JP2006030849A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、詳しくは、感光体ドラムや中間転写ベルトのフィルミングやクリーニングブレードのエッジ欠けを防止し、高耐久化する技術に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine of these, and more specifically, prevents filming of a photosensitive drum and an intermediate transfer belt and edge chipping of a cleaning blade. , Related to high durability technology.
帯電、露光、現像の各手段を周囲に有する感光体ドラム上にトナー像を形成し、トナー像を転写材(用紙)に転写する構成や、複数の感光体ドラム上に形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後に中間転写ベルト上のトナー像を転写材に二次転写する構成の画像形成装置においては、転写後の感光体ドラムや中間転写ベルト(これらを像担持体ともいう)に残留した残留トナーを除去するために、像担持体の走行方向に対しカウンタ方向にウレタンゴム等からなる弾性状のクリーニングブレードを当接させるブレードクリーニング方式が知られている。 A configuration in which a toner image is formed on a photosensitive drum having charging, exposure, and development means around it, and the toner image is transferred to a transfer material (paper), or a toner image formed on a plurality of photosensitive drums is intermediate In an image forming apparatus configured to secondarily transfer a toner image on an intermediate transfer belt to a transfer material after primary transfer to a transfer belt, the image is transferred to a photosensitive drum or an intermediate transfer belt (also referred to as an image carrier) after transfer. In order to remove the residual toner remaining, a blade cleaning system is known in which an elastic cleaning blade made of urethane rubber or the like is brought into contact with the running direction of the image carrier in the counter direction.
近年は画像形成装置の高速化や高耐久性が求められ、感光体ドラムや中間転写ベルトのフィルミングによる画像スジ、ムラ等の画像不良やクリーニングブレードのエッジの摩耗や欠けによるクリーニング不良が問題になっている。フィルミングはトナーに添加されている滑材のステアリン酸カルシウム(CaSt)、ステアリン酸亜鉛(ZnSt)、若しくはトナーに含まれるワックス等が像担持体に付着したものであり、付着部分では表面抵抗が高くなるため、転写電界が弱くなる。また、付着部分ではトナーと中間転写ベルトとの付着力が強くなるので、トナーが中間転写ベルトから離れ難くなる。これらの理由により付着部分での転写性が低下して画像にスジやムラが発生する。また、フィルミングが発生した部分では摩擦抵抗が上昇し、クリーニングブレードのエッジが中間転写ベルトの表面に引っ掛かって、めくれが生じ、この結果、クリーニングブレードのエッジに欠けが生ずる。 In recent years, high speed and high durability of image forming apparatuses have been demanded, and image defects such as image streaks and unevenness due to filming of the photosensitive drum and intermediate transfer belt, and cleaning defects due to wear and chipping of the edge of the cleaning blade have become problems. It has become. Filming is a lubricant that is added to the toner, such as calcium stearate (CaSt), zinc stearate (ZnSt), or wax contained in the toner, which adheres to the image carrier. Therefore, the transfer electric field is weakened. Further, since the adhesion force between the toner and the intermediate transfer belt is increased at the adhesion portion, the toner is difficult to be separated from the intermediate transfer belt. For these reasons, the transferability at the adhered portion is lowered, and streaks and unevenness occur in the image. In addition, the frictional resistance is increased at the portion where filming has occurred, and the edge of the cleaning blade is caught on the surface of the intermediate transfer belt to cause turning, and as a result, the edge of the cleaning blade is chipped.
なお、中間転写ベルトの場合には、フィルミングやクリーニングブレードのエッジの欠けが感光体ドラムより多く発生する傾向があるが、これは中間転写ベルトは感光体ドラムより表面が硬くて削れ難いため、トナー物質等の付着が蓄積され易いためと考えられる。 In the case of the intermediate transfer belt, filming and chipping of the edge of the cleaning blade tend to occur more frequently than the photosensitive drum. This is because the intermediate transfer belt has a harder surface than the photosensitive drum and is difficult to scrape. This is probably because adhesion of toner substances or the like is easily accumulated.
また、A4Rサイズ等の如く用紙を縦方向に給送したり、B5サイズ等の如き小サイズの用紙を給送したりすると、これらの用紙の給送範囲外に位置する像担持体の側部でフィルミングやクリーニングブレードのエッジの欠けが多く発生する傾向がある。なお、用紙の給送範囲内で問題発生が少ないのは、用紙がトナー等の付着物を吸着して運び去るという作用や、用紙が中間転写ベルトを研磨して研磨剤の様な作用をするためである。 Further, when a sheet is fed in the vertical direction such as A4R size or a small size sheet such as B5 size is fed, the side portion of the image carrier positioned outside the feeding range of these sheets is used. Therefore, filming and chipping of the edge of the cleaning blade tend to occur frequently. Note that there are few problems within the paper feeding range because the paper adsorbs and removes deposits such as toner, and the paper acts like an abrasive by polishing the intermediate transfer belt. Because.
以上の如き問題に対する対策として、像担持体を研磨してフィルミングを除去する技術が知られている。 As a countermeasure against the above problems, a technique for removing filming by polishing an image carrier is known.
