JP2010008729A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラープリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等に応用できる画像形成装置、特に電子写真方式を用いて複数色のトナー像を重ね合わせて多色画像を形成する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that can be applied to a color printer, a color copier, a color facsimile, and the like, and more particularly to an image forming apparatus that forms a multicolor image by superimposing a plurality of color toner images using an electrophotographic system. .
カラープリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等に応用できる多色画像形成装置について説明する。多色画像形成装置は、それぞれ異なる色のトナーの入った複数の現像器を有し、複数の現像器は感光体ベルト表面にトナーが付着するように順に配置されている。感光体ベルトは、帯電器によって表面が一様に帯電された後で、露光装置からのレーザ光を照射され、画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光体ベルト表面に形成された静電潜像は前記現像器によってトナー像として顕像化され、中間転写体に転写される。転写後に感光体ベルト表面の残留電荷を除電し、さらに中間転写されずに感光体ベルト上に残留したトナーはクリーニングされて、廃トナーとして回収容器に回収される。中間転写体に転写されたトナー像は用紙に転写され、用紙に転写されたトナー像は定着器によって用紙に定着され、多色画像の印刷が行われる。 A multicolor image forming apparatus applicable to a color printer, a color copying machine, a color facsimile, etc. will be described. The multicolor image forming apparatus has a plurality of developing units each containing toner of different colors, and the plurality of developing units are arranged in order so that the toner adheres to the surface of the photoreceptor belt. After the surface of the photosensitive belt is uniformly charged by a charger, the photosensitive belt is irradiated with laser light from an exposure device, and an electrostatic latent image corresponding to an image signal is formed. The electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor belt is visualized as a toner image by the developing device and transferred to the intermediate transfer member. After the transfer, the residual charge on the surface of the photoreceptor belt is neutralized, and toner remaining on the photoreceptor belt without being subjected to intermediate transfer is cleaned and collected as a waste toner in a collection container. The toner image transferred to the intermediate transfer member is transferred to a sheet, and the toner image transferred to the sheet is fixed on the sheet by a fixing device, so that a multicolor image is printed.
一般的に、中間転写体に転写されずに感光体ベルト上に残留したトナーを清掃する手段としては、感光体ベルトの表面にポリウレタンゴムなどの弾性樹脂材からなるクリーニングブレードを当接させ、残留トナーを掻き落とす手段が用いられている。ここで感光体ベルトに当接されるクリーニングブレードは、部材による固定やバネによる加圧により、トナーをクリーニングする際の感光体ベルトへの当接圧及び接触角度が常に一定になるように設置されている。 Generally, as a means for cleaning the toner remaining on the photosensitive belt without being transferred to the intermediate transfer member, a cleaning blade made of an elastic resin material such as polyurethane rubber is brought into contact with the surface of the photosensitive belt, and the residual toner is left. A means for scraping off the toner is used. Here, the cleaning blade that is in contact with the photosensitive belt is installed so that the contact pressure and the contact angle with the photosensitive belt are always constant when the toner is cleaned by fixing with a member or pressing with a spring. ing.
この清掃手段において、感光体ベルトに当接されたクリーニングブレードと感光体ベルトの間に、トナーに外添されているシリカ及び紙粉等の異物が噛みこまれる現象が発生する。トナーに外添されているシリカは感光体ベルトよりも硬度が高いため、クリーニングブレードと感光体ベルト間に噛み込まれると感光体ベルト表面を削ってしまいスジ状の傷が感光体ベルト表面に発生する。また、クリーニングブレードと感光体ベルト間の紙粉等噛みこみ部周辺ではクリーニングブレードと感光体ベルト間に隙間が発生し、その隙間よりトナーのすり抜けが発生する。この感光体ベルトのスジ状の傷やトナーのすり抜け等による画像不良という深刻な問題が発生する。 In this cleaning means, a phenomenon occurs in which foreign matters such as silica and paper powder externally added to the toner are caught between the cleaning blade in contact with the photosensitive belt and the photosensitive belt. Since the silica added to the toner has a higher hardness than the photosensitive belt, if it is caught between the cleaning blade and the photosensitive belt, the surface of the photosensitive belt is scraped off, and streaks are generated on the surface of the photosensitive belt. To do. Further, a gap is generated between the cleaning blade and the photosensitive belt in the vicinity of the portion where paper dust or the like is caught between the cleaning blade and the photosensitive belt, and toner passes through the gap. There is a serious problem of image defects due to streaky scratches on the photoreceptor belt or slipping out of toner.
