JP2001142310A

JP2001142310A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001142310A
Application number: JP32329499A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishii; 宏石井; Toshihiro Sugiyama; 敏弘杉山; Hiroshi Saito; 洋斉藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】弾性体よりなるトナー除去手段の巻き込み
（いわゆるブレードの巻き込み）の発生やクリーニング
不良を防止するとともに、小径のクリーニングローラに
も対応できる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー像を担持する感光体１４と、感光
体１４に対向する転写位置Ｓを通過させるように転写紙
Ｐを担持して搬送する転写ベルト２３と、転写ベルト２
３表面に当接して該表面をクリーニングする金属材料か
らなるクリーニングローラ２８とを備え、転写ベルト２
３に印可された電圧の作用によって感光体１４表面に形
成されたトナー像を転写位置Ｓで転写紙Ｐ表面に転写す
る画像形成装置において、クリーニングローラ２８表面
に当接して該表面からトナーを除去する金属材料からな
るスクレーパ部材４０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、ト
ナー像を担持する像担持体と、該像担持体に対向配置さ
れた無端状ベルトと、該無端状ベルト表面に当接して該
表面をクリーニングする金属材料からなるクリーニング
ローラとを備え、該無端状ベルトに印加された電圧の作
用によって該像担持体表面に形成されたトナー像を転写
位置で転写材表面に転写する画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の画像形成装置の転写装置と
しては、トナー像が形成された像担持体に対向する転写
位置を通過させるように転写ベルトで転写材を担持して
搬送し、転写材が転写位置を通過する際に転写位置に所
定の転写電界を発生させ、この転写電界によって像担持
体上のトナー像を転写材側に転写させるとともに、転写
後の転写ベルト表面に残存するトナーをクリーニング手
段により除去するものが知られている。このクリーニン
グ手段としては、転写ベルトにクリーニングブレードを
直接当接させる方式が一般的である。

【０００３】しかし、クリーニングブレードを用いるク
リーニング方式では、転写ベルトにクリーニングブレー
ドが直接当接することによる機械的負荷が加わり、転写
ベルトが経時劣化しやすかった。さらに、転写ベルトの
巻き回し及び回転駆動に伴う伸縮により、転写ベルトの
表面にクラック等が生じやすかった。その結果、転写ベ
ルトのクリーニング不良が発生しやすくなっていた。ま
た、転写ベルトには像担持体から転写材へのトナー像の
転写、未定着状態の転写材の搬送等、電子写真技術の上
で非常に高度な機能が要求され、転写ベルト自体が微妙
な特性をもつ。そのため、転写ベルトに対してクリーニ
ング不良を防止するのに必要な特性をもたせることが困
難であり、転写ベルトに機械的負荷を与えることは好ま
しくなかった。

【０００４】そこで、転写ベルトにトナー除去手段とし
てクリーニングブレードを直接当接させるのではなく、
クリーニングローラを当接させるクリーニングローラ方
式が提案されている。例えば、特開平６−５９５８６号
公報では、転写ベルト表面に金属導電性のクリーニング
ローラを当接させて該表面の残トナーを除去し、クリー
ニングローラ表面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）やゴム等を材料とする弾性体からなるブレードを当
接させて該表面の残トナーを除去する画像形成装置が提
案されている。この画像形成装置においては、転写ベル
トに付着したトナーをクリーニングローラにより電気的
に除去するため、転写ベルトにほとんど機械的負荷がか
からない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来よく用
いられるポリウレタンゴム等の弾性体からなるブレード
をカウンター方向に当接させた場合、ブレードの先端位
置や角度のバラツキにより、クリーニングローラとブレ
ードとがなすクリーニング角のバラツキが大きくなる。
その結果、クリーニング不良若しくはブレードの巻き込
みのどちらかが発生しやすくなる。また、これら不具合
を回避するために各構成部品の精度を高くすると、高コ
ストになる。そのため、クリーニングローラの径を大き
くせざる得なかった。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、弾性体よりなるトナ
ー除去手段の巻き込み（いわゆるブレードの巻き込み）
の発生やクリーニング不良を防止するとともに、小径の
クリーニングローラにも対応できる画像形成装置を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持体
と、該像担持体に対向配置された無端状ベルトと、該無
端状ベルト表面に当接して該表面をクリーニングする金
属材料からなるクリーニングローラとを備え、該無端状
ベルトに印加された電圧の作用によって該像担持体表面
に形成されたトナー像を転写位置で転写材表面に転写す
る画像形成装置において、該クリーニングローラ表面に
当接して該表面からトナーを除去する金属材料からなる
トナー除去手段が設けられることを特徴とするものであ
る。

