JP4902398B2 - クリーニング装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機、及びファクシミリなどの画像形成装置、及び画像形成装置に用いるクリーニング装置に関する。

近年、マゼンダ、イエロー、シアン、ブラックの４つの画像形成部が別々に設けられたタンデム型の画像形成装置が用いられている。このようにトナー色毎に、画像形成部が別々に設けられた、タンデム型の画像形成装置（例えば、特許文献１参照）では、１ドラム方式の場合と比べて画像形成のスピードを早くすることが出来る。

図８は、このようなタンデム型のフルカラー複写機の部分構成図である。図８には、ブラック画像形成部３０１、イエロー画像形成部３０２、シアン画像形成部３０３及びマゼンダ画像形成部３０４が設けられている。各画像形成部は、感光体ドラム３０１ａ、３０２ａ、３０３ａ、３０４ａ、及び各感光体ドラムに各色のプラスに帯電したトナーを供給する現像ローラ３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂを有している。又、各感光体ドラムに対向して、一次転写時にマイナスの電荷に帯電する一次転写ローラ３１１、３１２、３１３、３１４が配置されている。

又、感光体ドラムと一次転写ローラの間に、中間転写ベルト３１５が設けられている。この中間転写ベルト３１５の回転方向（図中矢印参照）を基準として、ブラック画像形成部３０１の下流側近傍には、中間転写ベルト３１５を押圧するように二次転写ローラ３１６が設けられている。尚、二次転写ローラ３１６に対向して、中間転写ベルト３１５の内側に配置されている駆動ローラ３１７によって中間転写ベルト３１５は回転される。

又、マゼンダ画像形成部３０４の上流側近傍には、二次転写時に用紙に転写されず中間転写ベルト３１５上に残留したプラス帯電のトナーを除去するための除去部４００が設けられている。この除去部４００には、マイナスに帯電したファーブラシローラ４０１が設けられている。このファーブラシローラ４０１は、ローラの外周に一定の長さのブラシが配置されたものであり、ブラシが中間転写ベルト３１５に接触して回転することによってトナーを取り除く。

又、ファーブラシローラ４０１によって取り除かれたトナーを回収するための回収ローラ４０２が設けられており、この回収ローラ４０２の表面からトナーを取り除くゴムブレード４０３が配置されている。又、回収されたトナーを廃トナーボトル（図示せず）へと搬送するための搬送スパイラル４０５が、ゴムブレード４０３の下方に配置されている。又、回収ローラ４０２に電圧を印加する電圧印加部４０４が設けられている。

又、中間転写ベルト３１５の内側には、ファーブラシローラ４０１と対向して、従動ローラ３１９が設けられており、従動ローラ３１９の上流側であって、駆動ローラ３１７の下流側には、中間転写ベルト３１５にテンションをかけるためのテンションローラ３２０が設けられている。

このような画像形成装置において、現像ローラ３０１ｂ、３０２ｂ、３０３ｂ、３０４ｂ上のトナーはプラスに帯電されているため、用紙上にトナー画像を転写する際には、二次転写ローラ３１６に、表面がマイナスに帯電するように電圧が印加される。

上記二次転写ローラ３１６による二次転写後に、転写されずに中間転写ベルト３１５上に残留したトナーは、ファーブラシローラ４０１との物理的接触及び静電力によって取り除かれる。
特開２００５―２４２１７９号公報

上述のようにファーブラシローラ４０１を用いて中間転写ベルト３１５上の残留トナーを取り除く場合、ブラシに高剛性のものを用いることによって、トナーの除去効率を上げることが出来る。

しかしながら、ファーブラシローラ４０１のブラシに高剛性のものを用いると、中間転写ベルト３１５からの除去性能は向上するものの、ファーブラシローラ４０１と中間転写ベルト３１５とのニップ部の入り口において、コシが強いため反発によってトナー飛散が発生する場合がある。又、ニップ部出口においても、ブラシに抱き込まれたトナーのはじき飛ばしによるトナー落ちが発生する場合がある。

又、高剛性のブラシを用いた場合、中間転写ベルト４１５とのニップ部だけでなく、回収ローラ４０２とファーブラシローラ４０１とのニップ部においても、同様にトナー飛散やトナー落ちが発生する場合がある。

