JP3637781B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機やレーザープリンタなどに用いられる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置として、特公昭49−209号公報や特開昭62−206567号公報などに開示されたものが知られている。これらの画像形成装置の代表的な構成例を図面を参照して説明する。
【0003】
図6は、従来のカラー画像形成装置の概略構成図である。
【0004】
図6に示すように、このカラー画像形成装置は、感光体ドラムを用いた像担持体100と、その周囲に配置されたブラック(Bk)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の各色にそれぞれ対応した現像器103,104,105,106と、第1の被転写体であるベルト状の中間転写体101とを備えており、像担持体100上に形成された各色のトナー像Tを、一次転写位置T1において中間転写体101の裏面側に配設されたコロナ放電器107を用いて中間転写体101上に重ね合わせて一次転写し、この一次転写により得られた合成トナー像T'を、二次転写T2においてバイアスローラ108を用いて第2の被転写体である記録媒体102へ二次転写して記録媒体102上に所望の画像を形成するように構成されている。
【0005】
図6に示したような中間転写方式のカラー画像形成装置とは別に、像担持体上に形成した各色のトナー像を順次、記録媒体に直接多重転写する方式のカラー画像形成装置も従来から用いられているが、この直接多重転写方式のカラー画像形成装置では、記録媒体の厚さや表面特性、像担持体に対する記録媒体の搬送特性などの多くの不安定要因により、記録媒体上に形成されるカラー画像が乱れたり、色ずれが発生するなど、画質が劣化しやすく高画質のカラー画像を得る上で問題がある。
【0006】
これに対して、図6に示したような中間転写方式のカラー画像形成装置では、中間転写体101上に多重転写されて形成された合成トナー像T'を記録媒体102に一括して二次転写するので、上記の直接多重転写方式のカラー画像形成装置におけるような不安定要因は存在せず、多重転写時における画像の乱れや色ずれの発生を効果的に防止することができるという利点を有している。
【0007】
このように構成された中間転写方式のカラー画像形成装置においては、通常、像担持体100(図6参照)から中間転写101への一次転写、あるいは中間転写体101から記録媒体102へのトナー像Tの二次転写はともに静電転写法により行われる。すなわち、第1の転写位置T1において中間転写101の裏面側に配設されたコロナ放電器107にトナーと逆極性の電圧を印加することにより像担持体100から中間転写体101へのトナー像の一次転写が行われ、また、第2の転写位置T2において記録媒体102の裏面側に配設されたバイアスローラ108にトナーと逆極性の電圧を印加することにより中間転写体101から記録媒体102への合成トナー像の二次転写が行われる。
【0008】
しかし、このカラー画像形成装置には、次のような問題がある。すなわち、像担持体100上に形成されたトナー像Tをコロナ放電器102により中間転写体101上に1次転写を行う際に、ライントナー像を多重転写していくと、上に重ねられたライントナー像が激しく飛散することがある。これは、一般には次のような原因によるものと考えられている。
【0009】
(1)転写プレニップ部において、像担持体100と中間転写体101が密着していない領域で転写電界が作用するため。
【0010】
(2)像担持体100と中間転写体101が剥離する際に放電を発生するため。
【0011】
従来よりこれらの現象を防止するための種々の工夫がなされているが、十分な改善効果は得られていない。
【0012】
本発明者らの調査によれば、上記の現象は中間転写体101として半導体材料を用いた場合に顕著に現れることがわかっている。その原因の1つは、中間転写体101が低抵抗であると、転写電荷が中間転写体101を通って転写プレニップまで広がり、上記(1)に記述したように、像担持体100と中間転写体101が密着していない領域で転写電界が作用するためである。しかし、この原因以上に、所定の電荷を持つトナー層Tを静電的に中間転写体101に転写した後、転写の原動力となるコロナ放電器107からの電荷が中間転写体101から減衰していくために中間転写体101のトナー保持能力が次第に減少し、トナーの持つ電荷同士の反発によりトナーが飛散する効果の方が大きいということがわかった。
【0013】
従って、トナー飛散を防ぐためには、中間転写体101の電荷減衰を防げばよいことが分かる。しかし、中間転写体101から記録媒体102へトナー像を2次転写する際には、多重転写された高密度なトナー像T'を一括で転写するために高転写電界を必要とするので、電荷減衰の少ない中間転写体101を使用した場合は、中間転写体101と記録媒体102の間で放電を発生し画質欠陥を起こしやすい。
【0014】
この画質欠陥を防止するためには、特公平3−63758号公報に開示されているように、2次転写手段として、トナー像を加熱するとともに加圧することによりトナー像を溶融して転写する加熱転写手段を用いることが、一括転写時の中間転写体101と記録媒体102間での放電を防止する上で有効であることがわかった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように2次転写手段としてトナー像を溶融して転写する加熱転写手段を用いた画像形成装置においても次に説明するような問題がある。すなわち、このタイプの画像形成装置では、中間転写体上に残留するトナーを含む付着物を、中間転写体に接触させて配置したクリーニング部材に付着させることにより除去しているが、このクリーニング部材をどのように構成するかにより、それぞれ様々な問題を生じることがある。クリーニング部材の構成としては、例えば、特公平4−45829号公報に開示されているように、金属の表面の方がシリコンゴムなどの転写層よりも熱溶融したトナーを付着させる力が強いことを利用して、表面に金属を使用したクリーニング部材を用いる方式と、特公平4−9307号公報に開示されているように、クリーニング部材の表面にトナーと相溶性がある樹脂により粘着層を形成したクリーニング部材を用いる方式とがある。
