JP2021012322A - Toner contact member and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、乾式のトナーに接触する中間転写ベルト、感光体ドラム、クリーニング装置、現像装置、トナー搬送装置、トナー容器、帯電ローラ、定着装置、シート搬送装置等のトナー接触部材と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置と、に関するものである。 The present invention includes toner contact members such as an intermediate transfer belt, a photoconductor drum, a cleaning device, a developing device, a toner transfer device, a toner container, a charging roller, a fixing device, and a sheet transfer device that come into contact with dry toner, and the like. It relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a combination machine thereof.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、乾式トナーを用いて画像を形成する電子写真方式のものが広く知られている(例えば、特許文献1参照。)。
このような画像形成装置では、トナーに接触する複数種類のトナー接触部材が構成部材として設置されている。トナー接触部材としては、例えば、中間転写ベルトなどの中間転写体、感光体ドラムなどの感光体、など、その表面にトナーが積極的に担持されるものがある。また、トナー接触部材としては、例えば、クリーニング装置、現像装置、トナー容器、廃トナー回収容器、トナー搬送装置など、その内部にトナーが収容されたり搬送されたりするものがある。また、トナー接触部材としては、例えば、帯電ローラ、クリーニングブレード、定着装置(定着ローラなど)、画像形成後のシートが搬送されるシート搬送装置、など、積極的ではないものの、その表面にトナーが付着してしまうものがある。
Conventionally, in an image forming apparatus such as a copier or a printer, an electrophotographic type that forms an image using a dry toner is widely known (see, for example, Patent Document 1).
In such an image forming apparatus, a plurality of types of toner contact members that come into contact with toner are installed as constituent members. As the toner contact member, for example, an intermediate transfer member such as an intermediate transfer belt, a photoconductor such as a photoconductor drum, or the like, the toner is positively supported on the surface thereof. Further, as the toner contact member, for example, there are a cleaning device, a developing device, a toner container, a waste toner collecting container, a toner transporting device, and the like, in which toner is stored or transported inside. Further, as the toner contact member, for example, a charging roller, a cleaning blade, a fixing device (fixing roller, etc.), a sheet transporting device for transporting a sheet after image formation, etc. are not aggressive, but toner is applied to the surface thereof. Some things will stick.
一方、特許文献2には、湿式の現像剤(現像液)を用いた画像形成装置であって、現像液量を長手方向で均一にすることを目的として、現像回転体に現像液を供給する供給回転体の外周面の長手方向中央部に、ハニカム状に凹部を形成する技術が開示されている。
On the other hand,
従来の画像形成装置は、中間転写ベルト、クリーニング装置、帯電ローラなどのトナー接触部材の接触面にトナーが強い力で付着してしまう不具合が生じやすかった。そして、そのようなトナー接触部材によって、転写不良、クリーニング不良、異常画像、トナー固着、シート搬送不良など種々の不具合が生じてしまっていた。 In the conventional image forming apparatus, there is a tendency that the toner adheres to the contact surface of the toner contact member such as the intermediate transfer belt, the cleaning apparatus, and the charging roller with a strong force. Then, such a toner contact member causes various problems such as transfer failure, cleaning failure, abnormal image, toner sticking, and sheet transfer failure.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、トナー接触部材の接触面にトナーが強い力で付着してしまう不具合が生じにくい、トナー接触部材、及び、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a toner contact member and an image forming apparatus that are less likely to cause a problem that toner adheres to the contact surface of the toner contact member with a strong force. To provide.
この発明におけるトナー接触部材は、画像形成装置本体に設置されて、トナーに接触するトナー接触部材であって、トナーに接触する接触面の全域に、正六角形の溝部が隙間なくハニカム状に形成されたものである。 The toner contact member in the present invention is a toner contact member that is installed in the main body of an image forming apparatus and comes into contact with toner, and regular hexagonal grooves are formed in a honeycomb shape without gaps over the entire contact surface that comes into contact with toner. It is a thing.
本発明によれば、トナー接触部材の接触面にトナーが強い力で付着してしまう不具合が生じにくい、トナー接触部材、及び、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 toner contact member and an image forming apparatus that are less likely to cause a problem that toner adheres to the contact surface of the toner contact member with a strong force.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and the duplicated description thereof will be appropriately simplified or omitted.
