JP4111149B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Images
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係わり、特に、像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and more particularly to a cleaning unit that removes toner remaining on an image carrier.
帯電、露光、現像の各手段を周囲に有する感光体上にトナー像を形成し、トナー像を直接転写材に転写したり、或いは、複数の感光体上のトナー像を一旦中間転写体に一次転写した後、中間転写体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、転写後の感光体又は中間転写体(代表して、像担持体という)の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ブレード(以降、クリーニングブレードという)を当接させて、クリーニングするブレードクリーニング法が知られている。 A toner image is formed on a photosensitive member having charging, exposure, and developing means around it, and the toner images are directly transferred to a transfer material, or the toner images on a plurality of photosensitive members are temporarily transferred to an intermediate transfer member. In the image forming apparatus configured to secondarily transfer the toner image on the intermediate transfer member to the transfer material after the transfer, the residual toner on the photosensitive member or intermediate transfer member (typically referred to as an image carrier) after transfer is removed. In order to remove, a blade cleaning method is known in which an elastic blade made of urethane rubber or the like (hereinafter referred to as a cleaning blade) is brought into contact with the running direction of the image carrier in the counter direction to perform cleaning.
ブレードクリーニング法においては、トナーを確実にスクレープするためには、クリーニングブレードをある大きさ以上の力で像担持体に圧接する必要があるため、像担持体とクリーニングブレードとの間には摩擦が発生し、この摩擦により、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジの損傷、トナーフィルミング、或いは、摩擦力の増大に伴う像担持体駆動力の変化による画像のピッチムラ等の問題が起こってしまう。 In the blade cleaning method, in order to surely scrape the toner, it is necessary to press the cleaning blade against the image carrier with a force of a certain magnitude or more, so there is friction between the image carrier and the cleaning blade. Due to this friction, problems such as cleaning blade curling, cleaning blade edge damage, toner filming, or image pitch unevenness due to a change in driving force of the image carrier accompanying an increase in frictional force may occur.
一方、トナーは潤滑剤としての機能を有していることが知られており、この機能を有効に利用して上述した問題を解決する以下のような技術が提案されている。 On the other hand, it is known that the toner has a function as a lubricant, and the following techniques for solving the above-described problems by effectively utilizing this function have been proposed.
1つは、トナー補給収容部から現像器へ補給されるトナーの補給量を検出し、その検出結果に基づいて、強制的にトナーを像担持体に付着させクリーニング部に送り、上述した問題の発生を防止するものである(例えば、特許文献1参照)。 One is to detect the replenishment amount of toner replenished from the toner replenishment container to the developing device, and based on the detection result, forcibly attach the toner to the image carrier and send it to the cleaning unit. This is to prevent the occurrence (see, for example, Patent Document 1).
これは、像担持体でのトナーの消費量と、現像器へのトナー補給量が比例するという考えに基づくものであり、像担持体でトナーが多く消費されると、強制的にクリーニング部に送るトナー量を少なくし、反対に、少なく消費されると、クリーニング部に送るトナー量を多くするように制御するものである。 This is based on the idea that the amount of toner consumed on the image carrier is proportional to the amount of toner replenished to the developing device. When a large amount of toner is consumed on the image carrier, the cleaning unit is forcibly used. The amount of toner to be sent is reduced, and conversely, if the amount of toner to be consumed is reduced, the amount of toner sent to the cleaning unit is increased.
1つは、像担持体である感光体の表面の鏡面度を検出し、感光体表面が鏡面状態の時には、感光体表面の非画像部に高濃度のかぶりトナー像を形成しクリーニング部に送り、感光体とクリーニングブレードとの摩擦抵抗を低くして、上述した問題の発生を防止するものである(例えば、特許文献2参照)。 One is to detect the specularity of the surface of the photoconductor, which is an image carrier, and when the photoconductor surface is in a mirror state, a high density fog toner image is formed on the non-image portion of the photoconductor surface and sent to the cleaning unit. The frictional resistance between the photosensitive member and the cleaning blade is lowered to prevent the above-described problem from occurring (for example, see Patent Document 2).
1つは、クリーニングブレードが、像担持体の走行方向に対してカウンタ方向に圧接され、かつ、像担持体に圧接された圧接面の先端を、トナー像が形成される顕像領域からその両側端部付近にある非顕像領域にかけて、像担持体の両端になるに従い、次第に像担持体走行方向へ後退した形状とし、顕像領域で掻き取られたトナーを両端部側の非顕像領域へ搬送、供給することにより、この領域でのクリーニングブレードと像担持体との摩擦を低減しようというものである(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、特許文献1に記載された方法では、印字幅方向の情報が加味されていないため、印字幅が狭くて、かつ、高濃度のトナー像を連続して形成した場合、トナー消費量が多いと判断して、クリーニング部に強制的に供給するトナー量を少なくしてしまう。 However, in the method described in Patent Document 1, since information in the print width direction is not taken into account, when the print width is narrow and a high-concentration toner image is continuously formed, a large amount of toner is consumed. Therefore, the amount of toner to be forcibly supplied to the cleaning unit is reduced.
このため、非印字領域で、潤滑剤としてのトナーが不足してしまい、上述した問題、即ち、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジの損傷、トナーフィルミング、画像ピッチムラ等の問題が発生してしまう。 For this reason, the toner as the lubricant is insufficient in the non-printing region, and the above-described problems, that is, the problem of the cleaning blade curling, cleaning blade edge damage, toner filming, image pitch unevenness, etc., occur. .
