JP4690777B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式で、従動ローラと転写ベルトとをクリーニングするクリーニング手段を備えた画像形成装置に関する。

従来から、転写ベルトを用いた画像形成装置では、転写ベルト上の汚れや付着物をクリーニングすることで転写ベルトの寿命を延ばし、高画質を維持して、さらに省スペース化を図るために、下記のような技術が提案されている。

例えば、感光体ドラム上に順次形成される三原色＋黒色トナー画像を１次転写部で中間転写ベルト上に１次転写して重ね合わせ、第２転写部でシート上に２次転写するカラー画像形成装置において、中間転写ベルトは矢印方向に回転し、その内側にはクリーナが設置されている。中間転写ベルト裏面のトナー等の汚れはブレードで掻き落とされ、収容部材に収容する画像形成装置（例えば、特許文献１参照。）が開示されている。
また、記録材を表面に担持して搬送する記録材担持体と、該記録材担持体上の前記記録材に画像を形成する画像形成手段と、かぶりトナー量を検出する検出手段と、前記記録材担持体表面に接触して該記録材担持体表面の汚れを払拭するウェブ状のクリーニング部材とを有する画像形成装置において、前記かぶりトナー量の検出手段の検出結果と記録材サイズの情報に基づいて前記クリーニング部材の清掃能力を可変させる画像形成装置（例えば、特許文献２参照。）が開示されている。
さらに、位置検知用マークを有するベルト状部材と、該ベルト状部材を回動可能に保持する複数の保持部材と、該ベルト状部材の位置検知用マークを検出するマークセンサと、該位置検出用マークをクリーニングするマーククリーニング部材とを備え、該マークセンサの検出結果をシーケンス制御に使用する画像形成装置において、上記マーククリーニング部材が、上記位置検出用マークに接触してこれをクリーニングするものであって、該位置検出用マークと接触する接触箇所が経時的に変わる画像形成装置（例えば、特許文献３参照。）が開示されている。

特開平０９−１３４１０１号公報 特開２０００−３３０４４２号公報 特開２００１―２０１９９３号公報

しかしながら、特許文献１は、中間転写ベルトの裏側の付着物をクリーニングブレードで除去するのみで、検知手段に対向する位置に転写ベルトを挟んで配置された従動ローラの表面をクリーニングするものではない。特許文献２では、クリーニング部材のウェブ自体を収納するスペースが必要で、かつ、ウェブの巻き取り機構や巻き取りのタイミング調整などのさまざまな機能も必要で、ウェブの寿命を考慮した設計にする必要もあることから、省スペース化が図れず、コスト高になるという問題がある。また、特許文献２と３では、画像濃度と位置ずれを検知する検知手段に対向する位置に転写ベルトを挟んで配置された従動ローラの表面と、従動ローラに接触する側の転写ベルトの裏面をクリーニングするものではない。このため、特許文献１ないし３のいずれの開示技術でも、検知手段が正確に画像濃度と位置ずれを検知することができなくなるという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、従来技術をさらに改良し、転写ベルトの裏面側にクリーニング手段を設けることで、検知手段が画像濃度と位置ずれを正確に検知することができるようにし、省スペースで、長期にわたり安定した高画質を維持できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有している。
本発明の画像形成装置は、複数の像担持体と、複数の像担持体のそれぞれに各色ごとのトナー像を形成する画像形成手段と、駆動ローラと複数の従動ローラに無端状に張り渡した転写ベルト上に記録材を担持して転写領域に搬送し、転写領域で記録材上に複数の像担持体上に形成された各色ごとのトナー像を順次転写する転写搬送手段と、転写ベルトに転写された画像パターンから画像濃度と位置ずれを検知する検知手段と、検知手段に対向する位置で転写ベルトの裏面側に配置された第一の従動ローラの表面に対向し、転写ベルトの裏面側に配置されて前記第一の従動ローラをクリーニングする第一のクリーニングローラと、転写ベルトおもて面側で転写ベルトに巻きつけて設けられた第二の従動ローラに対向し、転写ベルトの裏面側に配置されて転写ベルトをクリーニングする第二のクリーニングローラと、を備えた画像形成装置であって、前記第一のクリーニングローラおよび第二のクリーニングローラは、金属ローラ表面にメラミン樹脂の発泡体を形成して構成したことを特徴とする。
このように、転写ベルトの裏面側にクリーニング手段を設けることにより、転写ベルト裏面と従動ローラの表面の汚れや付着物を除去し、検知手段が画像濃度と位置ずれを正確に検知できるようにした。また、回収した付着物を貯めておく回収ボックスを必要とせず、クリーニング装置用のスペースを新たに設けなくてもよい構成にしたことで、省スペース化が図れた。
また、転写ベルトの裏面にクリーニングローラを配置する場合に、クリーニングローラに対向する位置に転写ベルトを挟んで従動ローラを配置することで、転写ベルト裏面の汚れや付着物の除去を効率的に行う。
また、クリーニングローラを、金属ローラ表面にメラミン樹脂の発泡体を形成した構成にすることで、従動ローラと転写ベルトから除去した汚れや付着物を貯めておく回収ボックス等を不要にすることができ、クリーニング手段の構成を簡略化できる。

