JP2007240620A - Image forming apparatus - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、像担持体上に可視画像を形成し、このトナー像を記録材に静電的に転写するようにした画像形成装置に関するものであり、例えば、電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置などに好適に応用し得る。 The present invention relates to an image forming apparatus that forms a visible image on an image carrier and electrostatically transfers the toner image onto a recording material. For example, the present invention relates to an electrophotographic system or an electrostatic recording system. It can be suitably applied to an image forming apparatus.
近年、静電プロセスを用いている画像形成装置では、多種多様な紙への高画質な画像を求めるニーズから、中間転写ベルトが広く用いられている。中間転写ベルトとしては、一般的にポリイミド等に代表される樹脂ベルトが高画質品位、高寿命、高安定的な特性からも広く用いられている。また、中間転写ベルトクリーニング装置としても、樹脂ベルトの表面性等を考慮して、クリーニング能力が高い、特許文献1で開示されているようなブレード方式が広く用いられている。 In recent years, in an image forming apparatus using an electrostatic process, an intermediate transfer belt has been widely used because of the need for high-quality images on a wide variety of papers. As the intermediate transfer belt, a resin belt typified by polyimide or the like is generally widely used because of its high image quality, long life, and high stability. Also, as the intermediate transfer belt cleaning device, a blade system as disclosed in Patent Document 1 having a high cleaning capability is widely used in consideration of the surface property of the resin belt and the like.
一方、最近では、さらなる高画質化、およびブレード方式によるクリーニング能力の安定化等から、トナーが小粒径化およびトナー形状の非球形化へと変化してきている。ところが樹脂からなる中間転写ベルトでは、トナーの変化に伴って転写の際に生じる、中抜け現象が問題となってきている。中抜け現象とは、画像が転写される際、画像に大きな圧力が加わることで、トナーが応力変形し、トナー同士の凝集力が増大し、画像の一部分が転写されずに像担持体上に残留してしまう現象で、特に文字やライン画像などで顕著に現れる。樹脂ベルトの場合、転写時の画像への圧力が大きい為に特にこの中抜けは問題となっている。 On the other hand, recently, the toner has been changed to a smaller particle size and a non-spherical toner shape due to further higher image quality and stabilization of the cleaning ability by the blade method. However, in the intermediate transfer belt made of resin, there is a problem of the hollowing out phenomenon that occurs at the time of transfer accompanying the change in toner. When the image is transferred, a large pressure is applied to the image, so that the toner undergoes stress deformation, the cohesive force between the toners increases, and a part of the image is not transferred onto the image carrier. This is a phenomenon that remains, particularly in characters and line images. In the case of a resin belt, this pressure drop is a problem because the pressure on the image during transfer is large.
そこで、この中抜けを解消するために、最近では、樹脂を用いた中間転写ベルトに変わって、層構成に少なくとも一層の弾性層を用いた弾性中間転写ベルトが主流となってきている。弾性中間転写ベルトは、層構成に少なくとも一層の弾性層を有す為、柔らかく、転写部でのトナーに作用する圧力が低減できることから、中抜けに効果があることが知られている。また、二次転写部において紙との密着性がよいことから、一般的な紙に対しての転写効率の向上のみならず、厚紙に対する転写性や、凹凸を有する紙への転写性にも効果があることが知られている。 Therefore, in order to eliminate this void, recently, an elastic intermediate transfer belt using at least one elastic layer as a layer structure has become mainstream instead of an intermediate transfer belt using resin. Since the elastic intermediate transfer belt has at least one elastic layer in the layer structure, it is known that the elastic intermediate transfer belt is soft and the pressure acting on the toner in the transfer portion can be reduced, so that it is effective for hollowing out. In addition, since the secondary transfer section has good adhesion to paper, it not only improves transfer efficiency for general paper, but is also effective for transfer to thick paper and transfer to uneven paper. It is known that there is.
しかし、弾性中間転写ベルトをクリーニングする場合、上記ブレード方式を用いると、表層が弾性の為、弾性中間転写ベルトに対するクリーニングブレードの接触負荷がおおきくなり、クリーニングブレードのエッジ先端が、ベルト表層に喰い込んでしまい、クリーニングブレードのエッジ先端の挙動が不安定になって、クリーニング不良を引き起こしたり、ベルトとクリーニングブレード間での摩擦力が増大することに伴う、クリーニングブレードのめくれ、びびり、鳴き等の問題、弾性中間転写ベルト表層での傷や、トナーの融着等の発生等さまざまな弊害が起こり画質を落としてしまう恐れがあった。そこで、上記の弊害を避ける為に、弾性中間転写体との接触負荷の少ない、静電ファーブラシ方式が弾性中間転写体クリーニング方式として一般的になってきている。 However, when cleaning the elastic intermediate transfer belt, if the blade method is used, the surface layer is elastic, so the contact load of the cleaning blade against the elastic intermediate transfer belt increases, and the edge of the cleaning blade bites into the belt surface layer. This causes problems such as turning over, chattering and squealing of the cleaning blade due to unstable behavior of the edge of the cleaning blade, causing poor cleaning, and increasing frictional force between the belt and the cleaning blade. In addition, various adverse effects such as scratches on the surface layer of the elastic intermediate transfer belt, fusion of toner, and the like may occur, and image quality may be deteriorated. Therefore, in order to avoid the above-described adverse effects, an electrostatic fur brush method, which has a small contact load with the elastic intermediate transfer member, has become common as an elastic intermediate transfer member cleaning method.
