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JP2018106063A - 画像形成装置 - Google Patents

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弘二 三宅
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理 古谷
研介 中嶋
Kensuke Nakajima
研介 中嶋
俊 池浦
Shun Ikeura
俊 池浦
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Abstract

【課題】クリーニング性能を向上することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】転写ベルト31と、転写ベルト31との間に用紙Pが通る転写ニップ領域R2が形成され、感光体ドラム40に担持されたトナー像を用紙Pに転写する二次転写ローラ33と、二次転写ローラ33に圧接されるバーブラシ100と、を備える画像形成装置1であって、バーブラシ100は、二次転写ローラ33に対する相対位置が固定された基台部101と、基台部101に植毛されて二次転写ローラ33に圧接される複数のブラシ毛102と、を有し、二次転写ローラ33に圧接されていない状態における複数のブラシ毛102の先端面103は、二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
従来から、画像形成装置では、転写ローラ上の汚れを除去するために、転写ローラをクリーニングするための様々な技術が考えられてきた。例えば、特許文献1には、画像を印字しない非画像印字時に、転写バイアスと逆極性のバイアスである逆バイアスを転写ローラに印加することで、転写ローラにトナーが転移するのを抑制する技術が記載されている。また、特許文献2には、転写ローラにブラシローラを当接させることで、転写ローラに付着したトナーを拡散させる技術が記載されている。
特開平09−090784号公報 特開2000−187405号公報
しかしながら、これらの従来技術では、クリーニング性能が十分とはいえない。例えば、上流側から高濃度のトナー像が流れてきた場合に、転写ローラを十分にクリーニングすることができない。なお、像担持体等の被清掃部材をクリーニングする際も同様である。
そこで、本発明は、クリーニング性能を向上することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の第一側面に係る画像形成装置は、像担持体と、像担持体との間に転写材が通る転写ニップ領域が形成され、像担持体に担持されたトナー像を転写材に転写する転写ローラと、転写ローラに圧接されるバーブラシと、を備える画像形成装置であって、バーブラシは、転写ローラに対する相対位置が固定された基台部と、基台部に植毛されて転写ローラに圧接される複数のブラシ毛と、を有し、転写ローラに圧接されていない状態における複数のブラシ毛の先端面は、転写ローラの表面に沿った曲面状に形成されている。
この画像形成装置では、転写ローラにバーブラシが圧接されるため、転写ローラに付着したトナーは、バーブラシの複数のブラシ毛により拡散される。しかも、複数のブラシ毛の先端面は、転写ローラの表面に沿った曲面状に形成されているため、転写ローラの周方向(回転方向)におけるバーブラシの全域において、転写ローラにバーブラシを圧接させることができる。これにより、転写ローラに付着したトナーを十分に拡散させることができるため、クリーニング性能が向上する。
上述した第一側面に係る画像形成装置画像形成装置において、ブラシ毛は、基台部に略垂直に植毛されており、基台部は、転写ローラの表面に沿った曲面状に曲げられていてもよい。この画像形成装置では、ブラシ毛が基台部に略垂直に植毛されているため、バーブラシを容易かつ低コストに製造することができる。そして、この基台部を転写ローラの表面に沿った曲面状に曲げることで、複数のブラシ毛の先端面を、容易に転写ローラの表面に沿った曲面状に形成することができる。
また、複数のブラシ毛の毛長は、略同じであってもよい。この画像形成装置では、複数のブラシ毛の毛長が略同じであるため、バーブラシを容易かつ低コストに製造することができる。
また、転写ローラに対するブラシ毛の最大食い込み量と最小食い込み量との差は、1.0mm以下であってもよい。この画像形成装置では、転写ローラに対するブラシ毛の最大食い込み量と最小食い込み量との差が1.0mm以下であるため、バーブラシの製造誤差やバーブラシの取付誤差等を許容しつつ、転写ローラの周方向(回転方向)におけるバーブラシの全域において、転写ローラにバーブラシを略均一に圧接させることができる。
また、転写ローラに対するブラシ毛の食い込み量は、転写ローラの下流側よりも上流側の方が大きくてもよい。転写ローラに付着したトナーは、まずバーブラシに突入する際にブラシ毛に弾かれる。そこで、この画像形成装置では、転写ローラに対するブラシ毛の食い込み量を、転写ローラの下流側よりも上流側の方を大きくすることで、ブラシ毛の弾き力が強められることにより、下流に流れていくトナー量を減少させることができる。これにより、より効率的にトナーを拡散させることができる。
また、転写ローラの周方向における複数のブラシ毛の先端面の長さは、10mm以上であってもよい。この画像形成装置では、転写ローラの周方向においてバーブラシと転写ローラとの接触幅が10mm以上となるため、バーブラシによるトナーの拡散効果を十分に発揮することができる。
また、ブラシ毛の毛長は、2mm以上10mm以下であってもよい。この画像形成装置では、ブラシ毛の毛長が2mm以上10mm以下であるため、転写ローラの駆動トルクを過大にすることなく、ブラシ毛にコシを持たせることができる。
また、ブラシ毛の太さは、2[dtex]以上10[dtex]以下であってもよい。この画像形成装置では、ブラシ毛の太さが2[dtex]以上10[dtex]以下であるため、転写ローラの駆動トルクを過大にすることなく、ブラシ毛にコシを持たせることができる。
また、ブラシ毛の太さをD[dtex]とし、ブラシ毛の植毛密度をWd[本/inch]とした場合、300≦D×Wd≦850の関係を満たしてもよい。この画像形成装置では、300≦D×Wd≦850とすることで、転写ローラの駆動トルクを過大にすることなく、バーブラシによりトナーを適切に拡散することができる。
また、ブラシ毛の太さをD[dtex]とし、ブラシ毛の先端面における密度をWd[本/inch]とした場合、350≦D×Wd≦1050の関係を満たしてもよい。この画像形成装置では、350≦D×Wd≦1050とすることで、転写ローラの駆動トルクを過大にすることなく、バーブラシによりトナーを適切に拡散することができる。
また、ブラシ毛の毛長をLとし、ブラシ毛の転写ローラに対する食い込み量をnとした場合、L/10≦n≦L/2の関係を満たしてもよい。バーブラシは、ブラシ毛の撓りにより転写ローラに付着したトナーを拡散させる。そこで、この画像形成装置では、食い込み量をブラシ毛の毛長の1/10以上とすることで、ブラシ毛を十分に撓らせることができる。一方、食い込み量をブラシ毛の毛長の1/2以下とすることで、ブラシ毛が根元から折れてブラシ毛の撓りが無くなるのを防止することができる。
また、ブラシ毛の材料は、PET、ナイロン、アクリルの何れか、もしくはこれらの混合物であってもよい。この画像形成装置では、ブラシ毛の材料をPET、ナイロン、アクリルの何れか、もしくはこれらの混合物とすることで、製造容易性を確保しつつ、バーブラシによりトナーを適切に拡散することができる。
また、像担持体には、画像調整を行うための調整用トナー像が担持され、バーブラシは、転写ローラの軸方向において、調整用トナー像が転写ニップ領域を通る位置に、設けられてもよい。この画像形成装置では、調整用トナー像がニップ領域を通る位置にバーブラシが設けられているため、効率的にクリーニングすることができる。
また、複数の調整用トナー像は、像担持体の軸方向に離間して像担持体に担持され、バーブラシは、転写ローラの軸方向において、非連続に設けられてもよい。この画像形成装置では、バーブラシが転写ローラの軸方向において非連続に設けられるため、像担持体に複数の調整用トナー像が離間して担持される場合に、効率的にクリーニングすることができる。
また、転写ローラは、円筒状の芯金と、芯金の外周側に設けられた円筒状の発泡体層と、を有し、発泡体層の断面において、発泡体層の気泡の直径は、500μm以下であり、気温30°湿度85%の環境下における発泡体層の像担持体に対する静止摩擦係数は、10.6以下であってもよい。この画像形成装置では、発泡体層の気泡の直径が500μm以下であるため、転写ローラの転写性を確保することができる。また、気温30°湿度85%の環境下における発泡体層の像担持体に対する静止摩擦係数が10.6以下であるため、転写ローラの表面に十分な離形性を持たせることができる。
また、転写ローラとの間に転写ニップ領域が形成される像担持体は、感光体であり、画像形成装置は、トナー像を転写材に転写するために転写ローラに転写バイアスを印加するバイアス印加部を備えてもよい。
また、画像形成装置は、複数の感光体と、複数の感光体に担持されたトナー像が順次一次転写される中間転写体と、中間転写体との間に転写材が通る転写ニップ領域が形成され、中間転写体に一次転写されたトナー像を転写材に二次転写する転写部と、トナー像を転写材に転写するために転写部に転写バイアスを印加するバイアス印加部と、を備え、転写部は、中間転写体のトナー像が転写されない面側に配置される懸架ローラと、中間転写体のトナー像が転写される面側に配置されて懸架ローラと共に中間転写体を挟持する転写ローラと、を有し、転写ローラとの間に転写ニップ領域が形成される像担持体は、中間転写体であり、バイアス印加部は、懸架ローラ及び転写ローラの何れか一方に転写バイアスを印加してもよい。
また、画像形成装置は、像担持体にトナー像を担持させて当該トナー像を転写材に転写する通常モードと、像担持体に画像調整を行うための調整用トナー像を担持させて画像調整を行う画像調整モードと、を有し、バイアス印加部は、少なくとも画像調整モードでは、転写ローラに通常モードとは逆極性の逆バイアスを印加してもよい。画像調整モードでは、転写材が転写ニップ領域を通らない。そこで、この画像形成装置では、画像調整モードで転写ローラに逆バイアスを印加することで、転写ローラにトナーが付着するのを効率的に抑制することができる。
また、画像調整モードは、複数の転写材にトナー像を連続して転写する連続走行時の、転写材が転写ニップ領域を通過しないときに実行され、バイアス印加部は、画像調整モードでは、転写ローラに一定の逆バイアスを印加してもよい。この画像形成装置では、連続走行時の転写材が転写ニップ領域を通過しないときに、転写ローラに一定の逆バイアスを印加する画像調整モードが実行されるため、転写ニップ領域に流れてきたトナーが転写ローラに転移するのを効果的に抑制することができる。
また、画像形成装置は、バイアス印加部が転写ローラに正負のバイアスを交互に印加するクリーニングモードを更に有してもよい。この画像調整装置では、クリーニングモードでバイアス印加部が転写ローラに正負のバイアスを交互に印加することで、バーブラシに付着したトナーを転写ローラに戻してクリーニングすることができる。
また、画像調整モードにおいてバイアス印加部が転写ローラに印加する逆バイアスの絶対値は、500[V]以下であってもよい。この画像形成装置では、画像調整モードにおいて、絶対値が500[V]以下の逆バイアスを転写ローラに印加することで、逆極性に帯電されたトナーが転写ローラに転移するのを抑制することができる。
また、画像調整モードにおいてバイアス印加部が転写ローラに印加する逆バイアスの絶対値は、通常モードにおいてバイアス印加部が転写ローラに印加するバイアスの絶対値の1/2以下であってもよい。通常、通常モードにおいて転写ローラに印加するバイアスの絶対値は1kv程度である。そこで、この画像形成装置では、画像調整モードにおいて転写ローラに印加する逆バイアスの絶対値が、通常モードにおいて転写ローラに印加するバイアスの絶対値の1/2以下とすることで、逆極性に帯電されたトナーが転写ローラに転移するのを抑制することができる。
また、転写ローラは、少なくとも調整用トナー像が転写ニップ領域を通過する間、逆バイアスが印加されていてもよい。バイアスの切り替えにはディレータイムが発生するとともに、バイアスの切り替えによりノイズが発生する。そこで、この画像形成装置では、少なくとも調整用トナー像が転写ニップ領域を通過する間に逆バイアスが印加されているようにすることで、少なくとも調整用トナー像が転写ニップ領域を通過する間に、バイアスの切り替えに伴うノイズの発生によりクリーニング性能が低下するのを抑制することができる。
本発明の第二側面に係る画像形成装置は、回転可能な被清掃部材と、被清掃部材に当接されることで被清掃部材を清掃するクリーニング部材と、を備える画像形成装置であって、画像形成装置は、被清掃部材から伝達されるトルクにより回転する当接離間ユニットと、当接離間ユニットの回転に伴い移動して、被清掃部材に対してクリーニング部材を接離させる動力伝達部材と、を備える。
この画像形成装置では、被清掃部材から当接離間ユニットにトルクが伝達されると、動力伝達部材は、当接離間ユニットの回転に伴い移動して、被清掃部材に対してクリーニング部材を接離させる。つまり、被清掃部材の回転に伴い、クリーニング部材が被清掃部材に対して当接又は接離する。このため、クリーニング部材が常に被清掃部材に当接されている場合に比べて、クリーニング部材の塑性変形を抑制することができる。これにより、クリーニング部材の経時的な劣化によるクリーニング性能の低下を抑制することができる。
また、当接離間ユニットは、トルクの伝達を遮断する遠心クラッチと、遠心クラッチからのトルクを伝達するとともに、トルクが閾値を超えると空転することで閾値のトルクを伝達するトルクリミッタと、トルクリミッタから伝達されたトルクにより回転して動力伝達部材を移動させる回転出力部と、を有してもよい。この画像形成装置では、被清掃部材から当接離間ユニットにトルクが伝達されると、遠心クラッチに遠心力が働き、遠心クラッチが係合される。そして、遠心クラッチから回転出力部にトルクが伝達されることで、回転出力部が回転し始める。これに伴い、動力伝達部材が移動することで、クリーニング部材が被清掃部材に当接するとともに、被清掃部材に対するクリーニング部材の押圧力(当接力)が徐々に大きくなっていく。そして、所定の押圧力に到達すると、トルクリミッタが空転し始める。これにより、被清掃部材が回転を継続しても、クリーニング部材が過度に被清掃部材に押圧されることなく、所定の押圧力を維持することができる。しかも、クリーニング部材が経時的に劣化して塑性変形したとしても、被清掃部材に対するクリーニング部材の押圧力(トルク)を一定に維持することができるため、常に適切な押圧力で被清掃部材にクリーニング部材を押し付けることができる。一方、被清掃部材から当接離間ユニットに伝達されるトルクが無くなるか、又は小さくなると、遠心クラッチに遠心力が働くなり、遠心クラッチの係合が解除される。これにより、被清掃部材に対するクリーニング部材の押圧が解除されるため、クリーニング部材の経時劣化が抑制される。
また、遠心クラッチは、被清掃部材の回転軸線上に設けられていてもよい。この画像形成装置では、遠心クラッチが被清掃部材の回転軸線上に設けられているため、遠心クラッチを簡易な構造で実現することができる。
