JP2007164062A

JP2007164062A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007164062A
Application number: JP2005363314A
Authority: JP
Inventors: Yohei Watanabe; 陽平渡邉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-16
Also published as: JP4839080B2

Abstract

【課題】固形潤滑剤の塗布量が経時においても減少することがなく、潤滑剤の消費量がトナーマークを含む領域と、それ以外の領域で偏差が生じることがなく、良好なクリーニング性能を確保することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】像担持体からのトナー像が転写される転写体と、該転写体上のトナー像を清掃するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、クリーニング装置８５は、ブラシローラ８５ａを有し、ブラシローラには転写体６０に塗布される固形潤滑剤８６が当接されているとともに、ブラシの高さが軸方向に変化している。
【選択図】図３

Description

この発明は、電子写真方式の画像形成装置、特に中間転写体のクリーニング装置の経時品質を保持することが可能な画像形成装置に関するものである。

従来から被清掃体を清掃するクリーニング装置は、各種の技術分野における機械、装置に広く採用されている。例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等として構成される画像形成装置においては、像担持体の表面を清掃するクリーニング装置や、像担持体を帯電する帯電ローラの周面を清掃するクリーニング装置、或いは転写体である転写ベルトの表面を清掃するクリーニング装置等がそれぞれ用いられている。

このような、クリーニング装置として、被清掃体の表面にブラシローラを備えたクリーニング装置が広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。また、固形潤滑剤をブラシローラによって転写体等に塗布する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

この種のクリーニング装置は、ブラシローラを駆動装置で回転駆動し、被清掃体の表面に接触するブラシが固形潤滑剤を転写体に塗布する構成となっている。特許文献２では固形潤滑剤の塗布量を調整する機構を備え、潤滑剤の量が多すぎず、かつ少なすぎないようにしている。

前記のように特許文献２においては、固形潤滑剤の塗布量を調整する機構を設けているが、濃度補正やトナー像の転写位置を補正する目的でトナーマークが転写体上に転写される場合が多くある。このような場合、同じ位置にトナーマークが断続的に転写されるため、クリーニング装置へのトナー入力量はその部分のみ多くなっている。このことによって固形潤滑剤がトナーによって削られ、初期的には固形潤滑剤の消費が多くなる。その結果、トナーマークが転写される位置においては固形潤滑剤が凹部分となり（その測定結果を図６にトナーマーク位置として示す）、経時では固形潤滑剤のブラシへの当接が弱くなり、塗布量が減少してしまうという課題があった。このように固形潤滑剤が凹部分を持つことによって、図７に示すように潤滑剤の消費量がトナーマークを含む領域と、それ以外の領域で偏差が生じ、転写体上の表面摩擦係数が副走査方向にわたって不均一となり、クリーニング不良を起こす原因となっていた。

特開平７−１４０７６３号公報特開２００５−７７７１７号公報

そこでこの発明は、前記従来のものの問題点を解決し、固形潤滑剤の塗布量が経時においても減少することがなく、潤滑剤の消費量がトナーマークを含む領域と、それ以外の領域で偏差が生じることがなく、良好なクリーニング性能を確保することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体からのトナー像が転写される転写体と、該転写体上のトナー像を清掃するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、クリーニング装置は、ブラシローラを有し、ブラシローラには転写体に塗布される固形潤滑剤が当接されているとともに、ブラシの高さが軸方向に変化していることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、ブラシの高さが変化している箇所は、転写体上に転写されるトナーマークの幅を含む領域であることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の画像形成装置において、ブラシの高さが変化している箇所は、ブラシの固形潤滑剤への食い込み量が少なくとも０．５ｍｍ以上変化していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、トナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする。

この発明は、前記のようであって、クリーニング装置がブラシローラを有し、このブラシローラには転写体に塗布される固形潤滑剤が当接されているとともに、ブラシの高さが軸方向に変化しているので、固形潤滑剤の消費量を軸方向にわたって変化させることができる。したがって、固形潤滑剤の塗布量が経時においても減少することがなく、従来のように潤滑剤の消費量がトナーマークを含む領域と、それ以外の領域で偏差が生じることがなくなるので、良好なクリーニング性能を確保することができるという優れた効果が期待できる。