まず、図1にて、画像形成装置1における全体の構成・動作について説明する。
図1において、1は画像形成装置としてのカラー複写機、3は原稿を原稿読込部4に搬送する原稿搬送部、4は原稿の画像情報を読み込む原稿読込部、6は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部(露光部)、を示す。
また、7は用紙等のシートPが収納される給紙装置、10Y、10M、10C、10BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部としてのプロセスカートリッジ、17は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト(像担持体)、18は中間転写ベルト17上に形成されたトナー像をシートPに転写する2次転写ローラ、を示す。
また、20はシートP上の未定着画像を定着する定着装置、28は各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの現像装置に各色のトナーを補給するためのトナー容器、30は廃トナーが回収される廃トナー回収容器、を示す。
First, FIG. 1 describes the overall configuration and operation of the
In FIG. 1, 1 is a color copier as an image forming apparatus, 3 is a document conveying unit that conveys a document to a
Further, 7 is a paper feed device for storing sheet P such as paper, 10Y, 10M, 10C, and 10BK are process cartridges as an image forming unit corresponding to each color (yellow, magenta, cyan, black), and 17 is a plurality of colors. An intermediate transfer belt (image carrier) on which the toner images of the above are superimposed and transferred, and 18 is a secondary transfer roller that transfers the toner image formed on the
Further, 20 is a fixing device for fixing an unfixed image on the sheet P, 28 is a toner container for supplying toner of each color to the developing devices of each
ここで、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BK(作像部)は、それぞれ、感光体としての感光体ドラム11、帯電装置12、現像装置13、クリーニング装置15が一体化されたものである(図2参照)。そして、各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKは、寿命に達したときに、新品のものに交換される。
各プロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKにおける感光体ドラム11(像担持体)上では、それぞれ、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される。
Here, each
Toner images of each color (yellow, magenta, cyan, black) are formed on the photoconductor drum 11 (image carrier) of each
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時(印刷時)の動作について説明する。
まず、原稿は、原稿搬送部3の搬送ローラによって、原稿台から搬送されて、原稿読込部4のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部4で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部6に送信される。そして、書込み部6からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光LB(露光光)が、それぞれ、対応するプロセスカートリッジ10Y、10M、10C、10BKの感光体ドラム11上に向けて照射される。
Hereinafter, the operation during normal color image formation (printing) in the image forming apparatus will be described.
First, the original is conveyed from the platen by the transfer roller of the
Then, the image information of each color of yellow, magenta, cyan, and black is transmitted to the
一方、4つの感光体ドラム11は、それぞれ、図1、図2の時計方向に回転している。そして、図2を参照して、まず、感光体ドラム11の表面は、帯電装置12(帯電ローラ)との対向位置で、一様に帯電される(帯電工程である。)。こうして、感光体ドラム11上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム11の表面は、それぞれのレーザ光LBの照射位置に達する。
書込み部6において、光源から画像信号に対応したレーザ光LBが各色に対応して射出される。レーザ光LBは、ポリゴンミラーに入射して反射した後に、複数のレンズを透過する。複数のレンズを透過した後のレーザ光LBは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる(露光工程である。)。
On the other hand, the four
In the
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から1番目のプロセスカートリッジ10Yの感光体ドラム11の表面に照射される。こうして、帯電ローラ12aにて帯電された後の感光体ドラム11上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
同様に、シアン成分のレーザ光は、紙面左から2番目のプロセスカートリッジ10Cの感光体ドラム11の表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から3番目のプロセスカートリッジ10Mの感光体ドラム11の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から4番目のプロセスカートリッジ10BKの感光体ドラム11の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
The laser beam corresponding to the yellow component is applied to the surface of the
Similarly, the laser beam of the cyan component is irradiated on the surface of the
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム11の表面は、それぞれ、現像装置13(図2参照)との対向位置に達する。そして、各現像装置13から感光体ドラム11上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム11上の潜像が現像される(現像工程である。)。
その後、現像工程後の感光体ドラム11の表面は、それぞれ、トナー接触部材としての中間転写ベルト17(中間転写体)との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、中間転写ベルト17の内周面に当接するように1次転写ローラ14が設置されている。そして、1次転写ローラ14の位置で、中間転写ベルト17上に、感光体ドラム11上に形成された各色のトナー像(画像)が、順次重ねて転写される(1次転写工程である。)。
After that, the surface of the
