JP2024082679A - 画像形成装置 - Google Patents
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
【課題】クリーニング性能や画像への影響を抑制しつつ、中間転写体上のトナー帯電ブラシに紙粉が堆積して成長することを抑制する。【解決手段】画像形成装置は、中間転写体7と、第1のブラシ21と、第2のブラシ22と、移動可能な支持部63と、支持部63を移動させる移動機構60と、中間転写体7を回転させる第1の駆動部と、移動機構60を駆動して支持部63を移動させる第2の駆動部と、制御部と、を有し、制御部は、中間転写体7の回転の開始及び終了を制御するための第1の駆動部に対する第1の指示信号G1と、支持部63の移動の開始及び終了を制御するための第2の駆動部に対する第2の指示信号G2と、を出力するように構成されており、第1の指示信号G1に応じて中間転写体7が回転している間又は停止している間に、第2の指示信号G2を出力して支持部63の移動の開始又は終了の少なくとも一方を行うことが可能である構成とする。【選択図】図4
Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの機能のうち複数を備えた複合機などの画像形成装置に関するものである。
従来、例えば電子写真方式を用いた複写機などの画像形成装置として、像担持体としての感光体に形成されたトナー像が中間転写体上に1次転写された後に紙などの記録材に2次転写される中間転写方式の画像形成装置がある。中間転写体としては、無端ベルト状の部材である中間転写ベルトが多く用いられている。このような画像形成装置には、2次転写時に記録材に転写されずに中間転写ベルト上に残ったトナー(2次転写残トナー)などの付着物を中間転写ベルト上から除去するためのクリーニング装置が設けられている。このクリーニング装置は、中間転写ベルト上に形成されて記録材には転写されない調整用のトナー像(パッチ)を中間転写ベルト上から除去するためにも用いられる。2次転写残トナーや調整用のトナー像などのクリーニング装置により除去されるべき中間転写ベルト上のトナーを単に「残留トナー」ともいう。
中間転写ベルト上の残留トナーを除去して中間転写ベルトの表面を清掃するクリーニング装置として、ブラシ部材を用いた静電クリーニング方式のものがある。このクリーニング装置は、例えば、中間転写ベルト上の残留トナーを帯電させるプレブラシと、プレブラシにより帯電されたトナーを中間転写ベルト上から除去する回転ブラシと、回転ブラシに付着したトナーを回収する回収ローラと、を有する。
上述のようなクリーニング装置は、中間転写ベルト上の残留トナーだけでなく、中間転写ベルト上の紙粉も中間転写ベルト上から除去する。中間転写ベルト上の紙粉は、残留トナーと共にプレブラシを通過した後に回転ブラシにより中間転写ベルト上から除去される。しかし、中間転写ベルト上の紙粉がプレブラシをすり抜けることができず、プレブラシに紙粉が堆積(停滞)して大きな塊に成長する場合がある。この場合、例えば、次のような問題が生じる場合がある。
つまり、大きな塊に成長した紙粉がプレブラシから中間転写ベルト上に移動し、回転ブラシにより中間転写ベルト上から除去されると、回収ローラと、回収ローラに当接して配置されたシール部材と、の間に、その大きな塊の紙粉が詰まる可能性がある。これにより、回収ローラとシール部材との間に微小な隙間が生じて、回収ローラに回収されたトナーがその隙間から中間転写ベルト側に逆流する可能性がある。このようなクリーニング装置から中間転写ベルト側へのトナーの逆流は、画像不良を発生させる原因となり得る。
プレブラシに紙粉が堆積して大きな塊になることを抑制する手段として、次のような構成が提案されている。特許文献1では、プレブラシと中間転写ベルトとの間の摩擦力を利用して、中間転写ベルトの回転に伴ってプレブラシを中間転写ベルトの回転方向に沿って振動させる構成が提案されている。また、特許文献2では、中間転写ベルトの張架ローラの回転を利用して、中間転写ベルトに対するプレブラシの当接圧や当接離間状態を、中間転写ベルトの回転に伴って周期的に変更する構成が提案されている。
プレブラシに紙粉が堆積して大きな塊に成長することによる問題の発生を抑制するためには、プレブラシに付着した紙粉が大きな塊に成長する前に、プレブラシと紙粉との物理的な付着力を弱めて、プレブラシから紙粉を除去することが望まれる。
そのためには、上記特許文献1に記載の構成のように中間転写ベルトの回転方向に沿ってプレブラシを振動させることも、ある程度有効であると考えられるが、中間転写ベルトとプレブラシとの当接部には振動が伝わりにくく、プレブラシに紙粉が堆積しやすい。
これに対し、例えば、プレブラシを中間転写ベルトから離間させることでブラシの先端部の紙粉を除去したり、プレブラシを中間転写ベルトに押し付ける方向及び中間転写ベルトから離れる方向に移動させてプレブラシの内部に堆積した紙粉を先端部へと移動させて除去しやくしたりすることが効果的であると考えられる。
一方、プレブラシは中間転写ベルト上の残留トナーを帯電させるものである。そのため、上記特許文献2に記載されるように中間転写ベルトに対するプレブラシの当接圧や当接離間状態を、中間転写ベルトの張架ローラの回転を利用して周期的に変更する構成の場合、当接圧が十分でない時や離間時は残留トナーの帯電が不十分となる。その結果、中間転写ベルトのクリーニング性能が低下するおそれがある。また、中間転写ベルトに対するプレブラシの当接圧や当接離間状態を、中間転写ベルトの張架ローラの回転を利用して周期的に変更する構成の場合、例えば画像形成時に中間転写ベルト上にトナー像がある時などには、プレブラシの移動に伴う衝撃による画像への影響が懸念される。
したがって、本発明の目的は、中間転写体のクリーニング性能や画像への影響を抑制しつつ、中間転写体上のトナーを帯電させるブラシに紙粉が堆積して大きな塊に成長することを抑制することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、前記像担持体上に静電像を形成し該静電像にトナーを供給して前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、1次転写部で前記像担持体から1次転写されたトナー像を2次転写部で記録材に2次転写するために搬送する回転可能な中間転写体と、前記中間転写体の回転方向において前記2次転写部よりも下流かつ前記1次転写部よりも上流の第1の当接部で、前記中間転写体の外周面の移動方向における位置が固定された状態で前記中間転写体の外周面に当接して前記中間転写体上のトナーを帯電させる第1のブラシと、前記中間転写体の回転方向において前記第1の当接部よりも下流かつ前記1次転写部よりも上流の第2の当接部で前記中間転写体の外周面に当接して回転し、前記中間転写体上からトナーを除去する第2のブラシと、前記第1のブラシを支持し、前記第1のブラシと共に前記中間転写体から遠ざかる方向及び前記中間転写体に近づく方向に移動可能な支持部と、前記支持部を移動させる移動機構と、前記中間転写体を回転させる第1の駆動部と、前記移動機構を駆動して前記支持部を移動させる第2の駆動部と、前記第1の駆動部及び前記第2の駆動部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記中間転写体の回転の開始及び終了を制御するための前記第1の駆動部に対する第1の指示信号と、前記支持部の移動の開始及び終了を制御するための前記第2の駆動部に対する第2の指示信号と、を出力するように構成されており、前記第1の指示信号に応じて前記中間転写体が回転している間又は停止している間に、前記第2の指示信号を出力して前記支持部の移動の開始又は終了の少なくとも一方を行うことが可能であることを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、中間転写体のクリーニング性能や画像への影響を抑制しつつ、中間転写体上のトナーを帯電させるブラシに紙粉が堆積して大きな塊に成長することを抑制することができる。
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
[実施例1]
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を利用してフルカラー画像を形成することが可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のフルカラー複合機であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置の機能を有している。
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を利用してフルカラー画像を形成することが可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のフルカラー複合機であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置の機能を有している。
画像形成装置100は、装置本体110内に、画像形成部SY、SM、SC、SK、中間転写ユニット19、2次転写ローラ10、定着装置13、給送部16、排出部18、制御部200などを有する。また、画像形成装置100は、装置本体110に取り付けられた、画像読取部120、及びUI(ユーザーインターフェース)としての操作部15などを有する。
画像形成装置100は、画像読取部120からの画像信号、あるいはパーソナルコンピュータなどのホスト機器、デジタルカメラ、スマートフォンなどの外部機器(図示せず)からの画像信号に応じて、4色フルカラー画像を記録材P上に形成することができる。なお、記録材(転写材、記録媒体、シート、用紙)Pは、トナー像が形成されるものである。そして、記録材Pの具体例としては、普通紙、厚紙、普通紙などの代用品である合成樹脂製シート、透明な樹脂のオーバーヘッドプロジェクタ用シート、封筒、はがき、コート紙、エンボス紙、耐水紙(樹脂シート、樹脂コート紙)などが挙げられる。
画像形成装置100は、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成する4つの画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。なお、各色用に設けられた同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを示す符号の末尾のY、M、C、Kを省略して総括的に説明することがある。また、画像形成装置100は、例えば、ブラック単色(モノクロ)画像、上記4色のうちの1色の単色画像、又は上記4色のうちいくつかの色を用いての単色画像若しくはマルチカラー画像を形成することも可能である。図2は、画像形成部Sを拡大して示す概略断面図である。本実施例では、画像形成部Sは、後述する感光ドラム1、帯電ローラ2、露光装置3、現像装置4及びドラムクリーニング装置6などを有して構成される。
画像形成部Sは、像担持体としての回転可能なドラム型(円筒形)の感光体(電子写真感光体)である感光ドラム1を有する。本実施例では、感光ドラム1は、負帯電性の有機感光体(OPC)である。この感光ドラム1は、基体としてのアルミニウム製のシリンダの表面に、下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層と、の3層がこの順番で塗布されて積層された構成を有する。感光ドラム1は、感光体駆動手段を構成する駆動源としてのドラム駆動モータ(図示せず)によって、図1及び図2中の矢印R1方向(時計回り方向)に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。
回転する感光ドラム1の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ2によって、所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に一様に帯電処理される。本実施例では、帯電ローラ2は、感光ドラム1の表面に接触して配置された導電性のゴムローラであり、感光ドラム1の回転に伴って従動回転する。帯電処理時に、帯電ローラ2には、帯電電圧印加手段としての帯電電源(図示せず)により、所定の帯電電圧(帯電バイアス)が印加される。
帯電処理された感光ドラム1の表面は、露光手段としての露光装置(レーザースキャナー装置)3によって画像信号(画像情報)に応じて走査露光され、感光ドラム1上に静電像(静電潜像)が形成される。各色用の露光装置3Y、3M、3C、3Kは、制御部200から出力される各色成分(分解色)の画像情報(画像データ)に従って各色用のレーザー光を発光し、各色用の感光ドラム1Y、1M、1C、1K上に照射する。
