JP2015219377A - ベルトクリーニング装置、中間転写装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】初動時に中間転写ベルト裏面とクリーニング対向ローラに異物が入り込むことによって生じるクリーニング不良を防ぐことができるベルトクリーニング装置を提供する。【解決手段】トナーを転写紙まで搬送する中間転写ベルト１５の表面を清掃するクリーニングブレード３１に中間転写ベルト１５を挟んで対向する位置にあるクリーニング対向ローラ１６を、クリーニング対向ローラ駆動機構５２により独立に駆動する。駆動は、中間転写ベルト１５の駆動前にクリーニング対向ローラ１６をクリーニング対向ローラ駆動機構５２によって独立駆動し、中間転写ベルト１５による搬送方向とは逆方向に回転させる。クリーニング対向ローラ１６を清掃した後にクリーニング対向ローラ１６の逆転動作を停止し、中間転写ベルト１５を駆動する。これにより初動時のクリーニング不良の発生が防がれる。【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置に関し、詳細には中間転写装置における初動時のクリーニング不良の発生防止を図った画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機等の画像形成装置においては、各構成要素をユニット化して交換作業性、コスト低減等を図っている。例えば、感光体ドラムを中心とした作像のための構成要素がユニット化されている。

ところで、サービスマンによる部品交換でなく、ユーザーによるユニットごとの交換となるローエンドの画像形成装置では、低コスト化実現のために各ユニットの高寿命化が図られている。そのため、これまでは問題にならなかった部品の耐久性向上も大きな課題となっている。例えば、中間転写ベルトを用いた画像形成装置においては、感光体上のトナー像を中間転写ベルト上に１次転写してから、中間転写ベルト上のトナー像を転写紙上に２次転写している。このように、１次転写、２次転写に用いている転写ローラあるいは中間転写ベルト駆動用の駆動ローラ、その他中間転写ベルト裏面に接するローラについて次のような耐久性の課題が発生している。

長時間の駆動や多数回の通電により、転写ローラや駆動ローラから異物が染み出し中間転写ベルトの裏面に付着する。中間転写ベルト裏面に付着した異物は中間転写ベルトに接している各ローラに逆に再付着し、飛散トナーや紙粉と結合することもある。そして転写ローラ上に付着した異物は粒状に成長し、例えばクリーニング対向ローラと中間転写ベルトの間に入り込んでクリーニングブレードニップ近傍を不安定にしてクリーニング不良の原因となることがある。

これらに対して中間転写ベルトの裏面を清掃するためベルトに清掃部材を当接させたり、各ローラに清掃部材を設ける技術が考えられ既に知られている。

特許文献１には、装置の低コスト化を図る目的で、クリーニングブレードに対向する位置に設けたクリーニング対向ローラに駆動機能をもたせる構成が開示されている。しかし、クリーニング対向ローラ清掃部材を持っていないため、初動時のクリーニング不良が生じるという問題は解消できていない。

特許文献２には、搬送ベルトのクリーニング性を向上させる目的で、駆動ローラに面で当接する清掃部材を当接させて清掃する構成が開示されている。しかし、クリーニング対向ローラを駆動ローラとは別に独立に持っていないため、中間転写ベルトを停止させたまま駆動中にクリーニングブレードニップ上流に堆積した異物を除去するという問題は解消できていない。

特許文献３には、搬送ベルトのクリーニング性を向上させる目的で、搬送ベルトを逆転させる構成が開示されている。しかし、搬送ベルトの裏面に接するクリーニング対向ローラの清掃部材を持っていないため、クリーニング対向ローラに付着した異物によるクリーニング不良が発生するという問題は解消できていない。

従来のクリーニング対向ローラに清掃部材を設ける構成では、中間転写ベルトの初動によるクリーニングブレードのスティックスリップによりクリーニング対向ローラ上流側に体積した異物がクリーニングニップへ進入してしまう。このため初動時に中間転写ベルト裏面とクリーニング対向ローラに異物が入り込むことによるクリーニング不良を防ぐことが困難となる問題があった。