特許文献2に記載された方法では、感光体の回転軸方向の鏡面度は、印字幅の履歴の影響受けてしまう。即ち、印字幅に係わらず共通して印字(トナー像の形成)される感光体表面の鏡面度は増すが、あまり使用されない表面は鏡面度がそれほど増加しないという問題がある。このため、あまり使用されない感光体表面の鏡面度に基づいて、強制的にクリーニング部にトナーを供給すると、鏡面度が増大した表面では、トナー量が不足して、上述した問題を起こしてしまう。反対に、共通に使用される表面の鏡面度に基づいて、強制的にクリーニング部にトナーを供給すると、鏡面度がそれほど増加していない表面では必要のないトナーが供給されトナーが無駄に消費されてしまう。 In the method described in Patent Document 2, the mirror surface degree of the photosensitive member in the rotation axis direction is affected by the print width history. That is, the specularity of the surface of the photoconductor that is commonly printed (formation of a toner image) is increased regardless of the printing width, but there is a problem that the specularity of a surface that is not used much does not increase so much. For this reason, if toner is forcibly supplied to the cleaning unit based on the specularity of the surface of the photoreceptor that is not often used, the amount of toner is insufficient on the surface with the increased specularity, causing the above-described problems. On the other hand, if toner is forcibly supplied to the cleaning unit based on the specularity of the commonly used surface, unnecessary toner is supplied on the surface where the specularity has not increased so much, and the toner is wasted. End up.
また、特許文献1及び2の場合には、クリーニング部に強制的にトナーを送るために作像時間が必要となり生産性が低下したり、作像を頻繁に行うとトナーが無駄に消費されてしまうという問題を併せ持っている。 In the case of Patent Documents 1 and 2, image formation time is required to forcibly send toner to the cleaning unit, and productivity is reduced. Toners are wasted if image formation is frequently performed. It also has the problem of end up.
特許文献3に記載された方法では、印字幅が狭く、かつ、低印字率が低いトナー像を連続して形成した場合、クリーニングブレードで除去されるトナーが少なくなり、クリーニングブレードの両端部までトナーが行き渡らない恐れがある。
また、クリーニングブレードの両端部の剛性が低下してしまい、トナーがクリーニングブレードをすり抜けてしまい、クリーニング不良の原因になることがある。
In the method described in Patent Document 3, when a toner image having a narrow print width and a low printing rate is continuously formed, the toner removed by the cleaning blade is reduced, and the toner reaches both ends of the cleaning blade. There is a fear that it will not spread.
Further, the rigidity of both ends of the cleaning blade is lowered, and the toner may pass through the cleaning blade, which may cause cleaning failure.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、その目的は、印字幅や印字率に影響されることなく、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジの損傷、トナーフィルミング、或いは、画像のピッチムラ等の問題を、生産性の低下や無駄なトナーの消費を防止しつつ、解決することができる画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is not affected by the print width or the print rate, but the cleaning blade is swung, the cleaning blade edge is damaged, the toner filming, or the image is printed. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can solve problems such as pitch unevenness while preventing a decrease in productivity and wasteful toner consumption.
本発明者らは、クリーニングブレードにより除去されたトナーに注目し、除去されたトナーをそのまま回収せずに、一旦、クリーニングブレード近傍に貯留し、クリーニングブレードと像担持体との圧接部に常にトナーが存在するように構成することにより、印字幅や印字率の影響を受けることなく、クリーニングブレードに潤滑性を付与出来ると考え本発明に至った。 The present inventors pay attention to the toner removed by the cleaning blade, do not collect the removed toner as it is, temporarily store it in the vicinity of the cleaning blade, and always keep the toner at the pressure contact portion between the cleaning blade and the image carrier. Therefore, the present invention is considered to be capable of imparting lubricity to the cleaning blade without being affected by the printing width and the printing rate.
即ち、本発明の目的は、以下の構成により達成することができる。 That is, the object of the present invention can be achieved by the following configuration.
(1)像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置において、
当該クリーニング手段は、
前記像担持体に圧接するクリーニングブレードと、
前記像担持体の回転方向にみて、前記クリーニングブレードの圧接位置よりも上流側で前記像担持体に当接し、前記像担持体との当接位置において、前記像担持体の回転方向と同方向に回転するトナーガイド部材と、
当該トナーガイド部材の前記像担持体に当接する位置と反対側の位置で、前記トナーガイド部材と当接するトナー排出規制部材と、
を有し、
前記クリーニングブレードと、前記トナーガイド部材と、前記トナー排出規制部材と、前記像担持体とによりトナーを貯留する空間が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
(1) In an image forming apparatus having a cleaning means for removing toner remaining on an image carrier,
The cleaning means includes
A cleaning blade in pressure contact with the image carrier;
Viewed in the rotational direction of the image bearing member, and contact with the image bearing member on the upstream side of the pressure contact position of the cleaning blade, in the contact position between the image bearing member, the same as the rotational direction of said image bearing member A toner guide member rotating in a direction ;
A position abutting on said image bearing member of the toner guide member at a position opposite to said toner guide member abutting toner discharge regulating member,
Have
An image forming apparatus , wherein a space for storing toner is formed by the cleaning blade, the toner guide member, the toner discharge regulating member, and the image carrier .
