JP4592069B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、クリーニングブレードを具備するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention, a copier, a printer, a facsimile, or relates to an image forming apparatus such as those of the MFP, and in particular relates to an image forming apparatus including a cleaning device having a cleaning blade.
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、感光体ドラムや転写ベルト等の像担持体上に当接するクリーニングブレードによって、像担持体上に付着したトナー等の付着物を除去するクリーニング装置が多く用いられている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a cleaning device that removes deposits such as toner adhered on an image carrier by a cleaning blade that abuts on the image carrier such as a photosensitive drum or a transfer belt. Are often used (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1等には、低温環境でクリーニングブレードが変形してクリーニング不良が発生するのを防止するために、クリーニングブレードの近傍の温度低下に基いてクリーニングブレードを加温する技術が開示されている。 Patent Document 1 and the like disclose a technique for heating a cleaning blade based on a temperature drop in the vicinity of the cleaning blade in order to prevent the cleaning blade from being deformed due to deformation in a low temperature environment. .
詳しくは、クリーニングブレードの近傍には、温度を検知するセンサと、ヒータと、が設置されている。そして、クリーニングブレード近傍の温度が基準温度以下になったことがセンサで検知されるとヒータを発熱させて、クリーニングブレード近傍の温度を上昇させる。 Specifically, in the vicinity of the cleaning blade, a sensor for detecting temperature and a heater are installed. When the sensor detects that the temperature in the vicinity of the cleaning blade has become equal to or lower than the reference temperature, the heater generates heat and raises the temperature in the vicinity of the cleaning blade.
上述した従来の技術は、第1に、クリーニングブレードの温度が所定温度まで上昇した場合に、クリーニングブレードが像担持体に巻き込まれる現象が生じる可能性があった。 In the conventional technique described above, first, when the temperature of the cleaning blade rises to a predetermined temperature, there is a possibility that the cleaning blade may be caught in the image carrier.
クリーニングブレードは、ポリウレタンゴム等のゴム材料からなり、その先端部が像担持体に対して最適な角度(クリーニング角度)及び当接圧で当接している。そして、ゴム材料の特性から低温環境のみならず高温環境においても、クリーニングブレードの不具合が生じる。 The cleaning blade is made of a rubber material such as polyurethane rubber, and the tip thereof is in contact with the image carrier at an optimum angle (cleaning angle) and contact pressure. Due to the characteristics of the rubber material, the cleaning blade malfunctions not only in a low temperature environment but also in a high temperature environment.
詳しくは、低温環境にてクリーニングブレードの温度が所定温度以下になると、クリーニングブレードが硬化して最適なクリーニング角度及び当接圧を維持できなくなる。そのために、像担持体上に付着した未転写トナー等の付着物がクリーニングブレードの先端部(像担持体との当接部である。)をすり抜けて、クリーニング不良が発生してしまう。
これに対して、高温環境にてクリーニングブレードの温度が所定温度以上になると、クリーニングブレードが軟化して最適なクリーニング角度及び当接圧を維持できなくなる。そのために、像担持体上に当接するクリーニングブレードの先端部が、像担持体の走行方向にならって像担持体に巻き込まれてしまう。このような場合には、クリーニング不良の発生に加えて、巻き込みによる異常音が生じることになる。
Specifically, when the temperature of the cleaning blade becomes a predetermined temperature or lower in a low temperature environment, the cleaning blade is cured and the optimum cleaning angle and contact pressure cannot be maintained. For this reason, a deposit such as untransferred toner adhered on the image carrier slips through the tip of the cleaning blade (the contact portion with the image carrier), resulting in poor cleaning.
On the other hand, when the temperature of the cleaning blade exceeds a predetermined temperature in a high temperature environment, the cleaning blade is softened and the optimum cleaning angle and contact pressure cannot be maintained. For this reason, the tip of the cleaning blade that comes into contact with the image carrier is caught in the image carrier in the traveling direction of the image carrier. In such a case, in addition to the occurrence of defective cleaning, abnormal noise due to entrainment occurs.
また、従来技術は、第2に、急激に低温環境に変化した場合等にクリーニング不良を充分に防止することができない可能性があった。
すなわち、クリーニングブレードを加熱するヒータはクリーニングブレードに対して離間して配設されているために、クリーニングブレード近傍の温度が基準温度以下になったことをセンサで検知してからヒータを発熱させてクリーニングブレード自体の温度を上昇させるまでの応答性が不充分であった。
Secondly, the conventional technology may not be able to sufficiently prevent a cleaning failure when it suddenly changes to a low temperature environment.
In other words, since the heater for heating the cleaning blade is disposed away from the cleaning blade, the heater is heated after the sensor detects that the temperature in the vicinity of the cleaning blade is lower than the reference temperature. Responsiveness until the temperature of the cleaning blade itself was raised was insufficient.
