JP2007304301A - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトをクリーニングするブレードへの紙粉混入によるクリーニング性の低下を防止できるクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置において、前記像担持体表面に先端を圧接する複数のクリーニングブレード１２４、１２５を有し、前記複数のクリーニングブレード間に、前記像担持体表面に接触して潤滑剤１２２をブラシ１２３で摺擦塗布する機構を配置し、前記複数のクリーニングブレードの中で、上流側のクリーニングブレード１２４が、前記像担持体から接離可能であるクリーニング装置及び画像形成装置１００である。
【選択図】図３

Description

本発明は、像担持体のクリーニング装置、及び該クリーニング装置を有する画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、感光体及び中間転写ベルト、転写搬送ベルト等それぞれにクリーニング装置を有している。そして、クリーニング装置においてはクリーニングブレード摺擦による転写残トナーのかきとりが一般的である。
しかしながら、これらの感光体、中間転写ベルト、転写搬送ベルト等の表面を機械的に摺擦した場合、各部材表面及びクリーニングブレードが早期に摩耗するという問題点があった。感光体の表面が摩耗すると感光特性が劣化し、適正な静電潜像の形成に悪影響を及ぼし、中間転写ベルトについても同様に転写時の表面性悪化による転写不良が発生する。また、各部材の部分磨耗によりクリーニング性が悪化する。また、クリーニングブレードが磨耗すると、当然のことながらクリーニング性が悪化し、クリーニング不良が発生する。各部材とクリーニングブレードの摩耗を防止するためには、各部材の表面の摩擦係数低減化が有効であることが知られており、従来から各部材の表面に潤滑材を塗布することが行われている。

ところが、このブレードクリーニング方式において、紙粉がブレードとベルトとの間に挟まれると、クリーニング不良が発生してしまうという問題点があった。そこで、紙粉がブレードに挟まっても、クリーニングを確保できるように、特許文献１では、ベルトからブレードを解除する機構を設けている。ブレードを当接・離間させることにより、ブレードとベルトに挟まった紙粉を振り落とすことができる。
しかしながら、ブレードを当接、離間させた場合に、このブレードの接離跡がベルト上に残ってしまい、この部分に画像転写ができなくなる。この場合、接離跡を避けるためにタイミング調整を行わなければならず、プリントスピードが遅くなってしまうという問題がある。また、ベルト上接離跡が感光体部を通り過ぎるまで待ってからプリント開始する必要があり、接離跡のトナースジが直接潤滑材塗布ブラシに入力されるため、潤滑材塗布ブラシが汚れ、塗布能力を保てなくなるという問題が生じる。
また、特許文献２では紙粉とりブラシを追加して紙粉をブラシでからめとる方式をとっている。この場合、ブレード前に紙粉とりブラシを配置するため、転写残トナーと紙粉をブラシでかきとることになる。しかしながら、転写残トナーがブラシの回転によって飛散しやすくなり、周辺にトナーをまきちらすという問題があった。また、ブラシにトナーが堆積してしまい、経時で紙粉がとれなくなるという問題が生じる。
また、特に近年紙粉の多いリサイクル紙の使用が多用化され、この問題については非常に大きくなってきている。リサイクル紙においては、材料として古紙の割合が多いほど紙粉も多くなるということがあり、紙粉に対する対応が今後キー技術になってきている。さらに、画質向上のため、トナーの小粒径化、円形化が進んできている。小さくて丸いトナーについては、微小すり抜けによる磨耗のためそれだけブレードによるクリーニングがしにくくなり、ブレード先端の磨耗についても多くなる傾向がある。以上のような状況によりクリーニングに対する要求は非常に大きいものとなっている。

特開平６−３３７５９８号公報 特開２００３−２１５９３８号公報

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、ベルトをクリーニングするブレードへの紙粉混入によるクリーニング性の低下を防止できるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することである。