また、遠心クラッチは、被清掃部材が正転すると、クラッチを係合させてトルクを伝達してもよい。この画像形成装置では、被清掃部材が正転すると、遠心クラッチがクラッチを係合させてトルクを伝達するため、被清掃部材が正転する際に、クリーニング部材で被清掃部材をクリーニングすることができる。
また、遠心クラッチは、被清掃部材が停止または反転すると、クラッチの係合を解除してトルクの伝達を遮断してもよい。この画像形成装置では、被清掃部材が停止または反転すると、遠心クラッチがクラッチの係合を解除してトルクの伝達を遮断するため、被清掃部材に対するクリーニング部材の押圧が解除される。これにより、被清掃部材が正転していないときのクリーニング部材の経時劣化が抑制される。
また、動力伝達部材は、揺動可能に軸支されていてもよい。この画像形成装置では、動力伝達部材が揺動可能に軸支されているため、動力伝達部材を揺動させることで、被清掃部材に対してクリーニング部材を適切に接離させることができる。
また、画像形成装置は、回転出力部と動力伝達部材とを連結する連結部材を更に備え、連結部材は、回転出力部に掛け渡されていてもよい。この画像形成装置では、回転出力部に掛け渡された連結部材が回転出力部と動力伝達部材とに連結されているため、回転出力部が回転することにより、動力伝達部材を回転出力部に対して接離する方向に揺動させることができる。
また、動力伝達部材は、被清掃部材に対するクリーニング部材の接離方向に移動可能に設けられており、回転出力部及び動力伝達部材は、当該回転出力部の回転を当該動力伝達部の接離方向への移動に変換するカムを有してもよい。この画像形成装置では、回転出力部が回転することにより、動力伝達部材が被清掃部材に対するクリーニング部材の接離方向に移動するため、被清掃部材に対してクリーニング部材を適切に接離させることができる。
また、当接離間ユニットは、動力伝達部材を、被清掃部材からクリーニング部材を離間させる方向に押す弾性部材を有してもよい。この画像形成装置では、弾性部材により、動力伝達部材が、被清掃部材からクリーニング部材を離間させる方向に押されるため、遠心クラッチの係合が解除された際に、被清掃部材からクリーニング部材を確実に離間させることができる。
また、クリーニング部材は、動力伝達部材に固定されていてもよい。この画像形成装置では、クリーニング部材が動力伝達部材に固定されているため、クリーニング部材を確実に被清掃部材に当接させることができる。
本発明の第三側面に係る画像形成装置は、回転可能な被清掃部材と、被清掃部材に当接されることで被清掃部材を清掃するクリーニング部材と、を備える画像形成装置であって、画像形成装置は、被清掃部材からクリーニング部材が離間しない範囲でクリーニング部材を移動可能に保持する保持部材を備える。
この画像形成装置では、クリーニング部材が、保持部材により、被清掃部材から離間しない範囲で移動可能に保持されるため、被清掃部材が回転すると、クリーニング部材は、被清掃部材に従動して、被清掃部材に当接される位置が変わる。このため、クリーニング部材が固定されている場合に比べて、クリーニング部材の塑性変形を抑制することができる。これにより、クリーニング部材の経時的な劣化によるクリーニング性能の低下を抑制することができる。
また、被清掃部材の正転によりクリーニング部材が移動する方向を正転移動方向とし、正転移動方向とは反対側の方向を反転移動方向とした場合、画像形成装置は、クリーニング部材を反転移動方向に押す第一弾性部材を更に備えてもよい。この画像形成装置では、被清掃部材が回転すると、クリーニング部材は、正転移動方向に移動する。そして、クリーニング部材は、第一弾性部材により反転移動方向に押されるため、被清掃部材が停止又は反転すると、クリーニング部材は、反転移動方向に移動する。これにより、被清掃部材が正転する場合と正転しない場合とで、クリーニング部材の被清掃部材と当接される位置を変えることができる。
また、被清掃部材が正転した際に被清掃部材とクリーニング部材との間に生じる摩擦力を正転摩擦力とした場合に、第一弾性部材の弾性力は、正転摩擦力と釣り合ってもよい。この画像形成装置では、被清掃部材が正転している際は、クリーニング部材の被清掃部材と当接される位置が、弾性部材の弾性力と正転摩擦力とが釣り合う位置となる。そして、クリーニング部材が経時的な劣化により塑性変形しても、上記の弾性力と正転摩擦力との釣り合いは変わらないため、正転している被清掃部材に対するクリーニング部材の当接位置を、常に、塑性変形していない位置、又は塑性変形の少ない位置とすることができる。つまり、クリーニング部材の塑性変形に伴い、クリーニング部材の被清掃部材に対する当接位置を移動させることができる。これにより、クリーニング部材の経時的な劣化によるクリーニング性能の低下を更に抑制することができる。
また、画像形成装置は、クリーニング部材を、正転移動方向に押す第二弾性部材を更に備えてもよい。この画像形成装置では、クリーニング部材が第二弾性部材により正転移動方向に押されるため、被清掃部材が正転した際に、クリーニング部材を容易に移動させることができる。
また、保持部材は、回転可能に軸支していてもよい。この画像形成装置では、保持部材が回転可能に軸支されているため、容易にクリーニング部材を移動させることができる。
また、保持部材は、クリーニング部材の移動経路となるガイドを有してもよい。この画像形成装置では、保持部材がクリーニング部材の移動経路となるガイドを有するため、被清掃部材の回転に伴ってクリーニング部材が被清掃部材から離れるのを防止することができる。
また、被清掃部材の正転によりクリーニング部材が移動する方向を正転移動方向とした場合に、ガイドは、正転移動方向に向かうに従い被清掃部材に近づく方向に延びていてもよい。この画像形成装置では、ガイドが、正転移動方向に向かうに従い被清掃部材に近づく方向に延びているため、被清掃部材が正転すると、クリーニング部材が被清掃部材に近づく。同様に、ガイドが、反転移動方向に向かうに従い被清掃部材に遠ざかる方向に延びているため、被清掃部材が停止又は反転すると、クリーニング部材が被清掃部材から遠ざかる。これにより、被清掃部材が正転していないときにクリーニング部材が塑性変形するのを抑制することができる。
また、被清掃部材の正転によりクリーニング部材が移動する方向を正転移動方向とし、正転移動方向とは反対側の方向を反転移動方向とした場合に、保持部材は、クリーニング部材の反転移動方向への移動を規制する移動規制部を有してもよい。この画像形成装置では、移動規制部によりクリーニング部材の反転移動方向への移動が規制されるため、被清掃部材が停止又は反転した際に、クリーニング部材が被清掃部材から離れるのを防止することができる。
上記の第二側面及び第三側面に係る画像形成装置において、クリーニング部材は、ブラシであってもよい。この場合、ブラシは、基台部と、基台部に植毛されて被清掃部材に圧接される複数のブラシ毛と、をするバーブラシであってもよい。
また、上記の第二側面及び第三側面に係る画像形成装置において、クリーニング部材は、弾性を有する発泡部材であってもよく、パッド状の部材であってもよい。
また、上記の第二側面及び第三側面に係る画像形成装置において、被清掃部材は、像担持体との間に転写材が通る転写ニップ領域が形成され、像担持体に担持されたトナー像を転写材に転写する転写ローラであってもよい。
本発明によれば、クリーニング性能を向上することができる。
第一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 第一実施形態の転写装置を模式的に示した図である。 モードを説明するための図である。 懸架ローラに対する二次転写ローラの電気勾配と、転写ベルト31から二次転写ローラへのトナーの転移量、用紙の裏面汚れ、及び二次転写ローラ上のトナー帯電量との関係を示すグラフである。 (a)は、バーブラシが固定部材に固定される前の状態を示した図であり、(b)は、バーブラシが固定部材に固定された状態を示した図である。 二次転写ローラとバーブラシとの関係を説明するための図である。 ブラシ毛の食い込み量を説明するための図である。 二次転写ローラの周方向における複数のブラシ毛の長さと、画像調整モードにおける用紙の裏面汚れと、ブラシ毛の食い込み量と、の関係を示すグラフである。 ブラシ毛の太さをDと、ブラシ毛の植毛密度をWdと、ブラシ毛の食い込み量と、二次転写ローラの駆動トルクと、の関係を示すグラフである。 ブラシ毛の太さをDと、ブラシ毛の植毛密度をWdと、ブラシ毛の食い込み量と、用紙の裏面汚れと、の関係を示すグラフである。 二次転写ローラ付近を示す斜視図である。 図11において二次転写ローラを取り外した状態を示す斜視図である。 比較例1の計測結果を示す表である。 比較例2の転写装置を模式的に示した図である。 比較例2の計測結果を示す表である。 比較例2におけるブラシ毛の食い込み量と用紙の裏面汚れとの関係を、実験初期と30万枚印字した後とで比較した結果を示すグラフである。 実施例1の計測結果を示す表である。 実施例1におけるブラシ毛の食い込み量と用紙の裏面汚れとの関係を、実験初期と30万枚印字した後とで比較した結果を示すグラフである。 第二実施形態の転写装置を模式的に示した図である。 ブラシ毛の食い込み量を説明するための図である。 第三実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 第三実施形態の転写装置を模式的に示した図である。 クリーニング部材の当接量と、クリーニング部材の塑性変形と、クリーニング性能と、の関係を示すグラフである。 クリーニング部材の使用時間と、クリーニング部材の塑性変形量と、クリーニング部材の当接量と、用紙裏面汚れと、の関係を示すグラフである。 クリーニング部材の当接量と、被清掃部材の軸上トルクと、の関係を示すグラフである。 クリーニング部材の使用時間と、トルクと、クリーニング部材の当接量と、クリーニング部材の塑性変形量と、用紙裏面汚れと、の関係を示すグラフである。 第四実施形態の転写装置を示す斜視図である。 図27に示す転写装置の側面図である。 図27に示す転写装置の分解斜視図である。 クラッチの係合が解除された状態の遠心クラッチを示す断面図である。 クラッチが係合した状態の遠心クラッチを示す断面図である。 第五実施形態の転写装置を示す斜視図である。 図32に示す転写装置の分解斜視図である。 図32に示す転写装置の側面図である。 図32に示す転写装置の側面図である。 第六実施形態の転写装置の二次転写ローラが正転した状態を示す側面図である。 第六実施形態の転写装置の二次転写ローラが反転した状態を示す側面図である。 第七実施形態の転写装置の二次転写ローラが正転した状態を示す側面図である。 第七実施形態の転写装置の二次転写ローラが反転した状態を示す側面図である。 第八実施形態の転写装置の二次転写ローラが正転した状態を示す側面図である。 第八実施形態の転写装置の二次転写ローラが反転した状態を示す側面図である。
[第一実施形態]
以下、本発明の第一側面に係る好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
まず、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明する。図1に示すように、画像形成装置1は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成装置1は、用紙Pを搬送する搬送装置10と、静電潜像を現像する現像装置20と、トナー像を用紙Pに二次転写する転写装置30と、周面に画像が形成される静電潜像担持体(像担持体)である感光体ドラム40と、トナー像を転写材である用紙Pに定着させる定着装置50と、用紙Pを排出する排出装置60と、を備える。
搬送装置10は、画像が形成される記録媒体としての用紙Pを搬送経路R1上で搬送する。用紙Pは、カセットKに積層されて収容され、給紙ローラ11によりピックアップされて搬送される。搬送装置10は、用紙Pに転写されるトナー像が転写ニップ領域R2に到達するタイミングで、搬送経路R1を介して転写ニップ領域R2に用紙Pを到達させる。
現像装置20は、色ごとに4個設けられている。各現像装置20は、トナーを感光体ドラム40に担持させる現像ローラ21を備える。現像装置20では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ21に担持させる。そして、現像ローラ21の回転により現像剤が感光体ドラム40と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ21に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム40の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。
転写装置30は、現像装置20で形成されたトナー像を用紙Pに二次転写する転写ニップ領域R2に搬送する。転写装置30は、感光体ドラム40からトナー像が一次転写される転写ベルト31と、転写ベルト31を懸架する懸架ローラ34,35,36,37と、感光体ドラム40と共に転写ベルト31を挟持する一次転写ローラ32と、懸架ローラ37と共に転写ベルト31を挟持する二次転写ローラ33と、を備える。
転写ベルト31は、複数の感光体ドラム40に担持されたトナー像が順次一次転写される中間転写体である。転写ベルト31は、懸架ローラ34,35,36,37により循環移動する無端状のベルトである。懸架ローラ34,35,36,37は、それぞれの中心軸線周りに回転可能なローラである。懸架ローラ34,35,36,37は、転写ベルト31のトナー像が転写されない面側に配置されている。懸架ローラ37は、中心軸線周りに回転駆動する駆動ローラであり、懸架ローラ34,35,36は、懸架ローラ37の回転駆動により従動回転する従動ローラである。一次転写ローラ32は、転写ベルト31の内周側から感光体ドラム40を押圧するように設けられる。二次転写ローラ33は、転写ベルト31を挟んで懸架ローラ37と平行に配置されて、転写ベルト31の外周側から懸架ローラ37を押圧するように設けられる。つまり、二次転写ローラ33は、転写ベルト31のトナー像が転写される面側に配置されて、懸架ローラ37と共に転写ベルト31を挟持する。これにより、二次転写ローラ33は、転写ベルト31との間に用紙Pが通る転写ニップ領域R2を形成する。なお、二次転写ローラ33は、転写ベルト31及び懸架ローラ37に対する相対位置が固定されている。
感光体ドラム40は、色ごとに4個設けられている。各感光体ドラム40は、転写ベルト31の移動方向に沿って設けられている。感光体ドラム40の周上には、現像装置20と、帯電ローラ41と、露光ユニット42と、クリーニングユニット43と、が設けられている。
帯電ローラ41は、感光体ドラム40の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ41は、感光体ドラム40の回転に追従して動く。露光ユニット42は、帯電ローラ41によって帯電した感光体ドラム40の表面を、用紙Pに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム40の表面のうち露光ユニット42により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。4個の現像装置20は、それぞれの現像装置20に対向して設けられたトナータンクNから供給されたトナーによって感光体ドラム40に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクN内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット43は、感光体ドラム40上に形成されたトナー像が転写ベルト31に一次転写された後に感光体ドラム40上に残存するトナーを回収する。
