JP2011248167A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルト表面の未転写トナーをクリーニングブレードで除去する画像形成装置において、クリーニングブレードの捲れやビビリなどが生じることなく、クリーニング効果が長期にわたり奏されるようにすること。
【解決手段】廃トナー供給手段５０を設けて、クリーニングブレード４１によって中間転写ベルト１１から除去回収された廃トナー６３を、２次転写領域１７とクリーニングブレード４１との間の中間転写ベルト１１上に散布する。ここで、クリーニングブレード４１によって中間転写ベルト１１から除去回収された廃トナー６３をトナー搬送手段７０によって廃トナー供給手段５０に搬送するようにしてもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、より詳細には中間転写ベルト表面の未転写トナーをクリーニングブレードで除去する画像形成装置に関するものである。

中間転写ベルト上に各色のトナー画像を重ね合わせてフルカラーのトナー画像とし、用紙等に転写する画像形成装置では、トナー画像を用紙等に転写した後にも中間転写ベルトに未転写トナーが残留する。このため、転写領域よりも中間転写ベルト回転方向下流側にクリーニング手段を設けて、未転写トナーを中間転写ベルトから除去し回収している。

クリーニング手段としては、ウレタンゴムなどの弾性素材からなるクリーニングブレードを中間転写ベルトに圧接してトナーを掻き落とす方法が広く用いられている。

ところが、このクリーニングブレードを用いたクリーニング方法では、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの摩擦抵抗が所定以上に大きくなると、クリーニングブレードの捲れやビビリなどの不具合が生じる。

そこで、例えば、特許文献１では、クリーニングブレードの直下に回転ブラシを配置し、廃トナー溜めに堆積した廃トナーをクリーニングブレード直前の感光体表面へ再塗布し、廃トナーによる潤滑効果を得てクリーニングブレードが円滑に滑るようにする技術が提案されている。また特許文献２では、クリーニングブレードで掻き落とされた廃トナーを堰き止め部材でクリーニングブレードの直下近傍に滞留させて、クリーニングブレードの先端接触部を廃トナーで覆われた状態に維持し、廃トナーによる潤滑効果を継続的に得る技術が提案されている。

特開2004-133269号公報 特開2005-4051号公報

しかしながら、特許文献１の提案技術では、印字率（以下、「ＢＷ率」と記すことがある）の小さい画像が連続して形成されると、廃トナー溜めの廃トナー量が少なくなり感光体表面に廃トナーを再塗布できなくなって、クリーニングブレードの捲れなどの不具合が生じるおそれがある。特許文献２の提案技術では、堰き止め部材で滞留させている廃トナーが、環境変化や長期保管によって凝集して固まるおそれがある。クリーニングブレードの先端接触部で廃トナーが固まると、廃トナーによる潤滑作用が得られずクリーニングブレードが捲れるおそれがある。また、新たな廃トナーが搬送されてきても、固まった廃トナーに阻害されて潤滑作用は奏されない。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、中間転写ベルト表面の未転写トナーをクリーニングブレードで除去する画像形成装置において、クリーニングブレードの捲れやビビリなどが生じることなく、クリーニング効果が長期にわたり有効に奏されるようにすることにある。

本発明によれば、トナー画像を中間転写ベルト上に１次転写した後、中間転写ベルトから被転写材に２次転写し、中間転写ベルト上に残留する未転写トナーを、中間転写ベルトに圧接させたクリーニングブレードで除去する画像形成装置において、
クリーニングブレードによって中間転写ベルトから除去回収された廃トナーを、中間転写ベルト上の、２次転写領域とクリーニングブレードとの間に散布する廃トナー供給手段を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、クリーニングブレードによって中間転写ベルトから除去回収された廃トナーをトナー搬送手段によって廃トナー供給手段に搬送するようにしてもよい。あるいは、クリーニングブレードによって中間転写ベルトから除去回収された廃トナーを容器に貯留した後、前記容器を装置本体から取り外して廃トナー供給手段に装着して、クリーニングブレードで除去回収された廃トナーを廃トナー供給手段に補給するようにしてもよい。