【０００８】請求項１の画像形成装置においては、トナ
ー除去手段をクリーニングローラに直接当接させ該表面
を機械的にクリーニングするにあたって、トナー除去手
段が金属材料より構成されるため、弾性体よりなるトナ
ー除去手段で発生するような巻き込みが発生しない。ま
たその結果、クリーニング角設定の余裕が上がるため、
小径のクリーニングローラにも対応できる。さらに、ク
リーニングローラを機械的にクリーニングするにあたっ
ては、クリーニングローラの特性に対してこれまで無端
状ベルトに付加できなかったクリーニングしやすさを付
加することができるので、クリーニング性能が向上す
る。

【０００９】特に、請求項２の発明は、請求項１の画像
形成装置において、該トナー除去手段が該クリーニング
ローラの表面にカウンター方向から当接していることを
特徴とするものである。

【００１０】請求項２の画像形成装置においては、トナ
ー除去手段の先端をクリーニングローラの回転方向上流
側に向けて延出させ、クリーニングローラの接線方向近
くから当接させるカウンター方式をとっているため、ス
クレーパの先端をクリーニングローラの回転方向下流側
に向けて延出させ、クリーニングローラの周面に対して
垂直方向近くから当接させるトレーディング方式に比
べ、クリーニング性能が向上すると同時に、小さなスペ
ースですむ。

【００１１】また、請求項３の発明は、請求項１の画像
形成装置において、該転写位置に印加される電界に対し
て同極性又は逆極性の電圧が該クリーニングローラに印
加されることを特徴とするものである。

【００１２】請求項３の画像形成装置においては、無端
状ベルト上に残存するトナーを電気的に除去するため
に、クリーニングローラに電圧を印加する。正規の極性
に帯電されたトナーを除去する場合には、転写位置に印
加される電圧と逆極性の電圧を印加する。しかし、正規
の帯電極性とは逆極性に帯電されたトナーも存在するた
め、これを除去する場合には、転写位置に印加される電
圧と同極性の電圧を印加する。その結果、無端状ベルト
上に残存するトナーがトナーの帯電極性によらず完全に
除去される。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３の画像形成装
置において、該電圧が該トナー除去手段を介して該クリ
ーニングローラに印加されることを特徴とするものであ
る。

【００１４】請求項４の画像形成装置においては、金属
材料より構成されるトナー除去手段を介してクリーニン
グローラの表面に直接電圧を印加することができるの
で、クリーニングローラに電圧を印加するための専用の
接点を設ける必要がない。

【００１５】また、請求項５の発明は、請求項１の画像
形成装置において、該クリーニングローラの表面に軟窒
化処理が施されていることを特徴とするものである。

【００１６】請求項５の画像形成装置においては、クリ
ーニングローラの表面に軟窒化処理が施され、該表面の
摺動性と表面硬度が向上しているので、クリーニングロ
ーラはトナー除去手段による機械的クリーニングにも優
れた耐久性を発揮する。

【００１７】請求項６の発明は、請求項１の画像形成装
置において、該クリーニングローラの表面硬度がビッカ
ース硬度（荷重０．１ｋｇ）でＨｖ８００以上であるこ
とを特徴とするものである。

【００１８】請求項６の画像形成装置においては、クリ
ーニングローラの表面硬度をビッカース硬度（荷重０．
１ｋｇ）でＨｖ８００以上とし、クリーニングローラの
耐久性を向上させている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した画像形成
装置の一実施形態について説明する。まず、画像形成装
置全体の構成及び動作について説明する。図１は、画像
形成装置全体の概略構成を示す正面図である。なお、こ
こに示した画像形成装置は、原稿読み取り、その原稿画
像に基づいて電子写真方式による画像形成を行う複写機
能とプリンタとの機能を有しているが、さらにファクク
シミリとしての機能を追加することもできる。図１にお
いて、この画像形成装置は、像担持体としての感光体１
４と、この感光体１４の表面にトナー像を形成する現像
装置１６と、感光体１４表面のトナー像を転写材として
の転写紙Ｐに転写搬送する転写装置２２と、転写装置２
２の無端状ベルトとしての転写ベルト２３表面に付着し
たトナーを除去して転写ベルト２３表面を清掃するベル
ト用クリーニング装置２６と、転写紙Ｐに転写されたト
ナー像を定着させる定着装置３０と、転写紙Ｐにトナー
像を転写した後の感光体１４表面を清掃する感光体用ク
リーニング装置３３とを有している。