また、非画像形成時に画像以外の部分にトナー帯を形成してクリーニングブレードのエッジに多量のトナーを供給し、像担持体とクリーニングブレードとの潤滑性や研磨効果を向上させ、摩擦抵抗を低下させる技術も知られている。この一例として、中間転写ベルトの画像領域外にトナー帯(トナー層、トナーソリッド)を形成し、中間転写ベルトに付着した付着物をクリーニングブレードにより除去する画像形成装置がある(例えば、特許文献1参照)。
紙やすり、研磨粒子入り不織布、ラッピングフィルム等を像担持体に接触させ、回転する像担持体を研磨することが考えられる。しかし、紙やすりや研磨粒子入り不織布では像担持体に傷が付き易く、目の細かいラッピングフィルムでは効果があるものの目詰まりが発生して研磨力が持続しないという問題がある。 It is conceivable to polish a rotating image carrier by bringing a sandpaper, a nonwoven fabric containing abrasive particles, a wrapping film or the like into contact with the image carrier. However, sandpaper and non-woven fabric containing abrasive particles are liable to damage the image bearing member, and although fine wrapping films are effective, clogging occurs and the polishing power is not maintained.
また、中間転写ベルトの画像領域外にトナー帯を形成する場合に、紙間にトナー帯を形成すると、トナー帯が転写ローラに付着して用紙の裏面が汚れるという問題がある。この汚れを防止するために、トナー帯の通過時に転写ローラを退避させる構成が考えられるが、高速機の場合は退避のための充分な時間が取れず、トナー帯を形成するために通常の画像形成に犠牲が強いられ、単位時間当たりのコピー枚数が低下してしまう。そこで、トナー帯を通紙範囲外に形成すれば、通紙した用紙が汚れることがないので、このように構成することが望ましい。 Further, when a toner band is formed outside the image area of the intermediate transfer belt, if the toner band is formed between sheets, there is a problem that the toner band adheres to the transfer roller and the back side of the sheet becomes dirty. In order to prevent this contamination, a configuration in which the transfer roller is retracted when the toner band passes can be considered. However, in the case of a high-speed machine, sufficient time for retracting cannot be taken, and a normal image is formed to form the toner band. Formation is sacrificed and the number of copies per unit time is reduced. Therefore, if the toner band is formed outside the sheet passing range, the sheet that has been passed through does not get dirty.
しかし、トナー帯を通紙範囲外に形成しても、特許文献1の如き構成で大量のトナーを供給すると、クリーニングブレードのエッジが摩耗してしまう危険性がある。また、特に耐久性を必要とする場合や高画質化を目的として小粒径の重合トナーを用いる場合に、クリーニングブレードの代わりにクリーニングブラシを設けることがあるが、このような場合にトナー帯を形成すると、そのトナーがクリーニングブラシをすり抜けてしまうという問題が生じて実用化が困難である。 However, even if the toner band is formed outside the paper range, there is a risk that the edge of the cleaning blade will be worn if a large amount of toner is supplied in the configuration as in Patent Document 1. A cleaning brush may be provided in place of the cleaning blade, particularly when durability is required or when a polymerized toner having a small particle size is used for the purpose of improving image quality. If it is formed, there is a problem that the toner slips through the cleaning brush, and it is difficult to put it to practical use.
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、像担持体に付着したフィルミングや残留トナー等を簡単な構成で容易に除去できる画像形成装置であって、残留トナー等を除去するのにクリーニングブレードを用いた場合には、エッジ欠けを防止できて高耐久化が実現できる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and is an image forming apparatus that can easily remove filming, residual toner, and the like adhering to an image carrier with a simple configuration. When a cleaning blade is used, an object is to provide an image forming apparatus capable of preventing edge chipping and realizing high durability.
[請求項1]画像データに基づいて形成されるトナー像を担持する像担持体と、給送される転写材を前記像担持体に圧着して前記トナー像を前記転写材に転写する転写ローラと、前記像担持体に残留する残留トナーを除去するクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記クリーニング手段に対して前記像担持体の回転方向上流側に位置して前記像担持体に当接し、前記像担持体の線速度に対して相対的に異なる線速度で回転するローラと、同一寸法の複数の転写材を連続して給送して転写する際に該転写材が前記転写ローラを通過するときの通過範囲外の非通過範囲に対向する前記像担持体に、所定のトナー帯を形成するトナー帯形成手段と、を設けたことを特徴とする画像形成装置。
[請求項2]前記像担持体は中間転写ベルトであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
[請求項3]前記クリーニング手段はクリーニングブレードであり、前記ローラはブラシローラであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
[請求項4]前記クリーニング手段はクリーニングブラシであり、前記ローラはスポンジローラであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
[Claim 1] An image carrier for carrying a toner image formed on the basis of image data, and a transfer roller for pressing the fed transfer material onto the image carrier and transferring the toner image to the transfer material And a cleaning means for removing residual toner remaining on the image carrier. The image forming apparatus is located upstream of the cleaning means in the rotation direction of the image carrier. When a roller that contacts and rotates at a linear velocity relatively different from the linear velocity of the image carrier and a plurality of transfer materials of the same size are continuously fed and transferred, the transfer material An image forming apparatus comprising: a toner band forming unit that forms a predetermined toner band on the image carrier facing a non-passing range outside a passing range when passing a roller.
[2] The image forming apparatus according to [1], wherein the image carrier is an intermediate transfer belt.
[3] The image forming apparatus according to [1] or [2], wherein the cleaning means is a cleaning blade, and the roller is a brush roller.
[Claim 4] The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the cleaning means is a cleaning brush, and the roller is a sponge roller.
本発明の画像形成装置によれば、像担持体に当接するブラシローラやスポンジローラを設け、且つトナー帯を形成することによって、像担持体に付着した残留トナー等を確実に除去すると共に像担持体を研磨してフィルミングを除去することができる。また、クリーニングブレードを用いた場合にはエッジ欠けを防止できて高耐久化が実現できる。 According to the image forming apparatus of the present invention, by providing a brush roller or a sponge roller in contact with the image carrier and forming a toner band, the residual toner attached to the image carrier is surely removed and the image carrier is provided. The body can be polished to remove filming. Further, when a cleaning blade is used, edge chipping can be prevented and high durability can be realized.
