JP2004126122A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2004126122A
JP2004126122A JP2002288722A JP2002288722A JP2004126122A JP 2004126122 A JP2004126122 A JP 2004126122A JP 2002288722 A JP2002288722 A JP 2002288722A JP 2002288722 A JP2002288722 A JP 2002288722A JP 2004126122 A JP2004126122 A JP 2004126122A
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JP
Japan
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cleaning blade
tension roller
intermediate transfer
transfer belt
image forming
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Application number
JP2002288722A
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Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Kuribayashi
栗林  郁夫
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus by which cleaning is excellently performed by providing an equalizing mechanism to a cleaning blade and also installing the cleaning blade in the attitude of a specified range. <P>SOLUTION: In the image forming apparatus where the top end of the cleaning blade abutting on an intermediate transfer belt so as to be opposed to a tension roller abuts in a state that a downstream side is inclined in the running direction of the intermediate transfer belt so as to make an acute angle, the cleaning blade is pivotally supported nearly at the center part of the intermediate transfer belt in a width direction so as to be turnable, and when the acute angle out of angles formed by the cleaning blade with the tangent of the surface of the intermediate transfer belt at its abutting part is set as Φ and an angle formed by vector in a direction where the tension roller is energized by an energizing means with vector connecting the center of the tension roller and the abutting part on the downstream side of an endless belt in the running direction is set as θ, the relation of Φ-90≤θ<Φ+5 is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端ベルトを用いて画像を転写する画像形成装置に関し、特にベルトを清掃するためにクリーニングブレード形状のクリーニング装置を有する画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置において、感光体ドラムのような像担持体上に形成されたトナー画像を、中間転写体上に複数回転写してフルカラー画像を形成し、紙などの記録材上に一括して転写する構成のものが提供されている。中でも、各色のトナー画像を形成する複数の像担持体と、各像担持体に中間転写体として無端ベルトである中間転写ベルトを当接させ、トナー画像を重畳的に一次転写させた後に、記録材に一括して二次転写させる構成が広く知られている。
【0003】
かかる中間転写ベルトを用いた構成にあっては、トナー画像を二次転写させた後に中間転写ベルトを清掃する必要がある。クリーニング方式はファーブラシ方式、クリーニングブレード方式等があるが、ウレタンゴムの板クリーニングブレードを使用したブレードクリーニング方式は、構成が簡単で、かつクリーニング効果も高い方式としてよく使用されている。その中でも、クリーニングブレードの先端を中間転写ベルトの走行方向に対して下流側が鋭角となるよう傾斜させた状態で当接する、いわゆるカウンター当接する方法が、クリーニング性も良好で、頻繁に使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記中間転写ベルトを駆動するためには、モータからの駆動をベルトに伝える駆動ローラと、中間転写ベルトの張力を維持するためのテンションローラが最低限必要である。ここで中間転写ベルトは像担持体との当接部において最も負荷が大きいことから、像担持体との当接部の下流側に駆動ローラを配置する必要がある。像担持体との当接部の上流側に駆動ローラを配置するとベルトに撓みが生じやすくなり、より大きな張力をベルトに与える必要が生じるため、ベルトへのダメージが大きくなるからである。このため像担持体との当接部より上流側にテンションローラを配置することとなり、中間転写ベルトを清掃するクリーニング装置は、テンションローラを対向ローラとして当接するよう配置することとなる。
