JP5831183B2 - クリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、クリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

従来、上記画像形成装置としては、中間転写体から記録用紙上にトナー像を転写した後、中間転写体に残留するトナーや紙粉を除去するクリーニング手段として、２本のブラシロールに加えて、クリーニングブレードを使用したものが既に提案されている（特許第３９４０１５８号公報）。

また、上記画像形成装置としては、低コストでクリーニングの当接時の衝撃または負荷を低減して、画像ずれのない高品質の画像を得るため、像担持体に当接離間する複数のクリ−ニング部材を有する画像形成装置であって、複数のクリ−ニング部材を、像担持体の搬送方向への負荷を互いに打ち消す方向に設置、或いは動作させたものが既に提案されている（特開２００５−１５７１２２号公報）。

特許第３９４０１５８号公報 特開２００５−１５７１２２号公報

ところで、この発明が解決しようとする課題は、無端状ベルト部材の表面にクリーニング部材が接触又は離間することに伴って、無端状ベルト部材の張力が変動するのを抑制することが可能なクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、駆動ロールを含む複数のロールに架け渡された無端状ベルト部材の表面に予め定められたタイミングで接触又は離間して前記無端状ベルト部材の表面をクリーニングする第１のクリーニング部材と、
前記第１のクリーニング部材よりも前記無端状ベルト部材の移動方向に沿った上流側であって且つ前記駆動ロールよりも下流側に配置され、前記無端状ベルト部材の表面をクリーニングする部材であって、前記第１のクリーニング部材が前記無端状ベルト部材に接触又は離間することに伴う張力変動が前記駆動ロールに及ぶのを抑制するように前記無端状ベルト部材に接触する第２のクリーニング部材と、
前記第１のクリーニング部材よりも前記無端状ベルト部材の移動方向に沿った下流側に配置され、前記無端状ベルト部材の表面をクリーニングするクリーニング部材であって、前記第１のクリーニング部材が前記無端状ベルト部材に接触又は離間することに伴う張力変動を低減するように前記無端状ベルト部材に対する接触状態が第１の接触状態から第２の接触状態へと切り替えられる第３のクリーニング部材を備えたことを特徴とするクリーニング装置である。

請求項２に記載された発明は、前記第２のクリーニング部材は、回転可能に配置されたクリーニングブラシからなり、前記クリーニングブラシは、前記無端状ベルト部材の表面に予め定められた荷重で接触することを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置である。

請求項３に記載された発明は、前記第３のクリーニング部材は、回転可能に配置されたクリーニングブラシからなり、前記クリーニングブラシの回転速度及び回転方向の少なくとも一方を制御することにより、前記無端状ベルト部材に対する接触状態が第１の接触状態から第２の接触状態へと変化することを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置である。

請求項４に記載された発明は、トナー像を保持する単一又は複数の像保持体と、
前記像保持体からトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体から記録媒体にトナー像を転写するための無端状の二次転写ベルトと、
前記二次転写ベルトをクリーニングするクリーニング手段とを備え、
前記クリーニング手段として請求項１乃至３のいずれかに記載されたクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項５に記載された発明は、前記二次転写ベルトは、前記中間転写体と接触する二次転写位置に配置され、前記二次転写ベルトを駆動する二次転写ロールと、前記二次転写ロールの前記二次転写ベルトの移動方向に沿った上流側に配置され、前記二次転写ベルトの蛇行を制御する蛇行制御ロールと、前記二次転写ロールの前記二次転写ベルトの移動方向に沿った下流側に配置され、前記二次転写ベルトから前記記録媒体を剥離する剥離ロールを含む複数のロールに架け渡されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。

請求項６に記載された発明は、前記二次転写ベルトは、前記中間転写体に対して接触又は離間するように配置され、前記二次転写ロールは、設置値以下のトルクのみを伝達するトルク制限手段を介して駆動手段によって前記中間転写体の移動速度よりも速い周速で回転駆動されることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置である。

請求項７に記載された発明は、前記二次転写ベルトは、前記中間転写体に対して常時接触するように配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置である。

請求項１に記載された発明によれば、無端状ベルト部材の表面にクリーニング部材が接触又は離間することに伴って、無端状ベルト部材の張力が変動するのを抑制することができる。

また、請求項２に記載された発明によれば、無端状ベルト部材の表面にクリーニング部材が接触又は離間することに伴って、無端状ベルト部材の張力が変動するのを簡単な構成で抑制することができる。

請求項３に記載された発明によれば、無端状ベルト部材の表面にクリーニング部材が接触又は離間することに伴って、無端状ベルト部材の張力が変動するのを簡単な構成で抑制することができる。