また、印字率の低い画像が所定枚数連続して形成された場合に、廃トナー供給手段から中間転写ベルトに廃トナーを散布するのが好ましい。

そしてまた、廃トナー供給手段に廃トナーの残量を検知するセンサを設け、印字率の低い画像が所定枚数連続して形成された場合、前記センサによる廃トナーの検知量が所定量以上のときは、廃トナー供給手段から中間転写ベルトに廃トナーを散布し、前記センサによる廃トナーの検知量が所定量未満のときは、所定形状のトナー画像を中間転写ベルトに１次転写し、２次転写させずにそのままクリーニングブレードに供給するようにしてもよい。

本発明の画像形成装置によれば、クリーニングブレードで回収した廃トナーを中間転写ベルトに再び散布することによって、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの間の摩擦を低減して捲れやビビリが効果的に防止できる。また、廃トナーを循環使用するので、廃トナーが消耗して不足状態になるおそれが大幅に低減される。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す構成断面図。 クリーニング装置と廃トナー供給手段の一例を示す要部構成図。 クリーニング装置と廃トナー供給手段の他の例を示す要部構成図。 本発明の制御例を示すフローチャート。 本発明の制御の他の例を示すフローチャート。 廃トナーを収容する容器を、クリーニング装置と廃トナー供給手段とで共通化した実施形態の構成図。 廃トナーを収容する容器をクリーニング装置に装着したときの状態図。 廃トナーを収容する容器を廃トナー供給手段に装着したときの状態図

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成断面図を示す。この図の画像形成装置は、装置本体１内に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色にそれぞれ対応する４つのイメージングカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂ（以下、これらを総称して「イメージングカートリッジ２」と記すことがある）を備えている。

前記各イメージングカートリッジ２は、回転するドラム状の感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｂ（以下、これらを総称して「感光体２１」と記すことがある）と、この感光体２１の表面を帯電させる帯電装置２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｂ（以下、これらを総称して「帯電装置２２」と記すことがある）と、帯電された感光体２１の表面に画像情報に応じた露光を行って感光体２１の表面に静電潜像を形成する露光装置２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｂ（以下、これらを総称して「露光装置２３」と記すことがある）と、上記の感光体２１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｂ（以下、これらを総称して「現像装置２４」と記すことがある）と、感光体２１の表面に形成されたトナー像を中間転写ユニット（ユニット）１０に転写させた後における感光体２１の表面に残留するトナー等の残留物を除去する第１クリーニング装置２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｂとを備えている。

そして、本実施形態に係る画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、各現像装置２４に、異なった色彩のトナーを収容し、各イメージングカートリッジ２において、各感光体２１の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。

中間転写ユニット１０は、駆動ローラ１２と、従動ローラ１３と、一対のローラ１２，１３に架け渡されて回転駆動する中間転写ベルト１１と、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体２１と対向する位置に設けられたローラ状の各１次転写装置３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂ（以下、これらを総称して「１次転写装置３０」と記すことがある）とから構成されている。

そして、各感光体２１の表面に形成された各色のトナー像は、各１次転写装置３０によって順々に中間転写ベルト１１に転写され、中間転写ベルト１１の表面にフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト１１の表面に形成されたフルカラーのトナー像は、駆動ローラ１２と２次転写ローラ１６とが中間転写ベルト１１を介して圧接する２次転写領域１７に搬送される。

一方、装置本体１の下部には、給紙カセット９１が配置されている。給紙カセット９１内の記録媒体（被転写材）Ｐは、給紙ローラ９２により給紙されタイミングローラ９４によって適当なタイミングで２次転写領域１７に搬送される。そして、中間転写ベルト１１の表面に形成されたフルカラーのトナー像は、２次転写ローラ１６によって記録媒体Ｐに転写される。

フルカラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐは定着ローラ対９５に搬送され、この定着ローラ対９５のニップ部を通過する間に加熱・加圧され、フルカラーのトナー像は記録媒体Ｐに溶融定着する。その後、記録媒体Ｐは排紙トレイ９８に排紙される。

また、従動ローラ１３の外周部分には、クリーニング装置４０が設けられている。クリーニング装置４０には、中間転写ベルト１１を介して従動ローラ１３に圧接するクリーニングブレード４１が備えられている。クリーニングブレード４１によって、２次転写されなかった未転写トナーが中間転写ベルト１１表面から除去・回収される。