【００２０】画像形成装置本体１の上部に固設されたコ
ンタクトガラス２上に置かれた原稿（図示せず）は、図
１の右方へ移動する光源３によって照明され、その反射
光像は、光源３と共に右方に移動する第一ミラー４に反
射し、次いで、光源３の１／２の速さで右方１コ移動す
る第二ミラー５及び第三ミラー６に反射した後、読み取
り装置７に入射する。読み取り装置７は、原稿からの反
射光像を読み取るための例えばＣＣＤよりなる図示して
いないイメージセンサと、このセンサに光像を結像する
同じく図示していない結像レンズを有している。そし
て、読み取り装置７で読み取られた画像信号は、露光装
置８に送られる。露光装置８は、図示していないレーザ
光源から出射されるレーザ光Ｌを反射する回転多面鏡
９、ｆθレンズ等からなる走査結像用のレンズ系１０を
通ったレーザ光Ｌを反射するミラー１１、１２、１３を
有し、読み取り装置７で読み取られた画像信号に対応し
て光変調されたレーザ光Ｌを感光体１４の表面に照射
し、感光体１４表面に画像原稿に対応する静電潜像を形
成する。

【００２１】上述した静電潜像は、これが現像装置１６
を通るとき、トナー像として可視像化される。図１に示
した現像装置１６は、現像剤Ｄを収容した現像剤ケース
１８とその内部で回転可能に支持された現像ローラ１７
を有し、回転駆動される現像ローラ１７の周面に現像剤
Ｄを担持搬送し、かかる搬送現像剤Ｄによって感光体１
４に形成された静電潜像をトナー像として可視像化す
る。現像装置１６では、現像剤Ｄとしてトナーとキャリ
アを有する粉体状の２成分現像剤を用いているが、キャ
リアを含まない１成分現像剤を用いることもできる。ま
た、現像剤ケース１８には、トナー補給容器１８Ａが付
設され、ここにトナーＴが収容される。現像剤ケース１
８内の現像剤Ｄのトナー濃度が低下したときには、トナ
ー補給ローラ１９が回転してトナー補給容器１８Ａ内の
トナーＴを現像剤ケース１８内の現像剤Ｄ中に補給す
る。

【００２２】一方、複数の給紙カセット２０、２０Ａ、
２０Ｂのいずれかのカセットに収納された転写紙Ｐは、
矢印Ａ方向に給送され、一対のレジストローラ２１によ
って転写装置２２へ給送される。次に、転写装置２２に
ついて詳細に説明する。図２は、転写装置２２、ベルト
用クリーニング装置２６、定着装置３０の概略構成を示
す正面図である。転写装置２２は、転写ベルト２３が巻
き掛けられた駆動ローラ２４Ａ、従動ローラ２４Ｂ、バ
イアスローラ２５をケース２７に回転自在に支持してい
る。転写ベルト２３は、転写紙Ｐに接する表面部分の体
積抵抗率が電気的に中抵抗である材料より形成され、矢
印Ｂ方向に移動するように、駆動ローラ２４Ａ、従動ロ
ーラ２４Ｂ、バイアスローラ２５に巻き掛けられ、転写
位置Ｓにおいて感光体１４の表面に当接している。そし
て、転写材Ｐが転写位置Ｓを通過する際に高圧電源５０
より、バイアスローラ２５に対してトナーの帯電極性と
逆極性の電界が印加されるようになっている。バイアス
ローラ２５に電圧が印加されると、バイアスローラ２５
から転写ベルト２３を介して駆動ローラ２４Ａ、従動ロ
ーラ２４Ｂに電流が流れ、さらに転写紙Ｐを介して感光
体１４に電流が流れる。このときの印加電圧は、感光体
１４に流れる電流が所定に定められた値（ａ−（ｂ＋
ｃ）＝転写電流）になるように制御されるようになって
いる。また、転写ベルト２３は電圧印加されたバイアス
ローラ２５により一旦帯電するが、駆動ローラ２４Ａで
除電される。

【００２３】以上のように構成される転写装置２２にお
いて、一対のレジストローラ２１によって送り出された
転写紙Ｐは、この転写ベルト２３に担持されて搬送され
つつ、感光体１４のトナー像に整合するタイミングで転
写ベルト２３と感光体１４の間の転写位置Ｓを通過す
る。このとき、感光体１４上のトナーの帯電極性と逆極
性の電圧が転写ベルト２３の裏面側に配置されたバイア
スローラ２５に印加され、感光体上１４上のトナー像が
転写紙Ｐの表面に静電転写される。トナー像が転写され
た転写紙Ｐは、引き続き転写ベルト２３に担持されて搬
送され、転写ベルト２３を離れた後、定着装置３０に給
送される。定着装置３０では、加熱ローラ３０Ａと加圧
ローラ３０Ｂとの間を転写紙Ｐが通り、熱と圧力の作用
により転写紙Ｐ上にトナー像が定着される。次いで、こ
の転写紙Ｐは、一対の排紙ローラ３１によってコピー紙
として排紙トレイ３２に排出される。