本発明は、初動時に中間転写ベルト裏面とクリーニング対向ローラに異物が入り込むことによって生じるクリーニング不良を防ぐことができるベルトクリーニング装置、中間転写装置、画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係るベルトクリーニング装置は、トナーを転写紙まで搬送する中間転写ベルトと、該中間転写ベルトの表面を清掃するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードに前記中間転写ベルトを挟んで対向する位置にあるクリーニング対向ローラと、該クリーニング対向ローラの表面を清掃する清掃手段と、該クリーニング対向ローラを独立駆動可能な駆動手段と、クリーニング対向ローラを中間転写ベルトに対して接離可能にする接離手段を備えたベルトクリーニング装置において、前記駆動手段は、前記クリーニング対向ローラを清掃した後に前記クリーニング対向ローラを駆動することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置の中間転写装置において初動時のクリーニング不良の発生を防ぐことができる。

本発明の実施対象となる画像形成装置の概略について説明するための図である。 本発明の実施対象となる画像形成装置の要部構成について説明するための図である。 中間転写ベルトの初動によってクリーニング不良が発生するメカニズムについて説明する図である。 中間転写ベルトの初動によるクリーニング不良を防止するメカニズムについて説明する図である。 中間転写ベルトへのダメージを軽減して、初動によるクリーニング不良を防止するメカニズムについて説明する図である。 クリーニング対向ローラの清掃部材の実施形態について説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、中間転写装置、画像形成装置のベルトクリーニング装置が備えるクリーニング対向ローラに付着する異物によるクリーニング不良の防止に際して、以下の特徴を有する。要するに、中間転写装置においてクリーニングブレードの対向の位置にクリーニング対向ローラに清掃部材を設け、さらにクリーニング対向ローラに独立駆動可能な駆動機能を設けた構成とする。そして、その構成において、クリーニング対向ローラを中間転写ベルトから離間させて、中間転写ベルトの駆動前にクリーニング対向ローラを駆動し、クリーニング対向ローラを清掃する。その後にクリーニング対向ローラの逆転動作を停止して中間転写ベルトを駆動することが特徴になっている。そのため、画像形成装置の中間転写装置において初動時のクリーニング不良の発生を防ぐことができる。

前記本発明の特徴について、以下の図面に示す実施形態を用いて詳細に解説する。図１は、本発明の実施対象となる画像形成装置の概略について説明するための図である。感光体１の表面には帯電手段であるローラ形状の帯電器２が圧接されており、感光体１の回転により従動回転しており、図示しない高圧電源によりＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳されたバイアスが印加されることで感光体１は一様に帯電されている。

感光体１は潜像形成手段である露光手段３により画像情報が露光され、静電潜像が形成される。この露光工程はレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどでおこなわれる。図中４は現像手段である１成分接触現像器であり、図示しない高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、前記感光体１の静電潜像をトナー像として顕像化する。

図中１０は感光体、帯電器、現像器が一体化されたプロセスユニットである。このプロセスユニット１０は並列に４個配設され、フルカラー画像形成時はブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で可視像を形成し、各色の可視像が、当接される中間転写ベルト１５に順次重ね転写されることでフルカラー画像が形成される。

中間転写ベルト１５は、駆動兼２次転写対向ローラ（以下、２次転写対向ローラ）２１、金属製のクリーニング対向ローラ１６、１次転写ローラ５、テンションローラ２０にて張架されており、図示しない駆動モータにより回転駆動されるようになっている。なおベルト張力としてテンションローラ２０の両側にてばねにより加圧している。

１次転写部材として、導電ブレードや導電スポンジローラ、金属ローラ等が使用可能であるが、本実施形態では金属ローラを用い、感光体１に対して中間転写ベルト１５の移動方向と、垂直上方向にオフセット配置している。感光体１に対して１次転写ローラ５に図示しない高圧電源により所定の転写バイアスを印加させることで中間転写ベルト１５を介して転写電界を形成し、感光体１上のトナー画像を中間転写ベルト１５に転移させる。

図中１７はトナーマークセンサ（ＴＭセンサ）１７であり、正反射型や拡散型センサによって中間転写ベルト１５上のトナー像濃度、各色位置測定を行い、画像濃度や色合わせを調整する。図中３２は中間転写ベルトクリーニングユニットであり、クリーニングブレード３１により中間転写ベルト１５上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングを行う。クリーニングブレードの材質としては、ウレタンゴムを使用し、中間転写ベルト１５に対してカウンタ当接させている。掻き取られた転写残トナーは図示しないトナー搬送経路を通り中間転写体用廃トナー収納部３３に収納される。