定着装置50は、加熱及び加圧する定着ニップ部に用紙を通過させることで、転写ベルト31から用紙Pに二次転写されたトナー像を用紙Pに付着させ、定着させる。定着装置50は、用紙Pを加熱する加熱ローラ52(加熱回転体)と、加熱ローラ52を押圧して回転駆動する加圧ローラ54(加圧回転体)と、を備える。加熱ローラ52及び加圧ローラ54は円筒状に形成されており、加熱ローラ52は内部にハロゲンランプ等の熱源を備える。加熱ローラ52と加圧ローラ54との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Pを通過させることにより、トナー像を用紙Pに溶融定着させる。
排出装置60は、定着装置50によりトナー像が定着された用紙Pを装置外部へ排出するための排出ローラ62,64を備える。
続いて、画像形成装置1による印刷工程について説明する。画像形成装置1に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置1の制御部は、給紙ローラ11を回転させて、カセットKに積層された用紙Pをピックアップして搬送する。そして、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ41により感光体ドラム40の表面を所定の電位に均一に帯電させる(帯電工程)。その後、露光ユニット42により感光体ドラム40の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する(露光工程)。
現像装置20では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される(現像工程)。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム40と転写ベルト31とが対向する領域において、感光体ドラム40から転写ベルト31へ一次転写される(転写工程)。転写ベルト31には、4個の感光体ドラム40上に形成されたトナー像が順次積層されて、1つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ37と二次転写ローラ33とが対向する転写ニップ領域R2において、搬送装置10から搬送された用紙Pに二次転写される。
積層トナー像が二次転写された用紙Pは、定着装置50へ搬送される。そして、定着装置50は、用紙Pが定着ニップ部を通過する際に、用紙Pを加熱ローラ52と加圧ローラ54との間で加熱及び加圧することにより、積層トナー像を用紙Pへ溶融定着させる(定着工程)。その後、用紙Pは、排出ローラ62,64によって画像形成装置1の外部へ排出される。
続いて、本実施形態の特徴部分について説明する。
[クリーニング機能]
図2に示すように、画像形成装置1は、クリーニング機能(装置)として、二次転写ローラ33に圧接されるバーブラシ100と、二次転写ローラ33に電圧を印加するバイアス印加部110と、を備える。
バーブラシ100は、二次転写ローラ33をクリーニングするクリーニング部材である。バーブラシ100は、転写ベルト31から二次転写ローラ33に転写されたトナーを拡散することにより、二次転写ローラ33をクリーニングする。また、バーブラシ100は、転写ベルト31から転移されたトナーだけではなく、二次転写ローラ33に付着した様々なごみ等を除去することもできる。なお、バーブラシ100の詳細は、後述する。
バイアス印加部110は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構成される制御装置の一機能として実現することができる。なお、バイアス印加部110による二次転写ローラ33への電圧の印加は、公知の技術により実現することができる。
ところで、画像形成装置1は、通常モード、画像調整モード、及びクリーニングモードを備える。
[通常モード]
通常モードは、像担持体である感光体ドラム40にトナー像を担持させてトナー像を用紙Pに転写するモードである。
通常モードでは、バイアス印加部110は、トナー像を用紙Pに転写するために、二次転写ローラ33に転写バイアスを印加する。これにより、転写ニップ領域R2において、感光体ドラム40から転写ベルト31に一次転写されたトナー像が、用紙Pに二次転写される。
[画像調整モード]
画像調整モードは、像担持体である感光体ドラム40に画像調整を行うための調整用トナー像を担持させて、画像調整を行うモードである。図3に示すように、画像調整モードは、複数の用紙Pにトナー像を連続して転写する連続走行時の、用紙Pが転写ニップ領域R2を通過しないときに実行される。
画像調整モードでは、複数の調整用トナー像が、感光体ドラム40に担持される。具体的には、複数の調整用トナー像は、感光体ドラム40の軸方向(長手方向)に離間して、感光体ドラム40の軸方向における中央部と両端部とに担持される。感光体ドラム40に担持された調整用トナー像は、転写ベルト31に一次転写され、転写ベルト31の近傍に配置された画像調整用センサ(不図示)により検出される。そして、画像調整用センサの検出結果に基づいて、カラーレジストレーション調整や濃度調整等の画像調整が行われる。
また、画像調整モードでは、用紙Pが転写ニップ領域R2を通過しないため、転写ニップ領域R2に到来した調整用トナー像は、二次転写ローラ33に当接される。そこで、画像調整モードでは、バイアス印加部110は、二次転写ローラ33に一定の逆バイアスを印加する。逆バイアスとは、通常モードとは逆極性のバイアスであって、転写バイアスとは逆極性のバイアスである。これにより、転写ニップ領域R2において、感光体ドラム40から転写ベルト31に一次転写された調整用トナー像が、二次転写ローラ33に転移するのを抑制することができる。
ここで、バイアス印加部110が二次転写ローラ33に逆バイアスを印加することで、二次転写ローラ33に付着したトナーの極性が逆転すると、二次転写ローラ33に転移するトナー量が増大する。そこで、画像調整モードでは、バイアス印加部110は、二次転写ローラ33に付着した調整用トナー像の単位質量当たりの帯電極性が、感光体ドラム40に担持されている調整用トナー像の単位質量当たりの帯電極性と同極性となるように、二次転写ローラ33に逆バイアスを印加することが好ましい。
また、バイアスの切り替えにはディレータイムが発生するとともに、バイアスの切り替えによりノイズが発生する。そこで、少なくとも調整用トナー像が転写ニップ領域R2を通過する間、二次転写ローラ33に逆バイアスが印加されているように、二次転写ローラ33は、二次転写ローラ33に逆バイアスを印加する。
本発明者は、画像調整モードにおける、懸架ローラ37に対する二次転写ローラ33の電気勾配に対する、転写ベルト31から二次転写ローラ33へのトナーの転移量、用紙Pの裏面汚れ、及び二次転写ローラ33上のトナー帯電量と、の関係を計測した。計測結果を図4に示す。図4の(a)は、懸架ローラ37に対する二次転写ローラ33の電気勾配と、転写ベルト31から二次転写ローラ33へのトナーの転移量との関係を示している。図4の(b)は、懸架ローラ37に対する二次転写ローラ33の電気勾配と、用紙Pの裏面汚れとの関係を示している。図4の(c)は、懸架ローラ37に対する二次転写ローラ33の電気勾配と、二次転写ローラ33上のトナー帯電量との関係を示している。図4の(b)では、X−Rite社の濃度計SpectroEYEを用いて、画像調整モードの終了後に転写ニップ領域R2を通した用紙Pの裏面の画像濃度を計測し、その計測結果を裏面汚れとした。そして、官能評価の結果から、0.005の画像濃度を、裏面汚れの閾値T1とした。つまり、裏面濃度が0.005以下であれば、用紙Pの裏面汚れは発生しないものとした。
図4の(a)及び(b)に示すように、画像調整モードにおいて、二次転写ローラ33に逆バイアスを印加すると、トナーの転移量が減っていき、印加する逆バイアスが−100[V]を超えると、トナーの転移量が大幅に減った。しかしながら、逆バイアスが−500[V]を超えると、剥離放電の影響による逆チャージ、又は、逆極性トナーの転移量が増大することにより、トナーの転移量が増大した。なお、トナーが正極に帯電される場合も、極性が変わるだけで、上記と実質的に同じ結果となる。
そこで、画像調整モードにおいてバイアス印加部110が二次転写ローラ33に印加する逆バイアスの絶対値は、500[V]以下とすることが好ましく、100[V]以上とすることが更に好ましい。なお、通常、通常モードにおいてバイアス印加部110が二次転写ローラ33に印加する転写バイアスの絶対値は1000[V]程度である。そこで、画像調整モードにおいてバイアス印加部110が二次転写ローラ33に印加する逆バイアスの絶対値は、通常モードにおいてバイアス印加部110が二次転写ローラ33に印加する転写バイアスの絶対値の1/2以下としてもよい。
感光体ドラム40に担持されている調整用トナー像の単位質量当たりの帯電量をQとし、二次転写ローラ33に付着した調整用トナー像の単位質量当たりの帯電量をqとする。この場合、図4の(c)に示すように、帯電量Qが帯電量qの1/10未満になると、二次転写ローラ33に付着したトナーの極性が逆転した。そこで、画像調整モードでは、バイアス印加部110は、q≧(1/10)×Qの関係を満たすように、二次転写ローラ33に逆バイアスを印加することが好ましい。
[クリーニングモード]
クリーニングモードは、通常モード及び画像調整モードとは異なるタイミングで、転写装置30をクリーニングするモードである。
図3に示すように、クリーニングモードは、複数の用紙Pにトナー像を連続して転写する連続走行が終了した後の任意のタイミングに実行される。クリーニングモードでは、バイアス印加部110は、二次転写ローラ33に正負のバイアスを交互に印加する。これにより、バーブラシ100に付着したトナーを二次転写ローラ33に戻してクリーニングすることができる。
[バーブラシ]
図5及び図6に示すように、バーブラシ100は、二次転写ローラ33に対する相対位置が固定された基台部101と、基台部101に植毛されて二次転写ローラ33に圧接される複数のブラシ毛102と、を備える。複数のブラシ毛102の先端面103は、二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されている。二次転写ローラ33の表面に沿うとは、直線状ではなく、二次転写ローラ33の表面のように湾曲していることを意味する。このため、二次転写ローラ33の表面に沿うとは、二次転写ローラ33の表面形状に対して多少ずれた曲面状も含む意味である。
基台部101は、可撓性を有する素材により平板状又はシート状に形成されている。複数のブラシ毛102は、それぞれ基台部101に対して略垂直に植毛されている。基台部101に植毛される複数のブラシ毛102の毛長は、略同じであることが好ましい。ここで、ブラシ毛102の毛長とは、基台部101から突出する部分の長さをいう。また、複数のブラシ毛102の毛長が略同じであるとは、実質的に同じであって、製造誤差及び公差を許容する意味である。そして、基台部101は、二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に曲げられている。つまり、画像形成装置1のフレーム(不図示)には、基台部101が固定される固定部材104が固定されており、固定部材104における基台部101の固定面105が、二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されている。これにより、複数のブラシ毛102の先端面103が、二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されている。
上述したように、バーブラシ100の製造誤差、公差等により、複数のブラシ毛102の毛長が異なる場合がある。このような場合は、バーブラシ100の製造誤差、公差等を考慮した複数のブラシ毛102の実質的な先端面を、複数のブラシ毛102の先端面103とする。
二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の最大食い込み量と最小食い込み量との差は、1.0mm以下であることが好ましい。図6に示すように、バーブラシ100が二次転写ローラ33に押圧されると、複数のブラシ毛102の先端部が二次転写ローラ33に押し付けられて撓む。そこで、図7に示すように、二次転写ローラ33が無い場合に、二次転写ローラ33の表面位置を示す仮想線αに対してブラシ毛102が食い込む量(仮想線αよりも内側に入り込む長さ)を、二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量nという。
本発明者は、二次転写ローラ33の周方向における複数のブラシ毛102の先端面103の長さと、画像調整モードにおける用紙Pの裏面汚れと、ブラシ毛102の食い込み量nと、の関係を計測した。具体的には、二次転写ローラ33の周方向における複数のブラシ毛102の先端面103の長さが、5mm、10mm、15mm、及び20mmのバーブラシ100を用意した。そして、各バーブラシ100におけるブラシ毛102の食い込み量nを0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、及び2.5mmに変えて、用紙Pの裏面汚れを計測した。二次転写ローラ33の周方向における複数のブラシ毛102の先端面103の長さは、複数のブラシ毛102の根元部の長さ、つまり、基台部101に植毛されている複数のブラシ毛102の植毛領域における長さと同じである。用裏面汚れは、図4に示す裏面汚れと同義である。計測結果を図8に示す。
図8に示すように、二次転写ローラ33の周方向における複数のブラシ毛102の先端面103の長さが5mmである場合は、食い込み量nを大きくすることで、裏面汚れを閾値T1以下に抑えることができたが、食い込み量nが小さいと、裏面汚れを閾値T1以下に抑えることができなかった。これに対し、この長さが10mm以上である場合は、食い込み量nに関わらず、用紙Pの裏面汚れが閾値T1を超えることがなかった。このため、二次転写ローラ33の周方向における複数のブラシ毛102の先端面103の長さは、10mm以上であることが好ましい。二次転写ローラ33の軸方向において先端面103の長さが異なる場合は、二次転写ローラ33の周方向における先端面103の長さは、二次転写ローラ33の周方向における先端面103の最大長さとなる。なお、この長さが10mm以上である場合は、二次転写ローラ33の周方向における複数のブラシ毛102の長さは、裏面汚れに殆ど影響を及ぼさなかった。
ブラシ毛102の毛長は、特に限定されないが、二次転写ローラ33の駆動トルクを抑制する観点から、2mm以上であることが好ましく、4mm以上であることが更に好ましい。また、ブラシ毛102の毛長は、ブラシ毛102にコシを持たせる観点から、10mm以下であることが好ましく、6mm以下であることが更に好ましい。
