JP2008058564A - Cleaning device and image forming apparatus mounted with same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナー像を用紙に転写させた後、像担持体表面に残留する付着物を除去してクリーニングするクリーニング装置に関する。また、このクリーニング装置を搭載した画像形成装置に関する。 The present invention relates to a cleaning device that removes deposits remaining on the surface of an image carrier and cleans them after transferring a toner image onto a sheet. The present invention also relates to an image forming apparatus equipped with this cleaning device.
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。感光体ドラムを用いた一般的な画像形成動作は以下のようである。感光体ドラムの表面は帯電装置により所定電位で一様に帯電せしめられ、そこに露光装置のLED光等を照射することにより部分的に電位が光減衰して原稿画像の静電潜像が形成される。そして、この静電潜像を現像装置で現像することにより、感光体ドラム表面にトナー像が形成される。このトナー像は、感光体ドラムと転写部材とを接触、或いは近接させて構成した転写領域に用紙を挿通する時に、用紙に転写される。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a photosensitive drum is widely used as an image carrier. A general image forming operation using the photosensitive drum is as follows. The surface of the photosensitive drum is uniformly charged with a predetermined potential by a charging device, and by irradiating the LED light or the like of the exposure device there, the potential is partially attenuated to form an electrostatic latent image of an original image. Is done. The electrostatic latent image is developed with a developing device, whereby a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum. This toner image is transferred to the sheet when the sheet is inserted into a transfer region formed by bringing the photosensitive drum and the transfer member into contact with each other or close to each other.
このような画像形成装置においては、トナー像を用紙に転写させた後、微量のトナーが用紙に転写されずに感光体ドラム表面に付着したまま残留してしまうことがある。この感光体ドラム表面に付着した残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、そのクリーニングが必要となる。このような目的で用いられるクリーニング方法としては、感光体ドラム表面に回転部材であるクリーニングローラや回転ブラシ等を押し付けることにより、回転部材に残留トナーを移動させて回収する方法や、感光体ドラム表面にクリーニングブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法、或いはこれらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。 In such an image forming apparatus, after a toner image is transferred to a sheet, a small amount of toner may remain on the surface of the photosensitive drum without being transferred to the sheet. The residual toner adhering to the surface of the photosensitive drum becomes an obstacle to the next new image formation, so that it needs to be cleaned. As a cleaning method used for such a purpose, a method of moving and collecting residual toner on the rotating member by pressing a cleaning roller, a rotating brush, or the like that is a rotating member on the surface of the photosensitive drum, or a surface of the photosensitive drum A method of scraping residual toner by bringing a cleaning blade into contact therewith, or a cleaning method combining these methods is widely known.
一方、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、その感光体表面に、帯電装置の放電によって放電生成物が付着し易いことが知られている。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体表面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに外添剤として微量の研磨剤を混入し、クリーニングローラとクリーニングブレードとを併用して感光体表面に付着した残留トナーを除去するとともに、微量のトナーをクリーニングローラ表面に担持させ、このトナーによって感光体表面に付着した放電生成物や水分を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。 On the other hand, when an amorphous silicon photoconductor is used as the photoconductor, it is known that discharge products easily adhere to the surface of the photoconductor due to the discharge of the charging device. When this discharge product absorbs moisture, the electrical resistance on the surface of the photoreceptor is lowered, and a problem of image flow that disturbs the electrostatic latent image may occur. For this reason, a small amount of abrasive as an external additive is mixed in the toner, and the cleaning roller and the cleaning blade are used in combination to remove the residual toner adhering to the surface of the photosensitive member, and a small amount of toner is carried on the surface of the cleaning roller. A method is known in which the discharge product and moisture adhering to the surface of the photoreceptor are polished by this toner so as to be polished.
