JP5983221B2 - 清掃装置及びこれを用いたベルト式転写装置並びに画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、回転する被クリーニング部材に対して固定して接触すると共に、該被クリーニング部材との接触部位での変形がない非変形クリーニング部材と、該非変形クリーニング部材よりも前記被クリーニング部材の移動方向の上流に配置され、当該被クリーニング部材表面に対して回転して接触するブラシクリーニング部材と、を備え、被クリーニング部材表面の残留トナーを清掃する画像形成装置が開示されている。
特許文献2には、搬送ベルト上のトナーを除去する搬送ベルトクリーナに2本のブラシロールを設け、搬送方向上流側に配置したブラシロールにプラス極性のバイアスを印加し、下流側に配置したブラシロールにマイナス極性のバイアスを印加するとともに、中間転写ベルト上のトナーを除去する中間転写ベルトクリーナに2本のブラシロールを設け、中間転写ベルト回転方向の上流側に配置したブラシロールにマイナス極性のバイアスを印加し、下流側に配置したブラシロールにプラス極性のバイアスを印加する画像形成装置が開示されている。
特許文献3には、像担持体と、給電手段から給電されて像担持体の表面からトナーを静電的に吸着して除去する導電性のクリーニング部材を有するクリーニング装置と、を備え、給電手段から給電される電流量を検知する電流量検知手段を有し、制御手段にて、電流量検知手段により検知される電流量検知結果から像担持体の表面のトナーの極性と量を予測し、その予測結果に基づいてクリーニング装置のクリーニング条件を制御する画像形成装置が開示されている。
Wg<Wc≦Ws<Wbを満たすことを特徴とする清掃装置である。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る清掃装置において、前記第1及び第2の清掃部材は、前記転写ベルトに接触配置されて回転する導電性回転体で、かつ、夫々の導電性回転体に極性の異なる清掃電圧が印加されているものであることを特徴とする清掃装置である。
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3いずれかに係る清掃装置において、前記補助清掃部材は、前記転写ベルトの移動方向に対し第1、第2の清掃部材の間に配置されていることを特徴とする清掃装置である。
請求項5に係る発明は、請求項1ないし4いずれかに係る清掃装置において、前記補助清掃部材は、一部が固定されて自由端が前記転写ベルトの移動方向に対向する方向に向かうように前記転写ベルトに接触配置され、接触部形状が前記転写ベルトの移動停止に拘わらず非変形状態に保たれ、かつ、非接触時における転写ベルトの移動軌跡よりも内側に食い込むことを特徴とする清掃装置である。
請求項6に係る発明は、請求項1ないし5いずれかに係る清掃装置において、更に、前記転写ベルトの裏面に当該転写ベルトに接触する対構成の面出し部材が配設され、前記補助清掃部材は、前記転写ベルトの表面のうち前記対構成の面出し部材の間に接触配置されることを特徴とする清掃装置である。
請求項7に係る発明は、請求項1ないし6いずれかに係る清掃装置において、前記接離機構は、前記補助清掃部材と前記転写ベルトとの接触条件を可変設定するものであることを特徴とする清掃装置である。
請求項9に係る発明は、請求項8に係るベルト式転写装置であって、前記転写ベルトは複数の張架部材の一つを駆動部材として循環移動することを特徴とするベルト式転写装置である。
請求項11に係る発明は、請求項10に係る画像形成装置において、前記像保持体は、トナーによる画像を形成して保持する像形成保持体と、この像形成保持体に保持された画像を記録材に転写する前に一旦転写して保持する中間転写体と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項12に係る発明は、請求項11に係る画像形成装置において、前記中間転写体はゴム又は樹脂製の中間転写体基材の表面にトナー離型性のよい離型層を有し、前記転写ベルトはゴム又は樹脂製のベルト基材の表面に前記離型層を有していないことを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に係る発明によれば、転写ベルトを不必要に損傷させることなく、転写ベルトに付着する残留物を効率的に除去することができる。
請求項3に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、転写ベルトに極性の異なる残留物が分散して付着したとしても、効率的に除去することができる。
請求項4に係る発明によれば、第1、第2の清掃部材に加えて補助清掃部材を組み込むことが容易な清掃装置を構築することができる。
請求項5に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、転写ベルトに強固に付着する残留物に対する除去性能をより良好に保つことができる。
請求項6に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、転写ベルトに対して補助清掃部材の接触度合をより強固に保つことができる。
請求項7に係る発明によれば、ベルト式転写装置の転写ベルトに付着する残留物の程度に応じて補助清掃部材による清掃能力を容易に調整することができる。
請求項8に係る発明によれば、転写ベルトに強固に付着した残留物を効率的に除去することが可能なベルト式転写装置を容易に構築することができる。
請求項9に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、補助清掃部材による清掃動作を容易に実施することができる。
請求項10に係る発明によれば、ベルト式転写装置の転写ベルトに強固に付着した残留物を効率的に除去することが可能な画像形成装置を容易に構築することができる。