【0016】
しかし、前者の方式では、紙粉、紙繊維、ほこりなどのように熱溶融しにくい残留物を除去することができないため、これらの残留物が像担持体へ転移して像担持体のクリーニング不良や像担持体の変質の原因になる恐れがある。
【0017】
また、後者の方式では、粘着層表面に堆積した付着物によりクリーニング部材の粘着力が低下したり、付着物による凹凸によりクリーニング性能が低下するため、粘着層表面に堆積した付着物を除去することが必要であるが、この付着物を除去する際に付着物が除去し切れずにクリーニング部材表面に残留したり、あるいは付着物を除去する際に粘着層自体を損傷してしまうことがある。これらの原因は、クリーニング部材の寸法精度の誤差やクリーニング部材表面に蓄積した付着物を除去する付着物除去部材の設定誤差などにより、付着物除去部材と粘着層表面との間に間隙が発生したり、または、付着物除去部材が粘着層表面に喰い込み過ぎたりするなど、クリーニング部材と付着物除去部材との間隔を適正に設定できないためである。
【0018】
本発明は、上記の事情に鑑み、中間転写体を用いた画像形成装置において、中間転写体上に残留するトナーを含む付着物を長期間にわたり安定して除去することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の画像形成装置は、
トナー像を担持する像担持体、像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段、上記像担持体上に形成されたトナー像の転写を受けトナー像を担持しながら所定の方向に循環移動する中間転写体、上記像担持体上のトナー像を上記中間転写体上へ転写する一次転写手段、一次転写手段によりトナー像が転写された後の中間転写体上に、中間転写体上のトナー像を間に挟むように所定の記録媒体を密着させて、これら中間転写体および記録媒体に挟まれたトナー像を密着状態のまま加熱するとともに加圧することにより、上記トナー像を記録媒体上に二次転写する加熱転写手段、弾性体または金属の支持層と支持層上に形成された粘着層とからなり、上記中間転写体に接触して該中間転写体上に残留するトナーを含む付着物を上記粘着層表面に粘着させて中間転写体上から除去するクリーニングロールと、クリーニングロールの表面に粘着した付着物を除去する付着物除去部材とを有するクリーニング手段を備えた画像形成装置において、
上記付着物除去部材が、所定の外径を越える外径を有するクリーニングロールが装着されたときにクリーニングロールの外径が所定の外径となるまでクリーニングロールの粘着層厚を調整する粘着層厚調整手段を兼ねたものであることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【0021】
図1は、本発明の画像形成装置をカラー電子写真複写機に適用した場合の概略構成図である。
【0022】
図1に示すように、この画像形成装置は、ブラック(BK)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、およびシアン(C)の各色のトナー像を担持して矢線A方向に回転する像担持体(感光体ドラム)1BK、1Y、1M、1C、これら各像担持体上に周知の電子写真プロセスにより画像情報に応じた静電潜像を形成する静電潜像形成手段(図示せず)、各像担持体上に形成された静電潜像をそれぞれの色のトナーで現像してトナー像Tを形成する現像器5,6,7,8、各像担持体の表面に当接されるように配置され矢線B方向へ循環移動する無端ベルト状の中間転写体2、各像担持体と中間転写体2とが接するそれぞれの一次転写位置T1において中間転写体2の裏面側に配設され、各像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体2に転写させるためのコロナ放電器9、中間転写体2上に残留するトナーを含む付着物を除去するクリーニング手段20、二次転写位置T2において中間転写体2上のトナー像を、フィードローラ12により所定のタイミングでトレイ13から二次転写位置T2に搬出されてきた記録媒体3に二次転写する加熱転写ローラ11およびプレッシャーローラ4、二次転写終了後の記録媒体3を中間転写体2から剥離する剥離爪14を備えている。
【0023】
本実施形態における静電潜像形成手段および現像器5,6,7,8は、本発明にいうトナー像形成手段に相当するものであり、本実施形態におけるコロナ放電器9は、本発明にいう一次転写手段に相当するものであり、本実施形態における加熱転写ローラ11およびプレッシャーローラ4は、本発明にいう加熱転写手段に相当するものである。
【0024】
次に、この画像形成装置の動作について説明する。
【0025】
静電潜像形成手段により、画像情報に応じた静電潜像が各像担持体1BK、1Y、1M、1C上に形成され、これら各像担持体上に形成されたブラック、イエロー、マゼンタ、およびシアンの静電潜像が、それぞれの色に対応する現像器5,6,7,8によりそれぞれの色のトナーで現像されそれぞれの色のトナー像Tが各像担持体上に形成される。これらのトナー像Tはそれぞれの一次転写位置T1において中間転写体2上に重ね合わされるように一次転写され、中間転写体2上には合成トナー像が形成される。それぞれの一次転写位置T1には転写バッフル10により転写プレニップへの帯電を防止したコロナ放電器9が配設されており、このコロナ放電器9にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することによって像担持体1上のトナー像が中間転写体2に静電吸引される。この一次転写手段は、静電力を利用したものであれば、コロナ放電器に限られるものではなく、電圧が印加された導電性ローラや導電性ブラシなどを用いてもよい。一次転写手段として、このような静電力を利用する理由は、熱や圧力によるトナーの粘着力を利用して一次転写を行うと、像担持体1を損傷させやすいからである。
【0026】