【0005】
テンションローラは、中間転写ベルトに対して一定の張力を与える目的のため、バネなどにより一定荷重でベルトを支えている。すなわちテンションローラは装置本体に対して位置が固定されているわけではなく、ベルトの周長や厚みムラ、テンションローラ自身や他のローラ(例えば駆動ローラ)の偏心などの影響を受け、その位置は時々刻々と変化する。クリーニング装置としてブレードクリーニング方式を採用した場合、このような対向ローラであるテンションローラの位置の不正確さは非常に大きな不利を生み出すことになる。
【0006】
ブレードクリーニング方式は最適設定時における性能の高さは他のクリーニング方式の追従を許さないところではあるが、当接圧が高すぎるとクリーニングブレードがビビリやすくなったりする等、弊害が発生しやすい。このためクリーニングブレードの当接圧の許容範囲、言い換えれば設定の許容範囲は、他のクリーニング方式、例えばファーブラシを利用したクリーニング方式などに比べて狭い傾向にある。したがって、テンションローラのように位置が変動するローラを対向ローラとしては、ブレードクリーニング方式を採用するのは困難があった。
【0007】
この問題を解決する手段として、クリーニングブレードを、バネの力を利用して中間転写ベルトに一定圧力で当接させる構成を利用することにより、比較的容易に使うことができる。しかし、例えば中間転写ベルトの奥側と手前側の周長に差がある場合、テンションローラの軸が傾き、クリーニングブレードとの間に母線ずれを発生させてしまう。特に周長が2m近い中間転写ベルトを用いると、ベルトの左右端の周長差は最大2mm程度生じてしまう。このようなベルトを使用するとテンションローラの左右の位置は最大で1mm程度のずれが生じてしまい、クリーニングブレードとの間に無視できない母線ずれを引き起こしてしまう。この結果、クリーニングブレードが片当たりを起こしてしまい、クリーニングブレードの奥側と手前側の圧力に差が生じてしまい、クリーニング不良を生じてしまうことがわかった。
【0008】
そこで本発明は、クリーニングブレードにイコライズ機構を持たせ、かつクリーニングブレードを特定の範囲の姿勢に設置することにより、テンションローラとの母線ずれを最小限に留め、良好なクリーニングを行うことのできる画像形成装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体に当接する無端ベルトと、前記無端ベルトを張架するテンションローラと、前記テンションローラに張架力を付与する付勢手段と、前記テンションローラに対向して前記無端ベルトに当接するクリーニングブレードとを有し、前記クリーニングブレードの先端を前記無端ベルトの走行方向に対して下流側が鋭角となるよう傾斜させた状態で当接させた画像形成装置において、前記クリーニングブレードは前記無端ベルトの幅方向の略中央部において回動可能に軸支すると共に、前記クリーニングブレードと前記無端ベルト表面の接線とがその当接部においてなす角のうち鋭角の方をΦとし、前記付勢手段により前記テンションローラが付勢される方向のベクトルから、前記無端ベルトの走行方向下流側に向かって、前記テンションローラ中心と前記当接部とを結ぶベクトルがなす角度をθとすると、Φ−90≦θ<Φ+5の関係を満たすことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
[第一実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図1はテンションローラとクリーニングブレードの関係を示す図、図2はクリーニングブレードの当接部近傍を示す図、図3はクリーニングブレードの侵入量を説明する図、図4はクリーニングブレードの中央部に対する各位置における侵入量の比を説明する図、図5は画像形成装置の全体構成図である。
【0011】
まず、図5を用いて画像形成装置全体について説明する。図に示す画像形成装置は複数の像担持体である感光体ドラムを用いて転写材にフルカラー画像を形成する、電子写真方式の4色フルカラー画像形成装置である。
【0012】
図において画像形成装置1の内部には、矢印A方向に走行する中間転写ベルト2が配設されている。この中間転写ベルト2はポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような誘電体樹脂によって無端ベルト状に構成され、駆動ローラ2a、二次転写内側ローラ2b及びテンションローラ2cによって張架されている。
【0013】
ここで中間転写ベルト2は感光体ドラム5との当接部において最も負荷が大きいことから、感光体ドラム5との当接部の下流側に駆動ローラ2aを配置する必要がある。感光体ドラム5との当接部の上流側に駆動ローラ2aを配置すると中間転写ベルト2に撓みが生じやすくなり、より大きな張力を中間転写ベルト2に与える必要が生じるため、中間転写ベルト2へのダメージが大きくなるからである。このため感光体ドラム5との当接部より上流側にテンションローラ2cを配置することとなり、中間転写ベルト2を清掃するクリーニング装置16は、テンションローラ2cを対向ローラとして当接するよう配置している。
【0014】
テンションローラ2cは直径Φ30〜60mm程度の円筒形であり、両端部を付勢手段であるバネ2dにより矢印B方向に加圧し、中間転写ベルト2に対する張架力を付与されている。加圧力は片側2kg程度であり、これにより中間転写ベルト2に適度な張力を発生させている。
【0015】
中間転写ベルト2の上方には、同様の構成の4個の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが直列状に配置されている。画像形成部Paを例に用いてその構成を説明する。画像形成部Paは回転可能に配置されたドラム状の像担持体である感光体ドラム5aを備えている。感光体ドラム5aの周囲には、一次帯電器6a、現像器7a、クリーナ8a等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Pb、Pc、Pdも画像形成部Paと同様の構成を備えており、図にはそれぞれ感光体ドラム5b、5c、5dのみを図示している。各画像形成部に配置した現像器7a〜dには、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー像を収納し、夫々の画像形成部は各色のトナー像を形成する。
【0016】