以上述べたような問題は、画像形成装置で用いられる種々のクリーニング装置であって、クリーニングブレードを具備するクリーニング装置に共通の問題になっている。すなわち、感光体ベルトや感光体ドラム等の感光体表面の未転写トナーを除去するクリーニング装置や、感光体上に形成されたトナー像を被転写材(記録媒体)に転写するための転写ベルトや転写ドラム等の転写部材表面の付着物を除去するクリーニング装置や、感光体上に形成されたトナー像を被転写材(記録媒体)に転写する前にそのトナー像を2次的に担持する中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写部材表面の付着物を除去するクリーニング装置に、共通の問題となっている。 The problems as described above are various cleaning apparatuses used in the image forming apparatus, and are common to cleaning apparatuses having a cleaning blade. That is, a cleaning device that removes untransferred toner on the surface of a photoreceptor such as a photoreceptor belt or a photoreceptor drum, a transfer belt that transfers a toner image formed on the photoreceptor to a transfer material (recording medium), A cleaning device that removes deposits on the surface of a transfer member such as a transfer drum, or an intermediate that carries the toner image secondarily before transferring the toner image formed on the photoreceptor onto a transfer material (recording medium). This is a common problem with cleaning devices that remove deposits on the surface of intermediate transfer members such as transfer belts and intermediate transfer drums.
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、環境変化が生じてもクリーニングブレードの不具合が生じないで、クリーニング不良等の不具合が確実に抑止される、画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An image forming apparatus in which a defect such as a cleaning defect is reliably suppressed without causing a defect of a cleaning blade even when an environmental change occurs. It is to provide.
この発明の請求項1記載の発明にかかる画像形成装置は、像担持体に当接して当該像担持体に付着する付着物を除去するクリーニングブレードを具備したクリーニング装置と、前記クリーニング装置と被転写材上のトナー像を定着する定着部との間に設置されるとともに、送風方向を切り替え可能に構成された送風機と、前記クリーニングブレードによって除去されない前記像担持体上の付着物の量を検知する付着物量検知手段と、前記クリーニングブレードの変形量を検知する変形量検知手段と、を備え、前記送風機は、前記付着物量検知手段の検知結果が所定値以上である場合に、前記送風方向が前記定着部の側から前記クリーニング装置の側に向かうように制御され、前記変形量検知手段の検知結果が所定値以上である場合に、前記送風方向が前記クリーニング装置の側から前記定着部の側に向かうように制御されるものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: a cleaning device that includes a cleaning blade that contacts an image carrier and removes deposits attached to the image carrier; and the cleaning device and a transfer target A blower installed between the fixing unit for fixing the toner image on the material and configured to be able to switch the blowing direction, and the amount of deposits on the image carrier not removed by the cleaning blade are detected. An amount-of-attachment detection means; and a deformation amount detection means for detecting the amount of deformation of the cleaning blade, wherein the blower has a direction of blowing when the detection result of the amount-of-attachment detection means is a predetermined value or more is controlled from the side of the fixing portion so as to be directed to the side of the cleaning device, when the detection result of said deformation amount detecting means is a predetermined value or more, the feed In which the direction is controlled so as to be directed to the side of the fixing portion from the side of the cleaning device.
また、請求項2記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1に記載の発明において、前記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーは、平均円形度が0.90〜0.99の範囲になるように形成されたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the toner for forming a toner image on the image carrier has an average circularity of 0.90 to 0. .99 range.
また、請求項3記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーは、形状係数SF−1が120〜180の範囲になって、形状係数SF−2が120〜190の範囲になるように形成されたものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the image forming apparatus according to the first or second aspect , wherein the toner for forming a toner image on the image bearing member has a shape factor SF-1. Is in the range of 120 to 180, and the shape factor SF-2 is in the range of 120 to 190.
また、請求項4記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項3のいずれかに記載の発明において、前記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーは、体積平均粒径をDvμmとして個数平均粒径をDnμmとしたときに、
1.05≦Dv/Dn≦1.30
なる関係が成立するように形成されたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first to third aspects, the toner for forming a toner image on the image carrier is a volume average. When the particle diameter is Dv μm and the number average particle diameter is Dn μm,
1.05 ≦ Dv / Dn ≦ 1.30
It is formed so that the following relationship is established.
また、請求項5記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項4のいずれかに記載の発明において、前記クリーニング装置は、前記定着部に近設されたものである。 An image forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the cleaning device is provided close to the fixing portion.
また、請求項6記載の発明にかかる画像形成装置は、前記請求項1〜請求項5のいずれかに記載の発明において、前記像担持体を、感光体ベルト、感光体ドラム、転写ベルト、転写ドラム、中間転写ベルト、中間転写ドラムのうち少なくとも1つとしたものである。 An image forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the image carrier is a photosensitive belt, a photosensitive drum, a transfer belt, or a transfer. At least one of a drum, an intermediate transfer belt, and an intermediate transfer drum is used.
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置(クリーニング部)とのうち、少なくとも1つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたユニットと定義する。 In the present application, the “process cartridge” refers to a charging unit that charges an image carrier, a developing unit that develops a latent image formed on the image carrier, and a cleaning device (cleaning device) that cleans the image carrier. Part) and an image carrier are defined as a unit that is integrated and detachable from the main body of the image forming apparatus.