従来はこのようなクリーニングブレードと感光体ベルト間の異物噛み込み対策として、クリーニングブレードを感光体ベルトの移動方向とは異なる方向に揺動させる機構を設けたり、継ぎ目を有する感光体ベルトにおいて継ぎ目部分でクリーニングブレードを往復運動させたりするような制御を備えているクリーニング機構が用いられてきた。 Conventionally, as a countermeasure against such foreign matter biting between the cleaning blade and the photosensitive belt, a mechanism for swinging the cleaning blade in a direction different from the moving direction of the photosensitive belt is provided, or a joint portion of the photosensitive belt having a seam is provided. A cleaning mechanism having a control for reciprocating the cleaning blade has been used.
しかし、前述した従来の画像形成装置では、清掃の機構や制御が複雑になることや、クリーニングブレードのエッジの破損が発生しやすくなるという課題がある。 However, the above-described conventional image forming apparatus has problems that the cleaning mechanism and control are complicated, and the edge of the cleaning blade is easily damaged.
本発明の目的は、感光体ベルト上を清掃するクリーニングブレードに噛み込んだ異物を簡単且つクリーニングブレードの耐久性を損なうことなく除去し、画像欠陥が少なく長寿命な画像形成装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can easily remove foreign matter caught in a cleaning blade for cleaning the surface of a photosensitive belt without impairing the durability of the cleaning blade, and has a long life with few image defects. is there.
上記の目的を達成するため本発明の第1の手段は、駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの非静電潜像形成領域の一部に部材を取り付けて、前記感光体ベルトの進行方向に異物除去段差を設けたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the first means of the present invention includes a driving roller, a driven roller, a non-exposure latent image not printed during a printing operation, suspended on the driving roller and the driven roller, and rotated by the driving roller. A photosensitive belt unit including a photosensitive belt having an electrostatic latent image forming area, a cleaning blade for removing waste toner remaining on the surface of the photosensitive belt, and image information of each color on the photosensitive belt. An exposure device that forms an electrostatic latent image, and a plurality of developers that store toners of different colors and make the electrostatic latent image visible with each color toner by performing contact and withdrawal operations on the photosensitive belt. In the image forming apparatus, a member is attached to a part of a non-electrostatic latent image forming region of the photosensitive belt, and a foreign matter removing step is provided in a traveling direction of the photosensitive belt. A.
本発明の第2の手段は前記第1の手段において、異物除去段差を設けるために取り付ける前記部材の材質を感光体ベルト表面の摩擦抵抗よりも低くしたことを特徴とするものである。 The second means of the present invention is characterized in that, in the first means, the material of the member attached to provide the foreign matter removal step is made lower than the frictional resistance of the surface of the photosensitive belt.
本発明の第3の手段は前記第1の手段において、前記感光体ベルト進行時に異物除去段差に進入する側の段差の曲率を小さくし、異物除去段差を抜ける側の異物除去段差の曲率を大きくしたことを特徴とするものである。 According to a third means of the present invention, in the first means, the curvature of the step entering the foreign matter removal step when the photosensitive belt advances is reduced, and the curvature of the foreign matter removal step on the side exiting the foreign matter removal step is increased. It is characterized by that.
本発明の第4の手段は前記第1の手段において、前記異物除去段差を前記感光体ベルトの進行方向に垂直よりも角度θ傾けて設けることを特徴とするものである。 A fourth means of the present invention is characterized in that, in the first means, the foreign matter removal step is provided at an angle of θ with respect to the traveling direction of the photosensitive belt.
本発明の第5の手段は前記第4の手段において、前記角度θを1〜5°としたことを特徴とするものである。 According to a fifth means of the present invention, in the fourth means, the angle θ is set to 1 to 5 °.