以下に本発明の画像形成装置を図を参照して説明する。 The image forming apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、カラー画像を形成する画像形成装置の一例を図1を参照して説明する。図1は画像形成装置の断面構成図である。なお、本発明は必ずしもカラー画像を形成する画像形成装置にのみ用いられるものではなく、モノクロ画像を形成する画像形成装置にも用いられる。 First, an example of an image forming apparatus for forming a color image will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an image forming apparatus. The present invention is not necessarily used only in an image forming apparatus that forms a color image, but is also used in an image forming apparatus that forms a monochrome image.
図1に示すカラー画像形成装置は、画像形成装置100と画像読取装置200とから構成される。
The color image forming apparatus shown in FIG. 1 includes an
画像形成装置100は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成手段10Y,10M,10C,10K、ベルト状の中間転写体6、給紙搬送手段20、及びベルト定着装置30等からなる。
The
画像形成装置100の上部には、自動原稿送り装置201と原稿画像走査露光装置202とから成る画像読取装置200が設置されている。
An
自動原稿送り装置201の原稿台上に載置された原稿dは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置202の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサCCDに読み込まれる。
The document d placed on the document table of the
ラインイメージセンサCCDにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部101において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われた後、露光手段3Y,3M,3C,3Kに入力される。
The analog signal photoelectrically converted by the line image sensor CCD is subjected to analog processing, A / D conversion, shading correction, image compression processing, etc. in the
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、像担持体としての感光体ドラム1Y、感光体ドラム1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、クリーニング装置5Y、一次転写手段としての一次転写ローラ7Y等からなる。
The
マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、像担持体としての感光体ドラム1M、感光体ドラム1Mの周囲に配置された帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、クリーニング装置5M、一次転写手段としての一次転写ローラ7M等からなる。
The
シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、像担持体としての感光体ドラム1C、感光体ドラム1Cの周囲に配置された帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、クリーニング装置5C、一次転写手段としての一次転写ローラ7C等からなる。
The
黒色の画像を形成する画像形成部10Kは、像担持体としての感光体ドラム1K、感光体ドラム1Kの周囲に配置された帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、クリーニング装置5K、一次転写手段としての一次転写ローラ7K等からなる。
The
現像手段4Y,4M,4C,4Kは、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの帯電極性と同極性に帯電されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)若しくは黒色(K)の各色のトナーからなる二成分現像剤(一成分現像剤でもよい)をそれぞれ収容し、例えば厚み0.5〜1mm、外径15〜25mmの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアルミ材で形成された現像剤担持体である現像ローラ4Y1,4M1,4C1,4K1を備えている。
The developing means 4Y, 4M, 4C, 4K are yellow (Y), magenta (M), cyan (C), or black (K) charged to the same polarity as the charging polarity of the
現像ローラ4Y1,4M1,4C1,4K1は、不図示の突き当てコロにより感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kと所定の間隙、例えば100〜1000μmの間隙を設けて非接触に保たれ、感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kの回転方向と順方向に回転する。
The developing rollers 4Y1, 4M1, 4C1, and 4K1 are maintained in a non-contact manner by providing a predetermined gap, for example, a gap of 100 to 1000 μm, with the
現像時に現像ローラ4Y1,4M1,4C1,4K1に対してトナーと同極性の直流電圧若しくは直流電圧に交流電圧を重畳する現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1Y,1M,1C,1K上の静電潜像に対して反転現像が行われる。
By applying a developing bias voltage that superimposes an AC voltage on the DC voltage or DC voltage having the same polarity as the toner to the developing rollers 4Y1, 4M1, 4C1, and 4K1 during development, the
一般的に、トナーには流動性の改良やクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤が添加されており、この内、本発明に関係する潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。 Generally, so-called external additives are added to toners for the purpose of improving fluidity and cleaning properties. Among these, as a lubricant related to the present invention, for example, zinc stearate is used. Salt of aluminum, copper, magnesium, calcium, zinc oleate, salt of manganese, iron, copper, magnesium, etc., zinc of palmitic acid, salt of copper, magnesium, calcium, etc., zinc of linoleic acid, calcium, etc. And salts of higher fatty acids such as salts, zinc of ricinoleic acid, salts of calcium, and the like.
これら外添剤の添加量は、トナーに対して0.01〜10質量%程度である。 The amount of these external additives added is about 0.01 to 10% by mass with respect to the toner.