まず画像形成部Paにおいてマゼンタ成分色による画像信号が光学手段9aから感光体ドラム5a上に投射されて静電潜像が形成され、これに現像器からマゼンタトナーが供給されてマゼンタトナー像が形成される。このトナー像が感光体ドラム5aの回転に伴って、感光体ドラム5aと中間転写ベルト2とが当接する転写部位に到達すると、一次転写ローラ10aによって中間転写ベルト2上に転写される。同様に画像形成部Pb〜dにおいて形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト2上に重畳的に転写される。
【0017】
一方、給送カセット3から取り出された記録材Sは、レジストローラ対4を経て中間転写ベルト2へと搬送される。記録材Sはレジストローラ対4から、中間転写ベルト2の二次転写内側ローラ2bと、これに対し離接する二次転写ローラ11とのニップへ搬送され、中間転写ベルト2上のトナー像が一括して記録材S上に転写される。記録材Sは搬送ベルト12により定着部13に搬送され、熱と圧力によってトナーを記録材S上に定着させる。定着部13では記録材Sと定着ローラ13aとの離型性を高めるために、離型性オイル(例えばシリコンオイル等)を定着ローラ13a表面にコートする機構を有しており、記録材S上にもこのオイルが付着する。トナー像が定着された記録材は排出トレイ14に排出されるが、自動で両面画像を形成する場合には図示しない記録材反転パスを通過し、画像形成部へと再給送する。
【0018】
その後、感光体ドラム5a〜dに残留したトナーはクリーナ8a〜dによって除去され、さらに残留電荷が図示しない前露光手段によって除去された後に、感光体ドラム5a〜dは次の画像形成に供される。また中間転写ベルト2の二次転写部位の下流側には、除電帯電器15、クリーニング装置16を配設しており、中間転写ベルト2に付着したトナーなどを除去する。
【0019】
図1に示すように、クリーニング装置16のクリーニングブレード16aは、その先端を中間転写ベルト2の走行方向(矢印A方向)に対して下流側が鋭角となるよう傾斜させた状態で、中間転写ベルト2を介してテンションローラ2cに対し当接し、図示しない付勢手段により加圧させている。またクリーニングブレード16aは、中間転写ベルト2の幅方向の略中央部において回動可能に軸支されており、イコライズ機構を有している。
【0020】
上記構成において、中間転写ベルト2の接線とクリーニングブレード16aがその当接部においてなす角のうち、鋭角の方を角度Φとする。そしてバネ2dによりテンションローラ2cが付勢される方向のベクトルから、中間転写ベルト2の走行方向下流側に向かって、前記テンションローラ中心と前記当接部とを結ぶベクトルがなす角度をθとする。すると、中間転写ベルト2表面へのクリーニングブレード16aの当接位置がΦ−90≦θ<Φ+5の範囲であることにより、良好なクリーニングを達成することができた。ここでブレードの当接角Φは、クリーニングブレード16aの機能を確保するためには一般的に10°〜30°の範囲内にあり、上記不等式はΦ<47.5°の場合に成立する。
【0021】
上記設定範囲について図1を用いて詳しく説明すると、円Aはテンションローラ2cの理想的な位置であり、搬送ベルト12の周長や厚みムラ、テンションローラ2c自身やその他のローラ(例えば駆動ローラ等)の偏心などがない場合の位置を示しており、理想的には奥側も手前側も円Aの位置にあることが理想である。しかし、現実にはずれが生じ、上記のようなローラの偏心やベルト周長差の影響により、テンションローラ2cの一方端、例えば手前端部が円Bの位置までずれたとする。この場合、手前側のクリーニングブレード16aはイコライズ軸の回転によって、ブレード面と垂直方向に移動する。その結果、テンションローラ2cの軸はC0−C1’となるのに対して、クリーニングブレード16aの当接している線はA0−Bとなる。この2つの線は平行とはならないため、クリーニングブレードの当接する線と被清掃面は母線がずれていることとなる。
【0022】
このような母線のずれにより、どのような弊害が生じるのかについて、図1及び図2を用いて説明する。図2において、クリーニングブレード16aの侵入量について説明する。クリーニングブレード16aは弾性体であるため実際には図に示すように先端が屈曲するが、仮想的に剛体であると仮定すると、図2に破線にて示す如く被清掃面に食い込む形となる。このときの仮想ブレード16b先端と被清掃面との距離を侵入量δとする。図3に示すように侵入量δとブレードの当接圧は比例関係にあり、またブレードの当接角Φが大きいほど当接圧も高くなる関係にある。
【0023】
ここで図1に戻り、テンションローラ2cにずれが生じていない場合を考えると、クリーニングブレード16aと被清掃面とは円A上の点で当接する。奥側の点をA0、手前側の点をA1とする。これを基準と考え、テンションローラ2cの手前側が奥側に比べてクリーニングブレード16aから遠ざかる方向にmだけ移動したとする。この場合、イコライズ機能が働くので、クリーニングブレード16aはブレード面に垂直な方向に移動する。この結果、A1点はB点に移動する。このときのA0点、B点の座標はそれぞれ以下の通りになる。
A0=(rcos(π−θ), rsin(π−θ), 0)
B =(rcos(π−t), rsin(π−t), m)
rはクリーニングブレード16aを剛体と考えたときのクリーニングブレード16a先端からテンションローラ2c中心までの距離、すなわち(テンションローラ2cの半径−侵入量)を示す。このときイコライズ機能により、手前側と奥側端部の侵入量δは同一の値となる。また、θ、t共にテンションローラ中心と前記当接部とを結ぶベクトルがなす角度であり、テンションローラの加圧方向を0°とし、進行方向下流側をプラスとしている。
【0024】
ここで、次の計算が成立する。
Cos(t−α)=(sinθ+((m/r)+cosθ)×tan(Φ−θ)))/(√(tan2(Φ−θ)+1))
Sinα    =1/√(tan2(Φ−θ)+1)
このとき、線分C0−C2上の任意の点X(x, 0, wx/m)(w:テンションローラの長さ)から線分A0−Bへの距離を考えると、最大の値は線分C0−C1の中間点であり、最小の値は手前側または奥側端部である。また、θ=Φの時にクリーニングブレード16a全域に渡ってほぼ均一の侵入量の系を得ることができ、この値からθが外れるほど両端部の侵入量は中央部の侵入量より小さくなる傾向がある。
【0025】