また、クリーニング装置４０の、中間転写ベルト１１の回転方向上流側には、クリーニングブレード４１で除去・回収された廃トナーを中間転写ベルト１１の表面に散布する廃トナー供給手段５０が設けられている。

図２に、クリーニング装置４０及び廃トナー供給手段５０の概略構成図を示す。２次転写領域１７（図１に図示）において記録媒体Ｐに転写せずに中間転写ベルト１１に残留した廃トナー６３は、中間転写ベルト１１の回転によってクリーニング装置４０に搬送され、クリーニングブレード４１によって中間転写ベルト１１から除去される。

ここで、クリーニングブレード４１はウレタンゴムなどの弾性体からなり、中間転写ベルト１１に所定圧力で圧接している。このため、中間転写ベルト１１とクリーニングブレード４１との間に摩擦力が発生し、クリーニングブレード４１の先端が中間転写ベルト１１の回転方向へ引き込まれる、いわゆる捲れ現象が生じることがある。

廃トナー６３が多い場合には、廃トナー６３が潤滑作用を奏してクリーニングブレード４１の捲れは効果的に抑えられる一方、廃トナー６３が少ない場合には、クリーニングブレード４１と中間転写ベルト１１との摩擦力が大きくなり、クリーニングブレード４１の捲れ現象が発生しやすくなる。そこで、本発明では、クリーニング装置４０で回収した廃トナー６３を、必要により中間転写ベルト１１の表面に再供給し、クリーニングブレード４１に所定量の廃トナーが搬送されるようにし、クリーニングブレード４１の捲れ等の発生を抑制した。

具体的には、２次転写領域１７（図１に図示）とクリーニングブレード４１との間に廃トナー供給手段５０を設ける。そして、クリーニングブレード４１で回収した廃トナー６３を螺旋状スクリューなどのトナー搬送手段７０によって廃トナー供給手段５０に搬送する。なお、クリーニング装置４０を廃トナー供給手段５０よりも鉛直方向上方に設けた場合には、クリーニング装置４０から廃トナー供給手段５０に廃トナーを自重によって移動させることもできる場合があるので、このような場合にはトナー搬送手段７０は筒状の搬送路のみでも構わない。廃トナー供給手段５０には、廃トナーの残量を検知するセンサ８７と、廃トナーを中間転写ベルト１１に散布するトナー供給口５１とが設けられている。

このような構成の画像形成装置において、例えば、ＢＷ率の小さい画像が連続して形成された場合（例えば５０枚以上）、クリーニングブレード４１に搬送される未転写トナー量も少なくなるので、センサ８７による廃トナーの検知量が所定量以上のときは、廃トナー供給手段５０のトナー供給口５１から廃トナー６３を中間転写ベルト１１に散布する。これにより、クリーニングブレード４１に廃トナー６３が搬送されて、クリーニングブレード４１と中間転写ベルト１１との間の摩擦が低減され、クリーニングブレード４１の捲れやビビリが効果的に防止される。一方、センサ８７による廃トナーの検知量が所定量未満のときは、廃トナー供給手段５０内に中間転写ベルト１１に散布するのに充分な廃トナーがないので、イメージングカートリッジ２（図１に図示）によって所定形状のトナー画像（以下、「トナーパッチ」と記すことがある）を形成する。そして、このトナーパッチを中間転写ベルト１１に１次転写し、２次転写させずにそのままクリーニングブレード４１に供給する。これにより、廃トナー供給手段５０内の廃トナー量が少ないときでも、クリーニングブレード４１にトナーが供給されてクリーニングブレード４１の捲れやビビリが防止される。なお、ＢＷ率は、デジタルデータとして取り込まれた画像情報から算出される。

図３に、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示す。この図に示す画像形成装置では、クリーニング装置４０の内部に廃トナー供給手段５０を設けた構成とし、トナー搬送手段７０の搬送距離を短くしている。

図４に、本発明の画像形成装置の制御例を示すフローチャートを示す。使用者によって印刷命令が出されると（ステップＳ１）、ＢＷ率を算出し、算出したＢＷ率が所定値以下かどうかを判断する（ステップＳ２）。ＢＷ率が所定値以下の場合は印刷枚数を数える（ステップＳ３）。そして、印刷枚数が所定枚数以上になったときは（ステップＳ４）、廃トナー供給手段５０のトナー供給口５１から廃トナーを中間転写ベルト１１に散布する（ステップＳ５）。次いで、低ＢＷ率の枚数を数えるカウンタをリセットした後（ステップＳ６）、次の印刷があるかどうかを判断し（ステップＳ７）、次の印刷があればステップＳ１へ戻り、次の印刷がなければ終了する。