上記のように、クリーニングローラを用いて感光体ドラム表面に付着した放電生成物や水分の除去を行うクリーニング方法の例を、特許文献1〜3に見ることができる。特許文献1に記載された画像形成装置は、クリーニングローラを、感光体ドラムとの接触箇所における表面がドラム表面と異なる方向、或いは同じ方向に移動する向きに回転させ、感光体ドラムの周速に対して、クリーニングローラの周速を120%にしている。特許文献2に記載された画像形成装置も同様に、クリーニングローラを、感光体ドラムとの接触箇所における表面がドラム表面と異なる方向に移動する向きに回転させ、クリーニングローラの回転速度を、感光体ドラムの回転速度の0.3〜0.5倍にしている。特許文献3に記載された画像形成装置は、クリーニングローラの回転速度を、感光体ドラムの回転速度の100%以上に設定している。
特許文献1〜3に記載された画像形成装置では、クリーニングローラを、感光体ドラムとの接触箇所における表面がドラム表面と異なる方向に移動する向きに回転させたり、同じ方向に移動する向きに感光体ドラムより速く回転させたりして、放電生成物の除去効率を向上させようとしている。しかしながら、これらの方法では、クリーニングローラの回転が感光体ドラムの回転に対して負荷を掛け、感光体ドラムが滑らかに回転せず、回転が不安定になる恐れがある。このようにして、感光体ドラムに回転ムラが発生すると、回転の位置ずれに起因してジッタノイズと呼ばれる画像不良が発生する可能性が高い。ここで、「ジッタ」とは、所定の速度あるいは周期に対して、その値の周辺で変動(振動)することを意味し、速度変動に起因して帯状、或いは縞状の画像(ジッタノイズ)を発生させる。
In the image forming apparatuses described in
また、特許文献2に記載された画像形成装置では、このような感光体ドラムの回転ムラを防止するために、クリーニングローラの回転速度を低速にしているが、感光体ドラムとの接触箇所における表面がドラム表面と異なる方向に移動する向きに回転する以上、完全にその回転ムラを防止することは困難である。仮に、感光体ドラムの回転ムラの発生を防止しつつクリーニングを実行することが出来ても、感光体ドラムとクリーニングローラとの回転速度の比のみを考慮しただけでは、回転ごとに感光体ドラム表面の同じ箇所にクリーニングローラ表面の同じ箇所が接触して、放電生成物を効果的に除去できない恐れがある。したがって、回転速度の比のみだけではなく、回転周期も考慮するのが好ましい。 In addition, in the image forming apparatus described in Patent Document 2, the rotation speed of the cleaning roller is set to be low in order to prevent such rotation unevenness of the photosensitive drum, but the surface at the contact point with the photosensitive drum is low. Since it rotates in a direction that moves in a direction different from the drum surface, it is difficult to completely prevent the rotation unevenness. Even if cleaning can be performed while preventing the occurrence of rotation unevenness of the photoconductive drum, the surface of the photoconductive drum is changed for each rotation only by considering only the rotation speed ratio between the photoconductive drum and the cleaning roller. There is a possibility that the same part of the surface of the cleaning roller comes into contact with the same part and the discharge product cannot be removed effectively. Therefore, it is preferable to consider not only the rotation speed ratio but also the rotation period.
さらに、特許文献2に記載された画像形成装置では、画像形成時と非画像形成時とでクリーニングローラの回転方向を変えるために、特許文献3に記載された画像形成装置では、画像形成時と非画像形成時とでクリーニングローラの回転速度を変えるために、ともにクリーニングローラ専用のモータを用意して、放電生成物の除去効率を向上させようとしている。しかしながら、この場合、専用モータを増設するためのコストが増加するので、好ましくない。
Further, in the image forming apparatus described in Patent Document 2, in order to change the rotation direction of the cleaning roller between image formation and non-image formation, the image forming apparatus described in
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、像担持体の回転ムラに起因する画像不良の発生や、像担持体とクリーニングローラとが周回ごとに互いに同じ箇所で接触することに起因する放電生成物の不十分な除去が生じることを防止することができ、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を発揮することが可能なクリーニング装置を提供することを目的とする。また、このようなクリーニング装置を搭載した高性能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is caused by the occurrence of an image defect due to the rotation unevenness of the image carrier and the contact between the image carrier and the cleaning roller at the same place for each turn. It is an object of the present invention to provide a cleaning device that can prevent the discharge product from being insufficiently removed and can exhibit a suitable cleaning performance for the surface of the image carrier. Another object of the present invention is to provide a high-performance image forming apparatus equipped with such a cleaning device.
上記の課題を解決するため、本発明は、像担持体に接触してその表面に残留する付着物を除去するクリーニングブレードと、このクリーニングブレードの前記像担持体回転方向上流側に設けられ、像担持体に接触しつつ回転してその表面をクリーニングするクリーニングローラとを備えたクリーニング装置において、前記クリーニングローラは、前記像担持体との接触箇所における表面が、像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転し、クリーニングローラの周速の、像担持体の周速に対する比が0.4倍より大きく1倍未満であるとともに、像担持体の回転周期の、クリーニングローラの回転周期に対する比が非整数倍であることとした。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cleaning blade that contacts an image carrier and removes deposits remaining on the surface thereof, and is provided on the upstream side of the image carrier in the rotational direction of the cleaning blade. In a cleaning device comprising a cleaning roller that rotates while contacting the carrier and cleans the surface thereof, the surface of the cleaning roller in contact with the image carrier moves in the same direction as the surface of the image carrier The ratio of the circumferential speed of the cleaning roller to the circumferential speed of the image carrier is greater than 0.4 and less than 1 and the ratio of the rotation cycle of the image carrier to the rotation cycle of the cleaning roller Is a non-integer multiple.
また、上記構成のクリーニング装置において、前記クリーニングローラは、前記像担持体を回転させるモータによって回転せしめられることとした。 In the cleaning device having the above-described configuration, the cleaning roller is rotated by a motor that rotates the image carrier.