感光ドラム1上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置4によってトナーが供給されて現像(可視化)され、感光ドラム1上にトナー像(トナー画像、現像剤像)が形成される。本実施例では、現像剤としてトナー(非磁性トナー粒子)とキャリア(磁性キャリア粒子)とを備えた2成分現像剤を用いる2成分現像方式を採用した。現像装置4は、現像部材(現像剤担持体)としての現像スリーブに2成分現像剤を担持して、現像スリーブと感光ドラム1とが対向する現像領域に搬送し、感光ドラム1上の静電像に応じて2成分現像剤のトナーを感光ドラム1上に供給する。現像時に、現像装置4の現像スリーブには、現像電圧印加手段としての現像電源(図示せず)により、所定の現像電圧(現像バイアス)が印加される。各色用の現像装置4Y、4M、4C、4Kには、現像により消費された分に見合う量のトナーが、各色用の補給用トナーボトル(図示せず)から補給される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム1上の露光部(イメージ部)に、感光ドラム1の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)に帯電したトナーが付着する(反転現像方式)。つまり、本実施例では、現像時のトナーの主要な帯電極性であるトナーの正規の帯電極性(正規極性)は負極性である。帯電ローラ2、露光装置3及び現像装置4は、感光ドラム1上にトナー像を形成する画像形成手段を構成する。
4つの感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向するように、中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト7が配置されている。中間転写ベルト7は、複数の張架ローラとしての駆動ローラ8とテンションローラ9とに巻き掛けられて張架されている。駆動ローラ8は、中間転写体駆動手段(第1の駆動部)を構成する駆動源(第1の駆動源)としてのベルト駆動モータ50(図3)によって回転駆動される。これにより、中間転写ベルト7は、駆動ローラ8から駆動力が伝達されて、図1及び図2中の矢印R2方向(反時計回り方向)に回転(周回移動)する。中間転写ベルト7は、感光ドラム1の周速度に対応する周速度(プロセススピード)で回転する。テンションローラ9は、中間転写ベルト7の張力を一定に制御する。つまり、テンションローラ9は、付勢手段としてのテンションばね(図示せず)の付勢力によって、中間転写ベルト7を内周面側から外周面側へ押し出すような力が加えられている。この力によって、中間転写ベルト7の表面(外周面)の移動方向(搬送方向、走行方向)に張力が掛けられている。なお、本実施例では、中間転写ベルト7を2軸で支持しているが、例えば、3軸で支持し、そのうちの1軸で、中間転写ベルト7の寄り制御を行う構成としてもよい。中間転写ベルト7の内周面側には、各感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに対応して、1次転写手段としてのローラ型の1次転写部材である1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kがそれぞれ配置されている。本実施例では、1次転写ローラ5は、中間転写ベルト7を介して感光ドラム1に対向して配置されている。1次転写ローラ5は、感光ドラム1に向けて押圧されて、中間転写ベルト7を介して感光ドラム1に当接し、感光ドラム1と中間転写ベルト7との当接部である1次転写部(1次転写ニップ部)N1を形成する。テンションローラ9及び各1次転写ローラ5は、中間転写ベルト7の回転に伴って従動回転する。
感光ドラム1上に形成されたトナー像は、1次転写部N1において、1次転写ローラ5の作用によって、回転している中間転写ベルト7上に転写(1次転写)される。1次転写時に、1次転写ローラ5には、1次転写電圧印加手段としての1次転写電源(図示せず)により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)の直流電圧(DC電圧)である1次転写電圧(1次転写バイアス)が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム1上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト7上に重ね合わせるように順次転写される。
中間転写ベルト7の外周面側において、駆動ローラ8に対向する位置には、2次転写手段としてのローラ型の2次転写部材である2次転写ローラ10が配置されている。2次転写ローラ10は、駆動ローラ8に向けて押圧されて、中間転写ベルト7を介して駆動ローラ8に当接し、中間転写ベルト7と2次転写ローラ10との当接部である2次転写部(2次転写ニップ部)N2を形成する。中間転写ベルト7上に形成されたトナー像は、2次転写部N2において、2次転写ローラ10の作用によって、中間転写ベルト7と2次転写ローラ10とに挟持されて搬送されている記録材P上に転写(2次転写)される。2次転写時に、2次転写ローラ10には、2次転写電圧印加手段としての2次転写電源(図示せず)により、トナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)の直流電圧(DC電圧)である2次転写電圧(2次転写バイアス)が印加される。対向部材(対向電極)として機能する駆動ローラ8は、接地電位に接続されている。
記録材Pは、給送部16から給送されて2次転写部N2に供給される。つまり、給送部16は、記録材収容部としてのカセット12、給送部材としての給送ローラ11などを有する。カセット12に収容された記録材Pは、給送ローラ11などによって1枚ずつカセット12から送り出される。この記録材Pは、記録材搬送部材としての搬送ローラ(レジストローラ)17によって所定のタイミングで2次転写部N2へと搬送される。
トナー像が転写された記録材Pは、定着手段としての定着装置13へと搬送される。定着装置13は、熱源を内蔵する定着ローラ13aと、定着ローラ13aに圧接する加圧ローラ13bと、を有する。定着装置13は、加熱された定着ローラ13aと加圧ローラ13bとの間で記録材Pを挟持して搬送することで、記録材P上の未定着のトナー像を加熱及び加圧して記録材P上に定着(溶融、固着)させる。トナー像が定着された記録材Pは、装置本体110の外部に設けられた排出部(排出トレイ)18に排出(出力)されて、記録材Pへの画像形成が終了する。
1次転写時に中間転写ベルト7に転写されずに感光ドラム1上に残ったトナー(1次転写残トナー)は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置6によって、感光ドラム1上から除去されて回収される。ドラムクリーニング装置6は、感光ドラム1に対して所定の押圧力で当接されるクリーニング部材としてのクリーニングブレードによって、回転する感光ドラム1の表面から1次転写残トナーを掻き取り、クリーニング容器内に回収する。また、中間転写ベルト7の外周面側において、テンションローラ9に対向する位置には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置20が配置されている。2次転写時に記録材Pに転写されずに中間転写ベルト7上に残ったトナー(2次転写残トナー)や2次転写時に中間転写ベルト7上に付着した紙粉などの付着物は、ベルトクリーニング装置20によって中間転写ベルト7上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置20については後述して更に詳しく説明する。
また、画像形成装置100は、中間転写ベルト7の表面(外周面)に対向するように配置された、センサユニット40を有する。センサユニット40は、中間転写ベルト7の表面の移動方向(回転方向)において最下流の1次転写部N1Kよりも下流、かつ、2次転写部N2よりも上流の検知部(検知位置)Dにおいて中間転写ベルト7上のトナー像を検知するように配置されている。センサユニット40は、光学センサであるレジセンサ及び濃度センサを有する。レジセンサ、濃度センサは、それぞれ中間転写ベルト7の表面の検知対象としての、調整動作において形成される調整用のトナー像(パッチ)であるレジパッチ、濃度パッチを検知する。本実施例では、レジセンサ及び濃度センサは、それぞれ反射型の光学センサで構成されている。レジセンサ及び濃度センサは、それぞれ中間転写ベルト7の表面に向けて光を照射する発光部と、中間転写ベルト7の表面又はその上のトナー像から反射された発光部からの光を受光する受光部と、これらを収容する収容部と、を有する。レジセンサによるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のレジパッチの検知結果に基づいて、制御部200により各色のズレ量が算出される。この算出されるズレ量は、中間転写ベルト7の搬送方向、搬送方向に垂直な方向、平面上の傾きなどを含む複数の要因によるズレ量を指す。算出されたズレ量は、制御部200で処理されて、出力される画像(画像形成部Sの制御)にフィードバックされる。また、濃度センサによるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の濃度パッチの検知結果に基づいて、制御部200により、各色の画像の濃度を適切な濃度に調整するための濃度調整量が算出される。算出された濃度調整量は、制御部200で処理されて、出力される画像(画像形成部Sの制御)にフィードバックされる。
ここで、本実施例では、中間転写ベルト7は、内周面側から外周面側に基層、弾性層、表層をこの順番で有する3層構造の無端ベルト、すなわち、弾性層を有する無端ベルトである。基層を構成する材料としては、例えば、ポリイミドやポリカーボネートなどの樹脂、又は各種ゴムなどに、帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させた材料が用いられる。基層の厚みは、例えば、0.05~0.15[mm]である。弾性層を構成する弾性材料としては、例えば、ウレタンゴムやシリコーンゴムなどの各種ゴムなどにイオン導電材を適当量含有させた材料が用いられる。弾性層の厚みは、例えば、0.1~0.5[mm]である。表層は、フッ素樹脂などの樹脂を用いて中間転写ベルト7の表面へのトナーの付着力を小さくして、2次転写部N2でトナーを記録材Pへ転写し易くするコート材である。表層の厚みは、例えば、0.002~0.03[mm]である。本実施例で、基層は、導電材を分散させたポリイミド樹脂を用いて構成されている(厚み70[μm])。また、本実施例では、弾性層は、導電性のCRゴム(クロロブレンゴム)(厚み300[μm])を用いて構成されている。また、本実施例では、表層は、PTFE(厚み5[μm])を用いて構成されている。そして、本実施例では、中間転写ベルト7の総厚は375[μm]である。また、中間転写ベルト7は、例えば、体積抵抗率が1×107~1×109[Ω・cm](測定条件:23℃、50%RH環境、抵抗率測定器、100V印加時)、表面硬度が65°(測定条件:23℃、50%RH環境測定、ウォーレス硬度計)である。弾性層を有する中間転写ベルト7は、記録材Pとしてエンボス紙などの表面に比較的大きい凹凸のある記録材Pが用いられる場合でも、弾性層の弾性により、2次転写部N2において記録材Pの表面の凹凸に中間転写ベルト7の表面が追従することができる。そのため、弾性層を有する中間転写ベルト7を用いた画像形成装置100は、記録材Pとしてエンボス紙などの表面に比較的大きい凹凸のある記録材Pが用いられる場合でも、2次転写ムラが抑制された良好な画像を形成することができる。
本実施例では、各画像形成部Sにおいて、感光ドラム1と、これに作用するプロセス手段としての帯電ローラ2、現像装置4及びドラムクリーニング装置6とは、一体的に装置本体110に対して着脱可能なプロセスカートリッジを構成している。感光ドラム1などの各パーツの寿命などに応じて、上記プロセスカートリッジが新品に交換されることで、画像形成装置100は良好な画像を継続して形成することができる。
また、本実施例では、中間転写ベルト7、中間転写ベルト7の張架ローラ8、9、各1次転写ローラ5、ベルトクリーニング装置20などは、一体的に装置本体110に対して着脱可能な中間転写ユニット19を構成している。中間転写ユニット19は、部品寿命や故障時などに新品と交換することができる。本実施例では、中間転写ユニット19は、装置本体110内において各画像形成部Sの上方に取り付けられている。なお、装置本体110は、画像形成装置100から各画像形成部Sのプロセスカートリッジ、中間転写ユニット19を除いた部分である。
2.制御態様