請求項11に係る発明によれば、ベルト式転写装置の転写ベルトに強固に付着した残留物を効率的に除去することが可能な中間転写型の画像形成装置を容易に構築することができる。
請求項12に係る発明によれば、ベルト式転写装置の転写ベルトとして残留物が付着し易い構造を採用したとしても、転写ベルトに強固に付着する残留物を効率的に除去することが可能な中間転写型の画像形成装置を容易に構築することができる。
図1(a)は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、画像形成装置は、トナーによる画像Gを保持して循環移動する像保持体11と、複数の張架部材14に掛け渡されて循環移動し且つトナーからなる画像Gが保持される像保持体11に接触配置される転写ベルト13を有し、この転写ベルト13と前記像保持体11との間に転写電界を形成することで両者間に搬入される記録材17に前記像保持体11上の画像Gを転写するベルト式転写装置12と、を備えている。
そして、ベルト式転写装置12としては、前述した転写ベルト13と、この転写ベルト13と前記像保持体11との間に転写電界を形成する転写部材15と、前記転写ベルト13表面の残留物を清掃する清掃装置16と、を備えたものが用いられる。
また、ベルト式転写装置12の構成要素である転写ベルト13の材料は転写動作を実施することが可能なものであればゴム、樹脂などを適宜用いて差し支えない。
更に、転写ベルト13のレイアウトについては、少なくとも記録材17の搬送方向に対し転写部位の下流側に記録材17の案内部を有し、かつ、清掃装置16が付設可能なスペースを有していればよいが、好ましくは、記録材17の搬送方向に対し転写部位の上流側にも記録材17の案内部を設けるようにしてもよい。
更にまた、転写ベルト13の張架部材14については、転写ベルト13の張力を調整するように張架部材14の一部をばね等の付勢部材で付勢するようにしたり、あるいは、転写ベルト13の蛇行を防止する上で張架部材14の一つを蛇行調整部材として機能させるようにする等適宜選定して差し支えない。
また、転写部材15は張架部材14を兼用してもよいし、張架部材14とは別の専用部材を用いてもよい。
また、第2の清掃部材2は転写ベルト13上の残留物Tを除去するものであればよく、回転体でもよいし、板状部材でもよいし、また、残留物Tの除去に当たって静電的に除去する手法でもよいし、機械的に掻き取る手法でもよい。
更に、補助清掃部材3は、転写ベルト13に対して接離可能であること、転写ベルト13が空回転するときに転写ベルト13に接触して転写ベルト13の残留物T1を掻き取る板状部材であることを要件とする。ここで、転写ベルト13が空回転の場合には、ベルト式転写装置12は転写動作を実施していないことから、転写ベルト13の循環移動が不安定になっても特に問題はなく、転写ベルト13に対して補助清掃部材3をある程度強く接触させることが可能であり、その分、転写ベルト13の残留物T1の清掃性能を向上させることができる。
第1、第2の清掃部材1,2によって転写ベルト13に付着した残留物Tの多くは除去される。しかしながら、例えば像保持体11と転写ベルト13との両者が高硬度の材料(例えばポリイミド樹脂)で構成されているような場合には両者が接触する転写部位での接触圧が大きくなり、像保持体11上の画像Gが記録材17の通過する領域外の転写ベルト13側に直接転移することが起こる可能性がある。このように転移した画像Gは転写ベルトに強固に付着することから、第1、第2の清掃部材1,2では完全には除去しきれず、経時的に転写ベルト13にへばりつき、記録材サイズ(記録材17の搬送方向に交差する幅方向寸法サイズに相当)が小さいときには所謂フィルミング現象に至ることが多く、また、記録材サイズが大きいときには画像不良として現れる懸念がある。
ここで、フィルミング現象に至った場合について補足すると、転写動作時に、転写ベルト13に付着した残留物T1の一部が像保持体11と接触する転写部位にて像保持体11側に逆転移してしまう事態が起こり、像保持体11側の清掃装置(図示せず)が損傷し易くなるほか、当該清掃装置での清掃が不完全になると、画像不良の要因につながってしまう。
また、接離機構4による接触、非接触タイミングについては、ベルト式転写装置12による非転写動作時の予め決められた時期に転写ベルト13に対して補助清掃部材3を接触させればよく、ここでいう「予め決められた時期」とは、ベルト式転写装置12による転写動作に支障がない時期、例えばジョブエンド時や、予め決められた作像回数経過時など適宜選定して差し支えない。この場合、補助清掃部材3による清掃能力、および、転写ベルト13に強固に付着する残留物T1の程度を考慮し、補助清掃部材3による清掃時期を選定するようにすればよい。
先ず、本願の画像形成装置の代表的態様としては、像保持体11が、トナーによる画像Gを形成して保持する像形成保持体と、この像形成保持体に保持された画像Gを記録材17に転写する前に一旦転写して保持する中間転写体と、を有するものが挙げられる。
このような中間転写体を用いた態様では、像形成保持体での像形成処理と、中間転写体での記録材17への転写処理とを切り離して最適化を図ることが可能である点で好ましい。例えば像形成保持体での像形成処理に対して影響を与えることなく、ベルト式転写装置12による転写条件を変更する自由度が高いため、より転写性を改善した場合に転写ベルト13へ残留物がより強固に付着する懸念が生ずるが、本願であればこのような技術的課題は容易に解決される。
また、この種の中間転写型の画像形成装置において、本願が特に有効な態様としては、中間転写体はゴム又は樹脂製の中間転写体基材の表面にトナー離型性のよい離型層を有し、転写ベルト13はゴム又は樹脂製のベルト基材の表面に前記離型層を有していないものが挙げられる。
また、中間転写体基材やベルト基材としてポリイミド樹脂等の高硬度の樹脂材料を用いた態様では、両者の接触部位でのトナーの押付力が大きいことから、トナーの残留物が転写ベルト13により強固に付着し易い状況にあり、本願の清掃装置による清掃効果がより有効である。