また本発明では、上記クリーニング装置を画像形成装置に搭載することとした。 In the present invention, the cleaning device is mounted on the image forming apparatus.
また、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体は、アモルファスシリコン感光体を備えることとした。 In the image forming apparatus having the above configuration, the image carrier includes an amorphous silicon photoconductor.
本発明の構成によれば、像担持体に接触してその表面に残留する付着物を除去するクリーニングブレードと、このクリーニングブレードの像担持体回転方向上流側に設けられ、像担持体に接触しつつ回転してその表面をクリーニングするクリーニングローラとを備えたクリーニング装置において、クリーニングローラは、像担持体との接触箇所における表面が、像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転し、クリーニングローラの周速の、像担持体の周速に対する比が0.4倍より大きく1倍未満であるとともに、像担持体の回転周期の、クリーニングローラの回転周期に対する比が非整数倍であることとしたので、像担持体の回転ムラを防止でき、且つ回転ごとに像担持体表面の同じ箇所にクリーニングローラ表面の同じ箇所が必ず接触するような状態を回避することができる。これにより、像担持体の回転ムラに起因するジッタノイズと呼ばれる画像不良の発生や、周回ごとに互いに同じ箇所が接触することに起因する放電生成物の不十分な除去が生じることを防止することが可能である。したがって、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を発揮することが可能なクリーニング装置を得ることができる。 According to the configuration of the present invention, the cleaning blade that comes into contact with the image carrier and removes the deposits remaining on the surface thereof is provided on the upstream side of the cleaning blade in the rotation direction of the image carrier, and contacts the image carrier. In the cleaning device provided with a cleaning roller that rotates while cleaning the surface, the cleaning roller rotates in such a direction that the surface in contact with the image carrier moves in the same direction as the surface of the image carrier. The ratio of the peripheral speed of the roller to the peripheral speed of the image carrier is greater than 0.4 and less than 1 and the ratio of the rotation cycle of the image carrier to the rotation cycle of the cleaning roller is a non-integer multiple. Therefore, uneven rotation of the image carrier can be prevented, and the same part of the surface of the cleaning roller always contacts the same part of the surface of the image carrier every rotation. It is possible to avoid the state, such as. This prevents the occurrence of image defects called jitter noise caused by uneven rotation of the image carrier and the insufficient removal of discharge products caused by contact of the same locations with each turn. Is possible. Therefore, it is possible to obtain a cleaning device capable of exhibiting suitable cleaning performance for the surface of the image carrier.
また、クリーニングローラは、像担持体を回転させるモータによって回転せしめられることとしたので、クリーニングローラ専用のモータを別途用意する必要がなく、複雑な制御も必要ない。これにより、コストアップが抑制された簡便な構成で、クリーニングローラを所定の回転速度、回転周期で回転させることができる。したがって、コストアップの抑制が図られたクリーニング装置により、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を発揮することが可能である。 Further, since the cleaning roller is rotated by a motor that rotates the image carrier, it is not necessary to separately prepare a motor dedicated to the cleaning roller, and complicated control is not required. Accordingly, the cleaning roller can be rotated at a predetermined rotation speed and rotation cycle with a simple configuration in which an increase in cost is suppressed. Therefore, it is possible to exhibit a suitable cleaning performance for the surface of the image carrier by the cleaning device in which the increase in cost is suppressed.
また本発明では、上記クリーニング装置を画像形成装置に搭載することとしたので、像担持体の回転ムラに起因する画像不良の発生や、像担持体とクリーニングローラとが周回ごとに互いに同じ箇所で接触することに起因する放電生成物の不十分な除去が生じることを防止することができ、像担持体表面に対して好適なクリーニング性能を発揮することが可能な高性能な画像形成装置を得ることができる。 In the present invention, since the cleaning device is mounted on the image forming apparatus, the occurrence of image defects due to the rotation unevenness of the image carrier and the image carrier and the cleaning roller are located at the same location for each turn. Obtaining a high-performance image forming apparatus capable of preventing insufficient removal of discharge products caused by contact and capable of exhibiting suitable cleaning performance for the surface of the image carrier be able to.
アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れ、たいへん長寿命であることから、多くの画像形成装置で採用されている。しかしながら一方では、感光体表面に付着した放電生成物に起因して像流れが発生し易いという問題もある。このような問題に対し、本発明の画像形成装置に、アモルファスシリコンで構成される感光体を組み合わせることにより、感光体表面への放電生成物の付着を防止することが可能となるので、像流れが発生しない高品質な画像の形成を遂行することができ、さらに長寿命な画像形成装置を得ることができる。 Photoconductors made of amorphous silicon are used in many image forming apparatuses because of high hardness, excellent wear resistance, and a very long life. However, on the other hand, there is also a problem that image flow is likely to occur due to discharge products adhering to the surface of the photoreceptor. For such a problem, by combining the image forming apparatus of the present invention with a photoconductor composed of amorphous silicon, it is possible to prevent the adhesion of discharge products to the surface of the photoconductor, so that the image flow is reduced. Therefore, it is possible to form a high-quality image without causing occurrence of an image and to obtain an image forming apparatus having a longer life.