中間転写体2上に形成された合成トナー像は、二次転写位置T2に配備された加熱転写手段(加熱転写ローラ11およびプレッシャーローラ4)により、トレイ13から搬出されてきた記録媒体3に二次転写される。加熱転写ローラ11は、内部にセラミックヒータやハロゲンランプなどの熱源を内蔵している。加熱転写ローラ11に対向して配置されたプレッシャーローラ4の表面はフッ素樹脂でコーティングされている。プレッシャーローラ4には加熱転写ローラ11と同様、熱源を内蔵させてもよい。中間転写体2上の合成トナー像は、二次転写位置T2において、中間転写体2と記録媒体3に挟まれて記録媒体3と密着した状態で、プレッシャーローラ4および中間転写体2により加熱されるとともに加圧されて記録媒体3に熱溶融転写される。加熱転写ローラ11とプレッシャーローラ4の間には電圧を印加してもよい。
【0027】
加熱転写手段により加熱され高温になった中間転写体2は、二次転写位置T2よりも下流側に配備された冷却ローラ17,18により冷却され、再び像担持体1BKとの一次転写位置T1に循環移動する。冷却ローラ17,18は、アルミなどの熱伝導の良い金属材料からなり、冷却ローラ17,18内部に空気を循環させることにより機内の平均温度近くに保つようになっている。
【0028】
合成トナー像の二次転写を受けた記録媒体3は、冷却ローラ17に対向して配置された剥離爪14により中間転写体2から剥離され、搬送ベルト15によって定着器(図示せず)に送り込まれてトナー像の定着処理が行われる。加熱転写手段によりトナー像の転写と定着とを行わせるようにしてもよいが、十分なカラー定着性を得るためには、加熱転写手段と独立した定着器を設けるようにした方がよい。
【0029】
クリーニング手段20は、本実施形態では、加熱転写ローラ11に対向する位置に中間転写体2と接離自在に配設されており、画像形成動作時の中間転写体2とは離間しており、クリーニング動作時に中間転写体2と接触して中間転写体2上に残留するトナーを含む付着物を除去する。クリーニング手段20によるクリーニング動作は、中間転写体が1回転して1回の画像形成動作が終了する度毎に行うようにしてもよいが、本発明の画像形成装置においては、二次転写効率はほぼ100%に達するため、毎回の画像形成動作毎にクリーニング動作を行う必要はなく、所定枚数のプリント終了時、電源投入時、または所定期間以上の休止後に画像形成動作が再開されようとする時などに実施するようにすればよい。クリーニング手段20の詳細については後述する。
【0030】
なお、プレッシャーローラ4、剥離爪14、およびクリーニング手段20は中間転写体2と接離自在に配設されており、二次転写動作が開始されるまでは、これらの各部材は中間転写体2から離間している。
【0031】
本実施形態において、中間転写体は、耐熱性にすぐれたポリイミド樹脂、アラミド樹脂などの表面に、トナー離型性がよいフッ素樹脂、シリコンゴム、フッ素ゴムなどを積層することにより形成されている。または、フッ素樹脂、シリコンゴム、フッ素ゴムなどの耐熱性、トナー離型性のよい材料を用いてもよい。中間転写体の電気抵抗値は、一次転写後の電荷減衰と転写プレニップへの電荷拡散を防ぎトナー像の飛散を改善するために、体積抵抗率は1013Ω・cm以上、表面および裏面抵抗率は1012〜1015Ω/ロに調整されている。これは、体積抵抗率が1013Ω・cm以上になると電荷減衰の時定数が10秒以上となり中間転写体が1回転しても電荷を十分に保持するからである。なお、1016Ω/ロ以上になると像担持体と中間転写体が剥離する際に放電を発生するためにトナー像の飛散が悪くなる。
【0032】
なお、中間転写体の電気抵抗率としては、高抵抗抵抗率計(ハイレスタIP、三菱油化製)にHR100プローブ(内側電極直径50mm,リング電極内径53mm、三菱油化製)を接続し、電極間に500Vの電圧を印加して1分後の値を用いている。また、同プローブを使用して上記と同一条件にて定電圧電源、微小電流計の測定値を求めそれを基にして求めた換算値を用いてもよい。
【0033】
以上説明したように、本実施形態の画像形成装置では、加熱転写手段により合成トナー像を熱溶融して二次転写を行っているので、電荷減衰が少ない中間転写体を使用しても、中間転写体と記録媒体との間で放電を発生して画質欠陥を起こすようなことがない。
【0034】
図2は、本発明の第1の実施形態におけるクリーニング手段の概略構成図である。
【0035】
図2に示すように、このクリーニング手段20は、クリーニングロール21、および金属ブレード22を備えている。
【0036】
クリーニングロール21は、弾性体または金属の支持層21_1と、支持層21_1上に形成された粘着層21_2とからなり、中間転写体2に接触して中間転写体2上に残留するトナーを含む付着物を粘着層21_2表面に粘着させて中間転写体2上から除去する。
【0037】
クリーニングロール21の表面に粘着層21_2を形成する理由は、クリーニングロール21の支持層21_1としては、通常、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性体または金属などの硬質材料、またはそれらを組み合わせて構成されるので、このようなの硬質材料の支持層21_1を表面層とするクリーニングロールでは、紙粉、紙繊維、ほこりなどのように熱溶融しにくい付着物を除去することができないからである。そのため、粘着層21_2としては、トナーと相溶性がある樹脂からなる物質を用いることが好ましく、本実施形態では、ポリエステル樹脂(ガラス転移点66度、融点110度)を用いている。そのほかに、ブタジェン、アクリル系の樹脂を用いることもできる。この粘着層21_2により、紙粉、紙繊維、ほこりなどの熱溶融しにくい付着物を除去することも可能となる。
【0038】
金属ブレード22は、クリーニングロール21の表面に粘着した付着物を除去するものであり、本発明にいう付着物除去部材に相当する。また、この金属ブレード22は、所定の外径を越える外径を有するクリーニングロール21がこの画像形成装置に装着されたときに、クリーニングロール21の外径が所定の外径となるまでクリーニングロール21の粘着層厚を調整する、本発明にいう粘着層厚調整手段の機能を兼ねるものである。すなわち、この金属ブレード22、すなわち付着物除去部材は、クリーニングロール21の表面に粘着した付着物を除去する機能のほかに、クリーニングロール21の付着物除去機能の低下の原因となる、粘着層21_2表面に発生する凹凸、あるいは金属ブレード22と粘着層21_2表面の間に発生する隙間などを除去するために粘着層21_2の厚さを調整する粘着層厚調整手段を兼ねている。粘着層21_2表面の凹凸は、粘着層21_2の一部がクリーニングロール21表面から部分的に欠落することにより発生することもある。 これらの粘着層表面の凹凸、あるいは金属ブレードと粘着層表面の間の隙間は画像形成動作を重ねる間にも発生するが、画像形成装置に最初に装着されたクリーニングロール、あるいは損傷した粘着層を形成し直して再生したクリーニングロールに最初から存在していることが多い。