本発明は、クリーニングブレードの温度が所定範囲になるように、クリーニングブレードの温度を上昇・低下させている。これによって、環境変化が生じてもクリーニングブレードの不具合が生じないで、クリーニング不良等の不具合が確実に抑止される、画像形成装置を提供することができる。 In the present invention, the temperature of the cleaning blade is raised or lowered so that the temperature of the cleaning blade falls within a predetermined range. As a result, it is possible to provide an image forming apparatus in which defects such as a cleaning defect are reliably suppressed without causing a defect of the cleaning blade even when an environmental change occurs.
以下、この発明を実施するための最良の形態について、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, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1〜図3にて、この発明の実施の形態1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのレーザプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
Embodiment 1 FIG.
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
First, the configuration and operation of the entire image forming apparatus will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a laser printer as an image forming apparatus, and FIG. 2 is an enlarged view showing an image forming unit thereof.
図1に示すように、中間転写ユニット15の中間転写ベルト8に対向するように、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6Y、6M、6C、6Kが並設されている。なお、装置本体100に設置される4つのプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図2において、プロセスカートリッジ6と感光体ドラム1と1次転写バイアスローラ9とにおける符号のアルファベット(Y、M、C、K)を省略して図示する。
As shown in FIG. 1,
図2を参照して、プロセスカートリッジ6は、像担持体としての感光体ドラム1と、感光体ドラム1の周囲に配設された帯電部4、現像部5、クリーニング装置(クリーニング部)2と、が一体化されたものであって、装置本体100に対して着脱自在に構成されている。そして、感光体ドラム1上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程)がおこなわれて、感光体ドラム1上に所望のトナー像が形成されることになる。
Referring to FIG. 2, the
なお、本実施の形態1では、感光体ドラム1、帯電部4、現像部5、クリーニング装置2を、一体化してプロセスカートリッジ6を構成したが、各構成部を単独のユニットとして、装置本体100に着脱自在に設置することもできる。
In the first embodiment, the photosensitive drum 1, the charging unit 4, the developing
図2を参照して、感光体ドラム1は、不図示の駆動部によって図2中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4の位置で、感光体ドラム1の表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム1の表面は、露光部7(図1を参照できる。)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される(露光工程である。)。
Referring to FIG. 2, the photosensitive drum 1 is rotationally driven in a clockwise direction in FIG. 2 by a drive unit (not shown). Then, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged at the position of the charging unit 4 (a charging process).
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 1 reaches the irradiation position of the laser beam L emitted from the exposure unit 7 (see FIG. 1), and an electrostatic latent image is formed by exposure scanning at this position. (It is an exposure process.)
その後、感光体ドラム1の表面は、現像部5との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される(現像工程である。)。
詳しくは、現像部5内には、トナーとキャリアとからなる現像剤Gが収容されている。現像部5内の現像剤Gは、トナー濃度センサ57によって検知される現像剤G中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。すなわち、現像部5内のトナー消費に応じて、トナー搬送パイプ43からトナー補給口44を介して現像剤収容部54内に、トナーが補給される。
Thereafter, the surface of the photosensitive drum 1 reaches a position facing the developing
Specifically, the developing
なお、トナー搬送パイプ43は、図1を参照して、装置本体100の上方のボトル収容器31に設置されたトナーボトル32Y、32M、32C、32Kのうち対応するトナーボトルに連通している。これにより、各色のトナーが収容されたトナーボトル32Y、32M、32C、32Kから、トナー搬送パイプ43を介して、各現像部5にそれぞれ各色のトナーが搬送される。
The
その後、現像剤収容部54内に補給されたトナーは、第2搬送スクリュ56、第1搬送スクリュ55によって、現像剤Gとともに混合・撹拌されながら、2つの現像剤収容部53、54を循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤G中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51上に担持される。
Thereafter, the toner replenished in the
現像ローラ51上に担持された現像剤Gは、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52の位置に達する。そして、現像ローラ51上の現像剤Gは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム1との対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1上に形成された潜像にトナーが吸着される。
The developer G carried on the developing
上述した現像工程の後、感光体ドラム1の表面は、中間転写ベルト8及び第1転写バイアスローラ9との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1上には、僅かながら未転写トナー(付着物)が残存する。
After the development process described above, the surface of the photosensitive drum 1 reaches a position facing the
その後、感光体1の表面は、クリーニング装置2との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによって回収される(クリーニング工程である。)。なお、クリーニングブレード2aは、ポリウレタンゴム等のゴム材料からなり、その先端部が感光体ドラム1に対して最適なクリーニング角度及び当接圧で当接している。
最後に、感光体ドラム1の表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
Thereafter, the surface of the photoreceptor 1 reaches a position facing the cleaning device 2, and untransferred toner remaining on the photoreceptor drum 1 at this position is collected by the
Finally, the surface of the photosensitive drum 1 reaches a position facing a neutralization unit (not shown), and the residual potential on the photosensitive drum 1 is removed at this position.