中間転写ベルト6は半導電性の無端ベルト状であって、複数のバックアップローラ61,62等に巻回されて、不図示のモータに駆動されて時計方向に回転する。
The
感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに対向して、中間転写ベルト6を介して、各色毎の一次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kが設けられている。
Opposite to the
一次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kには、トナーと反対極性の直流電圧が印加され、転写域に転写電界を形成することにより、感光体ドラム1Y,1M,1C,1K上に形成された各色のトナー像が中間転写ベルト6上に一次転写される。
The
二次転写用のバックアップローラ62に対向して、中間転写ベルト6を介して、二次転写ローラ9が設けられている。
A secondary transfer roller 9 is provided through the
二次転写ローラ9には、トナーと反対極性の直流電圧が印加され、転写域に転写電界を形成することにより、中間転写ベルト6上に担持される重ね合わせトナー画像が転写材(用紙)Pの表面に二次転写される。
A DC voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer roller 9 to form a transfer electric field in the transfer area, so that the superimposed toner image carried on the
転写材Pは、給紙カセット21から給紙手段20により給紙され、複数の中間ローラ23,24,25,26及びレジストローラ27を経て、二次転写位置に搬送され、カラー画像が一括転写される。
The transfer material P is fed from the
なお、転写材Pのサイズを変える場合、搬送方向に対して直交する方向の長さ(用紙幅)は、中間転写ベルト6の中央基準で変化するように構成されている。
When the size of the transfer material P is changed, the length (paper width) in the direction orthogonal to the transport direction is configured to change based on the center of the
カラー画像が転写された転写材Pは、定着手段30により定着処理され、排紙ローラ28に狭持されて排紙トレイ29上に載置される。
The transfer material P onto which the color image has been transferred is fixed by the fixing
中間転写ベルト6の回転方向にみて二次転写位置の下流側に、中間転写ベルト6上に残留したトナーを除去するクリーニング装置8が設けられている。なお、クリーニング装置8の詳細については後述する。
A cleaning device 8 for removing toner remaining on the
ここで、本実施の形態における中間転写ベルト6、一次転写ローラ7、二次転写ローラ9等の材質について説明する。
Here, materials of the
中間転写ベルト6は、体積抵抗が106〜1012Ω・cmの無端ベルトであり、例えばポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、エトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)等の樹脂材料や、EPDM、NBR、CR、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられ、厚みは、樹脂材料の場合50〜200μm程度、ゴム材料の場合は300〜700μm程度の設定にすることが好ましい。
The
一次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kは、例えば外径8mmのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が105〜109Ω・cm程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが5mm、ゴム硬度が20〜70°程度(アスカー硬度C)の半導電弾性ゴムを被覆して形成される。
The
二次転写ローラ9は、例えば外径8mmのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が105〜109Ω・cm程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが5mm、ゴム硬度が20〜70°程度(Asker−C)の半導電弾性ゴムを被覆して形成される。 The secondary transfer roller 9 is formed by dispersing a conductive filler such as carbon in a rubber material such as polyurethane, EPDM, or silicone on a peripheral surface of a conductive metal core such as stainless steel having an outer diameter of 8 mm, for example. Semi-conducting material that contains a material and has a volume resistance of about 10 5 to 10 9 Ω · cm in a solid state or foamed sponge state, a thickness of 5 mm, and a rubber hardness of about 20 to 70 ° (Asker-C) It is formed by covering an elastic rubber.
二次転写ローラ9は、一次転写ローラ7Y,7M,7C,7Kと異なり、トナーが接するため表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆する場合がある。二次転写バックアップローラ62は、ステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を、厚さが0.05〜0.5mm程度被覆して形成される。
Unlike the
次に、画像形成プロセスについて説明する。 Next, the image forming process will be described.
画像記録のスタートにより感光体ドラム1Yの不図示の駆動モータが始動して、イエロー(Y)の画像形成部10Yの感光体ドラム1Yが図1の矢示の反時計方向へ回動され、同時に帯電部2Yの帯電作用により感光体ドラム1Yに電位の付与が開始される。
When the image recording is started, a drive motor (not shown) of the photosensitive drum 1Y is started, and the photosensitive drum 1Y of the yellow (Y)
感光体ドラム1Yは電位を付与された後、露光手段3Yによって第1の色信号、即ちイエロー(Y)の画像データに対応する電気信号による画像書き込みが開始され、感光体ドラム1Yの表面に原稿画像のイエロー(Y)の画像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ローラ4Y1により接触或いは非接触の状態で反転現像され、感光体ドラム1Yの回転に応じて、感光体ドラム1Y上にイエロー(Y)のトナー像が形成される。 After a potential is applied to the photosensitive drum 1Y, image writing is started by the exposure means 3Y using an electrical signal corresponding to the first color signal, that is, yellow (Y) image data, and a document is formed on the surface of the photosensitive drum 1Y. An electrostatic latent image corresponding to the yellow (Y) image of the image is formed. The electrostatic latent image is reversely developed in a contact or non-contact state by the developing roller 4Y1, and a yellow (Y) toner image is formed on the photosensitive drum 1Y according to the rotation of the photosensitive drum 1Y.