【0039】
そこで、本発明の画像形成装置では、画像形成装置に装着する前のクリーニングロールを、所定の外径を越える外径を有するように厚めの粘着層を形成したクリーニングロールとして仕上げておき、このクリーニングロールを画像形成装置に装着したときに、付着物除去部材がクリーニングロールの外径が所定の外径となるまでクリーニングロールの粘着層厚を調整するように構成されている。
【0040】
このような、粘着層21_2表面の凹凸、あるいは金属ブレード22と粘着層21_2表面の間の隙間などが生じるのは、クリーニングロール21に対する金属ブレード22の設定誤差が、少なくとも±0.1mm、一般的には±0.2mm以上あり、またクリーニングロール21の外径の誤差が少なくとも±0.05mm、一般的には±0.1mm以上あるために、粘着層21_2表面と金属ブレード22との間隔を正確に設定することができないためである。
【0041】
そこで、本実施形態では、これらの誤差を見込み、金属ブレード22とクリーニングロール21の支持層21_1との間隔ノミナル値を0.2mmとしている。こうすることにより、金属ブレード22とクリーニングロール21とが互いに最も接近したときの両者の間隔は0.075mmとなり粘着層の欠落を防止することができる。一方、金属ブレード22と支持層21_1とが最も遠ざかったときの間隔は0.325mmとなるため、支持層21_1表面に、予め0.325mm以上の厚さの粘着層を形成しておき、このクリーニングロールを画像形成装置に装着した時に、金属ブレードによって0.325mmを越える分の粘着層を取り除くことにより金属ブレードと粘着層表面の間の隙間の発生を防止することができる。なお、実用上の精度から、クリーニング手段に装着される前のクリーニングロールの支持層上に形成される粘着層の厚さは0.3mm、すなわち300μm以上の厚さとすることが好ましい。
【0042】
このような構成とすることにより、実際に使用している複写機やプリンタの中で、金属ブレードやクリーニングロールの寸法精度の誤差や設定誤差などの状態に応じて、粘着層厚を調整することができるので、クリーニングロールおよび金属ブレードに対する高度な製造精度および設定精度を必要とせずに、クリーニング性のよいクリーニング手段を実現することができる。
【0043】
なお、クリーニング手段20のクリーニング性を向上させるため、クリーニングロール21内部にセラミックヒータやハロゲンランプなどの熱源21_3を内蔵させることが好ましい。このようにクリーニングロール21に熱源を内蔵させることにより、ベタ像のように熱容量の大きい画像に対しても、クリーニングロール21との接触によって、熱溶融したトナーが放熱して固化し、粘着力が低下するのを防止することができる。
【0044】
次に、本発明の画像形成装置の第2の実施形態について説明する。
【0045】
図3は、本発明の第2の実施形態におけるクリーニング手段の概略構成図である。
【0046】
図3に示すように、このクリーニング手段23は、クリーニングロール21、デイトーニングロール24、および金属ブレード26を備えている。
【0047】
クリーニングロール21は、図2に示したものと同様、支持層21_1、粘着層21_2、および熱源21_3からなる。
【0048】
デイトーニングロール24は、熱源25を内蔵しており、クリーニングロール21上の付着物をデイトーニングロール24に転移させることによりクリーニングロール21上の付着物を除去する。デイトーニングロール24に転移した付着物は金属ブレード26により除去される。
【0049】
この実施形態におけるデイトーニングロール24は、本発明にいう付着物除去部材に相当するものであり、かつ、図2に示した金属ブレード22と同様、クリーニングロール21の粘着層厚を調整する粘着層厚調整手段をも兼ねている。また、金属ブレード26はこの実施形態では第2の付着物除去部材に相当する。
【0050】
図4は、従来例と本実施形態とにおける、クリーニングロール上の付着物が像担持体へ転移して画像劣化を起こす様子についての比較図である。
【0051】
図4に示すように、従来例においては、金属ロールクリーナで発生した紙粉、紙繊維、ほこりなどの残留物が像担持体へ転移して像担持体を変質させることにより、コピー枚数約10,000枚程度から画像劣化が観察され始め、コピー枚数20,000枚で目標値を越えるという著しい画質劣化を示しているが、本実施形態では、画像劣化がほとんど完全に防止されていることが示されている。
【0052】
図5は、従来例と本実施形態とにおける、クリーニングロールの粘着層表面に堆積した付着物によるクリーニング性の低下の様子についての比較図である。
【0053】
図5に示すように、従来例においては、クリーニングロールの粘着層表面に堆積した付着物による粘着力の低下、凹凸の発生、粘着層の損傷などにより、コピー枚数の増加とともにクリーニング性が急激に低下しているが、本実施形態においてはクリーニング性の低下が完全に防止されていることを示している。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、クリーニングロールの寸法精度の誤差や付着物除去部材の設定誤差などの状態に応じて、クリーニング部材表面の粘着層厚を調整する粘着層厚調整手段を設けたことにより、粘着層厚が適性に保たれるようになり、付着物除去部材と粘着層表面との間の間隙の発生を防止することができる。そのため、紙粉、紙繊維、ほこりなどのように熱溶融しにくい残留物を除去することも可能となり、また、粘着層表面に堆積した付着物による粘着力の低下や、凹凸によりクリーニング性の低下を防ぐことができ、長期間にわたり安定したクリーニング性を有する画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置をカラー電子写真複写機に適用した場合の概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施形態におけるクリーニング手段の概略構成図である。