Thus, a series of image forming processes performed on the photosensitive drum 1 is completed.
なお、上述した作像プロセスは、4つのプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kで、それぞれおこなわれる。すなわち、図1を参照して、プロセスカートリッジの下方に配設された露光部7から、画像情報に基いたレーザ光Lが、各プロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
The image forming process described above is performed by each of the four
ここで、図1を参照して、中間転写ユニット15は、像担持体としての中間転写ベルト8、4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9K 、2次転写バックアップローラ12、対向ローラ13、テンションローラ14、クリーニング装置10等で構成される。中間転写ベルト8は、3つのローラ部材12〜14によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材12の回転駆動によって図1中の矢印方向に無端移動される。
Here, referring to FIG. 1, the
4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
The four primary
The
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8(像担持体)は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、2次転写バックアップローラ12が、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成されたカラートナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材P上に転写される。このとき、中間転写ベルト8には、被転写材Pに転写されなかった未転写トナー等の付着物が残存する。
Thereafter, the intermediate transfer belt 8 (image carrier) onto which the toner images of the respective colors are transferred in an overlapping manner reaches a position facing the
その後、像担持体としての中間転写ベルト8は、中間転写ベルト8用のクリーニング装置10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナー(付着物)が回収される。なお、クリーニング装置10は、ポリウレタンゴム等からなり中間転写ベルト8に所定のクリーニング角度及び当接圧で当接するクリーニングブレード10aと、中間転写ベルト8に摺接するファーブラシローラ等のクリーニングローラ10bと、を備えている。このクリーニングブレード10a及びクリーニングローラ10bによって、中間転写ベルト8上の付着物が除去される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
Thereafter, the
Thus, a series of transfer processes performed on the
ここで、2次転写ニップの位置に搬送された被転写材Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の被転写材Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
Here, the transfer material P transported to the position of the secondary transfer nip is transported from a
Specifically, a plurality of transfer materials P such as transfer paper are stored in the
レジストローラ対28に搬送された被転写材Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、被転写材Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材P上に、所望のカラー画像が転写される。
The transfer material P conveyed to the registration roller pair 28 is temporarily stopped at the position of the roller nip of the registration roller pair 28 that has stopped rotating. Then, the registration roller pair 28 is rotationally driven in synchronization with the color image on the
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材P上に定着される。
その後、被転写材Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置本体100外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the transfer material P on which the color image has been transferred at the position of the secondary transfer nip is conveyed to the position of the fixing
Thereafter, the transfer material P is discharged out of the apparatus through the rollers of the
Thus, a series of image forming processes in the image forming apparatus is completed.
なお、本実施の形態1では、現像部5に収容される現像剤中のトナーや、トナーボトル32Y、32M、32C、32Kに収容されるトナーとして、平均円形度が0.90〜0.99の範囲になるように形成された略球形トナーを用いている。これにより、チリが少なく転写性が良好で、画像濃度の再現性の高い精細な出力画像を得ることができる。
ここで、トナー粒子の円形度は次式で定義される。
円形度=(粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
したがって、円形度が1.00のとき、そのトナー粒子は真球形状となる。なお、トナーの平均円形度の測定は、代表的には、フロー式粒子像測定器「FPIA−2100」(東亜医用電子社製)を用いて測定することができる。
In the first embodiment, the average circularity is 0.90 to 0.99 as the toner in the developer accommodated in the developing
Here, the circularity of the toner particles is defined by the following equation.
Circularity = (perimeter of a circle having the same area as the projected area of the particle) / (perimeter of the projected particle image)
Therefore, when the circularity is 1.00, the toner particles have a true spherical shape. The average circularity of the toner can be typically measured using a flow type particle image measuring device “FPIA-2100” (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.).
また、本実施の形態1では、現像部5に収容される現像剤中のトナーや、トナーボトル32Y、32M、32C、32Kに収容されるトナーとして、形状係数SF−1が120〜180の範囲であって、形状係数SF−2が120〜190になるように形成された略球形トナーを用いている。これにより、高い転写効率を維持しつつ、クリーニング性能の低下を抑止することができる。
ここで、形状係数SF−1は、トナー粒子の球形度を示すものであり、次式で求まる。
SF−1=(M2/S)×(100π/4)
上式において、Mはトナー粒子の投影面における最大粒径(まばらな粒径の中で最も大きな粒径である。)であり、Sはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数SF−1が100であるトナー粒子は真球であって、100から大きくなるほど球形度が低くなる。
In the first embodiment, the shape factor SF-1 is in the range of 120 to 180 as the toner in the developer stored in the developing
Here, the shape factor SF-1 indicates the sphericity of the toner particles, and is obtained by the following equation.
SF-1 = (M 2 / S) × (100π / 4)
In the above equation, M is the maximum particle size (the largest particle size among sparse particle sizes) on the toner particle projection surface, and S is the area of the toner particle projection surface. Therefore, toner particles having a shape factor SF-1 of 100 are true spheres, and the sphericity decreases as the value increases from 100.
