JP2006201644A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写体のクリーニングにおいて、ブラシの形状に着目しブラシに付着するトナーによるクリーニング性の低下を防ぎ装置寿命を向上させること、また、ブレードがめくれることを防ぎ、かつ紙紛によるクリーニング性の低下を防いでクリーニング装置の長寿命化を図ることを課題とする。
【解決手段】 転写体上にトナーマーク等を転写させる場合、その部分のみブレードへ入力されるトナー量が増加し、転写体の軸方向でクリーニング装置に入力されるトナー量は均一にならない。そこで、トナー入力量の偏差に対応して、図４に示すブラシのようにブラシの高さを変化させ、トナーマーク部分に対応するクリーニングブレードのクリーニング負荷を減らすことで、経時状態においてもブレードのクリーニング負荷を軸方向に均一となるようにし、ブレードの長寿命化を図る。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。特に中間転写体のクリーニング装置の経時品質を保持することに関する発明である。

画像形成装置においてベルト位置の検出や色ずれ量の補正を目的として中間転写体等にトナーマークを転写する場合、その部分に対応するブラシにトナーが多く溜まり、経時状態においてはブラシに滞留するトナー量が多くなり、クリーニング性の低下を招いていた。従来技術として、必用に応じてブラシを接離することが考えられていたが、接離機構が必要となり、装置のコストに関してデメリットとなっていた。

特許文献１には、中間転写体のクリーニングに関して、単一の駆動源によりクリ−ナの回転と移動を可能とする発明について記載されている。また、クリ−ナを揺動自在に保持し、クリ−ナの揺動端部側を揺動させて前記中間転写体に対する位置を調整することにより、クリ−ナの位置調整機構を簡略化する発明についても記載されている。しかし、本願とは、クリーニング性向上のための構成において異なるものである。
特許文献２には、中間転写体の転写残トナーを低コストで良好にクリーニングする発明について記載されている。しかし、感光体帯電電位と一次転写バイアスを制御する方式であり本願とは構成において異なるものである。

特願平０８−０６３０７０号公報 特願２００３−３３７４７９号公報

ブラシの形状に着目しブラシに付着するトナーによるクリーニング性の低下を防ぎ装置寿命を向上させること、また、ブレードがめくれることを防ぎ、かつ紙紛によるクリーニング性の低下を防ぐ手段としてブラシを必要最低限の部分にのみベルトに接触させクリーニング装置の長寿命化を図ることを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有している。
請求項１に記載の画像形成装置では、像担持体からのトナー像が転写される転写体と、転写体上の残トナーのクリーニングを行うクリーニング手段を備え、クリーニング手段としてブレードを有し、またその上流側に転写体と接触するブラシを有する画像形成装置において、前記画像形成装置は、ブラシの軸方向の一部のブラシの高さを変化させることを特徴とする。
請求項２に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、転写体に転写されるトナーマーク部分のブラシの毛を低くすることを特徴とする。
請求項３に記載の画像形成装置では、請求項２に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、ブラシの転写体への食い込み量をＸ１とするとき、ブラシの毛を低くする部分はＸ１＜０とすることを特徴とする。
請求項４に記載の画像形成装置では、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、トナーマークの位置が給紙コロのある位置と重ならないように転写することを特徴とする。
請求項５に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、ブラシが転写体に接触する部分を、ブレードの端部に対応するブラシ部分から最低でも１０ｍｍ以上接触することを特徴とする。
請求項６に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする。

以上説明したように、上記解決するための手段によって本発明の画像形成装置では、トナー入力量の偏差に対応して、ブラシの高さを変化させることによって、ブレードのクリーニング負荷を軸方向に均一となるようにし、ブレードの長寿命化を図ることができる。
さらに、本発明の画像形成装置では、転写体が回転する際に、トナーマークによってブラシがトナーで汚れることを防ぐことができる。特に、経時状態においてはブラシに付着するトナー量が多くなりブラシから転写体へトナーを逆に転写することとなるが、本発明を適用することで経時状態においてもトナーマーク部分に対応するクリーニングブレードのクリーニング負荷を減らすことができる。

