JP2005250368A - クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
導電性ベルト表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置において、クリーニング部材の対向位置に複数の導電性対向電極を設け、効率良くトナーを除去できるクリーニング装置を提供する。
【解決手段】
ベルト表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置であって、前記ベルトに当接されているクリーニング部材と、前記クリーニング部材の対向位置で前記ベルトに接する予備電極及び対向電極とから構成され、前記ベルトと前記クリーニング部材との接触領域における該ベルトの移動方向上流側の始端を基準とし、前記始端の上流側に当接されている前記予備電極を前記クリーニング部材と同電位に設定し、前記始端の下流側に当接されている前記対向電極と前記クリーニング部材との間にクリーニング電界を形成することを特徴とするものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置において、ベルト表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置に関する。

特開２００１−５６６１２号公報

電子写真方式を適用している複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置においては、画像情報に応じたトナー像を感光体上に形成した後、このトナー像を記録シートへ転写することにより記録画像を形成している。例えば、レーザプリンタでは、感光体の表面が接触帯電器により帯電され、画像情報に基づいて変調されたレーザビームが感光体へ露光されることにより感光体上に静電潜像が形成される。続いて、現像器により感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、感光体上にトナー像が形成される。その後、感光体上に形成されたトナー像は記録シートに転写され、トナー像が転写された記録シートは、定着器によりトナー像が加熱定着されることにより記録画像が得られるような構成となっている。または、感光体上に形成されたトナー像を中間転写体ベルトへ一次転写し、この中間転写体ベルト上に形成されたトナー像を記録シートへ二次転写させる構成となっている。

感光体上のトナー像を記録シートに転写する方法としては、感光体の対向位置に転写部材を配置し、この転写部材により記録シートの裏面に感光体上のトナーの帯電電荷と逆極性の電荷を与え、感光体上のトナー像を記録シートの表面に静電転写させる方法がある。この方法において、トナーの帯電極性がマイナス(−)の場合、記録シートの裏面に配設された二次転写部材にはプラス(＋)の転写バイアスが印加され、記録シートの裏面に対してプラス(＋)の電荷が与えられることになる。そして、これにより、感光体と転写部材との間に転写電界が形成され、感光体上のトナー像は記録シートへ転写される。しかし、トナー像を前述の如く中間転写体ベルトを介して記録シートへ転写する場合、記録シートへ転写されなかった残留トナーが中間転写体ベルト表面に残ってしまうことがある。また、電子写真方式の画像形成装置では、一般的に中間転写体ベルト表面に濃度誤差検出用基準パターン像及び位置ずれ検出用基準パターン像を定期的に形成し、これら基準パターン像を検出することにより、記録画像の濃度誤差や位置ずれが補正されている。この時、例えば二次転写ベルトにより記録シートを搬送させながら中間転写体ベルト表面に形成されているトナー像を記録シートへ静電転写する画像形成装置においては、基準パターン像が中間転写体ベルトと二次転写ベルトとの間を通過する際に通常とは逆の転写バイアスが印加された状態であっても、二次転写ベルトへトナーが転写され、二次転写ベルト表面のトナーが記録シートの裏面に付着してしまうことがある。

そこで、従来より無端状ベルトに付着したトナーを除去するためクリーニング装置が提案されている(特開２００１−５６６１２号公報)。このクリーニング装置は、ベルト１０２の移動方向における記録シートの分離位置の下流側に配置され、更に、ベルト１０２を挟んでクリーニング部材１００と対向する位置に設けられている転写電圧とは逆極性の電圧を印加する回転体からなる接触電極１０１により、クリーニング部材１００と接触電極１０１との間にクリーニング電界が形成され、ベルト１０２上の残留トナーがクリーニング装置へ吸着される構成となっている(図４(ａ))。この構成におけるクリーニング電界は、接触電極１０１近傍の広範囲にわたり形成されるため(図４(ｂ))、ベルト１０２の移動方向上流側におけるクリーニング部材１００と接触電極１０１との間隙において放電が発生してしまう。そのため、マイナス(−)に帯電されている残留トナーが逆極であるプラス(＋)に帯電され、残留トナーがクリーニング部材１００と接触電極１０１との間を通過する際、プラス(＋)に帯電しているクリーニング部材１００と反発してしまう。その結果、ベルト１０２上の残留トナーはクリーニング部材１００へ吸着されず、クリーニングの効率が低下してしまう。また、残留トナーの帯電量によりクリーニング効率がばらついてしまうという問題があった。