この発明を、画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）に適用した一つの実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）が、転写紙１００の移動方向（図中の矢印Ａに沿ってベルト６０が走行する方向）における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの回転軸が平行になるように、かつ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。

本レーザプリンタは、トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写紙１００を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等を備えている。また、手差しトレイＭＦ、トナー補給容器ＴＣを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えている。

光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。

図２は、転写ユニット６の概略構成を示す拡大図である。この転写ユニット６で使用した転写搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０^９〜１０^１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。この転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ６１〜６８に掛け回されている。

これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ６１には、電源８０ａから所定電圧が印加された静電吸着ローラ８０が対向するように転写搬送ベルト６０の外周面に配置されている。この２つのローラ６１，８０の間を通過した転写紙１００は転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。

ローラ６３は転写搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。

各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト６０の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋが設けられている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写位置において該転写搬送ベルト６０と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また、上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ６８を備えている。

転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃと、その近傍に配置されるバックアップローラ６８とは、回転可能に揺動ブラケット９３に一体的に保持され、回動軸９４を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸９７に固定されたカム９６が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。

入り口ローラ６１と吸着ローラ８０は一体的に、入り口ローラブラケット９０に支持され、軸９１を回動中心として、図２の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット９３に設けた穴９５と、入り口ローラブラケット９０に固植されたピン９２が係合しており、揺動ブラケット９３の回動と連動して回動する。これらのブラケット９０、９３の時計方向の回動により、バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃと、その近傍に配置されるバックアップローラ６８とは感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃから離され、入り口ローラ６１と吸着ローラ８０も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと転写搬送ベルト６０の接触を避けることが可能となっている。

一方、転写バイアス印加部材６７Ｋと、その隣のバックアップローラ６８とは出口ブラケット９８に回転可能に支持され、出口ローラ６２と同軸の軸９９を中心として回動可能にしてある。転写ユニット６を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体１１Ｋから、転写バイアス印加部材６７Ｋと、その隣のバックアップローラ６８とを離間させるようにしてある。

駆動ローラ６３に巻きつけられた転写搬送ベルト６０の外周面には、図３に示すようにブラシローラ８５ａとクリーニングブレード８５ｂから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。

転写搬送ベルト６０の走行方向で駆動ローラ６３より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ６４が設けられ、駆動ローラ６３への巻きつけ角を確保している。ローラ６４より更に下流の転写搬送ベルト６０のループ内に、ばね等からなる押圧部材６９でベルトにテンションを与えるテンションローラ６５を備えている。

先に示した図１中の一点鎖線は、転写紙１００の搬送経路を示している。給紙カセット３、４あるいは手差しトレイＭＦから給送された転写紙１００は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５により所定のタイミングで送出された転写紙１００は、転写搬送ベルト６０に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。

各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙１００上にはフルカラートナー像が形成される。

トナー像転写後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面がクリーニング装置８５によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。

一方、フルカラートナー像が形成された転写紙１００は、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドＧの回動姿勢に対応して、第１の排紙方向Ｂまたは第２の排紙方向Ｃに向かう。第１の排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方、第２の排紙方向Ｃに排出される場合には、図示していない別の後処理装置（ソータ、綴じ装置など）に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送される。

クリーニング装置８５は、図３に示すように駆動ローラ６３に張架された転写ベルト６０に対してクリーニングブレード８５ｂが当接し、その上流側にブラシローラ８５ａが設けられている。このブラシローラ８５ａに固形潤滑剤８６が圧縮スプリング８７により当接され、一度ブラシに付着した潤滑剤が転写ベルト６０に塗布される構成となっている。この際、転写ベルト６０上のトナーもブラシに付着するため、トナー入力の多い領域では固形潤滑剤８６とブラシの間にトナーが介在し、トナーが研磨剤としての影響を及ぼすために固形潤滑剤８６の消費を活発にしてしまう。この結果、段落０００５でも述べたように経時状態では図４に示すように固形潤滑剤８６の当接が減り、その領域の転写ベルト６０への潤滑剤の塗布量が不足してしまう。