請求項４に記載された発明によれば、二次転写ベルトの表面を良好にクリーニングすることができ、記録媒体の裏面汚れなどを抑制することができる。

請求項５に記載された発明によれば、二次転写ベルトの蛇行を制御しつつ記録媒体の裏面汚れなどを抑制することができる。

請求項６に記載された発明によれば、二次転写位置に記録媒体が突入する際に画像乱れが発生するのを抑制することができる。

請求項７に記載された発明によれば、画像形成装置の構成を簡略化することができる。

この発明の実施の形態１に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置の要部を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。 二次転写ロールの駆動系を示す構成図である。 クリーニング装置の動作を示す構成図である。 クリーニング装置の動作を示すタイミングチャートである。 ブラシロールの回転速度及び回転方向と二次転写ベルトに伝わる力の関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態３に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置を示す構成図である。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラー画像形成装置を示すものである。なお、このタンデム方式のフルカラー画像形成装置は、画像読取装置を備えており、フルカラーの複写機としても機能するように構成されているが、画像読取装置を備えていなくとも勿論良い。

図２において、１は画像形成装置の本体を示すものであり、この画像形成装置本体１の上部の一端（図示例では、左端）には、原稿２の画像を読み取る画像読取装置３が配置されている。この画像読取装置３は、原稿押え部材４によって押圧された状態でプラテンガラス５上に置かれた原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像をフルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ等からなる画像読取素子１１上に走査露光することにより、画像読取素子１１によって原稿２の画像を予め定められたドット密度で読み取るように構成されている。

上記画像読取装置３によって読み取られた原稿２の画像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の画像データとして画像処理装置１２に送られ、この画像処理装置１２では、原稿２の画像データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の予め定められた画像処理が施される。また、上記の如く画像処理装置１２で予め定められた画像処理が施された画像データは、同じく画像処理装置１２によってシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色の画像データに変換される。なお、画像処理装置１２によって変換される画像データの色数は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色の画像データに限らず、高彩度シアン（ＨＣ）や高彩度マゼンタ（ＨＭ）を含む６色等に変換しても良く、その色数は任意である。また、上記画像処理装置１２に入力される画像データとしては、図示しない通信回線を介してパーソナルコンピュータ等から送られてくるものであっても勿論良い。

ところで、この実施の形態では、互いに色の異なるトナーを用いて画像を形成する複数の画像形成手段を備えるように構成されている。

すなわち、この実施の形態に係る画像形成装置本体１の内部には、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応した４つの画像形成手段としての画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に沿って一定の間隔を隔てて並列的に配置されている。なお、上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）色の各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの配列順序は、図示のものに限定されるものではなく、異なる順序で配列しても良い。

また、上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）色の各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、それぞれが個別に一体的にユニット化されており、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが後述する画像露光装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋを除いて単独で画像形成装置本体１に対して交換可能に装着されている。

これらの４つの画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、図２に示すように、使用するトナーの種類を除いて、基本的にすべて同様に構成されており、大別して、矢印Ａ方向に沿って予め定められた回転速度で駆動される像保持体としての感光体ドラム１４と、この感光体ドラム１４の表面を一様に帯電する一次帯電手段としてのスコロトロン１５と、当該感光体ドラム１４の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する潜像形成手段としての画像露光装置１６と、感光体ドラム１４上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像手段としての現像装置１７と、感光体ドラム１４上に残留した転写残トナー等を除去するクリーニング装置１８とを備えるように構成されている。

上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）色の各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、スコロトロン１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによって負極性の予め定められた電位に帯電される。その後、上記画像処理装置１２からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）色の各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの画像露光装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋに対応する各色の画像データが順次出力される。そして、これらの画像露光装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋから画像データに応じて出射されたレーザ光ＬＢは、対応する感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの表面に主走査方向（感光体ドラムの軸方向）に沿って走査露光され、感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの表面には静電潜像が形成される。上記各感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像装置１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の負極性に帯電したトナーからなるトナー像として反転現像される。

上記各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト２０上に、一次転写部において一次転写ロール２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋによって互いに重ね合わせた状態で一次転写される。

上記中間転写ベルト２０は、駆動ロール２２、従動ロール２３、張力付与ロール２４、二次転写部の背面支持ロール２５等からなる複数のロール間に予め定められた張力で架け渡されている。そして、中間転写ベルト２０は、図示しない定速性に優れた専用の駆動モータによって回転駆動される駆動ロール２２により、矢印Ｂ方向に沿って感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの回転速度（周速）と略等しい予め定められた速度で循環移動するように駆動される。上記中間転写ベルト２０としては、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。

上記中間転写ベルト２０上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、背面支持ロール２５に中間転写ベルト２０及び二次転写ベルト２６を介して圧接する二次転写ロール２７に印加される二次転写バイアス電圧によって記録媒体としての記録用紙２８上に一括して二次転写される。これらの各色のトナー像が転写された記録用紙２８は、二次転写ベルト２６から剥離された後、搬送ベルト２９によって定着手段としての定着装置３０へと搬送される。そして、上記各色の未定着トナー像が転写された記録用紙２８は、定着装置３０によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、画像形成装置本体１の外部に設けられた排出トレイ３１上に排出される。