一方、ＢＷ率が所定値を超える場合には（ステップＳ２）、低ＢＷ率の印刷数カウントをリセットし（ステップＳ６）、次の印刷の有無を判断する（ステップＳ７）。また、ＢＷ率が所定値以下の印刷枚数が所定枚数未満である場合には（ステップＳ４）、次の印刷の有無を判断し（ステップＳ７）、次の印刷があればステップＳ１へ戻り、次の印刷がなければ終了する。

図５に、本発明の画像形成装置の他の制御例を示すフローチャートを示す。装置の使用開始直後には廃トナー供給手段５０に廃トナーは蓄積されていない。また、低ＢＷ率の画像が多数枚形成された場合には、未転写トナー量が少なく廃トナー量が少なくなる。この図に示す制御例はこのような場合を想定したものである。前記制御例と同様に、使用者によって印刷命令が出されると（ステップＳ１１）、ＢＷ率を算出し、算出したＢＷ率が所定値以下かどうかを判断する（ステップＳ１２）。ＢＷ率が所定値以下の場合は印刷枚数を数える（ステップＳ１３）。そして、印刷枚数が所定枚数以上になったときは（ステップＳ１４）、廃トナー供給手段５０の廃トナー量が所定量以上であるかどうかを次に判断する（ステップＳ１５）。廃トナー供給手段５０の廃トナー量が所定量以上ある場合は、廃トナー供給手段５０から廃トナーを中間転写ベルト１１に散布する（ステップＳ１６）。そして、低ＢＷ率の枚数を数えるカウンタをリセットした後（ステップＳ１８）、次の印刷があるかどうかを判断し（ステップＳ１９）、次の印刷があればステップＳ１１へ戻り、次の印刷がなければ終了する。

一方、廃トナー供給手段５０の廃トナー量が所定量未満の場合は、イメージングユニット２でトナーパッチを形成し、中間転写ベルト１１に１次転写した後、記録媒体Ｐに２次転写させずにクリーニングブレード４１にトナーパッチを搬送し、クリーニングブレード４１にトナーを供給する（ステップＳ１７）。

また、ＢＷ率が所定値を超える場合には（ステップＳ１２）、低ＢＷ率の印刷数カウントをリセットし（ステップＳ１８）、次の印刷の有無を判断する（ステップＳ１９）。また、ＢＷ率が所定値以下の印刷枚数が所定枚数未満である場合には（ステップＳ１４）、次の印刷の有無を判断し（ステップＳ１９）、次の印刷があればステップＳ１１へ戻り、次の印刷がなければ終了する。

図６に、本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示す。この図に示す画像形成装置では、廃トナー６３を収容する容器を、クリーニング装置４０と廃トナー供給手段５０とで共通化して、容器を付け替えることでクリーニング装置４０から廃トナー供給手段５０に廃トナーを補給する。具体的には、クリーニング装置４０は、クリーニングブレード４１を有するクリーニング部４２と、その下部に着脱自在に接続された容器８０とから構成される。

図７は、容器８０をクリーニング部４２に装着したときの状態図であり、容器８０は、ケース８１と、２つのシャッター８２ａ及びシャッター８２ｂと、廃トナーの残量を検知するセンサ８７と、廃トナーを供給するための供給ローラ８３と、収容した廃トナーをならすための撹拌部材８４とを有する。そして、供給ローラ８３と撹拌部材８４の回転軸の一方端には、連結具８５、８６が設けられている。他方、図８は、容器８０と同一形状及び同一構成の容器８０’を取付部材５２に装着したときの状態であり、容器８０と同一部材には同一符合を付している。