本発明はこのような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、ベルト表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置において、クリーニング部材の対向位置に複数の導電性対向電極を設け、効率良くトナーを除去できるクリーニング装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のクリーニング装置は、ベルト表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置であって、前記ベルトに当接されているクリーニング部材と、前記クリーニング部材の対向位置で前記ベルトに接する予備電極及び対向電極とから構成され、前記ベルトと前記クリーニング部材との接触領域における該ベルトの移動方向上流側の始端を基準とし、前記始端の上流側に当接されている前記予備電極を前記クリーニング部材と同電位に設定し、前記始端の下流側に当接されている前記対向電極と前記クリーニング部材との間にクリーニング電界を形成することを特徴とするものである。

このような本発明のクリーニング装置において前記ベルトとしては、カラー画像形成装置に適用されるのであれば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナー像が多重転写される中間転写体ベルト、或いは、前記中間転写体ベルトに多重転写されているトナー像を記録シートへ静電転写させる二次転写ベルトが本発明の前記ベルトに該当する。

前記クリーニング部材は、前記ベルトを挟み該クリーニング部材の対向位置に配設されている前記対向電極との間にクリーニング電界を形成させることができるものでなければならない。そして、前記クリーニング部材は円柱状の導電性ロール、或いは、円柱状の軸の周囲にブラシが施されている導電性ブラシのどちらであっても差し支えない。

前記クリーニング部材として導電性ロール、或いは導電性ブラシのどちらが適用されている場合であっても、該クリーニング部材は前記ベルトに対し広い領域で接触させることができる位置に配設されている。つまり、前記ベルトと前記クリーニング部材は線接触ではなく面接触しており、この面接触している接触領域においてクリーニングを行うことができる構成となっている。そして、本発明では接触領域の前記ベルトの移動方向の上流側の始端を基準とし、この始端の上流側に前記予備電極を、そして下流側に前記対向電極が設けられている。

前記クリーニング部材と前記対向電極との間にクリーニング電界を形成し、前記ベルト表面に残留しているトナーのクリーニングを行う際には、前記トナーを該クリーニング部材へ吸着させるため、かかるクリーニング部材には該トナーの帯電電荷と逆極の電荷が与えられている。そして、前記トナーが接触領域に差し掛かると、該トナーは前記クリーニング部材へ吸着され、トナーは除去される。この時、前記トナーが前記始端に接近すると、クリーニング部材とベルトとが形成する微小間隙において放電が発生し、ベルトに付着しているトナーが逆極、つまり前記クリーニング部材と同極にチャージされてしまうことがある。この場合、同極にチャージされたトナーは、前記接触領域に差し掛かっても前記クリーニング部材と反発し、前記トナーは該クリーニング部材へ吸着されず、該トナーは前記ベルト表面から除去されない。そこで、本発明においては前記始端の上流側の前記トナーが逆極にチャージされ得る位置に前記予備電極を配設し、該予備電極を前記クリーニング部材と同電位に設定している。これにより、前記トナーが前記始端へ接近した際、放電により該トナーが前記クリーニング部材と同極にチャージされることを防止することが可能となる。

前記始端の下流側に設けられている前記対向電極は、前記接触領域内において前記クリーニング部材と該対向電極との間にクリーニング電界を形成する構成となっている。この構成により、前記始端の上流側で逆極にチャージされるのを防止された前記トナーを該始端の下流側で前記クリーニング部材へ確実に吸着し、該トナーを効率良く除去することができる。

以上のように構成される本発明のクリーニング装置によれば、ベルト表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置において、クリーニング部材の対向位置に複数の導電性対向電極を設け、効率良くトナーを除去することが可能となる。

以下添付図面に基づいて本発明のクリーニング装置を詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。本構成図は、接触帯電器で感光体表面を帯電した後、レーザ光線の照射により静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーにより現像するゼログラフィエンジンをイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について備えたタンデム型のカラー電子写真方式の画像形成装置のＩＯＴ（イメージアウトプットターミナル：画像出力部）の概要が示されている。尚、図中では画像形成装置の画像読取部や画像処理部などは省略している。

