JP2017026908A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルトのクリーニング不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】この画像形成装置１００は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト８と、中間転写ベルト８に付着した残留トナーを除去するベルトクリーニングブレード３２を有するベルトクリーニング装置３０と、中間転写ベルト８を挟んでベルトクリーニングブレード３２に対向配置される対向ローラー４０と、ハウジング５１と対向ローラー４０に付着した異物を除去するローラークリーニングブレード５２とを含むローラークリーニング装置５０と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、中間転写ベルトに付着した残留トナーを除去するベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置と、ベルトクリーニングブレードに対向配置される対向ローラーと、を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、コピー機やプリンター等の画像形成装置は、感光体ドラム（像担持体）上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトに付着した残留トナーを除去するベルトクリーニング装置を備えているものが知られている。

例えば特許文献１には、複数の感光体（像担持体）と、ベルト（中間転写ベルト）と、ベルトを回転可能に張架する複数の支持ローラー（張架ローラー）と、ベルトに付着した残留トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング装置（ベルトクリーニング装置）と、ベルトを挟んでクリーニングブレードに対向し、ベルトの内周面に接触するように配置される対向ローラーと、を備えた画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、クリーニングブレードの圧接力を対向ローラーにより受けることによって、ベルトが逃げる（クリーニングブレードとは反対側に撓む）のを抑制し、ベルトに付着した残留トナーをクリーニングブレードにより除去できる。

特開２００９−１８６６００号公報

しなしながら、特許文献１の構成では、トナー、ベルト削れ屑、ゴミ等の異物が対向ローラーの外周面に付着した場合、異物によってベルトの一部が厚み方向に突出する。このため、ベルトのクリーニング不良が発生するという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、中間転写ベルトのクリーニング不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の構成の画像形成装置は、複数の像担持体と、像担持体上に形成されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルトと、中間転写ベルトを回転可能に張架する複数の張架ローラーと、中間転写ベルトの外周面に当接して中間転写ベルトに付着した残留トナーを除去するベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置と、中間転写ベルトを挟んでベルトクリーニングブレードに対向し、中間転写ベルトの内周面に接触するように配置される対向ローラーと、対向ローラー側に配置される開口部と対向ローラーの表面から掻き取られた異物を収容する収容部とが形成されたハウジングと、ハウジングに設けられ、対向ローラーの外周面に当接して対向ローラーに付着した異物を除去する清掃部材と、を含むローラークリーニング装置と、を備える。

本発明の第１の構成によれば、対向ローラー側に配置される開口部と対向ローラーの表面から掻き取られた異物を収容する収容部とが形成されたハウジングと、ハウジングに設けられ、対向ローラーの外周面に当接して対向ローラーに付着した異物を除去する清掃部材と、を含むローラークリーニング装置を備える。これにより、トナー、ベルト削れ屑、ゴミ等の異物が対向ローラーの外周面に付着した場合に、ローラークリーニング装置によって対向ローラーの外周面に付着した異物を除去することができる。このため、異物により中間転写ベルトの一部が厚み方向に突出するのを抑制することができるので、中間転写ベルトのクリーニング不良が発生するのを抑制することができる。

本発明の一実施形態のベルトクリーニング装置を備えた画像形成装置の構造を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態のベルトクリーニング装置および中間転写ベルト周辺の構造を示した断面図である。 本発明の一実施形態のベルトクリーニング装置およびローラークリーニング装置周辺の構造を示した断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態の画像形成装置１００について説明する。

画像形成装置１００（ここではカラープリンター）は、本実施形態では、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）に対応する４つの感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄを並列配置して画像形成を行う、４連タンデム型のカラープリンターである。