このようにして感光体ドラム1Y上に形成されたイエロー(Y)のトナー像が、一次転写ローラ7Yによって、中間転写ベルト6上に転写される。
The yellow (Y) toner image thus formed on the photosensitive drum 1Y is transferred onto the
続いて、中間転写ベルト6上のイエロー(Y)のトナー像と同期が取られ、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒色(K)のトナー像が順次重ねられて形成され、これによりカラートナー像が得られる。
Subsequently, the yellow (Y) toner image on the
転写後の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った残留トナーは、クリーニング装置5Y,5M、5C、5Kにより除去される。
Residual toner remaining on the peripheral surfaces of the
中間転写ベルト6上のカラートナー像の形成と同期して、給紙カセット21から、1枚づつ分離搬送された転写材Pは、給紙ローラ22,23,24,25,26及びレジストローラ27を経て搬送され、二次転写ローラ9により、中間転写ベルト6上のカラートナー像が転写材P上に一括して転写される。
In synchronization with the formation of the color toner image on the
カラートナー像が転写された転写材Pは、不図示の分離手段により除電され、定着装置30へと搬送され、熱と圧力によってトナー像が定着されて固定された後、排紙ローラ28により排紙トレイ29へ排出される。
The transfer material P onto which the color toner image has been transferred is neutralized by a separating means (not shown), conveyed to the fixing
一方、転写後の中間転写ベルト6の周面上に残った残留トナーは、クリーニング装置8により除去される。
On the other hand, residual toner remaining on the peripheral surface of the
定着処理された記録材Pを反転排紙する場合には、記録材Pはベルト定着装置30と排紙ローラ28の中間に配置された分岐板28Aの図示右側の搬送路を通過し、下方の第1搬送路〈1〉に搬送された後、逆転搬送されて分岐板28Aの図示左側の第2搬送路〈2〉を通過し、排紙ローラ28により装置外に排出される。
When the recording material P that has been subjected to the fixing process is reversed and discharged, the recording material P passes through the conveyance path on the right side of the
記録材Pの両面に複写する場合には、記録材Pの第1面に形成した画像を定着処理した後、記録材Pを第1搬送路〈1〉、さらに分岐板28Bの下方の第4搬送路〈4〉に導入した後、逆転搬送し、分岐板28Bの図示右側の搬送路を通過させ、第3搬送路〈3〉に搬送した後、上方に迂回し給紙ローラ26により搬送する。記録材Pは画像形成手段10Y,10M,10C,10Kにおいて第2面に各色の画像が両面に形成され、ベルト定着装置30により加熱定着処理され、排紙ローラ28によって装置外に排出される。
When copying on both surfaces of the recording material P, after fixing the image formed on the first surface of the recording material P, the recording material P is moved to the first conveyance path <1>, and further to the fourth below the
次に、本発明に係わるクリーニング装置8に関する2種の形態及び実験結果について詳述する。
[第1の形態]
図2はクリーニングブレードを有するクリーニング装置の要部断面図である。
Next, two types of forms and experimental results relating to the cleaning device 8 according to the present invention will be described in detail.
[First embodiment]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a cleaning device having a cleaning blade.
811はケーシングで、クリーニング装置を構成する各部材が装着されている。
812はポリウレタンゴム等の弾性体からなるクリーニングブレード(クリーニング手段)であり、ブレードホルダ813に接着剤等により固定されている。ブレードホルダ813はケーシング811に設けられた支持軸811Aに回動自在に取り付けられ、不図示のバネによって反時計方向に付勢されている。従って、クリーニングブレード812のエッジ812Aは、中間転写ベルト6の回転方向と反対方向(カウンター方向)に向いた状態で、バックアップローラ61に支持された中間転写ベルト6に圧接している。
814は表面にブラシを有するブラシローラであり、クリーニングブレード812のエッジ812Aと中間転写ベルト6との当接位置よりも中間転写ベルト6の回転方向上流側の位置で、中間転写ベルト6に当接する。ブラシローラ814は、不図示の回転手段によって回転するが、その回転方向は中間転写ベルト6との当接位置Aにおいて中間転写ベルト6の進行方向に対して逆方向に回転する。即ち、図2においては時計方向に回転する。従って、ブラシローラ814の線速度は中間転写ベルト6の線速度と方向が異なり、例え双方の線速度の絶対値が同一であっても相対的な線速度は異なる。
815,816は樹脂板やステンレス板等からなるフリッカーであり、一端がケーシング811に固定され、他端がブラシローラ814に当接している。
817はケーシング811の底部に設けられた排出スクリューであり、不図示の駆動源によって回転する。
A
818はケーシング811に固定されたシール板であり、中間転写ベルト6に当接して、廃トナーが漏出することを防止している。
A
以上の如く構成されたクリーニング装置において、転写ローラ9により記録材Pにトナー画像を転写した後に残留する残留トナーは中間転写ベルト6に付着して中間転写ベルト6と共に移動するが、ブラシローラ814の回転によって残留トナーは中間転写ベルト6より掻き落とされて除去され、ブラシローラ814に付着する。ブラシローラ814に付着した残留トナーの一部はフリッカー816によって掻き落とされて下方に落下し、排出スクリュー817の回転によって紙面直角方向に搬送され、クリーニング装置の外に排出されて、所定の容器に貯溜される。また、ブラシローラ814と中間転写ベルト6との間に介在する残留トナーは研磨剤の役目を果たして中間転写ベルト6を研磨し、フィルミングを除去する。
In the cleaning device configured as described above, residual toner remaining after the toner image is transferred onto the recording material P by the transfer roller 9 adheres to the
また、ブラシローラ814によっても除去しきれずに中間転写ベルト6に付着していた残留トナーは、クリーニングブレード812によって除去される。
Further, the residual toner which has not been completely removed by the
なお、ブラシローラ814の回転によって残留トナーを中間転写ベルト6より除去し過ぎると、クリーニングブレード812のエッジ812Aに位置する残留トナーが枯渇して摩擦力が増大し、エッジ812Aの欠けや捲れが生ずる。このために、ブラシローラ814に付着した残留トナーをフリッカー815により飛翔させ、中間転写ベルト6に付着させて、エッジ812Aに供給する。
If the residual toner is excessively removed from the
また、A4Rサイズ等の如く用紙を縦方向に通紙したり、B5サイズ等の如き小サイズの用紙を通紙したりすると、これらの用紙の通紙範囲外に位置する像担持体の側部、即ち非通紙範囲でフィルミング等が多く発生する傾向がある。そこで、中間転写ベルト6の非通紙範囲にトナー帯を形成し、トナーを大量に供給することで、ブラシローラ814の研磨力を強め、フィルミング等を除去する。
Further, when a sheet is passed in the vertical direction such as A4R size or a small size sheet such as B5 size is passed, the side portion of the image carrier positioned outside the sheet passing range of these sheets is used. That is, filming and the like tend to occur frequently in the non-sheet passing range. Therefore, a toner band is formed in the non-sheet passing range of the
このトナー帯の位置について図3を参照して説明する。 The position of the toner band will be described with reference to FIG.