静電ファーブラシ方式としては特許文献2の様に、導電性の繊維を芯金に巻き付けた円筒状部材を、バイアスを印加した状態で当接させ、トナーの極性を逆極性のバイアスを印加することによって、静電的にファーブラシに吸着させ、像担持体からトナーを除去する方法である。静電的にトナーを吸着しベルト上からトナーを除去するファーブラシ方式は機械的にトナーを除去するブレード方式に比べて、クリーニング可能なトナー量、およびトナー極性に制約があることが知られている。静電ファーブラシ方式は、静電気的にトナーをファーブラシに吸着した後に、フリッカーあるいは、バイアス印加ローラー等でトナーをファーブラシからさらに転移させないと、ファーブラシの本来の効果を得る事ができない為、ファーブラシのトナー吸着量が増えてくると、クリーニング性能が低下し、一般的にクリーニング可能量としては、ブレード方式よりも劣る。また、ファーブラシ方式は前述の通り、トナーをファーブラシに吸着させてクリーニングする方式であるため、ファーブラシに印加するバイアスと逆極性のトナーのみがクリーニングされる。ところが、中間転写ベルト上のトナー像を紙に転写した後に残留する転写残トナーは、転写時に加えられたバイアスの値によっては、トナーの極性が反転(プラスからマイナスへ、或いは、マイナスからプラスへ)する場合がある。この極性が反転した転写残トナーは、ファーブラシの印加バイアスと同極性のために、ファーブラシでは吸着されず、通過してしまう。ファーブラシを通過したトナーは、次の画像と重なってしまう為に、画像欠陥を引き起こす恐れがある。このため、特許文献3で開示されているように、ファーブラシを2つ用いて、それぞれに極性の異なるバイアスを印加することで、二次転写部でのバイアスや、使用環境や、トナー劣化等によって、プラスマイナスどちらの極性に帯電していても確実にファーブラシにトナーを吸着し、除去する事ができる。 As an electrostatic fur brush method, as in Patent Document 2, a cylindrical member in which conductive fibers are wound around a metal core is brought into contact with a bias applied, and a bias having a polarity opposite to that of toner is applied. Thus, the toner is electrostatically attracted to the fur brush and the toner is removed from the image carrier. It is known that the fur brush method that electrostatically adsorbs toner and removes toner from the belt has more restrictions on the amount of toner that can be cleaned and the toner polarity than the blade method that mechanically removes toner. Yes. Since the electrostatic fur brush method electrostatically adsorbs the toner to the fur brush, the original effect of the fur brush cannot be obtained unless the toner is further transferred from the fur brush with a flicker or a bias application roller. As the amount of toner adsorbed by the fur brush increases, the cleaning performance decreases, and the amount that can be cleaned is generally inferior to the blade method. Further, as described above, since the fur brush method is a method in which toner is adsorbed to the fur brush and cleaned, only toner having a polarity opposite to the bias applied to the fur brush is cleaned. However, the transfer residual toner remaining after the toner image on the intermediate transfer belt is transferred to the paper has the polarity of the toner reversed (from plus to minus or from minus to plus depending on the bias value applied at the time of transfer). ). The transfer residual toner whose polarity is inverted is the same polarity as the applied bias of the fur brush, and therefore is not attracted by the fur brush and passes. The toner that has passed through the fur brush overlaps with the next image, which may cause image defects. For this reason, as disclosed in Patent Document 3, by using two fur brushes and applying biases having different polarities to each other, the bias at the secondary transfer unit, the use environment, the toner deterioration, etc. Thus, the toner can be reliably adsorbed and removed by the fur brush regardless of whether the polarity is positive or negative.