画像形成装置１００の装置本体内には、４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、図１では左側から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ〜１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において反時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９において記録媒体の一例としての用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着装置１３において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。中間転写ベルト８および二次転写ローラー９は、ベルト駆動モーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ〜１ｄと同一線速で回転駆動される。また、画像形成部Ｐｄには、中間転写ベルト８の表面に残存する残留トナーを除去するためのベルトクリーニング装置３０が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対して画像データに基づく露光を行う露光ユニット５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上でトナー像の転写後に残留した現像剤（トナー）を回収、除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄとが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット５によって画像データに基づいて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラーを備え、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。

なお、後述のトナー像の形成によって各現像ユニット３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像ユニット３ａ〜３ｄにトナーが補給される。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット５の露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、従動ローラー１０及び駆動ローラー１１に掛け渡されており、上記ベルト駆動モーターによる駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、ニップ部において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、加熱ローラーと加圧ローラーとで構成される定着ローラー対１３ａの定着ニップ部を通過する際に加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラー対１５を経て用紙搬送路１８の分岐部に配置された分岐部材２１によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路２２に送られて両面コピーされた後に）、排出ローラー対１９を介して排出トレイ２０に排出される。

用紙搬送路１８は、具体的には、搬送ローラー対１５の下流側において左右二股に分岐し、一方の経路（図１では左方向に分岐する経路）は排出トレイ２０に連通するように構成されている。そして、他方の経路（図１では右方向に分岐する経路）は両面搬送路２２に連通するように構成されている。用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置１３を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラー対１９から装置外部にまで突出させる。

その後、排出ローラー対１９を逆回転させるとともに分岐部材２１を略水平に揺動させることにより、用紙Ｐは分岐部材２１の上面に沿って両面搬送路２２へ案内され、画像面を反転させた状態で二次転写ローラー９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ２０に排出される。

次に、ベルトクリーニング装置３０およびその周辺の構造について説明する。

中間転写ベルト８は図２に示すように、複数（ここでは２つ）の張架ローラーに回転可能に張架されている。張架ローラーは、感光体ドラム１ａ〜１ｄの配列方向（図２の左右方向）の一方端（図２の右端）に配置され、中間転写ベルト８を回転駆動させる駆動ローラー１１と、前記配列方向の他方端（図２の左端）に配置される従動ローラー１０と、を含んでいる。

ベルトクリーニング装置３０は、駆動ローラー１１よりも中間転写ベルト８の回転方向下流側で、かつ、従動ローラー１０よりも中間転写ベルト８の回転方向上流側に配置されている。ベルトクリーニング装置３０は図３に示すように、ハウジング３１と、ベルトクリーニングブレード３２と、回収スクリュー３３と、シート状のシール部材３５と、を含んでいる。

ハウジング３１は、中間転写ベルト８に対向する開口部３１ａと、中間転写ベルト８の表面から掻き取られた廃トナーを収容する廃トナー収容部３１ｂと、を有する。

ベルトクリーニングブレード３２は、ハウジング３１の開口部３１ａの中間転写ベルト８の回転方向下流側（図３の左側）に固定されている。また、ベルトクリーニングブレード３２は、中間転写ベルト８の外周面に当接し、中間転写ベルト８に付着した残留トナーを除去する。ベルトクリーニングブレード３２としては、例えばポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、先端部を中間転写ベルト８の回転方向上流側に向けて所定の角度で取り付けられている。なお、ベルトクリーニングブレード３２の材質及び硬度、寸法、中間転写ベルト８への食い込み量及び圧接力等は、中間転写ベルト８の仕様に応じて適宜設定される。

また、中間転写ベルト８を挟んでベルトクリーニングブレード３２の対向位置には、ベルトクリーニングブレード３２の圧接力を受ける対向ローラー４０が配置されている。対向ローラー４０は、駆動ローラー１１と同じ駆動源（ベルト駆動モーター）からの駆動力によって中間転写ベルト８と同じ線速で図３の反時計回り方向に回転される。なお、対向ローラー４０の頂点（最上部）は、駆動ローラー１１の頂点および従動ローラー１０の頂点よりも少しだけ上方に配置されている。