ブラシ毛102の太さは、特に限定されないが、二次転写ローラ33の駆動トルクを抑制する観点から、10[dtex]以下であることが好ましく、4[dtex]以下であることが更に好ましい。また、ブラシ毛102の太さは、ブラシ毛にコシを持たせる観点から、2[dtex]以上であることが好ましい。
ここで、ブラシ毛102の太さをD[dtex]とし、ブラシ毛102の植毛密度をWd[本/inch]とする。そして、本発明者は、ブラシ毛102の食い込み量nと、D×Wdと、二次転写ローラ33の駆動トルクと、用紙Pの裏面汚れと、の関係を計測した。具体的には、D×Wdが、250、500、750、及び900のバーブラシ100を用意した。そして、各バーブラシ100におけるブラシ毛102の食い込み量nを0.0mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、及び2.5mmに変えて、二次転写ローラ33の駆動トルク及び用紙Pの裏面汚れを計測した。閾値T2は、二次転写ローラ33の従動性不良が発生するときの駆動トルクである。つまり、二次転写ローラ33の駆動トルクが閾値T2以下であれば、二次転写ローラ33の従動性不良は発生しないものとした。具体的には、二次転写ローラ33は、転写ベルト31との面圧により従動することから、二次転写ローラ33の従動限界となる駆動トルクを、従動性不良発生の閾値T2とした。二次転写ローラ33の従動限界とは、転写ベルト31の速度に対して二次転写ローラ33の回転速度が90%以下になることをいう。裏面汚れは、図4に示す裏面汚れと同義であり、裏面汚れの閾値T1も、図4に示す閾値T1と同じである。計測結果を図9及び図10に示す。
図9に示すように、D×Wdが850以下であれば、食い込み量nを2.0mmとすることで、二次転写ローラ33の駆動トルクに影響を与えないことが分かった。図10に示すように、D×Wdが250以下又は900以上であると、食い込み量nが0.5mmである場合の裏面汚れが閾値T1を上回るが、D×Wdが300以上850以下であれば、食い込み量nに関わらず、裏面汚れが閾値T1を上回ることがなかった。このため、ブラシ毛102の太さD及び植毛密度Wdは、300≦D×Wd≦850の関係を満たすことが好ましい。
なお、実際に二次転写ローラ33に圧接されるのは、ブラシ毛102の先端部である。そこで、ブラシ毛102の先端面103における密度をWd[本/inch]とした場合に、ブラシ毛102の太さD[dtex]及びブラシ毛102の先端面103における密度をWd[本/inch]は、350≦D×Wd≦1050の関係を満たすことが好ましい。
バーブラシ100は、ブラシ毛102の撓りにより二次転写ローラ33に付着したトナーを拡散させる。そこで、ブラシ毛102の毛長をLとした場合、ブラシ毛102を十分に撓らせる観点から、食い込み量nを毛長Lの1/10以上とすることが好ましい。また、ブラシ毛が根元から折れてブラシ毛の撓りが無くなるのを防止する観点から、食い込み量nを毛長Lの1/2以下とすることが好ましい。つまり、毛長L及び食い込み量nは、L/10≦n≦L/2の関係を満たすことが好ましい。
バーブラシ100は、絶縁ブラシであってもよく、導電ブラシであってもよい。但し、バーブラシ100が導電ブラシである場合は、二次転写ローラ33印加したバイアスがバーブラシ100に流れるのを防止する観点から、二次転写ローラ33に対して電気的にフロートであることが好ましい(図2参照)。
ブラシ毛102の材料は、特に限定されないが、製造容易性の観点から、PET、ナイロン、アクリルの何れか、もしくはこれらの混合であることが好ましい。
バーブラシ100の数、配置等は、特に限定されないが、バーブラシ100は、二次転写ローラ33の軸方向において、調整用トナー像が転写ニップ領域R2を通る位置に設けられることが好ましい。例えば、上述したように、画像調整モードで、複数の調整用トナー像が、感光体ドラム40の軸方向に離間して感光体ドラム40に担持される場合は、図11及び図12に示すように、各調整用トナー像が転写ニップ領域R2を通る位置に、バーブラシ100が設けられることが好ましい。この場合、各バーブラシ100は、二次転写ローラ33の軸方向において、非連続に設けられる。
図2に示すように、二次転写ローラ33は、円筒状の芯金33aと、芯金33aの外周側に設けられた円筒状の発泡体層33bと、を備える。
発泡体層33bは、未発泡の骨格部(不図示)と、発砲した気泡(不図示)と、により構成される。ここで、二次転写ローラ33は、離形性の大きい表面を有する方が、トナーに対する化学的な付着を少なくすることができる。また、発泡体層33bにおいて、気泡が多く骨格部が少ない方が、転写ベルト31上のトナーに対する接触面積を少なくすることができる。
従って、静止摩擦係数μによって簡易的に離形性を表現すると、発泡体層33bは、二次転写ローラ33に対する静止摩擦係数μが10.6以下であり、発砲した気泡の比率が66%以上であると、用紙Pの裏面汚れを低減することができる。つまり、二次転写ローラ33の転写性を確保できる観点から、発泡体層33bの断面において、発泡体層33bの気泡の直径は、500μm以下であることが好ましい。発泡体層33bの気泡の直径とは、発泡体層33bの気泡の最大直径をいう。また、二次転写ローラ33の表面に十分な離形性を持たせることができる観点から、発泡体層33bの断面において、気温30°湿度85%の環境下における発泡体層33bの二次転写ローラ33に対する静止摩擦係数は、10.6以下であることが好ましい。
以上説明したように、本実施形態では、二次転写ローラ33にバーブラシ100が圧接されるため、二次転写ローラ33に付着したトナーは、バーブラシ100の複数のブラシ毛102により拡散される。しかも、複数のブラシ毛102の先端面103は、二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されているため、二次転写ローラ33の周方向(回転方向)におけるバーブラシ100の全域において、二次転写ローラ33にバーブラシ100を圧接させることができる。これにより、二次転写ローラ33に付着したトナーを十分に拡散させることができるため、クリーニング性能が向上する。
また、二次転写ローラ33の中間転写体及び懸架ローラに対する相対位置が固定されていても、上述したバーブラシ100を備えることで、クリーニング性能が向上する。
また、ブラシ毛102が基台部101に略垂直に植毛されているため、バーブラシ100を容易かつ低コストに製造することができる。そして、この基台部101を二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に曲げることで、複数のブラシ毛102の先端面103を、容易に二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成することができる。
また、複数のブラシ毛102の毛長が略同じである場合は、バーブラシ100を容易かつ低コストに製造することができる。
また、二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の最大食い込み量と最小食い込み量との差が1.0mm以下である場合は、バーブラシ100の製造誤差やバーブラシ100の取付誤差等を許容しつつ、二次転写ローラ33の周方向(回転方向)におけるバーブラシ100の全域において、二次転写ローラ33にバーブラシ100を略均一に圧接させることができる。
また、二次転写ローラ33の周方向における複数のブラシ毛102の先端面の長さが10mm以上である場合は、二次転写ローラ33の周方向においてバーブラシ100と二次転写ローラ33との接触幅が10mm以上となるため、バーブラシ100によるトナーの拡散効果を十分に発揮することができる。
また、バーブラシ100を絶縁ブラシとした場合は、帯電されたトナーがバーブラシ100に付着するのを抑制することができる。
また、バーブラシ100を導電ブラシとした場合は、導電ブラシであるバーブラシ100が二次転写ローラ33に対して電気的にフロートであるため、二次転写ローラ33にバイアスを印加した際に、当該バイアスがバーブラシ100に流れるのを簡易的に防止することができる。
また、ブラシ毛102の毛長が2mm以上10mm以下である場合は、二次転写ローラ33の駆動トルクを過大にすることなく、ブラシ毛102にコシを持たせることができる。
また、ブラシ毛102の太さが2[dtex]以上10[dtex]以下である場合は、二次転写ローラ33の駆動トルクを過大にすることなく、ブラシ毛102にコシを持たせることができる。
また、300≦D×Wd≦850、又は、350≦D×Wd≦1050である場合は、二次転写ローラ33の駆動トルクを過大にすることなく、バーブラシ100によりトナーを適切に拡散することができる。
また、L/10≦n≦L/2である場合は、ブラシ毛102を十分に撓らせることができるとともに、ブラシ毛102が根元から折れてブラシ毛102の撓りが無くなるのを防止することができる。
また、ブラシ毛102の材料がPET、ナイロン、アクリルの何れか、もしくはこれらの混合物である場合は、製造容易性を確保しつつ、バーブラシ100によりトナーを適切に拡散することができる。
また、調整用トナー像が転写ニップ領域R2を通る位置にバーブラシ100が設けられている場合は、効率的にクリーニングすることができる。
また、バーブラシ100が二次転写ローラ33の軸方向において非連続に設けられる場合は、感光体ドラム40に複数の調整用トナー像が離間して担持される場合に、効率的にクリーニングすることができる。
また、二次転写ローラ33において、発泡体層33bの気泡の直径が500μm以下である場合は、二次転写ローラ33の転写性を確保することができる。また、気温30°湿度85%の環境下における発泡体層33bの二次転写ローラ33に対する静止摩擦係数が10.6以下である場合は、二次転写ローラ33の表面に十分な離形性を持たせることができる。
また、画像調整モードで二次転写ローラ33に逆バイアスを印加することで、二次転写ローラ33にトナーが付着するのを効率的に抑制することができる。
また、連続走行時の用紙Pが転写ニップ領域R2を通過しないときに、二次転写ローラ33に一定の逆バイアスを印加する画像調整モードが実行されるため、転写ニップ領域R2に流れてきたトナーが二次転写ローラ33に転移するのを効果的に抑制することができる。
また、クリーニングモードでバイアス印加部110が二次転写ローラ33に正負のバイアスを交互に印加することで、バーブラシ100に付着したトナーを二次転写ローラ33に戻してクリーニングすることができる。
また、画像調整モードにおいて、絶対値が500[V]以下の逆バイアスを二次転写ローラ33に印加する場合は、逆極性に帯電されたトナーが二次転写ローラ33に転移するのを抑制することができる。
また、画像調整モードにおいて二次転写ローラ33に印加する逆バイアスの絶対値を、通常モードにおいて二次転写ローラ33に印加するバイアスの絶対値の1/2以下とする場合は、逆極性に帯電されたトナーが二次転写ローラ33に転移するのを抑制することができる。
また、少なくとも調整用トナー像が転写ニップ領域R2を通過する間に逆バイアスが印加されているようにする場合は、少なくとも調整用トナー像が転写ニップ領域R2を通過する間に、バイアスの切り替えに伴うノイズの発生によりクリーニング性能が低下するのを抑制することができる。
また、画像調整モードにおいて、二次転写ローラ33に付着した調整用トナー像の単位質量当たりの帯電極性が、感光体ドラム40に担持されている調整用トナー像の単位質量当たりの帯電極性と同極性となるように、二次転写ローラ33に逆バイアスを印加する場合は、二次転写ローラ33に付着したトナーの極性が逆転するのを抑制することができる。これにより、二次転写ローラ33に転移するトナー量が増大するのを抑制することができる。
また、q≧(1/10)×Qとする場合は、二次転写ローラ33に付着したトナーの極性が逆転するのを抑制することができる。
ここで、本実施形態の比較例及び実施例を用いて、本実施形態の効果について説明する。
[比較例1]
比較例1では、バーブラシを備えない画像形成装置を用いて、以下の実験を行った。つまり、用紙として、普通紙(80g/m)、厚紙(250g/m)、片面コート紙(250g/m)、両面コート紙(80g/m)、及び両面コート紙(マット)(210g/m)を用い、気温30°湿度85%の環境下、気温22°湿度55環境下、及び気温10°湿度10%の環境下で、画像調整モードを行った。
そして、X−Rite社の濃度計SpectroEYEを用いて、画像調整モードの終了後に転写ニップ領域を通した用紙の裏面の画像濃度を計測し、その計測結果を裏面汚れとした。また、官能評価の結果から、0.005の画像濃度を、裏面汚れの閾値T1とした。つまり、裏面濃度が0.005以下であれば、用紙の裏面汚れは発生しないものとした。計測結果を図13に示す。
図13に示すように、比較例1では、両面コート紙や高温高湿環境において、用紙の裏面汚れが発生した。
[比較例2]
比較例2では、図14に示すように、複数のブラシ毛102の先端面が平面状に形成されたバーブラシ130を備える画像形成装置を用いた。バーブラシ130は、バーブラシ100と同様に基台部101に複数のブラシ毛102が植毛されたものであるが、基台部101を固定する固定部材131の固定面132が、平面状に形成されている。バーブラシ130として、ブラシ毛102が導電性のPETで形成された導電ブラシを用いた。ブラシ毛102の太さは25[Dtex]、ブラシ毛102の植毛密度は200[kf/inch]、ブラシ毛102の毛長は5mm、二次転写ローラ33の周方向における先端面の長さは15mm、二次転写ローラ33の周方向中央部における二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量(二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の最大食い込み量)は1.5mmであった。
そして、比較例1と同条件で、画像調整モードを行い用紙の裏面汚れを計測した。計測結果を図15に示す。
図15に示すように、比較例2では、比較例1に比べて用紙の裏面汚れが改善された。しかしながら、比較例2では、複数のブラシ毛102の先端面が平面状に形成されているため、二次転写ローラ33の周方向におけるバーブラシ130の中央部は、二次転写ローラ33に食い込むため、ブラシとしての機能を果たすが、二次転写ローラ33の周方向におけるバーブラシ130の両端部は、二次転写ローラ33に殆ど食い込まないため、ブラシとしての機能を果たさない。このため、用紙や環境によるバラツキの影響を受けやすく、また、局所的にブラシ毛102が二次転写ローラ33に食い込むため、経時的なブラシ毛のへたりも課題となる。
そこで、次に、二次転写ローラ33の周方向中央部における二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量を、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、及び2.5mmとして、食い込み量と用紙の裏面汚れとの関係を、実験初期と、30万枚印字した後とで比較した。比較結果を図16に示す。