After that, the surface of the
そして、1次転写工程後の感光体ドラム11の表面は、それぞれ、クリーニング装置15(図2参照)との対向位置に達する。そして、クリーニング装置15で、感光体ドラム11上に残存する未転写トナーが回収される(クリーニング工程である。)。
その後、感光体ドラム11の表面は、除電装置の位置を通過して、感光体ドラム11における一連の作像プロセスが終了する。
Then, the surface of the
After that, the surface of the
他方、感光体ドラム11上の各色の画像が重ねて転写された中間転写ベルト17の表面は、図1中の矢印方向に走行して、2次転写ローラ18の位置に達する。そして、2次転写ローラ18の位置で、シートP上に中間転写ベルト17上のフルカラーの画像が2次転写される(2次転写工程である。)。
その後、中間転写ベルト17の表面は、中間転写ベルトクリーニング装置9(クリーニング装置)の位置に達する。そして、中間転写ベルト17上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング装置9に回収されて、中間転写ベルト17上の一連の転写プロセスが完了する。
On the other hand, the surface of the
After that, the surface of the
ここで、2次転写ローラ18の位置のシートPは、給紙装置7から搬送ガイド、レジストローラ19等からなるシート搬送経路(シート搬送装置)を経由して搬送されるものである。
詳しくは、シートPを収納する給紙装置7から、給紙ローラ8により給送されたシートPが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ19に導かれる。レジストローラ19に達したシートPは、中間転写ベルト17上のトナー像とタイミングを合わせて、2次転写ローラ18の位置に向けて搬送される。
Here, the sheet P at the position of the
Specifically, the sheet P fed by the paper feed roller 8 is guided to the resist
その後、フルカラー画像が転写されたシートPは、シート搬送経路(シート搬送装置)を経由して定着装置20に導かれる。定着装置20では、定着ローラと加圧ローラとのニップにて、カラー画像がシートP上に定着される。
そして、定着工程後のシートPは、排紙ローラ29によって装置本体1外に出力画像として排出された後に、排紙部5上にスタックされて、一連の画像形成プロセス(印刷動作)が完了する。
After that, the sheet P to which the full-color image is transferred is guided to the fixing
Then, the sheet P after the fixing step is ejected as an output image to the outside of the apparatus
次に、図2にて、画像形成装置の作像部について詳述する。
図2は、黒色用のプロセスカートリッジ10BKを示す構成図である。その他の3つのプロセスカートリッジ10Y、10M、10Cは、それぞれ、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる点を除き、黒色用のプロセスカートリッジ10BKとほぼ同じに構成されているため、その図示と説明とを省略する。
Next, FIG. 2 details the image forming portion of the image forming apparatus.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a process cartridge 10BK for black. The other three
図2に示すように、プロセスカートリッジ10BKには、感光体ドラム11と、感光体ドラム11を帯電する帯電装置12と、感光体ドラム11上に形成される静電潜像を現像する現像装置13と、感光体ドラム11上の未転写トナーを回収するクリーニング装置15と、がケースに一体的に収納されている。
As shown in FIG. 2, the process cartridge 10BK includes a
ここで、感光体ドラム11は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等を設けたものである
帯電装置12は、導電性芯金の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラである。そして、この帯電装置12(帯電ローラ)に電源部から所定の電圧が印加されて、これにより対向する感光体ドラム11の表面を一様に帯電する。
Here, the
現像装置13は、主として、感光体ドラム11に対向する現像ローラ13aと、現像ローラ13aに対向する第1搬送スクリュ13b1と、仕切部材を介して第1搬送スクリュ13b1に対向する第2搬送スクリュ13b2と、現像ローラ13aに対向するドクターブレード13cと、で構成される。現像ローラ13aは、内部に固設されてローラ周面に磁極を形成するマグネットと、マグネットの周囲を回転するスリーブと、で構成される。マグネットによって現像ローラ13a(スリーブ)上に複数の磁極が形成されて、現像ローラ13a上に現像剤が担持されることになる。
現像装置13内には、キャリアとトナー(乾式トナー)とからなる2成分現像剤が収容されている。
The developing
A two-component developer composed of a carrier and a toner (dry toner) is housed in the developing
クリーニング装置15には、感光体ドラム11に当接するクリーニングブレード15a、クリーニング装置15内に回収された未転写トナーを廃トナーとして廃トナー回収容器30(図1参照)に向けて搬送する搬送スクリュ15b、等が設置されている。クリーニングブレード15aは、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム11表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム11上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてクリーニング装置15内に回収されることになる。そして、クリーニング装置15内に回収された未転写トナーは、搬送管(搬送スクリュ15bが内設されている。)を介して、廃トナー回収容器30まで搬送されて、廃トナーとして廃トナー回収容器30の内部に回収される。搬送スクリュ15bは、駆動モータによって、図2の矢印方向に回転駆動される。
同様に、図1を参照して、クリーニング装置としての中間転写ベルトクリーニング装置9にも、中間転写ベルト17に当接するクリーニングブレード、中間転写ベルトクリーニング装置9内に回収された未転写トナーを廃トナーとして廃トナー回収容器30(図3参照)に向けて搬送する搬送スクリュ、等が設置されている。そして、中間転写ベルトクリーニング装置9内に回収された未転写トナーは、搬送管(搬送スクリュが内設されている。)を介して、廃トナーとして廃トナー回収容器30の内部に回収される。
なお、感光体ドラム11や中間転写ベルト17上に付着する付着物としては、未転写トナーの他に、シートP(用紙)から生じる紙粉、帯電装置12による放電時に感光体ドラム11上に生じる放電生成物、トナーに添加されている添加剤、等があるが、本願ではこれらを総称して「未転写トナー」と呼ぶことにする。
The
Similarly, referring to FIG. 1, in the intermediate transfer belt cleaning device 9 as a cleaning device, the cleaning blade that abuts on the
The deposits adhering to the
図2にて、先に述べた作像プロセスをさらに詳しく説明する。
現像ローラ13aは、図2中の矢印方向(反時計方向)に回転している。現像装置13内の現像剤は、間に仕切部材を介在するように配設された第1搬送スクリュ13b1及び第2搬送スクリュ13b2の回転によって、トナー容器28から不図示のトナー搬送経路(トナー搬送装置)を介して補給されたトナー(乾式トナー)とともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向である。)。
The image-forming process described above will be described in more detail with reference to FIG.