ベルトクリーニングブレード３２によって中間転写ベルト８の表面から除去された残留トナーは、回収スクリュー３３の回転に伴ってベルトクリーニング装置３０の外部に排出され、トナー回収容器（図示せず）に搬送されて貯留される。

シール部材３５は、ハウジング３１の開口部３１ａの中間転写ベルト８の回転方向上流側（図３の右側）に取り付けられている。シール部材３５の一端部（図３の右端）はハウジング３１に接着固定され、他端部（図３の左端）は自由端を形成している。シール部材３５の自由端は、中間転写ベルト８の回転方向下流側に向けて中間転写ベルト８の外周面に接触している。シール部材３５は、ハウジング３１と中間転写ベルト８との隙間からハウジング３１内の廃トナーが漏出するのを抑制する。シール部材３５としては、例えば、厚さ１００μｍのウレタンシートが用いられるが、ウレタンシート以外の薄板状のシートでもよい。

ここで、本実施形態では、対向ローラー４０の表面に付着する異物（トナー、ベルト削れ屑、ゴミ等）を除去するために、ローラークリーニング装置５０が設けられている。

ローラークリーニング装置５０は、対向ローラー４０の下方を覆うように配置されている。ローラークリーニング装置５０は、ハウジング５１と、ローラークリーニングブレード（清掃部材、クリーニングブレード）５２と、シート状のシール部材５３と、を含んでいる。

ハウジング５１は、中間転写ユニットフレームの一部によって形成されており、対向ローラー４０側に配置される開口部５１ａと、対向ローラー４０の表面から掻き取られた異物を収容する収容部５１ｂと、を有する。

対向ローラー４０の下部（ベルトクリーニングブレード３２とは反対側の部分）は、ハウジング５１の収容部５１ｂ内に配置されている。また、対向ローラー４０の外周面と収容部５１ｂの内面との最短距離（図３の距離ｄ）は、ローラークリーニングブレード５２の厚み以下になっている。

ローラークリーニングブレード５２は、ハウジング５１の開口部５１ａの中間転写ベルト８の回転方向上流側（図３の右側）に固定されている。また、ローラークリーニングブレード５２は、対向ローラー４０の外周面に当接し、対向ローラー４０に付着した異物を除去する。ローラークリーニングブレード５２としては、例えばＰＥＴ樹脂のブレードが用いられ、先端部を対向ローラー４０の回転方向上流側に向けて所定の角度で取り付けられている。なお、ローラークリーニングブレード５２の材質及び硬度、寸法、対向ローラー４０への食い込み量及び圧接力等は、対向ローラー４０の仕様に応じて適宜設定される。

シール部材５３は、ハウジング５１の開口部５１ａに対向する対向ローラー４０の回転方向（ローラー外周面の移動方向）に対してローラークリーニングブレード５２の上流側（図３の左側）に取り付けられている。シール部材５３の一端部（図３の左端）はハウジング５１に接着固定され、他端部（図３の右端）は自由端を形成している。シール部材５３の自由端は、対向ローラー４０の外周面に接触している。シール部材５３は、ハウジング５１と対向ローラー４０との隙間からハウジング５１内の異物が漏出するのを抑制する。シール部材５３としては、例えば、厚さ１００μｍのウレタンシートが用いられるが、ウレタンシート以外の薄板状のシートでもよい。

ローラークリーニングブレード５２によって対向ローラー４０の表面から除去された異物は、ハウジング５１の収容部５１ｂに溜まる。

本実施形態では、上記のように、ハウジング５１と対向ローラー４０の外周面に当接して対向ローラー４０に付着した異物を除去するローラークリーニングブレード５２とを含むローラークリーニング装置５０を備える。これにより、トナー、ベルト削れ屑、ゴミ等の異物が対向ローラー４０の外周面に付着した場合に、ローラークリーニング装置５０によって対向ローラー４０の外周面に付着した異物を除去することができる。このため、異物により中間転写ベルト８の一部が厚み方向に突出するのを抑制することができるので、中間転写ベルト８のクリーニング不良が発生するのを抑制することができる。