本発明の第6の手段は、駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの継ぎ目部分にて前記感光体ベルト進行方向へ谷になるように前記異物除去段差を設けたことを特徴とするものである。 The sixth means of the present invention includes a driving roller, a driven roller, a non-electrostatic latent image forming region that is suspended by the driving roller and the driven roller and is rotationally driven by the driving roller, and is not an exposure latent image during a printing operation. A photosensitive belt unit comprising a photosensitive belt having a cleaning belt, a cleaning blade for removing waste toner remaining on the surface of the photosensitive belt, and forming an electrostatic latent image on the photosensitive belt based on image information of each color. And an image forming apparatus having a plurality of developing units that store toners of different colors and make the electrostatic latent images visible with the toners of the respective colors by contacting and retracting the photosensitive belt. The foreign matter removing step is provided so as to form a valley in the direction of travel of the photosensitive belt at the joint portion of the photosensitive belt.
本発明の第7の手段は前記第1または第6の手段において、前記異物除去段差を20〜40μmにしたことを特徴とするものである。 A seventh means of the present invention is characterized in that, in the first or sixth means, the foreign matter removing step is 20 to 40 μm.
本発明の第8の手段は、駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの非静電潜像形成領域の一部に感光体ベルト表面粗さよりも粗い部分を設けたことを特徴とするものである。 The eighth means of the present invention includes a driving roller, a driven roller, a non-electrostatic latent image forming region that is suspended by the driving roller and the driven roller and is rotationally driven by the driving roller and is not an exposure latent image during a printing operation. A photosensitive belt unit comprising a photosensitive belt having a cleaning belt, a cleaning blade for removing waste toner remaining on the surface of the photosensitive belt, and forming an electrostatic latent image on the photosensitive belt based on image information of each color. And an image forming apparatus having a plurality of developing units that store toners of different colors and make the electrostatic latent images visible with the toners of the respective colors by contacting and retracting the photosensitive belt. The present invention is characterized in that a portion rougher than the surface roughness of the photosensitive belt is provided in a part of the non-electrostatic latent image forming region of the photosensitive belt.
本発明の第9の手段は前記第8の手段において、前記粗い部分に前記感光体ベルト表面の摩擦係数よりも摩擦係数の低い部材が塗布もしくは接着されていることを特徴とするものである。 According to a ninth means of the present invention, in the eighth means, a member having a friction coefficient lower than that of the surface of the photosensitive belt is applied or adhered to the rough portion.