図3において、同一寸法の複数の用紙Pを連続して給送して中間転写ベルト6に用紙Pに対応したトナー像TIを形成した場合に、トナー像TIの領域幅W1以外の領域幅W2にトナー帯TPを形成する。言い換えれば、転写する際に、用紙Pが転写ローラ9を通過するときの通過範囲外の非通過範囲に対向する中間転写ベルト6にトナー帯TPを形成することになる。
In FIG. 3, when a plurality of sheets P of the same size are continuously fed and a toner image TI corresponding to the sheet P is formed on the
トナー帯TPは、図1に示す画像形成手段10Y,10M,10C,10Kにて、万線スクリーンやドットスクリーン等の所定のスクリーン構造で所定の濃度のトナー像が感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kに形成され、中間転写ベルト6の領域幅W2(非通過範囲)に相当する所定の位置に一次転写されて形成される(トナー帯形成手段)。
In the toner band TP, the
通常の画像形成中は中間転写ベルト6に転写ローラ9が圧着しているので、転写ローラ9にトナー帯TPのトナーの一部が付着するが、用紙Pのサイズを変更するときや通常の画像形成の前後に転写ローラ9をクリーニングすれば、用紙Pの裏面が汚れることはない。なお、このクリーニングは転写ローラ9を中間転写ベルト6に圧着した状態で、転写ローラ9にプラス・マイナスの電界を交互に印加することで転写ローラ9に付着したトナーを中間転写ベルト6に転写する。
During normal image formation, the transfer roller 9 is pressure-bonded to the
また、トナー帯TPは、中間転写ベルト6への付着量が0.3mg/cm2であって、進行方向の長さは中間転写ベルト6の1周のうち1/10以上あることが望ましい。また、フルカラーのときはY,M,C,K同量であることが望ましい。
Further, it is desirable that the toner band TP has an adhesion amount to the
更に、ブラシローラ814を当接位置Aにおいて中間転写ベルト6に対して順方向、即ち、図2においては反時計方向に回転させてもよいが、この場合は当接位置Aにおけるブラシローラ814の線速度を中間転写ベルト6の線速度に対して異ならせて、ブラシローラ814によって中間転写ベルト6の残留トナーを掻き取れるようにする必要がある。但し、この場合は残留トナーをフリッカー815により飛翔させて中間転写ベルト6に付着させることはできないが、ブラシローラ814を時計方向に回転させたときよりはブラシローラ814によるトナーの掻き取り量が少ないので、フリッカー815は不要になる。
Further, the
次に、ブラシローラ814の有無及びトナー帯の有無によるフィルミング及びクリーニングブレード812のエッジ812Aの欠けの状況を調べた実験について記す。
(1)実験装置
・実験機:図1に示すタンデムフルカラー複写機でクリーニング装置は図2に示す構成
・感光体ドラム:外径60mm、有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させたものを塗布、電荷輸送層を含めた感光体層の膜厚25μm
・感光体非画像部電位:電位センサで検知してフィードバック制御し、制御可能範囲は−500V〜−900V
・全露光電位:−50V〜0V
・露光:レーザー走査方式、半導体レーザーのパワーは300μW
・現像:2成分現像方式
・中間転写体:シームレス半導電樹脂ベルト、材質ポリイミド、回転速度220mm/s、表面抵抗率1×1011Ω/□、体積抵抗率1×108Ω・cm、テンション50N
・中間転写体駆動ローラ:30mm
・一次転写手段:中間転写体の背面に発泡ローラ(外径20mm、抵抗値1×106Ω)を設置し、温湿度とカウンタでマトリックスを組んだ電流値テーブルから所定の電流値を選択し印加
・一次転写導電性部材:導電性ローラにてローラ圧5N
・二次転写手段:中間転写体をバックアップローラと二次転写ローラで挟んだ構成で抵抗値は共に1×107、温湿度とカウンタでマトリックスを組んだ電流値テーブルで所定の電流値を選択し印加
・トナー:乳化重合トナー、粒径6.5μm、滑剤添加量(質量%)Y:0.15,M:0,C:0,BK:0.05
・クリーニングブレード
材質:ポリウレタンゴム(厚さ2mm、自由長9mm)
カウンタ当接:当接角17度
バネ荷重方式:加重16N/m
・ブラシローラ
材質:導電性アクリル
線径:10d
(dはデニールを意味し、繊維の太さの尺度である線密度を表す単位であって、長さ9,000mで1gの質量を有する繊維を1デニールとする。)
密度:80,000本/inch2
毛長(ループ高):4.25mm(芯金10mm、外径17.5mm)
外径:18.5mm
ベルト食い込み量:0.7mm
(2)実験条件
・紙種:コニカ55kg
・紙サイズ:A4R
・モード:両面連続フルカラー
・画像パターン:文字パターン(印字率3%)
・環境:30℃、80%RH
・トータルコピー数:1万枚
・比較内容:ブラシローラ及びトナー帯の有無で、フィルミングの発生及びクリーニングのエッジの欠けの状況を確認した。
(2)実験結果
表1に示す。
Next, an experiment in which the filming due to the presence / absence of the
(1) Experimental apparatus / experimental machine: Tandem full-color copying machine shown in FIG. 1 and cleaning device configured as shown in FIG. 2. Photosensitive drum: 60 mm outer diameter, coated with phthalocyanine pigment dispersed in polycarbonate as an organic semiconductor layer The film thickness of the photoreceptor layer including the charge transport layer is 25 μm.