上記記録用紙２８は、図２に示すように、例えば、給紙トレイ３２から予め定められたサイズや材質のものが、給紙ロール３３及び図示しない用紙分離用ロール対によって１枚ずつ分離された状態で、複数の搬送ロール３４が配置された用紙搬送経路３５を介してレジストロール３６まで一旦搬送される。上記給紙トレイ３２から供給された記録用紙２８は、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール３６によって中間転写ベルト２０上のトナー像と同期をとって二次転写位置へと送り出される。

なお、トナー像の一次転写が終了した後の感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、その表面がクリーニング装置１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋによって清掃される。また、トナー像の二次転写が終了した後の中間転写ベルト２０は、その表面が駆動ロール２２の位置に配置されたベルトクリーニング装置３７によって清掃される。

この実施の形態では、図２に示すように、中間転写ベルト２０から記録用紙２８へとトナー像を一括して二次転写する二次転写手段として、二次転写ロール２７を含む複数のロールによって架け渡された無端状ベルトからなる二次転写ベルト２６を備えた二次転写手段としての二次転写装置４０が用いられている。

この二次転写装置４０は、一体的にユニット化されて二次転写ユニットを構成している。この二次転写ユニット４０は、二次転写ロール２７に架け渡された二次転写ベルト２６が、中間転写ベルト２０に対して接触又は離間する方向に沿って接離手段４１によって移動可能となっている。

二次転写ユニット４０は、図１に示すように、無端状ベルトとしての二次転写ベルト２６と、中間転写ベルト２０と接触する二次転写位置に配置され、二次転写ベルト２６を駆動する二次転写ロール２７と、二次転写ロール２７の二次転写ベルトの移動方向に沿った上流側に配置され、二次転写ベルト２６の蛇行を制御する蛇行制御ロール４１と、二次転写ロール２７の二次転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側に配置され、二次転写ベルト２６から記録用紙２８を剥離する直径の相対的に小さな剥離ロール４２と、二次転写ベルト２６の表面に残留する残留物をクリーニングするクリーニング装置４３と、クリーニング装置４３に対して二次転写ベルト２６を対向するように支持する複数（図示例では、４つ）の第１〜第４の支持ロール４４〜４７とを備えるように構成されている。

上記蛇行制御ロール４１は、例えば、二次転写ベルト２６のエッジを検出する図示しないエッジセンサの出力に基づいて、その軸方向に沿った一端部の位置を軸方向と交差する方向に移動させることにより、二次転写ベルト２６の蛇行を制御するものである。また、上記蛇行制御ロール４１は、弾性部材としてのコイルスプリングＳによって二次転写ベルト２６の内周方向から外周方向へ向けて突出するように力が付与されており、二次転写ベルト２６には、予め定められた張力（例えば、約４０Ｎ程度）が付与されている。

上記二次転写ベルト２６としては、中間転写ベルト２０と同様に、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムを無端ベルト状に形成したものが用いられる。

また、上記二次転写ロール２７は、二次転写ベルト２６を矢印Ｃ方向に沿って中間転写ベルト２０の移動速度よりも若干速い予め定められた速度で循環移動するように駆動する駆動ロールとして機能する。二次転写ロール２７には、図３に示すように、その回転軸４８の一方の端部に従動ギア４９が取り付けられている。この従動ギア４９は、駆動モータ５０の駆動軸５１に設置値以下のトルクしか伝達しないトルク制限手段としてのトルクリミッタ５２を介して回転駆動される駆動ギア５３と噛み合わされている。そして、上記二次転写ロール２７によって駆動される二次転写ベルト２６は、その移動速度が中間転写ベルト２０よりも若干（例えば、数％程度）速く設定されており、二次転写ベルト２６と中間転写ベルト２０とが圧接する二次転写位置に記録用紙２８の先端が突入した際に、二次転写ベルト２６及び中間転写ベルト２０の駆動負荷が瞬間的に増大することに伴い、二次転写ベルト２６及び中間転写ベルト２０の移動速度が変動するのを抑制し、中間転写ベルト２０から記録用紙２８の先端部に転写されるトナー像に、所謂バンディングと呼ばれる画質欠陥が発生するのを抑制するように構成されている。

このように、二次転写ロール２７の駆動系に設けられるトルクリミッタ５２は、所謂バンディングと呼ばれる画質欠陥が発生するのを抑制するため、設置値以下のトルクのみ伝達するように構成されているが、トルクリミッタ５２の設置値をあまり高く設定した場合には、二次転写ベルト２６と中間転写ベルト２０の移動速度との不整合によって所謂バンディングと呼ばれる画質欠陥が悪化する虞れがあるため、トルクリミッタの設置値はあまり高く設定することができない。一方、トルクリミッタ５２の設置値をあまり低く設定した場合には、所謂バンディングと呼ばれる画質欠陥の抑制効果を十分得ることができない。