(2)前記トナーガイド部材に当接するトナー排出規制部材の当接圧が、前記像担持体の回転軸方向にみて、中央部より両端部の方が強いことを特徴とする前記(1)に記載の画像形成装置。 (2) The above (1) is characterized in that the contact pressure of the toner discharge regulating member that contacts the toner guide member is stronger at both end portions than at the center portion in the rotation axis direction of the image carrier. The image forming apparatus described.
(3)前記像担持体の回転軸方向にみて、前記クリーニングブレード、前記トナーガイド部材、前記トナー排出規制部材の長さが、クリーニングブレード>トナーガイド部材≧トナー排出規制部材、であることを特徴とする前記(1)又は前記(2)に記載の画像形成装置。 (3) The lengths of the cleaning blade, the toner guide member, and the toner discharge regulating member as viewed in the rotation axis direction of the image carrier are: cleaning blade> toner guide member ≧ toner discharge regulating member. The image forming apparatus according to (1) or (2).
(4)前記トナーガイド部材はスポンジローラであり、前記スポンジローラの周速が前記像担持体の周速よりも早いことを特徴とする前記(1)から前記(3)のいずれかに記載の画像形成装置。 (4) The toner guide member is a sponge roller, the peripheral speed of said sponge roller is equal to or faster than the peripheral speed of said image bearing member (1) of any crab wherein said (3) Image forming apparatus.
(5)前記トナー排出規制部材は、弾性部材であることを特徴とする前記(1)から前記(4)のいずれかに記載の画像形成装置。
(5) The image forming apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the toner discharge regulating member is an elastic member .
請求項1の発明によれば、像担持体、クリーニングブレード、トナーガイド部材、及び、トナー排出規制部材により、クリーニングブレードにより除去されたトナーを貯溜するための空間を形成することにより、クリーニングブレードと像担持体との圧接部にトナーを常に供給でき、クリーニングブレードに潤滑性を付与することが出来る。この結果、印字幅や印字率に影響されることなく、クリーニングブレードの捲れ、クリーニングブレードエッジの損傷、トナーフィルミング、或いは、画像のピッチムラ等の問題を解決することができる。 According to the first aspect of the present invention, the space for storing the toner removed by the cleaning blade is formed by the image carrier, the cleaning blade, the toner guide member, and the toner discharge regulating member. The toner can always be supplied to the pressure contact portion with the image carrier, and lubricity can be imparted to the cleaning blade. As a result, it is possible to solve problems such as cleaning blade curling, cleaning blade edge damage, toner filming, and image pitch unevenness without being affected by the print width and print rate.
同時に、生産性の低下や無駄なトナー消費を防止することができる。 At the same time, productivity reduction and wasteful toner consumption can be prevented.
請求項2の発明によれば、請求項1の効果に加えて、トナー排出規制部材により、上記空間にトナーが一定量保持されるため、例えば、印字率が低い状態で連続して画像形成が行われても、上記空間のトナーがなくなることなく、クリーニングブレードに潤滑性が付与される。また、印字率が高い状態で連続して画像形成が行われた場合には、上記空間に保持されたトナーがパッキング状態になったり、クリーニングブレードからすり抜けてしまうことを防止できる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, the toner discharge restricting member holds a certain amount of toner in the space, so that, for example, continuous image formation with a low printing rate is achieved. Even if it is carried out, the toner in the space does not run out and lubricity is imparted to the cleaning blade. Further, when image formation is continuously performed with a high printing rate, it is possible to prevent the toner held in the space from being in a packing state or slipping out of the cleaning blade.
請求項3の発明によれば、請求項1又は請求項2の効果に加えて、トナーガイド部材に当接するトナー排出規制部材の当接圧を、前記像担持体の回転軸方向にみて、中央部より両端部の方を強くすることにより、印字幅の狭い画像形成の継続により両端部で除去されるトナーが少なくても、両端部により多くのトナーが保持されるため、クリーニングブレード全長にわたり損傷を防止できる。 According to the third aspect of the invention, in addition to the effect of the first or second aspect, the contact pressure of the toner discharge regulating member that is in contact with the toner guide member is the center when viewed in the direction of the rotation axis of the image carrier. By strengthening both ends rather than the edges, even if less toner is removed at both ends due to continued image formation with a narrow print width, more toner is retained at both ends, resulting in damage over the entire length of the cleaning blade. Can be prevented.
請求項4の発明によれば、請求項1から請求項3のいずれか1項の発明の効果に加え、
前記像担持体の回転軸方向にみて、クリーニングブレード、トナーガイド部材、トナー排出規制部材の長さが、クリーニングブレード>トナーガイド部材>トナー排出規制部材、になるように構成することにより、像担持体両端部近傍では、除去されたトナーはそのまま落下するため、両端部から外部へ漏れることがなくトナー飛散やトナー汚れを防止できる。
According to the invention of claim 4, in addition to the effect of the invention of any one of claims 1 to 3,
The length of the cleaning blade, the toner guide member, and the toner discharge restricting member as viewed in the rotation axis direction of the image carrier is such that cleaning blade> toner guide member> toner discharge restricting member. In the vicinity of both ends of the body, the removed toner falls as it is, so that the toner does not leak to the outside from both ends and toner scattering and toner contamination can be prevented.