以下、本発明の実施形態を図1〜図4に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
最初に、本発明の実施形態に係る用紙搬送装置を搭載した画像形成装置について、図1を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図1は、画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構造を示す模型的垂直断面左側面図である。このカラープリンタは、中間転写ベルトを用いたタイプである。図1において右方がプリンタの前面側、左方が背面側である。 First, an image output operation of an image forming apparatus equipped with a paper conveyance device according to an embodiment of the present invention will be described while explaining the outline of the structure with reference to FIG. FIG. 1 is a left side view of a schematic vertical section showing a schematic structure of a color printer which is an example of an image forming apparatus. This color printer is a type using an intermediate transfer belt. In FIG. 1, the right side is the front side of the printer, and the left side is the back side.
図1に示すように、プリンタ1の本体2の内部下方には、用紙カセット3が配置されている。用紙カセット3の内部には、用紙Pが積まれて収容されている。そして、この用紙Pは、図1において用紙カセット3の右上方に向けて、1枚ずつ分離されて送り出される。用紙カセット3は、本体2の前面側、すなわち図1において右方から水平に引き出すことが可能である。
As shown in FIG. 1, a
用紙カセット3の用紙搬送方向下流には、給紙用用紙搬送路4、給紙用搬送ローラ5、レジストローラ6、画像形成部20、及び二次転写部50が配置されている。用紙カセット3から送り出された用紙Pは、給紙用用紙搬送路4に進入し、給紙用搬送ローラ5により搬送されて、レジストローラ6に到達する。レジストローラ6は、用紙Pの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部20で形成されるカラートナー像、またはブラックトナー像とのタイミングを計り、用紙Pを二次転写部50へと送り出す。
A paper feed path 4, a paper
画像形成部20には、その中心に、回転体の像担持体である感光体ドラム21が備えられている。感光体ドラム21は、図1において反時計方向に回転する。感光体ドラム21の周囲には、その回転方向に沿って順に帯電装置22、現像装置23、及びドラム用クリーニング装置30が配置されている。
The
一方、画像形成部20の上方には光学部7が備えられ、ここからレーザ光Lが感光体ドラム21に向かって照射される。図中の二点鎖線がレーザ光Lを示す。外部コンピュータ(図示せず)からの文字や図形、模様等の画像データ信号がプリンタ1に送信され、この画像データに基づき、レーザ光Lが光学部7にて制御される。これにより、画像形成部20において、感光体ドラム21表面に原稿画像の静電潜像が形成される。なお、この静電潜像については、各色に対応した静電潜像が、各色の画像形成プロセス毎に順番に形成される。
On the other hand, an
画像形成部20の現像装置23は、その主たるところが図1において時計方向に回転する回転体であるロータリーラック23aで構成され、このロータリーラック23aに計4台の現像器が周方向に等間隔に配置されている。4台の現像器とは、ブラック用の現像器23B、シアン用の現像器23C、マゼンタ用の現像器23M、及びイエロー用の現像器23Yである。ロータリーラック23aは、図示しない駆動手段により回転せしめられ、4台の現像器を順次感光体ドラム21と対向する位置に移動させて、感光体ドラム21表面に各色のトナーを供給して静電潜像を現像し、トナー像を形成させるものである。なお各色のトナーには、外添剤、すなわち研磨剤として酸化チタン(TiO2)を混入している。
The developing
ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のうち、まず第1色目であるブラックのトナー像を感光体ドラム21表面に形成するため、ブラック用現像器23Bが感光体ドラム21と対向するように、ロータリーラック23aが回転する。ブラック用現像器23Bは、感光体ドラム21表面の静電潜像を現像してブラックのトナー像を形成する。
Of the respective colors of black, cyan, magenta, and yellow, first, a black toner image, which is the first color, is formed on the surface of the
感光体ドラム21のすぐ下方には、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト40が配置されている。中間転写ベルト40は、感光体ドラム21に下方から圧接し、一次転写ニップ部を形成している。中間転写ベルト40は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、図1において時計方向に回転する。感光体ドラム21表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム21と中間転写ベルト40とが圧接して形成される一次転写ニップ部にて、中間転写ベルト40表面に一次転写される。
An