更に、ベルト式転写装置12の代表的態様としては、転写ベルト13が複数の張架部材14の一つを駆動部材として循環移動するものが挙げられる。このように、転写ベルト13側に独立の駆動系を持たせれば、中間転写体とは切り離して転写ベルト13を空回転させることが可能である。このとき、転写ベルト13は中間転写体に接触したまま回転してもよいし、中間転写体から離れて空回転してもよい。
先ず、補助清掃部材3の好ましい寸法関係としては、図1(c)に示すように、前記像保持体11の画像形成領域の移動方向に交差する幅方向寸法をWg、前記転写ベルト13の移動方向に交差する幅方向寸法をWb、前記第1及び前記第2の清掃部材1,2における前記転写ベルト13の幅方向に沿う寸法をWc(具体的にはWc1,Wc2)、前記補助清掃部材3の前記転写ベルト13の幅方向に沿う寸法をWsとした場合に、Wg<Wc≦Ws<Wbを満たす態様が挙げられる。
本態様は、Wg<Wc≦Wsであることから、像保持体11の画像形成領域から外れた箇所にコントロール用のトナー画像を形成する態様で当該箇所に対応して転写ベルト13に残トナーが付着したとしても、第1、第2の清掃部材1,2並びに補助清掃部材3で清掃することが可能である。また、補助清掃部材3は少なくとも第1、第2の清掃部材1,2の清掃領域を含み、当該清掃領域よりも広い領域を清掃領域とすることが好ましい。更に、Wc≦Ws<Wbであることから、第1、第2の清掃部材1,2並びに補助清掃部材3よりも転写ベルト13の方が幅広であり、各清掃部材1〜3によって転写ベルト13の幅方向両端部が損傷される懸念はない。
本態様では、第1、第2の清掃部材1,2は、極性の異なる残トナーを機能分離した状態で静電的に除去する。
更に、補助清掃部材3の好ましい配置例としては、転写ベルト13の移動方向に対し第1、第2の清掃部材1,2の間に配置される態様が挙げられる。本態様では、第1、第2の清掃部材1,2を備えた従前の清掃装置をそのまま利用し、補助清掃部材3を付加することが可能である。この場合、補助清掃部材3により除去した残留物は他の清掃部材1,2により除去された残留物と同様に清掃装置の清掃筐体5内に確保された残留物回収部に回収するようにすればよい。また、本態様は、補助清掃部材3の下流に第2の清掃部材2がない態様に比べて、仮に、補助清掃部材3の接触により転写ベルト13上に汚れが発生したとしても、第2の清掃部材2で除去可能である点で好ましい。
また、補助清掃部材3の好ましい配設例としては、図1(b)に示すように、転写ベルト13の裏面に当該転写ベルト13に接触する対構成の面出し部材6が配設され、補助清掃部材3は転写ベルト13の表面のうち対構成の面出し部材6の間に接触配置される態様が挙げられる。本態様のように対構成の面出し部材6を付加すれば、補助清掃部材3が面出し部材6間に接触すると、転写ベルト13は面出し部材6間では予め決められた位置に面出しされるため、補助清掃部材3の先端部は転写ベルト13に対して強く接触する。このため、転写ベルト13に対する補助清掃部材3による掻き取り性能は十分に確保される。
更に、接離機構4の好ましい態様としては、補助清掃部材3と転写ベルト13との接触条件を可変設定するものが挙げられる。ここでいう接触条件とは、両者の接触圧や接触時間(転写ベルトの回転数に影響)を意味し、これらを変更することで補助清掃部材3による清掃能力を変化させることが可能である。
◎実施の形態1
<画像形成装置の全体構成>
図2は、実施の形態1に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、例えば電子写真方式にて各色成分(本例ではシアン、マゼンタ、イエロ、ブラック)トナーによる画像が形成される複数の画像形成部20(具体的には20a〜20d)と、各画像形成部20にて形成された各色成分画像を順次転写(一次転写)保持させるベルト状の中間転写体30と、この中間転写体30上に転写された重ね画像を記録材40に一括転写(二次転写)させる一括転写装置50と、この一括転写装置50にて一括転写された画像を記録材40上に定着させる定着装置100と、を備えたものである。
本実施の形態において、各色成分の画像形成部20は、例えばドラム状の感光体21を有し、この感光体21の周囲には、感光体21が帯電される帯電装置22、帯電された感光体21に静電潜像が書き込まれるレーザ露光装置などの潜像書込装置23、各色成分トナーが収容された各感光体21上の静電潜像が可視像化される現像装置24、及び、感光体21上の残留トナー等が除去される清掃装置25を順次配設したものである。
−中間転写体−
また、中間転写体30としては、樹脂又はゴムにカーボンブラック等を適量含有させることで例えば体積抵抗率が106〜1013Ω・cm程度に調整されるベルト材であれば適宜選定して差し支えないが、本例では、図3に示すように、例えばポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂等の高硬度樹脂をベルト基材301とし、このベルト基材301の表面にはトナー離型性のよいフッ素樹脂等の離型層302を被覆したものが用いられ、複数(本例では5)の張架ロール31〜35に循環移動可能に掛け渡されている。
ここで、張架ロール31は中間転写体30の駆動ロール、張架ロール32〜35はいずれも従動ロールであり、このうち張架ロール33が中間転写体30に張力を付与する張力付与ロールとして機能し、張架ロール34が後述する一括転写装置50の対向ロールとして機能するようになっている。
そして、各感光体21に対向する中間転写体30の裏面には感光体21上の画像が中間転写体30に対して一次転写される一次転写装置(本例では一次転写ロール)37が夫々配設されており、また、張架ロール31に対向する中間転写体30の表面には一括転写後に中間転写体30上の残留トナー等が除去される中間転写体清掃装置38が配設されている。