【図3】本発明の第2の実施形態におけるクリーニング手段の概略構成図である。
【図4】従来例と本実施形態とにおける、クリーニングロール上の付着物が像担持体へ転移して画像劣化を起こす様子についての比較図である。
【図5】従来例と本実施形態とにおける、クリーニングロールの粘着層表面に堆積した付着物によるクリーニング性の低下の様子についての比較図である。
【図6】従来のカラー画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1BK、1Y、1M、1C 像担持体(感光体ドラム)
2 中間転写体
3 記録媒体
4 プレッシャーローラ
5,6,7,8 現像器
9 コロナ放電器
10 転写バッフル
11 加熱転写ローラ
12 フィードローラ
13 トレイ
14 剥離爪
15 搬送ベルト
17,18 冷却ローラ
20 クリーニング手段
21 クリーニングロール
21_1 支持層
21_2 粘着層
21_3 熱源
22 金属ブレード
23 クリーニング手段
24 デイトーニングロール
25 熱源
26 金属ブレード
100 像担持体
101 中間転写体
102 記録媒体
103,104,105,106 現像器
107 コロナ放電器
108 バイアスロール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus used for an electrophotographic copying machine, a laser printer, or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of image forming apparatus, those disclosed in Japanese Patent Publication No. 49-209 and Japanese Patent Laid-Open No. 62-206567 are known. A typical configuration example of these image forming apparatuses will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional color image forming apparatus.
[0004]
As shown in FIG. 6, this color image forming apparatus includes an
[0005]
In addition to the intermediate transfer type color image forming apparatus as shown in FIG. 6, a color image forming apparatus of a type in which each color toner image formed on the image carrier is sequentially transferred directly to a recording medium is also used. However, this direct multiple transfer type color image forming apparatus is formed on a recording medium due to many instability factors such as the thickness and surface characteristics of the recording medium and the conveyance characteristics of the recording medium with respect to the image carrier. There is a problem in obtaining a high-quality color image in which the image quality is likely to deteriorate, such as a color image being disturbed or a color shift.
[0006]
On the other hand, in the intermediate transfer type color image forming apparatus as shown in FIG. 6, the composite toner image T ′ formed by multiple transfer on the
[0007]
In an intermediate transfer type color image forming apparatus configured as described above, a toner image is usually transferred from the image carrier 100 (see FIG. 6) to the
[0008]
However, this color image forming apparatus has the following problems. That is, when the toner image T formed on the
[0009]
(1) Since a transfer electric field acts in a region where the
[0010]
(2) To generate electric discharge when the
[0011]
Conventionally, various attempts have been made to prevent these phenomena, but a sufficient improvement effect has not been obtained.
[0012]
According to the investigation by the present inventors, it has been found that the above phenomenon appears remarkably when a semiconductor material is used as the
