JP2006251735A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体に対して接離手段を有するトナークリーニング装置において、紙粉除去を良好に行い、像担持体に対してクリーニング装置を上部に配置してもトナー落ちを防ぐことができ、とくに連続カラー画像形成時の、クリーニング装置の接離ショックによる色ずれ発生を防ぐクリーニング装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】 クリーニング部１１ａ、２２ａを像担持体６面に対してそれぞれ独立して接離可能にする接離機構１９を有する複数のクリーニング装置１１、２２を備える画像形成装置において、前記像担持体６へ連続でカラー画像形成を行う連続カラージョブモード時、ローラによるクリーニング部を有するローラクリーニング装置２２のみが、少なくとも画像形成中前記像担持体６に接してクリーニングを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、像担持体（中間転写ベルト）と、この像担持体面に対してクリーニング部が接離可能な接離機構を有し、像担持体面をクリーニングするクリーニング装置を備えた、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

従来では、感光体や中間転写ベルトなどの像担持体に対し、画像転写後に残ったトナーをクリーニングするクリーニング装置を有する画像形成装置において、残留トナーだけでなく付着物のクリーニングをする構成が知られている（例えば、特許文献１ないし５参照）。
特許文献１では、中間転写ベルトを２段階でクリーニングしている湿式画像形成装置を開示している。上流側はブレードまたはローラであり、下流側はブレードまたはローラで構成され、２つのクリーニング部材は互いに連動しているが、独立に接離できる。
特許文献２では、中間転写ベルトのクリーニングブレードを接離自在に設け、その下流には中間転写ベルト上のトナーフィルミングを除去する摺擦部材を接離自在に設けてある。各々は専用のソレノイドで可動としており、独立に接離できる。
特許文献３では、中間転写ベルトのクリーニングユニットに上流側にブラシ、下流側にブレードが設置されている。これはユニット全体として接離可能になっている。図から類推すると、それぞれでクリーニングした廃トナーは１つの容器に溜まるようになっている。
特許文献４では、中間転写ベルトのクリーニングはブレードのみであるが、感光体ベルト、中間転写ベルト、クリーニングユニットを含めてプロセスカートリッジとして交換可能になっている。
特許文献５では、紙粉取りの対策として、単色画像を形成するモノクロ画像形成装置では、トナーをクリーニングするローラやブレードとは別に紙粉取り用の薄板部材（紙粉取り用ブレード）を設置することが開示されている。
かかる画像形成装置において、転写紙に画像を転写する際、紙粉や転写紙の成分である炭酸カルシウムなどがしばしば像担持体に付着する。その付着物（以下、異物と称する）は各作像ユニットに入り込むと画像形成に対しさまざまな不具合をもたらすため、残留トナーだけでなくそれらの異物のクリーニングをすることも重要である。
しかしながら、それらの異物はトナーに対して非常に小さかったり、硬かったり、また鋭い形状であったりするため、像担持体に刺さって埋没し易く、これらをクリーニングすることが難しい。このような理由でトナーのクリーニング性能と異物のクリーニング性能を両立させることが難しいのが現状である。

図７は一般的なフルカラー電子写真装置の構成図を示す概略図である。図８は中間転写ベルト用のベルトクリーニング装置のクリーニング方式であるブレード方式を示す概略図である。図９は中間転写ベルト用のベルトクリーニング装置のクリーニング方式であるバイアスローラ方式を示す概略図である。
図７ないし図９を参照して、周知の構成を有するこの電子写真装置を説明するに、感光体ベルト１が矢印Ａの時計方向に回転し、帯電チャージャ２で感光体１を一様に帯電させ、光書き込み装置３からの露光によって感光体ベルト１上に静電潜像が形成される。
この静電潜像は各色現像装置４（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を通るときに各色トナー（図示せず）によって可視像化される。図７のクリーニング装置５は感光体ベルト１のクリーニング装置として示され、図８のクリーニング装置５は中間転写ベルト６用であるが、同じブレード方式であるのでここでは同一符号を付して説明している。
その各色の顕像を順次矢印Ｂの方向へ移動している中間転写ベルト６に転写させる。フルカラー画像の場合はこれらの作像を各色繰り返して行い、中間転写ベルト６へ重ね合わせてフルカラー画像を形成する。クリーニング装置５はクリーニングブレード５ａを備えている。
一方、本体給紙カセット１２から矢印Ｃの方向へ給送された記録紙１４に、記録紙転写部７により像が転写され、永久像となる。１次転写部１３で感光体ベルト１から中間転写ベルト６へ転写しきれなかったトナーは、クリーニングブレード５ａにより掻き取られ、次の作像に備える。
記録紙転写部７で中間転写ベルト６から記録紙１４へ画像を転写した際に転写しきれずに中間転写ベルト６上に残ってしまったトナー１７は、中間転写ベルトクリーニング装置１１のブレード１１ａ（クリーニング部材＝回転軸１１ｂによって回動する）によってクリーニングされる（図８）。