本発明の画像形成装置は、さらに、前記第一のクリーニングローラ及び第二のクリーニングローラ（クリーニング手段）は、画像形成装置本体から着脱自在に構成したことを特徴とする。
このように、画像形成装置に上述のクリーニング手段を備えることで、異常発生時にはユーザ又はサービスマンが簡単な操作によってクリーニング手段を着脱し、汚れや付着物を除去できる構成にし、メンテナンスなどの利便性を向上させた。また、ユーザ又はサービスマンが簡単な操作により、汚れや付着物を除去できる構成とすることで、転写ベルトの寿命を伸ばすことができる。さらに、クリーニング手段を、画像形成装置本体から着脱自在に構成したことで、検知手段に対向する位置に転写ベルトを挟んで配置された従動ローラの表面と、従動ローラに接触する側の転写ベルトの裏面とをクリーニングするクリーニング手段のうち、いずれか一方のみの搭載でも可能な構成にしている。

本発明の画像形成装置は、さらに、前記第一の従動ローラの表面を前記第一のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、前記第一のクリーニングローラは、前記第一の従動ローラに対し従動することを特徴とする。また、前記第一のクリーニングローラは、前記第一の従動ローラに対し線速差が設けられていることを特徴とする。
このように、クリーニングローラを従動ローラに対し従動となるようにし、また、従動ローラに対し線速差を設けて回転させることにより、従動ローラの表面の汚れや付着物の除去を効率的に行う。

本発明の画像形成装置は、さらに、前記第一の従動ローラの表面を第一のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、前記第一の従動ローラに対する前記第一のクリーニングローラの圧力を、前記第一のクリーニングローラ自体の重量により加える構成にしたことを特徴とする。また、前記第一の従動ローラの表面を前記第一のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、前記第一の従動ローラに対する前記第一のクリーニングローラの圧力を、加圧部材を用いて加える構成にしたことを特徴とする。

このように、従動ローラに対するクリーニングローラの圧力を、クリーニングローラ自体の重量又はスプリング等の加圧部材を用いることにより加える構成にしたことにより、従動ローラの表面の汚れや付着物の除去を効率的に行う。

本発明の画像形成装置は、さらに、前記転写ベルトの裏面を前記第二のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、前記第二のクリーニングローラは、前記第二の従動ローラと前記転写ベルトに対し従動することを特徴とする。また、前記第二のクリーニングローラは、前記第二の従動ローラと前記転写ベルトに対し線速差が設けられていることを特徴とする。
このように、クリーニングローラを従動ローラと転写ベルトに対して従動となるようにし、また、従動ローラと転写ベルトに対し線速差を設けて回転させることにより、転写ベルト裏面の汚れや付着物の除去を効率的に行う。

本発明の画像形成装置は、さらに、前記転写ベルトの裏面を前記第二のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、前記第二の従動ローラと前記転写ベルトに対する前記第二のクリーニングローラの圧力を、前記第二のクリーニングローラ自体の重量により加える構成にしたことを特徴とする。また、前記第二の従動ローラと前記転写ベルトに対する前記第二のクリーニングローラの圧力を、加圧部材を用いて加える構成にしたことを特徴とする。

このように、従動ローラと転写ベルトに対するクリーニングローラの圧力を、クリーニングローラ自体の重量又はスプリング等の加圧部材を用いることにより加える構成にしたことにより、転写ベルトの裏面の汚れや付着物の除去を効率的に行う。

本発明の画像形成装置は、さらに、前記第一のクリーニングローラ及び前記第二のクリーニングローラのメラミン樹脂の発泡体は、圧縮加工を施してあることを特徴とする。
このように、メラミン樹脂の発泡体を圧縮加工することで、従動ローラの表面と転写ベルトの裏面の汚れや付着物を、より効率的に除去する。

上記課題を解決するための手段により、本発明は、従動ローラの表面と転写ベルト裏面の付着物を除去し、検知手段が画像濃度と位置ずれを正確に検知できるようにして、長期にわたり安定した高画質を維持できるようにし、さらに、省スペースで、メンテナンスなどの利便性を向上させた画像形成装置を提供することができた。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図１と図２に基づいて説明する。ただし、これらは一実施形態にすぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、カラー画像形成装置の概略構成図である。
本画像形成装置はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のカラー画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが、転写紙１００の移動方向（図中の矢印Ａに沿って転写ベルト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、現像ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋとを備えている。なお、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且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。
また、本画像形成装置は、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、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。
上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを備え、画像データに基づいて各感光体ドラムの表面にレーザ光を走査しながら照射する。