しかしながら、本実施の形態におけるブラシローラ８５ａのブラシの形状は図５のようになっており、初期的にはブラシが低い部分（トナーマークに相当する位置）の潤滑剤消費量を抑えている。経時状態においては、ブラシ形状と固形潤滑剤形状とが同期し、結果的に経時状態での潤滑剤の消費量は均一化される。また、潤滑剤への食い込み量を他の部分よりも０．５ｍｍ以上変化させることで本案での効果が期待できる。ブラシの毛倒れを考慮すると１ｍｍ程度が望ましい。また一方、転写ベルト６０側へのブラシの食い込み量は本実施の形態では０.５〜２ｍｍの範囲で同様の効果が確認された。これもブラシの毛倒れを考慮すると１ｍｍ程度が望ましい。

本実施形態における潤滑剤としては、例えばフッ素系材料、ステアリン酸亜鉛などを適宜用いることができる。また、図３に示すように、ブロック状の固形潤滑剤８６と、圧縮（加圧）スプリング８７と、ブラシローラ８５ａが、転写ベルト６０の表面に潤滑剤を塗布する剤塗布手段を構成しているが、必ずしも圧縮スプリング８７は必要なく、固形潤滑剤８６の自重等によってブラシに当接する形態でも同様の効果が期待できる。

以上の実施形態においては、転写搬送ベルト６０上に感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおいて、各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される転写ユニット６にこの発明を適用したが、この発明が適用可能なプリンタ及びベルト駆動装置はこの構成に限るものではない。複数のローラに張架された無端状ベルトをそのローラのうちの少なくとも１つ以上のローラで回転駆動する転写体において、その転写体上にトナーマークを転写し、最終的にブレードとブラシを有するクリーニング装置によってトナーマークをクリーニングするプロセスを備える画像形成装置であればいずれにも適用可能である。

次に、特許請求の範囲の請求項２以下に記載した発明の特有な効果について説明する。請求項２に記載の発明によれば、さらにトナーマークの転写位置に相当する領域のブラシの高さを低くすることによって、固形潤滑剤の過剰な消費を防ぐことができる。請求項３に記載の発明によれば、固形潤滑剤へのブラシの食い込み量を０.５ｍｍ以上変化させることによって、本案での効果がより確実に期待できる。請求項４に記載の発明によれば、トナーの平均円形度が０．９０〜０．９９のトナーに対してはクリーニング性能の経時状態での維持が困難であるため、本案を実施することによって、クリーニング性能の信頼性を向上させることができる。

この発明の一実施の形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。同上の転写ユニットの概略構成を示す拡大図である。同上のクリーニング装置の概略構成を示す拡大図である。同上の経時状態の固形潤滑剤とブラシの当接を示す図面である。同上のブラシを示す図面である。従来の経時状態での固形潤滑剤の表面プロファイルを示すグラフである。従来の潤滑剤の消費量推移を示すグラフである。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋトナー像形成部
６転写ユニット
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ感光体ドラム（像担持体）
６０転写搬送ベルト
８５クリーニング装置
８５ａブラシローラ
８５ｂクリーニングブレード
８６固形潤滑剤
８７圧縮スプリング
１００転写紙

Claims

像担持体からのトナー像が転写される転写体と、該転写体上のトナー像を清掃するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、ブラシローラを有し、前記ブラシローラには転写体に塗布される固形潤滑剤が当接されているとともに、ブラシの高さが軸方向に変化していることを特徴とする画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、ブラシの高さが変化している箇所は、転写体上に転写されるトナーマークの幅を含む領域であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２記載の画像形成装置において、ブラシの高さが変化している箇所は、ブラシの固形潤滑剤への食い込み量が少なくとも０．５ｍｍ以上変化していることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、トナーの平均円形度が０．９０〜０．９９であることを特徴とする画像形成装置。