ところで、実験により、両端部の侵入量が中央部の侵入量の8割以下となると、クリーニングの許容範囲を得ることが難しくなることがわかっている。上記した如く侵入量と圧力はほぼ比例関係にあり(図3参照)、両端部の圧力が中央部の8割以下となると、中央部を基点としたクリーニングブレード16aのびびりや端部の圧不足によるクリーニング不良が防止しにくくなるためである。加えて、被清掃面に対する母線のずれが大きくなることの不安定要素も加わることとなる。
【0026】
そして、図4に示すように、両端部の侵入量が中央部の8割以上であるためには、Φ−90≦θ<Φ+5であればよいことがわかる。逆にこの範囲であれば、母線のずれの影響もほとんどなく、良好なクリーニングを保つことができる。
【0027】
[他の実施形態]
上記第一実施形態においては、クリーニングブレード16aを、中央部を軸とするイコライズ機能を持たせ、テンションローラ2cに対して加圧する構成としている。しかしクリーニングブレード16aをゴムのような弾性体で構成することにより、加圧は必ずしも必要でない。加圧を行わないとクリーニングブレード16aの被清掃面に対する母線ずれが発生した場合に総圧の変動を完全には補正できないものの、本発明に示すイコライズ機能及び当接位置規制により、クリーニングブレード16aのスラスト方向の当接圧分布を充分に均一にすることが可能となるからである。
【0028】
また第一実施形態においてはクリーニングブレード16aが弾性体の場合について説明したが、クリーニングブレード16aが剛体の場合であっても、対向するテンションローラ2cや中間転写ベルト2が弾性体であれば、本発明は完全に成立する。さらに、テンションローラ及び中間転写ベルト2までが剛体である場合、侵入量という概念が意味を持たなくなってしまうが、クリーニングブレード16aをばね加圧により付勢する構成とすれば剛体のクリーニングブレードを使用することが可能である。この場合にあっても、第一実施形態中のrをテンションローラ2cの中心から被清掃面(この場合中間転写ベルト)表面への距離と置き換えることにより、ほぼ同様の理論を構成することができる。これは、Φ−90≦θ<Φ+5の式が、クリーニングブレードの当接角と当接位置の関係だけからなることからも知ることができる。
【0029】
また第一実施形態においては無端ベルトとして中間転写ベルトをもちいて説明しているが、ベルトの張力を与えているローラ部の対向にクリーニングブレードを配設する構成のクリーニング装置においては、本発明は常に成立する。すなわち感光ベルト、転写ベルト、定着部のベルトなどのクリーニング装置において、全て本発明を適用することが可能である。
【0030】
【発明の効果】
上記説明した如く、クリーニングブレードを無端ベルトの幅方向の略中央部において回動可能に軸支し、クリーニングブレードをテンションローラに対向して無端ベルトに当接させることによりクリーニングを行う画像形成装置において、クリーニングブレードの当接角Φとクリーニングブレードの当接位置θとがΦ−90≦θ<Φ+5の関係を満たすように設置することにより、クリーニングブレードと被清掃面の母線ずれを最小限に抑えることが可能となり、良好なクリーニングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】テンションローラとクリーニングブレードの関係を示す図である。
【図2】クリーニングブレードの当接部近傍を示す図である。
【図3】クリーニングブレードの侵入量を説明する図である。
【図4】クリーニングブレードの中央部に対する各位置における侵入量の比を説明する図である。
【図5】画像形成装置の全体構成図である。
【符号の説明】
P    …画像形成部
S    …記録材
1    …画像形成装置
2    …中間転写ベルト
2a  …駆動ローラ
2b  …二次転写内側ローラ
2c  …テンションローラ
2d  …バネ
3    …給送カセット
4    …レジストローラ対
5    …感光体ドラム
6    …一次帯電器
7    …現像器
8    …クリーナ
9    …光学手段
10    …一次転写ローラ
11    …二次転写ローラ
12    …搬送ベルト
13    …定着部
13a  …定着ローラ
14    …排出トレイ
15    …除電帯電器
16    …クリーニング装置
16a  …クリーニングブレード
16b  …仮想ブレード
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus for transferring an image using an endless belt, and more particularly to an image forming apparatus having a cleaning device in the form of a cleaning blade for cleaning a belt.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a laser beam printer, a toner image formed on an image carrier such as a photosensitive drum is transferred a plurality of times onto an intermediate transfer body to form a full-color image. And the like, which are configured to transfer images on a recording material at once. Above all, a plurality of image carriers for forming toner images of respective colors and an intermediate transfer belt which is an endless belt as an intermediate transfer body are brought into contact with each image carrier, and the toner images are superimposed and primary-transferred, and then recorded. 2. Description of the Related Art A configuration in which secondary transfer is collectively performed on a material is widely known.