本発明によれば、感光体ベルト上を清掃するクリーニングブレードに噛み込んだ異物を簡単且つクリーニングブレードの耐久性を損なうことなく除去し、画像欠陥が少なく長寿命な画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a long-life image forming apparatus that removes foreign matters caught in a cleaning blade for cleaning the surface of a photosensitive belt easily and without impairing the durability of the cleaning blade, and has few image defects. it can.
以下、本発明の一実施例を図1により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
画像形成装置25本体は、4色(ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ)のトナーを有する現像器1〜4、露光装置5、帯電装置8、感光体ベルト22、中間転写体21、レジストローラ12、転写ローラ13、除電器15、定着器19、排紙ローラ18及び給紙カセット6を主たる構成部品としている。
The main body of the
次に、画像形成装置25の動作について説明する。
Next, the operation of the
図示していない上位装置からの印刷開始信号により、帯電装置8は感光体ベルト22の表面を一様に帯電する。続いて上位装置から送られて来る印刷データによって、露光装置5はレーザ光7を感光体ベルト22表面に照射して静電潜像を形成し、形成された静電潜像は現像器1〜4の何れか一つによりトナーを感光体ベルト22に付着させることにより顕像化される。感光体ベルト22は図示しない駆動源によってP方向に回転され、中間転写体21に感光体ベルト22のトナーを転写する。カラー印刷の場合には現像器1〜4を切り替えながら、前記工程を3ないし4回くり返すことになる。
The charging device 8 uniformly charges the surface of the
中間転写体21上には単色または複数色のトナーによる可視像が形成され、所望の転写が終了する時点、或いは事前に、給紙カセット6からカット紙など積載した用紙27が給紙ローラ10により1枚ずつ引き出され、レジストローラ12で待機する。中間転写体21上に形成した可視像の位置が用紙27上への転写位置と合致するタイミングを見計らって、レジストローラ12で待機していた用紙27は再び搬送を開始し、転写ローラ13の位置でトナー像を用紙27に転写する。除電器15により用紙27は中間転写体21より剥離し搬送される。この時点で用紙27上には未定着トナー像が付着しており、未定着トナー像は定着器19によって用紙27に定着された後、排紙ローラ18によって排紙トレー28に排出される。
A visible image is formed on the
中間転写体21の表面には、転写の際に用紙27に転写されなかったトナーが残っている。中間転写体21の表面に残ったトナーは、クリーナ20によって除去される。また、感光体ベルト22の表面にも中間転写体21に転写されずにトナーが残ることがある。このような感光体ベルト22の表面に残ったトナーは、クリーニングブレード23によって除去される。感光体ベルト22はその後、再び帯電装置8により帯電される。
On the surface of the
次に、感光体ベルトユニット101について、図2を用いて詳細に説明する。
Next, the
現像器1〜4は順番に感光体ベルト22に接触動作によって当接させている。感光体ベルト22は、図示していない駆動源によって回転される駆動ローラ102、従動ローラ109、感光体ベルト22にテンションを与えるテンションローラ103、2本のアイドラローラ108により矢印P方向へ回転させられている。テンションローラ103はアーム回転支点105を中心に支持されたアーム107に懸けられたテンションバネ106により張力を与えられるようになっている。クリーニングブレード23は駆動ローラ102上で感光体ベルト22に当接させている。
The developing
しかし、本構成において、感光体ベルト22に当接されたクリーニングブレード23と感光体ベルト22の間に、トナーに外添されているシリカ及び紙粉等の異物が噛みこまれる現象が発生する。トナーに外添されているシリカは感光体ベルト22よりも硬度が高いため、クリーニングブレード23と感光体ベルト22間に噛み込まれると感光体ベルト22上を削ってしまいスジ状の傷が感光体ベルト22上に発生する。
However, in this configuration, a phenomenon occurs in which foreign matters such as silica and paper powder externally added to the toner are caught between the
また、クリーニングブレード23と感光体ベルト22間の紙粉等噛みこみ部周辺では、クリーニングブレード23と感光体ベルト22間に隙間が発生し、その隙間よりトナーのすり抜けが発生する。本発明で解決しようとする課題は、この感光体ベルト22のスジ状の傷やトナーのすり抜け等による画像不良の発生を防ぐことである。
In addition, a gap is generated between the
以下に本発明の実施例について、図3及び図4を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図3は、印刷動作時に常に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルト22単体の斜視図である。静電潜像形成領域は図3中斜線で示し、斜線部以外が非静電潜像形成領域を示す。例えば、感光体ベルト22の幅方向両端や継ぎ目周辺部が非静電潜像形成領域となる。
FIG. 3 is a perspective view of a single
図4は、図3における異物除去段差24部分の拡大断面図である。異物除去段差24aは感光体ベルト22の非静電潜像形成領域に設置されており、印刷動作時にこの異物除去段差24aをクリーニングブレード23が通過することによりクリーニングブレード23先端の圧力が解除され、クリーニングブレード23のエッジに噛み込んでいる異物を除去する。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the foreign matter removal step 24 in FIG. The foreign