上記二次転写ベルト２７のクリーニング装置４３は、図１に示すように、二次転写ベルト２６の表面に予め定められたタイミングで接触又は離間して二次転写ベルト２６の表面をクリーニングする第１のクリーニング部材としてのクリーニングブレード５４と、クリーニングブレード５４よりも二次転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側であって且つ二次転写ロール２７よりも下流側に配置され、二次転写ベルトの表面をクリーニングする第２のクリーニング部材としての上流側クリーニングブラシ５５と、クリーニングブレード５４よりも二次転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側であって、蛇行制御ロール４１よりも上流側に配置され、二次転写ベルト２６の表面をクリーニングする第３のクリーニング部材としての下流側クリーニングブラシ５６とを備えている。

上記クリーニングブレード５４は、図１に示すように、第３の支持ロール４６によって支持された二次転写ベルト２６の表面に接触又は離間するように配置されている。このクリーニングブレード５４は、略Ｌ字形状に形成された支持部材６５と、当該支持部材６５の先端部に接着等の手段で設けられたアルミニウムやスレンレス等の金属製の薄板からなるブレード部材６６とから構成されている。また、上記クリーニングブレード５４は、支持部材６５の基端部に取り付けられた回動軸６７を中心にして回動することによって、ブレード部材６６の先端部が二次転写ベルト２６の表面に予め定められた食い込み量で食い込んだ状態に接触する接触位置と、ブレード部材６６の先端部が二次転写ベルト２６の表面から離間した離間位置とに移動することで、二次転写ベルト２６の表面に接触又は離間することが可能に構成されている。さらに、上記クリーニングブレード５４は、ブレード部材６６の先端部が二次転写ベルト２６の表面に予め定められた食い込み量で食い込んだ状態に接触する接触位置に固定した状態で配置されたストッパー６８によって位置が規制されている。なお、クリーニングブレード５４としては、ウレタンゴム等の合成樹脂などによって平板状に形成されたブレードを用いても良い。上記クリーニングブレード６４は、その基端部が二次転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側に位置しているとともに、その先端部が二次転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側に位置しており、二次転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側から上流側に向けて二次転写ベルト２６の移動方向と逆方向に当接するように配置されており、所謂ドクターブレードを構成している。

上記クリーニングブレード５４が二次転写ベルト２６の表面に接触してクリーニングを行う予め定められたタイミングとしては、例えば、画像形成装置の電源投入時や、画像が形成された記録用紙２８の枚数を累積的に計数し、当該画像が形成された記録用紙２８の累積枚数が予め定められた累積値に達した場合、あるいは感光体ドラム１４の回転数や感光体ドラム１４の表面に形成された画像の画素数を累積的に計数し、これらの感光体ドラム１４の回転数や感光体ドラム１４の表面に形成された画像の画素数の累積値が予め定められた値に達した場合などが挙げられる。

また、上記クリーニングブレード５４を用いたクリーニング動作は、例えば、図４に示すように、接離手段４１によって二次転写ユニット４０を中間転写ベルト２０から離間させた状態で実行される。

ところで、上記クリーニングブレード５４を二次転写ベルト２６の表面に対して予め定められたタイミングで接触又は離間させる理由は、次の通りである。クリーニングブレード５４を二次転写ベルト２６の表面に常時圧接させた場合には、クリーニングブレード５４がポリウレタン等の合成樹脂かなるブレードであると、二次転写ベルト３６に付着するトナーの量自体が少なく、トナーによる潤滑作用が期待できないため、クリーニングブレード５４と二次転写ベルト３６表面との摩擦力が過大となり、クリーニングブレード５４にめくれ等の不具合が発生する懸念があり、クリーニングブレード５４が金属製のブレードであると、クリーニングブレード５４にめくれ等の不具合が発生する懸念はないものの、クリーニングブレード５４によって二次転写ベルト２６の表面を傷つけてしまい、二次転写ベルト２６に変形や破損が生じ、二次転写ベルト２６の寿命が短くなる懸念があるためである。

上記クリーニングブレード５４は、二次転写ベルト２６の表面に予め定められた食い込み量で食い込んだ状態に接触する際に、例えば、二次転写ベルト２７の移動方向と交差する幅方向に沿って３００ｍｍの長さにわたり約１５Ｎ程度の荷重で圧接するように構成されている。したがって、上記クリーニングブレード５４は、二次転写ベルト２６の表面に接触又は離間することによって、二次転写ベルト２６には、約１５Ｎ程度の荷重が作用したり、当該約１５Ｎ程度の荷重がゼロになるように変化する。そのため、二次転写ベルト２６は、その表面にクリーニングブレード５４が接触するか又は離間するかによって、当該二次転写ベルト２６に作用する荷重が大きく変動し、二次転写ベルト２６の張力も大きく変動することになる。なお、上記二次転写ベルト２６の張力変動は、蛇行制御ロール４１を支持するコイルスプリングＳ等によって吸収され、二次転写ベルト２６に張力変動が生じた場合であっても、二次転写ベルト２６の移動速度はほとんど変化することはない。