一次転写後、感光体ドラム21表面に残留したブラックのトナーは、ドラム用クリーニング装置30よって除去される。そして、中間転写ベルト40は、次の色の一次転写を行うため、感光体ドラム21に対する所定の一次転写位置と一致するように一回転する。形成するトナー像がブラックトナー像である場合、ここで一次転写の工程は終了する。形成するトナー像がカラートナー像である場合、引き続き、第1色目と同様の現像、転写、クリーニングの画像形成プロセスが、第2色目から第4色目まで各色毎に繰り返され、中間転写ベルト40表面には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。
After the primary transfer, the black toner remaining on the surface of the
中間転写ベルト40が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写部50が配置されている。二次転写部50は二次転写ローラ51を備え、これら中間転写ベルト40と二次転写ローラ51とが圧接して形成される二次転写ニップ部に用紙Pが挿通される。二次転写ローラ51は、図1において上下方向に移動可能であって、必要に応じて中間転写ベルト40に対して圧接したり、離間したりする。4色のカラートナー像、またはブラックトナー像が中間転写ベルト40表面に形成されると、レジストローラ6によって同期をとって送られてきた用紙Pは、この二次転写部50に形成された二次転写ニップ部に挿通されることにより、中間転写ベルト40に圧接せしめられ、トナー像が転写される。なお、各色のトナー像が順次中間転写ベルト40に一次転写される間、二次転写ローラ51は中間転写ベルト40から離間している。
A
二次転写部50の用紙搬送方向下流には、ベルト用のクリーニング装置60が備えられている。このベルト用クリーニング装置60のクリーニングローラ61も、必要に応じて中間転写ベルト40に対して圧接したり、離間したりする。二次転写後、中間転写ベルト40表面に残留したトナーは、中間転写ベルト40に圧接したクリーニングローラ61によって除去される。なお、各色のトナー像が順次中間転写ベルト40に一次転写される間、クリーニングローラ61は中間転写ベルト40から離間している。
A
画像形成部20、及び二次転写部50の用紙搬送方向下流には、定着部8、排出用用紙搬送路9、及び用紙排出部10が配置されている。未定着のカラートナー像、またはブラックトナー像を担持した用紙Pは、定着部8へと送られ、熱ローラ及び加圧ローラによりトナー像が定着される。
A fixing
定着部8から排出された用紙Pは、排出用用紙搬送路9を通って上方へ送られ、本体2の上面に設けられた用紙排出部10に排出される。用紙排出部10は、本体2の上面に、印刷済みの用紙Pを外部から取り出し可能な位置に設けられている。
The paper P discharged from the fixing
定着部8、及び二次転写部50の下方であって、用紙カセット3との間には、両面印刷用用紙搬送路11が配置されている。両面印刷用用紙搬送路11は、排出用用紙搬送路9の途中から分岐し、定着部8の下方、及び二次転写部50の下方を通り、レジストローラ6のすぐ上流で給紙用用紙搬送路4に合流している。
A
両面印刷を行う場合、定着部8から排出された用紙Pは、排出用用紙搬送路9を通って用紙排出部10に排出される直前に、その搬送方向が逆方向に切り替えられ、スイッチバックされる。そして、用紙Pは、両面印刷用用紙搬送路11に送られ、レジストローラ6のすぐ上流で給紙用用紙搬送路4に合流せしめられて、再度二次転写部50へと送り込まれる。
When performing double-sided printing, the paper P discharged from the fixing
次に、上記プリンタ1の画像形成部20周辺の詳細な構成を、図1に加えて、図2及び図3を用いて説明する。図2はプリンタの画像形成部周辺を示す垂直断面部分拡大図、図3は感光体ドラム及びクリーニングローラの駆動機構を示す部分拡大上面図である。
Next, a detailed configuration around the
図1及び図2に示すように、画像形成部20には、その中心に像担持体である感光体ドラム21が備えられている。そして、感光体ドラム21のすぐ下方には、中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト40が配置されている。感光体ドラム21と中間転写ベルト40とが圧接する一次転写ニップ部に対して、ドラム回転方向上流側には先に説明した現像装置23が、下流側にはドラム用のクリーニング装置30が備えられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
感光体ドラム21は、プリンタ1内の用紙搬送方向と直角をなす用紙幅方向、すなわち図1、及び図2の紙面奥行き方向に延び、その軸線方向を水平にして配置されている。感光体ドラム21は、アルミニウム等により構成される導電性ローラ状基体の外側に、真空蒸着等によって無機光導電性材料であるアモルファスシリコンの感光層を設けた無機感光体のドラムで、直径が30mmである。感光体ドラム21は、図示しない駆動装置によって、その周速度が用紙搬送速度(例えば150mm/s)とほぼ同じになるように回転せしめられている。
The
中間転写ベルト40は、図1、及び図2に示すように、一次転写ローラ41、テンションローラ42、駆動ローラ43、及びガイドローラ44に巻き掛けられている。中間転写ベルト40は、ポリイミド等の合成樹脂のみで形成した単層の樹脂ベルト、またはそのような合成樹脂表面にゴム層を積層した弾性ベルトで構成される。一次転写ローラ41は、中間転写ベルト40を介して感光体ドラム21に下方から接触する形で、一次転写ニップ部に設けられている。一次転写ローラ41には、必要に応じて一次転写バイアスが印加される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
感光体ドラム21のクリーニング装置30は、図2に示すように、そのハウジング31の内側に、クリーニングブレード32、クリーニングローラ33、及び排出部材である排出スクリュー34を備えている。
As shown in FIG. 2, the
クリーニングブレード32は、板状のウレタンゴムで構成され、感光体ドラム21とほぼ同じ軸線方向長さである。クリーニングブレード32は、感光体ドラム21に対して、接触箇所が所定の線圧になるように圧接せしめられ、設けられている。そして、クリーニングブレード32は、中間転写ベルト40へのトナー像一次転写後、感光体ドラム21表面に残留したトナー等の付着物を掻き取るようにして除去する。