ところで、上記電子写真方式に用いられるファーブラシによる中間転写ベルトのクリーニングは、トナーやトナーの外添剤が表層に付着し、それが原因となって転写不良および、クリーニング不良が発生してしまう。これらは特許文献4に開示されているように、中間転写ベルトに付着した付着物を除去するクリーニングウェブ部材等をクリーニング装置の下流に装備することにより改善される。しかし、多量のトナーやトナーの外添剤がウェブのニップ部に堆積すると画像上にニップ部から堆積したトナーや外添剤がすり抜けて画像不良を発生させることがある。
静電ファーブラシでは取りきれないトナーや外添剤などの付着物をクリーニングするクリーニングウェブが静電ファーブラシの下流に常時当接配置され、クリーニングを行っている画像形成装置において、クリーニングウェブに過剰なトナーなどの付着物が堆積する。一定量以上のトナーなどの付着物が弾性中間転写ベルトとクリーニングウェブのニップに堆積するとニップからすり抜けて画像不良等が発生する可能性がある。(弾性中間転写体に付着する付着物は、現実に付着し得る可能性のあるものであれば特に制約されるものではない。)常時、新しいクリーニングウェブの面を維持しようとすると、クリーニングウェブの寿命が著しく短く不経済である。 A cleaning web that cleans deposits such as toner and external additives that cannot be removed by the electrostatic fur brush is always in contact with the downstream side of the electrostatic fur brush, and the cleaning web is excessive. Deposits such as toner are deposited. If a certain amount or more of an adherent such as toner accumulates in the nip between the elastic intermediate transfer belt and the cleaning web, there is a possibility that the image slips through the nip to cause image defects. (There are no particular restrictions on the deposits that adhere to the elastic intermediate transfer member as long as there is a possibility that they may actually adhere.) When trying to maintain a new cleaning web surface at all times, Life is extremely short and uneconomical.
第一の像担持体と、像担持体に形成されたトナー像を、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加することで、第二の像担持体に転写する一次転写部と、第二の像担持体上に転写されたトナー像を記録紙に転写する二次転写手段と、第二の像担持体上に残った二次転写残トナーを、前記二次転写手段の下流位置において、第二の像担持の表面に接触しクリーニングする、バイアス印加手段を有す第一のクリーニング手段と、第一のクリーニング手段の下流一において、第二の像担持体の表面に接触しクリーニングする第二のクリーニング手段としてクリーニングウェブを備え、クリーニングウェブの巻き取り量を検知する手段を有し、その検知信号をもとに巻き取り軸を駆動するモーターの回転数を制御する画像形成装置において転写効率に影響する絶対水分量を検知し、環境テーブルにより巻き取り量を可変することによりトナーなどの堆積物が多い条件において巻き取り量を多くすることにより、必要最小限にクリーニングウェブの消費量を押さえることができ、交換のためのダウンタイムの発生を極力押さえることが可能であり、経済的である。 A first image carrier, a primary transfer portion that transfers a toner image formed on the image carrier to a second image carrier by applying a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner; Secondary transfer means for transferring the toner image transferred onto the image carrier to the recording paper, and secondary transfer residual toner remaining on the second image carrier at a downstream position of the secondary transfer means, A first cleaning unit having a bias applying unit that contacts and cleans the surface of the second image carrier; and a first cleaning unit that contacts and cleans the surface of the second image carrier at one downstream of the first cleaning unit. Transfer efficiency in an image forming apparatus that has a cleaning web as a second cleaning means, has a means for detecting the winding amount of the cleaning web, and controls the rotation speed of a motor that drives the winding shaft based on the detection signal By detecting the amount of absolute moisture that affects it and changing the winding amount using an environmental table, the amount of cleaning web consumption is minimized by increasing the winding amount under conditions where there is a large amount of toner and other deposits. It is possible to reduce downtime for replacement as much as possible, which is economical.
第一の像担持体と、像担持体に形成されたトナー像を、トナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加することで、第二の像担持体に転写する一次転写部と、第二の像担持体上に転写されたトナー像を記録紙に転写する二次転写手段と、第二の像担持体上に残った二次転写残トナーを、前記二次転写手段の下流位置において、第二の像担持体の表面に接触しクリーニングする第二のクリーニング手段としてクリーニングウェブを備え、クリーニングウェブの巻き取り量を検知する手段を有し、その検知信号をもとに巻き取り軸を駆動するモーターの回転数を制御する画像形成装置において転写効率に影響する絶対水分量を検知し、環境テーブルにより巻き取り量を可変することによりトナーなどの堆積物が多い条件において巻き取り量を多くすることにより、必要最小限にクリーニングウェブの消費量を押さえることができ、交換のためのダウンタイムの発生を極力押さえることが可能であり、経済的である。 A first image carrier, a primary transfer portion that transfers a toner image formed on the image carrier to a second image carrier by applying a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner; Secondary transfer means for transferring the toner image transferred onto the image carrier to the recording paper, and secondary transfer residual toner remaining on the second image carrier at a downstream position of the secondary transfer means, A cleaning web is provided as a second cleaning means that contacts and cleans the surface of the second image carrier, and has a means for detecting the winding amount of the cleaning web, and the winding shaft is driven based on the detection signal. In an image forming apparatus that controls the number of rotations of the motor, the absolute amount of water that affects transfer efficiency is detected, and the amount of winding is increased under conditions where there is a large amount of deposits such as toner by varying the amount of winding using an environmental table It makes it possible to suppress the consumption of the cleaning web to the minimum necessary, it is possible to suppress the occurrence of down time for the exchange as much as possible, it is economical.