図２は、転写ベルトの裏面側にクリーニング手段を設けた図である。
感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと現像ローラ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、トナー像形成部である。本実施形態の転写ベルト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、駆動ローラ６１と従動ローラ６２〜６６に張り渡し、転写ベルト６０上に転写紙１００を担持して転写領域に搬送し、転写領域で転写紙１００上に複数の感光体ドラム上に形成された各色ごとのトナー像を順次転写する。各転写位置には、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１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに対向する位置には、転写ベルト６０の裏面に接触するように、転写ローラ６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋを設けている。
駆動ローラ６１は、転写ベルト６０の裏面に配置され、図示しない駆動モータ等のベルト動力源により反時計回りに転写ベルト６０を駆動する。従動ローラ６２、６４、６５、６６は転写ベルト６０の裏面に配置され、従動ローラ６３は転写ベルト６０の表面に配置されている。静電吸着ローラ８０は従動ローラ６６に対向して配置され、これらのローラの近傍に、レジストローラ対５が配置されている。レジストローラ対５から従動ローラ６６と静電吸着ローラ８０の間を通過した転写紙１００は、転写ベルト６０上で静電吸着される。
第一クリーニングローラ７１は、転写紙１００に転写された画像パターンから画像濃度と位置ずれを検知する検知手段としての濃度位置ずれセンサ７０に対向する位置に、転写ベルト６０を挟んで、転写ベルト６０の裏面に配置されている従動ローラ６２の表面の汚れや付着物を除去するクリーニング手段として、転写ベルト６０の裏面側に配置されている。第二クリーニングローラ７２は、第二クリーニングローラ７２に対向する位置に転写ベルト６０を挟んで従動ローラ６３が設けてあることで、転写ベルト６０の裏面の汚れや付着物の除去を効率的に行うクリーニング手段として、転写ベルト６０の裏面側に配置されている。
このように、転写ベルト６０の裏面側に第一クリーニングローラ７１と第二クリーニングローラ７２を設けることにより、従動ローラ６２の表面と転写ベルト６０の裏面の汚れや付着物を除去し、検知手段が画像濃度と位置ずれを正確に検知できるようにしている。また、回収した付着物を貯めておく回収ボックスを必要とせず、クリーニング装置用のスペースを新たに設けなくてもよい構成にしたことで、省スペース化が図られる。

また、第一クリーニングローラ７１と第二クリーニングローラ７２は、画像形成装置本体から着脱自在に構成している。このように、画像形成装置に上述のクリーニング手段を備えることで、異常発生時にはユーザ又はサービスマンが簡単な操作によってクリーニング手段を着脱し、汚れや付着物を除去できる構成にし、メンテナンスなどの利便性を向上させることができる。また、ユーザ又はサービスマンが簡単な操作により、汚れや付着物を除去できる構成とすることで、転写ベルト６０の寿命を伸ばすことが可能となる。さらに、クリーニング手段を、画像形成装置本体から着脱自在に構成したことで、第一クリーニングローラ７１と第二クリーニングローラ７２のうち、いずれか一方のみの搭載でも可能な構成にしている。

第一クリーニングローラ７１は、金属ローラで形成されており、従動ローラ６２と転写ベルト６０に対し従動に回転する構造となっている。この回転にはギヤ駆動によってローラが駆動するとともに、線速差が設けられている。線速差を設けることで、従動ローラ６２の表面の汚れや付着物の除去を効率的に行うことができる。
また、従動ローラ６２に対する第一クリーニングローラ７１の圧力は、第一クリーニングローラ７１の自体の重量により加圧されているが、スプリング等の加圧部材を用いて加圧することも可能である。これにより、従動ローラ６２の表面の汚れや付着物の除去を効率的に行うことが可能となる。
また、第一クリーニングローラ７１として、金属ローラ表面にメラミン樹脂の発泡体を形成した構成にすることで、従動ローラ６２の表面から除去した汚れや付着物を貯めておく回収ボックス等を不要にすることができ、クリーニング手段の構成を簡略化できる。さらに、メラミン樹脂発泡体に圧縮加工を施すことにより、従動ローラ６２の表面の汚れや付着物を、より効率的に除去することができる。