The
クリーニングローラ33は、クリーニングブレード32のドラム回転方向上流側に、感光体ドラム21に接触させて設けられている。クリーニングローラ33は、直径8mmの芯金の周りに発泡エチレンプロピレンゴム(EPDM)を設けた形で構成され、ローラ部の直径が12mm、硬さがアスカーC50である。なお、クリーニングローラ33には、アスカーC30〜60の範囲の硬さのローラが使用可能である。アスカーC30未満の硬さの場合はジッタノイズと呼ばれる画像不良が顕著に現れ、アスカーC60を超えると感光体ドラム21への接触状態が不均一となって像流れが発生し易くなる。また、材質としては、ジッタの発生を抑制するために発泡系のゴム材料の使用が望ましい。
The cleaning
また、クリーニングローラ33は、その軸部の両端に備えられた図示しない付勢手段により、感光体ドラム21に対して所定の力(6N)で押し付けられて設けられている。この押し付ける力が強いとジッタノイズが顕著に現れ、弱いと像流れが発生し易くなる。クリーニングローラ33は、感光体ドラム21表面やクリーニングブレード32周辺のトナーを回収し、クリーニングローラ33表面に付着したトナーによって感光体ドラム21表面をクリーニング(研磨)したり、そのトナーを排出スクリュー34の方に送り出したりする役目を果たす。
The cleaning
排出スクリュー34は、図2に示すように、ハウジング31内において、クリーニングローラ33を隔ててさらに感光体ドラム21から離れた位置に設けられている。排出スクリュー34は、感光体ドラム21表面から除去され、クリーニング(研磨)に使用されたハウジング31内のトナーを、ハウジング31の外へ排出する役目を果たす。
As shown in FIG. 2, the
ここで、上記クリーニングローラ33は、図3に示すように、モータ71を備えた駆動機構70により回転せしめられる。駆動機構70において、モータ71の軸部には駆動ギア72が、感光体ドラム21の軸部にはドラム用従動ギア73が、クリーニングローラ33の軸部にはローラ用従動ギア74が各々取り付けられている。モータ71は、駆動ギア72に連結されたドラム用従動ギア73により感光体ドラム21を回転させるためのものである。このドラム用従動ギア73に連結されたローラ用従動ギア74を介して、クリーニングローラ33が回転せしめられる。クリーニングローラ33は、感光体ドラム21との接触箇所における表面が、感光体ドラム21表面と同じ方向に移動する向きに回転する。すなわち、図2において感光体ドラム21が反時計方向に回転するのに対し、クリーニングローラ33は時計方向に回転する。
Here, the cleaning
クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比は、これらドラム用従動ギア73及びローラ用従動ギア74のギア比によって決定される。そして、このギア比を変更することにより、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比を変更することが可能である。感光体ドラム21表面を効率良くクリーニングするためには、クリーニングローラ33を所定の周速で回転させる必要がある。
The ratio of the peripheral speed of the cleaning
次に、上記構成の感光体ドラム21用のクリーニング装置30を使用して、感光体ドラム21表面のクリーニングを実行したときの、感光体ドラム21とクリーニングローラ33との周速比や回転周期比の違いが、像流れやジッタノイズの発生に及ぼす影響について、図4を用いて説明する。図4は、周速比や回転周期比の違いが、像流れやジッタノイズの発生に及ぼす影響を示す表である。
Next, when the surface of the
なお、図4の「周速比」は、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比を示している。また、「周期比」は、感光体ドラム21の回転周期の、クリーニングローラ33の回転周期に対する比を示し、感光体ドラム21及びクリーニングローラ33の各々の直径と周速比から算出している。
4 indicates the ratio of the peripheral speed of the cleaning
最初に、プリンタ1に対して、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比(周速比)を変更し、用紙P表面に対するトナー占有率が3%のカラー画像形成を連続10000枚印刷した。そして、その印刷終了後、像流れ、及びジッタノイズの発生の評価を実施した。
First, the ratio of the peripheral speed of the cleaning
像流れについては、比較的像流れが生じ易い状態にするため、温度30°C、湿度85%の高温高湿環境において12時間放置した後、文字画像を印刷し、その画像の状態を目視にて3段階のランクで評価した。文字の流れがほとんど確認できないものをランクA、文字の流れがやや確認できるものの許容できるレベルであるものをランクB、文字の流れが顕著であるものをランクCとした。 In order to make the image flow relatively easy to occur, the image is printed for 12 hours in a high temperature and high humidity environment with a temperature of 30 ° C. and a humidity of 85%, and the state of the image is visually checked. It was evaluated in three ranks. Rank A was a character flow that could hardly be confirmed, Rank B a character flow that could be confirmed a little but an acceptable level, and Rank C a character flow marked.