請求項5の発明によれば、請求項1から請求項4のいずれか1項の効果に加え、トナーガイド部材をスポンジローラで構成し、前記像担持体と同方向に回転し、かつ、スポンジローラの周速を前記像担持体の周速よりも早くすることにより、像担持体との摩擦力を適正に設定できるため像担持体を傷をつけることなく、スポンジローラの空間部にトナーを保持しながら、スポンジローラでトナーを媒体として像担持体表面を摺擦、研磨する効果が生まれ、像担持体表面のトナー融着、即ち、トナーフィルミングを防止できる。 According to the invention of claim 5, in addition to the effect of any one of claims 1 to 4, the toner guide member is constituted by a sponge roller, rotates in the same direction as the image carrier, and the sponge By making the peripheral speed of the roller faster than the peripheral speed of the image carrier, the frictional force with the image carrier can be set appropriately, so that the toner is applied to the space of the sponge roller without damaging the image carrier. While being held, the sponge roller has an effect of rubbing and polishing the surface of the image carrier using toner as a medium, so that toner fusion on the surface of the image carrier, that is, toner filming can be prevented.
以下、本発明に係わる画像形成装置の実施の形態の一例を図を参照しながら説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、以下の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。 In addition, the assertive description in the following embodiment shows the best mode, and does not limit the meaning or technical scope of the term of the present invention.
先ず、図1を用いて、画像形成装置の概略構成の説明を行う。 First, the schematic configuration of the image forming apparatus will be described with reference to FIG.
図1は、タンデム型カラー画像形成装置の概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tandem type color image forming apparatus.
この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7と、給紙搬送手段(符号なし)及び定着手段24等から成る。画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置Bが配置されている。
This image forming apparatus is called a tandem-type color image forming apparatus, and includes a plurality of sets of
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、第1の像担持体としての感光体1Y、該感光体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、一次転写手段としての一次転写ローラ5Y、クリーニング手段6Y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、第1の像担持体としての感光体1M、該感光体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、一次転写手段としての一次転写ローラ5M、クリーニング手段6M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、第1の像担持体としての感光体1C、該感光体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、一次転写手段としての一次転写ローラ5C、クリーニング手段6C等からなる。
An
黒色画像を形成する画像形成部10Kは、第1の像担持体としての感光体1K、該感光体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、一次転写手段としての一次転写ローラ5K、クリーニング手段6K等からなる。
An
現像手段4Y、4M、4C、4Kは、感光体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, and 4K are yellow (Y), magenta (M), cyan (C), or black (K) charged to the same polarity as the charged polarity of the
現像ローラ4Y1、4M1、4C1、4K1は、突き当てコロ(不図示)により感光体1Y、1M、1C、1Kと所定の間隙、例えば100〜1000μmをあけて非接触に保たれ、感光体1Y、1M、1C、1Kの回転方向と順方向に回転するようになっている。
The developing rollers 4Y1, 4M1, 4C1, and 4K1 are kept in contact with the
現像時、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或い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1Y、1M、1C、1K上の静電潜像に対して非接触の反転現像が行われる。
During development, a DC bias voltage having the same polarity as the toner or a developing bias voltage that superimposes an AC voltage on the DC voltage is applied to the developing rollers 4Y1, 4M1, 4C1, and 4K1, thereby causing 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.
中間転写体ユニット7は、複数のローラ71、72、73、74、75、及び、半導電性で無端ベルト状の中間転写体70等からなる。
The intermediate
中間転写体70は、駆動モータ(不図示)に結合された駆動ローラ73、支持ローラ71、72、二次転写バックアップローラ74、及び、バックアップローラ75に外接して張架され、中間転写体70の回転方向が、図1において時計方向になるように配設されている。
The
感光体1Y、1M、1C、1Kに対向して、中間転写体70を介して、各色毎の一次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kが設けられている。
The
一次転写ローラ5Y、5M、5C、5K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1Y、1M、1C、1K上に形成された各色のトナー像が中間転写体70上に一次転写される。
Each color formed on the
二次転写バックアップローラ74に対向して、中間転写体70を介して、二次転写ローラ5Aが設けられている。
A secondary transfer roller 5 </ b> A is provided opposite to the secondary transfer backup roller 74 via an
二次転写ローラ5A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、中間転写体70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
用紙Pは、給紙カセット20から給紙手段21により給紙され、複数の中間ローラ22A、22B、22C、22D、レジストローラ23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 paper P is fed from the
なお、用紙Pのサイズを変える場合、搬送方向に対して直角方向の長さ(用紙幅)は、中間転写体70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 paper P is changed, the length (paper width) in the direction perpendicular to the transport direction is configured to change with the center reference of the
カラー画像が転写された用紙Pは、定着手段24により定着処理され、排紙ローラ25に狭持されて排紙トレイ26上に載置される。
The sheet P on which the color image has been transferred is subjected to fixing processing by the fixing
中間転写体70の回転方向にみて二次転写位置の下流側に、中間転写体70上に残留したトナーを除去するクリーニング手段60が設けられている。
A
なお、クリーニング手段60の詳細については後述する。 The details of the cleaning means 60 will be described later.
ここで、本実施の形態における中間転写ベルト、転写ローラ等の材質について説明する。 Here, materials of the intermediate transfer belt, the transfer roller, and the like in the present embodiment will be described.
中間転写体70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5Y、5M、5C、5Kは、例えば外径8mmのステンレス等の導電性芯金(図示せず)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(図示せず)を被覆して形成される。
The
二次転写ローラ5Aは、例えば外径8mmのステンレス等の導電性芯金(図示せず)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(図示せず)を被覆して形成される。
The
二次転写ローラ5Aは、一次転写ローラ5Y、5M、5C、5K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74は、ステンレス等の導電性芯金(図示せず)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図1をもとに説明する。 Next, the image forming process will be described with reference to FIG.