以下に例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、これらの実施例は本発明における最良の実施形態の一例ではあるが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. These examples are examples of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
本実施例1では、4つの感光体からなる像担持体を備えた、タンデム方式の画像形成装置に関するものである。本実施例の画像形成装置は、図1に示すように、ベルト状弾性中間転写体、即ち、無端状の弾性中間転写ベルト181を備えている。弾性中間転写ベルト81は支持体として駆動ローラー25、テンションローラー26、及びバックアップローラー29に巻回されている。弾性中間転写ベルト81の水平部に沿って、同様構成の4個の画像形成部Pa、Pb、Pc.Pdが直列状に配設されている。画像形成部Paを例にその構成を説明する。
The first embodiment relates to a tandem type image forming apparatus provided with an image carrier composed of four photosensitive members. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus of this embodiment includes a belt-like elastic intermediate transfer member, that is, an endless elastic
画像形成部Paは、回転可能に配置された像担持体であるドラム状の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という)101aを備えている。感光ドラム101aの周囲には、一次帯電器122a、現像器123a、及びクリーニング装置112a等のプロセス機器が配置されている。他の画像形成部Pb、Pc、Pdは、画像形成部Paと同様の構成を備えており、それぞれ感光ドラム101b、101c、101d、一次帯電器122b、122c、122d、現像器123b、123c、123d、クリーニング装置112b、112c、112dを備えている。これら画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdの異なる点は、それぞれがイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する点である。 The image forming unit Pa includes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 101a which is an image carrier that is rotatably arranged. Around the photosensitive drum 101a, process devices such as a primary charger 122a, a developing device 123a, and a cleaning device 112a are arranged. The other image forming units Pb, Pc, and Pd have the same configuration as the image forming unit Pa, and are respectively photosensitive drums 101b, 101c, and 101d, primary chargers 122b, 122c, and 122d, and developing units 123b, 123c, and 123d. Cleaning devices 112b, 112c, and 112d are provided. These image forming portions Pa, Pb, Pc, and Pd are different in that toner images of respective colors of yellow, magenta, cyan, and black are formed.
各画像形成部Pa〜Pdに配置した現像器123a〜123dにはそれぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーが収納されている。 The developing devices 123a to 123d disposed in the image forming units Pa to Pd respectively store yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner.
感光ドラム111aは一次帯電器122aによって一様に帯電され、露光装置111aから原稿のマゼンタ成分色による画像信号がポリゴンミラー等を介して感光ドラム101a上に投射されて静電潜像が形成される。ついで、現像器123aからイエロートナーが供給されて静電潜像がイエロートナー像として現像される。このトナー像は感光ドラム101aの回転に伴って、感光ドラム101aと弾性中間転写ベルト181とが当接する1次転写部T1に到来すると、1次転写装置(第1の転写手段)、即ち、本実施例では転写ローラー124aから第1の転写バイアスが印加され、イエロートナー像が中間転写ベルト181へ転写される。イエロートナー像を担持した弾性中間転写ベルト181は、つぎの画像形成部Pbに搬送されると、このときまでに、画像形成部Pbにおいて、上記と同様の方法で感光ドラム101b上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像上へ転写される。同様に弾性中間転写ベルト181が矢印方向に沿って画像形成部Pc、Pdに進行するにつれて、それぞれの転写部T1において、シアントナー像、ブラックトナー像が前述のトナー像に重畳転写された後、このときまでに、給紙カセット160から送り出された記録材Pが2次転写部T2に達し、2次転写装置(第2の転写手段)140に印加される転写バイアスによって上述の4色のトナー像は記録材P上に転写される。トナー像が転写された記録材Pは定着部211に搬送される。定着部211では熱と圧力によってトナー像を記録材P上に固着させる。一次転写部材によって転写しきれなかった感光体上の転写残トナーはクリーニング装置112によってクリーニングされ、二次転写部材によって転写しきれなかった中間転写ベルト181上の転写残トナーは、第一クリーニング装置116a、第二クリーニング装置116bによってクリーニングされる。弾性中間転写ベルト118の表面に付着し、クリーニング装置でも回収できなかった外添剤は、クリーニング装置の後に配置されたクリーニングウェブ125によってかきとれ、次の画像形成に供される。
The photosensitive drum 111a is uniformly charged by the primary charger 122a, and an image signal based on the magenta component color of the original is projected from the exposure device 111a onto the photosensitive drum 101a via a polygon mirror or the like to form an electrostatic latent image. . Next, yellow toner is supplied from the developing device 123a, and the electrostatic latent image is developed as a yellow toner image. When the toner image arrives at the primary transfer portion T1 where the photosensitive drum 101a and the elastic
次に各部の構成について、画像形成部Paを例に順次説明する。像担持体としての感光体ドラム101aは、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光導電体層(OPC)を塗布して構成したものである。感光体ドラム101aは、その両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、図の反時計回り方向に回転駆動される。 Next, the configuration of each unit will be sequentially described by taking the image forming unit Pa as an example. The photosensitive drum 101a as an image carrier is formed by applying an organic photoconductive layer (OPC) to the outer peripheral surface of an aluminum cylinder. The photosensitive drum 101a is rotatably supported at both ends by flanges, and is driven to rotate counterclockwise in the figure by transmitting a driving force from a drive motor (not shown) to one end. .