ジッタノイズについては、常温常湿環境において、各色のハーフトーン画像を印刷し、クリーニングローラ33の駆動ピッチに起因する濃淡ムラの有無を目視にて3段階のランクで評価した。濃淡ムラがほとんど確認できないものをランクA、濃淡ムラがやや確認できるものの許容できるレベルであるものをランクB、濃淡ムラが顕著であるものをランクCとした。
As for jitter noise, halftone images of each color were printed in a room temperature and humidity environment, and the presence or absence of shading unevenness caused by the driving pitch of the cleaning
総合評価については、像流れ、ジッタノイズともにランクAの場合を良好(○)、いずれかがランクBの場合をやや良好(△)、いずれかがランクCの場合を不良(×)とした。そして、○、或いは△の場合を採用とした。 Regarding the overall evaluation, both image flow and jitter noise were rated as good (◯) when rank A, slightly good (Δ) when either was rank B, and poor (x) when either was rank C. And the case of (circle) or (triangle | delta) was adopted.
なお、実施例、及び比較例として、8つのケースで実験を行い、比較した。 In addition, as an Example and a comparative example, it experimented in eight cases and compared.
実施例1〜4は、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比(周速比)が、0.4倍より大きく1倍未満となるように各々の周速を設定した例である。この場合、図4によると、実施例1の周速比0.9のときに像流れが、実施例4の周速比0.5のときにジッタがやや良好となったものの概ね良好で、総合評価も良好、若しくはやや良好であった。
In Examples 1 to 4, each peripheral speed is set so that the ratio of the peripheral speed of the cleaning
比較例1は、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比(周速比)が、0.4となるように各々の周速を設定した例である。この場合、図4によると、像流れに関しては良好であるものの、ジッタに関しては濃淡ムラが顕著に現れ、不良になっていることが分かる。
Comparative Example 1 is an example in which each peripheral speed is set so that the ratio of the peripheral speed of the cleaning
比較例2及び3は、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比(周速比)が、1.0以上となるように各々の周速を設定した例である。この場合、図4によると、比較例2の周速比1.0のとき、ジッタに関しては良好であるものの、像流れに関しては文字の流れが顕著に現れ、不良になっていることが分かる。また、比較例3の周速比1.2のとき、像流れに関しては良好であるものの、ジッタに関しては濃淡ムラが顕著に現れ、不良になっていることが分かる。
Comparative Examples 2 and 3 are examples in which the respective peripheral speeds are set so that the ratio of the peripheral speed of the cleaning
比較例4は、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比(周速比)が0.4倍より大きく1倍未満となる範囲に入っているものの(周速比0.8)、感光体ドラム21の回転周期の、クリーニングローラ33の回転周期に対する比(周期比)が整数倍である2となるように各々の周速を設定した例である。この場合、図4によると、ジッタに関しては良好であるものの、像流れに関しては文字の流れが顕著に現れ、不良になっていることが分かる。
In Comparative Example 4, the ratio of the peripheral speed of the cleaning
以上、総合して判断すると、実施例1〜4の結果にて示したように、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比が0.4倍より大きく1倍未満であるとともに、感光体ドラム21の回転周期の、クリーニングローラ33の回転周期に対する比が非整数倍である本発明の画像形成装置であるプリンタ1の構成が、最も好適な評価を得るという結果となった。
As a result of overall judgment, as shown in the results of Examples 1 to 4, the ratio of the circumferential speed of the cleaning
このようにして、像担持体である感光体ドラム21に接触してその表面に残留する付着物を除去するクリーニングブレード32と、このクリーニングブレード32のドラム回転方向上流側に設けられ、感光体ドラム21に接触しつつ回転してその表面をクリーニングするクリーニングローラ33とを備えたクリーニング装置30において、クリーニングローラ33は、感光体ドラム21との接触箇所における表面が、感光体ドラム21表面と同じ方向に移動する向きに回転し、クリーニングローラ33の周速の、感光体ドラム21の周速に対する比が0.4倍より大きく1倍未満であるとともに、感光体ドラム21の回転周期の、クリーニングローラ33の回転周期に対する比が非整数倍であるので、感光体ドラム21の回転ムラを防止でき、且つ回転ごとに感光体ドラム21表面の同じ箇所にクリーニングローラ表面の同じ箇所が必ず接触するような状態を回避することができる。これにより、感光体ドラム21の回転ムラに起因するジッタノイズと呼ばれる画像不良の発生や、周回ごとに互いに同じ箇所が接触することに起因する放電生成物の不十分な除去が生じることを防止することが可能である。したがって、感光体ドラム21表面に対して好適なクリーニング性能を発揮することが可能なクリーニング装置30を得ることができる。
In this way, the
そして、クリーニングローラ33は、感光体ドラム21を回転させるモータ71によって回転せしめられるので、クリーニングローラ33専用のモータを別途用意する必要がなく、複雑な制御も必要ない。これにより、コストアップが抑制された簡便な構成で、クリーニングローラ33を所定の回転速度、回転周期で回転させることができる。したがって、コストアップの抑制が図られたクリーニング装置30により、感光体ドラム21表面に対して好適なクリーニング性能を発揮することが可能である。
