JP2010008729A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングブレードにかみこんだ異物を簡単且つブレードの耐久性を損なうことなく除去でき、画像欠陥が少なく長寿命な画像形成装置を提供する。
【解決手段】印刷動作時に常に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトを備えた画像形成装置において、前記感光体ベルト非静電潜像形成領域の一部に部材を取り付けることにより感光体ベルトの進行方向に異物除去段差を設けた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、カラープリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等に応用できる画像形成装置、特に電子写真方式を用いて複数色のトナー像を重ね合わせて多色画像を形成する画像形成装置に関するものである。

カラープリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等に応用できる多色画像形成装置について説明する。多色画像形成装置は、それぞれ異なる色のトナーの入った複数の現像器を有し、複数の現像器は感光体ベルト表面にトナーが付着するように順に配置されている。感光体ベルトは、帯電器によって表面が一様に帯電された後で、露光装置からのレーザ光を照射され、画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光体ベルト表面に形成された静電潜像は前記現像器によってトナー像として顕像化され、中間転写体に転写される。転写後に感光体ベルト表面の残留電荷を除電し、さらに中間転写されずに感光体ベルト上に残留したトナーはクリーニングされて、廃トナーとして回収容器に回収される。中間転写体に転写されたトナー像は用紙に転写され、用紙に転写されたトナー像は定着器によって用紙に定着され、多色画像の印刷が行われる。

一般的に、中間転写体に転写されずに感光体ベルト上に残留したトナーを清掃する手段としては、感光体ベルトの表面にポリウレタンゴムなどの弾性樹脂材からなるクリーニングブレードを当接させ、残留トナーを掻き落とす手段が用いられている。ここで感光体ベルトに当接されるクリーニングブレードは、部材による固定やバネによる加圧により、トナーをクリーニングする際の感光体ベルトへの当接圧及び接触角度が常に一定になるように設置されている。

この清掃手段において、感光体ベルトに当接されたクリーニングブレードと感光体ベルトの間に、トナーに外添されているシリカ及び紙粉等の異物が噛みこまれる現象が発生する。トナーに外添されているシリカは感光体ベルトよりも硬度が高いため、クリーニングブレードと感光体ベルト間に噛み込まれると感光体ベルト表面を削ってしまいスジ状の傷が感光体ベルト表面に発生する。また、クリーニングブレードと感光体ベルト間の紙粉等噛みこみ部周辺ではクリーニングブレードと感光体ベルト間に隙間が発生し、その隙間よりトナーのすり抜けが発生する。この感光体ベルトのスジ状の傷やトナーのすり抜け等による画像不良という深刻な問題が発生する。

従来はこのようなクリーニングブレードと感光体ベルト間の異物噛み込み対策として、クリーニングブレードを感光体ベルトの移動方向とは異なる方向に揺動させる機構を設けたり、継ぎ目を有する感光体ベルトにおいて継ぎ目部分でクリーニングブレードを往復運動させたりするような制御を備えているクリーニング機構が用いられてきた。

特開２００６−２０１６５１号公報

しかし、前述した従来の画像形成装置では、清掃の機構や制御が複雑になることや、クリーニングブレードのエッジの破損が発生しやすくなるという課題がある。

本発明の目的は、感光体ベルト上を清掃するクリーニングブレードに噛み込んだ異物を簡単且つクリーニングブレードの耐久性を損なうことなく除去し、画像欠陥が少なく長寿命な画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため本発明の第１の手段は、駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの非静電潜像形成領域の一部に部材を取り付けて、前記感光体ベルトの進行方向に異物除去段差を設けたことを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、異物除去段差を設けるために取り付ける前記部材の材質を感光体ベルト表面の摩擦抵抗よりも低くしたことを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記感光体ベルト進行時に異物除去段差に進入する側の段差の曲率を小さくし、異物除去段差を抜ける側の異物除去段差の曲率を大きくしたことを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第１の手段において、前記異物除去段差を前記感光体ベルトの進行方向に垂直よりも角度θ傾けて設けることを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記角度θを１〜５°としたことを特徴とするものである。