一次帯電器122aは、ローラー状に形成された導電性ローラーで、このローラーを感光体ドラム101a表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム101a表面を一様に負極性に帯電させるものである。 The primary charger 122a is a conductive roller formed in a roller shape. The roller is brought into contact with the surface of the photosensitive drum 101a, and a charging bias voltage is applied by a power source (not shown), thereby the surface of the photosensitive drum 101a. Are uniformly charged to a negative polarity.
露光装置111aは、不図示のポリゴンミラーを先端に装着したLEDアレイよりなり、不図示の駆動回路により画像信号に応じて点灯制御される。 The exposure device 111a is composed of an LED array with a polygon mirror (not shown) attached to the tip, and lighting control is performed according to an image signal by a drive circuit (not shown).
現像器123aは、それぞれ負帯電特性のブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを収納した不図示のトナー収納部、感光体ドラム101a表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動されると共に、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより現像を行う現像ローラー等から構成される。前記トナー収納部には転写材の搬送方向上流側から順にトナー収納部にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーが収納されている。 The developing unit 123a is adjacent to the surface of the toner storage unit (not shown) storing toners of black, cyan, magenta, and yellow having negative charging characteristics, and is rotated by a driving unit (not shown) adjacent to the surface of the photosensitive drum 101a. In addition, the image forming apparatus includes a developing roller that performs development by applying a developing bias voltage from a developing bias power source (not shown). In the toner storage portion, toners of yellow, magenta, cyan, and black are stored in the toner storage portion in order from the upstream side in the conveyance direction of the transfer material.
後述する中間転写ベルト181の内側には、4個の感光体ドラム101a,101b,101c,101dに対向して中間転写ベルト181に当接する一時転写部材である、転写ローラー124a,125b,125c,125dがそれぞれ並設されている。これら転写ローラーは不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラーから正極性の電圧が印加され、この電界により、感光体ドラム101に接触中の中間転写体181に、感光体ドラム101上の負極性の各色トナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。
Inside an
中間転写ベルト181は、本発明では、前述の通り、無端状の弾性中間転写ベルトを備えている。図2は、弾性中間転写ベルト181の一例の断面図である。弾性中間転写ベルト181は、樹脂層181a,弾性層181b,表層181cの3層構造からなる弾性ベルトである。
In the present invention, the
上記樹脂層181aを構成する樹脂材料としては、ポリカーボネート,フッ素系樹脂(ETFE,PVDF)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、変性ポリカーボネート等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。 As the resin material constituting the resin layer 181a, polycarbonate, fluororesin (ETFE, PVDF), polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, Styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer) Styrene-octyl acrylate copolymer and styrene-phenyl acrylate copolymer), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene) -Phenyl methacrylate copolymer, etc.) Styrenic resins (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene-substituted product) such as styrene-α-chloromethyl acrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylate ester copolymer, methyl methacrylate resin, methacryl Acid butyl resin, ethyl acrylate resin, butyl acrylate resin, modified acrylic resin (silicone modified acrylic resin, vinyl chloride resin modified acrylic resin, acrylic / urethane resin, etc.), vinyl chloride resin, styrene-vinyl acetate copolymer, chloride Vinyl-vinyl acetate copolymer, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyester polyurethane resin, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyvinylidene chloride, ionomer resin, polyurethane resin, silica Use one or more selected from the group consisting of carbon resins, ketone resins, ethylene-ethyl acrylate copolymers, xylene resins and polyvinyl butyral resins, polyamide resins, polyimide resins, modified polyphenylene oxide resins, modified polycarbonates, etc. can do. However, it is not limited to the said material.
また、上記弾性層181bを構成する弾性材料(弾性材ゴム、エラストマー)としては、ブチルゴム,フッ素系ゴム,アクリルゴム,EPDM,NBR,アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア,ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。 Further, as the elastic material (elastic material rubber, elastomer) constituting the elastic layer 181b, butyl rubber, fluorine-based rubber, acrylic rubber, EPDM, NBR, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber , Butadiene rubber, Ethylene-propylene rubber, Ethylene-propylene terpolymer, Chloroprene rubber, Chlorosulfonated polyethylene, Chlorinated polyethylene, Urethane rubber, Syndiotactic 1,2-polybutadiene, Epichlorohydrin rubber, Ricone rubber, Fluoro rubber , Polysulfide rubber, polynorbornene rubber, hydrogenated nitrile rubber, thermoplastic elastomer (eg polystyrene, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurethane, polyamide, polyurea, polyester Ether-based, it may be used one kind or two kinds or more selected from the group consisting of fluorocarbon resin) or the like. However, it is a matter of course that the material is not limited to the above materials.