図16に示すように、実験初期では、裏面汚れは発生しなかったが、30万枚印字した後では、ブラシ毛102が最大1.00mm程度の毛倒れが発生し、全てにおいて裏面汚れが発生した。このような結果から、複数のブラシ毛102の先端面が平面状に形成されたバーブラシ130では、経時的に裏面汚れが増大するのを十分に抑制できないことが分かった。
[実施例1]
実施例1では、図2に示す画像形成装置1を用いた。つまり、バーブラシ100として、複数のブラシ毛102の先端面が二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されたものを用いた。バーブラシ100は、複数のブラシ毛102の先端面が二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されている他は、比較例2のバーブラシ100と同じ条件とした。つまり、バーブラシ100として、ブラシ毛102が導電性のPETで形成された導電ブラシを用いた。ブラシ毛102の太さは25[Dtex]、ブラシ毛102の植毛密度は200[kf/inch]、ブラシ毛102の毛長は5mm、二次転写ローラ33の周方向における先端面103の長さは15mm、二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量は1.5mmであった。
そして、比較例1と同条件で、画像調整モードを行い用紙の裏面汚れを計測した。計測結果を図17に示す。
図17に示すように、実施例1では、比較例2に比べて用紙の裏面汚れが大幅に改善された。
次に、二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量を、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、及び2.5mmのバーブラシ100として、食い込み量と用紙の裏面汚れとの関係を、実験初期と、30万枚印字した後とで比較した。比較結果を図18に示す。なお、図18では、比較例2の計測結果も重ねて示している。
図18に示すように、実施例1では、30万枚印字した後でも、裏面汚れに殆ど変化がなかった。この結果から、複数のブラシ毛102の先端面が二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されていることで、経時的に裏面汚れが増大するのを十分に抑制できることが分かった。
[第二実施形態]
第二実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であり、複数のブラシ毛の二次転写ローラに対する食い込み量が、二次転写ローラの周方向において異なることのみ、第一実施形態と相違する。このため、以下では、第一実施形態と相違する事項のみ説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。
図19及び図20に示すように、第二実施形態では、二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量nは、二次転写ローラ33の下流側よりも上流側の方が大きい。つまり、基台部101が固定される固定部材104の固定面105が、二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されている。そして、この固定面105と二次転写ローラ33との離間距離が、二次転写ローラ33の下流側よりも上流側の方が小さくなっている。これにより、二次転写ローラ33の上流側における二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量n1が、二次転写ローラ33の下流側における二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量n2よりも大きくなっている。
なお、第二実施形態でも、第一実施形態と同様に、二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の最大食い込み量と最小食い込み量との差は、1.0mm以下であることが好ましい。
二次転写ローラ33に付着したトナーは、まずバーブラシ100に突入する際にブラシ毛102に弾かれる。そこで、第二実施形態では、二次転写ローラ33に対するブラシ毛102の食い込み量nを、二次転写ローラ33の下流側よりも上流側の方を大きくすることで、ブラシ毛102の弾き力が強められることにより、下流に流れていくトナー量を減少させることができる。これにより、より効率的にトナーを拡散させることができる。
[第三実施形態]
第三実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であり、複数色のトナー像を用紙に転写するのではなく単色(黒色)のトナー像を用紙に転写する画像形成装置を用いることのみ、第一実施形態と相違する。以下では、第一実施形態と相違する事項のみ説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。
図21に示すように、第三実施形態に係る画像形成装置1Aは、現像装置20を一つのみ備える。また、一次転写ローラ、転写ベルト、及び各懸架ローラを備えておらず、二次転写ローラの代わりに転写ローラ33Aを備える。転写ローラ33Aは、現像装置20の感光体ドラム40に対する相対位置が固定されている。また、転写ローラ33Aは、現像装置20の感光体ドラム40を押圧するように設けられている。これにより、転写ローラ33Aは、感光体ドラム40との間に転写ニップ領域R2を形成する。このため、転写ローラ33Aとの間に転写ニップ領域R2が形成される像担持体は、感光体ドラム40となる。
図22に示すように、画像形成装置1Aは、第一実施形態と同じバーブラシ100と、第一実施形態のバイアス印加部110に対応するバイアス印加部110Aと、を備える。
第二実施形態におけるバーブラシ100と転写ローラ33Aとの関係は、第一実施形態におけるバーブラシ100と二次転写ローラ33との関係と同じである(図5〜図7参照)。
バイアス印加部110Aは、バイアスを印加する対象が感光体ドラム40であることを除き、第一実施形態のバイアス印加部110と同じである。このため、第二実施形態においてバイアス印加部110Aが転写ローラ33Aに印加するバイアスは、第一実施形態においてバイアス印加部110が二次転写ローラ33に印加するバイアスと同じである(図3参照)。
このように、第三実施形態に係る画像形成装置1Aでは、転写ローラ33Aにバーブラシ100が圧接されるため、転写ローラ33Aに付着したトナーは、バーブラシ100の複数のブラシ毛102により拡散される。しかも、複数のブラシ毛102の先端面103は、転写ローラ33Aの表面に沿った曲面状に形成されているため、転写ローラ33Aの周方向(回転方向)におけるバーブラシ100の全域において、転写ローラ33Aにバーブラシ100を圧接させることができる。これにより、転写ローラ33Aに付着したトナーを十分に拡散させることができるため、クリーニング性能が向上する。
また、転写ローラ33Aの感光体ドラム40に対する相対位置が固定されていても、上述したバーブラシ100を備えることで、クリーニング性能が向上する。
以上、本発明の第一側面に係る画像形成装置を、第一〜第三実施形態を用いて説明したが、本発明の第一側面に係る画像形成装置は、第一〜第三実施形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
例えば、第一〜第三実施形態では、バーブラシの具体的な構成を説明したが、バーブラシ100は、複数のブラシ毛102の先端面103が、転写ローラ(二次転写ローラ33又は転写ローラ33A)の表面に沿った曲面状に形成されていれば、如何なる構成のバーブラシであってもよい。
また、第一及び第二実施形態では、バイアス印加部110は、二次転写ローラ33にバイアスを印加するものとして説明したが、転写部を構成する二次転写ローラ33及び懸架ローラ37の何れにバイアスを印加してもよく、懸架ローラ37にバイアスを印加してもよい。この場合、バイアス印加部110が懸架ローラ37に印加するバイアスは、第一及び第二実施形態においてバイアス印加部110が二次転写ローラ33に印加するバイアスと同じである。
[第四実施形態]
以下、本発明の第二側面に係る好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る画像形成装置の概略構成は、第一実施形態と同様であるため、説明を省略する(図1参照)。なお、第一実施形態と同一又は相当する部分については、第一実施形態と同じ符号を付す。
本実施形態は、回転可能な被清掃部材と、被清掃部材に当接されることで被清掃部材を清掃するクリーニング部材と、を備える画像形成装置である。
ここで、クリーニング部材の経時的な劣化について説明する。
図23に示すように、ブラシ(ロールブラシ、バーブラシ等)、弾性を有する発泡部材、パッド状の部材等のクリーニング部材のクリーニング性能は、被清掃部材への当接力により決定されることが多い。当接力は、クリーニング部材の被清掃部材への当接量と、クリーニング部材の塑性変形と、の2つの要因により決定される。つまり、当接量が多く塑性変形が小さいほど、当接力が高く、クリーニング性能が高いといえる。クリーニング部材がブラシである場合は、ブラシ毛の毛倒れが塑性変形となる。当接量は、第一実施形態における食い込み量と実質的に同じである。つまり、被清掃部材が無い場合に、被清掃部材の表面位置を示す仮想線に対してクリーニング部材が当接する量(仮想線よりも内側に入り込む長さ)を、当接量という(図7参照)。なお、被清掃部材の周方向において当接量が変わる場合は、最大当接量となる。
クリーニング部材の塑性変形量は、当接量やクリーニング部材の使用時間が長いほど大きくなる。クリーニング部材の使用時間は、例えば、当接時間、被清掃部材の回転時間等から算出される。当接量が一定であると、使用時間の経過とともに、クリーニング部材に発生する塑性変形が大きくなって、クリーニング性能が悪化していく。つまり、図24に示すように、クリーニング部材と被清掃部材との距離を一定とし、当接量を一定に保っていると、経時的な塑性変形が発生することにより、当接力が低下する。これがクリーニング性能の悪化の要因となる。ここで、当接量が一定であるとは、クリーニング部材が固定されて、被清掃部材とクリーニング部材との相対位置が一定であることをいう。
図25に示すように、クリーニング部材が被清掃部材に当接されることにより、被清掃部材の軸上に回転トルクが発生し、当接力は、この回転トルクと相関関係がある。図25では、A〜Iの9種類のクリーニング部材について、当接量と被清掃部材軸上トルクとの関係を計測した結果を示している。A〜Iのクリーニング部材としては、ブラシを用いた。
これらの関係から、クリーニング部材により被清掃部材に負荷される回転トルクを任意値に制御することで、クリーニング部材の当接力を一定にすることができる。つまり、図26に示すように、クリーニング部材に塑性変形が発生すると、当接量を増やすことで、当接力を一定に保つことができる。これにより、経時によりクリーニング部材に塑性変形が発生した際にも、適切なクリーニング性能を維持することができる。
図27及び図28に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1Bは、回転可能な被清掃部材である二次転写ローラ33と、クリーニング部材140と、当接離間ユニット151と、動力伝達部材152と、を備える。
クリーニング部材140は、二次転写ローラ33に当接されることで二次転写ローラ33を清掃する。当接離間ユニット151は、二次転写ローラ33から伝達されるトルクにより回転する。動力伝達部材152は、当接離間ユニット151の回転に伴い移動して、二次転写ローラ33に対してクリーニング部材140を接離させる。
クリーニング部材140としては、例えば、ロールブラシ、バーブラシ、弾性を有する発泡部材、パッド状の部材等を用いることができる。ロールブラシとしては、例えば、特許文献2に記載のロールブラシを用いることができる。バーブラシとしては、例えば、第一〜第三実施形態のバーブラシ、比較例2及び実施例1のバーブラシ等を用いることができる。弾性を有する発泡部材としては、例えば、低密度ウレタンフォーム等を用いることができる。パッド状の部材とは、対向物に対して面状に押圧されてクリーニングを行う部材をいい、パッド状の部材としては、例えば、ポロン等の高密度ウレタンフォーム、シリコンゴム、エピクロヒドリンゴムなどを用いることができる。
図29に示すように、当接離間ユニット151は、遠心クラッチ154と、回転出力部155と、トルクリミッタ156と、を備える。
遠心クラッチ154は、二次転写ローラ33から伝達されるトルクを伝達又は当該トルクの伝達を遮断する部材である。遠心クラッチ154は、二次転写ローラ33の回転軸線上に設けられており、二次転写ローラ33の回転軸からトルクが伝達される。そして、遠心クラッチ154は、所定の遠心力が働くと、クラッチが係合して当該トルクをトルクリミッタ156に伝達する。一方、遠心クラッチ154は、所定の遠心力が働かなくなると、クラッチの係合が解除されて、当該トルクのトルクリミッタ156への伝達を遮断する。
図29〜図31に示すように、遠心クラッチ154は、クラッチ入力部157と、クラッチ出力部158と、3枚の揺動部159と、を備える。
クラッチ入力部157は、二次転写ローラ33の回転軸に対して回転不能に嵌合されている。クラッチ出力部158は、回転出力部155に対して回転不能に嵌合されている。揺動部159は、遠心力が働くことで、クラッチ入力部157のトルクをクラッチ出力部158に伝達する。クラッチ入力部157には、回転軸線からずれた位置に、当該回転軸線と平行な方向に延びる3本のボス160が形成されている。クラッチ出力部158には、揺動部159を係止するための凹部161が形成されている。揺動部159の一方端部には、ボス160が挿入される穴162が形成されている。揺動部159の他方端部には、半径方向内側から凹部161に入り込んで凹部161に係止される凸部163が形成されている。そして、クラッチ入力部157が回転することにより揺動部159に所定の遠心力が働くと、揺動部159はボス160を軸として揺動し、凸部163が半径方向外側に移動して凹部161に入り込む。これにより、凹部161に凸部163が係止されて、クラッチ入力部157のトルクがクラッチ出力部158に伝達される。
また、クラッチ出力部158には、3本の弾性部材164が取り付けられている。弾性部材164は、弾性力により、凹部161に入り込んだ凸部163を凹部161から押し出すための部材である。弾性部材164としては、特に限定されるものではないが、例えば、半径方向外側から半径方向内側に向けて、凹部161の外側から凹部161の内部まで延びる板ばねとすることができる。
そして、遠心クラッチ154は、二次転写ローラ33が正転すると、クラッチを係合させて、二次転写ローラ33から伝達されるトルクを回転出力部155に伝達する。クラッチを係合させるとは、凹部161に凸部163を入り込ませて、凸部163を凹部161に係止させることをいう。正転とは、通常の運転動作を行う場合の二次転写ローラ33の回転をいう。一方、遠心クラッチ154は、二次転写ローラ33が停止または反転すると、クラッチの係合を解除して、二次転写ローラ33から伝達されるトルクが回転出力部155に伝達されるのを遮断する。クラッチの係合を解除するとは、弾性部材164により凹部161から凸部を押し出して、凸部163と凹部161との係止状態を解除することをいう。なお、遠心クラッチ154は、上記のものに限定されるものではなく、公知の様々な遠心クラッチを用いてもよい。遠心クラッチ154は、例えば、二次転写ローラ33が反転することにより、クラッチ入力部157からクラッチ出力部158へのトルクの伝達を遮断するものであってもよい。