図3は、本実施例の画像形成装置100の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。制御手段としての制御部200は、演算処理を行う中心的素子である演算処理手段としてのCPU、記憶手段としてのROM、RAMなどのメモリ(記憶媒体)、入出力回路などを有して構成される。書き換え可能なメモリであるRAMには、制御部200に入力された情報、検知された情報、演算結果などが格納され、ROMには、制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。CPUとメモリとは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。入出力回路は、制御部200とこれに接続された機器との間の信号の入出力を制御する。
図3は、本実施例の画像形成装置100の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。制御手段としての制御部200は、演算処理を行う中心的素子である演算処理手段としてのCPU、記憶手段としてのROM、RAMなどのメモリ(記憶媒体)、入出力回路などを有して構成される。書き換え可能なメモリであるRAMには、制御部200に入力された情報、検知された情報、演算結果などが格納され、ROMには、制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。CPUとメモリとは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。入出力回路は、制御部200とこれに接続された機器との間の信号の入出力を制御する。
制御部200には、画像形成装置100の各部(画像形成部S、中間転写ユニット19及び記録材Pの搬送に関する部材の駆動装置、各種電源など)が接続されている。制御部200は、画像形成装置100の各部と双方向に通信して各部の動作を制御する。制御部200は、ユーザーやサービス担当者などの操作者による操作に応じて操作部15から入力される信号(開始信号)に基づき、例えば画像読取部120からの画像信号に応じて画像形成装置100の各部を制御して、ジョブ(後述)を実行する。また、制御部200は、通信I/F部70を介してパーソナルコンピュータなどの外部機器(図示せず)から入力される信号(開始信号、画像信号)に基づいて、画像形成装置100の各部を制御して、ジョブを実行することもできる。
本実施例との関係では、制御部200は、機能ブロックとして、演算部201と、駆動制御部210と、記憶部220と、を有する。演算部201及び駆動制御部210は、上記CPUが所定のプログラムに従って動作することで実現される。記憶部220は、上記メモリによって実現される。駆動制御部210には、画像形成装置100の各部の駆動手段が接続されている。そして、本実施例では、駆動制御部210は、演算部201からの指令に基づいて、例えば、後述するプレブラシ21を移動させるためのブラシ移動モータ64を動作させる。また、本実施例では、記憶部220には、後述するカム位置センサ65から取得されたカム位置情報222が記憶される。カム位置センサ65は、カム位置情報222として、後述するブラシ移動カム61の位相(回転方向における位置)、特に、本実施例ではブラシ移動カム61のホームポジション(HP)を検知する。また、本実施例では、記憶部220には、ブラシ移動カム61の位相を制御するためのブラシ移動制御テーブル223が記憶されている。ブラシ移動制御テーブル223は、ブラシ移動カム61のホームポジションを基準としたブラシ移動モータ64の駆動量を示す情報で構成されている。また、制御部200は、後述するベルトクリーニング装置20のクリーニング電源31やクリーニング駆動モータ32の動作の制御も行う。
なお、画像形成装置100は、一の開始指示により開始される、単数又は複数の記録材Pに画像を形成して出力する一連の動作であるジョブ(プリント動作)を実行する。ジョブは、一般に、画像形成工程、前回転工程、複数の記録材Pに画像を形成する場合の紙間工程、及び後回転工程を有する。画像形成工程は、実際に記録材Pに形成して出力する画像の静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の1次転写、2次転写を行う期間であり、画像形成時とはこの期間のことをいう。より詳細には、画像形成時のタイミングは、感光ドラム1、中間転写ベルト7上の画像形成領域が上記静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の1次転写、2次転写の各工程を行う各位置を通過している期間に相当する。前回転工程は、開始指示が入力されてから実際に画像を形成し始めるまでの、画像形成工程の前の準備動作を行う期間である。紙間工程(画像間工程、記録材間工程)は、複数の記録材Pに対する画像形成を連続して行う際(連続画像形成、連続プリント)の記録材Pと記録材Pとの間(紙間)に対応する期間である。後回転工程は、画像形成工程の後の整理動作(準備動作)を行う期間である。非画像形成時とは、画像形成時以外の期間であって、上記前回転工程、紙間工程、後回転工程、更には画像形成装置100の電源投入時又はスリープ状態からの復帰時の準備動作である前多回転工程などが含まれる。より詳細には、非画像形成時のタイミングは、感光ドラム1、中間転写ベルト7上の非画像形成領域が、上記静電像の形成、トナー像の形成、トナー像の1次転写、2次転写の各工程を行う各位置を通過している期間に相当する。ここで、感光ドラム1、中間転写ベルト7上の画像形成領域とは、記録材Pのサイズなどに応じて予め設定された、記録材Pに転写されて画像形成装置100から出力されるトナー像が形成され得る領域であり、非画像形成領域は画像形成領域以外の領域である。本実施例では、非画像形成時に、調整動作や、後述するベルトクリーニング動作などが実行される。
3.ベルトクリーニング装置の概要
1次転写後に感光ドラム1上に残留あるいは付着している付着物は、ほとんどが1次転写残トナーである。一方、2次転写時に中間転写ベルト7は記録材Pと接触するため、2次転写後に中間転写ベルト7上に残留あるいは付着している付着物は、2次転写残トナー(残留トナー)の他、記録材Pの紙に由来する紙粉や填料などもある。これらの中間転写ベルト7上の付着物は、後続の画像形成の前に中間転写ベルト7上から除去される必要がある。また、中間転写ベルト7上に形成されて記録材Pには転写されずに2次転写部N2を通過した調整用のトナー像(残留トナー)も、後続の画像形成の前に中間転写ベルト7上から除去される必要がある。調整用のトナー像としては、前述のように、画像濃度調整用のトナー像(濃度パッチ)や画像位置調整用のトナー像(レジパッチ、色ずれ補正パッチ)などが中間転写ベルト7上に形成される。
1次転写後に感光ドラム1上に残留あるいは付着している付着物は、ほとんどが1次転写残トナーである。一方、2次転写時に中間転写ベルト7は記録材Pと接触するため、2次転写後に中間転写ベルト7上に残留あるいは付着している付着物は、2次転写残トナー(残留トナー)の他、記録材Pの紙に由来する紙粉や填料などもある。これらの中間転写ベルト7上の付着物は、後続の画像形成の前に中間転写ベルト7上から除去される必要がある。また、中間転写ベルト7上に形成されて記録材Pには転写されずに2次転写部N2を通過した調整用のトナー像(残留トナー)も、後続の画像形成の前に中間転写ベルト7上から除去される必要がある。調整用のトナー像としては、前述のように、画像濃度調整用のトナー像(濃度パッチ)や画像位置調整用のトナー像(レジパッチ、色ずれ補正パッチ)などが中間転写ベルト7上に形成される。
像担持体や中間転写体といった被清掃体上の付着物を除去して被清掃体の表面を清掃するクリーニング装置としては、被清掃体の表面に当接するクリーニングブレードによって被清掃体の表面から付着物を掻き取るブレードクリーニング方式のものがある。一方、弾性層を有する中間転写ベルトの表面を清掃するベルトクリーニング装置においては、中間転写ベルトとクリーニングブレードとの間の摩擦力が大きくなりすぎることなどにより、クリーニングブレードを使用することは難しい。
そこで、弾性層を有する中間転写ベルト7の表面を清掃するベルトクリーニング装置20としては、ブラシ部材を用いた静電クリーニング方式のものが好ましく用いられる。
図4は、本実施例におけるベルトクリーニング装置20の周辺の概略断面図(中間転写ベルト7の張架ローラの回転軸線方向と略直交する断面)である。
ベルトクリーニング装置20は、中間転写ベルト7の表面の移動方向(回転方向)において2次転写部N2よりも下流かつ1次転写部N1(最上流の1次転写部N1Y)よりも上流に設けられていればよい。本実施例では、ベルトクリーニング装置20は、中間転写ベルト7が巻き掛けられたテンションローラ9に対向して設けられている。
ベルトクリーニング装置20は、プレ帯電部材としての第1のブラシであるプレブラシ21と、クリーニング部材としての第2のブラシである回転ブラシ22と、回収部材としての回収ローラ23と、除去部材としての除去ブレード24と、を有する。また、ベルトクリーニング装置20は、シール部材25と、搬送部材としての搬送スクリュー26と、ケーシング(筐体)27と、を有する。プレブラシ21、回転ブラシ22、回収ローラ23、除去ブレード24、シール部材25及び搬送スクリュー26は、ケーシング27に取り付けられている。また、ケーシング27内の図中左下隅には、トナー収容部28が形成されている。
回転ブラシ22は、中間転写ベルト7を挟んでテンションローラ9に対向して配置されている。回転ブラシ22は、中間転写ベルト7の表面(外周面)に接触しながら回転して、中間転写ベルト7の表面(外周面)からプレブラシ21によって帯電されたトナーを電気的に吸着して(及び物理的な力で掻き取って)、中間転写ベルト7の表面を清掃する。また、回転ブラシ22は、中間転写ベルト7の表面から紙粉を物理的な力で掻き取って(及び電気的に吸着して)、中間転写ベルト7の表面を清掃する。回転ブラシ22は、例えば、導電性の樹脂製のフィラメントからなる不織布などで構成されたブラシ部22bが、導電性の金属などで構成された回転軸(芯金)22aの全周に巻き付けられて取り付けられたファーブラシローラで構成されている。回転ブラシ22の回転軸22aは、中間転写ベルト7の幅方向(表面の移動方向と略直交する方向)、すなわち、テンションローラ9の回転軸線方向と略平行に延び、ケーシング27により回転可能に支持されている。中間転写ベルト7の表面の移動方向(回転方向)における回転ブラシ22と中間転写ベルト7との接触部(当接部)がクリーニング部(第2の当接部)CLである。
回収ローラ23は、回転ブラシ22に接触して配置され、回転ブラシ22が回収したトナーを回転ブラシ22から電気的に(及び物理的な力で)回収する。また、回収ローラ23は、回転ブラシ22が回収した紙粉を回転ブラシ22から物理的な力で(及び電気的に)回収する。回収ローラ23は、例えば、導電性の金属製のローラ(金属ローラ)で構成されている。回収ローラ23の回転軸は、回転ブラシ22の回転軸線方向と略平行に延び、ケーシング27により回転可能に支持されている。
除去ブレード24は、弾性体で構成された平板状部材である。除去ブレード24は、その長手方向が回収ローラ23の回転軸線方向と略平行に延びている。除去ブレード24は、その短手方向の自由端部側の先端部が回収ローラ23の表面に接触するようにケーシング27に取り付けられている。除去ブレード24は、回収ローラ23の表面から、回収ローラ23が回収したトナーと紙粉とを掻き取る。除去ブレード24は、その短手方向における自由端部が回収ローラ23の表面の移動方向(回転方向)における上流側向くように、回収ローラ23の後述する回転方向に対してカウンター方向で回収ローラ23の表面に当接させられている。除去ブレード24により回収ローラ23から掻き取られたトナーと紙粉とは、トナー収容部28に移動(落下)して、トナー収容部28内に留まる。
シール部材25は、シート状の部材であり、例えば、ウレタンなどの可撓性素材で構成されている。シール部材25は、その一部が回収ローラ23の表面に柔軟に接触するようにケーシング27に取り付けられている。シール部材25の先端部と回収ローラ23の表面との接触位置では、回収ローラ23の表面に付着したトナーを通過させつつ、除去ブレード24により回収ローラ23から掻き取られたトナーはトナー収容部28から回転ブラシ22側に逆流させないようにしている。すなわち、シール部材25は、トナーが回転ブラシ22側(中間転写ベルト7側)に逆流することを防止する逆流防止シートとして機能する。
トナー収容部28は、回転ブラシ22からはシール部材(逆流防止シート)25によって仕切られ、回収ローラ23により回収されて除去ブレード24により掻き取られたトナーと紙粉とを収容する。