本実施例の特徴としては、異物除去段差24aの設置方向を進行方向に垂直よりもθだけ傾けることにより、クリーニングブレード23通過時の異物除去段差24aによるエッジヘの負荷を軽減できる。この傾け角度θは、1°未満だと負荷軽減効果があまり期待できず、また5°を超えると異物除去段差24の設置スペース不足や感光体ベルト搬送時に異物除去段差24が剥がれてしまう不具合が発生しやすくなるため、傾け角度θは1〜5°にするのが好ましい。
As a feature of this embodiment, the load on the edge caused by the foreign
また異物除去段差24aの材質を摺動性の良いフッ素樹脂もしくはコーティング材にすることによってクリーニングブレード23と感光体ベルト22摩擦係数が減少し、クリーニングブレード23のエッジ部分にかかる負荷を減少させることができ、耐久性を損なうことなく異物除去を行うことができる。
In addition, the friction coefficient of the
さらに、異物除去段差24aの形状を図4に示すように、クリーニングブレード23が進入する側の段差の進入側曲率aを小さくし、逆に異物除去段差24aを通り抜ける側の異物除去段差の出口側曲率bを大きくすることにより、クリーニングブレード23のエッジヘの負荷を軽減できる。以上よりクリーニングブレード23のエッジの耐久性を損なうことなく異物除去を行うことができる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the shape of the foreign
また、異物除去段差24aの高さは、20μm未満であるとエッジに噛み込んでいる異物除去効果が十分に発揮できず、また40μmを超えるとクリーニングブレード23で清掃したトナーのすり抜けが発生しやすくなり帯電器など周辺を汚してしまうため、異物除去段差24aの最高の高さを20〜40μmにすることにより、噛み込んでいる異物を除去するのに十分な効果を発揮できる。
If the height of the foreign
次に本発明の別の実施例として図5及び図6を用いて詳細に説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図5は感光体ベルト継ぎ目26を有する感光体ベルト22の斜視図であり、印刷動作時に感光体ベルト継ぎ目26部を静電潜像形成領域から避けるため、印刷動作時に常に潜像されない非静電潜像形成領域を有している。図6は、図5における感光体ベルト継ぎ目26部分の拡大断面図である。この感光体ベルト継ぎ目26を作成する際に感光体ベルト22進行方向に谷になるように段差を設けることにより、クリーニングブレード23が通過する際に前記実施例と同様の異物除去の効果を得ることができる。
FIG. 5 is a perspective view of the
また、感光体ベルト継ぎ目26の段差高さを20〜40μmにすることにより異物除去に十分な効果を発揮できる。これにより追加で部材を設けることなく安価で比較的容易に異物除去を行うことができる。 In addition, when the height of the step of the photosensitive belt joint 26 is set to 20 to 40 μm, a sufficient effect for removing foreign matters can be exhibited. Thereby, it is possible to remove foreign matters relatively easily and inexpensively without providing additional members.
さらに本発明の別の実施例として図7を用いて詳細に説明する。 Further, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
この実施例では、図4における異物除去段差24aの代わりに異物除去層24bを設けている。異物除去層24bは表面の一部に感光体ベルト22の表面粗さよりも粗い部分を設けることにより、印刷動作時のクリーニングブレード23通過際に、クリーニングブレード23先端に噛み込んでいる異物を除去する。また、異物除去段差24aと同様、異物除去層24bの材質に摺動性の良いフッ素樹脂もしくはコーティング材を使用することにより、クリーニングブレード23のエッジの耐久性を損なうことなく異物を除去することができ、また異物を除去するのに十分な効果を発揮できる。
In this embodiment, a foreign
1、2、3、4・・・現像器、5・・・露光装置、6・・・給紙カセット、7・・・レーザ光、8・・・帯電装置、10・・・給紙ローラ、12・・・レジストローラ、13・・・…転写ローラ、15・・・除電器、18・・・排紙ローラ、19・・・定着器、20・・・クリーナa、21・・・中間転写体、22・・・感光体ベルト、23・・・クリーニングブレード、24a・・・異物除去段差、24b・・・異物除去層、25・・・画像形成装置(フルカラープリンタ)、26・・・感光体ベルト継ぎ目、27・・・用紙、28・・・排紙トレー、101・・・感光体ベルトユニット、102・・・駆動ローラ、103・・・テンションローラ、105・・・アーム回転支点、106・・・テンションバネ、107・・・アーム、108・・・アイドラローラ、109・・・従動ローラ。
1, 2, 3, 4 ... developer, 5 ... exposure device, 6 ... feed cassette, 7 ... laser beam, 8 ... charging device, 10 ... feed roller, DESCRIPTION OF
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KR101865943B1 (en) * | 2012-03-02 | 2018-06-08 | 현대자동차일본기술연구소 | Lamp for automobile |
US20190369528A1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-12-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus |
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