【００２４】なお、トナー像転写後の感光体１４表面に
は、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着し
ている。かかる感光体１４表面の転写残トナーは、感光
体用クリーニング装置３３によって除去される。感光体
用クリーニング装置３３は、クリーニングブレード３４
と、クリーニングケース３５と、そのクリーニングケー
ス３５の底部に配置されたトナー排出部材３６とを有し
ている。クリーニングブレード３４は、ゴム等の弾性体
よりなり、感光体１４の軸方向における画像領域、すな
わち転写残トナーが付着する領域の全体に亘って感光体
１４に対して平行に延び、その基端部がクリーニングケ
ース３５に固定され、これと反対側の先端エッジ部が感
光体１４表面に圧接し、感光体１４表面に付着した転写
残トナーを掻き取り除去する。また、クリーニング後の
感光体１４表面は、ランプより成る除電装置３７により
除電作用を受けて初期化され、さらに帯電装置１５によ
りー様に帯電される。そして、引き続き前述の動作が実
行され、感光体１４表面に新たに形成されたトナー像が
次の転写紙Ｐ上に転写される。

【００２５】また、転写ベルト２３の表面にも、感光体
１４上の多少の地汚れトナーが移行して付着しており、
これを放置するとそのトナーが転写ベルト２３に送り込
まれた転写紙Ｐの裏面に付着し、転写紙Ｐをトナーで汚
すことになる。かかる転写ベルト２３の表面に付着した
トナーは、以下に説明するベルト用クリーニング装置２
６によって除去される。

【００２６】次に、本発明の特徴部となるベルト用クリ
ーニング装置２６について説明する。ベルト用クリーニ
ング装置２６は、転写ベルト２３の表面に圧接し該表面
からトナーを除去するクリーニングローラ２８と、クリ
ーニングローラ２８に当接し該表面からトナーを除去す
るトナー除去部材としてのスクレーパ部材４０とを有し
ている。クリーニングローラ２８は、導電性金属材料か
らなり、転写ベルト２３上のトナーが付着する領域の全
体に亘って転写ベルト２３に対して平行に配置され、駆
動ローラ２４Ａに取付けられているギア（図示省略）と
クリーニングローラ２８に取付けられているギア（図示
省略）が噛み合うことにより、転写ベルト２３と同一方
向に回転する。スクレーパ部材４０は、図３に示すよう
に、断面形状がL字型のベース４０−ａ、ホルダ４０−
ｂと、薄板状のスクレーパ４０−ｃとから構成され、す
べて金属材料からなり導通可能である。スクレーパ部材
４０は、クリーニングローラ２８上のトナーが付着する
領域の全体に亘ってクリーニングローラ２８に対して平
行に並び、ベース４０−ａ、ホルダ４０−ｂと、スクレ
ーパ４０−ｃの基端部とが取り付け台４１に取付けられ
ている。そして、スクレーパ４０−ｃのもう一方の先端
部がクリーニングローラ２８の回転方向上流側に向けて
延出するようにカウンター方向からクリーニングローラ
２８表面に当接している。一般に、カウンター方式で
は、スクレーパ４０−ｃの先端をクリーニングローラ２
８の接線方向近くから当接させるため、スクレーパの先
端をクリーニングローラの周面に対して垂直方向近くか
ら当接させるトレーディング方式に比べ、クリーニング
性能が向上すると同時に、小さなスペースですむ。

【００２７】そして、クリーニングローラ２８には、高
圧電源５０より、駆動ローラ２４Ａに対して、所定の電
位差をもつように電圧が印加される。クリーニングロー
ラ２８への電圧印加は、スクレーパ部材４０を介して、
クリーニングローラ２８の表面に直接行われる。具体的
には、図３に示すように、ホルダ４０−ｂにハーネス５
１が接続されており、このハーネス５１は図２に示す高
圧電源５０に接続されている。このようにして、クリー
ニングローラ２８には、スクレーパ部材４０を介して電
圧が印加されるようになっている。