トナー収容部28には、搬送スクリュー26が設けられている。搬送スクリュー26は、トナー収容部28内に収容されたトナーと紙粉とを、中間転写ベルト7の幅方向に沿って搬送する。搬送スクリュー26は、ケーシング27により回転可能に支持されている。搬送スクリュー26の回転軸線方向は、回転ブラシ22や回収ローラ23の回転軸線方向と略平行である。搬送スクリュー26は、トナー収容部28内の一端部へトナーと紙粉とを搬送する。このように搬送されたトナーと紙粉とは、トナー収容部28内の一端部に設けられた開口部(図示せず)からベルトクリーニング装置20の外部に排出され、搬送経路(図示せず)を経由して廃棄トナータンク(図示せず)へと搬送される。
プレブラシ21は、中間転写ベルト7の表面の移動方向(回転方向)において回転ブラシ22による清掃位置(クリーニング部)CLよりも上流かつ2次転写部N2よりも下流の位置に設けられている。本実施例では、プレブラシ21は、中間転写ベルト7を挟んでテンションローラ9に対向して、中間転写ベルト7の表面(外周面)に接触して固定配置されている。プレブラシ21は、中間転写ベルト7の表面(外周面)に付着した残留トナーや紙粉と接触して、中間転写ベルト7の移動に伴い残留トナーや紙粉の中間転写ベルト7に対する付着力を低下させる。また、プレブラシ21は、中間転写ベルト7の移動に伴い中間転写ベルト7の表面(外周面)との間に摩擦を生じさせ、中間転写ベルト7の表面(外周面)上の残留トナーや紙粉に電荷を付与して、残留トナーや紙粉をトナーの正規の帯電極性である負極性に帯電させる(プレ帯電)。プレブラシ21は、例えば、非導電性(電気絶縁性)の樹脂製のフィラメントからなる不織布などで構成されたブラシ部21bが基部21aに取り付けられた固定ファーブラシ(デッキブラシ状ファーブラシ)で構成されている。プレブラシ21は、中間転写ベルト7の表面の移動方向(回転方向)において所定の幅で中間転写ベルト7の表面に当接可能であり、中間転写ベルト7の幅方向と略平行に延びている。中間転写ベルト7の表面の移動方向(回転方向)におけるプレブラシ21と中間転写ベルト7との接触部(当接部)がプレ帯電部(第1の当接部)CHである。プレブラシ21は、支持部63に取り付けられて支持されており、この支持部63が詳しくは後述するように中間転写ベルト7から遠ざかる方向及び中間転写ベルト7に近づく方向に移動可能なようにケーシング27に保持されている。なお、支持部63は、中間転写ユニット19のフレームなどに保持されていてもよい。また、プレブラシ21は、中間転写ベルト7を介して対向部材に対向する位置に配置されていなくてもよい。また、プレブラシ21は、中間転写ベルト7の張架ローラとは別に例えば中間転写ベルト7の内周面を摺擦するように配置された対向部材に対向して配置されていてもよい。
なお、プレブラシ21、回転ブラシ22、回収ローラ23、除去ブレード24、及びシール部材25の長手方向(中間転写ベルト7の幅方向)における長さは、中間転写ベルト7の幅と同等である。
ベルトクリーニング装置20における各回転部材は、制御部200の指示のもとに、クリーニング駆動手段を構成する駆動源としてのクリーニング駆動モータ32(図3)によって回転駆動される。本実施例では、ベルトクリーニング装置20の回転部材は、回転ブラシ22、回収ローラ23及び搬送スクリュー26である。回転ブラシ22は、図4中の矢印R3方向(反時計回り方向)に回転駆動される。つまり、回転ブラシ22は、中間転写ベルト7との接触部における移動方向が中間転写ベルト7の表面の移動方向に対してカウンター方向となるように回転駆動される。これにより、中間転写ベルト7上の残留トナーなどを十分に掻き取って回収できるように、中間転写ベルト7の表面の移動方向に逆らって回転ブラシ22のブラシ繊維が移動するようになっている。回収ローラ23は、図4中の矢印R4方向(時計回り方向)に回転駆動される。つまり、回収ローラ23は、回転ブラシ22と回収ローラ23との接触部でこれらブラシとローラとが互いに順方向に移動するように回転駆動される。
中間転写ベルト7上の残留トナーには、一般に、トナーの正規の帯電極性である負極性に帯電しているものの他、トナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性に帯電しているもの、電荷をほとんど有していないものなどが含まれる。クリーニング時に、プレブラシ21は、中間転写ベルト7の回転に伴ってプレブラシ21と中間転写ベルト7との接触部(プレ帯電部)CHを通過する中間転写ベルト7上の残留トナーなどをトナーの正規の帯電極性である負極性に摩擦帯電させる(プレ帯電)。なお、中間転写ベルト7のクリーニング時とは、画像形成時の2次転写残トナーなどを中間転写ベルト7上から除去する際、及び調整動作時の調整用のトナー像を中間転写ベルト7上から除去する際を含む。プレ帯電された残留トナーなどは、中間転写ベルト7の回動により、回転ブラシ22と中間転写ベルト7との接触部(クリーニング部)CLへと搬送される。プレブラシ21は、中間転写ベルト7上の残留トナーなどを物理的に掻き乱して回転ブラシ22により掻き取り易くする機能も有する。
また、回収ローラ23には、直流電圧源であるクリーニング電源31(図3)が接続されている。回転ブラシ22は電気的にフロートとされている。クリーニング電源31は、制御部200によって、出力電圧の極性(±)及び出力値(電圧値)が制御される。なお、テンションローラ9は接地電位に接続されている。クリーニング時に、回転ブラシ22には、回収ローラ23を介して、クリーニング電源31によりトナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の直流電圧(DC電圧)が印加される。これにより、回転ブラシ22と中間転写ベルト7との接触部(クリーニング部)CLを通過する中間転写ベルト7上の残留トナーなどは、中間転写ベルト7から静電的及び機械的に掻き取られ、回転ブラシ22に回収される。なお、クリーニング電源31により形成される電界は、定電圧制御されてもよいし、定電流制御されてもよい。なお、定電圧制御とは、印加対象に印加される電圧が目標電圧で略一定となるように電源の出力を調整する制御である。また、定電流制御とは、供給対象に供給される電流が目標電流で略一定となるように電源の出力を調整する制御である。定電圧の場合には、電圧の絶対値は例えば1[kV]以下、定電流の場合には、電流の絶対値は例えば30[μA]以下に設定することが好ましい。ただし、これらの値は、中間転写ベルト7の回転速度などによって適宜変更することができる。
また、回収ローラ23を介して回転ブラシ22にトナーの正規の帯電極性とは逆極性である正極性の電圧が印加されることで、回収ローラ23の方が回転ブラシ22よりも若干トナーの正規の帯電極性とは逆極性側に高い電位となっている。これにより、回転ブラシ22に回収されたトナーなどは、回転ブラシ22に接触して回転する回収ローラ23上に静電的及び機械的に回収される。
そして、回収ローラ23上のトナーなどは、除去ブレード24によって機械的に掻き取られて落下し、搬送スクリュー26によって搬送される。また、搬送スクリュー26によって搬送されたトナーなどは、上述のようにして廃棄トナータンク(図示せず)へと搬出される。
ここで、本実施例では、回転ブラシ22のブラシ部22bを構成する導電性のブラシ繊維の材質としては、導電性カーボンを分散させたポリアミド(ナイロンなど)、ポリエステル、アクリル、レーヨンなどを例示できる。また、ブラシ繊維の電気抵抗としては、原糸抵抗にして1×103~1×1015[Ω/cm]程度を例示できる。
また、本実施例では、上述のように、プレブラシ21は、中間転写ベルト7の回転に伴って中間転写ベルト7上の残留トナーなどをトナーの正規の帯電極性である負極性に摩擦帯電させる(摩擦を生じさせて電荷を付与する)。本実施例では、プレブラシ21を構成するブラシ繊維の材質としては、ポリエステル系の繊維、アクリル系の繊維などを例示することができる。このブラシ繊維の材質は、帯電系列的にトナーの正規の帯電極性とは逆側に位置する極性を有するものとすることが好ましい。トナーの正規の帯電極性が負極性である場合には、このブラシ繊維の材質は帯電系列的にトナーよりもプラス側に位置する極性を有するのとすることが好ましい。
4.プレブラシの移動機構
前述のように、プレブラシ21に紙粉が堆積して大きな塊に成長することによる問題の発生を抑制するためには、プレブラシ21に付着した紙粉が大きな塊に成長する前に、プレブラシ21と紙粉との物理的な付着力を弱めて、プレブラシ21から紙粉を除去することが望まれる。そして、そのためには、例えば、プレブラシ21を中間転写ベルト7から離間させることでブラシの先端部の紙粉を除去したり、プレブラシ21を中間転写ベルト7に押し付ける方向及び中間転写ベルト7から離れる方向に移動させてプレブラシ21の内部に堆積した紙粉を先端部へと移動させて除去しやくしたりすることが効果的であると考えられる。
前述のように、プレブラシ21に紙粉が堆積して大きな塊に成長することによる問題の発生を抑制するためには、プレブラシ21に付着した紙粉が大きな塊に成長する前に、プレブラシ21と紙粉との物理的な付着力を弱めて、プレブラシ21から紙粉を除去することが望まれる。そして、そのためには、例えば、プレブラシ21を中間転写ベルト7から離間させることでブラシの先端部の紙粉を除去したり、プレブラシ21を中間転写ベルト7に押し付ける方向及び中間転写ベルト7から離れる方向に移動させてプレブラシ21の内部に堆積した紙粉を先端部へと移動させて除去しやくしたりすることが効果的であると考えられる。
そこで、本実施例では、図4に示すように、ベルトクリーニング装置20には、プレブラシ21を中間転写ベルト7から遠ざかる方向及び中間転写ベルト7に近づく方向に移動させる移動機構60が設けられている。本実施例では、移動機構60は、プレブラシ21を中間転写ベルト7に対して離間及び加圧(当接)させるための加圧離間機構(当接離間機構)として構成されている。移動機構60は、位置制御部材としてのブラシ移動カム61、保持部材及び付勢部材としてのブラシ保持ばね62、支持部63などを有して構成される。また、本実施例では、ベルトクリーニング装置20は、プレブラシ駆動手段(第2の駆動部)を構成する駆動源(第2の駆動源)としてのブラシ移動モータ64(図3)を有する。更に、本実施例では、ベルトクリーニング装置20は、ブラシ位置検知手段としてのカム位置センサ65(図3)を有する。
本実施例では、支持部63は、中間転写ベルト7の表面の移動方向(回転方向)に沿う方向に所定の幅を有し、中間転写ベルト7の幅方向と略平行に延びた平板状部材であり、金属製の板材である板金で構成されている。支持部63の平面は、中間転写ベルト7の表面(外周面)と略平行に配置されている。支持部63は、その中間転写ベルト7側の側面にプレブラシ21が基部21aを介して接着などの適宜の固定手段により取り付けられており、プレブラシ21を支持する。
本実施例では、プレブラシ21を保持する機能とプレブラシ21を付勢する機能を有するブラシ保持ばね62は、引っ張りコイルばねで構成されている。また、本実施例では、ブラシ保持ばね62は、支持部63の長手方向(中間転写ベルト7の幅方向)の両端部側に2個ずつ、合計4個設けられている(一方の端部側の2個のみ図示)。そして、この4個のブラシ保持ばね62は、支持部63の長手方向の各端部側において、支持部63の中間転写ベルト7の表面の移動方向(回転方向)の両端部側に配置されている。各ブラシ保持ばね62の一端部は支持部63の中間転写ベルト7とは反対側の側面に取り付けられており、他端部はケーシング27の内側の側面に取り付けられている。
本実施例では、ブラシ移動カム61は、支持部63の長手方向の両端部側に1個ずつ、合計2個設けられている(一方の端部側の1個のみ図示)。ブラシ移動カム61は、回転軸61aを中心として回転可能にケーシング27に支持されている。回転軸61aは中間転写ベルト7の幅方向と略平行に延びている。ブラシ移動カム61は、ブラシ保持ばね62により引っ張られた支持部63の中間転写ベルト7とは反対側の側面に当接して配置されている。支持部63の長手方向の両端部側のブラシ移動カム61は、例えば共通の回転軸61aに固定されており、同期して同位相で回転するように構成されている。ブラシ移動カム61は、ブラシ移動モータ64から回転軸61aに設けられたギアなどの駆動伝達部材を介して駆動力が伝達されて回転駆動される。なお、本実施例では、支持部63の長手方向の各端部側において、ブラシ保持ばね62、ブラシ移動カム61はそれぞれ中間転写ベルト7の幅方向における画像形成領域よりも外側に位置し、ブラシ移動カム61はブラシ保持ばね62よりも外側に位置する。
このような構成により、ブラシ移動カム61が回転することで、支持部63は、プレブラシ21と共に、ブラシ保持ばね62の弾性力により引っ張られて中間転写ベルト7から遠ざかる方向に移動可能である。また、ブラシ移動カム61が回転することで、支持部63は、プレブラシ21と共に、ブラシ保持ばね62の弾性力に抗して中間転写ベルト7に近づく方向に移動可能である。支持部63は、ケーシング27などに設けられたガイドによりガイドされて中間転写ベルト7の表面(外周面)に対して所定の方向(本実施例では略直交する方向)に沿って移動するようになっていてよい。