図６に示すように、容器８０がクリーニング部４２に装着されているとき、クリーニング部４２のトナー排出口４３と、容器８０のシャッター８２ａとは重なるように位置し、シャッター８２ａは開状態となっている。クリーニングブレード４１で回収された廃トナー６３は、トナー排出口４３から容器８０内に自重により落下する。なお、このときシャッター８２ｂは閉状態とされている。また、このとき、図７に示すように、撹拌部材８４の連結具８６が連結ピン９３ａと係合し、駆動源９２ａからの回転駆動が撹拌部材８４に伝えられ、撹拌部材８４が回転する。これにより、容器８０に落下してきた廃トナーが均一にならされる。そして、容器８０内が廃トナーで満杯になると、センサ８７によって検知され、不図示の表示手段によって使用者に容器８０の交換を促す表示がなされる。

次に、クリーニング装置４０から取り外した、廃トナーで満杯となった容器８０’は、図６に示すように、中間転写ベルト１１に対向配置された取付部材５２に装着される。容器８０’が取付部材５２に装着されると、取付部材５２に形成されたトナー供給開口５３に容器８０’のシャッター８２ｂが重なるように位置し、シャッター８２ｂは開状態となる。なお、このときシャッター８２ａは閉状態とされている。

また、図８に示すように、容器８０’が取付部材５２に装着されると、供給ローラ８３及び撹拌部材８４の連結具８５，８６が連結ピン９３ｂ，９３ｃとそれぞれ係合し、駆動源９２ｂ，９２ｃからの回転駆動が供給ローラ８３及び撹拌部材８４にそれぞれ伝えられ、供給ローラ８３及び撹拌部材８４が回転する。これにより、容器８０’内の廃トナーが中間転写ベルト１１上に散布される。中間転写ベルト１１上への廃トナー散布の制御は、例えば供給ローラ８３の回転駆動の入切制御やシャッター８２ｂの開閉制御により行うことができる。

そして、容器８０’内の廃トナー量が少なくなるとセンサ８７で検知され、不図示の表示手段によって使用者に容器８０’の交換を促す表示がなされる。容器８０と容器８０’とを交換するタイミングは、容器８０のセンサ８７が廃トナー蓄積量が所定量以上であることを検知した時及び容器８０′のセンサ８７が廃トナー残量が所定量以下であることを検知した時である。もちろん、容器８０，８０’の他に同一構造の容器を用意しておき、それぞれ順番に使用するようにしても構わない。

本発明の画像形成装置によれば、クリーニングブレードで回収した廃トナーを再び中間転写ベルトに散布して、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの摩擦力を軽減でき、クリーニングブレードの捲れやビビリが抑制でき有用である。

１ 画像形成装置
Ｐ 記録媒体（被転写材）
１１ 中間転写ベルト
１７ ２次転写領域
４１ クリーニングブレード
５０ 廃トナー供給手段
６３ 廃トナー
７０ トナー搬送手段
８０、８０′ 容器
８７ センサ

Claims (5)

1. トナー画像を中間転写ベルト上に１次転写した後、中間転写ベルトから被転写材に２次転写し、中間転写ベルト上に残留する未転写トナーを、中間転写ベルトに圧接させたクリーニングブレードで除去する画像形成装置において、
   クリーニングブレードによって中間転写ベルトから除去回収された廃トナーを、中間転写ベルト上の、２次転写領域とクリーニングブレードとの間に散布する廃トナー供給手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. クリーニングブレードによって中間転写ベルトから除去回収された廃トナーを廃トナー供給手段に搬送するトナー搬送手段をさらに備えた請求項１記載の画像形成装置。
3. クリーニングブレードによって中間転写ベルトから除去回収された廃トナーを容器に貯留した後、前記容器を装置本体から取り外して廃トナー供給手段に装着して、クリーニングブレードで除去回収された廃トナーを廃トナー供給手段に補給する請求項１記載の画像形成装置。
4. 印字率の低い画像が所定枚数連続して形成された場合に、廃トナー供給手段から中間転写ベルトに廃トナーを散布する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 廃トナー供給手段が、廃トナーの残量を検知するセンサを有し、印字率の低い画像が所定枚数連続して形成された場合、前記センサによる廃トナーの検知量が所定量以上のときは、廃トナー供給手段から中間転写ベルトに廃トナーを散布し、前記センサによる廃トナーの検知量が所定量未満のときは、所定形状のトナー画像を中間転写ベルトに１次転写し、２次転写させずにそのままクリーニングブレードに供給する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。