一括転写装置50は、図3に示すように、複数(本例では5つ)の張架ロール52(52a〜52e)に掛け渡されて循環移動する転写ベルト51を有し、本例では、中間転写体30の張架ロール34に対向する部位に位置する転写ベルト51の張架ロール52(本例では52a)を転写ロール53として兼用し、例えば中間転写体30の張架ロール34に給電ロール54を介して転写用電源55からの転写電圧を印加すると共に転写ロール53を接地し、中間転写体30と転写ロール53との間の転写部位TPには中間転写体30上の各色成分画像が転写部位TPを通過する記録材40側に吸引される転写電界を形成するようにしたものである。
また、本例では、転写ベルト51のうち張架ロール52c、52dの間に位置するベルト部分の表面には、転写ベルト51上の汚れを清掃する清掃装置60が配設されている。
本実施の形態において、記録材搬送系80は、図2,3に示すように、記録材40を供給する記録材供給装置81と、この記録材供給装置81から供給された記録材40を一括転写装置50の転写部位TPに向けて搬送する転写前搬送装置82と、一括転写装置50の転写部位TPを経た記録材40を定着装置100に向けて搬送する転写後搬送装置90と、を備えている。
本例では、転写前搬送装置82は、記録材40の搬送経路に沿って対構成の複数の搬送ロール83〜85からなり、各搬送ロール83〜85にて記録材40を挟持して搬送するようになっている。
また、転写後搬送装置90は、複数(本例では2つ)の搬送ベルト91,92を有しており、これらの第1、第2の搬送ベルト91,92は例えばゴム系材料からなる無端状のベルト材に多数の通気孔を形成したものであり、夫々二本の張架ロール93,94にて循環移動可能に張架すると共に、この搬送ベルト91,92内には図示外の吸引タンクを配設し、搬送ベルト91,92上に記録材40を吸着して搬送するようになっている。
−定着装置−
更に、定着装置100は、図2に示すように、ヒータが内蔵された加熱定着ロール101と、この加熱定着ロール101に圧接配置されて所定の定着域を形成する加圧定着ロール102と、を有し、記録材40上の非定着画像を加熱加圧定着するものである。
−転写ベルト−
特に、本実施の形態では、転写ベルト51は、複数の張架ロール52(52a〜52e)のうち、転写部位TPに位置する転写ロール53を兼用する張架ロール52aと転写ベルト51の回転方向における下流側に隣り合って配置される下流側張架ロール52bとの間のベルト部分で構成され、転写部位TPへの記録材40の進入姿勢に沿う延長面に対して中間転写体30とは異なる側に配置され且つ転写後の記録材40が案内される転写後案内部51Aと、前記転写ロール53を兼用する張架ロール52aと転写ベルト51の回転方向における上流側に隣り合って配置される上流側張架ロール52eとの間のベルト部分で構成され、転写後案内部51Aに沿うベルト面の延長面に対して中間転写体30とは異なる側に山型状に屈曲して配置されると共に転写部位TPへ進入する記録材40の先端部が転写部位TPに至る手前でベルト面に接触し且つ当該ベルト面に接触した記録材40がベルト面に沿って転写部位TPに案内される転写前案内部51Bと、を有している。
−転写ロール−
また、転写ロール53(張架ロール52aを兼用)は中間転写体30の張架ロール34に比べて低硬度の弾性ロールとして構成され、転写ベルト51を介して中間転写体30に所定の転写域をもって圧接配置されている。そして、本例では、転写ロール53は、例えば金属製シャフトの周囲に発泡ウレタンゴムやEPDMにカーボンブラック等を配合した弾性層を被覆した構成になっている。
−駆動ロール−
本例では、張架ロール52のうち例えば張架ロール52aが駆動ロールとして兼用されており、例えば中間転写体30と等速で回転させるようにトルクリミッタを介在させている。また、張架ロール52eは、転写ベルト51に対し付勢バネ57(図4参照)にて付勢されており、転写ベルト51の掛け渡し角度が他の張架ロールに比べて大きい為、転写ベルト51への駆動伝達効率がよいことを考慮し、テンションロールとして用いられている。
更に、本例では、テンションロールとしての張架ロール52eは軸方向一端を支点として揺動可能に配置されており、転写ベルト51の幅方向に対する蛇行を防止する蛇行防止ロールをも兼用している。
尚、本例では、張架ロール52eが蛇行防止ロールを兼用した態様が採用されているが、別々に設けてもよいし、蛇行防止ロールを設けずに、転写ベルト51の蛇行を防止するために、転写ベルト51の端部位置を規制するエンドガイドを別途設けるようにしてもよい。
更に、転写後案内部51Aは、図3に示すように、所定の転写域を持つ転写部位TPの入口と出口とを結ぶ基準線Lに対し角度αをもって斜め下方に傾斜配置されており、中間転写体30のうち転写部位TPよりも移動方向下流側に位置する部分は基準線Lに対して角度βをもって斜め上方に傾斜配置されている。
ここで、角度αは適宜選定して差し支えないが、例えば25°以下が選定される。このとき、角度αとしては、小さくし過ぎると、転写後の記録材40が中間転写体30に近くなるため、中間転写体30に巻き付く虞れがあるが、後述する角度βが大きければ角度αをゼロとしても差し支えない。一方、角度αを大きくし過ぎると転写後の記録材40をベルト表面に沿わせることが困難になる虞がある。
一方、角度βは適宜選定して差し支えないが、例えば10〜30°程度が選定される。角度βとしては、小さくし過ぎると、転写後の記録材40が中間転写体30へ貼り付き易くなり、一方、大きくし過ぎると、転写部位TPの出口近傍での放電状態が不安定になる虞れがある。
尚、転写後案内部51Aの張架ロール52b近傍には記録材40を剥離するためのシュート兼記録材除電部材59(図4参照)が設けられている。
更に、転写前案内部51Bは前述した基準線Lに対して角度γをもって斜め下方に傾斜配置されており、中間転写体30のうち転写部位TPよりも移動方向上流側に位置する部分は基準線Lに対して所定の角度δで斜め上方に傾斜配置されている。