また、形状係数SF−2は、トナー粒子の凹凸度を示すものであり、次式で求まる。
SF−2=(N2/S)×(100/4π)
上式において、Nはトナー粒子の投影面における周長であり、Sはトナー粒子の投影面の面積である。したがって、形状係数SF−2が100であるトナー粒子は凹凸がなくて、100から大きくなるほど凹凸が大きくなる。
なお、形状係数SF−1及び形状係数SF−2は、走査型電子顕微鏡「S−800」(日立製作所社製)にて撮影したトナー粒子の写真を、画像解析装置「LUSEX3」(ニレコ社製)にて解析して求める。
The shape factor SF-2 indicates the degree of unevenness of the toner particles, and is obtained by the following equation.
SF-2 = (N 2 / S) × (100 / 4π)
In the above equation, N is the circumference of the toner particle projection surface, and S is the area of the toner particle projection surface. Therefore, the toner particles having the shape factor SF-2 of 100 have no irregularities, and the irregularities increase as the value increases from 100.
The shape factor SF-1 and the shape factor SF-2 are obtained by analyzing a toner particle photograph taken with a scanning electron microscope “S-800” (manufactured by Hitachi, Ltd.) and an image analyzer “LUSEX3” (manufactured by Nireco). )
また、本実施の形態1では、現像部5に収容される現像剤中のトナーや、トナーボトル32Y、32M、32C、32Kに収容されるトナーとして、体積平均粒径をDvμmとして個数平均粒径をDnμmとしたときに、
1.05≦Dv/Dn≦1.30
なる関係が成立するように形成されたものを用いている。これによって、現像工程時に画像パターンに応じたトナー粒子の選択がおこなわれて良好な画質が維持されるとともに、現像部5で長時間撹拌されても良好な現像性が維持される。
なお、トナーの体積平均粒径及び個数平均粒径の測定は、代表的には、コールカウンター式粒度分布測定器「コールターカウンターTA−2」(コールター社製)又は「コールターマルチサイザー2」(コールター社製)を用いて測定することができる。
In the first embodiment, the toner in the developer accommodated in the developing
1.05 ≦ Dv / Dn ≦ 1.30
The one formed so that the relationship is established is used. As a result, the toner particles are selected according to the image pattern during the development process to maintain good image quality, and good developability is maintained even if the developing
The volume average particle diameter and number average particle diameter of the toner are typically measured by a coal counter type particle size distribution measuring device “Coulter Counter TA-2” (manufactured by Coulter Co.) or “Coulter Multisizer 2” (Coulter). Can be used.
次に、図2及び図3を用いて、本実施の形態1で特徴的な、クリーニング装置2、10の構成・動作について詳述する。なお、図3は、中間転写ベルト8用のクリーニング装置10の近傍を示す部分拡大図である。
Next, the configuration and operation of the
図2に示すように、感光体ドラム1用のクリーニング装置2におけるクリーニングブレード2a上には、温度検知手段としての温度センサ60と、ペルチェ素子61と、が配設されている。
温度センサ60は、クリーニングブレード2aの温度を検知して、その検知結果を制御部70に送信する。
As shown in FIG. 2, a
The
ペルチェ素子61は、2種類の金属の接合部への電流の入力をオン・オフできるとともに、その電流方向を切り替え可能に構成されている。これにより、所定の電流方向に電流を流したときには、ペルチェ素子61はクリーニングブレード2aを加熱する加熱手段として機能する。これに対して、反対の電流方向に電流を流したときには、ペルチェ素子61はクリーニングブレード2aを冷却する冷却手段として機能する。
The
具体的に、温度センサ60によってクリーニングブレード2aの温度が所定範囲の下限値以下であると検知された場合には、その検知結果に基いて制御部70はペルチェ素子61が加熱手段として機能するように制御する。これによって、クリーニングブレード2aが加熱されて、クリーニングブレード2aの硬化が抑止されて、感光体ドラム1上に付着した未転写トナー等の付着物がクリーニングブレード2aの先端部(感光体ドラム1との当接部である。)をすり抜けてクリーニング不良が発生する不具合が防止される。
Specifically, when the
これに対して、温度センサ60によってクリーニングブレード2aの温度が所定範囲の上限値以上であると検知された場合には、その検知結果に基いて制御部70はペルチェ素子61が冷却手段として機能するように制御する。これによって、クリーニングブレード2aが冷却されて、クリーニングブレード2aの軟化が抑止されて、クリーニングブレード2aが感光体ドラム1に巻き込まれる不具合が防止される。
On the other hand, when the
なお、本実施の形態1では、加熱手段及び冷却手段として機能する1つのペルチェ素子61を用いて、クリーニングブレード2aの温度が所定範囲になるように制御した。これに対して、加熱手段としてのみ機能するペルチェ素子と冷却手段としてのみ機能するペルチェ素子とを用いて、クリーニングブレード2aの温度が所定範囲になるように制御することもできる。
In the first embodiment, the temperature of the
また、本実施の形態1では、温度センサ60をクリーニングブレード2a上に設置して、クリーニングブレード2aの温度を直接的に検知した。これに対して、温度センサ60をクリーニングブレード2aの近傍に設置して、クリーニングブレード2aの温度を間接的に検知することもできる。
In the first embodiment, the
図3に示すように、中間転写ベルト8用のクリーニング装置10におけるクリーニングブレード10a上には、加熱手段として機能するヒータ62と、冷却手段として機能するクーラ63と、温度センサ(不図示である。)と、が配設されている。また、中間転写ベルト8に対向する位置には、付着物量検知手段としてのフォトセンサ64が配設されている。
As shown in FIG. 3, on the