なお、中間転写ベルト１５を張架している各ローラは、図示しない中間転写ベルトユニット側板によって中間転写ベルト１５の両側より支持されている。

図中２５は２次転写ローラである。２次転写ローラ２５は金属芯金上に、導電性材料によって弾性体を被覆することで構成されている。その材料としては、導電性ローラや電子導電タイプのローラ等が用いられる。転写材２２は給紙搬送ローラ２３、レジストローラ対２４によって、中間転写ベルト１５表面のトナー画像先端部が２次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙される。そして、図示しない高圧電源により所定の転写バイアスを印加することで中間転写ベルト１５上のトナー画像が転写材２２に転移する。この構成において、給紙は縦型パスをとっている。転写材２２は２次転写対向ローラ２１の曲率によって中間転写ベルト１５から分離され、転写材２２に転写されたトナー画像は定着手段４０によって定着されたあと排紙される。

以上のような構成を備えた画像形成装置において、１次転写ローラ５、２次転写対向ローラ２１には高電圧が印加される。これによりローラの材質を構成する異物が染み出して中間転写ベルト１５の裏面に付着していく。またトナーの移動と転写紙の通紙が繰り返されるため、中間転写ベルト１５の内部にも飛散トナーや紙粉が入り込んで、中間転写ベルト１５の裏面に異物として付着する。付着した異物は中間転写ベルト１５を介して中間転写ベルト１５の裏面に接するローラに再付着される。

図２は、本発明の実施対象となる画像形成装置の要部構成について説明するための図である。
具体的には中間転写装置のクリーニング対向ローラ１６を中心としたユニットの構成図である。中間転写ベルト１５の表面にクリーニングブレード３１を当接する。当接には図示しないスプリングによる加圧方式により当接させている。クリーニングブレード３１を当接している対向位置にクリーニング対向ローラ１６が配置されている。クリーニング対向ローラ１６は材質がポリエチレンテレフタレートのクリーニング対向ローラ清掃部材５１を中間転写ベルト１５による回転方向に対してカウンターに当接している。またクリーニング対向ローラ駆動機構５２によって独立駆動可能な構成である。クリーニング対向ローラ１６はクリーニング対向ローラ駆動機構５２によって駆動されないときは、中間転写ベルト１５の駆動によって従動する。

図３は、中間転写ベルトの初動によってクリーニング不良が発生するメカニズムについて説明する図である。
図１に示した画像形成装置で作像を繰り返すと、図３（Ａ）に示すように、中間転写ベルト１５の裏面に各ローラへの電圧印加により生成された放電生成物や飛散トナー、紙粉が異物５３として体積する。その後、中間転写ベルト１５の搬送が停止されると、クリーニングブレード３１と中間転写ベルト１５の摩擦が大きくなり、クリーニングブレード３１の当接位置が図３（Ｂ）に示すように変位する。これに合わせてクリーニングブレード当接位置上流側に堆積されていた異物５３が図３（Ａ）に示すニップ位置付近に移動する。

その後中間転写ベルト１５が再び駆動するとき、その初動によりクリーニングブレード３１と中間転写ベルト１５の静止摩擦によってクリーニングブレード３１の弾性力が蓄えられる。そして中間転写ベルト１５とクリーニングブレード３１が動摩擦状態になったときに蓄えられた弾性力が開放され、中間転写ベルト１５とクリーニングブレードの当接位置が図３（Ｃ）に示す位置に変位する。このとき中間転写ベルト１５の裏面にある異物５３は中間転写ベルト１５の弾性力により図３（Ｂ）で示す移動した場所にとどまっている。この位置にクリーニングブレードの当接位置が移動することでこの異物５３に中間転写ベルト１５を挟んで乗り上げることになる。するとクリーニングブレード３１の当接状態が不安定になり、クリーニング不良を引き起こす。

またこの現象はクリーニングブレード３１の材質や置かれる周囲環境の条件によって発生頻度は異なり、中間転写ベルト１５の表面性状に対するクリーニングブレード３１の追従性が低くなる低温低湿環境で発生しやすい。そこで、周囲の環境条件を検知するセンサを適宜配し、検知した周辺環境条件、例えば温度、湿度の数値に応じてクリーニング対向ローラ１６の駆動の実施の有無を決定することで、中間転写ベルト１５への余分な摺擦負荷を軽減およびダウンタイムの低減ができる。特に中間転写ベルト１５裏面の異物によってクリーニング不良が発生しやすい環境で行うと効果が大きい。