ここで、角度γは適宜選定して差し支えないが、例えば10〜20°が選定される。このとき、角度γとしては、小さくし過ぎると、記録材40が転写前案内部51Bに沿わなくなり、転写部位TPへの進入姿勢が不安定になる虞があり、一方、大きくし過ぎると転写前案内部51Bに沿って搬送される記録材40が転写部位TPに突入する際に角度を急激に変更する必要があり、記録材40の転写が不安定になる虞れがある。
一方、角度δは適宜選定して差し支えないが、搬送される記録材40が転写部位TPに進入する前に中間転写体30に接触しないように、転写前案内部51Bと中間転写体30との間に図示外の案内部材が配置され、記録材40が案内部材に接触して転写ベルト51の転写前案内部51Bに向かって案内されるようになっていることが好ましい。
本実施の形態において、清掃装置60は、図4及び図5に示すように、転写ベルト51の表面に対向して開口する清掃筐体601を有し、この清掃筐体601内には、張架ロール52cに対向した部位に配設される第1の清掃部材61と、張架ロール52dに対向した部位に配設される第2の清掃部材62と、第1、第2の清掃部材61,62の間にて転写ベルト51に対して接離可能に配設される補助清掃部材70と、を組み込んだものである。
−第1の清掃部材−
本例では、第1の清掃部材61は、転写ベルト51との対向部位で転写ベルト51の回転方向とは逆方向に回転する導電性の回転ブラシからなり、この第1の清掃部材61には表面が平滑な導電性の回収ロール63が回転しながら接触配置され、この回収ロール63には一方の極性(本例では正極性)の清掃電圧が印加される第1の清掃用電源64が接続されると共に、回収ロール63上に回収されたトナー等の付着物を掻き取る板状の掻取部材65が設けられている。
−第2の清掃部材−
また、本例では、第2の清掃部材62は、第1の清掃部材61と同様に、転写ベルト51との対向部位で転写ベルト51の回転方向とは逆方向に回転する導電性の回転ブラシからなり、この第2の清掃部材62には表面が平滑な導電性の回収ロール66が回転しながら接触配置され、この回収ロール66には他方の極性(本例では負極性)の清掃電圧が印加される第2の清掃用電源67が接続されると共に、回収ロール66上に回収されたトナー等の付着物を掻き取る板状の掻取部材68が設けられている。
尚、第1、第2の清掃部材61,62はいずれも転写ベルト51との対向部位で転写ベルト51の回転方向とは逆方向に回転するものであるが、場合によっては正方向でもよいことは勿論である。
本例では、補助清掃部材70は、転写ベルト51に対して接離可能な板状の掻取部材からなり、保持板71上にSUS等の薄板72の一端側を保持具73を介して固定し、予め決められた回転中心を中心として回転可能な回転台座74に保持板71を固着すると共に、薄板72の先端側が転写ベルト51の移動方向に対向する方向に向くように当該薄板72を転写ベルト51に対して接離可能な位置に配置したものである。
−接離機構−
補助清掃部材70は、図5及び図6(a)(b)に示すように、転写ベルト51に接触する接触位置P1又は転写ベルト51から退避する退避位置P2のいずれかに位置するように、接離機構75を介して接離されるようになっている。
この接離機構75は、一端が回転台座74に固着されて回転台座74の回転中心から離れた方向(本例では下方)に延びる回転アーム76を有し、回転アーム76の自由端側に付勢バネ77による付勢力を付与し、回転台座74を介して転写ベルト51側に接触する方向に向けて補助清掃部材70を付勢するようになっている。尚、符号78は回転アーム76の回転位置を規制するストッパである。
そして、この接離機構75は、回転アーム76に隣接した部位に回転可能に設けられる偏心カム79を有している。この偏心カム79は回転中心と周面との距離が変化する板カムからなり、この偏心カム79が回転することで、回転アーム76とは非接触な初期位置(図6(a)参照)、又は、回転アーム76に接触して回転アーム76を図中矢印A方向に押し上げる変化位置(図6(b)参照)に配置されるようになっている。
今、偏心カム79が初期位置に位置するときには、図6(a)に示すように、回転アーム76の回転位置が偏心カム79による拘束を受けないため、補助清掃部材70は、転写ベルト51に対して接触する接触位置P1に配置される。
一方、偏心カム79が変化位置に位置するときには、図6(b)に示すように、回転アーム76が偏心カム79によって付勢バネ77に抗して図中矢印A方向に押し上げられることから、回転台座74が回転中心を中心に時計回り方向に回転し、これに伴って、補助清掃部材70が揺動して接触位置P1から退避位置P2へと退避する。
また、本例では、図7に示すように、転写ベルト51の裏面に当該転写ベルト51に接触する対構成の面出しロール58が配設され、補助清掃部材70は、転写ベルト51の表面のうち対構成の面出しロール58(具体的には58a,58b)の間に接触配置されるようになっている。
そして、補助清掃部材70は、非接触時における転写ベルト51の表面に対して角度θ(例えば30〜60°)をもって傾斜配置されており、接触部形状が転写ベルト51の移動停止に拘わらず非変形状態に保たれ、かつ、非接触時における転写ベルト51の移動軌跡よりも内側に食い込むようになっている。
ここで、張架ロール52c、52dの中心間距離をL1、面出しロール58の中心間距離をL2、補助清掃部材70の先端位置と一方の面出しロール58bの中心位置との間の転写ベルト51の移動方向に沿う距離をL3、補助清掃部材70と非接触時における転写ベルト51の移動軌跡に対する補助清掃部材70の食い込み量をh、補助清掃部材70の薄板72の自由長をFLとすると、L2はL1のスペースを利用し、張架ロール52c,52dとは非接触で、かつ、面出しロール58相互が非接触になるように選定される。