画像記録のスタートにより感光体1Yの駆動モータ(図示せず)の始動により、イエロー(Y)の画像形成部10Yの感光体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1Yに電位の付与が開始される。
When the image recording is started, the drive motor (not shown) of the photoreceptor 1Y is started, and the photoreceptor 1Y of the yellow (Y)
感光体1Yは電位を付与された後、露光手段3Yによって第1の色信号すなわち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1Yの表面に原稿画像のYの画像に対応する静電潜像が形成される。 After the photoconductor 1Y is applied with an electric potential, the exposure means 3Y starts to write an image using an electrical signal corresponding to the first color signal, that is, the Y image data. A corresponding electrostatic latent image is formed.
前記静電潜像は、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1Yの回転に応じて、感光体1Y上にイエロー(Y)のトナー像が形成される。 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 photoreceptor 1Y according to the rotation of the photoreceptor 1Y.
上記の画像形成プロセスによって感光体1Y上に形成されたYのトナー像が、一次転写ローラ5Yによって、中間転写体70上に転写される。
The Y toner image formed on the photoreceptor 1Y by the image forming process is transferred onto the
続いて、中間転写体70上の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 Y toner image on the
転写後の感光体1Y、1M、1C、1Kの周面上に残った転写残トナーは、クリーニング手段6Y,6M、6C、6Kにより除去される。
The transfer residual toner remaining on the peripheral surfaces of the
中間転写体70上のカラートナー像の形成と同期して、給紙カセット20から、1枚づつ分離搬送された用紙Pが、レジストローラ23を経て搬送され、二次転写ローラ5Aにより、中間転写体70上のカラートナー像が用紙P上に一括して転写される。
In synchronism with the formation of the color toner image on the
カラートナー像が転写された用紙Pは、分離手段(図示せず)により除電され、定着装置24へと搬送され、トナー像が定着された後、排紙ローラ25により排紙トレイ26へ排出される。
The sheet P on which the color toner image is transferred is neutralized by a separating means (not shown), conveyed to the fixing
一方、転写後の中間転写体70の周面上に残った転写残トナーは、クリーニング手段60により除去される。
On the other hand, the transfer residual toner remaining on the peripheral surface of the
次に、クリーニング手段60の詳細につて、図2を用いて説明する。 Next, the details of the cleaning means 60 will be described with reference to FIG.
図2はクリーニング手段60の要部断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the cleaning means 60.
601はケーシングで、クリーニング手段60を構成する各部材を取り付け、かつ、中間転写体70から除去したトナーを収容する収容部を有する。
602は、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で、ブレードホルダ603に接着剤等により固定されている。
ブレードホルダ603はケーシング601に設けられた支持軸604に回動自在に取り付けられている。
The
605は押圧バネで、ブレードホルダ603が支持軸604の周りに反時計方向に回動するように付勢し、クリーニングブレード602の先端が、中間転写体70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75にバックアップされた中間転写体70に圧接位置Cで圧接するように配設されている。
A
608はスポンジローラからなるトナーガイド部材であり、中間転写体70の図の矢印で示す回転方向にみて、クリーニングブレード602と中間転写体70との圧接位置Cよりも上流側で、中間転写体70に当接するように配設されている。
A
スポンジローラ608は、図示しない回転手段により、中間転写体70との当接位置において、中間転写体70と同方向に回転し、かつ、スポンジローラ608の周速が中間転写体70の周速よりも早くなるように構成されている。
The
609は、PETシートからなるトナー排出規制部材であり、その一端は、スポンジローラ608の表面に、スポンジローラ608と中間転写体70との当接位置と反対側の位置で当接し、他端は、スポンジローラ608の上方に設けられたシート保持部材610に両面テープ等により固定されている。
シート保持部材610は、ケーシング601の突起部611にネジ等により固定されている。
The
この様な構成により、中間転写体70、クリーニングブレード602、スポンジローラ608、及び、トナー排出規制部材609は、空間Sを形成する。
With such a configuration, the
612はケーシング601の底部に設けられた回収スクリュウであり、ケーシング601の底部に貯溜したトナーを図の紙面に対し垂直方向に搬送し、ケーシング601外へ排出する。
613は、図に示すように、一端が中間転写体70に対向するケーシング601の底部に接着され、他端が中間転写体70に軽く接触するPETからなるトナー受けシートで、ケーシング601内部のトナーが下方に落下することを防止する。
As shown in the figure,
上述した構成のクリーニング手段60の動作について説明する。 The operation of the cleaning means 60 having the above-described configuration will be described.