The developing
そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ13a上に担持される。現像ローラ13a上に担持された現像剤は、その後にドクターブレード13cの位置に達する。そして、現像ローラ13a上の現像剤は、ドクターブレード13cの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム11との対向位置(現像領域である。)に達する。
その後、現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム11表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光LBが照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ13aに印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界によって、トナーが潜像に付着する(トナー像が形成される)。
その後、現像工程にて感光体ドラム11に付着したトナーは、そのほとんどが中間転写ベルト17上に転写される。そして、感光体ドラム11上に残存した未転写トナーが、クリーニングブレード15aによってクリーニング装置15内に回収される。
Then, the toner that is triboelectrically charged and adsorbed on the carrier is supported on the developing
Then, in the developing region, the toner in the developing agent adheres to the electrostatic latent image formed on the surface of the
After that, most of the toner adhering to the
以下、本実施の形態における画像形成装置1において特徴的な、トナー接触部材としての中間転写ベルト17について詳述する。
先に図1等を用いて説明したように画像形成装置本体1には、中間転写ベルト17が設置されている。この中間転写ベルト17は、そのベルト表面(接触面17a)にトナー像が担持されるものであって、トナーに接触するトナー接触部材の1つとして機能するものである。
ここで、本実施の形態におけるトナー接触部材としての中間転写ベルト17は、図3等に示すように、トナーに接触する接触面17aの全域に、正六角形の溝部17a1が隙間なくハニカム状に形成されている。
換言すると、中間転写ベルト17のベルト表面(接触面17a)は、少なくとも有効作像領域(画像形成可能な最大領域である。)の全域に、正六角形の溝部17a1からなる正六角形部Hが、複数互いに隙間なく隣接するようにハニカム状に形成されている。
Hereinafter, the
As described above with reference to FIG. 1 and the like, the
Here, in the
In other words, the belt surface (
ここで、中間転写ベルト17の接触面17aにおける正六角形部Hの配列(向き)は、図4(A)に示すようなものにしても良いし、図4(B)に示すようなものにしても良い。すなわち、正六角形部Hの溝部17a1が、隣接する正六角形部Hの溝部17a1と共有されるように、複数の正六角形部Hが隙間なく配列されていれば、その向きはどのようなものであっても良い。
Here, the arrangement (orientation) of the regular hexagonal portions H on the
このように、トナー接触部材としての中間転写ベルト17の接触面17a(トナー担持面)の全域にわたって複数の正六角形部Hをハニカム状に形成することで、接触面17aに溝部を形成しない場合や、その他の形状の溝部を接触面17aに形成する場合に比べて、接触面17aにトナーが強い力で付着してしまう不具合が生じにくくなる。また、正六角形部Hは接触面17aの全域にわたって隙間なく形成されているため、接触面17aのどの位置にトナー像が担持されても、そのトナー像(トナー)の付着力が強くなりすぎる不具合を軽減することができる。
そのため、中間転写ベルト17の接触面17aに担持されたトナー(トナー像)が2次転写ローラ18の位置でシートP上に良好に2次転写されない不具合(転写中抜け)や、中間転写ベルト17の接触面17aに担持されたトナー(未転写トナー)が中間転写ベルトクリーニング装置9によって良好に除去・回収されない不具合(転写クリーニング不良)などの発生を軽減することができる。
なお、中間転写ベルト17の幅方向両端部の非有効作像領域については、トナーが担持される可能性のない領域であるため、そのような正六角形部Hを形成しなくても、上述した効果は達成されることになる。
In this way, by forming a plurality of regular hexagonal portions H in a honeycomb shape over the
Therefore, the toner (toner image) carried on the
Since the ineffective image forming regions at both ends of the
さらに上述した効果について補足説明する。
トナー接触部材(中間転写ベルト17)の接触面17a(トナー担持面)に溝部17a1を形成することで、接触面17aに対するトナーの接触面積を減ずることができるため、接触面17aに対するトナーの付着力も弱められることになる。
そして、その溝部17a1を正六角形に形成することで、隙間なく配列できる他の多角形に比べて、回転対称の次数が高い状態で隙間なく配列できるため、上述した効果が接触面17aの全域にわたって均一に発揮されることになる。
Further, the above-mentioned effects will be supplementarily described.
By forming the groove 17a1 on the
Then, by forming the groove portion 17a1 into a regular hexagon, it can be arranged without gaps in a state where the order of rotational symmetry is high as compared with other polygons that can be arranged without gaps, so that the above-mentioned effect can be obtained over the
ここで、図5を参照して、本実施の形態では、溝部17a1の深さをDとしたときに、
0.1μm≦D≦3μm
なる関係が成立するように構成している。
これは、溝部17a1へのトナー粒子の嵌り込みを防止するために、溝部17a1の深さDをトナーの粒径(5μm程度である。)より小さくする必要があるためである。そして、溝部17a1の深さDが3μmを超えると溝部17a1のエッジ部でトナーの動きがやや鈍くなってしまい、溝部17a1の深さDが0.1μmを下回ると上述した溝部としての効果が充分に発揮されないためである。
Here, with reference to FIG. 5, in the present embodiment, when the depth of the groove portion 17a1 is D,
0.1 μm ≤ D ≤ 3 μm
It is configured so that the above relationship is established.