前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置において、前記像担持体表面に先端を圧接する複数のクリーニングブレードを有し、前記複数のクリーニングブレード間に、前記像担持体表面に接触して潤滑剤をブラシで摺擦塗布する機構を配置し、前記複数のクリーニングブレードの中で、上流側のクリーニングブレードが、前記像担持体から接離可能であることを特徴とするクリーニング装置である。
本発明は、前記上流側のクリーニングブレードを前記像担持体に対してカウンター方向で接触させることを特徴とする。
本発明は、前記上流側のクリーニングブレードの先端をクリーニングするクリーニング機構を有することを特徴とする。
本発明は、前記クリーニング機構にマイラを有し、接離した際に、前記マイラが、前記上流側のクリーニングブレードの先端を摺擦して前記クリーニングブレード先端をクリーニングすることを特徴とする。
本発明は、前記マイラが前記クリーニングブレードの接離と同期していることを特徴とする。
本発明は、前記マイラが、回転支点を有し、前記クリーニングブレード接離に連動して回転することにより、マイラ先端がブレード先端を摺擦することを特徴とする。
本発明は、前記像担持体が、中間転写体であることを特徴とする。
本発明は、前記像担持体が、感光体であることを特徴とする。
本発明は、前記像担持体が、転写材搬送ベルトであることを特徴とする。
本発明は、前記記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明は、前記解決するための手段によって、ベルトをクリーニングするブレードへの紙粉混入によるクリーニング性の低下を防止できるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することが可能となった。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明の画像形成装置構成を示す図である。図中符号１００は画像形成装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は画像形成装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
画像形成装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体４を設ける。中間転写体４が、本発明におけるベルト体に相当する。図１に示すとおり、図示例では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、３つのうち第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体４上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。
また、３つのうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体４上には、その搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成する。
そのタンデム画像形成装置２０の上には、図１に示すように、さらに露光装置２１を設ける。

一方、中間転写体４を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体４を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体４上の画像をシートに転写する。
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。

このカラー画像形成装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読取る。

また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体４を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体４の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体４上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体４上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体４と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体４上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。

図２は、潤滑材の塗布構成の一例である。クリーニング手段のケーシング１０２内に固形状の潤滑材１２２が設けられており、感光体４０と潤滑材１２２の間にはブラシローラ１０８が設けられている。符号１０６はクリーニングブレード、１０７は該クリーニングブレード１０６を保持する保持部材、１０４は補助ブレード、１０５は廃トナー回収スクリューを示す。ブラシローラ１０８で潤滑材１２２が削り取られ、削り取られた潤滑材１２２が感光体４０上に転移する。固形状の潤滑材１２２を感光体４０の表面に直に接触させて供給する方式も知られている。上記例は感光体クリーニング装置についての記述であるが、感光体４０を中間転写体４、転写材搬送ベルトと置き換えても同様のことが言える。ところが、このブレードクリーニング方式において、紙粉がブレードとベルトとの間に挟まれると、クリーニング不良が発生してしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、像担持体表面に先端を圧接する複数のクリーニングブレードを有し、前記複数のクリーニングブレード間に、前記像担持体表面に接触して潤滑剤をブラシで摺擦塗布する機構を配置し、前記複数のクリーニングブレードの中で、上流側のクリーニングブレードを前記像担持体から接離可能にしている。ここで、前記クリーニングブレード及び前記潤滑剤をブラシで摺擦塗布する機構は、複数個設置することが可能であり、それにより効果をあげることができるが、コスト面からは２個のクリーニングブレードと、それらの間に潤滑剤をブラシで摺擦塗布する機構を有することが好ましい。
また、最上流側のクリーニングブレードが、前記像担持体から接離可能であり、３個以上クリーニングブレードを有する場合は、最下流側のクリーニングブレードを除いて接離可能とすることにより、紙粉を落ちやすくすることができる。