図４は、ベルトクリーニング装置が備える中間転写ベルトの初動によるクリーニング不良を防止するメカニズムについて説明する図である。
図４（Ｂ）の状態に至るまでのメカニズムは、図３（Ｂ）までのメカニズムと同様である。その後図４（Ｃ）に示すように中間転写ベルト１５の駆動前にクリーニング対向ローラ１６を独立駆動可能にしているクリーニング対向ローラ駆動機構５２によってベルト搬送方向とは逆方向に１周以上回転する。これにより、クリーニングブレード３１の当接位置付近に堆積していた異物５３をクリーニング対向ローラ清掃部材５１によって掻き取る。その後図４（Ｄ）に示すようにクリーニング対向ローラ１６を従動可能状態にして、中間転写ベルト１５の搬送を開始することで、クリーニングブレード３１の当接位置への異物５３の侵入を防ぎ、中間転写ベルト１５の初動によるクリーニング不良を防止する。

図５は、中間転写ベルトへのダメージを軽減して、初動によるクリーニング不良を防止するメカニズムについて説明する図である。図示の構成では、クリーニング対向ローラ接離機構５４によりクリーニング対向ローラ１６を中間転写ベルト１５に接離可能である。
図５（Ｂ）の状態に至るまでのメカニズムは、図３（Ｂ）までのメカニズムと同様である。その後図５（Ｃ）に示すように中間転写ベルト１５の駆動前に、クリーニング対向ローラ接離機構５４によってクリーニング対向ローラ１６を中間転写ベルト１５から離間する。その後、クリーニング対向ローラ１６を独立駆動可能にしているクリーニング対向ローラ駆動機構５２によってベルト搬送方向とは逆方向に１周以上回転させる。それによって、クリーニングブレード３１の当接位置付近に堆積していた異物５３をクリーニング対向ローラ清掃部材５１によって掻き取る。その後図５（Ｄ）に示すようにクリーニング対向ローラ１６を従動可能状態にして、同時にクリーニング対向ローラ接離機構５４によって中間転写ベルト１５に当接状態にしてから中間転写ベルト１５の搬送を開始する。このことで、クリーニングブレード３１の当接位置への異物５３の侵入を防ぎ、中間転写ベルト１５の初動によるクリーニング不良を防止する。

図６はクリーニング対向ローラの清掃部材の実施形態について説明する図である。
クリーニング対向ローラ清掃部材５１には弾性体を用いる。本実施形態では図６（Ａ）と図６（Ｂ）はＰＥＴシート、図６（Ｃ）ではウレタンフォームを用いている。図６において中間転写ベルト１５の駆動方向に対してクリーニング対向ローラ１６が同方向に回転する場合を順方向と呼び、その反対方向を逆方向と呼ぶ。図６（Ａ）ではクリーニング対向ローラ１６が順方向に回転する場合にカウンター方向に当接するように、クリーニング対向ローラ清掃部材５１が配置されている。このとき、クリーニング対向ローラ１６が逆方向に回転すると、当接方向が逆になり、クリーニング対向ローラ１６の回転方向によってクリーニング性に差が生じる。

図６（Ｂ）ではクリーニング対向ローラ清掃部材５１を複数設けた。複数設けることでクリーニング対向ローラ１６の回転方向によらずクリーニング性を保つことが可能になる。図６（Ｃ）では清掃部材にウレタンフォームを用いている。この場合もクリーニング対向ローラ１６の回転方向によらずクリーニング性を保つことができ、さらにクリーニング対向ローラ清掃部材５１の当接面を広くもつことでクリーニング性の向上を図ることが可能である。

なお、クリーニング対向ローラ１６に当接している清掃部材をスポンジ材とすることで、クリーニング対向ローラ１６の回転方向によらないクリーニング性を持たせることができ、かつクリーニングニップを確保することでクリーニング性の向上を図ることができる。そして、スポンジ材としてスポンジローラを用いることで、クリーニング対向ローラの回転方向によらないクリーニング性を持たせることができ、クリーニング対向ローラの駆動負荷を低減させることができる。

以上説明したように、本実施形態は、中間転写ベルト１５の表面を清掃するクリーニングブレード３１に中間転写ベルト１５を挟んで対向するクリーニング対向ローラ１６を、クリーニング対向ローラ駆動機構５２で独立駆動する。すなわち中間転写ベルト１５の駆動前にクリーニング対向ローラ１６をクリーニング対向ローラ駆動機構５２によって独立駆動する。それにより中間転写ベルト１５による搬送方向とは逆方向に回転させる。そして、クリーニング対向ローラ１６を清掃した後にクリーニング対向ローラ１６の逆転動作を停止し、中間転写ベルト１５を駆動する。そのため、画像形成装置の中間転写装置において初動時のクリーニング不良の発生が防がれる。