Photoconductor non-image part potential: Detected by a potential sensor and feedback controlled, controllable range is -500V to -900V
-Total exposure potential: -50V to 0V
・ Exposure: Laser scanning method, power of semiconductor laser is 300μW
・ Development: Two-component development method ・ Intermediate transfer member: Seamless semiconductive resin belt, material polyimide, rotation speed 220 mm / s, surface resistivity 1 × 10 11 Ω / □, volume resistivity 1 × 10 8 Ω · cm, tension 50N
・ Intermediate transfer member drive roller: 30 mm
Primary transfer means: A foaming roller (
Secondary transfer means: The intermediate transfer member is sandwiched between the backup roller and the secondary transfer roller, the resistance value is 1 × 10 7 , and a predetermined current value is selected from a current value table in which a matrix is formed by temperature and humidity and a counter. Application / toner: emulsion polymerization toner, particle size 6.5 μm, lubricant addition amount (% by mass) Y: 0.15, M: 0, C: 0, BK: 0.05
-Cleaning blade Material: Polyurethane rubber (thickness 2mm, free length 9mm)
Counter contact: Contact angle 17 degrees Spring load method: Weight 16N / m
・ Brush roller Material: Conductive acrylic Wire diameter: 10d
(D means denier, a unit representing linear density, which is a measure of fiber thickness, and a fiber having a length of 9,000 m and a mass of 1 g is defined as 1 denier.)
Density: 80,000 / inch 2
Hair length (loop height): 4.25 mm (core metal 10 mm, outer diameter 17.5 mm)
Outer diameter: 18.5mm
Belt biting amount: 0.7mm
(2) Experimental conditions and paper type: Konica 55kg
-Paper size: A4R
・ Mode: Double-sided continuous full color ・ Image pattern: Character pattern (
・ Environment: 30 ℃, 80% RH
・ Total number of copies: 10,000 sheets ・ Comparison: The presence or absence of brush rollers and toner bands confirmed the occurrence of filming and the lack of cleaning edges.
(2) Experimental results Table 1 shows.
なお、表1において、フィルミングの○、△、×は下記の程度を示す。 In Table 1, “◯”, “Δ”, and “x” of filming indicate the following degrees.
○・・・フィルミングのスジが認められない。 ○: No streaks of filming are observed.
△・・・軽微であるが、フィルミングのスジが認められる。 Δ: Minor, but streaks of filming are observed.
×・・・明瞭なフィルミングのスジが認められる。 X: Clear filming streaks are observed.
また、エッジ欠け比率とはクリーニングブレードのエッジの欠け比率であって、下記の数式で演算する。 Further, the edge chip ratio is the chip ratio of the edge of the cleaning blade, and is calculated by the following formula.
エッジ欠け比率=欠け幅×100/クリーニングブレードの測定長
また、欠け幅は図4に示す如くである。
Edge chip ratio = chip width × 100 / measurement length of cleaning blade Further, the chip width is as shown in FIG.
表1によれば、中間転写ベルト6に付着した残留トナーを除去すると共に中間転写ベルト6を研磨するブラシローラ814を設け、且つ、縦送りや小サイズの用紙を連続して給紙するときに用紙が通過しない範囲でのフィルミングの発生を防止すると共にクリーニングブレードのエッジの欠けを防止するために、中間転写ベルト6における非通紙範囲にトナー帯を設けた場合が、フィルミングが最も発生せず、且つ、エッジの欠け比率が最も小さいことが実証された。
[第2の形態]
図5はクリーニングブラシを有するクリーニング装置の要部断面図である。
According to Table 1, a
[Second form]
FIG. 5 is a sectional view of an essential part of a cleaning device having a cleaning brush.
821はケーシングで、クリーニング装置を構成する各部材が装着されている。
822は導電性のアクリルからなるクリーニングブラシ(クリーニング手段)であり、中間転写ベルト6に圧接する。そして、クリーニングブラシ822は不図示の回転手段によって回転するが、その回転方向は中間転写ベルト6との当接位置Bにおいて中間転写ベルト6に対して逆方向に回転する。即ち、図5においては時計方向に回転する。クリーニングブラシ822にはステンレス等から形成されクリーニングブラシ822に対して順方向に回転する清掃ローラ823が圧着し、清掃ローラ823にはPET等から形成されたスクレーパー824が更に圧接している。
825はウレタン等から形成されたスポンジローラであり、クリーニングブラシ822と中間転写ベルト6との当接位置Bよりも中間転写ベルト6の回転方向上流側の位置で、中間転写ベルト6に当接する。スポンジローラ825は、不図示の回転手段によって回転するが、その回転方向は中間転写ベルト6との当接位置Cにおいて中間転写ベルト6の進行方向に対して逆方向に回転する。即ち、図2においては時計方向に回転する。従って、スポンジローラ825の線速度は中間転写ベルト6の線速度と方向が異なり、例え双方の線速度の絶対値が同一であっても相対的な線速度は異なる。
826は樹脂板やステンレス板等からなるフリッカーであり、その一端がケーシング821に固定され、他端がスポンジローラ825に当接している。
827はケーシング821の底部に設けられた排出スクリューであり、不図示の駆動源によって回転する。
827 is a discharge screw provided at the bottom of the
828はケーシング821に固定されたシール板であり、中間転写ベルト6に当接して、廃トナーが漏出することを防止している。
以上の如く構成されたクリーニング装置において、転写ローラ9により記録材Pにトナー画像を転写した後に残留する残留トナーは中間転写ベルト6に付着して中間転写ベルト6と共に移動するが、スポンジローラ825の回転によって残留トナーは中間転写ベルト6より除去され、スポンジローラ825に付着する。スポンジローラ825に付着した残留トナーの一部はフリッカー826によって掻き落とされて下方に落下し、排出スクリュー827の回転によって紙面直角方向に搬送され、クリーニング装置の外に排出されて、所定の容器に貯溜される。また、スポンジローラ825と中間転写ベルト6との間に介在する残留トナーは研磨剤の役目を果たして中間転写ベルト6を研磨し、フィルミングを除去する。