図３は、本発明の実施例１を示す図である。中間転写ベルト（中間転写体）４上に残った２次転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置に関する図であり、クリーニングブレードを２個有している。第１ブレード１２４にて中間転写ベルト４上の残トナーをかきとり、その後潤滑剤１２２と接触したブラシローラ１２３により、中間転写ベルト４上に潤滑剤を塗布し、第２ブレード１２５により潤滑剤をならす。このように、第１ブレード１２４を像担持体から接離する際の衝撃により、紙粉が落ちやすくなる。これによりブレード先端に紙粉がはさまることを防ぎ、クリーニング能力を向上、また、ブレード先端の偏磨耗を防ぐことができる。
第２ブレード１２５は、（１）余分な潤滑剤をかきとる、（２）ベルト上に均一に潤滑剤を塗布する、（３）レードにて潤滑剤をベルトに押し付けることにより潤滑剤の膜を作りやすくする、（４）第１ブレード１２４が経時磨耗にてクリーニング能力が低くなり、残トナーがすり抜けてしまった場合、このトナーをかきとる、（５）第１ブレード１２４接離時の付着トナーをクリーニングする、ことができる。特に接離時の付着トナーについては第２ブレード１２５がない場合には、このブレード跡が１次転写部を通り過ぎるまで１次転写を開始することができず、プリントスピードが遅くなるということになる。本発明ではこの点が改善できる。

また、ブレード接離を行った場合には図３中Ａ部ブレードの裏側に接離により舞ったトナーが付きやすくなり、これがベルト上残留電位にひきつけられて次の画像に出てしまうという問題がある。画像濃度を測定するようにベルト上にパターン画像を作成して画像濃度を制御する方式が電子写真装置では一般的であるが、特にこのパターン画像ではベルト上の未転写画像がそのままクリーニング装置に入ってきてしまう場合が多い。この未転写画像をブレードでかきとる際に、電位の移動が発生し、中間転写ベルト４上に電位が残ってしまい、そこにブレード裏のトナーが引き寄せられ、ベルト上にトナーが再付着してしまう場合がある。これについては従来特開２００２−３５１２３２号公報等により指摘されているが、除電装置等を使用しても、ブレードによるかきとり時に生じる電位についての除電は困難であり、対応できない。この再付着に対して第２ブレード１２５でかきとることは非常に有効である。

第１ブレード１２４は、回転中心１２７を中心に回転可能となっており、加圧スプリング１２９にて回転方向に圧が加えられる構成となっている。対向ローラ１２０−２に対して第１ブレード１２４が加圧され、クリーニングを行う。また、接離カム１２８によって押されることにより解除する方式となっている。接離カムは図示しない駆動装置により半回転ずつ回転できる構成となっている。たとえばＤＣモータ駆動を持ち、カム位置を判断できるよう、軸先端にフィラーを設け、カム位置をセンサにて検知できるようにする。センサの検知有無によりモータの回転を制御すれば接離制御ができる。
第１ブレード１２４にてかきとられたトナーは廃トナーコイル１３０にて機械後方に送られ、廃トナー貯蔵部へ搬送される。

図４は、本発明の実施例２を示す図である。図５は図４の拡大図である。実施例１に加え、第１ブレード１２４先端を清掃するクリーニングマイラ１３１が接離時に第１ブレード１２４先端を摺擦、紙粉をかき落とす方式となっている。
クリーニングマイラ部材１３１は、先端クリーニングマイラ回転中心１３２を中心に回転可能となっており、自重または引っ張りスプリング１３３によって第１ブレード１２４にクリーニングマイラ１３１が押し付けられる構成となっている。図４中通常ブレード接触時にてはクリーニングマイラ１３１先端はブレードの裏側に当っているが、第１ブレード１２４が解除すると先端クリーニングマイラ回転中心１３２を支点に回転し、第１ブレード１２４の先端を摺擦するしくみとなっている。クリーニングマイラ１３１としては、０．１〜０．５ｍｍ程度のＰＥＴ部材を使用すると紙粉がとれやすく、第１ブレード１２４先端も傷つけることなく紙粉落下を行うことができる。

図６は、本発明の実施例３を示す図である。固定マイラ１３４をブレードが解除した際に先端に当るように配置している。第１ブレード１２４が解除した際に固定マイラ１３４先端が少したわみ、このたわみ力により第１ブレード１２４先端の紙粉がかき落とされる。この場合、より簡単な構成にて紙粉とりが行える。

