(57)【要約】【課題】  フィルミングの発生を抑制する工夫がなされたクリーニング機構を提供する。【解決手段】  回転ブラシによって除去された残留トナーを回収する残留トナー回収機構が、回転ブラシに接触する接触位置を経由して循環する無端ベルトと、接触位置に配備され回転ブラシにより像担持体から除去された残留トナーを回転ブラシから無端ベルト上に補集させる補集部と、無端ベルトの循環方向に沿う、補集部の下流側に配備され、無端ベルト上の残留トナーを加熱溶融させる加熱部と、循環方向に沿う、加熱部の下流側に配備され、溶融したトナーを冷却して凝固させる冷却部と、循環方向に沿う、冷却部の下流側に配備され、凝固したトナーを無端ベルト上から剥離する剥離部とを備えた。【選択図】        図２
2007101870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体上にトナー像を形成し該トナー像を最終的に記録用紙上に転写して定着する画像形成装置に採用される、トナー像を担持するトナー像担持体表面の残留トナーを該像担持体から除去して回収するクリーニング機構において、
前記像担持体表面に毛部先端を接触させながら回転して該像担持体表面から残留トナーを除去する回転ブラシと、
前記回転ブラシによって除去された残留トナーを回収する残留トナー回収機構とを備え、
前記残留トナー回収機構が、
前記回転ブラシに接触する接触位置を経由して循環する無端ベルトと、
前記接触位置に配備され前記回転ブラシにより前記像担持体から除去された残留トナーを該回転ブラシから前記無端ベルト上に補集させる補集部と、
前記無端ベルトの循環方向に沿う、前記補集部の下流側に配備され、前記無端ベルト上の残留トナーを加熱溶融させる加熱部と、
前記循環方向に沿う、前記加熱部の下流側に配備され、溶融したトナーを冷却して凝固させる冷却部と、
前記循環方向に沿う、前記冷却部の下流側に配備され、凝固したトナーを前記無端ベルト上から剥離する剥離部とを備えたことを特徴とするクリーニング機構。
【請求項２】
前記捕集部が、前記無端ベルト裏面への電圧印加により残留トナーを前記回転ブラシから前記無端ベルトに静電的に捕集するものであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング機構。
【請求項３】
前記冷却部が、前記無端ベルトが掛け回され、内部に送風される中空ローラであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング機構。
【請求項４】
前記剥離部が、前記無端ベルトの循環方向の変化を利用した曲率剥離により該無端ベルトからトナーを剥離するものであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング機構。
【請求項５】
前記無端ベルトは、水との接触角が９０°以上のものであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング機構。
【請求項６】
前記加熱部は、前記無端ベルトを、回収する残留トナーのガラス転移温度よりも１０℃以上高い温度にまで加熱するものであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を最終的に記録用紙上に転写して定着する画像形成装置に採用される、トナー像を担持するトナー像担持体表面の残留トナーを該像担持体から除去して回収するクリーニング機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転する像担持体表面にトナー像を形成し、このトナー像を最終的に記録用紙上に転写して定着する画像形成装置には、中間転写ベルトや記録用紙などへのトナー像の転写後に像担持体の表面に残留した残留トナーをクリーニングするためのクリーニングブレードを像担持体に当接させているものがある。
【０００３】
ところで、近年、定着温度を低温化することで、画質向上や省エネルギー化を図る試みがなされているが、これに伴って、温度が低くてもトナー像の安定的な定着が可能となるように、トナーの結着樹脂として結晶性樹脂を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）
ところが、この結晶性樹脂は強度が低いことから、この樹脂を用いたトナーを、像担持体表面にクリーニングブレードを当接させてクリーニングを行なう画像形成装置において使用すると、フィルミングの発生が従来よりも頻繁になることが報告されている。
【０００４】
そこで、転写を終えた像担持体表面を回転しながら摺擦する回転ブラシを備え、この回転ブラシにトナーとは逆極性の電荷を付与することにより、トナー像転写後の像担持体表面に残留した残留トナーを電気的に回収し、回収した残留トナーを、回転ブラシの電位よりも高電位の捕集ローラで捕集する提案がなされている。
【特許文献１】特開２０００−３５２８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この捕集ローラで残留トナーを捕集する提案でも、結局の所、捕集した残留トナーをスクレーパで刮ぎ落とすことから、フィルミングの発生が従来よりも頻繁になる点では、クリーニングブレードを用いる場合と同じである。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、フィルミングの発生を抑制する工夫がなされたクリーニング機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明のクリーニング機構は、