中間転写体70上のトナー像が二次転写位置で用紙に転写された後、中間転写体70上に残留したトナーは、前述した空間Sに貯留される。
After the toner image on the
空間Sに貯留されるトナーが一定量を超えると、トナー排出規制部材609とスポンジローラ608との当接部からトナーが排出され、貯留されるトナー量が一定になるように維持される。
When the amount of toner stored in the space S exceeds a certain amount, the toner is discharged from the contact portion between the toner
換言すると、空間Sに貯留されるトナー量が増加すると、トナー排出規制部材609は、弾性を有するPETシートで構成されているため、所謂、圧力調整弁のような働きをし、空間Sにトナーを一定量を維持するように作用する。
In other words, when the amount of toner stored in the space S increases, the toner
従って、貯留されるトナーの上面レベルが、常に、圧接位置Cよりも上方にあるように構成することにより、印字率が低い画像形成が続いても、クリーニングブレード602の先端部には潤滑剤としてのトナーが供給されることになる。
Therefore, by configuring the upper surface level of the stored toner to be always above the pressure contact position C, the tip of the
また、中間転写体の回転軸方向、即ち、用紙搬送方向に対して垂直方向の用紙長さ(用紙幅、又は、印字幅という)が短い状態で画像形成が続いても、トナーが流動性を有しているため、スポンジローラ608の回転運動、装置の僅かな振動等により、トナーが用紙幅方向に広がり空間Sに均一に貯留されるため、用紙幅方向にみて、クリーニングブレード全長にトナーが行き渡ることになる。
Further, even if the image formation continues in a state where the sheet length (referred to as sheet width or print width) in the direction of the rotation axis of the intermediate transfer body, that is, the direction perpendicular to the sheet conveyance direction is short, the toner exhibits fluidity. Therefore, the toner spreads in the paper width direction and is uniformly stored in the space S due to the rotational movement of the
次に、本実施の形態における、クリーニングブレード、スポンジローラ、及び、トナー排出規制部材の材質、構成等の詳細を下記に示す。 Next, details of the materials, configurations, etc. of the cleaning blade, sponge roller, and toner discharge regulating member in the present embodiment will be described below.
(1)クリーニングブレード
・材質:ウレタンゴム
・硬度:74°(JIS、Aゴム硬度)
・荷重:0.16N/cm
・当接角度:17°
(2)スポンジローラ
・材質:NBR(アクリルニトリル−ブタジエンゴム)
・硬度:30°(アスカー硬度C)
・周速:中間転写体70の周速の1.2倍
(3)トナー排出規制部材
・材質:PET
・厚さ:50μm
・当接圧:0.014N/cm
・自由長:9mm
ここで、クリーニングブレードの荷重とは、図3に示すように、圧接位置Cにおいて、支持軸604の中心SCと圧接位置Cとを結ぶ線に対して直角方向に、押圧バネ605の作用により発生する、クリーニングブレード602の単位長さ(cm)当たりの力(荷重)P1である。
(1) Cleaning blade-Material: Urethane rubber-Hardness: 74 ° (JIS, A rubber hardness)
・ Load: 0.16 N / cm
-Contact angle: 17 °
(2) Sponge roller ・ Material: NBR (acrylonitrile-butadiene rubber)
・ Hardness: 30 ° (Asker hardness C)
-Peripheral speed: 1.2 times the peripheral speed of the intermediate transfer member 70 (3) Toner discharge regulating member-Material: PET
・ Thickness: 50μm
Contact pressure: 0.014 N / cm
・ Free length: 9mm
Here, the load of the cleaning blade is generated by the action of the
当接角度とは、図3の圧接位置Cにおける、クリーニングブレード602とバックアップローラ75の外周円の接線とのなす角度θである。
The contact angle is an angle θ between the
トナー排出規制部材609の当接圧とは、上記のクリーニングブレードの荷重と同様に、トナー排出規制部材609とスポンジローラとの当接位置Dにおいて、当該当接位置Dとトナー排出規制部材609とシート保持部材610との接合端部HCとを結ぶ線に対して直角方向に、トナー排出規制部材609の弾性により発生する、トナー排出規制部材609の単位長さ(cm)当たりの力(当接圧)P2である。
The contact pressure of the toner
トナー排出規制部材609の自由長とは、図3に示すように、接合端部HCと当接位置Dまでのトナー排出規制部材609の長さFである。
The free length of the toner
更に、図4に示すように、用紙幅方向にみて、中間転写体70の幅L1=360mm、クリーニングブレード602の長さL2=340mm、スポンジローラ608の長さL3=330mm、トナー排出規制部材609の長さL4=330mmであり、各々の長さは、L1>L2>L3=L4の関係になるように構成されている。
Further, as shown in FIG. 4, the width L1 of the
なお、スポンジローラ608の幅L3は最大用紙幅よりも大きくなるように構成されている。
Note that the width L3 of the
また、トナー排出規制部材609は、図4に示すように、用紙幅方向にみて、中央部の幅150mmの間には、ピッチ2.5mmで、長さ9mmの切り込みが入っている。
Further, as shown in FIG. 4, the toner
この様な切り込みを入れることにより、用紙幅方向にみて、トナー排出規制部材609のスポンジローラ608への当接圧は、中央部よりも両端部の方が強くなる。
By making such a cut, the contact pressure of the toner
以上述べた、本実施の形態(条件(A)とする)の効果を確認するために、比較実験を行った。 In order to confirm the effect of the present embodiment described above (condition (A)), a comparative experiment was performed.
比較した条件(B)と条件(A)との相違点は以下の通りである。 Differences between the compared condition (B) and condition (A) are as follows.
・トナーガイドローラ:ブラシローラ
・トナー排出規制部材:なし
また、環境条件は、温度30℃、湿度80%に設定し、用紙はA4サイズで、用紙の長辺を搬送方向に合わせて、連続5000枚の用紙両面に、印字率1%の画像形成を行い、図5に示す結果を得た。
-Toner guide roller: brush roller-Toner discharge regulating member: None In addition, the environmental conditions are set to a temperature of 30 ° C and a humidity of 80%, the paper is A4 size, and the long side of the paper is matched to the transport direction to continuously 5000 An image with a printing rate of 1% was formed on both sides of the sheet, and the result shown in FIG. 5 was obtained.