更に、L3は補助清掃部材70の先端が転写ベルト51に食い込んだときに補助清掃部材70により食い込んだベルト部分が面出しロール58bとは接触しない範囲で選定されている。
更にまた、補助清掃部材70の食い込み量h、補助清掃部材70の薄板72の自由長FLは、補助清掃部材70の傾斜配置姿勢(角度θ)、及び、転写ベルト51に対する補助清掃部材70の接触圧をどの程度に設定するかを考慮の上適宜選定して差し支えない。
例えば補助清掃部材70が角度30°で傾斜配置された態様では、板厚1mmのSUS製の薄板72の自由長FLが9〜12mm、その食い込み量hが1.5〜2.5mm程度の設定が好ましい。
本例では、清掃筐体601は、図4に示すように、転写ベルト51に向かって開口する周縁に弾性変形可能なシール部材602を有し、張架ロール52c,52d間に対応する転写ベルト51部分の周囲にシール部材602を弾性的に接触配置するようになっている。
更に、本例では、清掃筐体601のうち補助清掃部材70に対応した部位には専用の回収受け部603が設けられ、この回収受け部603は転写ベルト51に向かって開口する箱状の容器として形成されており、この回収受け部603の周縁には弾性変形可能なシール部材604が別途設けられ、転写ベルト51に弾性的に接触配置されている。
このように、本例では、清掃筐体601は、内側に専用の回収受け部603を備えているが、この回収受け部603と外側の領域との間にはシール部材604が設けられていることから、補助清掃部材70で清掃された残留物は回収受け部603に回収され、この回収受け部603に回収された残留物はシール部材604の存在によって転写ベルト51側に再転移する事態は有効に回避されるようになっている。
本例では、図8(a)に示すように、中間転写体30の移動方向に交差する幅方向の寸法をWi、この中間転写体30のうち記録材40が通過可能な領域に相当する画像形成領域Rにおける中間転写体30の移動方向に交差する幅方向の寸法をWg、中間転写体30幅方向両側における非画像形成領域Xの幅方向の寸法をWn、また、図8(b)に示すように、転写ベルト51の移動方向に交差する幅方向の寸法をWb、第1及び第2の清掃部材61,62における転写ベルト51の幅方向に沿う寸法をWc(具体的にはWc1,Wc2)、補助清掃部材70の転写ベルト51の幅方向に沿う寸法をWsとした場合に、以下の関係を満たすように設定されている。
Wg<Wc≦Ws<Wb
ここで、中間転写体30の画像形成領域Rには通常の作像プロセスによる画像が形成されるが、一括転写装置50を通過するときには、中間転写体30上の画像の大部分は記録材40に転写される。
しかしながら、最大サイズよりも小さいサイズの記録材40を用いる場合には、中間転写体30の画像形成領域R内でも記録材40が通過しない領域が存在することになり、このような記録材40が通過しない領域に帯電不良(帯電不足又は逆極性帯電)のトナーが転移する懸念はあることから、これらの帯電不良トナーが一括転写時に記録材40ではなく一括転写装置50の転写ベルト51に転移することは起こり得る。
本例では、Wg<Wcの関係を満たすことから、画像形成領域R内のトナー等の残留物Tは第1、第2の清掃部材61,62による清掃領域を確実に通過するように設定されている。
しかしながら、中間転写体30及び転写ベルト51がいずれもポリイミド樹脂等の高硬度樹脂を用いたものであれば、転写部位TPでの両者の接触圧がある程度大きく設定されるため、たとえ転写電界が作用していないとしても、中間転写体30上の制御画像G1が転写ベルト51に強く押し付けられて部分的に転移してしまう懸念はある。
このように、転写ベルト51に転移した残留物T1は転写部位TPで繰り返し強く押圧されることから、経時変化によって転写ベルト51にへばりついてしまう。特に、本例のように、中間転写体30側に離型層302を有し、かつ、転写ベルト51側に離型層を有さない態様では、転写ベルト51側への制御画像G1の転移がより顕著に現れる。
このような非画像形成領域Xに対応した残留物T1については、Wg<Wc≦Wsを満たすことから、各清掃部材61,62,70のうち少なくとも補助清掃部材70による清掃領域を通過するように選定しておけばよい。
更に、Wc≦Ws<Wbの関係を満たすことから、各清掃部材61,62,70の清掃面に対して転写ベルト51の幅方向両端部が接触して損傷を与える懸念はない。
図9は本実施の形態における一括転写装置50の制御系を示す。
同図において、符号120は一括転写装置50を制御する制御装置であり、この制御装置120は、転写ベルト51の駆動ロールとしての張架ロール52aの駆動源である駆動モータ121、転写用電源55、清掃装置60の第1、第2の清掃部材61,62及び夫々の回収ロール63,66の駆動源である駆動モータ122、第1、第2の清掃部材61,62への清掃用電源64,67、補助清掃部材70の接離機構75の駆動源である駆動モータ110などを制対象とし、一括転写装置50による転写動作を実施するときに、及び、一括転写装置による転写動作を実施しないときで清掃装置60を稼働するときに、予め決められた図10に示す転写制御プログラムに従って各制御対象に対して所定の制御信号を送出するようになっている。
今、図示外のスタートスイッチを操作すると、図2に示すように、各画像形成部20による作像処理が開始し、各画像形成部20上で形成された各色成分画像が中間転写体30に一次転写され、一括転写装置50の転写部位TPへと移動していく。
一方、記録材搬送系80では、記録材供給装置81から供給された記録材40が転写前搬送装置82を経て一括転写装置50の転写部位TPへと案内されていく。
そして、一括転写装置50の転写部位TPにて中間転写体30上の各色成分画像が記録材40に一括転写(二次転写)され、転写後の記録材40は転写後搬送装置90を経て定着装置100に搬送され、定着装置100にて未定着画像が定着された後に、図示外の排出受けに排出される。
−転写動作時−
画像形成装置による作像処理が行われている間、一括転写装置50による転写動作が実施されている。
