 43, and the plating material are completely opposite to those described above. That is, the seal member 50 may be formed of a material having a charge series higher than that of the toner so that the charge series is toner <seal member 50 <recovery roller 43, and the material has a charge series higher than that of the seal member 50. The recovery roller 43 may be coated or plated.

また、本発明は図１に示したようなタンデム型のカラープリンターに限らず、モノクロプリンターやカラー複写機、デジタル複合機等、クリーニング装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。 Further, the present invention is not limited to the tandem type color printer as shown in FIG. 1, and can be applied to various image forming devices equipped with a cleaning device such as a monochrome printer, a color copier, and a digital multifunction device.

本発明は、クリーニングブラシを用いて像担持体表面の残留トナーを除去するクリーニング装置に利用可能である。本発明の利用により、クリーニングブラシを用いて像担持体表面のトナーを除去する際に発生する飛散トナーのハウジング外部への漏出を効果的に防止可能なクリーニング装置を提供することができる。 The present invention can be used in a cleaning device that removes residual toner on the surface of an image carrier using a cleaning brush. By utilizing the present invention, it is possible to provide a cleaning device capable of effectively preventing leakage of scattered toner generated when removing toner on the surface of an image carrier using a cleaning brush to the outside of the housing.

Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム
８ 中間転写ベルト（像担持体）
９ 二次転写ローラー
１９ ベルトクリーニングユニット（クリーニング装置）
３０ 中間転写ユニット
４０ ハウジング
４０ａ 開口部
４０ｂ トナー収容部
４１ ファーブラシ（クリーニングブラシ）
４３ 回収ローラー
４５ スクレーパー
４７ 搬送スパイラル
５０ シール部材
７０ 高圧電源（電圧印加装置）
１００ 画像形成装置 Pa to Pd Image forming part 1a to 1d Photoreceptor drum 8 Intermediate transfer belt (image carrier)
9 Secondary transfer roller 19 Belt cleaning unit (cleaning device)
30 Intermediate transfer unit 40 Housing 40a Opening 40b Toner housing 41 Fur brush (cleaning brush)
43 Recovery roller 45 Scraper 47 Conveyance spiral 50 Sealing member 70 High-voltage power supply (voltage application device)
100 image forming device

Claims (5)

接地された像担持体に接触した状態で回転することにより前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニングブラシと、
該クリーニングブラシに接触した状態で回転することにより前記クリーニングブラシに付着したトナーを回収する回収ローラーと、
該回収ローラーに付着したトナーを除去するスクレーパーと、
前記クリーニングブラシの外周面の一部が露出する開口部と、前記スクレーパーにより前記回収ローラーから除去されたトナーを貯留するトナー収容部と、が形成されたハウジングと、
前記回収ローラーの回転方向に対し前記クリーニングブラシとの接触領域よりも下流側において前記回収ローラーと接触するように配置され、前記ハウジング内を前記開口部と前記トナー収容部とに区画する絶縁性のシール部材と、
を有し、
前記回収ローラーは、電圧印加装置に接続されることによりトナーと逆極性の電圧が印加され、前記クリーニングブラシは、前記回収ローラーおよび前記像担持体の両方に接触することでトナーと逆極性であって前記回収ローラーの電位よりもトナーと同極性側にシフトした電位に帯電されており、
前記シール部材は、前記回収ローラーまたは前記回収ローラーに付着したトナーとの摩擦によってトナーと逆極性であって前記回収ローラーの電位よりもトナーと同極性側にシフトした電位に摩擦帯電され、
前記トナーが正帯電性であり、前記トナー、前記シール部材、前記回収ローラーの順に帯電系列が低くなっていることを特徴とするクリーニング装置。 A cleaning brush that removes toner remaining on the image carrier by rotating in contact with the grounded image carrier.
A collection roller that collects toner adhering to the cleaning brush by rotating in contact with the cleaning brush.
A scraper that removes the toner adhering to the recovery roller, and
A housing in which an opening in which a part of the outer peripheral surface of the cleaning brush is exposed and a toner accommodating portion for storing toner removed from the recovery roller by the scraper are formed.
Wherein with respect to the rotation direction of the collection roller than the contact area of the cleaning brush is placed in contact with the recovery roller in the lower stream side, the insulating partitioning the inside said housing and said toner accommodating portion and said opening Seal member and
Have,
The recovery roller is connected to a voltage application device to apply a voltage having a polarity opposite to that of the toner, and the cleaning brush has a polarity opposite to that of the toner by contacting both the recovery roller and the image carrier. It is charged with a potential shifted to the same polarity side as the toner from the potential of the recovery roller.
The sealing member is triboelectrically charged to a potential that is opposite in polarity to the toner due to friction with the recovery roller or the toner adhering to the recovery roller and is shifted to the same polarity side as the toner from the potential of the recovery roller.
A cleaning device characterized in that the toner is positively charged and the charging series is lowered in the order of the toner, the sealing member, and the collecting roller. 前記シール部材がポリエステル樹脂により形成されることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1, wherein the sealing member is made of a polyester resin . 前記回収ローラーの表面にフッ素系材料からなるコーティング層またはメッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。 The cleaning apparatus according to claim 1 or 2, wherein a coating layer or a plating layer made of a fluorine-based material is formed on the surface of the recovery roller . 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置。 An image forming apparatus including the cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 3 . トナー像を形成する画像形成部と、
該画像形成部において形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像を記録媒体上に二次転写する二次転写ローラーと、
を備え、
前記クリーニング装置は、前記中間転写ベルト表面の残留トナーを除去するベルトクリーニング装置であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。 An image forming part that forms a toner image and
An intermediate transfer belt on which the toner image formed in the image forming portion is primarily transferred, and
A secondary transfer roller that secondarily transfers the toner image that was primarily transferred on the intermediate transfer belt onto a recording medium, and
With
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the cleaning apparatus is a belt cleaning apparatus that removes residual toner on the surface of the intermediate transfer belt .
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