図5(a)は、ブラシ移動カム61の概略断面図(回転軸61aと略直交する断面)である。ブラシ移動カム61のカム面61bは、最小半径L1を有する最小径部分PL1と、最大半径L3を有する最大径部分PL3と、最小半径L1と最大半径L3との間の中間半径L2を有する中間径部分PL2と、を有する。ブラシ移動カム61は、カム面61bの半径が連続的に変化する。本実施例では、ブラシ移動カム61は断面が略楕円形であり、カム面61bは2箇所の最小径部分PL1、2箇所の最大径部分PL3、及び4箇所の中間径部分PL2を有する。ただし、ブラシ移動カム61は、断面が略楕円形の形状に限定されるものではなく、例えば最大径部分を1箇所のみ有する形状であってもよい。なお、ブラシ移動カム61は、中間径部分PL2として任意半径の部分が複数設定されていてもよい。
図5(b)は、本実施例における移動機構60を用いた中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接離間状態(加圧状態)を示す概略断面図である。図5(b)の左図は、ブラシ移動カム61が最小半径L1の位置(最小径部分PL1)で支持部63に当接した状態を示している。図5(b)の中央図は、ブラシ移動カム61が中間半径L2の位置(中間径部分PL2)で支持部63に当接した状態を示している。また、図5(b)の右図は、ブラシ移動カム61が最大半径L3の位置(最大径部分PL3)で支持部63に当接した状態を示している。
図5(b)の左図に示すように、ブラシ移動カム61が最小径部分PL1で支持部63に当接している時に、ブラシ保持ばね62が自由長(最も収縮した場合の長さ)となり、プレブラシ21が中間転写ベルト7から離間する位置に支持部63(プレブラシ21)が配置される。この時の支持部63(プレブラシ21)の位置を「第1位置(離間位置)」とし、この位置にある状態を「第1状態(離間状態)」として、いずれも符号「P1」で表す。また、図5(b)の右図に示すように、ブラシ移動カム61が最大径部分PL3で支持部63に当接している時に、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接圧が最大となる位置に、支持部63(プレブラシ21)が配置される。この時の支持部63(プレブラシ21)の位置を「第3位置(第2加圧位置)」とし、この位置にある状態を「第3状態(第2加圧状態)」として、いずれも符号「P3」で表す。また、図5(b)の中央図に示すように、ブラシ移動カム61が中間径部分PL2で支持部63に当接している時に、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接圧が上記最大径部分PL3で当接している時と比較して小さくなる位置に、支持部63(プレブラシ21)が配置される。この時の支持部63(プレブラシ21)の位置を「第2位置(第1加圧位置)」とし、この位置にある状態を「第2状態(第1加圧状態)」として、いずれも符号「P2」で表す。
支持部63は、第2位置(第2状態)P2にある時に第1位置(第1状態)P1にある時よりも中間転写ベルト7の表面(外周面)の近くに位置し、第3位置(第3状態)P3にある時に第2位置(第2状態)P2にある時よりも中間転写ベルト7の表面(外周面)の近くに位置する。本実施例では、支持部63が第3位置(第3状態)P3にある時にプレブラシ21は支持部63と中間転写ベルト7との間で最も圧縮される。また、本実施例では、支持部63が第2位置(第2状態)P2にある時にプレブラシ21は支持部63と中間転写ベルト7との間で上記第3位置(第3状態)P3にある時と比較して小さい圧縮量で圧縮される。
このように、本実施例では、ブラシ移動カム61の位相を制御することで、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接圧及び当接離間状態を制御することができる。また、本実施例では、ベルトクリーニング装置20には、ブラシ移動カム61のホームポジション(HP)を確認するためにカム位置センサ65(図3)が設けられている。カム位置センサ65は、例えば、ブラシ移動カム61の回転軸61aに設けられたフラグ、及びこのフラグを検知する光学センサなどを有して構成される。制御部200は、演算部201において、カム位置センサ65により取得されたカム位置情報222に基づいて、ブラシ移動カム61のホームポジションを基準とした位相を求めることができる。制御部200は、駆動制御部210において、演算部201により求められた位相及びブラシ移動制御テーブル223に基づいてブラシ移動モータ64を動作させ、ブラシ移動カム61の位相(支持部63、プレブラシ21の位置)を制御することができる。
具体的には、本実施例では、制御部200は、ブラシ移動モータ64を動作させてブラシ移動カム61を回転させることで、プレブラシ21の状態を、第1状態P1、第2状態P2、第3状態P3、第2状態P2、第1状態P1、・・・と順次変更することができる。また、制御部200は、ブラシ移動モータ64を動作させてブラシ移動カム61の停止位置を制御することで、ブラシ移動カム61が停止している時のプレブラシ21の状態を、第1状態P1、第2状態P2、第3状態P3のいずれかの位置とすることができる。本実施例では、後述するプレブラシ21の当接離間動作以外の期間には、支持部63(プレブラシ21)は第2位置(第2状態)P2に配置されている。本実施例では、支持部63(プレブラシ21)のホームポジションは第2位置(第2状態)P2である。
ここで、プレブラシ21は中間転写ベルト7上の残留トナーを帯電させるものである。そのため、プレブラシ21の当接圧が十分でない時や離間時は残留トナーの帯電が不十分となり、中間転写ベルト7のクリーニング性能が低下するおそれがある。また、例えば画像形成時に中間転写ベルト7上にトナー像がある時などには、プレブラシ21の移動に伴う衝撃による画像への影響が懸念される。また、例えば調整動作時に中間転写ベルト7上に調整用のトナー像がある時などについても同様である。
そこで、本実施例では、記録材Pに転写される出力画像や調整動作の調整用画像に影響のない期間として、非画像形成時の中間転写ベルト7を清掃するベルトクリーニング動作中に、移動機構60によるプレブラシ21の当接離間動作を実行する。これにより、プレブラシ21に付着した紙粉が大きな塊に成長する前に、プレブラシ21と紙粉との物理的な付着力を弱めて、プレブラシ21から紙粉を除去する。
例えば操作部15から制御部200にジョブの開始指示が入力されると、中間転写ベルト7上に画像が形成され、記録材Pに画像が転写され定着された後に、画像形成装置100から画像が形成された記録材Pが出力される。そして、非画像形成時において、所定のタイミングで、中間転写ベルト7上から残留トナーなどを除去して中間転写ベルト7を清掃するベルトクリーニング動作(ベルトクリーニングモード)が実行される場合がある。例えば、ジョブの終了時や、画像形成装置100が長期間停止するスリープモードからの復帰時(あるいは電源投入時)などに、中間転写ベルト7上の残留トナーなどの除去のためにベルトクリーニング動作が実行される場合がある。また、連続画像形成のジョブにおいては、規定枚数(例えばA4用紙100枚相当)の画像形成ごとに画像形成位置精度(印字精度)や画像濃度の確認(調整)のために調整用画像のトナー像(調整用のトナー像)が中間転写ベルト7上に形成される場合がある。そして、その後に中間転写ベルト7上の残留トナーなどの除去のためにベルトクリーニング動作が実行される場合がある。ベルトクリーニング動作では、画像形成を行わずに中間転写ベルト7を例えば少なくとも1周(例えば5周以下)にわたり回転させることで、ベルトクリーニング装置20により中間転写ベルト7を清掃することが行われる。
本実施例では、ベルトクリーニング動作中に、移動機構60を動作させて、プレブラシ21の当接離間動作を行う。本実施例では、この際にブラシ移動カム61を連続的に回転させることで、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接離間を連続的に繰り返す。本実施例では、この際に2回/秒の速度(頻度)で離間、当接を繰り返すようにブラシ移動カム61を回転させる。
ここで、プレブラシ21の当接離間動作の実行タイミングについて更に説明する。中間転写ベルト7上のトナー像が形成されていた領域が2次転写部N2を通過した後に少なくとも最初にプレ帯電部CHを通過する間は、プレブラシ21が中間転写ベルト7の外周面に当接しているようにすることが好ましい。上記中間転写ベルト7上のトナー像が形成されていた領域は、出力画像のトナー像が形成されていた領域、及び調整用画像のトナー像が形成されていた領域を含む。これにより、中間転写ベルト7上の残留トナーなどをプレブラシ21により帯電させて、回転ブラシ22により十分に回収することができる。そして、プレブラシ21の当接離間動作は、感光ドラム1上に記録材Pに転写される出力画像の静電像及びトナー像が無く、かつ、中間転写ベルト7の回転方向において1次転写部N1から2次転写部N2までの間の中間転写ベルト7上に出力画像のトナー像が無い所定の期間に実行することが好ましい。また、この所定の期間は、中間転写ベルト7上の出力画像のトナー像が形成されていた領域が2次転写部N2を通過した後に少なくとも1回プレ帯電部CHを通過した後の期間内に設定されることがより好ましい。これにより、中間転写ベルト7上の2次転写残トナー(残留トナー)などをプレブラシ21により帯電させて、回転ブラシ22により十分に回収すると共に、プレブラシ21の当接離間動作による出力画像への影響を抑制することができる。更に、この所定の期間は、感光ドラム1上に調整用画像の静電像及びトナー像が無く、かつ、中間転写ベルト7の回転方向において1次転写部N1から検知部Dまでの間の中間転写ベルト7上に調整用画像のトナー像が無い期間内に設定されることが好ましい。また、この所定の期間は、中間転写ベルト7上の調整用画像のトナー像が形成されていた領域が検知部Dを通過した後に少なくとも1回プレ帯電部CHを通過した後の期間内に設定されることがより好ましい。これにより、中間転写ベルト7上の調整用画像のトナー像(残留トナー)などをプレブラシ21により帯電させて、回転ブラシ22により十分に回収すると共に、プレブラシ21の当接離間動作による調整用画像への影響を抑制することができる。
本実施例では、中間転写ベルト7上の出力画像や調整用画像のトナー像が形成されていた領域が2次転写部N2を通過した後に最初にプレ帯電部CHを通過した後のベルトクリーニング動作中に、プレブラシ21の当接離間動作を実行する。このようなベルトクリーニング動作中にベルトクリーニング装置20へと送られてくる残留トナーなどは、2次転写残トナーや調整用のトナー像のクリーニング時よりも十分に少ない。そのため、プレブラシ21により残留トナーなどを帯電させることよりも、プレブラシ21から紙粉を除去することを優先しても、中間転写ベルト7のクリーニング不良が問題となる可能性は低い。本実施例では、上述のようなベルトクリーニング動作中の略全期間にわたりプレブラシ21の当接離間動作を継続する。
5.評価実験
次に、本実施例の効果を評価した実験の結果について説明する。本実験では、下記の実験例1~4について、プレブラシ21に紙粉が堆積して大きな塊に成長することによる画像不良、プレブラシ21の当接離間動作による出力画像への影響について調べた。なお、実験例1~4の画像形成装置100の構成及び動作は、下記の点が異なることを除いて実質的に同じである。
次に、本実施例の効果を評価した実験の結果について説明する。本実験では、下記の実験例1~4について、プレブラシ21に紙粉が堆積して大きな塊に成長することによる画像不良、プレブラシ21の当接離間動作による出力画像への影響について調べた。なお、実験例1~4の画像形成装置100の構成及び動作は、下記の点が異なることを除いて実質的に同じである。
<実験例1~4の構成>
・実験例1
実験例1は、上記本実施例の構成である。
・実験例1
実験例1は、上記本実施例の構成である。
・実験例2
実験例2は、ブラシ移動カム61が最小径部分PL1で支持部63に当接している時に、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接圧が本実施例における第2状態(第1加圧状態)P2と同等となるようにした構成である。つまり、実験例2は、プレブラシ21が常に中間転写ベルト7の表面(外周面)に当接しており、本実施例における第1状態(離間状態)P1がない構成である。なお、便宜上、移動機構60によりプレブラシ21を中間転写ベルト7から離間させずに当接圧を変更する動作も当接離間動作という。実験例2では、プレブラシ21の当接離間動作以外の期間には、支持部63(プレブラシ21)は上記ブラシ移動カム61が最小径部分PL1で支持部63に当接している時の位置に配置されている。