また、上記のように、ローラークリーニング装置５０は、ハウジング５１の開口部５１ａに対向する対向ローラー４０の回転方向（ローラー外周面の移動方向）に対してローラークリーニングブレード５２の上流側に配置され、対向ローラー４０の外周面に接触することによりハウジング５１と対向ローラー４０との隙間からハウジング５１内の異物が漏出するのを抑制するシール部材５３を含む。これにより、異物をハウジング５１内に閉じ込めることができるので、異物がローラークリーニング装置５０の外部に飛散して他のローラー等に付着するのを抑制することができる。

また、上記のように、清掃部材としてクリーニングブレード（ローラークリーニングブレード５２）を用いる。これにより、対向ローラー４０の外周面の異物を確実に除去することができるとともに、ローラークリーニングブレード５２がシール部材として機能するためハウジング５１内の異物が漏出するのをより抑制することができる。

また、上記のように、対向ローラー４０の下部は、ハウジング５１の収容部５１ｂ内に配置され、対向ローラー４０の外周面と収容部５１ｂの内面との最短距離（図３では距離ｄ）は、ローラークリーニングブレード５２の厚み以下である。これにより、ローラークリーニングブレード５２により掻き取られた異物がハウジング５１のローラークリーニングブレード５２側（図３の右側）の部分からシール部材５３側（図３の左側）の部分に移動するのを抑制することができるので、ハウジング５１の図３の左側の部分からハウジング５１内の異物が漏出するのをより抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、カラープリンターに本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。言うまでもなく、カラー複写機、ファクシミリ等の、中間転写ベルト、ベルトクリーニング装置および対向ローラーを備えた種々の画像形成装置に本発明を適用できる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
８ 中間転写ベルト
１０ 従動ローラー（張架ローラー）
１１ 駆動ローラー（張架ローラー）
３０ ベルトクリーニング装置
３２ ベルトクリーニングブレード
４０ 対向ローラー
５０ ローラークリーニング装置
５１ ハウジング
５１ａ 開口部
５１ｂ 収容部
５２ ローラークリーニングブレード（清掃部材、クリーニングブレード）
５３ シール部材
１００ 画像形成装置
ｄ 距離（最短距離）

Claims (4)

1. 複数の像担持体と、
   前記像担持体上に形成されたトナー像が転写される無端状の中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトを回転可能に張架する複数の張架ローラーと、
   前記中間転写ベルトの外周面に当接して前記中間転写ベルトに付着した残留トナーを除去するベルトクリーニングブレードを有するベルトクリーニング装置と、
   前記中間転写ベルトを挟んで前記ベルトクリーニングブレードに対向し、前記中間転写ベルトの内周面に接触するように配置される対向ローラーと、
   前記対向ローラー側に配置される開口部と前記対向ローラーの表面から掻き取られた異物を収容する収容部とが形成されたハウジングと、前記ハウジングに設けられ、前記対向ローラーの外周面に当接して前記対向ローラーに付着した異物を除去する清掃部材と、を含むローラークリーニング装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ローラークリーニング装置は、前記ハウジングの開口部に対する対向ローラーの回転方向に対して前記清掃部材の上流側に配置され、前記対向ローラーの外周面に接触することにより前記ハウジングと前記対向ローラーとの隙間から前記ハウジング内の異物が漏出するのを抑制するシール部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記清掃部材は、クリーニングブレードであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記対向ローラーの前記ベルトクリーニングブレードとは反対側の部分は、前記ハウジングの収容部内に配置され、
   前記対向ローラーの外周面と前記収容部の内面との最短距離は、前記清掃部材の厚み以下であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。