回転出力部155は、クラッチ出力部158に回転不能に嵌合されおり、クラッチ出力部158と一体的に回転する。回転出力部155は、遠心クラッチ154の一部及びトルクリミッタ156の外周を覆うハウジングでもある。そして、回転出力部155は、回転することにより動力伝達部材152を移動させる。なお、回転出力部155の回転と動力伝達部材152の移動との関係は、後述する。
トルクリミッタ156は、遠心クラッチ154のクラッチ出力部158から回転出力部155に伝達されるトルクを制限する部材である。トルクリミッタ156には、制限するトルクが閾値として設定されている。なお、この閾値は、適宜変更することが可能となっている。そして、トルクリミッタ156は、遠心クラッチ154のクラッチ出力部158から回転出力部155にトルクを伝達するとともに、このトルクが閾値を超えると空転することにより閾値のトルクを伝達する。トルクリミッタ156としては、公知の様々なトルクリミッタを用いることができる。
動力伝達部材152は、揺動軸165により揺動可能に軸支されている。揺動軸165は、二次転写ローラ33から離れた位置で、二次転写ローラ33の回転軸と平行に配置されている。動力伝達部材152は、アーム状に延びている。そして、動力伝達部材152の一方側端部が、揺動軸165に軸支されており、動力伝達部材152の他方側端部が、クリーニング部材140を保持している。クリーニング部材140は、動力伝達部材152の二次転写ローラ33側の面に保持されている。このため、動力伝達部材152は、揺動軸165を中心として揺動することで、クリーニング部材140を二次転写ローラ33に対して離接する方向に移動する。
動力伝達部材152には、連結部材166と、弾性部材167と、が接続されている。
連結部材166は、回転出力部155と動力伝達部材152とを連結する。連結部材166は、伸縮不能な部材であり、回転出力部155の外周面に掛け渡されている。具体的には、連結部材166は、回転出力部155が正転すると、クリーニング部材140が二次転写ローラ33に近接するように、回転出力部155に掛け渡されている。回転出力部155としては、特に限定されないが、例えば、薄い平板状の部材、金属ワイヤ等を用いることができる。図面では、回転出力部155として薄い平板状の部材を用いている。
弾性部材167は、弾性力により、動力伝達部材152を、二次転写ローラ33からクリーニング部材140を離間させる方向に押す。つまり、弾性部材167は、動力伝達部材152を押すことで、遠心クラッチ154の係合が解除された際に、クリーニング部材140を二次転写ローラ33から離間させる。弾性部材167としては、弾性を有すれば特に限定されないが、例えば、コイルばね、板ばね等の伸縮性を有する部材、スポンジ等の弾性素材からなる部材などを用いることができる。また、弾性部材167は、縮む方向の力が働く場合は、動力伝達部材152の二次転写ローラ33側に配置することができ、伸びる方向の力が働く場合は、動力伝達部材152の二次転写ローラ33とは反対側に配置することができる。図面では、弾性部材167として縮む方向の力が働くコイルばねが用いられており、この弾性部材167が、動力伝達部材152の二次転写ローラ33とは反対側に配置されている。
次に、画像形成装置1Bの動作について説明する。
二次転写ローラ33が回転(正転)すると、二次転写ローラ33の回転軸から遠心クラッチ154のクラッチ入力部157にトルクが伝達される。これにより揺動部159に遠心力が働き、クラッチ入力部157のトルクがクラッチ出力部158に伝達される。そして、クラッチ出力部158に伝達されたトルクは、トルクリミッタ156を介して回転出力部155に伝達される。このとき、トルクリミッタ156により、回転出力部155に伝達されるトルクの上限が、トルクリミッタ156の閾値に制限される。回転出力部155が回転すると、連結部材166が動力伝達部材152を引っ張ることで、動力伝達部材152が揺動軸165を中心として揺動する。これにより、動力伝達部材152に保持されたクリーニング部材140が二次転写ローラ33に圧接されて、二次転写ローラ33がクリーニング部材140によりクリーニングされる。なお、二次転写ローラ33が回転し続けても、トルクリミッタ156により回転出力部155に伝達されるトルクの上限が制限されるため、二次転写ローラ33に対するクリーニング部材140の圧接力が一定に保持される。
その後、二次転写ローラ33が停止又は反転すると、揺動部159に遠心力が働かなくなる。すると、弾性部材164により凹部161に入り込んだ凸部163が凹部161から押し出されることで、クラッチ入力部157のトルクがクラッチ出力部158に伝達されなくなる。そして、弾性部材167の弾性力により、動力伝達部材152が揺動軸165を中心として揺動する。これにより、二次転写ローラ33に圧接されていたクリーニング部材140が、二次転写ローラ33から離れる。
以上説明したように、本実施形態では、二次転写ローラ33から当接離間ユニット151にトルクが伝達されると、動力伝達部材152は、当接離間ユニット151の回転に伴い移動して、二次転写ローラ33に対してクリーニング部材140を接離させる。つまり、二次転写ローラ33の回転に伴い、クリーニング部材140が二次転写ローラ33に対して当接又は接離する。このため、クリーニング部材140が常に二次転写ローラ33に当接されている場合に比べて、クリーニング部材140の塑性変形を抑制することができる。これにより、クリーニング部材140の経時的な劣化によるクリーニング性能の低下を抑制することができる。
また、二次転写ローラ33から当接離間ユニット151にトルクが伝達されると、遠心クラッチ154に遠心力が働き、遠心クラッチ154が係合される。そして、遠心クラッチ154から回転出力部155にトルクが伝達されることで、回転出力部155が回転し始める。これに伴い、動力伝達部材152が移動することで、クリーニング部材140が二次転写ローラ33に当接するとともに、二次転写ローラ33に対するクリーニング部材140の押圧力(当接力)が徐々に大きくなっていく。そして、所定の押圧力に到達すると、トルクリミッタ156が空転し始める。これにより、二次転写ローラ33が回転を継続しても、クリーニング部材140が過度に二次転写ローラ33に押圧されることなく、所定の押圧力を維持することができる。しかも、クリーニング部材140が経時的に劣化して塑性変形したとしても、二次転写ローラ33に対するクリーニング部材140の押圧力(トルク)を一定に維持することができるため、常に適切な押圧力で二次転写ローラ33にクリーニング部材140を押し付けることができる。一方、二次転写ローラ33から当接離間ユニット151に伝達されるトルクが無くなるか、又は小さくなると、遠心クラッチ154に遠心力が働くなり、遠心クラッチ154の係合が解除される。これにより、二次転写ローラ33に対するクリーニング部材140の押圧が解除されるため、クリーニング部材140の経時劣化が抑制される。
また、遠心クラッチ154が二次転写ローラ33の回転軸線上に設けられているため、遠心クラッチ154を簡易な構造で実現することができる。
また、二次転写ローラ33が正転すると、遠心クラッチ154がクラッチを係合させてトルクを伝達するため、二次転写ローラ33が正転する際に、クリーニング部材140で二次転写ローラ33をクリーニングすることができる。一方、二次転写ローラ33が停止または反転すると、遠心クラッチ154がクラッチの係合を解除してトルクの伝達を遮断するため、二次転写ローラ33に対するクリーニング部材140の押圧が解除される。これにより、二次転写ローラ33が正転していないときのクリーニング部材140の経時劣化が抑制される。
また、動力伝達部材152が揺動可能に軸支されているため、動力伝達部材152を揺動させることで、二次転写ローラ33に対してクリーニング部材140を適切に接離させることができる。
また、回転出力部155に掛け渡された連結部材166が回転出力部155と動力伝達部材152とに連結されているため、回転出力部155が回転することにより、動力伝達部材152を回転出力部155に対して接離する方向に揺動させることができる。
また、弾性部材167により、動力伝達部材152が、二次転写ローラ33からクリーニング部材140を離間させる方向に押されるため、遠心クラッチ154の係合が解除された際に、二次転写ローラ33からクリーニング部材140を確実に離間させることができる。
また、クリーニング部材140が動力伝達部材152に固定されているため、クリーニング部材140を確実に二次転写ローラ33に当接させることができる。
[第五実施形態]
第五実施形態は、基本的に第四実施形態と同様であり、動力伝達部材の構成のみ、第四実施形態と相違する。このため、以下では、第四実施形態と相違する事項のみ説明し、第四実施形態と同様の事項の説明を省略する。
図32に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1Cは、回転可能な被清掃部材である二次転写ローラ33と、クリーニング部材140と、当接離間ユニット171と、動力伝達部材172と、を備える。
図33に示すように、当接離間ユニット171は、遠心クラッチ154と、回転出力部175と、トルクリミッタ156と、を備える。
回転出力部175は、第四実施形態の回転出力部155に対応する部材である。回転出力部175は、クラッチ出力部158に回転不能に嵌合されおり、クラッチ出力部158と一体的に回転する。回転出力部175は、トルクリミッタ156の外周を覆うハウジングでもある。そして、回転出力部175は、回転することにより動力伝達部材172を移動させる。なお、回転出力部175の回転と動力伝達部材172の移動との関係は、後述する。
動力伝達部材172は、第四実施形態の動力伝達部材152に対応する部材である。動力伝達部材172は、二次転写ローラ33に対するクリーニング部材140の接離方向D1(図34,35参照)に移動可能に設けられている。
図32〜図35に示すように、動力伝達部材172は、係合部172Aと、保持部172Bと、を備える。係合部172Aは、回転出力部175に係合される部位であり、回転出力部175(二次転写ローラ33)の半径方向に延びている。保持部172Bは、クリーニング部材140を保持する部位である。保持部172Bは、二次転写ローラ33から離間しており、係合部172Aの一方端部から、二次転写ローラ33の全域に亘って二次転写ローラ33の回転軸と平行に配置されている。クリーニング部材140は、保持部172Bの二次転写ローラ33側の面に保持されている。
そして、回転出力部155及び動力伝達部材172は、回転出力部155の回転を動力伝達部材172の接離方向D1への移動に変換するカム180を有する。カム180は、回転出力部175の端面に形成された第一凸部181及び第二凸部182と、係合部172Aの他方端部に形成された長穴183及びカム壁184と、を備える。
第一凸部181は、回転出力部175の端面の中央に位置する。第二凸部182は、回転出力部175の端面の中央からずれた位置に位置する。このため、回転出力部175が回転すると、第一凸部181はその場で回転し(自転し)、第二凸部182は第一凸部181の周りを回転する。
長穴183は、第一凸部181が挿入される穴であり、回転出力部155(二次転写ローラ33)の半径方向に延びている。このため、動力伝達部材172は、長穴183の長手方向に移動可能となる。カム壁184は、長穴183を囲む円弧状に形成されて、その内周面で第二凸部182を係止する壁である。
そして、このカム180では、回転出力部175が回転することにより第二凸部182が第一凸部181に対するクリーニング部材140の反対側に移動すると、第二凸部182がカム壁184を押すことで、クリーニング部材140が二次転写ローラ33に近接する方向に動力伝達部材172が移動する。
係合部172Aには、弾性部材185が接続されている。弾性部材185は、弾性力により、係合部172A(動力伝達部材172)を、二次転写ローラ33からクリーニング部材140を離間させる方向に押す。つまり、弾性部材185は、係合部172Aを押すことで、遠心クラッチ154の係合が解除された際に、保持部172Bに保持されたクリーニング部材140を二次転写ローラ33から離間させる。弾性部材185としては、例えば、第四実施形態の弾性部材167と同じものを用いることができる。また、弾性部材185は、縮む方向の力が働く場合は、動力伝達部材172の二次転写ローラ33側に配置することができ、伸びる方向の力が働く場合は、動力伝達部材172の二次転写ローラ33とは反対側に配置することができる。図面では、縮む方向の力が働くイルばねが弾性部材185として用いられており、この弾性部材185が、動力伝達部材172の二次転写ローラ33とは反対側に配置されている。
次に、画像形成装置1Cの動作について説明する。
二次転写ローラ33が回転(正転)して回転出力部155が回転すると、第二凸部182がカム壁184を押すことで、係合部172Aが長穴183の延在方向に移動する。これにより、保持部172Bに保持されたクリーニング部材140が二次転写ローラ33に圧接されて、二次転写ローラ33がクリーニング部材140によりクリーニングされる。
その後、二次転写ローラ33が停止又は反転して遠心クラッチ154が解除されると、弾性部材185の弾性力により、動力伝達部材172が長穴183の延在方向に移動する。これにより、二次転写ローラ33に圧接されていたクリーニング部材140が、二次転写ローラ33から離れる。
以上説明したように、本実施形態では、回転出力部155が回転することにより、動力伝達部材172が二次転写ローラ33に対するクリーニング部材140の接離方向D1に移動するため、被清掃部材に対してクリーニング部材を適切に接離させることができる。
以上、本発明の第二側面に係る画像形成装置を、第四及び第五実施形態を用いて説明したが、本発明の第二側面に係る画像形成装置は、第四及び第五実施形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
例えば、第四及び第五実施形態では、画像形成装置の基本構成は、第一実施形態と同様であるものとして説明したが、第三実施形態(図21参照)と同様であってもよい。この場合、第四及び第五実施形態において、二次転写ローラ33と記載した箇所は、転写ローラ33Aとなる。
また、第四及び第五実施形態では、被清掃部材として二次転写ローラ33を用いて説明したが、被清掃部材は、特に限定されるものではなく、例えば、感光体ドラム40、第三実施形態の転写ローラ33A等としてもよい。
また、第五実施形態では、カムの具体的な構成について説明したが、カムは、回転出力部の回転を動力伝達部の接離方向への移動に変換するものであれば、如何なる構成のものを採用してもよい。
[第六実施形態]
以下、本発明の第三側面に係る好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態に係る画像形成装置の概略構成は、第一実施形態と同様であるため、説明を省略する(図1参照)。なお、第一実施形態と同一又は相当する部分については、第一実施形態と同じ符号を付す。