[0003]
In a configuration using such an intermediate transfer belt, it is necessary to clean the intermediate transfer belt after secondary transfer of the toner image. The cleaning method includes a fur brush method and a cleaning blade method. A blade cleaning method using a urethane rubber plate cleaning blade is often used as a method having a simple structure and a high cleaning effect. Among them, a so-called counter abutting method in which the tip of the cleaning blade abuts in a state where the downstream side is inclined at an acute angle with respect to the running direction of the intermediate transfer belt, that is, a so-called counter abutting method, is frequently used because of good cleaning properties. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to drive the intermediate transfer belt, at least a driving roller for transmitting a drive from a motor to the belt and a tension roller for maintaining the tension of the intermediate transfer belt are required. Here, since the intermediate transfer belt has the largest load at the contact portion with the image carrier, it is necessary to arrange a drive roller downstream of the contact portion with the image carrier. This is because if the drive roller is disposed upstream of the contact portion with the image carrier, the belt is likely to bend, and it is necessary to apply a greater tension to the belt, so that damage to the belt increases. For this reason, the tension roller is disposed upstream of the contact portion with the image carrier, and the cleaning device for cleaning the intermediate transfer belt is disposed so that the tension roller is in contact with the opposite roller.
[0005]
The tension roller supports the belt with a constant load by a spring or the like for the purpose of applying a constant tension to the intermediate transfer belt. That is, the position of the tension roller is not fixed with respect to the apparatus main body, but is affected by the circumferential length and thickness unevenness of the belt, the eccentricity of the tension roller itself and other rollers (for example, a driving roller), and the position thereof is changed. It changes from moment to moment. When the blade cleaning system is adopted as the cleaning device, the inaccuracy of the position of the tension roller, which is the opposed roller, causes a great disadvantage.
[0006]
Although the blade cleaning method does not allow the performance of the other cleaning methods to follow the high performance at the time of the optimal setting, if the contact pressure is too high, adverse effects such as the cleaning blade being easily chattered are likely to occur. Therefore, the allowable range of the contact pressure of the cleaning blade, in other words, the allowable range of the setting tends to be narrower than other cleaning methods, for example, a cleaning method using a fur brush. Therefore, it has been difficult to employ a blade cleaning method when a roller whose position fluctuates, such as a tension roller, is used as an opposing roller.
[0007]
As means for solving this problem, the cleaning blade can be relatively easily used by using a configuration in which the cleaning blade is brought into contact with the intermediate transfer belt at a constant pressure by using the force of a spring. However, for example, when there is a difference between the peripheral length on the back side and the peripheral length on the front side of the intermediate transfer belt, the axis of the tension roller is tilted, and a bus line deviation occurs with the cleaning blade. In particular, when an intermediate transfer belt having a circumference of about 2 m is used, a difference in circumference between the left and right ends of the belt occurs up to about 2 mm. When such a belt is used, the left and right positions of the tension roller are displaced by a maximum of about 1 mm, causing a non-negligible generatrix deviation between the tension roller and the cleaning blade. As a result, it has been found that the cleaning blade causes a one-sided contact, and a difference occurs between the pressure on the back side and the pressure on the front side of the cleaning blade, resulting in poor cleaning.
[0008]
Therefore, the present invention provides an image that can perform good cleaning by minimizing a bus line deviation from the tension roller by providing the cleaning blade with an equalizing mechanism and installing the cleaning blade in a posture in a specific range. It is intended to provide a forming apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a typical configuration of the image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, an endless belt that contacts the image carrier, a tension roller that stretches the endless belt, A biasing means for applying a tension force to the tension roller; and a cleaning blade facing the tension roller and abutting on the endless belt, and having a tip of the cleaning blade downstream with respect to a running direction of the endless belt. In the image forming apparatus, the cleaning blade is rotatably supported at a substantially central portion in the width direction of the endless belt, and the cleaning blade and the endless belt are rotated. The acute angle of the angle between the tangent of the surface and the contact portion is Φ, and the tension roller is urged by the urging means. From the vector in the direction of travel of the endless belt toward the downstream side in the running direction of the endless belt, assuming that the angle formed by the vector connecting the center of the tension roller and the contact portion is θ, the relationship of Φ−90 ≦ θ <Φ + 5 is satisfied. It is characterized by the following.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First embodiment]
A first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing the relationship between a tension roller and a cleaning blade, FIG. 2 is a view showing the vicinity of a contact portion of the cleaning blade, FIG. 3 is a view for explaining the amount of penetration of the cleaning blade, and FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating the ratio of the amount of intrusion at each position, and FIG. 5 is an overall configuration diagram of the image forming apparatus.
[0011]
First, the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an electrophotographic four-color full-color image forming apparatus that forms a full-color image on a transfer material using a plurality of photosensitive drums as image carriers.