This is because it is necessary to make the depth D of the groove 17a1 smaller than the particle size of the toner (about 5 μm) in order to prevent the toner particles from being fitted into the groove 17a1. When the depth D of the groove 17a1 exceeds 3 μm, the movement of the toner becomes slightly slow at the edge of the groove 17a1, and when the depth D of the groove 17a1 is less than 0.1 μm, the effect as the groove described above is sufficient. This is because it is not exhibited in.
また、図5を参照して、本実施の形態では、溝部17a1の幅をWとして、正六角形(正六角形部H)の一辺の長さをLとしたときに、
W/L≦0.25
なる関係が成立するように構成している。
特に、本実施の形態では、
1μm≦W≦50μm
L≦200μm
なる関係も成立するように構成している。
トナーの粒径は5μm程度であるが、実際にはトナーは数個の凝集体(トナー粒径よりも大きな塊である。)で流動する。したがって、この凝集体が接触面17aにおいて溝部17a1になるべく接触するように、正六角形部Hの大きさを設定することで、上述した効果が効率的に発揮されることになる。W/L≦0.25なる関係が成立して、好ましくは、1μm≦W≦50μm、L≦200μmなる関係がさらに成立することで、上述した効果が効率的に発揮されることを、本願発明者は後述する実験を通じて知得した。
Further, referring to FIG. 5, in the present embodiment, when the width of the groove portion 17a1 is W and the length of one side of the regular hexagon (regular hexagonal portion H) is L.
W / L ≤ 0.25
It is configured so that the above relationship is established.
In particular, in this embodiment,
1 μm ≤ W ≤ 50 μm
L ≤ 200 μm
The relationship is also established.
The particle size of the toner is about 5 μm, but the toner actually flows in several aggregates (lumps larger than the toner particle size). Therefore, by setting the size of the regular hexagonal portion H so that the aggregates come into contact with the groove portion 17a1 as much as possible on the
なお、中間転写ベルト17(トナー接触部材)の接触面17aに複数の正六角形部H(ハニカムパターン)を形成する製造方法としては、金型等に予め作製した凹凸を部材に転写する(インプリント)方法や、レーザや切削等により部材に直接加工する方法、などを用いることができる。本実施の形態では、上述したハニカムパターンのサイズや、製造方法の簡便さの観点から、レーザ加工による製造方法にてハニカムパターンを形成している。なお、このようなレーザ加工をおこなう装置としては、UVレーザ加工機、エキシマレーザ加工機、などを用いることができる。
As a manufacturing method for forming a plurality of regular hexagonal portions H (honeycomb patterns) on the
ここで、本実施の形態では、中間転写ベルト17の他にも、トナー接触部材としてのクリーニング装置15の内壁面15c(図2参照)にも、トナーに接触する接触面15c1の全域に、正六角形の溝部を隙間なくハニカム状に形成している。
クリーニング装置15は、その内部にトナー(未転写トナー)が収容されて、そのトナーが廃トナーとして搬送スクリュ15bによって廃トナー回収容器30に向けて搬送されるものである。したがって、その内壁面15c(接触面15c1)にトナーが強い力で付着してしまうと、トナーの搬送性が低下して、クリーニング装置15内における大量のトナーの滞留によって、装置からトナーがあふれてしまう可能性がある。
これに対して、本実施の形態では、クリーニング装置15の内壁面15c(トナー接触部材)の接触面15c1に複数の正六角形部H(ハニカムパターン)を形成しているため、そのような不具合の発生を軽減することができる。
Here, in the present embodiment, in addition to the
The
On the other hand, in the present embodiment, since a plurality of regular hexagonal portions H (honeycomb patterns) are formed on the contact surface 15c1 of the
以下、図6を用いて、中間転写ベルト17の接触面17aに複数の正六角形部H(ハニカムパターン)を形成することによって、「転写中抜け」や「転写クリーニング不良」が生じにくくなる効果を、確認するためにおこなった実験(実施例1〜10、比較例1〜6)について説明する。
図6を参照して、「実施例1」は、本実施の形態における画像形成装置1(リコー社製「イマジオMPC4002」の改造機であって、中間転写ベルト17にハニカムパターンを形成したものである。)を用いて、ブラック用の作像部10BKのみを用いたモノクロモードにてモノクロ画像を形成して、「転写中抜け」と「転写クリーニング不良」との評価をそれぞれおこなった。
なお、中間転写ベルト17の表面にハニカムパターンを形成する加工には、「UVレーザマーカーLSU5EA」(LDF社製)を使用した。また、正六角形部Hの溝部17a1の深さDは5μm、溝部17a1の幅Wは40μm、一辺の長さLは150μmに設定した。
また、「転写中抜け」については、劣化したトナーが収容された現像装置(予め単体試験機にて10時間空回したものであって、外添剤がトナーから遊離したりトナーに埋没した状態のものである。)を用いて、32℃80%の温湿度環境にてシートPとしてハガキ紙を通紙したときの、文字中抜けをランク評価した。ランクは、良い方から5から1の順として、3以上を許容の範囲とした。
また、「転写クリーニング不良」については、15万枚のシートPを印刷した後の中間転写ベルトクリーニング装置9のクリーニングブレードを使用して、10℃15%の温湿度環境にて2次転写電流を印加しない状態で、モノクロ画像の縦帯チャートを連続100枚通紙して、クリーニング不良が発生するまでの枚数をカウントした。
Hereinafter, by forming a plurality of regular hexagonal portions H (honeycomb patterns) on the
With reference to FIG. 6, “Example 1” is a modified machine of the image forming apparatus 1 (“Imagio MPC4002” manufactured by Ricoh Corporation) in the present embodiment, in which a honeycomb pattern is formed on the
A "UV laser marker LSU5EA" (manufactured by LDF) was used for processing to form a honeycomb pattern on the surface of the
In addition, regarding "transfer hollowing out", a developing device containing deteriorated toner (which was previously idled for 10 hours in a unit testing machine, and the external additive was released from the toner or buried in the toner). In a temperature and humidity environment of 32 ° C. and 80%, the character hollows when passing through the toner paper as the sheet P were ranked-evaluated. The ranks are in the order of 5 to 1 from the best, and 3 or more is the allowable range.