図９の中間転写ベルトクリーニング装置１１は、クリーニング部材としてのバイアスローラ１６（多くはブラシローラである）タイプであり、接離機構（接離カム）１９等で構成されている。
この中間転写ベルトクリーニング装置１１は、各色画像を中間転写ベルト６に順次重ね合わせている間は、接離機構１９によって中間転写ベルト６面から離間させておく必要がある。
画像が中間転写ベルト６に転写されていないタイミングを作ってその間に中間転写ベルトクリーニング装置１１が中間転写ベルト６に当接し、クリーニングを行う。
図１０は中間転写ベルトに付着または刺さる異物を示す概略図である。図１１は１次転写部へ移動する刺さった異物を示す概略図である。図１２は感光体ベルトから中間転写ベルトへの転写部分を示す概略図である。図１３は感光体ベルト１と中間転写ベルトの間の異物を示す拡大概略図である。
このような構成のカラー画像形成装置において、記録紙転写部７（図７参照）で中間転写体（中間転写ベルト）６に形成された画像形成トナー９を記録紙１４へ転写する際、その摩擦によって紙粉や炭酸カルシウムなどの記録紙の添加物、付着物である異物１８が中間転写体６に付着または刺さる（図１０参照）。
刺さった異物（付着物）１８の一部は、中間転写ベルトクリーニングバイアスローラ１６（図９参照）に回収されずに、１次転写部１３（図８参照）へ移動する（図１１参照）。
図１２に示すように、感光体ベルト１から中間転写ベルト６への転写部分である１次転写部１３へ到達した紙粉や炭酸カルシウム（異物１８）は感光体ベルト１と中間転写ベルト６の僅かな線速差による摩擦力で感光体ベルト１に微小な傷１ａを付ける（図１３参照）。

図１４は感光体ベルトの微小な傷が連続している状態を示す概略図である。微小な傷１ａが繰り返されると感光体ベルト１面全体に微小な凹凸が生じてしまう。これにより、感光体ベルト１に設置されたクリーニングブレード５ａの感光体ベルト１表面との接触性が悪くなり、感光体クリーニング不良という問題が発生する。
なお、図１４のクリーニング装置５は図７に示したクリーニング装置５として示してある。図１４において、符号８は駆動ローラ、符号１７はトナーを示している。
図１５は回収した異物の中間転写ベルト上への落下状態を示す概略図である。上述したように、回収した異物はクリーニング装置と中間転写ベルト６の接離時のショックにより自重で落下する。
このため、中間転写ベルト６の上部にクリーニング装置５が配置される構成の場合には、いったん回収したトナーが中間転写ベルト６へ落下して画像を汚すという不具合が発生する。すなわち、図１５に示すように、回収した異物は接離時のショックによりクリーニングブレード５ａから中間転写ベルト６上へ落下する場合がある。
図１６は一般的なカラー画像形成装置を示す概略図である。また、カラー画像形成装置の別の問題として色ずれが挙げられる。図１６のような画像形成装置では色を重ねる中間転写ベルト６の基準位置をセンサ２０などで読み込み、その基準位置の検出をトリガとして書き込み、現像などのタイミングを決める。符号２１は感光体ベルト１上の２回目の画像形成トナーを示している。
１回目の画像形成終了後に、中間転写ベルト６に付着している転写残トナー１７’をクリーニングするために中間転写ベルト６にクリーニング装置１１のクリーニングブレード１１ａが接触する。このとき、次の画像形成を行うために基準位置を検出するセンサ２０が、中間転写ベルト６の基準位置を検出して書き込み、現像等の作像を既に行っている。
このため、中間転写ベルト６のクリーニング装置１１の接触時の中間転写ベルト６への負荷変動による中間転写ベルト６のずれが２回目の画像形成位置のずれに直接影響してしまう。図１６には、さらに、光書き込み装置３、現像装置４、および記録紙１４が示してある。
さらに、１回目の作像によるクリーニングが終了して中間転写ベルト６から離間するときに発生する負荷変動も同様に２回目の画像形成位置のずれに影響を受けてしまう。したがって、とくに連続プリント時のクリーニング装置の中間転写ベルト６への接離ショックによる色ずれが大きな課題の１つである。