この画像形成装置のＩＯＴは、図中矢印Ａの方向にて回転する４つの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、この各感光体の表面を帯電する接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、帯電された各感光体表面を各色の画像情報に基づいて変調された露光光により露光し、各感光体上に静電潜像を形成するＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと、各感光体上の静電潜像を各色現像剤で現像して感光体上にトナー像を形成する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、感光体上の各色トナー像を中間転写体ベルト６に転写する一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、中間転写体ベルト６上のトナー像を記録シートＰに転写する二次転写ロール７及び二次転写ベルト７ｂと、中間転写体ベルト表面をクリーニングする中間転写体ベルトクリーナ８と、記録シートＰに転写されたトナー像を定着する定着器９と、二次転写ベルト７ｂをクリーニングする二次転写ベルトクリーナ１０と、記録シートＰを収納する用紙トレイＴと、各感光体の表面をクリーニングするクリーナ(図示せず)と、各感光体表面の残留電荷を除去する除電器(図示せず)とから構成されている。

本構成図に示されている画像形成装置における画像形成動作としては、先ず、画像読取部（図示せず）で原稿から読み取られた原画像信号、或いは外部のコンピュータ（図示せず）などで作成された原画像信号は画像処理部（図示せず）に入力される。この入力画像信号は、各色の画像情報に分解された後、ＲＯＳ（レーザ出力部）３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力され、レーザ光線Ｌが変調される。そして、この変調されたレーザ光線Ｌは、接触帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより一様帯電された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの表面に照射される。この各感光体表面にレーザ光線Ｌがラスタ照射されると、各感光体上にはそれぞれ入力画像信号に対応した静電潜像が形成される。続いて、各色現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより各感光体上の静電潜像がトナーにより現像され、各感光体上にトナー像が形成される。各感光体上に形成されたトナー像は、各一次転写器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより中間転写体ベルト６上へ多重転写され、トナー像が形成される。この中間転写体ベルト６へトナー像の転写が終了した各感光体は、クリーナにより表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、除電器により残留電荷が除去される。

二次転写ロール７は中間転写体ベルト６を挟んでバックアップロール７ａの対向位置に配設されており、二次転写ロール７と二次転写ベルト７ｂにより記録シートＰの搬送方向に所定の領域を有するニップ部が形成されている。バックアップロール７ａは絶縁性ロールの表面を半導電性シートで被覆して形成されており、その表面には所定の転写バイアス電圧が印加された導電性のコンタクトロール(図示せず)が当接している。従って、このコンタクトロールに対してトナー像と同極性の転写バイアス電圧を印加し、バックアップロール７ａの表面に対して電荷を付与すると、記録シートＰの裏面側に位置する転写ロール７と中間転写体ベルト６の裏面側に位置するバックアップロール７ａとの間に転写電界が形成され、中間転写体ベルト６上に保持されていたトナー像はニップ部において用紙トレイから送られてくる記録シートＰに静電転写される。その後、定着器９により記録シートＰ上に転写されたトナー像が定着され所望の画像が得られる。記録シートＰ上へのトナー像の転写が終了した中間転写体ベルト６は、中間転写体ベルトクリーナ８に、そして、二次転写ベルト７ｂは二次転写ベルトクリーナ１０より表面に付着した残留トナーなどの付着物がクリーニングされ、一回の画像形成動作が終了する。

二次転写ベルトクリーナ１０の対向位置に１組の電極１１が配設されているクリーニング装置を示しているのが図２である。二次転写ベルトクリーナ１０は二次転写ベルト７ｂの表面に当接されており、二次転写ベルトクリーナ１０及び二次転写ベルト７ｂはそれぞれ図中の矢印の方向に回転・移動している。二次転写ベルトクリーナ１０の回転軸と二次転写ベルト７ｂ表面との間隔は、二次転写ベルト７ｂの移動方向に接触領域Ｎが常に確保される間隔に設定されている。図中点Ｓは接触領域Ｎの二次転写ベルト７ｂの移動方向上流側の始端を示している(以下「始端Ｓ」という)。本実施例では始端Ｓを基準に二次転写ベルト７ｂの移動方向上流側には予備電極１１ａ、そして、下流側には対向電極１１ｂがそれぞれ二次転写ベルト７ｂの裏面に当接されている。また、電源１２及び対向電極１１ｂはそれぞれアース１３及びアース１４に接続され、接地されている。

クリーニング時には、電源１２により二次転写ベルトクリーナ１０と予備電極１１ａとに同電位が与えられ、二次転写ベルトクリーナ１０と対向電極１１ｂとの間にはクリーニング電界が形成される。これにより、二次転写ベルト７ｂ表面の残留トナーは二次転写ベルトクリーナ１０へ吸着され、除去される。