本実施例１〜３については、像担持体が感光体、転写搬送ベルトとなっても同様の構成にて実施できる。感光体の場合には対向は感光体となるが、特に感光体から直接紙へ転写する場合において有効となる。同様の構成で同様の効果が得られる。
以上、本発明では、上流側のブレード接離により、ブレードを像担持体より接離する際の衝撃にて紙粉が落ちやすくなる。これによりブレード先端に紙粉がはさまることを防ぎ、クリーニング能力を向上、また、ブレード先端の偏磨耗を防ぐことができる。
また、第１ブレード１２４先端に付着する紙粉のクリーニングをマイラ１３１にて摺擦することにより行い、更に確実に単純な方法でクリーニング性を向上できる。

本発明の画像形成装置構成を示す図である。 従来の潤滑材の塗布構成の一例である。 本発明の実施例１を示す図である。 本発明の実施例２を示す図である。 本発明の実施例２の拡大図である。 本発明の実施例３を示す図である。

符号の説明

４ 中間転写ベルト（中間転写体）
１４ 支持ローラ
１５ 支持ローラ
１６ 支持ローラ
１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 画像形成手段
２０ タンデム画像形成装置
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
２３ ローラ
２４ ２次転写ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
２８ シート反転装置
３０ 原稿台
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取りセンサ
４０ 感光体
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ
４８ 給紙路
４９ レジストローラ
５０ 給紙ローラ
５１ 手差しトレイ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排紙トレイ
１００ 画像形成装置本体
１０２ ケーシング
１０４ 補助ブレード
１０５ 廃トナー回収スクリュー
１０６ クリーニングブレード
１０７ 保持部材、
１０８ ブラシローラ
１２０−１ 対向ローラ
１２０−２ 対向ローラ
１２２ 潤滑剤
１２３ 潤滑材塗布ブラシ
１２４ 第１ブレード
１２５ 第２ブレード
１２７ 回転中心
１２８ 接離カム
１２９ 加圧スプリング
１３０ 廃トナーコイル
１３１ クリーニングマイラ
１３２ 先端クリーニングマイラ回転中心
１３３ 引っ張りスプリング
１３４ 固定マイラ
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）

Claims (10)

1. 像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、前記像担持体表面に先端を圧接する複数のクリーニングブレードを有し、
   前記複数のクリーニングブレード間に、前記像担持体表面に接触して潤滑剤をブラシで摺擦塗布する機構を配置し、
   前記複数のクリーニングブレードの中で、上流側のクリーニングブレードが、前記像担持体から接離可能である
   ことを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、前記上流側のクリーニングブレードを前記像担持体に対してカウンター方向で接触させる
   ことを特徴とするクリーニング装置。
3. 請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、前記上流側のクリーニングブレードの先端をクリーニングするクリーニング機構を有する
   ことを特徴とするクリーニング装置。
4. 請求項３に記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、前記クリーニング機構にマイラを有し、
   接離した際に、前記マイラが、前記上流側のクリーニングブレードの先端を摺擦して前記クリーニングブレード先端をクリーニングする
   ことを特徴とするクリーニング装置。
5. 請求項４に記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、前記マイラが前記クリーニングブレードの接離と同期している
   ことを特徴とするクリーニング装置。
6. 請求項５に記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、
   前記マイラが、回転支点を有し、
   前記クリーニングブレード接離に連動して回転することにより、マイラ先端がブレード先端を摺擦する
   ことを特徴とするクリーニング装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一つに記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、
   前記像担持体が、中間転写体である
   ことを特徴とするクリーニング装置。
8. 請求項１乃至６のいずれか一つに記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、
   前記像担持体が、感光体である
   ことを特徴とするクリーニング装置。
9. 請求項１乃至６のいずれか一つに記載のクリーニング装置において、
   前記クリーニング装置は、
   前記像担持体が、転写材搬送ベルトである
   ことを特徴とするクリーニング装置。
10. 画像形成装置は、請求項１乃至９のいずれか一つに記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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