中間転写ベルト用のベルトクリーニング装置のクリーニング方式は、図８および図９に示すように、大きく分けると、ブレード方式（図８参照）、バイアスローラ方式（図９参照）に分けられる。
ブレード方式（図８参照）はブレード１１ａ先端に中間転写ベルト６面を当てて、中間転写ベルト面と残留トナーとにせん断力を生じさせ、掻き取ることによってクリーニングする方式である。
一方、バイアスローラ方式（図９参照）は、バイアスローラ１６に残留トナー１７の電荷に対して逆極性のバイアスを印加して、残留トナー１７を静電気力によって回収し、クリーニングする方式である。上記２つの方式はそれぞれ以下のようなメリット、デメリットがある。
ブレード方式では、転写体面と異物とにせん断力を生じ、機械的に掻き取ることでクリーニングする。したがって、前記紙粉や炭酸カルシウムなどの取り難い付着物もいっしょに掻き取ってくれるので、上記不具合が発生しにくい。しかしながら、転写体面へ負荷が掛かるので接離時のショックが大きく、色ずれを発生させ易い。
バイアスローラ方式において、転写体面への負荷は比較的小さいので接離時のショックは小さく、色ずれを発生させにくい。バイアスローラが回収した付着物を電気的に担持するので、付着物の落下が比較的少なく中間転写ベルト６の上部にクリーニング装置を配置することができる。
しかしながら、中間転写ベルト面への掻き取り能力は小さいので、紙粉や炭酸カルシウムなどの取り難い異物を回収することができないので上記不具合が発生し易い。
紙粉取りの対策として、単色画像を形成する、モノクロ画像形成装置では、特許文献５に開示されているように、トナーをクリーニングするローラやブレードとは別に紙粉取り用の薄板部材（紙粉取り用ブレード）を設置することが一般的に知られている。
特開平１１−２９６００１号公報 特開平５−３０７３４４号公報 特開２０００−２３１２８６公報 特開平１０−０１０９３９号公報 特開２００１−１９４９２０公報

しかしながら、図７の中間転写ベルトのように、必然的に中間転写ベルトの上部にクリーニング装置を有し、さらにカラー独自の問題である色ずれの課題に留意したカラー画像形成装置において、色合わせと紙粉取り能力を両立させる方式はこれまで提案されていなかった。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、像担持体に対して接離手段を有するトナークリーニング装置において、紙粉除去を良好に行い、像担持体に対してクリーニング装置を上部に配置してもトナー落ちを防ぐことができ、とくに連続カラー画像形成時の、クリーニング装置の接離ショックによる色ずれ発生を防ぐクリーニング装置を備える画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体の移動方向に沿ってローラクリーニング装置とブレードクリーニング装置を配置し、各クリーニング装置のクリーニング部材を像担持体面に対してそれぞれ独立して接離する接離機構と、制御手段と、を備えた画像形成装置であって、前記制御手段は、前記像担持体へ連続でカラー画像形成を行う連続カラージョブモード時には、少なくとも画像形成中、前記ローラクリーニング装置のクリーニング部材のみを前記像担持体に接触させてクリーニングを行わせることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記制御手段は、単一カラー画像形成モード、またはモノクロ画像形成モード時、前記ローラクリーニング装置および前記ブレードクリーニング部両方のクリーニング部材を前記像担持体に接触させてクリーニングを行うことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記ブレードクリーニング装置の上流に前記ローラクリーニング装置を配置することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１において、前記２つのクリーニング装置の廃トナーを１つの回収容器に回収し、前記２つのクリーニング装置および廃トナー回収容器は前記像坦持体と一体で交換可能なプロセスカートリッジとして構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、バイアスローラクリーニング装置とブレードクリーニング装置をそれぞれ独立に接離可能に配置し、それぞれを選択的に接離することで各クリーニング装置のデメリットを補い合い、色ずれやトナー落ちの不具合を防ぎながら良好にトナーおよび紙粉を回収できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明による画像形成装置の実施の形態を示す概略図である。図２は単色モード時およびカラーモード時のバイアスローラとブレードの接離タイミングを示すタイミングチャートである。
図１に示すように、この実施の形態では、中間転写ベルト６上にバイアスローラクリーニング装置２２と、その下流にブレードクリーニング装置１１をそれぞれ独立に配置する。図１には、現像装置４、記録紙１４、クリーニングブレード（クリーニング部材）１１ａおよびトナー１７を示している。
２つのクリーニング装置１１、２２はそれぞれ独立に接離可能で、前述したバイアスローラ方式およびクリーニングブレード方式のそれぞれのデメリットを補い合い、選択的にそれぞれのタイミングで接離を行う。両方のクリーニング装置１１、２２の接離機構、これらを制御する制御手段（ＣＰＵ）はここでは示していない。
本発明は、像担持体としての中間転写ベルト６の移動方向に沿ってローラクリーニング装置２２とブレードクリーニング装置１１を配置し、各クリーニング装置２２、１１のクリーニング部材１１ａ、２２ａを像担持体面に対してそれぞれ独立して接離する接離機構と、制御手段と、を備えた画像形成装置であって、制御手段は、像担持体へ連続でカラー画像形成を行う連続カラージョブモード時には、少なくとも画像形成中、ローラクリーニング装置のクリーニング部材２２ａのみを像担持体６に接触させてクリーニングを行わせる構成が一つの特徴である。
まず、単色画像形成モード時の動作を説明する。単色画像形成の際は、図１のようにバイアスローラクリーニング装置２２およびブレードクリーニング装置１１をそれぞれ中間転写ベルト６に接してクリーニングを行う。このとき残留トナー１７のほとんどはバイアスローラクリーニング装置２２が回収する。
したがって、ブレードクリーニング装置１１ではバイアスローラクリーニング装置２２で回収しきれなかった紙粉や炭酸カルシウムを主に回収する。このような手段を用いることによって、残留トナー１７はバイアスローラ（クリーニング部材）２２ａで回収するので接離時のトナー落ちが無い。
また、紙粉をブレードクリーニング装置１１が回収するので紙粉が感光体ベルト１へ回り込まず、感光体ベルト１へのダメージを防ぐことができる。単色画像では中間転写ベルト６に各色画像を順次重ねる必要が無いため、連続プリント時でもクリーニング装置１１を離間させておく必要が無い。したがって、ブレードクリーニング装置１１の接離ショックの不具合が発生しない。