またクリーニング対向ローラ１６の逆転動作を中間転写ベルト１５の駆動停止後とすることで、中間転写ベルト１５の駆動に対する負荷が軽減される。またクリーニング対向ローラ１６の駆動する方向が中間転写ベルト搬送方向と逆方向であることで、中間転写ベルト１５の駆動中にクリーニングブレード３１のニップ上流に堆積された異物をクリーニング対向ローラ清掃部材５１の位置まで移動させ、清掃する。さらに、クリーニング対向ローラ１６に当接している清掃部材をシート材で複数設けることで、クリーニング対向ローラ１６を駆動させた際に、順方向、逆方向問わずカウンターで当接させることができ、クリーニング性が向上させ得る。さらに清掃部材のうちクリーニング対向ローラ１６に接する箇所にパイル材からなる清掃材を設けていることで、クリーニング性が向上する。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：感光体
２ ：帯電器
３ ：露光手段
５ ：１次転写ローラ
１０ ：プロセスユニット
１５ ：中間転写ベルト
１６ ：クリーニング対向ローラ
２０ ：テンションローラ
２１ ：２次転写対向ローラ
２２ ：転写材
２３ ：給紙搬送ローラ
２４ ：レジストローラ対
２５ ：２次転写ローラ
３１ ：クリーニングブレード
３３ ：中間転写体用廃トナー収納部
４０ ：定着手段
５１ ：クリーニング対向ローラ清掃部材
５２ ：クリーニング対向ローラ駆動機構
５３ ：異物
５４ ：クリーニング対向ローラ接離機構

特開平１０−３１９７４０号公報 特開２００１−１２５４４６号公報 特許３４８４２８５号公報

Claims (10)

1. トナーを転写紙まで搬送する中間転写ベルトと、
   該中間転写ベルトの表面を清掃するクリーニングブレードと、
   該クリーニングブレードに前記中間転写ベルトを挟んで対向する位置にあるクリーニング対向ローラと、
   該クリーニング対向ローラの表面を清掃する清掃手段と、
   該クリーニング対向ローラを独立駆動可能な駆動手段と、
   前記クリーニング対向ローラを前記中間転写ベルトに接離可能にする接離手段と、
   を備えたベルトクリーニング装置において、
   前記駆動手段は、前記クリーニング対向ローラを清掃した後に前記クリーニング対向ローラを駆動する、
   ことを特徴とするベルトクリーニング装置。
2. 請求項１のベルトクリーニング装置において、
   前記クリーニング対向ローラの駆動は、前記中間転写ベルトの駆動停止後とした、
   ことを特徴とするベルトクリーニング装置。
3. 請求項１又は２に記載のベルトクリーニング装置において、
   前記クリーニング対向ローラを駆動する方向は、前記中間転写ベルトによる前記搬送の方向と逆方向とした、
   ことを特徴とするベルトクリーニング装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のベルトクリーニング装置において、
   前記清掃手段は複数のシート材からなる、
   ことを特徴とするベルトクリーニング装置。
5. 請求項４に記載のベルトクリーニング装置において、
   前記清掃手段の前記クリーニング対向ローラに接する箇所に、パイル材からなる清掃材を設けてなる、
   ことを特徴とするベルトクリーニング装置。
6. 請求項１乃至３のいずれかに記載のベルトクリーニング装置において、
   前記清掃手段の前記クリーニング対向ローラに当接する箇所に、スポンジ材からなる清掃材を設けてなる。
   ことを特徴とするベルトクリーニング装置。
7. 請求項６に記載のベルトクリーニング装置において、
   前記スポンジ材はスポンジローラである、
   ことを特徴とするベルトクリーニング装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のベルトクリーニング装置において、
   周囲の環境条件を検知するセンサを持ち、
   該センサで検知した周囲環境の数値に応じて前記クリーニング対向ローラの駆動の実施の有無を決定することを特徴とするベルトクリーニング装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載のベルトクリーニング装置を備えたことを特徴とする中間転写装置。
10. 請求項１乃至８のいずれかに記載のベルトクリーニング装置又は請求項９に記載の中間転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。