実験例2は、ブラシ移動カム61が最小径部分PL1で支持部63に当接している時に、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接圧が本実施例における第2状態(第1加圧状態)P2と同等となるようにした構成である。つまり、実験例2は、プレブラシ21が常に中間転写ベルト7の表面(外周面)に当接しており、本実施例における第1状態(離間状態)P1がない構成である。なお、便宜上、移動機構60によりプレブラシ21を中間転写ベルト7から離間させずに当接圧を変更する動作も当接離間動作という。実験例2では、プレブラシ21の当接離間動作以外の期間には、支持部63(プレブラシ21)は上記ブラシ移動カム61が最小径部分PL1で支持部63に当接している時の位置に配置されている。
・実験例3
実験例3は、プレブラシ21が本実施例における第2状態(第1加圧状態)P2で固定されている構成である。
実験例3は、プレブラシ21が本実施例における第2状態(第1加圧状態)P2で固定されている構成である。
・実験例4
実験例4は、画像形成時(感光ドラム1上に静電像及びトナー像があり、中間転写ベルト7上に2次転写前のトナー像及び2次転写残トナーがある期間)にプレブラシ21の当接離間動作を実行する構成である。
実験例4は、画像形成時(感光ドラム1上に静電像及びトナー像があり、中間転写ベルト7上に2次転写前のトナー像及び2次転写残トナーがある期間)にプレブラシ21の当接離間動作を実行する構成である。
<実験方法>
実験例1~4の画像形成装置100において、A3サイズの普通紙(CS068、キヤノン社製)に画像Duty(印字率)5%のテストチャートを連続でプリントする耐久試験を行った。この耐久試験では、およそ100万枚のプリントを行った。なお、この耐久試験を通して、規定枚数のプリントごとにベルトクリーニング動作が実行され、実験例1、2ではそのベルトクリーニング動作中にプレブラシ21の当接離間動作が実行された。また、実験例4では、この耐久試験を通して、画像形成時にプレブラシ21の当接離間動作が実行された。
実験例1~4の画像形成装置100において、A3サイズの普通紙(CS068、キヤノン社製)に画像Duty(印字率)5%のテストチャートを連続でプリントする耐久試験を行った。この耐久試験では、およそ100万枚のプリントを行った。なお、この耐久試験を通して、規定枚数のプリントごとにベルトクリーニング動作が実行され、実験例1、2ではそのベルトクリーニング動作中にプレブラシ21の当接離間動作が実行された。また、実験例4では、この耐久試験を通して、画像形成時にプレブラシ21の当接離間動作が実行された。
そして、この耐久試験を通して、画像不良が発生するか否かの評価を行った。また、およそ100万枚のプリントを行った時に、Y、M、C、Kの各色の全面ハーフトーンの画像を各色連続5枚出力した。そして、ベルトクリーニング装置20をトナーがすり抜けることによるクリーニング不良が発生するか否かの目視による評価を行った。
結果を表1に示す。表1中に示す結果における評価基準は次に示す通りである。
<評価基準>
・クリーニング性
A:クリーニング不良に伴う画像不良が見られない(良好)。
B:1色で、かつ、1mm幅未満のクリーニング不良に伴う画像不良が確認された(実用上問題なし)。
C:2色以上でクリーニング不良に伴う画像不良が確認された(不良)。
・クリーニング性
A:クリーニング不良に伴う画像不良が見られない(良好)。
B:1色で、かつ、1mm幅未満のクリーニング不良に伴う画像不良が確認された(実用上問題なし)。
C:2色以上でクリーニング不良に伴う画像不良が確認された(不良)。
・画像
〇:プレブラシの当接離間動作に起因する画像不良が見られない(良好)。
×:プレブラシの当接離間動作に起因する画像不良が発生(不良)。
〇:プレブラシの当接離間動作に起因する画像不良が見られない(良好)。
×:プレブラシの当接離間動作に起因する画像不良が発生(不良)。
<評価結果>
表1に示すように、実験例1(本実施例)では、クリーニング性、画像の両方について良好な結果が得られた。また、実験例2では画像については実験例1と同様の結果が得られ、クリーニング性については比較的良好な結果が得られた。実験例1(本実施例)において実験例2よりもクリーニング性について良好な結果が得られた理由は次のように考えられる。つまり、実験例1(本実施例)では、プレブラシ21が中間転写ベルト7の表面(外周面)から完全に離間する状態があることで、ブラシの先端部に溜まっていた紙粉の一部が中間転写ベルト7上に移動するものと考えられる。また、プレブラシ21が中間転写ベルト7に対して離間した状態から当接した状態となる時には、プレブラシ21が中間転写ベルト7に衝突する。その際に、ブラシの先端部に応力がかかり、これによりプレブラシ21の先端部が比較的大きく動くことで、プレブラシ21と、プレブラシ21に付着した紙粉と、の間の物理的付着力が弱くなる。これにより、プレブラシ21に付着していた紙粉の一部を中間転写ベルト7上に移動させる効果が得られる。ただし、実験例2のように、プレブラシ21を中間転写ベルト7に当接させたまま中間転写ベルト7に押し付ける方向及び中間転写ベルト7から離れる方向に移動させることによっても、ある程度紙粉を除去する効果が得られる。
一方、実験例3では、画像については問題なかったが、プレブラシ21が本実施例における第2状態(第1加圧状態)P2で固定されているため、クリーニング性が不十分となった。これは、大きな塊に成長した紙粉がプレブラシ21から中間転写ベルト7上に移動し、回転ブラシ22により中間転写ベルト7上から除去されて、回収ローラ23とシール部材25との間に詰まったことによるものと考えられる。つまり、回収ローラ23とシール部材25との間に微小な隙間が生じて、回収ローラ23に回収されたトナーがその隙間から中間転写ベルト7側に逆流したものと考えられる。
また、実験例4では、画像形成時にプレブラシ21の当接離間動作を実行したため、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接離間時の衝撃が画像に影響することによる画像不良が確認された。また、実験例4では、残留トナーがプレ帯電部CHを通過している時に当接離間動作を実行したため、耐久試験中にもクリーニング不良が発生することがあった。これは実験例1(本実施例)、実験例2では見られなかった。また、実験例4では、残留トナーがプレ帯電部CHを通過している時に当接離間動作を実行したため、プレブラシ21からの紙粉の除去効果も実験例1(本実施例)よりも低かった。
このように、非画像形成時の所定のタイミングで選択的にプレブラシ21の当接離間動作を実行することで、当接離間動作時の振動などによる画像への影響を抑制しつつ、プレブラシ21に紙粉が堆積して大きな塊に成長することを抑制することができる。
なお、本実施例では、プレブラシ21の当接離間動作においてプレブラシ21を連続的に移動させたが、連続的ではなく一定期間ごとに当接と離間とを繰り返してもよい。プレブラシ21を中間転写ベルト7から離間させずに移動させる場合も同様である。
また、本実施例では、ベルトクリーニング動作中の略全期間にわたり2回/秒の速度(頻度)でプレブラシ21の当接離間動作を行ったが、当接離間を繰り返す回数(期間)や当接離間の速度(頻度)は、所望の紙粉の除去効果などに応じて任意に設定することができる。
また、操作者が操作部15あるいはパーソナルコンピュータなどの外部機器から任意に画像形成装置100にプレブラシ21の当接離間動作を実行させることができるようにしてもよい。例えば、操作者が任意に画像形成装置100にベルトクリーニング動作を実行させることができるようにすることで、そのベルトクリーニング動作時にプレブラシ21の当接離間動作が併せて実行されるようにすることができる。
また、本実施例では、図6(a)に示すように、画像形成装置100は、中間転写ベルト7を回転させるベルト駆動モータ50と、移動機構60を駆動して支持部63(プレブラシ21)を移動させるブラシ移動モータ64と、を別々に有する。また、本実施例では、制御部200は、中間転写ベルト7の回転の開始及び終了を制御するためのベルト駆動モータ50に対する第1の指示信号G1と、支持部63(プレブラシ21)の移動の開始及び終了を制御するためのブラシ移動モータ64に対する第2の指示信号G2と、を出力する。そして、本実施例では、制御部200は、第1の指示信号G1に応じて中間転写ベルト7が回転している間又は停止している間に、第2の指示信号G2を出力して支持部63(プレブラシ21)の移動の開始又は終了の少なくとも一方を行うように独立して制御することが可能である。これに対して、図6(b)に示すように、中間転写ベルト7を駆動するための駆動源と移動機構60を駆動するための駆動源とが共通化されていてもよい。例えば、ベルト駆動モータ50により移動機構60を駆動するようにすると共に、ベルト駆動モータ50から移動機構60への駆動の伝達と解除とを切り替えるクラッチ機構66を設けることができる。そして、制御部200は、クラッチ機構66に対して支持部63(プレブラシ21)の移動の開始及び終了を制御するための第2の指示信号G2を出力することで、中間転写ベルト7の回転中に移動機構60の駆動、停止を独立して制御することができる。なお、中間転写ベルト7の回転の停止中に移動機構60の駆動、停止を独立して制御するために、ベルト駆動モータ50から駆動ローラ8への駆動の伝達と解除とを切り替える別のクラッチ機構を更に設けてもよい。
このように、本実施例では、画像形成装置100は、像担持体1と、像担持体上に静電像を形成し該静電像にトナーを供給して前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段(帯電ローラ2、露光装置3、現像装置4)と、1次転写部N1で像担持体1から1次転写されたトナー像を2次転写部N2で記録材Pに2次転写するために搬送する回転可能な中間転写体7と、中間転写体7の回転方向において2次転写部N2よりも下流かつ1次転写部N1よりも上流の第1の当接部CHで、中間転写体7の外周面の移動方向における位置が固定された状態で中間転写体7の外周面に当接して中間転写体上のトナーを帯電させる第1のブラシ21と、中間転写体7の回転方向において第1の当接部CHよりも下流かつ1次転写部N1よりも上流の第2の当接部CLで中間転写体7の外周面に当接して回転し、中間転写体上からトナーを除去する第2のブラシ22と、第1のブラシ21を支持し、第1のブラシ21と共に中間転写体7から遠ざかる方向及び中間転写体7に近づく方向に移動可能な支持部63と、支持部63を移動させる移動機構60と、中間転写体7を回転させる第1の駆動部50と、移動機構60を駆動して支持部63を移動させる第2の駆動部64と、第1の駆動部50及び第2の駆動部64を制御する制御部200と、を有し、制御部200は、中間転写体7の回転の開始及び終了を制御するための第1の駆動部50に対する第1の指示信号G1と、支持部63の移動の開始及び終了を制御するための第2の駆動部64に対する第2の指示信号G2と、を出力するように構成されており、第1の指示信号G1に応じて中間転写体7が回転している間又は停止している間に、第2の指示信号G2を出力して支持部63の移動の開始又は終了の少なくとも一方を行うことが可能である。
本実施例では、支持部61は、第1のブラシ21が中間転写体7の外周面から離間する第1の位置と、上記第1の位置よりも中間転写体7の外周面に近く、第1のブラシ21が中間転写体の外周面に当接する第2の位置と、に移動可能である。本実施例では、制御部200は、中間転写体7上のトナー像が形成されていた領域が2次転写部N2を通過した後に少なくとも最初に第1の当接部CHを通過する間は支持部63を上記第2の位置に配置するように、第2の駆動部64を制御する。また、本実施例では、制御部200は、像担持体1上に記録材Pに転写される出力画像の静電像及びトナー像が無く、かつ、中間転写体7の回転方向において1次転写部N1から2次転写部N2までの間の中間転写体7上に出力画像のトナー像が無い所定の期間に、支持部63の中間転写体7から遠ざかる方向への移動及び支持部63の中間転写体7に近づく方向への移動を少なくとも1回ずつ行わせるように、第2の駆動部64を制御する。上記所定の期間は、中間転写体7上の出力画像のトナー像が形成されていた領域が2次転写部N2を通過した後に少なくとも1回第1の当接部CHを通過した後の期間内に設定されることが好ましい。また、本実施例では、画像形成装置100は、中間転写体7の回転方向における1次転写部N1よりも下流かつ第1の当接部CHよりも上流の検知部Dで中間転写体7上の調整用画像のトナー像を検知するセンサ40を有し、上記所定の期間は、像担持体1上に調整用画像の静電像及びトナー像が無く、かつ、中間転写体7の回転方向において1次転写部N1から検知部Dまでの間の中間転写体7上に調整用画像のトナー像が無い期間内に設定される。上記所定の期間は、中間転写体7上の調整用画像のトナー像が形成されていた領域が検知部Dを通過した後に少なくとも1回第1の当接部CHを通過した後の期間内に設定されることが好ましい。また、本実施例では、制御部200は、上記所定の期間において、支持部63の中間転写体7から遠ざかる方向への移動及び支持部63の中間転写体7に近づく方向への移動を交互に複数回ずつ繰り返させるように、第2の駆動部64を制御する。特に、本実施例では、制御部200は、上記画像形成手段による画像形成を行わずに中間転写体7を回転させて第2のブラシ22により中間転写体7の外周面を清掃するクリーニング動作中に、支持部63の上記第2の位置(当接位置)から第1の位置(離間位置)への移動及び第1の位置(離間位置)から第2の位置(当接位置)への移動を交互に複数回ずつ繰り返させるように、第2の駆動部64を制御する。