また、上記表層181cの材料は特に制限は無いが、中間転写ベルト181表面へのトナーの付着力を小さくして2次転写性を高めるものが要求される。例えば、ポリウレタン,ポリエステル,エポキシ樹脂等の1種類の樹脂材料か、弾性材料(弾性材ゴム、エラストマー)、ブチルゴム,フッ素系ゴム,アクリルゴム,EPDM,NBR,アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムの弾性材料のうち、2種類以上を使用し表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、例えばフッ素樹脂,フッ素化合物,フッ化炭素,2酸化チタン,シリコンカーバイト等の粉体,粒子を1種類あるいは2種類以上または粒径を異ならしたものを分散させ使用することができる。
The material of the surface layer 181c is not particularly limited, but a material that increases the secondary transferability by reducing the adhesion force of the toner to the surface of the
上記樹脂層181aや弾性層181bには、抵抗値調節用導電剤が添加される。この抵抗値調節用導電剤は特に制限はないが、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫,酸化チタン,酸化アンチモン,酸化インジウム,チタン酸カリウム,酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO),酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム,ケイ酸マグネシウム,炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものではない。 A resistance value adjusting conductive agent is added to the resin layer 181a and the elastic layer 181b. The conductive agent for adjusting the resistance value is not particularly limited. For example, carbon black, graphite, metal powder such as aluminum and nickel, tin oxide, titanium oxide, antimony oxide, indium oxide, potassium titanate, antimony oxide-tin oxide Conductive metal oxides such as composite oxide (ATO), indium oxide-tin oxide composite oxide (ITO), and conductive metal oxides are coated with insulating fine particles such as barium sulfate, magnesium silicate, and calcium carbonate. It may be a thing. It is not limited to the conductive agent.
上記中間転写ベルト181の製造方法としては、例えば、回転する円筒形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法、表層の薄い膜を形成させるスプレイ塗工法、円筒形の型を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法、内型,外型の中に注入する注型法、円筒形の型にコンパウンドを巻き付け加硫研磨を行う方法があるがこれに限定されるものではなく複数の製法を組み合わせてベルトを製造することができる。
Examples of the method for manufacturing the
一次転写部で中間転写ベルト181に担持されたカラー画像は、中間転写ベルト181に当接する、二次転写部材である二次転写ローラー140で転写材Pにさらに転写される。二次転写ローラーは、不図示の転写バイアス用電源に接続されており、転写ローラーから正極性の電圧が印加され、この電界により、中間転写181ベルトに接触中の転写材Pに、中間転写ベルト181上の負極性のトナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。
The color image carried on the
次に、二次転写後に中間転写ベルト181上に残留する転写残トナーの第一クリーニング部116について詳細を述べる。静電式ブラシクリーニング装置は、図3に示すように中間転写ベルト181の近傍に配置された装置ハウジング117と、この装置ハウジング2内部に設けられた抵抗値10MΩ、繊維太さ6デニールのカーボン分散型ナイロン繊維3をその植毛密度50万本/inch^2の割合で金属ローラー上に植毛して成る導電性ファーブラシ118と、表面が硬質アルマイト処理の施されたアルミニウム製金属ローラー119により形成され上記導電性ブラシローラに当接配置されたクリーニングブレード120で構成され、この構成からなるクリーニング部材が中間転写ベルトに並列に配列される、第一、及び第二の中間転写体第一クリーニング部材161a,161bとでその主要部を構成するものである。
Next, the details of the first cleaning unit 116 for residual toner remaining on the
上記導電性ファーブラシ118は中間転写ベルト181に対し約1.0mmの侵入量を保って摺接配置され、図示外の駆動モータにより、50mm/秒の速度でもつて矢印方向へ回動するように形成されている。金属ローラーは、導電性ファーブラシに対して約1.0mmの侵入量を保って配置され、導電性ファーブラシと同等の速度で矢印方向へ回転されるように配置されている。金属ローラーに当接するクリーニングブレード120はウレタンゴムからなり、金属ローラーに侵入量1.0mmを保って配置されている。
The conductive fur brush 118 is placed in sliding contact with the
中間転写ベルト回転方向に対して上流側に位置するクリーニング部材116aの金属ローラーには、不図示の電源により−700V(対接地、以下同様)の電圧が印加されるようになっている。中間転写ベルト回転方向に対して下流側に位置するクリーニング部材116bの金属ローラーには+700の電圧が印加されるようになっている。金属ローラーに電圧を印加することより、ファーブラシとの間に電位差が生じ、中間転写ベルト181上の転写残トナー中の(+)トナーをファーブラシ118側に吸着、転移する。吸着、除去したトナーをさらに電位差によりファーブラシ118から金属ローラー119に転移し、クリーニングブレード120により掻き落とす。
A voltage of −700 V (with respect to ground, the same shall apply hereinafter) is applied to a metal roller of the cleaning member 116 a located upstream with respect to the rotation direction of the intermediate transfer belt by a power source (not shown). A voltage of +700 is applied to the metal roller of the cleaning
クリーニング部材116bで中間転写ベルト181上の転写残トナーをクリーニングしても中間転写ベルト181上には極性を持たないものや、(−)の極性を持ったトナーが残っている。それらのトナーは、ファーブラシに印加される(−)のバイアスにより、(−)に帯電される。これは、電荷注入または放電により帯電されるものと考えられる。
Even if the transfer residual toner on the
そして、下流側に配置されている第二クリーニング部材116bに(+)のバイアスを印加してクリーニングを行うことにより、それらのトナーを除去することができる。除去したトナーは、電位差によりファーブラシ118bから金属ローラー119bに転移し、クリーニングブレード120bにより掻き落とすことで中間転写ベルト181上に残留した転写残トナーを除去することができる。
The toner can be removed by performing cleaning by applying a (+) bias to the
図4に本発明のクリーニングウェブの詳細図を示す。 FIG. 4 shows a detailed view of the cleaning web of the present invention.