[0013]
Therefore, it can be understood that the charge transfer of the
[0014]
In order to prevent this image quality defect, as disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 3-63758, as a secondary transfer unit, the toner image is heated and pressed to melt and transfer the toner image. It has been found that using a thermal transfer means is effective in preventing discharge between the
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, the image forming apparatus using the heat transfer unit that melts and transfers the toner image as the secondary transfer unit as described above also has the following problems. That is, in this type of image forming apparatus, the deposits including toner remaining on the intermediate transfer member are removed by adhering to a cleaning member disposed in contact with the intermediate transfer member. Depending on how it is configured, various problems may occur. As a configuration of the cleaning member, for example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-45829, the surface of the metal has a stronger force for adhering the heat-melted toner than the transfer layer such as silicon rubber. By using a cleaning member using metal on the surface, and as disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-9307, an adhesive layer is formed on the surface of the cleaning member with a resin compatible with toner. There is a method using a cleaning member.
[0016]
However, the former method cannot remove residues that are difficult to melt by heat, such as paper dust, paper fibers, and dust, so these residues are transferred to the image carrier and the image carrier is poorly cleaned. And may cause deterioration of the image carrier.
[0017]
Moreover, in the latter method, the adhesive force of the cleaning member is reduced due to the deposits deposited on the surface of the adhesive layer, or the cleaning performance is degraded due to the unevenness due to the deposits, so the deposits deposited on the surface of the adhesive layer are removed. However, when this deposit is removed, the deposit may not be completely removed and may remain on the surface of the cleaning member, or when the deposit is removed, the adhesive layer itself may be damaged. These causes include a gap between the deposit removing member and the adhesive layer surface due to an error in the dimensional accuracy of the cleaning member or a setting error in the deposit removing member that removes deposits accumulated on the surface of the cleaning member. This is because the interval between the cleaning member and the deposit removing member cannot be set appropriately, for example, the deposit removing member bites too much into the surface of the adhesive layer.