次に、カラー画像単一画像形成モード時について説明する。中間転写ベルト６へ色重ね動作を１回のみ行った後ジョブを終了する。カラー画像単一画像形成モード時においては、図１のように、画像形成終了後にバイアスローラクリーニング装置２２およびブレードクリーニング装置１１をそれぞれ接してクリーニングを行う。
同様なメカニズムで残留トナーと紙粉を回収することができる。単一画像形成モードなので、画像形成後にクリーニング装置の接離動作を行えばその画像はもちろん、次の画像においても接離ショックによる色ずれを引き起こすことはない。
本発明によれば、ブレードクリーニング装置１１の上流にバイアスローラクリーニング装置２２を配置し、これによりバイアスローラ２２ａでトナーを、ブレード１１ａで紙粉を回収する。したがって、トナー落ちを防ぎながら良好にトナーおよび紙粉を回収できる。
図３は本発明による画像形成装置の実施の形態を示す概略図である。図４は連続カラーモード時のバイアスローラとブレードの接離タイミングを示すタイミングチャートである。図３および図４を参照して、カラー画像連続画像形成モード時について説明する。
このモードにおいては、図４に示すようなタイミングで、画像形成中は図３に示すようにバイアスローラクリーニング装置２２のみを中間転写ベルト６に接触させてクリーニングを行う。バイアスローラ２２ａのみであるので紙粉は通過してしまう。図３には、さらに、ブレードクリーニング装置１１、現像装置４および記録紙１４を示している。