Regarding "transfer cleaning failure", a secondary transfer current is applied in a temperature and humidity environment of 10 ° C. and 15% using the cleaning blade of the intermediate transfer belt cleaning device 9 after printing 150,000 sheets P. In the state where the application was not applied, 100 sheets of vertical band charts of monochrome images were continuously passed, and the number of sheets until a cleaning failure occurred was counted.
また、図6における「実施例2」〜「実施例10」については、中間転写ベルト17へのハニカムパターン加工時のレーザ出力条件を調整して、各寸法D、W、Lをそれぞれ図6に示すように変更したこと以外は、「実施例1」と同様に評価をおこなった。
また、図6における「比較例1」は、中間転写ベルト17にハニカムパターンを形成しなかったこと以外は、「実施例1」と同様に評価をおこなった。
また、図6における「比較例2」〜「比較例5」は、中間転写ベルトのベルト表面171aに、ハニカムパターンの代わりに、図8(A)〜(D)に示す溝部171a1(パターン)を形成したこと以外は、「実施例1」と同様に評価をおこなった。なお、図8(C)、(D)に記載した「L」は、円形の溝部171a1(パターン)の直径を示す。
また、図6における「比較例6」は、中間転写ベルトのベルト表面に、ハニカムパターンの代わりに、ウエットブラスト法を用いて深さ1〜2μm、凹部の最大径1〜20μmの範囲内でランダムに凹部を形成したこと以外は、「実施例1」と同様に評価をおこなった。
Further, regarding "Example 2" to "Example 10" in FIG. 6, the laser output conditions at the time of processing the honeycomb pattern on the
Further, "Comparative Example 1" in FIG. 6 was evaluated in the same manner as in "Example 1" except that the honeycomb pattern was not formed on the
Further, in "Comparative Example 2" to "Comparative Example 5" in FIG. 6, the groove portions 171a1 (pattern) shown in FIGS. 8A to 8D are formed on the
Further, in "Comparative Example 6" in FIG. 6, a wet blast method is used instead of the honeycomb pattern on the belt surface of the intermediate transfer belt, and the depth is 1 to 2 μm and the maximum diameter of the recess is 1 to 20 μm at random. The evaluation was carried out in the same manner as in "Example 1" except that the recess was formed in.
図6の実験結果から、実施例1と比較例1〜6とを比較することで、中間転写ベルト17の接触面17aに複数の正六角形部H(ハニカムパターン)を形成することで、「転写中抜け」や「転写クリーニング不良」が生じにくくなることがわかる。
また、実施例1、4と実施例2、3とを比較することで、0.1μm≦D≦3μmなる関係が成立するように構成することで、「転写中抜け」や「転写クリーニング不良」がさらに生じにくくなることがわかる。
また、実施例1〜4と実施例5、6とを比較することで、W/L≦0.25なる関係が成立するように構成することで、「転写クリーニング不良」がさらに生じにくくなることがわかる。
特に、実施例5、6、10と実施例7〜9とを比較することで、1μm≦W≦50μm、L≦200μmなる関係が成立するように構成することで、「転写中抜け」や「転写クリーニング不良」がさらに生じにくくなることがわかる。
From the experimental results of FIG. 6, by comparing Example 1 and Comparative Examples 1 to 6, by forming a plurality of regular hexagonal portions H (honeycomb patterns) on the
Further, by comparing Examples 1 and 4 with Examples 2 and 3, the relationship of 0.1 μm ≦ D ≦ 3 μm is established so that “transfer hollowing out” and “transfer cleaning failure” can be established. It can be seen that is less likely to occur.
Further, by comparing Examples 1 to 4 with Examples 5 and 6, the relationship of W / L ≦ 0.25 is established so that “transfer cleaning failure” is less likely to occur. I understand.
In particular, by comparing Examples 5, 6 and 10 with Examples 7 to 9, the relationships of 1 μm ≦ W ≦ 50 μm and L ≦ 200 μm are established, so that “transcription hollowing out” and “transcription hollowing out” and It can be seen that "transfer cleaning failure" is less likely to occur.