本発明を、画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）に適用した一つの実施形態について図１、図２で説明する。

図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）が、転写紙１００の移動方向（図中の矢印Ａに沿ってベルト６０が走行する方向）における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。

本レーザプリンタは、上記トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写紙１００を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等を備えている。また、手差しトレイＭＦ、トナー補給容器ＴＣを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えている。

上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。

図２は、上記転写ユニット６の概略構成を示す拡大図である。この転写ユニット６で使用した転写搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０^９〜１０^１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。この転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ６１〜６８に掛け回されている。

これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ６１には、電源６５ａから所定電圧が印加された静電吸着ローラ８０が対向するように転写搬送ベルト６０の外周面に配置されている。この２つのローラ６１，６５の間を通過した転写紙１００は転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。
ローラ６３は転写搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。

各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト６０の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋを設けている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写位置において該転写搬送ベルト６０と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ６８を備えている。

上記転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は、回転可能に揺動ブラケット９３に一体的に保持され、回動軸９４を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸９７に固定されたカム９６が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。
上記入り口ローラ６１と吸着ローラ８０は一体的に、入り口ローラブラケット９０に支持され、軸９１を回動中心として、図２の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット９３に設けた穴９５と、入り口ローラブラケット９０に固植されたピン９２が係合しており、前記揺動ブラケット９３の回動と連動して回動する。これらのブラケット９０、９３の時計方向の回動により、バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃから離され、入り口ローラ６１と吸着ローラ８０も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと転写搬送ベルト６０の接触を避けることが可能となっている。

一方転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８は出口ブラケット９８に回転可能に支持され、出口ローラ６２と同軸の軸９９を中心として回動可能にしてある。転写ユニット６を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体１１Ｋから、転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８を離間させるようにしてある。

駆動ローラ６３に巻きつけられた転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。

転写搬送ベルト６０の走行方向で駆動ローラ６３より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ６４を設け、駆動ローラ８３への巻きつけ角を確保している。ローラ６４より更に下流の転写搬送ベルト６０のループ内に、押圧部材（ばね）６９でベルトにテンションを与えるテンションローラ６５を備えている。

先に示した図１中の一点鎖線は、転写紙１００の搬送経路を示している。給紙カセット３、４あるいは手差しトレイＭＦから給送された転写紙１００は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５により所定のタイミングで送出された転写紙１００は、転写搬送ベルト６０に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。

各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙１００上にはフルカラートナー像が形成される。
トナー像転写後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。

一方、フルカラートナー像が形成された転写紙１００は、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドＧの回動姿勢に対応して、第１の排紙方向Ｂまたは第２の排紙方向Ｃに向かう。第１の排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方第２の排紙方向Ｃに排出される場合には、図示していない別の後処理装置（ソータ、綴じ装置など）に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送される。

次に、本実施形態の特徴部について説明する。
図１中８５に相当するクリーニング装置の各請求項の構成を以下に説明する。
図４は、本発明でのブラシの形態を示したものである。
転写体上にトナーマーク等を転写させる場合、その部分のみブレードへ入力されるトナー量が増加し、転写体の軸方向でクリーニング装置に入力されるトナー量は均一にならない。そこで、トナー入力量の偏差に対応して、図４に示すブラシのようにブラシの高さを変化させることによって、ブレードのクリーニング負荷を軸方向に均一となるようにし、ブレードの長寿命化を図る。請求項１においてはブラシの高さの変化している場所はどこでも良い。またブラシの高さが部分的に０、つまりブラシがない部分があっても良い。

また、本発明においては図４中のトナーマーク部分のブラシの高さを低くしている。
トナーマークによってブラシがトナーで汚れることを防ぐため図４のようにトナーマーク部分のブラシの高さを低くする。特に経時状態においてはブラシに付着するトナー量が多くなりブラシから転写体へトナーを逆に転写することとなる。本発明を適用することで経時状態においてもトナーマーク部分に対応するクリーニングブレードのクリーニング負荷を減らすことができる。