図5(a)はクリーニングブレードが中間転写ベルトに圧接する箇所(ブレードエッジ)の損傷比率、即ち、クリーニングブレードの長手方向(用紙幅方向)にみて、全長に対して、ブレードエッジが損傷している箇所の長さの合計がどの位の割合であるかを示しており、条件(A)では2%、条件(B)では38%であった。 FIG. 5A shows the damage ratio of the portion where the cleaning blade is pressed against the intermediate transfer belt (blade edge), that is, the blade edge is damaged with respect to the entire length in the longitudinal direction of the cleaning blade (paper width direction). It shows how much the total length of the locations is, and it was 2% in the condition (A) and 38% in the condition (B).
条件(A)で、損傷比率が低いのは、空間Sに常時一定量のトナーが貯留されたいるため、ブレードエッジに潤滑剤としてのトナーが存在し、損傷を防止しているためである。 In the condition (A), the damage ratio is low because a constant amount of toner is always stored in the space S, and toner as a lubricant is present at the blade edge to prevent damage.
図5(b)は、クリーニングブレードの長手方向にみて、中央付近、両端付近でのエッジ損傷、及び、中間転写体の用紙幅方向にみて、中央付近、両端付近のトナーフィルミングを○×で評価したものである。 FIG. 5B shows the edge damage near the center and near both ends as viewed in the longitudinal direction of the cleaning blade, and the toner filming near the center and near both ends as viewed in the paper width direction of the intermediate transfer member. It has been evaluated.
○は全く問題なし、△×は実用上かなり問題有り、××は実用上問題有りを表している。 ○ indicates no problem at all, Δ × indicates a considerable problem in practical use, and xx indicates a problem in practical use.
図からも明らかなように、ブレードエッジ損傷及びトナーフィルミングともに、中央付近及び両端付近のどちらでも、条件(B)に比較して、条件(A)では全く問題ないレベルである。 As is apparent from the figure, both the blade edge damage and the toner filming are at a level where there is no problem at all in the vicinity of the center and at both ends in the condition (A) compared to the condition (B).
これは、ブレードエッジの損傷に関しては、空間Sに常時一定量のトナーが貯留されたいるためであり、両端部でもブレードエッジの損傷がなかったのは、トナー排出規制部材の当接圧が、中央部より両端部で大きいため、狭い用紙幅にもかかわらず、両端部の空間Sにトナーが十分に貯留しているためである。 This is because a constant amount of toner is always stored in the space S with respect to damage to the blade edge. The blade edge is not damaged at both ends because the contact pressure of the toner discharge regulating member is This is because the toner is sufficiently stored in the space S at both ends regardless of the narrow paper width because it is larger at both ends than the center.
トナーフィルミングに関しては、スポンジローラの表面にトナーが保持され、かつ、スポンジローラと中間転写ベルトとの周束差により、表面に保持されたトナーにより中間転写体の表面が研磨され、クリーンに維持されているためである。 As for toner filming, the toner is held on the surface of the sponge roller, and the surface of the intermediate transfer member is polished by the toner held on the surface due to the difference in the peripheral bundle between the sponge roller and the intermediate transfer belt, so that it is kept clean. Because it is.
なお、中間転写ベルト上のトナーフィルミングの発生は、用紙上の画像に現れる筋状欠陥と、筋状欠陥に対応する中間転写ベルト表面の位置のトナーの付着状況により確認した。 The occurrence of toner filming on the intermediate transfer belt was confirmed by the streak defect appearing in the image on the paper and the adhesion state of the toner on the surface of the intermediate transfer belt corresponding to the streak defect.
また、中間転写ベルトの幅L1、クリーニングブレードの長さL2、スポンジローラの長さL3、トナー排出規制部材の長さL4を、L1>L2>L3=L4、の関係に設定したため、ケーシングの両端部からのトナーの飛散、こぼれはなかった。 In addition, since the width L1 of the intermediate transfer belt, the length L2 of the cleaning blade, the length L3 of the sponge roller, and the length L4 of the toner discharge regulating member are set to a relationship of L1> L2> L3 = L4, both ends of the casing There was no scattering or spillage of toner from the part.
L2>L3≧L4であれば、ケーシングの両端部からのトナーの飛散、こぼれの発生はない。 If L2> L3 ≧ L4, there will be no toner scattering or spillage from both ends of the casing.
更に、クリーニング手段の周辺の温度は、55℃以下であり、空間に貯留されるトナーの凝集等はなかった。 Further, the temperature around the cleaning means was 55 ° C. or less, and there was no aggregation of the toner stored in the space.
次に、本実施の形態で、環境条件を温度30℃、湿度80%に設定し、クリーニングブレードの荷重及びトナー排出規制部材の当接圧を変化させた時に、クリーニングブレードが正常に動作する範囲がどのくらいあるかの確認を行った。その結果を図6に示す。 Next, in this embodiment, when the environmental conditions are set to a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80%, and the load of the cleaning blade and the contact pressure of the toner discharge regulating member are changed, the range in which the cleaning blade operates normally. We confirmed how much there was. The result is shown in FIG.
横軸はクリーニングブレードの荷重、縦軸はトナー排出規制部材の当接圧を示す。 The horizontal axis represents the load of the cleaning blade, and the vertical axis represents the contact pressure of the toner discharge regulating member.