フォトセンサ64は、クリーニング装置10(クリーニングブレード10a)で除去されない未転写トナー等の付着物の量を光学的に検知する。詳しくは、フォトセンサ64は、レーザダイオード等の発光素子とフォトダイオード等の受光素子とからなり、発光素子から発せられた光を中間転写ベルト8上に照射して受光素子で受光する反射光量によって付着物量を検知する。フォトセンサ64で検知された付着物量に係わる検知結果は、制御部70に送信される。
The photosensor 64 optically detects the amount of deposits such as untransferred toner that are not removed by the cleaning device 10 (
ヒータ62は、入力電力のオン・オフを切り替え可能に構成されている。これにより、ヒータ62をオンしたときに、ヒータ62はクリーニングブレード10aを加熱する加熱手段として機能する。
クーラ63も、入力電力のオン・オフを切り替え可能に構成されている。これにより、クーラ63をオンしたときに、クーラ63はクリーニングブレード10aを冷却する冷却手段として機能する。
The
The cooler 63 is also configured to be able to switch input power on and off. Thereby, when the cooler 63 is turned on, the cooler 63 functions as a cooling means for cooling the
具体的に、フォトセンサ64によって中間転写ベルト8上の付着物量が所定値以上でクリーニング不良が生じそうな状態が検知された場合には、その検知結果に基いて制御部70はヒータ62が加熱手段として機能するように制御する。これによって、クリーニングブレード10aが加熱されて、クリーニングブレード10aの硬化が抑止されて、中間転写ベルト8上に付着した未転写トナー等の付着物がクリーニングブレード10aの先端部をすり抜けてクリーニング不良が発生する不具合が防止される。
Specifically, when the
これに対して、不図示の温度センサによってクリーニングブレード10aの温度が所定値以上であると検知された場合には、その検知結果に基いて制御部70はクーラ63が冷却手段として機能するように制御する。これによって、クリーニングブレード10aが冷却されて、クリーニングブレード10aが中間転写ベルト8に巻き込まれる不具合が防止される。
On the other hand, when the temperature sensor (not shown) detects that the temperature of the
以上説明したように、本実施の形態1では、クリーニングブレード2a、10aの温度が所定範囲になるように、クリーニングブレード2a、10aの温度を上昇・低下させて温度調整している。これによって、環境変化が生じてもクリーニングブレード2a、10aの巻き込みやクリーニング不良等の不具合を確実に抑止することができる。
As described above, in the first embodiment, the temperature of the
実施の形態2.
図4及び図5にて、この発明の実施の形態2について詳細に説明する。
図4は、実施の形態2における画像形成装置の転写ベルト近傍を示す断面図である。図5は、図4の転写ベルトに対向するクリーニング装置の近傍を示す部分拡大図である。本実施の形態2は、主として、画像形成装置本体に転写ベルト88が配設されるとともに転写ベルト88に付着する付着物を除去するクリーニング装置10が配設されている点が、前記実施の形態1のものとは相違する。
Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the vicinity of the transfer belt of the image forming apparatus according to the second embodiment. FIG. 5 is a partially enlarged view showing the vicinity of the cleaning device facing the transfer belt of FIG. The second embodiment is mainly characterized in that the
図4に示すように、転写ベルトユニット80の転写ベルト88に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部の感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kが並設されている。図示は省略するが、各感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kの周囲には、前記実施の形態1と同様に、帯電部、現像部、クリーニング装置、除電部が配設されている。
As shown in FIG. 4, the
転写ベルトユニット80は、像担持体としての転写ベルト88、4つの転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9K 、4つのバックアップローラ11Y、11M、11C、11K、対向ローラ81、複数のローラ部材82〜86、吸着ローラ90、クリーニング装置10等で構成される。転写ベルト88は、複数のローラ部材82〜86と対向ローラ81とによって張架・支持されるとともに、対向ローラ81の回転駆動によって図4中の破線矢印方向に無端移動される。なお、複数のローラ部材82〜86のうち1つのローラ部材83は、転写ベルト88の外周面に所定のスプリング力にて当接するテンションローラとして機能している。
The
4つの転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、転写ベルト88を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの間に挟み込んで転写ニップを形成している。
そして、転写ベルト88は、破線矢印方向に走行して、実線矢印方向に被転写材Pを搬送する。転写ベルト88に搬送される被転写材Pは、不図示の給紙部から給送されて、吸着ローラ90と定着ベルト88との間から送入された後に各転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、被転写材P上に重ねて転写される。なお、バックアップローラ11Y、11M、11C、11Kは、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kと転写ベルト88との転写ニップを精度高く維持するために設置されている。
The four
The
その後、各色のトナー像が重ねて転写された被転写材Pは、転写ベルト88から分離されて、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材P上に定着される。
その後、被転写材Pは、装置外へと排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
Thereafter, the transfer material P onto which the toner images of the respective colors are transferred in an overlapping manner is separated from the
Thereafter, the transfer material P is discharged out of the apparatus, and a series of image forming processes is completed.