上記二次転写ベルト２６には、図１に示すように、蛇行制御ロール４１によって予め定められた張力（例えば、約４０Ｎ程度）が付与されており、二次転写ロール２７によって時計回り方向に循環移動するように駆動されることで、蛇行制御ロール４１と二次転写ロール２７との間に張力が最も大きくなっている。また、上記二次転写ベルト２６には、二次転写ロール２７から剥離ロール４２へと架け渡されることで張力が徐々に低くなるとともに、二次転写ベルト２６の表面には、上流側のブラシロール５４及び下流側のブラシロール５４が接触することで張力が更に低下する。

しかしながら、上記二次転写ベルト２６は、上記の如く、クリーニング装置４３の上流側のブラシロール５４及び下流側のブラシロール５５が接触することで張力が低下しても、これらの上流側及び下流側のブラシロール５４、５５の接触状態は、二次転写ベルト２６にクリーニングブレード５４が接触又は離間する場合を除いて略一定であるため、二次転写ベルト２６の張力が大きく変動することはない。

これに対して、上記二次転写ベルト２６は、上述したように、当該二次転写ベルト２６の表面にクリーニングブレード５４が接触又は離間すると、約１５Ｎ程度にわたって荷重が変動し、大きな張力変動が生じる。その結果、上記二次転写ベルト２６に大きな張力変動が生じる場合には、蛇行制御ロール４１による二次転写ベルト２６の蛇行制御動作が不安定となったり、二次転写ベルト２６とブラシロール５５、５６及びクリーニングブレード５４との接触状態が不安定となり、クリーニング不良が発生する虞れがある。

そこで、この実施の形態では、上記２本のクリーニングブラシ５５、５６のうち、上流側に位置するクリーニングブラシ５５は、第１の支持ロール４４によって支持された二次転写ベルト２６の表面に、下流側に位置するクリーニングブラシ５６は、第４の支持ロール４７によって支持された二次転写ベルト２６の表面に、それぞれ接触するように配置されている。なお、二次転写ベルト２６の表面に残留する残留物としては、中間転写ベルト２０から転移したトナーや、トナーの外添剤、あるいは記録用紙２８の紙粉等を挙げることができる。このうち、中間転写ベルト２０から転移したトナーとしては、正規の帯電極性である負極性に帯電したトナー以外に、一次転写位置や二次転写位置において転写バイアスを受けて正規の帯電極性である負極性と逆極性である正極性に帯電したトナーも含まれる。

上記２本のクリーニングブラシ５５、５６は、図１に示すように、同様に構成されており、例えば、アルミニウムやステンレス等の金属からなる芯金の表面に、導電性繊維が予め定められた密度で植毛されたテープ状部材を導電性接着剤を介して巻き付けた状態で設けることによって構成されている。上記２本のクリーニングブラシ５５、５６は、ステッピグモータ等からなる駆動手段としての駆動モータ５７、５８によって予め定められた速度で回転駆動される。また、下流側のクリーニングブラシ５６は、その回転方向及び回転速度が駆動回路７０を介して制御回路７１によって二次転写ベルト２６の移動方向と逆方向及び同方向に切り替え可能となっている。なお、上記２本のクリーニングブラシ５５、５６としては、絶縁性繊維を植毛したものであっても良い。また、クリーニングブラシの数は、２本に限られるものではなく、必要に応じて３本以上設けても良い。

上記２本のクリーニングブラシのうち、二次転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側に位置するクリーニングブラシ５５は、主に、二次転写ベルト２６上に付着した正規の帯電極性と逆極性（正極性）に帯電した転写残トナーを除去するように、トナーの正規の帯電極性である負極性と同極性のバイアス電圧が第１のバイアス電源５９によって印加されている。一方、二次転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側に位置するクリーニングブラシ５６は、主に、二次転写ベルト２６上に付着した正規の帯電極性である負極性に帯電した転写残トナーを除去するように正極性のバイアス電圧が第２のバイアス電源６０によって印加されている。なお、上記二次転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側に位置するクリーニングブラシ５５にトナーの正規の帯電極性である負極性と逆極性のバイアス電圧を印加し、二次転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側に位置するクリーニングブラシ５６にトナーの正規の帯電極性である負極性と同極性のバイアス電圧を印加するように構成しても良いが、二次転写ベルト２６上に付着するトナーは、一次転写バイアスや二次転写バイアス電圧によって極性が反転したトナーが相対的に多いため、上流側に位置するクリーニングブラシ５５に負極性のバイアス電圧を印加することで先に除去するのが望ましい。