また、本実施例では、中間転写体7を回転させる第1の駆動部は第1の駆動源50を有し、移動機構60を駆動する第2の駆動部は第1の駆動源50とは別の第2の駆動源64を有する。ただし、第1の駆動部と第2の駆動部とは、それぞれ共通の駆動源を含んで構成され、第2の駆動部は、該駆動源から移動機構60への駆動の伝達と解除とを切り替えるクラッチ機構66を有し、制御部200は、クラッチ機構66に対して第2の指示信号G2を出力する構成としてもよい。また、本実施例では、移動機構60は、第2の駆動部64により駆動されて回転することで支持部63を移動させるカム61を有する。また、本実施例では、画像形成装置100は、第2のブラシ22に当接して第2のブラシ22からトナーを回収する回収部材23と、回収部材23に当接して回収部材23からトナーを除去する除去部材24と、回収部材23に当接し、除去部材24により回収部材23から除去されたトナーが第2のブラシ22に向けて移動することを妨げるシール部材25と、を有する。
以上説明したように、本実施例によれば、ベルトクリーニング動作中にプレブラシ21の当接離間動作を行ってプレブラシ21から紙粉を除去することで、プレブラシ21に紙粉が堆積して大きな塊に成長することを抑制することができる。これにより、例えば、回収ローラ23とシール部材25との間に紙粉が詰まることを抑制して、ベルトクリーニング装置20から中間転写ベルト7側にトナーが逆流することを抑制することができる。そして、本実施例によれば、中間転写ベルト7の回転の開始、停止とは独立してプレブラシ21の移動の開始、停止を制御することができる。そのため、ベルトクリーニング動作中の所定の期間などの出力画像や調整用画像に影響のない期間に、プレブラシ21の当接離間動作を開始して終了することができる。したがって、本実施例によれば、中間転写ベルト7のクリーニング性能や画像への影響を抑制しつつ、中間転写ベルト7上のトナーを帯電させるプレブラシ21に紙粉が堆積して大きな塊に成長することを抑制することができる。
[実施例2]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1と同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例1の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例1の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例1と同一の符号を付して、詳しい説明を省略する。
本実施例では、画像形成装置100は、トナー像が転写される記録材Pに関する情報に基づいて、上記情報が示す記録材Pに対する画像形成時の支持部63(プレブラシ21)の位置を変更する。なお、上記画像形成時の支持部63の位置は、より詳細には、中間転写ベルト7上の上記情報が示す記録材Pに転写されるトナー像が形成されていた領域が2次転写部N2を通過した後に少なくとも最初にプレ帯電部CHを通過する際の位置である。また、この支持部63(プレブラシ21)の位置の変更は、例えば、前回転工程などの非画像形成時の、出力画像や調整用画像に影響のない期間に行われる。
ここで、記録材Pに関する情報(記録材Pの種類)とは、普通紙、上質紙、再生紙、光沢紙、コート紙、エンボス紙、厚紙、薄紙、特殊紙(蒸着紙など)といった一般的な特徴に基づく属性(いわゆる、用紙カテゴリー)、坪量や厚さなどの数値や数値範囲、あるいは銘柄(メーカー、品番などを含む。)などの、記録材Pを区別可能な任意の情報を含む。
例えば、記録材Pに関する情報が記録材P(紙)の坪量である場合について説明する。また、坪量の区分として、「厚紙」(例えば坪量≧106g/m2)と、「普通紙」(坪量<106g/m2)と、を例示する。
坪量の小さい普通紙、特に再生紙は、紙粉が多い傾向がある。一方、坪量の大きい厚紙は、普通紙と比較して、紙粉は少ない傾向があるが、中間転写ベルト7から記録材Pへのトナーの転写効率が低く、中間転写ベルト7上に残る2次転写残トナーの量が多い傾向がある。
そこで、本実施例では、画像形成装置100は、トナー像が転写される記録材Pの坪量の情報に基づいて、移動機構60によりブラシ移動カム61の位相を変更する。つまり、本実施例では、画像形成装置100は、トナー像が転写される記録材Pの坪量の情報に基づいて、プレブラシ21の中間転写ベルト7に対する加圧力(加圧状態)を変更することで、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の当接状態(ブラシ繊維の当接量など)を変更する。
例えば、制御部200は、トナー像が転写される記録材Pが厚紙の場合には、その記録材Pに対する2次転写後の2次転写残トナーを除去する際のプレブラシ21の状態を第3状態(第2加圧状態)P3とするようにブラシ移動カム61の位相を制御する。一方、普通紙の場合は、第2状態(第1加圧状態)P2とするようにブラシ移動カム61の位相を変更する。
プレブラシ21が第3状態(第2加圧状態)P3にある場合、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21のブラシ繊維の当接量が大きくなる。これにより、2次転写残トナーの量が多い傾向がある厚紙の場合でも、プレブラシ21による中間転写ベルト7上の残留トナーのかき乱し効果や帯電性を改善でき、ベルトクリーニング装置20による中間転写ベルト7のクリーニング性を向上させることできる。また、厚紙は紙粉が少ない傾向があるため、このように中間転写ベルト7に対するプレブラシ21のブラシ繊維の当接量を大きくしても、紙粉がプレブラシ21に付着して堆積することによる影響は小さい。一方、プレブラシ21が第2状態(第1加圧状態)P2にある場合、中間転写ベルト7に対するプレブラシ21のブラシ繊維の当接量が小さくなる。これにより、紙粉が多い傾向がある普通紙の場合でも、プレブラシ21に紙粉が付着して堆積することによる影響を抑制することができる。また、プレブラシ21の中間転写ベルト7に対する加圧力を可能な場合に低減することで、プレブラシ21、中間転写ベルト7の摩耗を抑制して、これらの長寿命化を図ることができる。
図7は、本実施例におけるジョブの手順の概略を示すフローチャート図である。ここでは、操作者が装置本体110の操作部15から制御部200に指示を入力して画像形成装置100にジョブを実行させる場合を例として説明する。また、図7は、プレブラシ21の加圧状態の変更に関する手順の概略を示しており、ジョブにおける他の多くの手順の図示は省略されている。
まず、操作部15から制御部200にジョブ情報が入力される(S101)。制御部200は、ジョブ情報を受け付けると、ジョブ情報に含まれる、画像形成に用いられる記録材Pに関する情報を取得する(S102)。本実施例では、記録材Pに関する情報は、少なくとも記録材Pの坪量の情報を含む。操作者は、操作部15において画像形成に用いる記録材Pの坪量の情報を入力することで画像形成に用いる記録材Pの坪量を制御部200に指定することができる。なお、記録材Pの坪量の情報を入力することには、複数の坪量の選択肢から所望の選択肢を選択すること、複数のカセット12から所望のカセット12を選択することで、予めそのカセット12に関係付けられて設定されている坪量を選択することなどを含む。
次に、制御部200は、取得した記録材Pの坪量の情報に基づいて、画像形成に用いられる記録材Pが厚紙であるか否か(厚紙であるか普通紙であるか)を判断する(S103)。そして、制御部200は、S103において厚紙である(「Yes」)と判断した場合は、プレブラシ21の状態を第3状態(第2加圧状態)P3とするように移動機構60を制御する(S104)。また、制御部200は、S103において普通紙である(「No」)と判断した場合は、プレブラシ21の状態を第2状態(第1加圧状態)P2とするように移動機構60を制御する(S105)。なお、S104、S105において、それぞれプレブラシ21の状態が既に第3状態P3、第2状態P2にある場合は、その状態を維持するようにすればよい。その後、制御部200は、画像形成を行って(S106)、ジョブを終了する。なお、ここでは図示を省略しているが、複数の記録材Pに画像を形成するジョブの場合は、それぞれの記録材Pの坪量の情報に応じて、紙間でプレブラシ21の加圧状態を変更するようにしてもよい。
なお、本実施例では、記録材Pの坪量に応じてプレブラシ21の加圧状態を変更する例を説明したが、これに限定されるものではない。坪量以外にも、例えば、紙種カテゴリー(普通紙、再生紙、光沢紙、特殊紙など)の情報に応じてプレブラシ21の中間転写ベルト7に対する加圧力を各種設定してもよい。本実施例に準じて、紙粉が相対的に多い傾向のある記録材Pの場合は、紙粉が相対的に少ない傾向のある記録材Pの場合よりも、プレブラシ21の中間転写ベルト7に対する加圧力を相対的に小さくすればよい。また、本実施例に準じて、2次転写残トナーの量が相対的に多い傾向のある記録材Pの場合は、2次転写残トナーの量が相対的に少ない傾向のある記録材Pの場合よりも、プレブラシ21の中間転写ベルト7に対する加圧力を相対的に大きくすればよい。
また、本実施例では、制御部200は、取得部としての操作部15により取得された記録材Pに関する情報に基づいて移動機構60を制御したが、取得部としての通信I/F部70により外部機器から取得された記録材Pに関する情報に基づいて制御してもよい。また、制御部200は、画像形成装置100に設けられた記録材Pの坪量(厚み)や表面性などの記録材Pに関する情報を取得可能な取得部としてのメディアセンサによる検知結果に基づいて記録材Pに関する情報を取得してもよい。
また、画像形成装置100は、本実施例における画像形成時のプレブラシ21の加圧状態の制御を、実施例1で説明した非画像形成時のプレブラシ21の当接離間動作の制御に加えて実行することができる。これにより、プレブラシ21に紙粉が堆積して大きな塊に成長することを抑制すると共に、プレブラシ21への紙粉の付着自体を抑制することができる。つまり、中間転写ベルト7のクリーニング性の維持と共にプレブラシ21に過剰に紙粉が付着することを抑制することができる。ただし、画像形成装置100は、本実施例における画像形成時のプレブラシ21の加圧状態の制御、実施例1で説明した非画像形成時のプレブラシ21の当接離間動作の制御のうち本実施例の制御のみを実行することも可能である。
このように、本実施例では、支持部63は、第1のブラシ21が中間転写体7の外周面に当接する第1の位置と、該第1の位置よりも中間転写体7の外周面に近く、第1のブラシ21が中間転写体7の外周面に当接する第2の位置と、に移動可能である。そして、本実施例では、画像形成装置100は、トナー像が転写される記録材Pに関する情報を取得する取得部15を有し、制御部200は、取得部15により取得された上記情報に基づいて、中間転写体7上の該記録材Pに転写されるトナー像が形成されていた領域が2次転写部N2を通過した後に少なくとも最初に第1の当接部CHを通過する際の支持部63の位置を変更するように、第2の駆動部64を制御する。
以上説明したように、本実施例によれば、実施例1と同様、中間転写ベルト7の回転の開始、停止とは独立してプレブラシ21の移動の開始、停止を制御することができる。そのため、本実施例によれは、記録材Pに関する情報に基づいて中間転写ベルト7に対するプレブラシ21の加圧状態(当接状態)を変更することで、プレブラシ21への紙粉の付着を抑制することができる。
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