すなわち、一括転写装置50による転写動作が実施されるときは、制御装置120は、駆動モータ121を駆動させることで転写ベルト51の駆動ロールとしての張架ロール52aを駆動回転させ、これによって転写ベルト51を循環移動させると共に、転写用電源55からの転写電圧を給電ロール54を介して対向ロール34に印加し、対向ロール34と転写ロール53(本例では張架ロール52a)との間に転写電界を形成し、中間転写体30と転写ベルト51との間に搬入した記録材40に対し中間転写体30上の画像Gを転写する。
−標準清掃モード−
更に、制御装置120は、図10に示すように、清掃装置60に対して標準清掃モードを実施する。
本例において、標準清掃モードは例えば以下の清掃条件を選定することで実施される。
(1)第1、第2の清掃部材61,62及び夫々の回収ロール63,66を回転する。
(2)清掃用電源64,67をオンすることで第1、第2の清掃部材61,62に極性の異なる清掃電圧を印加する。
(3)補助清掃部材70は転写ベルト51から退避した退避位置に配置したままにする(図6参照)。
一方、第2の清掃部材62には清掃用電源67による他方の極性(本例では負極性)の清掃電圧が印加されているため、転写ベルト51に付着した残留物Tのうち、例えば正極性トナー等の残留物T(+)は第2の清掃部材62によって静電的に吸着され、第2の清掃部材62に吸着された残留物T(+)は表面が平滑な回収ロール66に回収された後、掻取部材68によって掻き取られる。
このとき、補助清掃部材70は転写ベルト51とは非接触な退避位置P2に位置するため、補助清掃部材70による清掃処理は行われない。このため、転写ベルト51は安定的に回転し、転写ベルト51の回転が不安定になることに伴って一括転写装置50の転写部位TPにおける転写動作が不安定になる虞れはない。
また、標準清掃モードでは、第1、第2の清掃部材61,62による清掃動作が行われるため、少なくとも中間転写体30の画像形成領域Rの幅寸法Wgに存在する転写ベルト51に付着した残留物Tは清掃される。
また、一括転写装置50による転写動作が実施されないときには、制御装置120は、駆動モータ122の駆動を停止させると共に、転写用電源55からの転写電圧の印加を停止する。
このとき、補助清掃部材70は転写ベルト51とは非接触な退避位置P2に配置されている。
−補助清掃モード−
更に、制御装置120は、図10に示すように、以下に示す補助清掃条件に合致するか否かを判別し、補助清掃条件に合致したときに清掃装置60に対して補助清掃モードを実施する。
本例で用いられる補助清掃条件は、例えば中間転写体30の非画像形成領域Xに形成された制御画像G1の残留物T1が転写ベルト51に転移し、一括転写装置50の転写部位TPを繰り返し通過することで転写ベルト51にへばりつく所謂フィルミング現象を回避することを企図して選定した条件であり、転写ベルト51に対する補助清掃部材70の接触条件を予め定めておき、このような清掃能力に対して補助清掃部材70による清掃時期を適宜選定するようにすればよい。
このため、補助清掃条件としては以下のものが挙げられ、いずれかを選定するようにすればよい。
・画像形成装置による作像処理のジョブエンド
・画像形成装置による作像回数(一括転写装置50による転写回数に相当)が予め決められた回数に達したとき
・画像形成装置の使用頻度に応じて定期的に補助清掃するために予め選定した時期
(1)転写ベルト51の駆動ロールとしての張架ロール52aを駆動することで転写ベルト51を空回転させる。このとき、中間転写体30は特には回転させる必要はないが、転写ベルト51と連動させて回転するようにしても差し支えない。
(2)転写ベルト51を空回転させる前に、接離機構75により転写ベルト51に接触する接触位置P1に補助清掃部材70を配置する。
尚、第1、第2の清掃部材61,62には清掃電圧は印加せず、また、駆動回転させる必要はないが、必要に応じて転写電圧を印加したり、駆動回転させるようにしても差し支えない。
このような補助清掃モードを実施すると、図11(b)及び図12(b)に示すように、例えば中間転写体30の非画像形成領域Xに形成された制御画像G1の一部が転写ベルト51に転移し、一括転写装置50の転写部位TPを繰り返し通過することで転写ベルト51に残留物T1が付着しつつあるとしても、補助清掃部材70が転写ベルト51に食い込んだ状態で接触配置される転写ベルト51上の残留物T1は補助清掃部材70によって掻き取られる。
特に、本実施の形態では、補助清掃部材70は対構成の面出しロール58(58a,58b)によって面出しされた転写ベルト51面に接触配置されることから、面出しロール58を用いない場合に比べて、転写ベルト51に対して強く食い込み、補助清掃部材70の接触圧が高く設定される。このため、転写ベルト51に残留物T1が強く付着していたとしても、補助清掃部材70によって確実に掻き取れる。そして、本例では、掻き取られた残留物T1はシール部材604で封止された専用の回収受け部603に回収されることから、回収された残留物T1が転写ベルト51側に再転移する懸念も少ない。
更に、転写ベルト51に対して補助清掃部材70を強く接触させた場合には、転写ベルト51の回転動作が不安定になる懸念があるが、この補助清掃部材70による清掃動作は一括転写装置50の非転写動作時に行われることから、一括転写装置50による転写動作に支障を与える懸念はない。
本実施の形態では、補助清掃部材70と転写ベルト51との接触条件は予め決められた条件に設定されているが、これに限られるものではなく、例えば接離機構75の偏心カム79の形状を工夫することで、偏心カム79の回転位置によって補助清掃部材70の傾斜姿勢を変化させるように構成すれば、補助清掃部材70と転写ベルト51との接触条件を可変設定することは可能であり、補助清掃部材70の清掃能力を適宜調整する上で有効である。
◎変形の形態2