他方、被転写材Pが分離された後の転写ベルト88表面は、転写ベルト88用のクリーニング装置10の位置に達する。そして、この位置で、転写ベルト88上の未転写トナー等の付着物が回収される。なお、クリーニング装置10は、ポリウレタンゴム等からなり転写ベルト88に所定のクリーニング角度及び当接圧で当接するクリーニングブレード10aと、転写ベルト88に摺接するクリーニングローラ10bと、を備えている。このクリーニングブレード10a及びクリーニングローラ10bによって、転写ベルト88上の付着物が除去される。また、転写ベルト88上には、画像濃度を最適に調整制御するために所定のタイミングでサンプリング用のトナー像が形成される。このサンプリング用のトナー像は、像担持体としての転写ベルト88に対向するフォトセンサ(不図示である。)によってその画像濃度が検知される。
こうして、転写ベルト88上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
On the other hand, the surface of the
Thus, a series of transfer processes performed on the
ここで、図5に示すように、転写ベルト88用のクリーニング装置10におけるクリーニングブレード10a上には、冷却手段として機能するヒートパイプ68と、変形量検知手段としての歪みセンサ67と、温度センサ(不図示である。)と、が配設されている。また、対向ローラ81の内部には、加熱手段として機能するヒータ69が配設されている。さらに、定着部20とクリーニング装置10との間には、加熱手段及び冷却手段として機能するファン65(送風機)が配設されている。
Here, as shown in FIG. 5, on the
歪みセンサ67は、クリーニングブレード10aの撓み量が所定値以上になるのを検知して、転写ベルト88に対するクリーニングブレード10aの巻き込みを検知する。歪みセンサ67で検知された検知結果は、制御部70に送信される。
The
ヒートパイプ68は、面状ヒートパイプであって、駆動部95によって被冷却物としてのクリーニングブレード10aに対して接離自在に移動する。これによって、ヒートパイプ68がクリーニングブレード10aに当接したときに、ヒートパイプ68はクリーニングブレード10aを冷却する冷却手段として機能する。
The
対向ローラ69に内設されたヒータ62は、入力電力のオン・オフを切り替え可能に構成されている。これにより、ヒータ69をオンしたときに、ヒータ69はクリーニングブレード10aを加熱する加熱手段として機能する。本実施の形態2では、クリーニングブレード10aに直接的にヒータ69を設置していないために直接的に設置した場合と比較して加熱効率は下がるものの、ヒータ69の設置スペースをクリーニングブレード10a上に確保できない場合等には有効である。
The
また、加熱手段に限らず、冷却手段においても、クリーニングブレード10a上への設置スペースを確保できない場合には、クリーニングブレード10aに近設するクリーニングローラ10bやローラ部材83等に加熱手段又は冷却手段を配設することもできる。
また、本実施の形態2では、クリーニング装置10が定着部20に近設されているために、クリーニングブレード10aの温度を比較的高く維持することができる。したがって、クリーニングブレード10aの温度を上昇させる加熱手段の負荷は軽減される。
Further, not only the heating means but also the cooling means, if the installation space on the
In the second embodiment, since the
定着部20とクリーニング装置10との間に配設された送風機としてのファン65は、羽部の回転方向を逆転することでその送風方向を切り替え可能に構成されている。これにより、ファン65の送風方向を定着部20側からクリーニング装置10側にしたときに、ファン65は定着部20で生じた熱をクリーニング装置20に送って、クリーニングブレード10aを加熱する加熱手段として機能する。これに対して、ファン65の送風方向をクリーニング装置10側から定着部20側にしたときに、ファン65はクリーニング装置10で生じた熱を定着部20側に対流させて、クリーニングブレード10aを冷却する冷却手段として機能する。
The
なお、ファン65を定着部20から離れた位置であってクリーニング装置10に近設させた場合には、ファン65の送風方向をクリーニング装置10側に向けたときに、ファン65はクリーニング装置20に冷気を送って、クリーニングブレード10aを冷却する冷却手段として機能することになる。
When the
具体的に、歪みセンサ67によって転写ベルト8に対するクリーニングブレード10aの巻き込みが生じそうな状態が検知された場合には、その検知結果に基いて制御部70は駆動部95を制御してヒートパイプ68を冷却手段として機能するように移動する。さらに、制御部70は、ファン65が冷却手段として機能するように制御する。これによって、クリーニングブレード10aが冷却されて、クリーニングブレード10aが転写ベルト88に巻き込まれる不具合が防止される。
Specifically, when the
これに対して、不図示の温度センサによってクリーニングブレード10aの温度が所定値以下であると検知された場合には、その検知結果に基いて制御部70はヒータ69及びファン65が加熱手段として機能するように制御する。これによって、クリーニングブレード10aが加熱されて、転写ベルト88上に付着した付着物がクリーニングブレード10aの先端部をすり抜けてクリーニング不良が発生する不具合が防止される。
On the other hand, when the temperature sensor (not shown) detects that the temperature of the
以上説明したように、本実施の形態2でも、クリーニングブレード10aの温度が所定範囲になるように、クリーニングブレード10aの温度を上昇・低下させて温度調整している。これによって、環境変化が生じてもクリーニングブレード10aの巻き込みやクリーニング不良等の不具合を確実に抑止することができる。
As described above, also in the second embodiment, the temperature of the
なお、本発明が前記各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、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各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、形状等は前記各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 should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and within the scope of the technical idea of the present invention, the embodiments can be modified as appropriate in addition to those suggested in the embodiments. Is clear. In addition, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above embodiments, and can be set to a number, position, shape, and the like that are suitable for carrying out the present invention.