【００２８】以上のように構成されるベルト用クリーニ
ング装置２６において、転写ベルト２３上のトナーは、
電圧印加されたクリーニングローラ２８に付着し、クリ
ーニングローラ２８に付着したトナーは、スクレーパ部
材４０により機械的にかき取られる。そして、スクレー
パ部材４０によりかき取られたトナーは、前述のケース
２７のー部によって構成されたクリーニングケース２７
Ａの底部に配置されたトナー排出部材２９によって排出
される。

【００２９】なお、駆動ローラ２４Ａに対してクリーニ
ングローラ２８の電位差をどちらにとるかにより、クリ
ーニングできるトナーの極性が異なる。転写ベルト２３
上に存在するトナーの極性は正規の帯電極性のものだけ
とは限らず、逆極性のものも存在する。したがって、ク
リーニングローラ２８には、転写位置Ｓで印加される電
圧と逆極性の電圧を印加するだけではなく、同極性の電
圧も印加できるようにするとよい。例えば、転写位置Ｓ
で印加される電圧と逆極性又は同極性の電圧を適宜印加
することができる制御手段をベルト用クリーニング装置
２６に設けてもよい。また、上述した機能を有するクリ
ーニングローラ２８を複数個設けても、上述したクリー
ニング動作を複数回行ってもよい。これより、クリーニ
ング性を向上させることができる。

【００３０】さらに、クリーニングローラ２８に関して
は、ステンレス（ＳＵＳ）に軟窒化処理したものを用い
るとよい。軟窒化処理を施すことにより、クリーニング
ローラ２８表面の摺動性が向上すると同時に、表面硬度
が上がり耐久性が向上する。具体的に、クリーニングロ
ーラ２８の表面硬度は、耐久性の点からビッカース硬度
（荷重０．１ｋｇ）でＨｖ８００以上が好ましい。

【００３１】

【発明の効果】請求項１乃至６の発明によれば、弾性体
よりなるトナー除去手段の巻き込み（いわゆるブレード
の巻き込み）が発生しないため、クリーニング角設定の
余裕が上がる。したがって、クリーニングローラの小径
化が可能となり、装置の小型化を図ることができるとい
う優れた効果がある。また、クリーニングローラの特性
にクリーニングしやすさを付加することができるので、
クリーニング性能が向上するという優れた効果がある。

【００３２】特に、請求項２の発明によれば、トレーデ
ィング方向から当接している場合に比べ、クリーニング
性能が向上すると同時に、装置の小型化を図ることがで
きるという優れた効果がある。

【００３３】また、請求項３の発明によれば、無端状ベ
ルト上に残存するトナーをトナーの帯電極性によらず完
全にクリーニングすることができるという優れた効果あ
る。

【００３４】また、請求項４の発明によれば、クリーニ
ングローラに電圧を印加するための専用の接点を設ける
必要がないので、コストダウンを図ることができるとい
う優れた効果ある。

【００３５】また、請求項５及び６の発明によれば、ク
リーニングローラ表面の摺動性と表面硬度が向上し耐久
性に優れているため、クリーニング性能が長期に亘り保
持され、装置の高寿命化を図ることができるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す
正面図。

【図２】同画像形成装置の転写装置及びベルト用クリー
ニング装置の概略構成を示す正面図。

【図３】同ベルト用クリーニング装置の概略構成を示す
要部拡大斜視図。

【符号の説明】

１４感光体２２転写装置２３転写ベルト２６ベルト用クリーニング装置２８クリーニングローラ４０スクレーパ部材３０定着装置３３感光体用クリーニング装置５０高圧電源Ｐ転写紙Ｓ転写位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤洋東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H032 AA05 BA05 BA18 BA23 BA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持する像担持体と、該像担持
体に対向配置された無端状ベルトと、該無端状ベルト表
面に当接して該表面をクリーニングする金属材料からな
るクリーニングローラとを備え、該無端状ベルトに印加
された電圧の作用によって該像担持体表面に形成された
トナー像を転写位置で転写材表面に転写する画像形成装
置において、該クリーニングローラ表面に当接して該表面からトナー
を除去する金属材料からなるトナー除去手段が設けられ
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１の画像形成装置において、該トナー除去手段が該クリーニングローラの表面にカウ
ンター方向から当接していることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項３】請求項１の画像形成装置において、該転写位置に印加される電界に対して同極性又は逆極性
の電圧が該クリーニングローラに印加されることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項４】請求項３の画像形成装置において、該電圧が該トナー除去手段を介して該クリーニングロー
ラに印加されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１の画像形成装置において、該クリーニングローラの表面に軟窒化処理が施されてい
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項１の画像形成装置において、該クリーニングローラの表面硬度が、ビッカース硬度
（荷重０．１ｋｇ）でＨｖ８００以上であることを特徴
とする画像形成装置。