本実施の形態では、接離機構75は、補助清掃部材70を揺動させることで転写ベルト51に対して補助清掃部材70を接離させる方式を採用しているが、これに限られるものではなく、例えば図13(a)(b)に示すように、面出しロール58(58a,58b)の一方(本例では58b)を接離機構75で進退移動させ、この面出しロール58bの進退移動に伴って面出しロール58bに接触する転写ベルト51の位置を進退させるようにすることで、図13(a)に示すように、補助清掃部材70が転写ベルト51に接触する接触位置P1、又は、図13(b)に示すように、補助清掃部材70が転写ベルト51から退避する退避位置P2に、補助清掃部材70を配置するようにしてもよい。
Claims (12)
- 複数の張架部材に掛け渡されて循環移動し且つトナーによる画像が保持される像保持体に接触配置される転写ベルトを有し、この転写ベルトと前記像保持体との間に転写電界を形成することで両者間に搬入される記録材に前記像保持体上の画像を転写するベルト式転写装置に付設され、前記転写ベルト表面の残留物を清掃する清掃装置であって、
前記転写ベルトに接触配置されて回転し、ベルト式転写装置が転写動作を実施するときに前記転写ベルト上の残留物を静電的に除去する第1の清掃部材と、
この第1の清掃部材よりも前記転写ベルトの移動方向の下流側に設けられ、前記転写ベルトに接触配置されると共に、ベルト式転写装置が転写動作を実施するときに前記転写ベルト上の残留物を除去する第2の清掃部材と、
前記第1の清掃部材及び第2の清掃部材とは別に前記転写ベルトに対して接離可能に設けられ、ベルト式転写装置が転写動作を実施せずに前記転写ベルトを空回転させたときに、前記転写ベルトに接触した状態で前記転写ベルトの残留物を掻き取る板状の補助清掃部材と、
この補助清掃部材が前記転写ベルトに接触する接触位置又は前記転写ベルトから退避する退避位置に配置されるように前記転写ベルトに対して前記補助清掃部材を相対的に接離させ、ベルト式転写装置による非転写動作時のうち予め決められた時期に転写ベルトに対して前記補助清掃部材を接触配置する接離機構と、を備え、
前記補助清掃部材は、前記転写ベルトの接触位置として前記転写ベルトの内側に対向する部材が設置されていない箇所を選定し、前記転写ベルト接触時には、非接触時における前記転写ベルトの移動軌跡よりも内側に食い込むように前記転写ベルトに接触することを特徴とする清掃装置。 - 請求項1記載の清掃装置において、
前記像保持体の画像形成領域の移動方向に交差する幅方向寸法をWg、前記転写ベルトの移動方向に交差する幅方向寸法をWb、前記第1及び前記第2の清掃部材における前記転写ベルトの幅方向に沿う寸法をWc、前記補助清掃部材の前記転写ベルトの幅方向に沿う寸法をWsとした場合に、
Wg<Wc≦Ws<Wbを満たすことを特徴とする清掃装置。 - 請求項1又は2記載の清掃装置において、
前記第1及び第2の清掃部材は、前記転写ベルトに接触配置されて回転する導電性回転体で、かつ、夫々の導電性回転体に極性の異なる清掃電圧が印加されているものであることを特徴とする清掃装置。 - 請求項1ないし3いずれかに記載の清掃装置において、
前記補助清掃部材は、前記転写ベルトの移動方向に対し第1、第2の清掃部材の間に配置されていることを特徴とする清掃装置。 - 請求項1ないし4いずれかに記載の清掃装置において、
前記補助清掃部材は、一部が固定されて自由端が前記転写ベルトの移動方向に対向する方向に向かうように前記転写ベルトに接触配置され、接触部形状が前記転写ベルトの移動停止に拘わらず非変形状態に保たれ、かつ、非接触時における転写ベルトの移動軌跡よりも内側に食い込むことを特徴とする清掃装置。 - 請求項1ないし5いずれかに記載の清掃装置において、
更に、前記転写ベルトの裏面に当該転写ベルトに接触する対構成の面出し部材が配設され、
前記補助清掃部材は、前記転写ベルトの表面のうち前記対構成の面出し部材の間に接触配置されることを特徴とする清掃装置。 - 請求項1ないし6いずれかに記載の清掃装置において、
前記接離機構は、前記補助清掃部材と前記転写ベルトとの接触条件を可変設定するものであることを特徴とする清掃装置。 - 複数の張架部材に掛け渡されて循環移動し且つトナーによる画像が保持される像保持体に接触配置される転写ベルトと、この転写ベルトと前記像保持体との間に転写電界を形成する転写部材と、前記転写ベルト表面の残留物を清掃する清掃装置と、を備えたベルト式転写装置であって、
前記清掃装置として請求項1ないし7いずれかに記載の清掃装置を用いたことを特徴とするベルト式転写装置。 - 請求項8記載のベルト式転写装置であって、
前記転写ベルトは複数の張架部材の一つを駆動部材として循環移動することを特徴とするベルト式転写装置。 - トナーによる画像を保持して循環移動する像保持体と、
複数の張架部材に掛け渡されて循環移動し且つトナーからなる画像が保持される像保持体に接触配置される転写ベルトを有し、この転写ベルトと前記像保持体との間に転写電界を形成することで両者間に搬入される記録材に前記保持体上の画像を転写するベルト式転写装置と、を備え、
このベルト式転写装置として請求項8又は9に記載のベルト式転写装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10記載の画像形成装置において、
前記像保持体は、トナーによる画像を形成して保持する像形成保持体と、この像形成保持体に保持された画像を記録材に転写する前に一旦転写して保持する中間転写体と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11記載の画像形成装置において、
前記中間転写体はゴム又は樹脂製の中間転写体基材の表面にトナー離型性のよい離型層を有し、
前記転写ベルトはゴム又は樹脂製のベルト基材の表面に前記離型層を有していないことを特徴とする画像形成装置。
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