Since the cleaning
また本発明では、上記クリーニング装置30をプリンタ1に搭載したので、感光体ドラム21の回転ムラに起因する画像不良の発生や、感光体ドラム21とクリーニングローラ33とが周回ごとに互いに同じ箇所で接触することに起因する放電生成物の不十分な除去が生じることを防止することができ、感光体ドラム21表面に対して好適なクリーニング性能を発揮することが可能な高性能なプリンタ1を得ることができる。
In the present invention, since the
また、アモルファスシリコンで構成される感光体は、高硬度であり耐磨耗性に優れ、たいへん長寿命であることから、多くの画像形成装置で採用されている。しかしながら一方では、感光体表面に付着した放電生成物に起因して像流れが発生し易いという問題もある。このような問題に対し、本発明の画像形成装置であるプリンタ1に、アモルファスシリコンで構成される感光体を組み合わせることにより、感光体表面への放電生成物の付着を防止することが可能となるので、像流れが発生しない高品質な画像の形成を遂行することができ、さらに長寿命なプリンタ1を得ることができる。
In addition, a photoconductor composed of amorphous silicon is used in many image forming apparatuses because it has high hardness, excellent wear resistance, and a very long life. However, on the other hand, there is also a problem that image flow is likely to occur due to discharge products adhering to the surface of the photoreceptor. In order to solve such a problem, it is possible to prevent adhesion of discharge products to the surface of the photosensitive member by combining the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、上記実施形態では、プリンタ1は、現像装置23に4台の現像器が周方向に等間隔に配置されたロータリーラック23aを、また中間転写体として無端状の中間転写ベルト40を備えるカラー印刷用の画像形成装置であるが、タンデム方式のカラー印刷用画像形成装置、或いは中間転写体を用いることのない、ブラックトナーのみを使用したモノクロ印刷用の画像形成装置であっても構わない。
For example, in the above-described embodiment, the
また、各色のトナーには、研磨剤(外添剤)として酸化チタンを混入することとしたが、これに代わる研磨剤としてチタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミナを混入しても構わない。 Further, in each color toner, titanium oxide is mixed as an abrasive (external additive), but strontium titanate, cerium oxide, and alumina oxide may be mixed as an abrasive instead.
本発明は、画像形成装置全般において利用可能である。 The present invention can be used in general image forming apparatuses.
1 プリンタ(画像形成装置)
20 画像形成部
21 感光体ドラム(像担持体)
23 現像装置
30 クリーニング装置(感光体ドラム用の)
32 クリーニングブレード
33 クリーニングローラ
70 駆動機構
71 モータ
1 Printer (image forming device)
20
23 Developing
32
Claims (4)
前記クリーニングローラは、前記像担持体との接触箇所における表面が、像担持体表面と同じ方向に移動する向きに回転し、クリーニングローラの周速の、像担持体の周速に対する比が0.4倍より大きく1倍未満であるとともに、像担持体の回転周期の、クリーニングローラの回転周期に対する比が非整数倍であることを特徴とするクリーニング装置。 A cleaning blade that contacts the image carrier to remove deposits remaining on the surface thereof, and is provided upstream of the cleaning blade in the rotation direction of the image carrier, and rotates while contacting the image carrier. In a cleaning device comprising a cleaning roller for cleaning,
The cleaning roller rotates in such a direction that the surface in contact with the image carrier moves in the same direction as the surface of the image carrier, and the ratio of the peripheral speed of the cleaning roller to the peripheral speed of the image carrier is 0. A cleaning apparatus, wherein the ratio is greater than 4 times and less than 1 time, and the ratio of the rotation period of the image carrier to the rotation period of the cleaning roller is a non-integer multiple.
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|---|---|---|---|---|
| JP2011128600A (en) * | 2009-11-19 | 2011-06-30 | Canon Inc | Image forming apparatus |
| JP2012073320A (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Brother Ind Ltd | Image forming apparatus |
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