1、1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム(像担持体)、
2 クリーニング装置、
2a クリーニングブレード、 2b クリーニングローラ、
6、6Y、6M、6C、6K プロセスカートリッジ(作像部)、
8 中間転写ベルト、
9、9Y、9M、9C、9K 1次転写バイアスローラ、
10 クリーニング装置、
10a クリーニングブレード、 10b クリーニングローラ、
13 対向ローラ、 15 中間転写ユニット、 20 定着部、
60 温度センサ(温度検知手段)、
61 ペルチェ素子(加熱手段、冷却手段)、 62 ヒータ、 63 クーラ、64 フォトセンサ(付着物量検知手段)、 65 ファン(送風機)、
67 歪みセンサ(変形量検知手段)、 68 ヒートパイプ、
69 ヒータ(加熱手段)、 70 制御部、
80 転写ベルトユニット、 81 対向ローラ、 81〜86 ローラ部材、
88 転写ベルト、 90 吸着ローラ、 95 駆動部、
100 画像形成装置本体(装置本体)。
1, 1Y, 1M, 1C, 1K photosensitive drum (image carrier),
2 cleaning device,
2a cleaning blade, 2b cleaning roller,
6, 6Y, 6M, 6C, 6K process cartridge (imaging part),
8 Intermediate transfer belt,
9, 9Y, 9M, 9C, 9K primary transfer bias roller,
10 Cleaning device,
10a cleaning blade, 10b cleaning roller,
13 counter roller, 15 intermediate transfer unit, 20 fixing unit,
60 temperature sensor (temperature detection means),
61 Peltier elements (heating means, cooling means), 62 heaters, 63 coolers, 64 photosensors (attachment amount detection means), 65 fans (blowers),
67 strain sensor (deformation amount detection means), 68 heat pipe,
69 heater (heating means), 70 controller,
80 transfer belt unit, 81 facing roller, 81-86 roller member,
88 transfer belt, 90 suction roller, 95 drive unit,
100 Image forming apparatus main body (apparatus main body).
Claims (6)
前記クリーニング装置と被転写材上のトナー像を定着する定着部との間に設置されるとともに、送風方向を切り替え可能に構成された送風機と、
前記クリーニングブレードによって除去されない前記像担持体上の付着物の量を検知する付着物量検知手段と、
前記クリーニングブレードの変形量を検知する変形量検知手段と、
を備え、
前記送風機は、
前記付着物量検知手段の検知結果が所定値以上である場合に、前記送風方向が前記定着部の側から前記クリーニング装置の側に向かうように制御され、
前記変形量検知手段の検知結果が所定値以上である場合に、前記送風方向が前記クリーニング装置の側から前記定着部の側に向かうように制御されることを特徴とする画像形成装置。 A cleaning device provided with a cleaning blade that contacts the image carrier and removes deposits attached to the image carrier;
A blower that is installed between the cleaning device and a fixing unit that fixes a toner image on a transfer material, and is configured to be capable of switching a blowing direction;
A deposit amount detection means for detecting the amount of deposit on the image carrier that is not removed by the cleaning blade;
Deformation amount detecting means for detecting the deformation amount of the cleaning blade;
With
The blower is
The attachment when the amount detection means of the detection result is a predetermined value or more, the blowing direction is controlled so as to be directed from the side of the fixing portion on the side of the cleaning device,
Detection If the result is equal to or greater than a predetermined value, an image forming apparatus wherein the air blowing direction and said controlled is that to face the side of the fixing portion from the side of the cleaning apparatus of the deformation amount detecting means.
1.05≦Dv/Dn≦1.301.05 ≦ Dv / Dn ≦ 1.30
なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is formed so that
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