本発明の第６の手段は、駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの継ぎ目部分にて前記感光体ベルト進行方向へ谷になるように前記異物除去段差を設けたことを特徴とするものである。

本発明の第７の手段は前記第１または第６の手段において、前記異物除去段差を２０〜４０μｍにしたことを特徴とするものである。

本発明の第８の手段は、駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの非静電潜像形成領域の一部に感光体ベルト表面粗さよりも粗い部分を設けたことを特徴とするものである。

本発明の第９の手段は前記第８の手段において、前記粗い部分に前記感光体ベルト表面の摩擦係数よりも摩擦係数の低い部材が塗布もしくは接着されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、感光体ベルト上を清掃するクリーニングブレードに噛み込んだ異物を簡単且つクリーニングブレードの耐久性を損なうことなく除去し、画像欠陥が少なく長寿命な画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施例を図１により説明する。

画像形成装置２５本体は、４色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）のトナーを有する現像器１〜４、露光装置５、帯電装置８、感光体ベルト２２、中間転写体２１、レジストローラ１２、転写ローラ１３、除電器１５、定着器１９、排紙ローラ１８及び給紙カセット６を主たる構成部品としている。

次に、画像形成装置２５の動作について説明する。

図示していない上位装置からの印刷開始信号により、帯電装置８は感光体ベルト２２の表面を一様に帯電する。続いて上位装置から送られて来る印刷データによって、露光装置５はレーザ光７を感光体ベルト２２表面に照射して静電潜像を形成し、形成された静電潜像は現像器１〜４の何れか一つによりトナーを感光体ベルト２２に付着させることにより顕像化される。感光体ベルト２２は図示しない駆動源によってＰ方向に回転され、中間転写体２１に感光体ベルト２２のトナーを転写する。カラー印刷の場合には現像器１〜４を切り替えながら、前記工程を３ないし４回くり返すことになる。

中間転写体２１上には単色または複数色のトナーによる可視像が形成され、所望の転写が終了する時点、或いは事前に、給紙カセット６からカット紙など積載した用紙２７が給紙ローラ１０により１枚ずつ引き出され、レジストローラ１２で待機する。中間転写体２１上に形成した可視像の位置が用紙２７上への転写位置と合致するタイミングを見計らって、レジストローラ１２で待機していた用紙２７は再び搬送を開始し、転写ローラ１３の位置でトナー像を用紙２７に転写する。除電器１５により用紙２７は中間転写体２１より剥離し搬送される。この時点で用紙２７上には未定着トナー像が付着しており、未定着トナー像は定着器１９によって用紙２７に定着された後、排紙ローラ１８によって排紙トレー２８に排出される。

中間転写体２１の表面には、転写の際に用紙２７に転写されなかったトナーが残っている。中間転写体２１の表面に残ったトナーは、クリーナ２０によって除去される。また、感光体ベルト２２の表面にも中間転写体２１に転写されずにトナーが残ることがある。このような感光体ベルト２２の表面に残ったトナーは、クリーニングブレード２３によって除去される。感光体ベルト２２はその後、再び帯電装置８により帯電される。

次に、感光体ベルトユニット１０１について、図２を用いて詳細に説明する。

現像器１〜４は順番に感光体ベルト２２に接触動作によって当接させている。感光体ベルト２２は、図示していない駆動源によって回転される駆動ローラ１０２、従動ローラ１０９、感光体ベルト２２にテンションを与えるテンションローラ１０３、２本のアイドラローラ１０８により矢印Ｐ方向へ回転させられている。テンションローラ１０３はアーム回転支点１０５を中心に支持されたアーム１０７に懸けられたテンションバネ１０６により張力を与えられるようになっている。クリーニングブレード２３は駆動ローラ１０２上で感光体ベルト２２に当接させている。