回転する像担持体上にトナー像を形成しこのトナー像を最終的に記録用紙上に転写して定着する画像形成装置に採用される、トナーを担持するトナー像担持体表面の残留トナーをこの像担持体から除去して回収するクリーニング機構において、
上記像担持体表面に毛部先端を接触させながら回転してこの像担持体表面から残留トナーを除去する回転ブラシと、
上記回転ブラシによって除去された残留トナーを回収する残留トナー回収機構とを備え、
上記残留トナー回収機構が、
上記回転ブラシに接触する接触位置を経由して循環する無端ベルトと、
上記接触位置に配備され上記回転ブラシにより上記像担持体から除去された残留トナーをこの回転ブラシから上記無端ベルト上に補集させる補集部と、
上記無端ベルトの循環方向に沿う、上記補集部の下流側に配備され、上記無端ベルト上の残留トナーを加熱溶融させる加熱部と、
上記循環方向に沿う、上記加熱部の下流側に配備され、溶融したトナーを冷却して凝固させる冷却部と、
上記循環方向に沿う、上記冷却部の下流側に配備され、凝固したトナーを上記無端ベルト上から剥離する剥離部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のクリーニング機構では、回転ブラシから無端ベルト上に捕集した残留トナーを加熱溶融した後に冷却凝固させている。したがって、本発明のクリーニング機構によれば、残留トナーが纏まった状態で無端ベルト上から剥離されることから、トナーが粒状のまま剥離される場合に比べフィルミングの発生を抑制することができる。
【０００９】
ここで、上記剥離部が、上記無端ベルトの循環方向の変化を利用した曲率剥離によりこの無端ベルトからトナーを剥離するものであることが好ましい。
【００１０】
この様に、曲率剥離を利用して残留トナーを無端ベルトから剥離すると、残留トナーを無端ベルトに押し付けることなく剥離が行われることから、フィルミングの発生を一層抑制することができる。
【００１１】
ここで、上記捕集部が、上記無端ベルト裏面への電圧印加により残留トナーを上記回転ブラシから上記無端ベルトに静電的に捕集するものであってもよく、また、上記冷却部が、上記無端ベルトが掛け回され、内部に送風される中空ローラであってもよい。
【００１２】
また、上記無端ベルトは、水との接触角が９０°以上のものであることが好ましい。
【００１３】
この様に、無端ベルトが撥水性を有するものであると、無端ベルトに対する、加熱溶融した残留トナーの接触面積を狭小化することができることから、フィルミングの発生を一層抑制することができる。
【００１４】
上記加熱部は、上記無端ベルトを、回収する残留トナーのガラス転移温度よりも１０℃以上高い温度にまで加熱するものであることも好ましい態様である。
【００１５】
この様に、無端ベルトの温度を、回収するトナーのガラス転移温度よりも１０℃以上高い温度にまで加熱して残留トナーを確実に溶融すると、凝固後の転写残留トナー内の粒子同士の結合力が高まることから、フィルミングの発生を一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のクリーニング機構によれば、フィルミングの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明のクリーニング機構の一実施形態が採用されているプリンタの概略構成図である。
【００１９】
図１に示すプリンタ１は、帯電器１１により所定の電荷が付与された、矢印Ａ方向に回転する感光体１０の表面に、送信されてきた画像データに基づいて露光器１２で生成した露光光を照射することで静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像器１３に収容したトナーで現像し、この現像により得られたトナー像を、用紙トレイ１７から用紙搬送装置１７ａにより引き出され矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写器１４によって転写し、定着器１５により定着することにより記録用紙上に画像を形成するモノクロ画像専用機である。
【００２０】
また、このプリンタ１には、トナー像を担持する感光体１０の表面の残留トナーをこの感光体１０から除去して回収するクリーニング機構１６が備えられている。尚、本発明のクリーニング機構は、モノクロ画像専用機ではなくカラー画像機に適用されるものであってもよい。
【００２１】
図２は、図１に示すクリーニング機構の概略構成図である。
【００２２】
図２に示すクリーニング機構１６は、感光体１０の表面から残留トナーを除去する回転ブラシ１６ａと、回転ブラシ１６ａに接触する接触位置１６０を経由して循環する無端ベルト１６ｆと、無端ベルト１６ｆが掛け回され、残留トナーを回転ブラシ１６ａから無端ベルト１６ｆの表面に静電的に捕集する捕集ローラ１６ｂと、無端ベルト１６ｆの循環方向に沿う、捕集ローラ１６ｂの下流側に配備された、無端ベルト１６ｆ上の残留トナーを加熱溶融させる加熱プレート１６ｄと、無端ベルト１６ｆが掛け回されて内部に送風されることで加熱プレート１６ｄで加熱溶融されたトナーを冷却して凝固させる中空ローラ１６ｃと、循環方向に沿う、中空ローラ１６ｃの下流側に配備され、凝固したトナーを無端ベルト１６ｆの表面から剥離すると共に無端ベルト１６ｆが掛け回された、捕集ローラ１６１ａや冷却ローラ１６ｃよりも小径の第１小径ローラ１６１ｅおよび第２小径ローラ１６２ｅとで構成されている。
【００２３】