本実施形態は、回転可能な被清掃部材と、被清掃部材に当接されることで被清掃部材を清掃するクリーニング部材と、を備える画像形成装置である。
図36及び図37に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1Dは、回転可能な被清掃部材である二次転写ローラ33と、クリーニング部材201と、保持部材202と、第一弾性部材203と、を備える。
クリーニング部材201は、二次転写ローラ33に当接されることで二次転写ローラ33を清掃する。クリーニング部材201としては、例えば、ロールブラシ、バーブラシ、弾性を有する発泡部材、パッド状の部材等を用いることができる。
保持部材202は、二次転写ローラ33からクリーニング部材201が離間しない範囲でクリーニング部材201を移動可能に保持する。保持部材202は、回転軸204により回転可能に軸支されている。回転軸204は、二次転写ローラ33の回転軸と平行に配置されている。このため、二次転写ローラ33が回転すると、二次転写ローラ33とクリーニング部材201との摩擦力により、保持部材202及びクリーニング部材201も回転(回転移動)する。ここで、二次転写ローラ33の正転によりクリーニング部材が回転(回転移動)する方向を正転移動方向Fといい、正転移動方向Fの反対方向であって、二次転写ローラ33の反転によりクリーニング部材が回転(回転移動)する方向を反転移動方向Rという。
また、保持部材202は、移動規制部(不図示)により、反転移動方向Rへの移動が規制されている。移動規制部としては、特に限定されないが、例えば、保持部材202が反転移動方向Rに所定角度回転した際に、反転移動方向R側から保持部材202に当接されるストッパー等とすることができる。
第一弾性部材203は、弾性力により、クリーニング部材201を、反転移動方向Rに押す。第一弾性部材203は、画像形成装置1Dのフレームと保持部材202とに接続されており、保持部材202を介してクリーニング部材201を押す。ここで、二次転写ローラ33が正転した際に二次転写ローラ33とクリーニング部材201との間に生じる摩擦力を、正転摩擦力という。第一弾性部材203の弾性力は、正転摩擦力と釣り合うように調整されている。第一弾性部材203としては、弾性を有すれば特に限定されないが、例えば、コイルばね、板ばね等の伸縮性を有する部材、スポンジ等の弾性素材からなる部材などを用いることができる。また、第一弾性部材203は、縮む方向の力が働く場合は、保持部材202の反転移動方向R側に配置することができ、伸びる方向の力が働く場合は、保持部材202の正転移動方向F側に配置することができる。図面では、第一弾性部材203として縮む方向に力が働くコイルばねが用いられており、この第一弾性部材203が、保持部材202の反転移動方向R側に配置されている。
次に、画像形成装置1Dの動作について説明する。
二次転写ローラ33が正転すると、二次転写ローラ33とクリーニング部材201との間に正転摩擦力が発生する。これにより、保持部材202は、二次転写ローラ33に従動して、回転軸204を中心に正転移動方向Fに回転する。そして、保持部材202及びクリーニング部材201は、第一弾性部材203の弾性力と正転摩擦力とが釣り合う位置で停止する。これにより、クリーニング部材201により二次転写ローラ33がクリーニングされる。
その後、二次転写ローラ33が停止又は反転すると、第一弾性部材203の弾性力と、二次転写ローラ33とクリーニング部材201との間に生じる摩擦力と、の釣り合いが崩れる。これにより、保持部材202及びクリーニング部材201は、回転軸204を中心に反転移動方向Rに回転する。そして、移動規制部により、保持部材202及びクリーニング部材201の反転移動方向Rへの回転が停止する。これにより、クリーニング部材201は、二次転写ローラ33が正転した際に二次転写ローラ33に当接された位置とは異なる位置で、二次転写ローラ33に当接される。
以上説明したように、本実施形態では、クリーニング部材201が、保持部材202により、二次転写ローラ33から離間しない範囲で移動可能に保持されるため、二次転写ローラ33が回転すると、クリーニング部材201は、二次転写ローラ33に従動して、二次転写ローラ33に当接される位置が変わる。このため、クリーニング部材201が固定されている場合に比べて、クリーニング部材201の塑性変形を抑制することができる。これにより、クリーニング部材201の経時的な劣化によるクリーニング性能の低下を抑制することができる。
また、二次転写ローラ33が回転すると、クリーニング部材201は、正転移動方向Fに移動する。そして、クリーニング部材201は、第一弾性部材203により反転移動方向Rに押されるため、二次転写ローラ33が停止又は反転すると、クリーニング部材201は、反転移動方向Rに移動する。これにより、二次転写ローラ33が正転する場合と正転しない場合とで、クリーニング部材201の二次転写ローラ33と当接される位置を変えることができる。
また、二次転写ローラ33が正転している際は、クリーニング部材201の二次転写ローラ33と当接される位置が、第一弾性部材203の弾性力と正転摩擦力とが釣り合う位置となる。そして、クリーニング部材201が経時的な劣化により塑性変形しても、上記の弾性力と正転摩擦力との釣り合いは変わらないため、正転している二次転写ローラ33に対するクリーニング部材201の当接位置を、常に、塑性変形していない位置、又は塑性変形の少ない位置とすることができる。つまり、クリーニング部材201の塑性変形に伴い、クリーニング部材201の二次転写ローラ33に対する当接位置を移動させることができる。これにより、クリーニング部材201の経時的な劣化によるクリーニング性能の低下を更に抑制することができる。
また、保持部材202が回転可能に軸支されているため、容易にクリーニング部材201を移動させることができる。
[第七実施形態]
第七実施形態は、基本的に第六実施形態と同様であり、クリーニング部材を移動させる構成のみ、第六実施形態と相違する。このため、以下では、第六実施形態と相違する事項のみ説明し、第六実施形態と同様の事項の説明を省略する。
図38及び図39に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1Eは、回転可能な被清掃部材である二次転写ローラ33と、クリーニング部材201と、保持部材212と、第一弾性部材213と、第二弾性部材214と、を備える。
保持部材212は、二次転写ローラ33からクリーニング部材201が離間しない範囲でクリーニング部材201を移動可能に保持する。保持部材212は、第一弾性部材213及び第二弾性部材214により張設されている。そして、保持部材212は、第一弾性部材213及び第二弾性部材214が伸縮することで、移動することが可能となっている。このため、二次転写ローラ33が回転すると、二次転写ローラ33とクリーニング部材201との摩擦力により、保持部材212及びクリーニング部材201も移動する。ここで、二次転写ローラ33の正転によりクリーニング部材201が移動する方向を正転移動方向Fといい、正転移動方向Fの反対方向であって、二次転写ローラ33の反転によりクリーニング部材201が移動する方向を反転移動方向Rという。
第一弾性部材213は、弾性力により、クリーニング部材201を、反転移動方向Rに押す。つまり、第一弾性部材213は、画像形成装置1Eのフレームと保持部材212の反転移動方向R側の端部とに接続されており、保持部材212を介してクリーニング部材201を反転移動方向Rに押す。
第二弾性部材214は、弾性力により、クリーニング部材201を、正転移動方向Fに押す。つまり、第二弾性部材214は、画像形成装置1Eのフレームと保持部材212の正転移動方向F側の端部とに接続されており、保持部材212を介してクリーニング部材201を正転移動方向Fに押す。
第一弾性部材213及び第二弾性部材214の弾性力は、第一弾性部材213の弾性力と第二弾性部材214の弾性力との差分が、二次転写ローラ33が正転した際に二次転写ローラ33とクリーニング部材201との間に生じる正転摩擦力と釣り合うように調整されている。第一弾性部材213及び第二弾性部材214としては、弾性を有すれば特に限定されないが、例えば、コイルばね、板ばね等の伸縮性を有する部材、スポンジ等の弾性素材からなる部材などを用いることができる。
次に、画像形成装置1Eの動作について説明する。
二次転写ローラ33が正転すると、二次転写ローラ33とクリーニング部材201との間に正転摩擦力が発生する。これにより、保持部材212及びクリーニング部材201は、二次転写ローラ33に従動して正転移動方向Fに回転する。そして、保持部材212及びクリーニング部材201は、第一弾性部材213の弾性力と第二弾性部材214の弾性力との差分と正転摩擦力とが釣り合う位置で停止する。これにより、クリーニング部材201により二次転写ローラ33がクリーニングされる。
その後、二次転写ローラ33が停止又は反転すると、第一弾性部材213の弾性力と第二弾性部材214の弾性力との差分と、二次転写ローラ33とクリーニング部材201との間に生じる摩擦力と、の釣り合いが崩れる。そして、第一弾性部材213の弾性力と第二弾性部材214の弾性力とが釣り合う位置で、保持部材212及びクリーニング部材201の反転移動方向Rへの移動が停止する。これにより、クリーニング部材201は、二次転写ローラ33が正転した際に二次転写ローラ33に当接された位置とは異なる位置で、二次転写ローラ33に当接される。
以上説明したように、本実施形態でも、二次転写ローラ33の回転に伴いクリーニング部材201が移動するため、第六実施形態と同様の効果を奏することができる。
[第八実施形態]
第八実施形態は、基本的に第六実施形態と同様であり、クリーニング部材を移動させる構成のみ、第六実施形態と相違する。このため、以下では、第六実施形態と相違する事項のみ説明し、第六実施形態と同様の事項の説明を省略する。
図40及び図41に示すように、本実施形態に係る画像形成装置1Fは、回転可能な被清掃部材である二次転写ローラ33と、クリーニング部材221と、保持部材222と、保持プレート223と、第一弾性部材224と、を備える。
クリーニング部材221は、基本的に第六実施形態のクリーニング部材201と同様であるが、二次転写ローラ33側の先端面が、二次転写ローラ33の表面に沿った曲面状に形成されている。
保持部材222は、二次転写ローラ33からクリーニング部材221が離間しない範囲でクリーニング部材221を移動可能に保持する。保持部材222には、保持プレート223により移動可能に保持されるための複数の突起225が形成されている。
保持プレート223は、保持部材222を移動可能に保持する部材であり、画像形成装置1Fのフレーム(不図示)に固定されている。保持プレート223には、複数のガイド穴226が形成されている。複数のガイド穴226は、互いに平行となるように延びており、複数のガイド穴226に、複数の突起225がそれぞれ挿入されている。
このように、複数の突起225が複数のガイド穴226に挿入されることで、保持プレート223及びクリーニング部材221は、保持プレート223に移動可能に保持された状態となる。そして、二次転写ローラ33が回転すると、二次転写ローラ33とクリーニング部材221との摩擦力により、保持部材222及びクリーニング部材221も、ガイド穴226に沿って移動する。このため、ガイド穴226は、クリーニング部材221の移動経路となるガイドとして機能する。
ここで、二次転写ローラ33の正転によりクリーニング部材221が移動する方向を正転移動方向Fといい、正転移動方向Fの反対方向であって、二次転写ローラ33の反転によりクリーニング部材221が移動する方向を反転移動方向Rという。そして、ガイド穴226は、正転移動方向Fに向かって二次転写ローラ33に近づく方向に延びている。なお、ガイド穴226は、その両端縁により、保持部材202の正転移動方向F及び反転移動方向Rへの移動を規制する。このため、ガイド穴226は、保持部材202の正転移動方向F及び反転移動方向Rへの移動を規制する移動規制部としても機能する。
第一弾性部材224は、弾性力により、クリーニング部材221を、反転移動方向Rに押す。第一弾性部材224は、画像形成装置1Fのフレームと保持部材222とに接続されており、保持部材222を介してクリーニング部材221を押す。第一弾性部材224の弾性力は、二次転写ローラ33が正転した際に二次転写ローラ33とクリーニング部材221との間に生じる正転摩擦力と釣り合うように調整されている。第一弾性部材224としては、弾性を有すれば特に限定されないが、例えば、コイルばね、板ばね等の伸縮性を有する部材、スポンジ等の弾性素材からなる部材などを用いることができる。また、第一弾性部材224は、縮む方向の力が働く場合は、保持部材222の反転移動方向R側に配置することができ、伸びる方向の力が働く場合は、保持部材222の正転移動方向F側に配置することができる。図面では、第一弾性部材224として縮む方向の力が働くコイルばねが用いられており、この第一弾性部材224が、保持部材222の反転移動方向R側に配置されている。
次に、画像形成装置1Fの動作について説明する。
二次転写ローラ33が正転すると、二次転写ローラ33とクリーニング部材221との間に正転摩擦力が発生する。これにより、保持部材222は、二次転写ローラ33に従動して、ガイド穴226に沿って正転移動方向Fに移動する。そして、保持部材222及びクリーニング部材221は、第一弾性部材224の弾性力と正転摩擦力とが釣り合う位置で停止する。これにより、クリーニング部材221により二次転写ローラ33がクリーニングされる。
その後、二次転写ローラ33が停止又は反転すると、第一弾性部材224の弾性力と、二次転写ローラ33とクリーニング部材221との間に生じる摩擦力と、の釣り合いが崩れる。これにより、保持部材222及びクリーニング部材221は、ガイド穴226に沿って反転移動方向Rに移動する。そして、突起225がガイド穴226の一方端縁に当接することにより、保持部材222及びクリーニング部材221の反転移動方向Rへの移動が停止する。これにより、クリーニング部材221は、二次転写ローラ33が正転した際に二次転写ローラ33に当接された位置とは異なる位置で、二次転写ローラ33に当接される。
以上説明したように、本実施形態では、保持部材222がクリーニング部材221の移動経路となるガイド穴226を有するため、二次転写ローラ33の回転に伴ってクリーニング部材221が二次転写ローラ33から離れるのを防止することができる。
また、ガイド穴226が、正転移動方向Fに向かって二次転写ローラ33に近づく方向に延びているため、二次転写ローラ33が正転すると、クリーニング部材221が二次転写ローラ33に近づく。反対に、ガイド穴226が、反転移動方向Rに向かって二次転写ローラ33に遠ざかる方向に延びているため、二次転写ローラ33が停止又は反転すると、クリーニング部材221が二次転写ローラ33から遠ざかる。これにより、二次転写ローラ33が正転していないときにクリーニング部材221が塑性変形するのを抑制することができる。
また、ガイド穴226の端縁によりクリーニング部材221の反転移動方向Rへの移動が規制されるため、二次転写ローラ33が停止又は反転した際に、クリーニング部材221が二次転写ローラ33から離れるのを防止することができる。