[0018]
In view of the above circumstances, the present invention provides an image forming apparatus using an intermediate transfer body, which can stably remove deposits including toner remaining on the intermediate transfer body over a long period of time. The purpose is to do.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The image forming apparatus of the present invention that achieves the above object is
An image carrier that carries a toner image, a toner image forming unit that forms a toner image on the image carrier, a transfer of the toner image formed on the image carrier, and circulation in a predetermined direction while carrying the toner image The intermediate transfer member that moves, the primary transfer means that transfers the toner image on the image carrier onto the intermediate transfer member, the intermediate transfer member on which the toner image has been transferred by the primary transfer member, A predetermined recording medium is brought into intimate contact with the toner image sandwiched therebetween, and the toner image sandwiched between the intermediate transfer member and the recording medium is heated and pressed in the intimate contact state, whereby the toner image is placed on the recording medium. A heat transfer means for secondary transfer, an elastic body or a metal support layer, and an adhesive layer formed on the support layer, including a toner that contacts the intermediate transfer body and remains on the intermediate transfer body. Kimono above the adhesive layer table An image forming apparatus having a cleaning means having a cleaning roller for removing the by adhesive on the intermediate transfer member in, and an extraneous material removal member for removing deposits which adhere to the surface of the cleaning roller,
Adhesive layer thickness for adjusting the thickness of the adhesive layer of the cleaning roll until the outer diameter of the cleaning roll reaches a predetermined outer diameter when a cleaning roll having an outer diameter exceeding the predetermined outer diameter is attached to the deposit removing member It also serves as an adjusting means.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the image forming apparatus of the present invention will be described.
[0021]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram when the image forming apparatus of the present invention is applied to a color electrophotographic copying machine.
[0022]
As shown in FIG. 1, this image forming apparatus carries a toner image of each color of black (BK), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) and rotates in the direction of arrow A. Carriers (photosensitive drums) 1BK, 1Y, 1M, 1C, electrostatic latent image forming means (not shown) for forming an electrostatic latent image corresponding to image information by a known electrophotographic process on each of these image carriers. ), Developing the electrostatic latent image formed on each image carrier with toner of each color to form a toner image T, abutting on the surface of each image carrier Endless belt-shaped
[0023]
The electrostatic latent image forming means and the developing
[0024]
Next, the operation of this image forming apparatus will be described.
[0025]
An electrostatic latent image corresponding to image information is formed on each image carrier 1BK, 1Y, 1M, 1C by the electrostatic latent image forming means, and black, yellow, magenta, The electrostatic latent images of cyan and cyan are developed with the respective color toners by the developing
[0026]
The composite toner image formed on the
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
In this embodiment, the
[0030]
Note that the pressure roller 4, the peeling
[0031]
In the present embodiment, the intermediate transfer member is formed by laminating a fluororesin, a silicone rubber, a fluororubber, or the like with good toner releasability on a surface of a polyimide resin, an aramid resin or the like having excellent heat resistance. Alternatively, a material having good heat resistance and toner releasability such as fluororesin, silicon rubber, and fluororubber may be used. The electrical resistance value of the intermediate transfer member is 10 to prevent the volume of the electric charge from being attenuated after the primary transfer and the diffusion of the charge to the transfer pre-nip. 13 Ω · cm or more, front and back resistivity is 10 12 -10 15 It is adjusted to Ω / b. This has a volume resistivity of 10 13 This is because when it is Ω · cm or more, the time constant of charge decay is 10 seconds or more, and the charge is sufficiently retained even if the intermediate transfer member rotates once. 10 16 If it exceeds Ω / b, discharge occurs when the image carrier and the intermediate transfer member are peeled off, resulting in poor scattering of the toner image.
[0032]
As for the electrical resistivity of the intermediate transfer member, an HR100 probe (inner electrode diameter: 50 mm, ring electrode inner diameter: 53 mm, manufactured by Mitsubishi Yuka) is connected to a high resistivity meter (Hiresta IP, manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.) A value of 1 minute after applying a voltage of 500 V in between is used. Moreover, the conversion value calculated | required based on the measured value of a constant voltage power supply and a microammeter obtained using the same probe under the same conditions as described above may be used.
[0033]
As described above, in the image forming apparatus according to the present embodiment, since the composite toner image is thermally melted by the heat transfer unit to perform the secondary transfer, even if an intermediate transfer body with little charge attenuation is used, There is no possibility of causing an image quality defect due to a discharge between the transfer member and the recording medium.
[0034]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the cleaning means in the first embodiment of the present invention.