また、上記２本のクリーニングブラシ５５、５６の背面側には、それぞれ金属製のロールやブラシロール等からなる回収ロール６１、６２が接触するように配置されており、これらの回収ロール６１、６２は、例えば、接地されている。上記回収ロール６１、６２は、２本のクリーニングブラシ５５、５６によってそれぞれ除去されたトナー等の残留物を静電的に付着させることによって回収した後に、これらの回収ロール６１、６２の表面に圧接する回収ブレード６３、６４によって掻き取られ、回収容器を兼ねるクリーニング装置４３のハウジンング６５の内部に収容される。なお、回収ロール６１、６２は、必要に応じてクリーニングブラシ５５、５６の回転方向と逆方向に沿って駆動モータ５７、５８によってギア等を介して回転駆動される。なお、上記２本のクリーニングブラシ５５、５６からトナー等を回収する手段としては、回収ロール６１、６２に限らず、２本のクリーニングブラシ５５、５６の表面に接触する棒状や板状のフリッカー部材などを用いても良い。

上記２本のクリーニングブラシ５５、５６のうち、上流側に位置するクリーニングブラシ５５は、第１の支持ロール４４によって支持される二次転写ベルト２６の表面に予め定められた前後の予め定められた範囲を含む一定の荷重で接触するように配置されているとともに、二次転写ベルト２６表面の移動方向と逆方向に回転駆動されている。そのため、上記上流側に位置するクリーニングブラシ５５は、二次転写ベルト２６の表面に対して圧接しながら逆方向に回転駆動されることで、二次転写ベルト２６に対して略一定の負荷として作用するものであり、下流側に位置するクリーニングブレード５４が二次転写ベルト２６の表面に接触又は離間することに起因して二次転写ベルト２６の張力が変動した場合であっても、二次転写ベルト２６の張力変動が上流側へ伝わるのを抑制する機能を果たしている。

これに対して、上記２本のクリーニングブラシ５５、５６のうち、下流側に位置するクリーニングブラシ５６は、第４の支持ロール４７によって支持される二次転写ベルト２６の表面に予め定められた前後の予め定められた範囲を含む一定の荷重で接触するように配置されているが、当該クリーニングブラシ５６は、上流側に位置するクリーニングブレード５４が二次転写ベルト２６の表面に接触又は離間することに起因して二次転写ベルト２６の張力が変動した場合に、その回転速度又は回転方向の少なくとも一方を、クリーニングブレード５４が二次転写ベルト２６の表面に接触又は離間する動作に応じて、第１の接触状態から第２の接触状態へと変化させることで、クリーニングブレード５４の接触又は離間に伴う二次転写ベルト２６の張力変動を低減するように構成されている。

具体的には、上記下流側に位置するクリーニングブラシ５６は、図１に実線で示すように、クリーニングブレード５４が二次転写ベルト２６の表面から離間している場合、二次転写ベルト２６の移動方向と逆方向に予め定められた回転速度で回転駆動されることで接触する第１の接触状態となるように設定されている。

一方、上記下流側に位置するクリーニングブラシ５６は、クリーニングブレード５４が二次転写ベルト２６の表面に接触している場合、図４に示すように、二次転写ベルト２６の移動方向と逆方向に予め定められた回転速度よりも遅い速度で回転駆動されるか、回転方向が切り替えられて二次転写ベルト２６の移動方向と同方向に予め定められた回転速度で回転駆動される第２の接触状態となるように設定されている。

以上の構成において、この実施の形態に係るクリーニング装置を適用した画像形成装置では、次のようにして、無端状ベルト部材の表面にクリーニング部材が接触又は離間することに伴って、無端状ベルト部材の張力が変動するのを抑制することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係るクリーニング装置４３を適用した画像形成装置では、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにおいて感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ上に対応する色のトナー像が形成され、これらの各画像形成部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２０上に多重に一次転写された後、二次転写位置において中間転写ベルト２０上から記録用紙２８上に二次転写ユニット４０により一括して二次転写される。

上記イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が一括して二次転写された記録用紙２８は、図２に示すように、二次転写ユニット４０の二次転写ベルト２６から剥離されて搬送ベルト２９により定着装置３０へと搬送され、定着装置３０によって熱・加圧されて、未定着トナー像が定着された後、画像形成装置本体１の外部に設けられた排出トレイ３１上に排出される。

ところで、上記画像形成装置においては、図２に示すように、二次転写ユニット４０の二次転写ベルト２６が中間転写ベルト２０と直接接触して循環移動するため、二次転写ベルト２６の表面には、中間転写ベルト２０の表面に付着又は残留したトナーや、トナーの外添剤、あるいは記録用紙２８の紙粉等からなる残留物が直接付着し易く、更には二次転写ベルト２６の表面に二次転写位置においてＮＯ_x等からなる放電生成物が付着し易く、二次転写ベルト２６の表面がトナーによって汚損されると、直ちに記録用紙２８の裏面汚れの原因となったり、二次転写ベルト２６の表面にトナーの外添剤や紙粉等が堆積すると、二次転写不良の原因などとなる虞れがある。