以下、図7を用いて、クリーニング装置15の内壁面15cの接触面15c1に複数の正六角形部H(ハニカムパターン)を形成することによって、「トナーあふれ」が生じにくくなる効果を、確認するためにおこなった実験(実施例11〜20、比較例7〜12)について説明する。
図7を参照して、「実施例11」は、本実施の形態における画像形成装置1(リコー社製「イマジオMPC4002」の改造機であって、クリーニング装置15の内壁面15cにハニカムパターンを形成したものである。)を用いて、使用しているトナーの外添剤総量を1/2とした流動性の悪いテストトナーを用いて、32℃80%の温湿度環境下で縦帯チャートを1000枚連続通紙して、縦帯部にあたるクリーニング装置15の部分にトナーあふれが発生するまでの枚数をカウントした。なお、トナーあふれ発生の有無は出力画像を10枚毎に確認して、該当する部分の画像上にトナー凝集物状の汚れが発生しているか否かによって評価した。
なお、実施例1と同様に、正六角形部Hの溝部17a1の深さDは5μm、溝部17a1の幅Wは40μm、一辺の長さLは150μmに設定した。
Hereinafter, in order to confirm the effect of forming a plurality of regular hexagonal portions H (honeycomb patterns) on the contact surface 15c1 of the
With reference to FIG. 7, “Example 11” is a modified machine of the image forming apparatus 1 (“Imagio MPC4002” manufactured by Ricoh Co., Ltd.) in the present embodiment, and forms a honeycomb pattern on the
Similar to Example 1, the depth D of the groove 17a1 of the regular hexagonal portion H was set to 5 μm, the width W of the groove 17a1 was set to 40 μm, and the length L of one side was set to 150 μm.
また、図7における「実施例12」〜「実施例20」については、中間転写ベルト17へのハニカムパターン加工時のレーザ出力条件を調整して、各寸法D、W、Lをそれぞれ図7に示すように変更したこと以外は、「実施例11」と同様に評価をおこなった。
また、図7における「比較例7」は、クリーニング装置15の内壁面15cにハニカムパターンを形成しなかったこと以外は、「実施例11」と同様に評価をおこなった。
また、図7における「比較例8」〜「比較例11」は、クリーニング装置の内壁面171aに、ハニカムパターンの代わりに、図8(A)〜(D)に示す溝部171a1(パターン)を形成したこと以外は、「実施例11」と同様に評価をおこなった。
また、図7における「比較例12」は、クリーニング装置の内壁面に、ハニカムパターンの代わりに、ウエットブラスト法を用いて深さ1〜2μm、凹部の最大径1〜20μmの範囲内でランダムに凹部を形成したこと以外は、「実施例11」と同様に評価をおこなった。
Further, regarding "Example 12" to "Example 20" in FIG. 7, the laser output conditions at the time of processing the honeycomb pattern on the
Further, "Comparative Example 7" in FIG. 7 was evaluated in the same manner as in "Example 11" except that the honeycomb pattern was not formed on the
Further, in "Comparative Example 8" to "Comparative Example 11" in FIG. 7, the groove portions 171a1 (pattern) shown in FIGS. 8 (A) to 8 (D) are formed on the
Further, in "Comparative Example 12" in FIG. 7, instead of the honeycomb pattern, the inner wall surface of the cleaning device is randomly subjected to a depth of 1 to 2 μm and a maximum diameter of the recess of 1 to 20 μm by using a wet blast method. The evaluation was performed in the same manner as in "Example 11" except that the recess was formed.
図7の実験結果から、実施例11と比較例7〜12とを比較することで、クリーニング装置15における内壁面15cの接触面15c1に複数の正六角形部H(ハニカムパターン)を形成することで、「トナーあふれ」が生じにくくなることがわかる。
また、実施例11、14と実施例12、13とを比較することで、0.1μm≦D≦3μmなる関係が成立するように構成することで、「トナーあふれ」がさらに生じにくくなることがわかる。
また、実施例11〜14と実施例15、16とを比較することで、W/L≦0.25なる関係が成立するように構成することで、「トナーあふれ」がさらに生じにくくなることがわかる。
特に、実施例15、16、20と実施例17〜19とを比較することで、1μm≦W≦50μm、L≦200μmなる関係が成立するように構成することで、「トナーあふれ」がさらに生じにくくなることがわかる。
From the experimental results of FIG. 7, by comparing Example 11 and Comparative Examples 7 to 12, a plurality of regular hexagonal portions H (honeycomb patterns) are formed on the contact surface 15c1 of the
Further, by comparing Examples 11 and 14 with Examples 12 and 13, it is possible that "toner overflow" is less likely to occur by configuring so that the relationship of 0.1 μm ≦ D ≦ 3 μm is established. Recognize.
Further, by comparing Examples 11 to 14 with Examples 15 and 16, the configuration is such that the relationship of W / L ≦ 0.25 is established, so that “toner overflow” is less likely to occur. Recognize.
In particular, by comparing Examples 15, 16 and 20 with Examples 17 to 19, the relationship of 1 μm ≦ W ≦ 50 μm and L ≦ 200 μm is established, so that “toner overflow” further occurs. It turns out that it becomes difficult.