上述の実施例では、プレブラシ、回転ブラシのブラシ部は、不織布で構成されていたが、それぞれ例えばブラシ繊維が基布に織り込まれて形成された起毛を有する構成などとされていてもよい。この場合、回転ブラシは、次のような構成とすることができる。つまり、導電性のブラシ繊維(原糸)を、全体が導電性の基布又は裏面に導電剤をコーティングなどした導電性の基布に織り込みブラシ部を構成する。このブラシ部の導電性のブラシ繊維を織り込んだ基布を芯金に巻き付ける。そして、ブラシ部と芯金とを電気的に導通可能なように接着(例えば、導電性接着剤を用いて接着)する。芯金は、導電性を有する金属で構成された棒材やパイプなどで形成することができる。ブラシ部を構成する導電性のブラシ繊維の材質としては、導電性カーボンを分散させたポリアミド(ナイロンなど)、ポリエステル、アクリル、レーヨンなどを例示できる。また、ブラシ繊維の太さとしては、原糸径にして1~10[デシテックス]程度を例示できる。また、ブラシ繊維の電気抵抗としては、原糸抵抗にして1×103~1×1015[Ω/cm]程度を例示できる。また、基布におけるブラシ繊維の密度としては、50~300[kF/inch2]程度を例示できる(Fは繊維本数[本])。また、プレブラシは、次のような構成とすることができる。つまり、上記回転ブラシにおける芯金の代わりに平板状の基体を用い、この基体にブラシ部のブラシ繊維(上述の実施例では非導電性)を織り込んだ基布を接着することによって構成することができる。プレブラシのブラシ部の基布におけるブラシ繊維の密度としては、50~300[kF/inch2]程度を例示できる。
また、上述の実施例では、プレブラシは非導電性のブラシ繊維を用いて構成され、中間転写ベルトの回転に伴って中間転写ベルト上の残留トナーなどをトナーの正規の帯電極性に摩擦帯電させるものであった。これに対して、プレブラシを導電性のブラシ繊維を用いて構成し、電源からトナーの正規の帯電極性と同極性の電圧が印加されて中間転写ベルト7上の残留トナーなどをトナーの正規の帯電極性に帯電させるものとしてもよい。この場合、プレ帯電部を通過する中間転写ベルト上の残留トナーなどは、プレブラシからの電荷注入によりトナーの正規の帯電極性に帯電される。また、この場合のプレブラシを構成するブラシ繊維としては、回転ブラシについて前述したものと同様の導電性のブラシ繊維を用いることができる(電気抵抗については電荷注入の円滑化のためにより低抵抗としてもよい。)。また、この場合のプレブラシに印加する電圧は、定電圧制御してもよいし定電流制御してもよく、例えば回転ブラシについて前述したものと同様の絶対値の電圧又は電流を供給することができる。また、この場合も、プレブラシは、ブラシ部が不織布で構成されていてもよいし、ブラシ繊維が基布に織り込まれて形成された起毛を有して構成されていてもよい。
また、上述の実施例では、クリーニング電源は、回収部材(回収ローラ)を介してクリーニング部材(回転ブラシ)に電圧を印加していたが、クリーニング部材に直接電圧を印加する構成としてもよい。この場合、回収部材にクリーニング電源とは別の電源により、クリーニング部材に印加される電圧と同極性で絶対値が大きい電圧を印加する。これにより、上述の実施例と同様に、回収部材によりクリーニング部材からトナーなどを回収することができる。
また、上述の実施例では、プレブラシの移動を中間転写ベルトが回転している間に行う例について説明したが、プレブラシの移動は中間転写体が停止している間に行ってもよい。
また、中間転写体は、無端ベルト状の部材に限定されるものではなく、例えば枠体にシートを張設して形成したドラム状の部材であってもよい。
また、画像形成装置は、タンデム型の画像形成装置に限定されるものではない。画像形成装置は、例えば、1つの像担持体に順次形成される複数色のトナー像が、1次転写部を繰り返し通過する中間転写体上の所定の領域に重ね合わせて1次転写された後に記録材に2次転写される1ドラム型などの、他の方式の画像形成装置であってもよい。
7 中間転写ベルト
10 2次転写ローラ
20 ベルトクリーニング装置
21 プレブラシ
22 回転ブラシ
60 移動機構
61 ブラシ移動カム
63 支持部
100 画像形成装置
200 制御部
P 記録材
10 2次転写ローラ
20 ベルトクリーニング装置
21 プレブラシ
22 回転ブラシ
60 移動機構
61 ブラシ移動カム
63 支持部
100 画像形成装置
200 制御部
P 記録材
Claims (18)
- 像担持体と、
前記像担持体上に静電像を形成し該静電像にトナーを供給して前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
1次転写部で前記像担持体から1次転写されたトナー像を2次転写部で記録材に2次転写するために搬送する回転可能な中間転写体と、
前記中間転写体の回転方向において前記2次転写部よりも下流かつ前記1次転写部よりも上流の第1の当接部で、前記中間転写体の外周面の移動方向における位置が固定された状態で前記中間転写体の外周面に当接して前記中間転写体上のトナーを帯電させる第1のブラシと、
前記中間転写体の回転方向において前記第1の当接部よりも下流かつ前記1次転写部よりも上流の第2の当接部で前記中間転写体の外周面に当接して回転し、前記中間転写体上からトナーを除去する第2のブラシと、
前記第1のブラシを支持し、前記第1のブラシと共に前記中間転写体から遠ざかる方向及び前記中間転写体に近づく方向に移動可能な支持部と、
前記支持部を移動させる移動機構と、
前記中間転写体を回転させる第1の駆動部と、
前記移動機構を駆動して前記支持部を移動させる第2の駆動部と、
前記第1の駆動部及び前記第2の駆動部を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記中間転写体の回転の開始及び終了を制御するための前記第1の駆動部に対する第1の指示信号と、前記支持部の移動の開始及び終了を制御するための前記第2の駆動部に対する第2の指示信号と、を出力するように構成されており、前記第1の指示信号に応じて前記中間転写体が回転している間又は停止している間に、前記第2の指示信号を出力して前記支持部の移動の開始又は終了の少なくとも一方を行うことが可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 前記支持部は、前記第1のブラシが前記中間転写体の外周面から離間する第1の位置と、前記第1の位置よりも前記中間転写体の外周面に近く、前記第1のブラシが前記中間転写体の外周面に当接する第2の位置と、に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記中間転写体上のトナー像が形成されていた領域が前記2次転写部を通過した後に少なくとも最初に前記第1の当接部を通過する間は前記支持部を前記第2の位置に配置するように、前記第2の駆動部を制御することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記支持部は、前記第1のブラシが前記中間転写体の外周面に当接する第1の位置と、前記第1の位置よりも前記中間転写体の外周面に近く、前記第1のブラシが前記中間転写体の外周面に当接する第2の位置と、に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- トナー像が転写される記録材に関する情報を取得する取得部を有し、
前記制御部は、前記取得部により取得された前記情報に基づいて、前記中間転写体上の該記録材に転写されるトナー像が形成されていた領域が前記2次転写部を通過した後に少なくとも最初に前記第1の当接部を通過する際の前記支持部の位置を変更するように、前記第2の駆動部を制御することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記像担持体上に記録材に転写される出力画像の静電像及びトナー像が無く、かつ、前記中間転写体の回転方向において前記1次転写部から前記2次転写部までの間の前記中間転写体上に前記出力画像のトナー像が無い所定の期間に、前記支持部の前記中間転写体から遠ざかる方向への移動及び前記支持部の前記中間転写体に近づく方向への移動を少なくとも1回ずつ行わせるように、前記第2の駆動部を制御することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記所定の期間は、前記中間転写体上の前記出力画像のトナー像が形成されていた領域が前記2次転写部を通過した後に少なくとも1回前記第1の当接部を通過した後の期間内に設定されることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写体の回転方向における前記1次転写部よりも下流かつ前記第1の当接部よりも上流の検知部で前記中間転写体上の調整用画像のトナー像を検知するセンサを有し、
前記所定の期間は、前記像担持体上に前記調整用画像の静電像及びトナー像が無く、かつ、前記中間転写体の回転方向において前記1次転写部から前記検知部までの間の前記中間転写体上に前記調整用画像のトナー像が無い期間内に設定されることを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記所定の期間は、前記中間転写体上の前記調整用画像のトナー像が形成されていた領域が前記検知部を通過した後に少なくとも1回前記第1の当接部を通過した後の期間内に設定されることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記所定の期間において、前記支持部の前記中間転写体から遠ざかる方向への移動及び前記支持部の前記中間転写体に近づく方向への移動を交互に複数回ずつ繰り返させるように、前記第2の駆動部を制御することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記画像形成手段による画像形成を行わずに前記中間転写体を回転させて前記第2のブラシにより前記中間転写体の外周面を清掃するクリーニング動作中に、前記支持部の前記第2の位置から前記第1の位置への移動及び前記第1の位置から前記第2の位置への移動を交互に複数回ずつ繰り返させるように、前記第2の駆動部を制御することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記第1の駆動部は第1の駆動源を有し、前記第2の駆動部は前記第1の駆動源とは別の第2の駆動源を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の駆動部と前記第2の駆動部とは、それぞれ共通の駆動源を含んで構成され、前記第2の駆動部は、前記駆動源から前記移動機構への駆動の伝達と解除とを切り替えるクラッチ機構を有し、前記制御部は、前記クラッチ機構に対して前記第2の指示信号を出力することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記移動機構は、前記第2の駆動部により駆動されて回転することで前記支持部を移動させるカムを有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第1のブラシは、摩擦帯電により前記中間転写体上のトナーを正規の帯電極性に帯電させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第1のブラシは、トナーの正規の帯電極性と同極性の電圧が印加されて前記中間転写体上のトナーを正規の帯電極性に帯電させることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第2のブラシは、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加されて前記中間転写体上からトナーを除去することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記第2のブラシに当接して前記第2のブラシからトナーを回収する回収部材と、前記回収部材に当接して前記回収部材からトナーを除去する除去部材と、前記回収部材に当接し、前記除去部材により前記回収部材から除去されたトナーが前記第2のブラシに向けて移動することを妨げるシール部材と、を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022196694A JP2024082679A (ja) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2022196694A JP2024082679A (ja) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | 画像形成装置 |
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JP (1) | JP2024082679A (ja) |
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2022
- 2022-12-08 JP JP2022196694A patent/JP2024082679A/ja active Pending
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