以上、本発明の第三側面に係る画像形成装置を、第六〜第八実施形態を用いて説明したが、本発明の第三側面に係る画像形成装置は、第六〜第八実施形態に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
例えば、第六〜第八実施形態では、画像形成装置の基本構成は、第一実施形態と同様であるものとして説明したが、第三実施形態(図21参照)と同様であってもよい。この場合、第六〜第八実施形態において、二次転写ローラ33と記載した箇所は、転写ローラ33Aとなる。
また、第六〜第八実施形態では、被清掃部材として二次転写ローラ33を用いて説明したが、被清掃部材は、特に限定されるものではなく、例えば、感光体ドラム40、第三実施形態の転写ローラ33A等としてもよい。
1…画像形成装置、1A…画像形成装置、1B…画像形成装置、1C…画像形成装置、1D…画像形成装置、1E…画像形成装置、1F…画像形成装置、10…搬送装置、11…給紙ローラ、20…現像装置、21…現像ローラ、30…転写装置、31…転写ベルト、32…一次転写ローラ、33…二次転写ローラ(転写部)、33A…転写ローラ(像担持体)、33a…芯金、33b…発泡体層、34,35,36…懸架ローラ、37…懸架ローラ(転写部)、40…感光体ドラム(像担持体)、41…帯電ローラ、42…露光ユニット、43…クリーニングユニット、50…定着装置、52…加熱ローラ、54…加圧ローラ、60…排出装置、62,64…排出ローラ、100…バーブラシ、101…基台部、102…ブラシ毛、103…先端面、104…固定部材、105…固定面、110…バイアス印加部、110A…バイアス印加部、130…バーブラシ、131…固定部材、132…固定面、140…クリーニング部材、151…当接離間ユニット、152…動力伝達部材、154…遠心クラッチ、155…回転出力部、156…トルクリミッタ、157…クラッチ入力部、158…クラッチ出力部、159…揺動部、160…ボス、161…凹部、162…穴、163…凸部、164…弾性部材、165…揺動軸、166…連結部材、167…弾性部材、171…当接離間ユニット、172…動力伝達部材、172A…係合部、172B…保持部、175…回転出力部、180…カム、181…第一凸部、182…第二凸部、183…長穴、184…カム壁、185…弾性部材、201…クリーニング部材、202…保持部材、203…第一弾性部材、212…保持部材、213…第一弾性部材、214…第二弾性部材、221…クリーニング部材、222…保持部材、223…保持プレート、224…第一弾性部材、225…突起、226…ガイド穴、D1…接離方向、K…カセット、N…トナータンク、P…用紙、R1…搬送経路、R2…転写ニップ領域、F…正転移動方向、R…反転移動方向。

Claims (46)

  1. 像担持体と、
    前記像担持体との間に転写材が通る転写ニップ領域が形成され、前記像担持体に担持されたトナー像を前記転写材に転写する転写ローラと、
    前記転写ローラに圧接されるバーブラシと、
    を備える画像形成装置であって、
    前記バーブラシは、前記転写ローラに対する相対位置が固定された基台部と、前記基台部に植毛されて前記転写ローラに圧接される複数のブラシ毛と、を有し、
    前記転写ローラに圧接されていない状態における前記複数のブラシ毛の先端面は、前記転写ローラの表面に沿った曲面状に形成されている、
    画像形成装置。
  2. 前記ブラシ毛は、前記基台部に略垂直に植毛されており、
    前記基台部は、前記転写ローラの表面に沿った曲面状に曲げられている、
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記複数のブラシ毛の毛長は、略同じである、
    請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記転写ローラに対する前記ブラシ毛の最大食い込み量と最小食い込み量との差は、1.0mm以下である、
    請求項1〜3の何れか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記転写ローラに対する前記ブラシ毛の食い込み量は、前記転写ローラの下流側よりも上流側の方が大きい、
    請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記転写ローラの周方向における前記複数のブラシ毛の前記先端面の長さは、10mm以上である、
    請求項1〜5の何れか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記ブラシ毛の毛長は、2mm以上10mm以下である、
    請求項1〜6の何れか一項に記載の画像形成装置。
  8. 前記ブラシ毛の太さは、2[dtex]以上10[dtex]以下である、
    請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記ブラシ毛の太さをD[dtex]とし、前記ブラシ毛の植毛密度をWd[本/inch]とした場合、
    300≦D×Wd≦850の関係を満たす、
    請求項7又は8に記載の画像形成装置。
  10. 前記ブラシ毛の太さをD[dtex]とし、前記ブラシ毛の前記先端面における密度をWd[本/inch]とした場合、
    350≦D×Wd≦1050の関係を満たす、
    請求項1〜8の何れか一項に記載の画像形成装置。
  11. 前記ブラシ毛の毛長をLとし、前記ブラシ毛の前記転写ローラに対する食い込み量をnとした場合、
    L/10≦n≦L/2の関係を満たす、
    請求項1〜10の何れか一項に記載の画像形成装置。
  12. 前記ブラシ毛の材料は、PET、ナイロン、アクリルの何れか、もしくはこれらの混合物である、
    請求項1〜11の何れか一項に記載の画像形成装置。
  13. 前記像担持体には、画像調整を行うための調整用トナー像が担持され、
    前記バーブラシは、前記転写ローラの軸方向において、前記調整用トナー像が前記転写ニップ領域を通る位置に、設けられる、
    請求項1〜12の何れか一項に記載の画像形成装置。
  14. 複数の前記調整用トナー像は、前記像担持体の軸方向に離間して前記像担持体に担持され、
    前記バーブラシは、前記転写ローラの軸方向において、非連続に設けられる、
    請求項13に記載の画像形成装置。
  15. 前記転写ローラは、
    円筒状の芯金と、
    前記芯金の外周側に設けられた円筒状の発泡体層と、を有し、
    前記発泡体層の断面において、
    前記発泡体層の気泡の直径は、500μm以下であり、
    気温30°湿度85%の環境下における前記発泡体層の前記像担持体に対する静止摩擦係数は、10.6以下である、
    請求項1〜14の何れか一項に記載の画像形成装置。
  16. 前記転写ローラとの間に前記転写ニップ領域が形成される前記像担持体は、感光体であり、
    前記画像形成装置は、前記トナー像を前記転写材に転写するために前記転写ローラに転写バイアスを印加するバイアス印加部を備える、
    請求項1〜15の何れか一項に記載の画像形成装置。
  17. 前記画像形成装置は、
    複数の感光体と、
    前記複数の感光体に担持されたトナー像が順次一次転写される中間転写体と、
    前記中間転写体との間に転写材が通る転写ニップ領域が形成され、前記中間転写体に一次転写された前記トナー像を前記転写材に二次転写する転写部と、
    前記トナー像を前記転写材に転写するために前記転写部に転写バイアスを印加するバイアス印加部と、を備え、
    前記転写部は、前記中間転写体の前記トナー像が転写されない面側に配置される懸架ローラと、前記中間転写体の前記トナー像が転写される面側に配置されて前記懸架ローラと共に前記中間転写体を挟持する前記転写ローラと、を有し、
    前記転写ローラとの間に前記転写ニップ領域が形成される前記像担持体は、前記中間転写体であり、
    前記バイアス印加部は、前記懸架ローラ及び前記転写ローラの何れか一方に前記転写バイアスを印加する、
    請求項1〜15の何れか一項に記載の画像形成装置。
  18. 前記画像形成装置は、
    前記像担持体に前記トナー像を担持させて当該トナー像を前記転写材に転写する通常モードと、
    前記像担持体に画像調整を行うための調整用トナー像を担持させて画像調整を行う画像調整モードと、を有し、
    前記バイアス印加部は、少なくとも前記画像調整モードでは、前記転写ローラに前記通常モードとは逆極性の逆バイアスを印加する、
    請求項16又は17に記載の画像形成装置。
  19. 前記画像調整モードは、複数の転写材に前記トナー像を連続して転写する連続走行時の、前記転写材が前記転写ニップ領域を通過しないときに実行され、
    前記バイアス印加部は、前記画像調整モードでは、前記転写ローラに一定の前記逆バイアスを印加する、
    請求項18に記載の画像形成装置。
  20. 前記画像形成装置は、前記バイアス印加部が前記転写ローラに正負のバイアスを交互に印加するクリーニングモードを更に有する、
    請求項18又は19に記載の画像形成装置。
  21. 前記画像調整モードにおいて前記バイアス印加部が前記転写ローラに印加する前記逆バイアスの絶対値は、500[V]以下である、
    請求項18〜20の何れか一項に記載の画像形成装置。
  22. 前記画像調整モードにおいて前記バイアス印加部が前記転写ローラに印加する前記逆バイアスの絶対値は、前記通常モードにおいて前記バイアス印加部が前記転写ローラに印加するバイアスの絶対値の1/2以下である、
    請求項18〜21の何れか一項に記載の画像形成装置。
  23. 前記転写ローラは、少なくとも前記調整用トナー像が前記転写ニップ領域を通過する間、前記逆バイアスが印加されている、
    請求項18〜22の何れか一項に記載の画像形成装置。
  24. 回転可能な被清掃部材と、前記被清掃部材に当接されることで前記被清掃部材を清掃するクリーニング部材と、を備える画像形成装置であって、
    前記画像形成装置は、
    前記被清掃部材から伝達されるトルクにより回転する当接離間ユニットと、
    前記当接離間ユニットの回転に伴い移動して、前記被清掃部材に対して前記クリーニング部材を接離させる動力伝達部材と、を備える、
    画像形成装置。
  25. 前記当接離間ユニットは、
    前記トルクの伝達を遮断する遠心クラッチと、
    前記遠心クラッチからの前記トルクを伝達するとともに、前記トルクが閾値を超えると空転することで前記閾値のトルクを伝達するトルクリミッタと、
    前記トルクリミッタから伝達されたトルクにより回転して前記動力伝達部材を移動させる回転出力部と、
    を有する、
    請求項24に記載の画像形成装置。
  26. 前記遠心クラッチは、前記被清掃部材の回転軸線上に設けられている、
    請求項25に記載の画像形成装置。
  27. 前記遠心クラッチは、前記被清掃部材が正転すると、クラッチを係合させて前記トルクを伝達する、
    請求項25又は26に記載の画像形成装置。
  28. 前記遠心クラッチは、前記被清掃部材が停止または反転すると、前記クラッチの係合を解除して前記トルクの伝達を遮断する、
    請求項27に記載の画像形成装置。
  29. 前記動力伝達部材は、揺動可能に軸支されている、
    請求項25〜28の何れか一項に記載の画像形成装置。
  30. 前記画像形成装置は、前記回転出力部と前記動力伝達部材とを連結する連結部材を更に備え、
    前記連結部材は、前記回転出力部に掛け渡されている、
    請求項29に記載の画像形成装置。
  31. 前記動力伝達部材は、前記被清掃部材に対する前記クリーニング部材の接離方向に移動可能に設けられており、
    前記回転出力部及び前記動力伝達部材は、当該回転出力部の回転を当該動力伝達部の前記接離方向への移動に変換するカムを有する、
    請求項25〜28の何れか一項に記載の画像形成装置。
  32. 前記当接離間ユニットは、前記動力伝達部材を、前記被清掃部材から前記クリーニング部材を離間させる方向に押す弾性部材を有する、
    請求項25〜31の何れか一項に記載の画像形成装置。
  33. 前記クリーニング部材は、前記動力伝達部材に固定されている、
    請求項24〜32の何れか一項に記載の画像形成装置。
  34. 回転可能な被清掃部材と、前記被清掃部材に当接されることで前記被清掃部材を清掃するクリーニング部材と、を備える画像形成装置であって、
    前記画像形成装置は、
    前記被清掃部材から前記クリーニング部材が離間しない範囲で前記クリーニング部材を移動可能に保持する保持部材を備える、
    画像形成装置。
  35. 前記被清掃部材の正転により前記クリーニング部材が移動する方向を正転移動方向とし、前記正転移動方向とは反対側の方向を反転移動方向とした場合、
    前記画像形成装置は、前記クリーニング部材を、前記反転移動方向に押す第一弾性部材を更に備える、
    請求項34に記載の画像形成装置。
  36. 前記被清掃部材が正転した際に前記被清掃部材と前記クリーニング部材との間に生じる摩擦力を正転摩擦力とした場合に、
    前記第一弾性部材の弾性力は、前記正転摩擦力と釣り合う、
    請求項35に記載の画像形成装置。
  37. 前記画像形成装置は、前記クリーニング部材を、前記正転移動方向に押す第二弾性部材を更に備える、
    請求項35又は36に記載の画像形成装置。
  38. 前記保持部材は、回転可能に軸支している、
    請求項34〜37の何れか一項に記載の画像形成装置。
  39. 前記保持部材は、前記クリーニング部材の移動経路となるガイドを有する、
    請求項34〜37の何れか一項に記載の画像形成装置。
  40. 前記被清掃部材の正転により前記クリーニング部材が移動する方向を正転移動方向とした場合に、
    前記ガイドは、前記正転移動方向に向かうに従い前記被清掃部材に近づく方向に延びている、
    請求項39に記載の画像形成装置。
  41. 前記被清掃部材の正転により前記クリーニング部材が移動する方向を正転移動方向とし、前記正転移動方向とは反対側の方向を反転移動方向とした場合に、
    前記保持部材は、前記クリーニング部材の前記反転移動方向への移動を規制する移動規制部を有する、
    請求項39又は40に記載の画像形成装置。
  42. 前記クリーニング部材は、ブラシである、
    請求項24〜41の何れか一項に記載の画像形成装置。
  43. 前記ブラシは、基台部と、前記基台部に植毛されて前記被清掃部材に圧接される複数のブラシ毛と、をするバーブラシである、
    請求項42に記載の画像形成装置。
  44. 前記クリーニング部材は、弾性を有する発泡部材である、
    請求項24〜41の何れか一項に記載の画像形成装置。
  45. 前記クリーニング部材は、パッド状の部材である、
    請求項24〜41の何れか一項に記載の画像形成装置。
  46. 前記被清掃部材は、像担持体との間に転写材が通る転写ニップ領域が形成され、前記像担持体に担持されたトナー像を前記転写材に転写する転写ローラである、
    請求項24〜45の何れか一項に記載の画像形成装置。
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