そこで、この実施の形態では、図１及び図２に示すように、二次転写ベルト２６の表面をクリーニングする二次転写ベルト用のクリーニング装置４３が設けられている。

この二次転写ベルト用のクリーニング装置４３は、図１及び図２に示すように、通常の画像形成時などの状態において、二次転写ベルト２６の表面に２本のクリーニングブラシ５５、５６が常時接触するように配置されているとともに、これら２本のクリーニングブラシ５５、５６は、二次転写ベルト２６の移動方向と逆方向（図中、時計回り方向）に沿って回転駆動される。また、上記２本のクリーニングブラシ５５、５６のうち、二次転写ベルト２６の移動方向に沿った上流側に位置するクリーニングブラシ５５には、正規の帯電極性（負極性）と逆極性に帯電したトナーを除去するように負極性のバイアス電圧が印加されているとともに、二次転写ベルト２６の移動方向に沿った下流側に位置するクリーニングブラシ５６には、正規の帯電極性に帯電したトナーを除去するように正極性のバイアス電圧が印加されている。

そのため、二次転写ベルト２６の表面に付着した正規の帯電極性と逆極性に帯電したトナー、及び正規の帯電極性に帯電したトナーは、２本のクリーニングブラシ５５、５６の回転動作に伴う物理的な掻き落とし作用、及び静電的な吸着力によって二次転写ベルト２６の表面から除去されて、クリーニング装置４３のハウジング６５内に回収される。

その際、クリーニングブレード５４は、図１に実線で示すように、二次転写ベルト２６の表面から離間した位置に移動されている。

ところで、上記画像形成装置では、上述したように、二次転写ベルト２６の表面に付着した正規の帯電極性と逆極性に帯電したトナー、及び正規の帯電極性に帯電したトナーが２本のクリーニングブラシ５５、５６によって除去されるが、二次転写ベルト２６の表面に付着したトナーの外添剤や紙粉等の残留物は、トナーに比較して粒径が小さく、２本のクリーニングブラシ５５、５６では、十分に除去できない場合があり、二次転写ベルト２６の表面に徐々に堆積してフィルム状に付着することがある。

そこで、この実施の形態に係るクリーニング装置４３では、図４に示すように、予め定められたタイミングで二次転写ユニット４０を中間転写ベルト２０から離間させるとともに、二次転写ベルト２６の表面にクリーニングブレード５４を圧接させることにより、二次転写ベルト２６の表面にフィルム状に付着したトナーの外添剤や紙粉等の残留物を、クリーニングブレード５４によって強制的に掻き落とすようになっている。なお、図４において、クリーニングブレード５４は、二次転写ベルト２６の表面に予め定められた食い込み量で食い込むように配置されており、便宜上、二次転写ベルト２６を取り除いて圧接位置に移動したクリーニングブレード５４が図示されている。

上記二次転写ベルト２６の表面にフィルム状に付着したトナーの外添剤や紙粉等の残留物は、二次転写ベルト２６の表面に圧接されるクリーニングブレード５４によって確実に除去することができるものの、二次転写ベルト２６の表面にクリーニングブレード５４が圧接されることによって、二次転写ベルト２６の負荷が増大し、二次転写ベルト２６に張力変動が発生する。

上記二次転写ベルト２６に張力変動が発生すると、蛇行制御ロール４１による二次転写ベルト２６の蛇行制御に不調を来す虞れがあるとともに、クリーニング装置４３のクリーニングブレード５４や２本のクリーニングブラシ５５、５６によるクリーニング性が低下する虞れがある。

そのため、この実施の形態では、図５に示すように、二次転写ベルト２６の表面にクリーニングブレード５４を圧接させてクリーニングする動作に同期させて、制御回路７１によって下流側のクリーニングブラシ５６の回転速度が通常のクリーニング時よりも遅い第２の速度に切り替えるか、又は下流側のクリーニングブラシ５６の回転方向を逆方向に切り替えることで、クリーニングブレード５４の圧接に伴う負荷の増加を、下流側のクリーニングブラシ５６の回転速度を低下させるか又は回転方向を逆方向に切り替えることで当該下流側のクリーニングブラシ５６の負荷を減少させて、二次転写ベルト２６の駆動負荷の増大を抑制し、二次転写ベルト２６の表面にクリーニングブレード５４が圧接された場合であっても、二次転写ベルト２６に大きな張力変動が発生するのを抑制する可能となっている。なお、上記２本のクリーニングブラシ５５、５６には、バイアス電圧が印加されていない。

また、この実施の形態では、下流側のクリーニングブラシ５６の回転速度を通常のクリーニング時よりも遅い第２の速度に切り替えるだけで不十分な場合には、下流側のクリーニングブラシ５６の回転方向を通常のクリーニング時と逆方向に切り替えることにより、二次転写ベルト２６の駆動を補助することで、二次転写ベルト２６の表面にクリーニングブレード５４が圧接されことに伴って二次転写ベルト２６に大きな張力変動が発生するのをより一層抑制するように構成される。