第2の中間転写ベルトクリーニング装置124は、不織布のクリーニングウェブ125が、取り付けローラー128からウェブローラ126に掛け回され、巻き取りローラー127へと架張されている。また、第2の中間転写ベルトクリーニング装置124は、回動中心129を中心に回動可能に支持され、加圧解除手段130により、中間転写ベルトに対して当接、離間される。クリーニングウェブ125は駆動ローラーに対向する位置で中間転写ベルトに当接され、中間転写ベルト表面のクリーニングが行われる。巻き取りローラー127は、図示しない駆動手段により回転駆動され、クリーニングウェブ125が巻き取られることにより、中間転写ベルト当接部には新しいクリーニングウェブ125が順次供給される。
In the second intermediate transfer
本実施例においては、第2の中間転写ベルトクリーニング装置124として、不織布のクリーニングウェブを用いた例について説明しているが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、中間転写ベルトに当接し、中間転写ベルト表面の付着物を内部に捕集する機能を有する構成に適用されるものである。例えば表面に不織布を巻いたローラーを中間転写ベルトに当接させ、回転駆動する構成等でも良い。
In this embodiment, an example in which a nonwoven fabric cleaning web is used as the second intermediate transfer
クリーニング装置の後に配置されたクリーニングウェブ125は、弾性中間転写ベルトと着脱可能であり、着時には、弾性中間転写ベルト181の表層に2.0kgの総圧で当接している。クリーニングウェブの部材としては、ポリエステル、アクリル、ビニロン、水溶性ビニロン、レーヨン、ナイロン、ポリプロピレン、コットン等から選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。トナーから遊離した外添剤は、転写部など、圧のかかる部分で弾性中間転写ベルトの表面にこすりつけられ付着する。これらはクリーニング装置でも回収できないので、クリーニングウェブ125によって機械的に回収する。しかしながら、クリーニングウェブ125の同じ面を長時間使用すると、クリーニングウェブ125が付着物を回収する容量を越えて、クリーニングウェブ125と弾性中間転写ベルト181のニップ部からトナーがすりぬけてしまう。
The cleaning
よって、一定時間を過ぎたらクリーニングウェブ125を一定量巻き取り、弾性中間転写181ベルトとの当接面を新しくする必要がある。
Therefore, it is necessary to take up a certain amount of the cleaning
以下に、本実施例のクリーニングウェブの巻き取り制御方法について説明する。 The cleaning web winding control method of this embodiment will be described below.
図4に示すように本実施例で使用の、クリーニング手段下流ファーブラシと弾性中間転写ベルトの当接するニップ中心と、クリーニングウェブと弾性中間転写ベルトの当接するニップ中心間の距離は約50mm、クリーニングウェブと弾性中間転写ベルトの当接するニップ中心と感光ドラムと弾性中間転写ベルトの当接するニップ中心間の距離は約97mmである。本実施例の画像形成装置のプロセススピードは300mm/secである。 As shown in FIG. 4, the distance between the nip center between the cleaning means downstream fur brush and the elastic intermediate transfer belt, and the nip center between the cleaning web and the elastic intermediate transfer belt, which are used in this embodiment, is about 50 mm. The distance between the center of the nip where the web and the elastic intermediate transfer belt abut and the center of the nip where the photosensitive drum and the elastic intermediate transfer belt abut is about 97 mm. The process speed of the image forming apparatus of this embodiment is 300 mm / sec.
環境センサーからの温湿度信号を制御装置で絶対水分量に換算する。絶対水分量から転写環境テーブルを7環境に分けている。転写効率が良く、中間転写ベルト上に転写残トナーが少ない環境域ではクリーニングウェブの巻き取り量を図5のようにA4サイズ100枚毎に巻き取る。高温高湿の転写残トナーが多くなる環境域ではA4サイズ20枚毎に巻き取る制御をおこなっている。 The temperature / humidity signal from the environmental sensor is converted into an absolute moisture content by the control device. The transfer environment table is divided into 7 environments based on the absolute water content. In an environment where the transfer efficiency is good and there is little transfer residual toner on the intermediate transfer belt, the winding amount of the cleaning web is wound every 100 sheets of A4 size as shown in FIG. In an environment where there is a large amount of high-temperature, high-humidity transfer residual toner, winding is controlled every 20 A4 size sheets.