図に示すように、トナー排出規制部材の当接圧が■を結ぶ直線L5(0.06N/cm)以下では、クリーニングブレードの両端付近でブレードエッジが損傷し、トナーフィルミングが発生した。 As shown in the figure, when the contact pressure of the toner discharge regulating member is equal to or less than a straight line L5 (0.06 N / cm) connecting the square, the blade edge is damaged near both ends of the cleaning blade, and toner filming occurs.
これは、トナー排出規制部材のスポンジローラへの当接圧が小さすぎるため、クリーニングブレードで除去されたトナーがスポンジローラの回転に伴い排出されてしまい、前記空間にトナーが所定量貯留されないためである。 This is because the contact pressure of the toner discharge regulating member on the sponge roller is too small, and the toner removed by the cleaning blade is discharged as the sponge roller rotates, and a predetermined amount of toner is not stored in the space. is there.
また、◆を結ぶ直線L6より上では、トナーがクリーニングブレードをすり抜けてしまうクリーニング不良が発生する。 Further, above the straight line L6 connecting ◆, a cleaning failure that causes the toner to pass through the cleaning blade occurs.
これは、トナー排出規制部材のスポンジローラへの押圧荷重が大きすぎるため、空間に貯留されたトナーがスムーズに排出されずに増加してしまい、クリーニングブレードをすり抜けてしまうためである。 This is because the toner discharge regulation member presses the sponge roller too much, and the toner stored in the space increases without being smoothly discharged, and passes through the cleaning blade.
従って、直線L5及びL6で挟まれた範囲が、クリーニングブレードのエッジの損傷、中間転写体のフィルミング、及び、クリーニング不良が発生しない範囲である。 Therefore, the range between the straight lines L5 and L6 is a range in which damage to the edge of the cleaning blade, filming of the intermediate transfer member, and cleaning failure do not occur.
この範囲は十分に広く、クリーニングブレードの荷重、トナー排出規制部材の押圧力を適宜に設定することが可能であり、安定したクリーニング動作を行うことが出来る。 This range is sufficiently wide, and the load of the cleaning blade and the pressing force of the toner discharge regulating member can be appropriately set, and a stable cleaning operation can be performed.
なお、本実施の形態においては、クリーニング手段を中間転写体に適用したが、これに拘ることなく、中間転写体にトナー像を転写する感光体、あるいは、転写材に直接トナー像を転写する感光体に適用しても良い。 In this embodiment, the cleaning unit is applied to the intermediate transfer member. However, regardless of this, the photosensitive member that transfers the toner image to the intermediate transfer member or the photosensitive member that transfers the toner image directly to the transfer material is used. It may be applied to the body.
トナーガイド部材は、本実施の形態では、スポンジローラとしたが、クリーニングブレードで除去されたトナーを下方に落下させることなく保持できるものであれば良く、例えば、ゴムローラ、樹脂ローラ等のトナーガイドローラ、又は、シート部材等で構成しても良い。 In this embodiment, the toner guide member is a sponge roller, but any toner guide member may be used as long as it can hold the toner removed by the cleaning blade without dropping downward. For example, a toner guide roller such as a rubber roller or a resin roller. Or you may comprise by a sheet | seat member etc.
トナー排出規制部材は、本実施の形態では、PETシートとしたが、前述した空間を形成でき、かつ、トナーが一定量以上になったら排出する機能を有するものであれば良く、例えば、図7に示すように、トナー排出規制部材609を薄い金属板等で形成し、トナー排出規制部材609をシート保持部材610に回動自在に保持し、押圧バネ620により押圧するように構成しても良い。
In this embodiment, the toner discharge regulating member is a PET sheet. However, any member can be used as long as it can form the above-described space and has a function of discharging when the toner exceeds a certain amount. As shown, the toner
1Y、1M、1C、1K 感光体
7 中間転写体ユニット
60 クリーニング手段
70 中間転写体
601 ケーシング
602 クリーニングブレード
603 ブレードホルダ
604 支持軸
605 押圧バネ
608 スポンジローラ
609 トナー排出規制部材
610 シート保持部材
612 回収スクリュウ
613 トナー受けシート
C 圧接位置
D 当接位置
P1 荷重
P2 当接圧
S 空間
1Y, 1M, 1C,
Claims (5)
当該クリーニング手段は、
前記像担持体に圧接するクリーニングブレードと、
前記像担持体の回転方向にみて、前記クリーニングブレードの圧接位置よりも上流側で前記像担持体に当接し、前記像担持体との当接位置において、前記像担持体の回転方向と同方向に回転するトナーガイド部材と、
当該トナーガイド部材の前記像担持体に当接する位置と反対側の位置で、前記トナーガイド部材と当接するトナー排出規制部材と、
を有し、
前記クリーニングブレードと、前記トナーガイド部材と、前記トナー排出規制部材と、前記像担持体とによりトナーを貯留する空間が形成されていることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having a cleaning means for removing toner remaining on an image carrier,
The cleaning means includes
A cleaning blade in pressure contact with the image carrier;
Viewed in the rotational direction of the image bearing member, and contact with the image bearing member on the upstream side of the pressure contact position of the cleaning blade, in the contact position between the image bearing member, the same as the rotational direction of said image bearing member A toner guide member rotating in a direction ;
A toner discharge regulating member that contacts the toner guide member at a position opposite to the position where the toner guide member contacts the image carrier;
Have
An image forming apparatus , wherein a space for storing toner is formed by the cleaning blade, the toner guide member, the toner discharge regulating member, and the image carrier .
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