第二クリーニングローラ７２も第一クリーニングローラ７１と同様に、金属ローラによって形成され、従動ローラ６３と転写ベルト６０に対し、従動に回転する構造となっており、回転にはギヤ駆動によってローラが駆動するとともに、線速差が設けられている。
また、第二クリーニングローラ７２も第一クリーニングローラ７１と同様に、従動ローラ６３と転写ベルト６０に対する第二クリーニングローラ７２の圧力は、第二クリーニングローラ７２の自体の重量により加圧されているが、スプリング等の加圧部材を用いて加圧することも可能である。これにより、転写ベルト６０の裏面の汚れや付着物の除去を効率的に行うことが可能となる。
また、第二クリーニングローラ７２も第一クリーニングローラ７１と同様に、金属ローラ表面にメラミン樹脂の発泡体を形成した構成にすることで、転写ベルト６０の裏面から除去した汚れや付着物を貯めておく回収ボックス等を不要にすることができ、クリーニング手段の構成を簡略化できる。さらに、メラミン樹脂発泡体に圧縮加工を施すことにより、転写ベルト６０の裏面の汚れや付着物を、より効率的に除去することができる。

カラー画像形成装置の概略構成図である。 転写ベルトの裏面側にクリーニング手段を設けた図である。

符号の説明

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ トナー像形成部
２ 光書込みユニット
３、４ 給紙カセット
５ レジストローラ対
６ 転写ユニット
７ 定着ユニット
８ 排紙トレイ
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ 感光体ドラム
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ 現像ローラ
６０ 転写ベルト
６１ 駆動ローラ
６２〜６６ 従動ローラ
６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋ 転写ローラ
７０ 濃度位置ずれセンサ
７１ 第一クリーニングローラ（従動ローラ表面の汚れや付着物の除去）
７２ 第二クリーニングローラ（転写ベルト裏面の汚れや付着物の除去）
８０ 静電吸着ローラ
１００ 転写紙
Ａ ベルト走行方向
Ｂ 第一の排紙方向
Ｃ 第２の排紙方向
Ｓ スペース
Ｇ 切換ガイド
ＭＦ 手差しトレイ
ＴＣ トナー補給容器

Claims (11)

1. 複数の像担持体と、
   複数の像担持体のそれぞれに各色ごとのトナー像を形成する画像形成手段と、
   駆動ローラと複数の従動ローラに無端状に張り渡した転写ベルト上に記録材を担持して転写領域に搬送し、転写領域で記録材上に複数の像担持体上に形成された各色ごとのトナー像を順次転写する転写搬送手段と、
   転写ベルトに転写された画像パターンから画像濃度と位置ずれを検知する検知手段と、
   検知手段に対向する位置で転写ベルトの裏面側に配置された第一の従動ローラの表面に対向し、転写ベルトの裏面側に配置されて前記第一の従動ローラをクリーニングする第一のクリーニングローラと、
   転写ベルトおもて面側で転写ベルトに巻きつけて設けられた第二の従動ローラに対向し、転写ベルトの裏面側に配置されて転写ベルトをクリーニングする第二のクリーニングローラと、を備えた画像形成装置であって、
   前記第一のクリーニングローラおよび第二のクリーニングローラは、金属ローラ表面にメラミン樹脂の発泡体を形成して構成した
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第一のクリーニングローラ及び第二のクリーニングローラは、画像形成装置本体から着脱自在に構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第一の従動ローラの表面を前記第一のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、
   前記第一のクリーニングローラは、前記第一の従動ローラに対し従動する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第一の従動ローラの表面を前記第一のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、
   前記第一のクリーニングローラは、前記第一の従動ローラに対し線速差が設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記第一の従動ローラの表面を第一のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、
   前記第一の従動ローラに対する前記第一のクリーニングローラの圧力を、前記第一のクリーニングローラ自体の重量により加える構成にした
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記第一の従動ローラの表面を前記第一のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、
   前記第一の従動ローラに対する前記第一のクリーニングローラの圧力を、加圧部材を用いて加える構成にした
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記転写ベルトの裏面を前記第二のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、
   前記第二のクリーニングローラは、前記第二の従動ローラと前記転写ベルトに対し従動する
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記転写ベルトの裏面を前記第二のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、
   前記第二のクリーニングローラは、前記第二の従動ローラと前記転写ベルトに対し線速差が設けられている
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記転写ベルトの裏面を前記第二のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、
   前記第二の従動ローラと前記転写ベルトに対する前記第二のクリーニングローラの圧力を、前記第二のクリーニングローラ自体の重量により加える構成にした
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記転写ベルトの裏面を前記第二のクリーニングローラによりクリーニングする場合に、
    前記第二の従動ローラと前記転写ベルトに対する前記第二のクリーニングローラの圧力を、加圧部材を用いて加える構成にした
    ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記第一のクリーニングローラ及び前記第二のクリーニングローラのメラミン樹脂の発泡体は、圧縮加工を施してある
    ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置。

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