[0012]
In the figure, an intermediate transfer belt 2 running in the direction of arrow A is disposed inside an image forming apparatus 1. The intermediate transfer belt 2 is formed in an endless belt shape by a dielectric resin such as a polycarbonate, a polyethylene terephthalate resin film, a polyvinylidene fluoride resin film and the like, and is stretched by a driving roller 2a, a secondary transfer inner roller 2b and a tension roller 2c. Have been.
[0013]
Here, since the load on the intermediate transfer belt 2 at the contact portion with the photosensitive drum 5 is the largest, the drive roller 2a needs to be disposed downstream of the contact portion with the photosensitive drum 5. If the drive roller 2a is arranged on the upstream side of the contact portion with the photosensitive drum 5, the intermediate transfer belt 2 is likely to bend, and it is necessary to apply a larger tension to the intermediate transfer belt 2. This is because the damage of is increased. For this reason, the tension roller 2c is disposed upstream of the contact portion with the photosensitive drum 5, and the cleaning device 16 for cleaning the intermediate transfer belt 2 is disposed so as to contact the tension roller 2c as an opposing roller. .
[0014]
The tension roller 2c has a cylindrical shape with a diameter of about Φ30 to 60 mm, and is applied with a tension to the intermediate transfer belt 2 by pressing both ends in the direction of arrow B by a spring 2d as a biasing means. The applied pressure is about 2 kg on one side, thereby generating an appropriate tension on the intermediate transfer belt 2.
[0015]
Above the intermediate transfer belt 2, four image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd having the same configuration are arranged in series. The configuration will be described using the image forming unit Pa as an example. The image forming unit Pa includes a photosensitive drum 5a that is a drum-shaped image carrier that is rotatably arranged. Process devices such as a primary charger 6a, a developing device 7a, and a cleaner 8a are arranged around the photosensitive drum 5a. The other image forming units Pb, Pc, and Pd also have the same configuration as the image forming unit Pa, and only the photosensitive drums 5b, 5c, and 5d are shown in the figure. The developing devices 7a to 7d arranged in the respective image forming units store toner images of magenta, cyan, yellow, and black, respectively, and the respective image forming units form toner images of the respective colors.
[0016]
First, in the image forming unit Pa, an image signal of a magenta component color is projected from the optical unit 9a onto the photosensitive drum 5a to form an electrostatic latent image, and a magenta toner is supplied thereto from a developing device to form a magenta toner image. Is done. When the toner image reaches a transfer site where the photosensitive drum 5a and the intermediate transfer belt 2 come into contact with the rotation of the photosensitive drum 5a, the toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 2 by the primary transfer roller 10a. Similarly, the toner images of the respective colors formed in the image forming units Pb to Pd are superimposedly transferred onto the intermediate transfer belt 2.
[0017]
On the other hand, the recording material S taken out from the feeding cassette 3 is conveyed to the intermediate transfer belt 2 via the registration roller pair 4. The recording material S is conveyed from the registration roller pair 4 to a nip between the secondary transfer inner roller 2b of the intermediate transfer belt 2 and the secondary transfer roller 11 that is separated from and brought into contact with the secondary transfer inner roller 2b. Is transferred onto the recording material S. The recording material S is transported to the fixing unit 13 by the transport belt 12, and the toner is fixed on the recording material S by heat and pressure. The fixing unit 13 has a mechanism for coating the surface of the fixing roller 13a with a releasable oil (for example, silicone oil) in order to enhance the releasability between the recording material S and the fixing roller 13a. This oil also adheres. The recording material on which the toner image has been fixed is discharged to a discharge tray 14. When a double-sided image is formed automatically, the recording material passes through a recording material reversing path (not shown) and is fed again to the image forming unit.
[0018]
Thereafter, the toner remaining on the photosensitive drums 5a to 5d is removed by the cleaners 8a to 8d, and the remaining charges are removed by pre-exposure means (not shown). Then, the photosensitive drums 5a to 5d are subjected to the next image formation. You. Further, on the downstream side of the secondary transfer portion of the intermediate transfer belt 2, a static eliminator 15 and a cleaning device 16 are disposed to remove toner and the like attached to the intermediate transfer belt 2.
[0019]
As shown in FIG. 1, the cleaning blade 16 a of the cleaning device 16 has its tip inclined at an acute angle on the downstream side with respect to the traveling direction of the intermediate transfer belt 2 (direction of arrow A), and And presses against the tension roller 2c via an urging means (not shown). The cleaning blade 16a is rotatably supported at a substantially central portion in the width direction of the intermediate transfer belt 2, and has an equalizing mechanism.
[0020]
In the above configuration, the acute angle of the angle between the tangent line of the intermediate transfer belt 2 and the cleaning blade 16a at the contact portion is defined as the angle Φ. The angle formed by the vector connecting the center of the tension roller and the contact portion from the vector in the direction in which the tension roller 2c is biased by the spring 2d toward the downstream side in the running direction of the intermediate transfer belt 2 is θ. . Then, since the contact position of the cleaning blade 16a on the surface of the intermediate transfer belt 2 was in the range of Φ−90 ≦ θ <Φ + 5, good cleaning could be achieved. Here, the contact angle Φ of the blade is generally in the range of 10 ° to 30 ° in order to ensure the function of the cleaning blade 16a, and the above inequality holds when Φ <47.5 °.