図２の構成において、二次転写ベルト７ｂ表面に残留しているトナーが二次転写ベルトクリーナ１０へ吸着されている様子を模式的に示しているのが図３である。本図において、トナーはマイナス(−)に帯電されており、二次転写ベルトクリーナ１０にプラス(＋)の電荷が付与されることにより、二次転写ベルトクリーナ１０と対向電極１１ｂとの間にクリーニング電界が形成され、二次転写ベルト７ｂ表面に残留しているトナーは二次転写ベルトクリーナ１０へ吸着されるものとなっている(図３(ａ))。この時、始端Ｓの上流側に配設されているトナーは、二次転写ベルトクリーナ１０と同電位を与えられている予備電極１１ａにより放電が抑えられ、逆極にチャージされることはない。そして、この予備電極１１ａにより、対向電極１１ｂ近傍に形成される電界は上流側において急峻に立ち上がるものとなり(図３(ｂ))、効率良く二次転写ベルト７ｂ表面の残留トナーを二次転写ベルトクリーナ１０へ吸着することができる。

尚、本実施例では二次転写ベルト７ｂ表面の残留トナーを二次転写ベルトクリーナ１０により除去する例を示したが、中間転写体ベルト６に中間転写体ベルトクリーナ８を当接させ、中間転写体ベルト６表面の残留トナーを中間転写体ベルトクリーナ８へ吸着し、除去させてもよい。この場合であっても、中間転写体ベルト６を挟み中間転写体ベルトクリーナ８の対向位置に予備電極１１ａ、対向電極１１ｂを設け、予備電極１１ａを始端の上流側に、対向電極１１ｂを始端の下流側に配置する。そして、中間転写体ベルトクリーナ８と予備電極１１ａとに同電位を与えることにより、始端の上流側に位置しているトナーの放電を抑えることができ、効率良く中間転写体ベルト６表面の残留トナーを中間転写体ベルトクリーナ８へ吸着することが可能である。

また、二次転写ベルトクリーナ１０と予備電極１１ａとを同電位で接地し、対向電極１１ｂにトナーと同じ極性の電圧を印加することにより、同様に効率良く二次転写ベルト７ｂ表面の残留トナーを二次転写ベルトクリーナ１０へ吸着することが可能である。更に、中間転写体ベルト６に中間転写体ベルトクリーナ８を当接させ、中間転写体ベルトクリーナ８と予備電極１１ａとを同電位で接地し、対向電極１１ｂにトナーと同じ極性の電圧を印加することでも同様に中間転写体ベルト６表面の残留トナーを中間転写体ベルトクリーナ８へ吸着することができる。

最後に、二次転写ベルト、或いは中間転写部材としては、体積抵抗率が７ｌｏｇΩ・ｃｍ〜１２ｌｏｇΩ・ｃｍであれば、チャージアップや、リークの問題が発生せず、電気的にクリーニングするには適している。また、ベルト材料としては、ゴム材などからなる弾性ベルト或いは樹脂ベルトに対しても同様のクリーニング構成が適用できる。更に、クリーニング部材としては、７ｌｏｇΩ・ｃｍ〜１２ｌｏｇΩ・ｃｍであれば、ベルト表面にピンホール等の欠陥があっても問題なく使用することが可能である。

本発明が適用される電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の概略構成図である。 本発明のクリーニング装置を示している図である。 本発明のクリーニング装置によるクリーニングを模式的に示している図である。 従来のクリーニング装置によるクリーニングを模式的に示している図である。

符号の説明

７ｂ・・・二次転写ベルト、１０・・・二次転写ベルトクリーナ、１１ａ・・・予備電極、１１ｂ・・・対向電極、１２・・・電源、１３、１４・・・アース

Claims (5)

1. ベルト表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置であって、
   前記ベルトに当接されているクリーニング部材と、前記クリーニング部材の対向位置で前記ベルトに接する予備電極及び対向電極とから構成され、
   前記ベルトと前記クリーニング部材との接触領域における該ベルトの移動方向上流側の始端を基準とし、
   前記始端の上流側に当接されている前記予備電極を前記クリーニング部材と同電位に設定し、
   前記始端の下流側に当接されている前記対向電極と前記クリーニング部材との間にクリーニング電界を形成することを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記クリーニング部材が導電性ロールであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
3. 前記クリーニング部材が導電性ブラシであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
4. 前記ベルトが中間転写体ベルトであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
5. 前記ベルトが記録シートを搬送する二次転写ベルトであることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。

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