しかし、本構成において、感光体ベルト２２に当接されたクリーニングブレード２３と感光体ベルト２２の間に、トナーに外添されているシリカ及び紙粉等の異物が噛みこまれる現象が発生する。トナーに外添されているシリカは感光体ベルト２２よりも硬度が高いため、クリーニングブレード２３と感光体ベルト２２間に噛み込まれると感光体ベルト２２上を削ってしまいスジ状の傷が感光体ベルト２２上に発生する。

また、クリーニングブレード２３と感光体ベルト２２間の紙粉等噛みこみ部周辺では、クリーニングブレード２３と感光体ベルト２２間に隙間が発生し、その隙間よりトナーのすり抜けが発生する。本発明で解決しようとする課題は、この感光体ベルト２２のスジ状の傷やトナーのすり抜け等による画像不良の発生を防ぐことである。

以下に本発明の実施例について、図３及び図４を用いて詳細に説明する。

図３は、印刷動作時に常に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルト２２単体の斜視図である。静電潜像形成領域は図３中斜線で示し、斜線部以外が非静電潜像形成領域を示す。例えば、感光体ベルト２２の幅方向両端や継ぎ目周辺部が非静電潜像形成領域となる。

図４は、図３における異物除去段差２４部分の拡大断面図である。異物除去段差２４aは感光体ベルト２２の非静電潜像形成領域に設置されており、印刷動作時にこの異物除去段差２４ａをクリーニングブレード２３が通過することによりクリーニングブレード２３先端の圧力が解除され、クリーニングブレード２３のエッジに噛み込んでいる異物を除去する。

本実施例の特徴としては、異物除去段差２４ａの設置方向を進行方向に垂直よりもθだけ傾けることにより、クリーニングブレード２３通過時の異物除去段差２４ａによるエッジヘの負荷を軽減できる。この傾け角度θは、１°未満だと負荷軽減効果があまり期待できず、また５°を超えると異物除去段差２４の設置スペース不足や感光体ベルト搬送時に異物除去段差２４が剥がれてしまう不具合が発生しやすくなるため、傾け角度θは１〜５°にするのが好ましい。

また異物除去段差２４ａの材質を摺動性の良いフッ素樹脂もしくはコーティング材にすることによってクリーニングブレード２３と感光体ベルト２２摩擦係数が減少し、クリーニングブレード２３のエッジ部分にかかる負荷を減少させることができ、耐久性を損なうことなく異物除去を行うことができる。

さらに、異物除去段差２４ａの形状を図４に示すように、クリーニングブレード２３が進入する側の段差の進入側曲率aを小さくし、逆に異物除去段差２４aを通り抜ける側の異物除去段差の出口側曲率ｂを大きくすることにより、クリーニングブレード２３のエッジヘの負荷を軽減できる。以上よりクリーニングブレード２３のエッジの耐久性を損なうことなく異物除去を行うことができる。

また、異物除去段差２４ａの高さは、２０μｍ未満であるとエッジに噛み込んでいる異物除去効果が十分に発揮できず、また４０μｍを超えるとクリーニングブレード２３で清掃したトナーのすり抜けが発生しやすくなり帯電器など周辺を汚してしまうため、異物除去段差２４ａの最高の高さを２０〜４０μｍにすることにより、噛み込んでいる異物を除去するのに十分な効果を発揮できる。

次に本発明の別の実施例として図５及び図６を用いて詳細に説明する。

図５は感光体ベルト継ぎ目２６を有する感光体ベルト２２の斜視図であり、印刷動作時に感光体ベルト継ぎ目２６部を静電潜像形成領域から避けるため、印刷動作時に常に潜像されない非静電潜像形成領域を有している。図６は、図５における感光体ベルト継ぎ目２６部分の拡大断面図である。この感光体ベルト継ぎ目２６を作成する際に感光体ベルト２２進行方向に谷になるように段差を設けることにより、クリーニングブレード２３が通過する際に前記実施例と同様の異物除去の効果を得ることができる。

また、感光体ベルト継ぎ目２６の段差高さを２０〜４０μｍにすることにより異物除去に十分な効果を発揮できる。これにより追加で部材を設けることなく安価で比較的容易に異物除去を行うことができる。