[0035]
As shown in FIG. 2, the
[0036]
The cleaning
[0037]
The reason why the adhesive layer 21_2 is formed on the surface of the cleaning
[0038]
The metal blade 22 removes the adhered matter sticking to the surface of the cleaning
[0039]
Therefore, in the image forming apparatus of the present invention, the cleaning roll before being attached to the image forming apparatus is finished as a cleaning roll having a thick adhesive layer formed so as to have an outer diameter exceeding a predetermined outer diameter. When the roll is mounted on the image forming apparatus, the deposit removing member adjusts the adhesive layer thickness of the cleaning roll until the outer diameter of the cleaning roll reaches a predetermined outer diameter.
[0040]
Such unevenness on the surface of the adhesive layer 21_2, or a gap between the metal blade 22 and the surface of the adhesive layer 21_2, etc. is caused by a setting error of the metal blade 22 with respect to the cleaning
[0041]
Therefore, in the present embodiment, in consideration of these errors, the nominal value of the distance between the metal blade 22 and the support layer 21_1 of the cleaning
[0042]
With this configuration, the adhesive layer thickness can be adjusted according to the state of dimensional accuracy and setting error of the metal blade and cleaning roll in the actual copier or printer. Therefore, it is possible to realize a cleaning means with good cleaning properties without requiring high manufacturing accuracy and setting accuracy for the cleaning roll and the metal blade.
[0043]
In order to improve the cleaning performance of the cleaning means 20, it is preferable to incorporate a heat source 21_3 such as a ceramic heater or a halogen lamp in the cleaning
[0044]
Next, a second embodiment of the image forming apparatus of the present invention will be described.
[0045]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the cleaning means in the second embodiment of the present invention.
[0046]
As shown in FIG. 3, the
[0047]
The cleaning
[0048]
The
[0049]
The
[0050]
FIG. 4 is a comparison diagram showing how the deposit on the cleaning roll is transferred to the image carrier and causes image degradation in the conventional example and this embodiment.
[0051]
As shown in FIG. 4, in the conventional example, paper dust, paper fibers, dust, and other residues generated in the metal roll cleaner are transferred to the image carrier and the image carrier is altered, so that the number of copies is about 10 Image deterioration starts to be observed from about 2,000 sheets, and a marked image quality deterioration of exceeding the target value at 20,000 copies is shown. However, in this embodiment, image deterioration is almost completely prevented. It is shown.
[0052]
FIG. 5 is a comparison diagram of the state of deterioration in cleaning performance due to the deposits deposited on the surface of the adhesive layer of the cleaning roll in the conventional example and this embodiment.
[0053]
As shown in FIG. 5, in the conventional example, the cleaning performance is drastically increased as the number of copies increases due to a decrease in adhesive force due to deposits deposited on the surface of the adhesive layer of the cleaning roll, the occurrence of unevenness, and damage to the adhesive layer. Although it is lowered, in the present embodiment, it is shown that the deterioration of the cleaning property is completely prevented.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming apparatus of the present invention, the pressure-sensitive adhesive layer that adjusts the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer on the surface of the cleaning member according to the state of the dimensional accuracy of the cleaning roll or the setting error of the deposit removing member. By providing the thickness adjusting means, the thickness of the adhesive layer can be kept appropriate, and the occurrence of a gap between the deposit removing member and the adhesive layer surface can be prevented. Therefore, it is also possible to remove residues that are difficult to melt by heat, such as paper dust, paper fiber, and dust. Therefore, an image forming apparatus having a stable cleaning property for a long period of time can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram when an image forming apparatus of the present invention is applied to a color electrophotographic copying machine.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a cleaning unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a cleaning unit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a comparative view of the state in which deposits on a cleaning roll are transferred to an image carrier and cause image deterioration in a conventional example and this embodiment.
FIG. 5 is a comparative view of the state of deterioration in cleaning performance due to deposits deposited on the surface of the adhesive layer of the cleaning roll in the conventional example and this embodiment.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional color image forming apparatus.
[Explanation of symbols]
1BK, 1Y, 1M, 1C Image carrier (photosensitive drum)
2 Intermediate transfer member
3 recording media
4 Pressure roller
5, 6, 7, 8 Developer
9 Corona discharger
10 Transfer baffle
11 Heat transfer roller
12 Feed roller
13 trays
14 Peeling nails
15 Conveyor belt
17, 18 Cooling roller
20 Cleaning means
21 Cleaning roll
21_1 Support layer
21_2 Adhesive layer
21_3 Heat source
22 Metal blade
23 Cleaning means
24 Day Toning Roll
25 Heat source
26 Metal blade
100 Image carrier
101 Intermediate transfer member
102 recording medium
103, 104, 105, 106 Developer
107 corona discharger
108 Bias roll
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