巻き取り量はクリーニングウェブを中間転写ベルトに押し付けるウェブローラの軸端部に取り付けられたエンコーダーの歯の間隔で規定されている。本実施例では1歯で2mmである。制御装置で巻き取りローラーを駆動するモーターでエンコーダーの1歯分を制御する。そのため使用環境においてクリーニングウェブの巻き取り量が最適化されるため、必要最小限にクリーニングウェブの消費量を押さえることができ、経済的である。 The winding amount is defined by the interval between the teeth of the encoder attached to the shaft end of the web roller that presses the cleaning web against the intermediate transfer belt. In this embodiment, 1 tooth is 2 mm. One tooth of the encoder is controlled by the motor that drives the take-up roller with the control device. For this reason, the amount of winding of the cleaning web is optimized in the usage environment, so that the consumption of the cleaning web can be suppressed to the minimum necessary, which is economical.
次に、本発明の第2実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置は、第1実施例と略同様の構成を備えている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the image forming apparatus of the present embodiment has a configuration substantially similar to that of the first embodiment.
図4のようにユーザーインターフェース又はコンピューターの画面で出力する転写材の種類を選択する。本実施例ではメディアテーブルを持ち転写材の坪量64g〜300gまでを8区分、紙種を大きく16種類、プリントモードを片面、自動両面など5モード持ちそれぞれにクリーニングウェブの巻き取り間隔を制御している。 As shown in FIG. 4, the type of transfer material to be output is selected on the user interface or the computer screen. In this embodiment, the media table is held and the basis weight of the transfer material is 8 divisions from 64g to 300g, the paper type is 16 types, the print mode is single-sided, automatic double-sided, and five modes are controlled. ing.
そのため使用される転写材におけるクリーニングウェブの巻き取り量が最適化されるため、必要最小限にクリーニングウェブの消費量を押さえることができ、経済的である。 For this reason, the amount of the cleaning web wound up in the transfer material used is optimized, so that the consumption of the cleaning web can be suppressed to the minimum necessary, which is economical.
次に、本発明の第2実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置は、第1実施例と略同様の構成を備えている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. Note that the image forming apparatus of the present embodiment has a configuration substantially similar to that of the first embodiment.
2次転写後の中間転写ベルト上の転写残トナーはトナーの消費量が多いほど多く、多重転写部分はさらに転写残トナーが多くなる。実施例では出力する画像からトナー消費量を画像処理装置で解析し、各色の消費量をもとに巻き取るクリーニングウェブの間隔を制御する。 The amount of residual toner on the intermediate transfer belt after the secondary transfer increases as the amount of toner consumption increases, and the amount of residual toner further increases in the multiple transfer portion. In the embodiment, the toner consumption amount is analyzed from the output image by the image processing apparatus, and the interval of the cleaning web to be wound is controlled based on the consumption amount of each color.
そのため消費されるトナー消費量においてクリーニングウェブの巻き取り量が最適化されるため、必要最小限にクリーニングウェブの消費量を押さえることができ、経済的である。 For this reason, since the amount of cleaning web to be wound is optimized with respect to the amount of toner consumed, the amount of consumption of the cleaning web can be suppressed to the minimum necessary, which is economical.
1a、1b、1c、1d 感光ドラム(像担持体)
24a、24b、24c、24d 1次転写部(第一の転写手段)
25 駆動ローラー(支持体)
26 テンションローラー(支持体)
40 2次転写部(第二の転写手段)
116a、116b 中間転写体のクリーニング装置
124 第二のクリーニング手段
125 クリーニングウェブ
126 ウェブローラ
127 ウェブ巻取り軸
128 ウェブ取り付け軸
129 ユニット回転中心
130 加圧解除手段
181 弾性中間転写ベルト
1a, 1b, 1c, 1d Photosensitive drum (image carrier)
24a, 24b, 24c, 24d Primary transfer portion (first transfer means)
25 Drive roller (support)
26 Tension roller (support)
40 Secondary transfer section (second transfer means)
116a, 116b Intermediate transfer
Claims (6)
温度、湿度、あるいはその両方を検知する検知手段を有し、その検知結果に基いて巻き取り量を可変することを特徴とする画像形成装置。 A first image carrier, a primary transfer portion that transfers a toner image formed on the image carrier to a second image carrier by applying a bias having a polarity opposite to the charging polarity of the toner; Secondary transfer means for transferring the toner image transferred onto the image carrier to the recording paper, and secondary transfer residual toner remaining on the second image carrier at the downstream position of the secondary transfer means, A first cleaning unit having a bias applying unit that contacts and cleans the surface of the second image carrier, and a first cleaning unit that contacts and cleans the surface of the second image carrier at a position downstream of the first cleaning unit. In an image forming apparatus having a cleaning web as a second cleaning means and having a control means for controlling the amount of winding of the cleaning web.
An image forming apparatus having a detecting means for detecting temperature, humidity, or both, and varying a winding amount based on the detection result.
Priority Applications (1)
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