さらに本発明の別の実施例として図７を用いて詳細に説明する。

この実施例では、図４における異物除去段差２４aの代わりに異物除去層２４ｂを設けている。異物除去層２４ｂは表面の一部に感光体ベルト２２の表面粗さよりも粗い部分を設けることにより、印刷動作時のクリーニングブレード２３通過際に、クリーニングブレード２３先端に噛み込んでいる異物を除去する。また、異物除去段差２４ａと同様、異物除去層２４ｂの材質に摺動性の良いフッ素樹脂もしくはコーティング材を使用することにより、クリーニングブレード２３のエッジの耐久性を損なうことなく異物を除去することができ、また異物を除去するのに十分な効果を発揮できる。

本発明の実施例に係るフルカラープリンタの概略構成図である。 そのフルカラープリンタに用いる感光体ベルトユニットの模式図である。 その感光体ベルトに異物除去段差を設けた状態を示す斜視図である。 その感光体ベルトの異物除去段差の拡大断面図である。 本発明の他の実施例に係る継ぎ目を有する感光体ベルトの斜視図である。 その感光体ベルトの継ぎ目の拡大断面図である。 本発明のさらに他の実施例に係る感光体ベルトの継ぎ目の拡大断面図である。

符号の説明

１、２、３、４・・・現像器、５・・・露光装置、６・・・給紙カセット、７・・・レーザ光、８・・・帯電装置、１０・・・給紙ローラ、１２・・・レジストローラ、１３・・・…転写ローラ、１５・・・除電器、１８・・・排紙ローラ、１９・・・定着器、２０・・・クリーナａ、２１・・・中間転写体、２２・・・感光体ベルト、２３・・・クリーニングブレード、２４ａ・・・異物除去段差、２４ｂ・・・異物除去層、２５・・・画像形成装置（フルカラープリンタ）、２６・・・感光体ベルト継ぎ目、２７・・・用紙、２８・・・排紙トレー、１０１・・・感光体ベルトユニット、１０２・・・駆動ローラ、１０３・・・テンションローラ、１０５・・・アーム回転支点、１０６・・・テンションバネ、１０７・・・アーム、１０８・・・アイドラローラ、１０９・・・従動ローラ。

Claims (9)

1. 駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの非静電潜像形成領域の一部に部材を取り付けて、前記感光体ベルトの進行方向に異物除去段差を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記異物除去段差を設けるために取り付ける前記部材の材質を前記感光体ベルト表面の摩擦抵抗よりも低くしたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記感光体ベルト進行時に前記異物除去段差に進入する側の段差の曲率を小さくし、前記異物除去段差を抜ける側の前記異物除去段差の曲率を大きくしたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記異物除去段差を前記感光体ベルトの進行方向に垂直よりも角度θ傾けて設けることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、前記角度θを１〜５°としたことを特徴とする画像形成装置。
6. 駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの継ぎ目部分にて前記感光体ベルト進行方向へ谷になるように前記異物除去段差を設けたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１または６に記載の画像形成装置において、前記異物除去段差を２０〜４０μｍにしたことを特徴とする画像形成装置。
8. 駆動ローラと、従動ローラと、該駆動ローラと従動ローラに懸架されて該駆動ローラによって回転駆動され、印刷動作時に露光潜像されない非静電潜像形成領域を持つ感光体ベルトと、その感光体ベルト表面に残留した廃トナーを除去するクリーニングブレードから構成される感光体ベルトユニットと、前記感光体ベルト上に各色の画像情報に基づいた静電潜像を形成する露光装置と、異なる色のトナーを収容し前記感光体ベルトに接触と退避動作を行うことで静電潜像を各色のトナーで顕像化する複数の現像器を有する画像形成装置において、前記感光体ベルトの非静電潜像形成領域の一部に感光体ベルト表面粗さよりも粗い部分を設けたことを特徴とする画像形成装置。
9. 前記請求項８に記載の画像形成装置において、前記粗い部分に前記感光体ベルト表面の摩擦係数よりも摩擦係数の低い部材が塗布もしくは接着されていることを特徴とする画像形成装置。

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