[0021]
The above setting range will be described in detail with reference to FIG. 1. A circle A is an ideal position of the tension roller 2c, and the circumferential length and thickness unevenness of the transport belt 12, the tension roller 2c itself and other rollers (for example, a driving roller, etc.) 3) shows the position when there is no eccentricity or the like, and ideally, both the back side and the near side are at the position of the circle A. However, it is assumed that a deviation actually occurs, and one end of the tension roller 2c, for example, the front end, is shifted to the position of the circle B due to the above-described eccentricity of the roller and a difference in the belt circumference. In this case, the front cleaning blade 16a moves in the direction perpendicular to the blade surface by the rotation of the equalizing shaft. As a result, the axis of the tension roller 2c is C0-C1 ', while the line in contact with the cleaning blade 16a is A0-B. Since these two lines are not parallel, the generatrix of the line contacting the cleaning blade and the surface to be cleaned are shifted.
[0022]
A description will be given, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, of what adverse effects are caused by such a displacement of the bus. Referring to FIG. 2, the amount of penetration of the cleaning blade 16a will be described. Since the cleaning blade 16a is an elastic body, its tip is actually bent as shown in the figure. However, assuming that the cleaning blade 16a is virtually rigid, the cleaning blade 16a cuts into the surface to be cleaned as shown by a broken line in FIG. The distance between the tip of the virtual blade 16b and the surface to be cleaned at this time is defined as the penetration amount δ. As shown in FIG. 3, the amount of penetration δ and the contact pressure of the blade are in a proportional relationship, and the larger the contact angle Φ of the blade, the higher the contact pressure.
[0023]
Here, returning to FIG. 1, considering the case where the tension roller 2 c is not displaced, the cleaning blade 16 a and the surface to be cleaned abut at a point on the circle A. The point on the far side is A0, and the point on the near side is A1. Considering this as a reference, it is assumed that the front side of the tension roller 2c has moved by m in a direction away from the cleaning blade 16a as compared with the back side. In this case, since the equalizing function works, the cleaning blade 16a moves in a direction perpendicular to the blade surface. As a result, point A1 moves to point B. The coordinates of the points A0 and B at this time are as follows.
A0 = (rcos (π−θ), rsin (π−θ), 0)
B = (rcos (π-t), rsin (π-t), m)
r indicates the distance from the tip of the cleaning blade 16a to the center of the tension roller 2c when the cleaning blade 16a is considered to be a rigid body, that is, (radius of the tension roller 2c minus the amount of penetration). At this time, the amount of penetration δ of the front side and the rear side end has the same value by the equalizing function. Further, both θ and t are angles formed by a vector connecting the center of the tension roller and the contact portion, and the pressure direction of the tension roller is 0 ° and the downstream side in the traveling direction is positive.
[0024]
Here, the following calculation is established.
Cos (t−α) = (sin θ + ((m / r) + cos θ) × tan (Φ−θ))) / (√ (tan2 (Φ−θ) +1))
Sinα = 1 / √ (tan2 (Φ−θ) +1)
At this time, considering the distance from an arbitrary point X (x, 0, wx / m) (w: length of the tension roller) on the line segment C0-C2 to the line segment A0-B, the maximum value is the line It is the midpoint of the minute C0-C1, and the minimum value is the near side or the far side end. When θ = Φ, it is possible to obtain a system with a substantially uniform penetration amount over the entire area of the cleaning blade 16a. As θ deviates from this value, the penetration amount at both ends tends to be smaller than the penetration amount at the central portion. is there.
[0025]
Experiments have shown that if the penetration amount at both ends is less than 80% of the penetration amount at the center, it is difficult to obtain an allowable cleaning range. As described above, the penetration amount and the pressure are in a substantially proportional relationship (see FIG. 3), and when the pressure at both ends becomes 80% or less of the central portion, chattering of the cleaning blade 16a from the central portion and insufficient pressure at the end portions. This is because it is difficult to prevent poor cleaning due to the cleaning. In addition, an unstable factor that the displacement of the generatrix with respect to the surface to be cleaned is increased is also added.
[0026]
Then, as shown in FIG. 4, in order for the penetration amount at both ends to be 80% or more of the center portion, it is sufficient that Φ−90 ≦ θ <Φ + 5. Conversely, within this range, good cleaning can be maintained with almost no influence of the displacement of the bus.
[0027]
[Other embodiments]
In the first embodiment, the cleaning blade 16a is configured to have an equalizing function with the central portion as an axis and press the tension roller 2c. However, since the cleaning blade 16a is made of an elastic material such as rubber, pressure is not necessarily required. If the pressure is not applied, the fluctuation of the total pressure cannot be completely corrected when the bus displacement of the cleaning blade 16a with respect to the surface to be cleaned occurs. However, the equalizing function and the abutting position regulation according to the present invention prevent the cleaning blade 16a from moving. This is because the contact pressure distribution in the thrust direction can be made sufficiently uniform.