図５は感光体ベルト、および中間転写ベルト表面のトナーおよび付着物（異物）を示す概略図である。しかし、連続画像形成中でかつ比較的高画像面積が多いカラー画像なので、感光体ベルト１、および中間転写ベルト６表面には多くのトナー１７および付着物（異物）１８が付着している状態なので、１次転写のニップ部には常にトナーが介在している。
図５のようにトナー１７がニップ部に介在すると、それは潤滑剤または緩衝材となって紙粉や炭酸カルシウムによるベルト表面の傷付けを軽減させる働きがある。このためカラー画像の連続画像形成時はクリーニングブレード１１ａ（図１参照）によって紙粉を回収しなくても感光体ベルト１へのダメージは少ない。
連続画像形成が終了したときのエンドシーケンス時に初めてブレードクリーニング装置１１を接触させ、紙粉を除去してやれば、紙粉による感光体ベルト１への不具合を発生させずに済む。
また、連続画像形成中はバイアスローラクリーニング装置２２（図１参照）のみが接離動作を行うので接離ショックが比較的小さく、バイアスクリーニング装置２２の接離の衝撃による色ずれ発生を最小限に抑えることができる。
さらに、本発明によれば、連続カラージョブモードでの連続画像形成中ではバイアスローラクリーニング装置２２のみが中間転写ベルト６と接してクリーニングを行い、それ以外のモードではバイアスローラクリーニング装置２２およびブレードクリーニング装置１１が接してクリーニングを行うことによって、カラーの連続画像形成中の色ずれを防ぎながら良好にトナーおよび紙粉を回収することができる。
前記バイアスローラクリーニング装置２２およびブレードクリーニング装置１１（図１参照）にはそれぞれ回収した廃トナー、紙粉が溜まっていくため、それを一定のスペースのある容器に搬送する必要があるが、それぞれに搬送手段および回収容器を設けると、装置が複雑になってしまう。
また、回収容器も複数になると交換頻度が増してしまい、メンテナンスが煩雑になってしまう。さらに、回収容器を独立して交換する構成にしようとすると着脱の際の廃トナー搬送経路とのシャッタ機構を設ける必要が生じてしまい、装置がさらに複雑になってしまう。
図６はプロセスカートリッジユニットＰＣを示す概略図である。図６において、２つのクリーニング装置１１、２２の廃トナー搬送経路を１つに繋げて１つの廃トナー回収容器２３に搬送させ、かつ感光体ベルト１のユニット、中間転写ベルト６のユニットと一体で交換する構成にする。
かかる構成により、交換作業が簡素になり、またシャッタ機構等の複雑な構成を設けることがないので、簡素な構成のプロセスカートリッジユニットＰＣにすることができる。

本発明による画像形成装置の実施の形態を示す概略図。 単色モード時およびカラーモード時のバイアスローラとブレードの接離タイミングを示すタイミングチャート。 本発明による画像形成装置の実施の形態を示す概略図。 連続カラーモード時のバイアスローラとブレードの接離タイミングを示すタイミングチャート。 感光体ベルト、および中間転写ベルト表面のトナーおよび付着物（異物）を示す概略図。 プロセスカートリッジユニットを示す概略図。 一般的なフルカラー電子写真装置の構成図を示す概略図。 中間転写ベルト用のベルトクリーニング装置のクリーニング方式であるブレード方式を示す概略図。 中間転写ベルト用のベルトクリーニング装置のクリーニング方式であるバイアスローラ方式を示す概略図。 中間転写ベルトに付着または刺さる異物を示す概略図。 １次転写部へ移動する刺さった異物を示す概略図。 感光体ベルトから中間転写ベルトへの転写部分を示す概略図。 感光体ベルトと中間転写ベルトの間の異物を示す拡大概略図。 感光体ベルトの微小な傷の連続を示す概略図。 回収した異物の中間転写ベルト上への落下を示す概略図。 一般的なカラー画像形成装置を示す概略図。

符号の説明

１ 感光体ベルト、６ 像担持体（中間転写ベルト）、１１ ブレードクリーニング装置、１１ａ クリーニングブレード、２２ バイアスローラクリーニング装置、１２ａ バイアスローラ、１９ 接離機構（接離カム）、２３ 廃トナー回収容器、ＰＣ プロセスカートリッジユニット

Claims (4)

1. 像担持体の移動方向に沿ってローラクリーニング装置とブレードクリーニング装置を配置し、各クリーニング装置のクリーニング部材を像担持体面に対してそれぞれ独立して接離する接離機構と、制御手段と、を備えた画像形成装置であって、
   前記制御手段は、前記像担持体へ連続でカラー画像形成を行う連続カラージョブモード時には、少なくとも画像形成中、前記ローラクリーニング装置のクリーニング部材のみを前記像担持体に接触させてクリーニングを行わせることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、単一カラー画像形成モード、またはモノクロ画像形成モード時、前記ローラクリーニング装置および前記ブレードクリーニング部両方のクリーニング部材を前記像担持体に接触させてクリーニングを行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記ブレードクリーニング装置の上流に前記ローラクリーニング装置を配置することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記２つのクリーニング装置の廃トナーを１つの回収容器に回収し、前記２つのクリーニング装置および廃トナー回収容器は前記像坦持体と一体で交換可能なプロセスカートリッジとして構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
   

Images