上記下流側のクリーニングブラシ５６から二次転写ベルト２６に伝わる物理的な力Ｆは、当該クリーニングブラシ５６の回転速度及び回転方向を変化させた場合、図６に示すように変化する。

この図６から明らかなように、下流側のクリーニングブラシ５６は、回転速度を低下させることによって二次転写ベルト２６に与える負荷としての力Ｆを低減させることができることが判る。また、下流側のクリーニングブラシ５６は、回転方向を逆方向に切り替えることによって二次転写ベルト２６に与える負荷としての力Ｆがプラスに働き、つまり二次転写ベルト２６の駆動を補助することが可能となり、二次転写ベルト２６の張力変動をより一層抑制ことができることが判る。

実施の形態２
図７はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記二次転写ベルトは、前記中間転写体に対して常時接触するように配置されている。

すなわち、この実施の形態２では、図７に示すように、二次転写ベルト２６が中間転写ベルト２０から離間するように構成されておらず、二次転写ベルト２６が中間転写ベルト２０に対して常時接触するように構成されている。

この場合には、接離手段４１が不要となり、画像形成装置の構成が簡略化されるとともに、二次転写ベルト２６が中間転写ベルト２０に対して接離する動作が不要となり、その分だけ画像形成装置の生産性を向上させることができる。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

なお、前記実施の形態では、図１に示すように、第１のクリーニング部材としてクリーニングブラシを用いたが、第１のクリーニング部材としては、クリーニングブラシではなく、ロール状に形成されたクリーニングロールなどを用いても良い。

２６：二次転写ベルト、２７：二次転写ロール、４１：蛇行制御ロール、４２：剥離ロール、５４：クリーニングブレード、５５：クリーニングブラシ、５６：クリーニングブラシ。

Claims (7)

1. 駆動ロールを含む複数のロールに架け渡された無端状ベルト部材の表面に予め定められたタイミングで接触又は離間して前記無端状ベルト部材の表面をクリーニングする第１のクリーニング部材と、
   前記第１のクリーニング部材よりも前記無端状ベルト部材の移動方向に沿った上流側であって且つ前記駆動ロールよりも下流側に配置され、前記無端状ベルト部材の表面をクリーニングする部材であって、前記第１のクリーニング部材が前記無端状ベルト部材に接触又は離間することに伴う張力変動が前記駆動ロールに及ぶのを抑制するように前記無端状ベルト部材に接触する第２のクリーニング部材と、
   前記第１のクリーニング部材よりも前記無端状ベルト部材の移動方向に沿った下流側に配置され、前記無端状ベルト部材の表面をクリーニングするクリーニング部材であって、前記第１のクリーニング部材が前記無端状ベルト部材に接触又は離間することに伴う張力変動を低減するように前記無端状ベルト部材に対する接触状態が第１の接触状態から第２の接触状態へと切り替えられる第３のクリーニング部材を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 前記第２のクリーニング部材は、回転可能に配置されたクリーニングブラシからなり、前記クリーニングブラシは、前記無端状ベルト部材の表面に予め定められた荷重で接触することを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記第３のクリーニング部材は、回転可能に配置されたクリーニングブラシからなり、前記クリーニングブラシの回転速度及び回転方向の少なくとも一方を制御することにより、前記無端状ベルト部材に対する接触状態が第１の接触状態から第２の接触状態へと変化することを特徴とする請求項１又は２に記載のクリーニング装置。
4. トナー像を保持する単一又は複数の像保持体と、
   前記像保持体からトナー像が転写される中間転写体と、
   前記中間転写体から記録媒体にトナー像を転写するための無端状の二次転写ベルトと、
   前記二次転写ベルトをクリーニングするクリーニング手段とを備え、
   前記クリーニング手段として請求項１乃至３のいずれかに記載されたクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記二次転写ベルトは、前記中間転写体と接触する二次転写位置に配置され、前記二次転写ベルトを駆動する二次転写ロールと、前記二次転写ロールの前記二次転写ベルトの移動方向に沿った上流側に配置され、前記二次転写ベルトの蛇行を制御する蛇行制御ロールと、前記二次転写ロールの前記二次転写ベルトの移動方向に沿った下流側に配置され、前記二次転写ベルトから前記記録媒体を剥離する剥離ロールを含む複数のロールに架け渡されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記二次転写ベルトは、前記中間転写体に対して接触又は離間するように配置され、前記二次転写ロールは、設置値以下のトルクのみを伝達するトルク制限手段を介して駆動手段によって前記中間転写体の移動速度よりも速い周速で回転駆動されることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記二次転写ベルトは、前記中間転写体に対して常時接触するように配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。

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