[0028]
Further, in the first embodiment, the case where the cleaning blade 16a is an elastic body has been described. However, even when the cleaning blade 16a is a rigid body, if the opposing tension roller 2c and the intermediate transfer belt 2 are elastic bodies, The invention is fully established. Further, when the tension roller and the intermediate transfer belt 2 are rigid, the concept of the amount of intrusion becomes meaningless. However, if the cleaning blade 16a is configured to be urged by spring pressure, a rigid cleaning blade is used. It is possible to do. Even in this case, substantially the same theory can be constructed by replacing r in the first embodiment with the distance from the center of the tension roller 2c to the surface to be cleaned (the intermediate transfer belt in this case). . This can also be understood from the fact that the equation of Φ−90 ≦ θ <Φ + 5 consists only of the relationship between the contact angle and the contact position of the cleaning blade.
[0029]
In the first embodiment, the description is made using the intermediate transfer belt as the endless belt.However, in a cleaning device having a configuration in which a cleaning blade is disposed opposite to a roller that applies tension to the belt, the present invention Always holds. That is, the present invention can be applied to all cleaning devices such as a photosensitive belt, a transfer belt, and a fixing unit belt.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, in an image forming apparatus that performs cleaning by rotatably supporting a cleaning blade at a substantially central portion in the width direction of the endless belt and abutting the cleaning blade against the tension roller and against the endless belt. By setting the contact angle .PHI. Of the cleaning blade and the contact position .theta. Of the cleaning blade so as to satisfy the relationship of .PHI.-90.ltoreq..theta. <. PHI. + 5, the displacement of the bus between the cleaning blade and the surface to be cleaned is minimized. And good cleaning can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between a tension roller and a cleaning blade.
FIG. 2 is a view showing the vicinity of a contact portion of a cleaning blade.
FIG. 3 is a diagram illustrating the amount of penetration of a cleaning blade.
FIG. 4 is a diagram illustrating the ratio of the amount of intrusion at each position with respect to the center of the cleaning blade.
FIG. 5 is an overall configuration diagram of the image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
P: Image forming unit S: Recording material 1: Image forming device 2: Intermediate transfer belt 2a: Driving roller 2b ... Secondary transfer inner roller 2c: Tension roller 2d: Spring 3: Feeding cassette 4: Registration roller pair 5: Photosensitive Body drum 6 Primary charger 7 Developing device 8 Cleaner 9 Optical means 10 Primary transfer roller 11 Secondary transfer roller 12 Conveyor belt 13 Fixing unit 13a Fixing roller 14 Discharge tray 15 Charge removing charger 16 cleaning device 16a cleaning blade 16b virtual blade

Claims (2)

像担持体と、
前記像担持体に当接する無端ベルトと、
前記無端ベルトを張架するテンションローラと、
前記テンションローラに張架力を付与する付勢手段と、
前記テンションローラに対向して前記無端ベルトに当接するクリーニングブレードとを有し、
前記クリーニングブレードの先端を前記無端ベルトの走行方向に対して下流側が鋭角となるよう傾斜させた状態で当接させた画像形成装置において、
前記クリーニングブレードは前記無端ベルトの幅方向の略中央部において回動可能に軸支すると共に、
前記クリーニングブレードと前記無端ベルト表面の接線とがその当接部においてなす角のうち鋭角の方をΦとし、
前記付勢手段により前記テンションローラが付勢される方向のベクトルから、前記無端ベルトの走行方向下流側に向かって、前記テンションローラ中心と前記当接部とを結ぶベクトルがなす角度をθとすると、
Φ−90≦θ<Φ+5
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
An endless belt that contacts the image carrier;
A tension roller for stretching the endless belt,
Urging means for applying tension to the tension roller,
A cleaning blade that faces the endless belt in opposition to the tension roller,
In an image forming apparatus, the tip of the cleaning blade is in contact with the endless belt in a state where the downstream side is inclined at an acute angle with respect to the traveling direction of the endless belt.
The cleaning blade is rotatably supported at a substantially central portion in the width direction of the endless belt, and
Of the angles formed by the cleaning blade and the tangent to the surface of the endless belt at the contact portion, the acute angle is Φ,
From the vector in the direction in which the tension roller is biased by the biasing means, toward the downstream in the running direction of the endless belt, the angle formed by the vector connecting the center of the tension roller and the contact portion is θ. ,
Φ-90 ≦ θ <Φ + 5
An image forming apparatus characterized by satisfying the following relationship:
前記クリーニングブレードは、ブレード付勢手段により所定の圧力をもって前記無端ベルトに当接されていることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the cleaning blade is in contact with the endless belt at a predetermined pressure by blade urging means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006106465A (en) * 2004-10-07 2006-04-20 Canon Inc Cleaning device and image forming apparatus provided with the same
US7254356B2 (en) 2004-10-07 2007-08-07 Canon Kabushiki Kaisha Image forming apparatus
JP4594025B2 (en) * 2004-10-07 2010-12-08 キヤノン株式会社 Cleaning device

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