In the cleaning device configured as described above, the residual toner remaining after the toner image is transferred to the recording material P by the transfer roller 9 adheres to the
また、スポンジローラ825によっても除去しきれずに中間転写ベルト6に付着していた残留トナーは、クリーニングブラシ822によって除去されてクリーニングブラシ822に付着する。クリーニングブラシ822に付着したトナーは清掃ローラ823に付着し、スクレーパー824によって掻き落とされて落下し、排出スクリュー827によって排出される。
Further, residual toner that has not been completely removed by the
また、A4Rサイズ等の如く用紙を縦方向に通紙したり、B5サイズ等の如き小サイズの用紙を通紙したりすると、これらの用紙の通紙範囲外に位置する像担持体の側部、即ち非通紙領域でフィルミング等が多く発生する傾向がある。そこで、中間転写ベルト6の非通紙範囲に第1の形態で述べたものと同様のトナー帯を形成し、トナーを大量に供給することで、スポンジローラ825の研磨力を強め、フィルミング等を除去する。
Further, when a sheet is passed in the vertical direction such as A4R size or a small size sheet such as B5 size is passed, the side portion of the image carrier positioned outside the sheet passing range of these sheets is used. That is, there is a tendency that filming and the like frequently occur in the non-sheet passing area. Therefore, a toner band similar to that described in the first embodiment is formed in the non-sheet passing range of the
次に、スポンジローラ825の有無及びトナー帯の有無によるフィルミングの発生状況を調べた実験について記す。
(1)実験装置
第1の形態に記した実験装置と同一である。但し、クリーニング装置はクリーニングブレード812やブラシローラ814を設けたものではなく、図5に示すクリーニングブラシ822やスポンジローラ825を設けたものなので、これらの仕様を記す。
・クリーニングブラシ
材質:導電性アクリル
線径:6.25d
密度:100,000本/inch2
毛長(ループ高):4.25mm(芯金10mm、外径17.5mm)
外径:18.5mm
ベルト食い込み量:1.0mm
・スポンジローラ
材質:ウレタン
芯金:9mm
外径:17.5mm
ベルト食い込み量:0.7mm
(2)実験条件
第1の形態と同一で、スポンジローラ825及びトナー帯の有無で、フィルミングの発生状況を確認した。なお、本形態において、スポンジローラ825を設けずにトナー帯を設けると、トナー帯のトナーがクリーニングブラシ822をすり抜けてしまう危険性が高いので、この組み合わせの実験は行わなかった。
(3)実験結果
表2に示す。
Next, an experiment in which the occurrence of filming depending on the presence / absence of the
(1) Experimental apparatus The same as the experimental apparatus described in the first embodiment. However, since the cleaning device is not provided with the
Cleaning brush Material: Conductive acrylic Wire diameter: 6.25d
Density: 100,000 / inch 2
Hair length (loop height): 4.25 mm (core metal 10 mm, outer diameter 17.5 mm)
Outer diameter: 18.5mm
Belt biting amount: 1.0mm
・ Sponge roller Material: Urethane Core: 9mm
Outer diameter: 17.5mm
Belt biting amount: 0.7mm
(2) Experimental conditions The filming occurrence state was confirmed with the presence of the
(3) Experimental results Table 2 shows.
表2によれば、中間転写ベルト6に付着した残留トナーを除去すると共に中間転写ベルト6を研磨するスポンジローラ825を設け、且つ、縦送りや小サイズの用紙を連続して給紙するときに用紙が通過しない部分でのフィルミングの発生を防止するために、中間転写ベルト6における非通紙範囲にトナー帯を設けた場合が、フィルミングが最も生じないことが実証された。
According to Table 2, when a
1Y,1M,1C,1K 感光体ドラム
6 中間転写ベルト
8 クリーニング装置
812 クリーニングブレード
812A エッジ
814 ブラシローラ
822 クリーニングブラシ
825 スポンジローラ
9 二次転写ローラ
P 転写材
TP トナー帯
1Y, 1M, 1C,
Claims (4)
給送される転写材を前記像担持体に圧着して前記トナー像を前記転写材に転写する転写ローラと、
前記像担持体に残留する残留トナーを除去するクリーニング手段と、
を備えた画像形成装置において、
前記クリーニング手段に対して前記像担持体の回転方向上流側に位置して前記像担持体に当接し、前記像担持体の線速度に対して相対的に異なる線速度で回転するローラと、
同一寸法の複数の転写材を連続して給送して転写する際に該転写材が前記転写ローラを通過するときの通過範囲外の非通過範囲に対向する前記像担持体に、所定のトナー帯を形成するトナー帯形成手段と、を設けたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that carries a toner image formed based on image data;
A transfer roller for pressing the fed transfer material to the image carrier and transferring the toner image to the transfer material;
Cleaning means for removing residual toner remaining on the image carrier;
In an image forming apparatus comprising:
A roller that is positioned on the upstream side in the rotation direction of the image carrier with respect to the cleaning unit, abuts on the image carrier, and rotates at a linear velocity relatively different from the linear velocity of the image carrier;
When a plurality of transfer materials of the same size are continuously fed and transferred, a predetermined toner is applied to the image carrier facing the non-passage range outside the pass range when the transfer material passes through the transfer roller. An image forming apparatus comprising: a toner band forming unit that forms a band.
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