また、図３に示すブラシ食い込み量Ｘ１をＸ1＜０とすることでトナーマーク部分のブラシと転写体が非接触となり、より大きな効果がある。

本発明では、給紙コロによって搬送用紙が擦られることにより給紙コロ位置では紙紛量が多くなる。したがってこの位置とトナーマークの位置が重なる場合、その部分に対応するブラシの毛の高さが低いとその部分のクリーニングブレードに紙紛が多く入力されてクリーニング性の低下を招くこととなる。これを防ぐためにトナーマークは給紙コロのある位置と重ならないように転写する。（図５参照方）

本発明では、ブラシと転写体が接触していることにより、ブレードへ僅かにトナーを入力することによってブレードがめくれることを防ぐ事ができる。特にブレードの端部はめくれに対して不利であるため、少なくともブレード端部に対応する転写体にはブラシを接触させる。図６に示すようにブラシの転写体への接触部分がブレード端部から１０ｍｍ以上であればめくれの発生はない。図７に本実施形態（請求項５）を示す。

本発明では、円形度が高くなることによってクリーニング性が低下するが、請求項１〜５の画像形成装置と組み合わせることによってクリーニング性の低下を最低限に抑えることができる。

以上の実施形態においては、転写搬送ベルト６０上に感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおいて、各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される転写ユニット６に本発明を適用したが、本発明が適用可能なプリンタ及びベルト駆動装置はこの構成に限るものではない。複数のローラに張架された無端状ベルトをそのローラのうちの少なくとも１つ以上のローラで回転駆動する転写体においてその転写体上にトナーマークを転写し、最終的にブレードとブラシを有するクリーニング装置によってトナーマークをクリーニングするプロセスを備える画像形成装置であればいずれにも適用可能である。

本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。 本発明の転写ユニットの概略構成を示す拡大図である。 本発明におけるブラシと転写体の食い込み量Ｘ１を説明するための図である。 本発明におけるブラシ軸方向の毛の高さを説明するための図である。 給紙コロの位置とトナーマークの位置が重なる場合のブラシ軸方向の毛の高さを説明するための図である。 ブラシの転写体への接触部分のブレード端部からの距離とブレードのめくれ発生率との関係を示す図である。 ブラシの転写体への接触部分とクリーニングブレード端部との位置関係を説明するための図である。

符号の説明

１ トナー像形成部
２ 光書込みユニット
３、４ 給紙カセット
５ レジストローラ対
６ 転写ユニット
７ 定着ユニット
８ 排紙トレイ
９ 転写バイアス電源
１０ 感光体ユニット
１１ 感光体ドラム
６０ 転写搬送ベルト
６１〜６８ 支持ローラ
８０ 静電吸着ローラ
８０ａ 電源
９０ 入り口ローラブラケット
９１ 軸
９２ ピン
９３ 揺動ブラケット
９４ 回動軸
９５ 穴
９６ カム
９７ カム軸
９８ 出口ブラケット
９９ 軸
１００ 転写紙
１０１ トナーマーク
ＭＦ 手差しトレイ
Ｇ 切換ガイド
Ｓ スペース
Ａ ベルト走行方向
Ｂ 第１の排紙方向
Ｃ 第２の排紙方向
Ｙ イエロー
Ｍ マゼンタ
Ｃ シアン
Ｋ ブラック

Claims (6)

1. 像担持体からのトナー像が転写される転写体と、転写体上の残トナーのクリーニングを行うクリーニング手段を備え、クリーニング手段としてブレードを有し、またその上流側に転写体と接触するブラシを有する画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、ブラシの軸方向の一部のブラシの高さを変化させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、転写体に転写されるトナーマーク部分のブラシの毛を低くする
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、ブラシの転写体への食い込み量をＸ１とするとき、ブラシの毛を低くする部分はＸ１＜０とする
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、トナーマークの位置が給紙コロのある位置と重ならないように転写する
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、ブラシが転写体に接触する部分を、ブレードの端部に対応するブラシ部分から最低でも１０ｍｍ以上接触する
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、使用するトナーの平均円形度が０．９０〜０．９９である
   ことを特徴とする画像形成装置。

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