回転ブラシ１６ａには、残留トナーの帯電極性とは逆極性の電圧＋３００（Ｖ）が印加されており、回転ブラシ１６ａは、感光体１０の表面に毛部１６１ａの先端を接触させながら回転することで感光体１０の表面から残留トナーを除去する。
【００２４】
捕集ローラ１６ｂは、接触位置１６０において、無端ベルト１６ｆの裏面に接触しており、また、捕集ローラ１６ｂには、回転ブラシ１６ａに印加されている電圧よりも高い＋６００（Ｖ）が印加されている。これにより、回転ブラシ１６ａが回収した残留トナーは、捕集ローラ１６ｂによって、無端ベルト上に静電的に捕集される。
【００２５】
図２には、感光体表面から回転ブラシ１６ａによって回収された残留トナーが、捕集ローラ１６ｂによって無端ベルト上に捕集されている様子が示されており、また、無端ベルト上に捕集された残留トナーは、加熱プレート上を通過する際に溶融されて纏まり、中空ローラ１６ｃ上を通過する際に冷却されて凝固する様子も示されている。
【００２６】
本実施形態のクリーニング機構１６では、残留トナーが纏まった状態で無端ベルト上から剥離されることから、トナーが粒状のまま剥離される従来に比べフィルミングの発生を抑制することができる。
【００２７】
さらに、このクリーニング機構１６では、第１小径ローラ１６１ｅおよび第２小径ローラ１６２ｅの径および配置により、凝固した残留トナーは、外部からの力により無端ベルト１６ｆに押し付けられることなく剥離される。このため、このクリーニング機構１６によれば、フィルミングの発生を一層抑制することができる。
【００２８】
また、無端ベルト１６ｆは、水との接触角が９０°以上の撥水性を有するシリコン樹脂を含有する表面層を有している。これにより、溶融した残留トナーの無端ベルト１６ｆへの接触面積は狭小化されることで密着度合は弱められており、フィルミングの発生の一層の抑制が図られている。
【００２９】
また、加熱プレート１６ｄは、無端ベルト１６ｆを、回収する残留トナーのガラス転移温度よりも少なくとも１０℃以上高い温度にまで加熱するようになっており、これにより、無端ベルト上に捕集された残留トナーは確実に溶融されることで纏まりやすくなると共に、凝固後の残留トナー内の粒子同士の結合力が高まることから、フィルミングの発生を一層抑制することができる。
【００３０】
図３は、本実施形態のクリーニング機構における実施例を示す図である。
【００３１】
図３には、ポリイミドを基材とする、抵抗５×１０８Ωｃｍのフッ素系エラストマで表面層が形成された無端ベルト１６ｆ、回転速度が７５ｍｍ／ｓの捕集ローラ１６ｂ、毛部１６１ａが５ｍｍのナイロン製で印加電圧が＋３００Ｖの回転ブラシ１６ａ、および、内部への送風により、無端ベルト１６ｆの温度を、使用するトナーのガラス転移温度と同じ温度である４０℃にまで下げる中空ローラ１６ｃを用い、加熱プレート１６ｄによる無端ベルト１６ｆの温度と、第１小径ローラ１６１ｅおよび第２小径ローラ１６２ｅの径を変更して行った、凝固後の残留トナーの剥離性が示されている。
【００３２】
図３からは、ガラス転移温度が４０℃のトナーを、いずれもガラス転移温度を１０℃以上高い温度で加熱溶融した後、ガラス転移温度にまで冷却することで、第１小径ローラ１６１ｅおよび第２小径ローラ１６２ｅの径が２０ｍｍの場合であっても、また３０ｍｍの場合のいずれであっても剥離性が良好であることが読みとれる。
【００３３】
以上説明した実施形態では、残留トナーの加熱温度を残留トナーのガラス転移温度よりも１０℃以上高い温度にまで加熱する場合を例に挙げて説明したが、本発明は残留トナーを溶融できればよく、また、無端ベルト１６ｆが、水との接触角が９０°以上のものを用いた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではない。また、加熱溶融された残留トナーを中空ローラ１６ｃの内部に送風することにより冷却する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、さらに、回転ブラシ１６ａにより回収した残留トナーの無端ベルトによる捕集を静電的に行う例を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではない。
【００３４】
また、以上に説明した実施形態では、２つの小径ローラの配置の工夫による曲率剥離を利用して、凝固後の残留トナーを無端ベルト１６ｆから剥離する例を挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ブレードやスクレーパを用いて無端ベルト上から残留トナーを剥離するものであっても、本発明の基本的効果は減却されない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のクリーニング機構の一実施形態が採用されているプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示すクリーニング機構の概略構成図である。
【図３】本実施形態のクリーニング機構における実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  プリンタ
１６  クリーニング機構
１６ａ  回転ブラシ
１６０  接触位置
１６１ａ  毛部
１６ｂ  捕集ローラ
１６ｃ  中空ローラ
１６ｄ  加熱プレート
１６１ｅ  第１小径ローラ
１６２ｅ  第２小径ローラ
１６ｆ  無端ベルト
【図１】
2007101870.tif 000003
【図２】
2007101870.tif 000004
【図３】
2007101870.tif 000005