以上説明したように、本実施の形態におけるトナー接触部材としての中間転写ベルト17やクリーニング装置15(内壁面15c)は、画像形成装置本体1に設置されて、トナーに接触するトナー接触部材である。そして、そのトナーに接触する接触面17a(15c1)の全域に、正六角形の溝部17a1が隙間なくハニカム状に形成されている。
これにより、トナー接触部材の接触面にトナーが強い力で付着してしまう不具合を生じにくくすることができる。
As described above, the
As a result, it is possible to prevent the problem that the toner adheres to the contact surface of the toner contact member with a strong force.
なお、本実施の形態では、トナー接触部材としての中間転写ベルト17やクリーニング装置15(内壁面15c)に対して本発明を適用したが、本発明が適用されるトナー接触部材はこれに限定されず、例えば、感光体ドラム11、現像装置13、トナー容器28、廃トナー回収容器30、トナー搬送装置、帯電装置12(帯電ローラ)、クリーニングブレード15a、中間転写ベルトクリーニング装置9、定着装置20(定着ローラなど)、画像形成後のシートが搬送されるシート搬送装置、などトナーに接触するすべてのトナー接触部材に対して本発明を適用することができる。
これにより、トナー接触部材の接触面にトナーが強い力で付着してしまう不具合を生じにくくすることができる。
具体的に、感光体ドラム11のトナー接触面にハニカムパターンを形成した場合には、転写不良やクリーニング不良の発生を軽減することができる。また、現像装置13、トナー容器28、廃トナー回収容器30、トナー搬送装置などにハニカムパターンを形成した場合には、それぞれの装置内におけるトナー流動性が低下する不具合を軽減することができる。また、帯電装置12(帯電ローラ)にハニカムパターンを形成した場合には、帯電装置12にトナーが付着して汚れる不具合を軽減することができる。また、クリーニングブレード15aにハニカムパターンを形成した場合には、クリーニングブレード15aにトナーが固着してクリーニング性が低下する不具合を軽減することができる。また、中間転写ベルトクリーニング装置9にハニカムパターンを形成した場合には、トナーあふれやクリーニング不良の発生を軽減することができる。また、定着装置20や、画像形成後のシートが搬送されるシート搬送装置、にハニカムパターンを形成した場合には、装置にトナーが固着して、シートが汚れたり搬送不良が生じる不具合を軽減することができる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the
As a result, it is possible to prevent the problem that the toner adheres to the contact surface of the toner contact member with a strong force.
Specifically, when a honeycomb pattern is formed on the toner contact surface of the
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。 It is clear that the present invention is not limited to the present embodiment, and within the scope of the technical idea of the present invention, the present embodiment may be appropriately modified in addition to the suggestions in the present embodiment. is there. Further, the number, position, shape, etc. of the constituent members are not limited to the present embodiment, and can be a suitable number, position, shape, etc. for carrying out the present invention.
なお、本願明細書等において、「正六角形」とは、6つのすべての辺の長さと内角の大きさとがそれぞれ等しいものはもちろんのこと、それらが完全に等しくなくても誤差の範囲で概ね正六角形と認識できるものも含むものとする。 In the specification of the present application and the like, the term "regular hexagon" means that the lengths of all six sides and the size of the internal angles are equal to each other, and even if they are not completely equal, they are generally regular hexagons within an error range. It shall include those that can be recognized as squares.
1 画像形成装置(画像形成装置本体)、
15 クリーニング装置、
15c 内壁面(トナー接触部材)、
15c1 接触面、
17 中間転写ベルト(トナー接触部材)、
17a 接触面、
17a1 溝部、
H 正六角形部。
1 Image forming apparatus (image forming apparatus main body),
15 Cleaning equipment,
15c inner wall surface (toner contact member),
15c1 contact surface,
17 Intermediate transfer belt (toner contact member),
17a contact surface,
17a1 groove,
H Regular hexagonal part.
Claims (7)
トナーに接触する接触面の全域に、正六角形の溝部が隙間なくハニカム状に形成されたことを特徴とするトナー接触部材。 A toner contact member that is installed in the main body of an image forming apparatus and comes into contact with toner.
A toner contact member characterized in that regular hexagonal grooves are formed in a honeycomb shape without gaps over the entire contact surface that comes into contact with toner.
0.1μm≦D≦3μm
なる関係が成立することを特徴とする請求項1に記載のトナー接触部材。 When the depth of the groove is D,
0.1 μm ≤ D ≤ 3 μm
The toner contact member according to claim 1, wherein the relationship is established.
W/L≦0.25
なる関係が成立することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のトナー接触部材。 When the width of the groove is W and the length of one side of the regular hexagon is L,
W / L ≤ 0.25
The toner contact member according to claim 1 or 2, wherein the relationship is established.
L≦200μm
なる関係が成立することを特徴とする請求項3に記載のトナー接触部材。 1 μm ≤ W ≤ 50 μm
L ≤ 200 μm
The toner contact member according to claim 3, wherein the relationship is established.
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