本発明は、上記従来の画像形成装置の課題を考慮して、トナー飛散やトナー落ちを抑制し、且つ従来と比較して除去効率の向上したクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の本発明は、
像担持体上又は中間転写体上からトナーを取り除くためのブラシローラと、
前記取り除かれたトナーを、前記ブラシローラから回収するための回収ローラとを備え、
前記ブラシローラは、前記トナーを取り除くための毛足を持つ複数の第１領域と、前記取り除くための毛足よりも短い毛足を持つ複数の第２領域を有し、
前記ブラシローラと、前記回収ローラ又は前記像担持体若しくは前記中間転写ベルトとのニップ部は、前記第１領域と前記第２領域を含み、
前記複数の第１領域と前記複数の第２領域は、前記ブラシローラの全周にわたって交互に配列されており、
それぞれの前記第１領域は、一端と他端の間の中央部が、前記ブラシローラの回転方向又は反回転方向に前記一端及び他端よりも突き出ており、
前記第１領域の一端と他端は、前記ブラシローラの一端と他端に対応している、クリーニング装置である。

又、第２の本発明は、
前記ブラシローラの毛足は、反回転方向に倒れている斜毛である、第１の本発明のクリーニング装置である。

又、第３の本発明は、
表面にトナー画像が形成される複数の感光体ドラムと、
各々の前記感光体ドラムに対向して配置されている複数の一次転写部材と、
前記複数の感光体ドラムの表面の前記トナー画像を重ね合わせて転写するために、複数の前記感光体ドラムと複数の前記一次転写部の間に配置される中間転写体と、
前記重ね合わされたトナー画像を前記中間転写体から記録媒体上に転写するための二次転写部材と、
前記記録媒体上への転写後の前記中間転写体上の残留トナーを取り除くために設けられた第１の本発明のクリーニング装置とを備えた、画像形成装置である。

本発明によれば、トナー飛散やトナー落ちを抑制し、且つ従来と比較して除去効率の向上したクリーニング装置及び画像形成装置を提供することが出来る。

以下に、本発明にかかる画像形成装置の一実施例である複写機について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる実施の形態における複写機の正面の構成断面図である。図１に示すように、本実施の形態１の複写機１は、底部に画像形成される用紙を収納するための２つの給紙カセット２を備えている。又、複写機１は、その上部に、露光ランプ、レンズ、ミラー等により原稿の画像を読み取る原稿読み取り部３を備えている。

又、本実施の形態の複写機１は、タンデム方式を用いたカラー複写機であり、水平方向に順に配置されたブラック画像形成部４、イエロー画像形成部５，シアン画像形成部６、及びマゼンダ画像形成部７を備えている。これら画像形成部によって形成された画像を重ね合わせるための、本発明の中間転写体の一例である中間転写ベルト８が配置されている。

又、中間転写ベルト８上で重ね合わされたトナー画像を用紙に転写する二次転写部９と、転写されたトナー画像を用紙に定着させる定着部１０が設けられている。更に、トナー画像が定着された用紙が排出される排出トレイ１３が原稿読み取り部３の下側に設けられている。

次に、画像形成部について説明するが、４つの画像形成部４、５、６、７の基本的構成は同じであるため、マゼンダ画像形成部７を例に挙げて説明する。図１に示すように、マゼンダ画像形成部７は、感光体ドラム７０、帯電器７１、現像器７２及びクリーニング部７３等から構成されている。又、４つの画像形成部４、５、６、７の、各々の帯電器によって帯電された各々の感光体ドラムの表面を光走査することによって静電潜像を形成するレーザースキャナーユニット（以下、ＬＳＵと呼ぶ）１２が、画像形成部の下方に設けられている。又、中間転写ベルト８を挟んで感光体ドラム７０に対向するように一次転写ローラ１７が配置されている。又、現像器７２は、プラスの極性に帯電しトナーを感光体ドラム７０の表面に供給するために、感光体ドラム７０に当接して配置されている現像ローラ７５を有している。

この感光体ドラム７０と一次転写ローラ１７の間、感光体ドラム６０と一次転写ローラ１６の間、感光体ドラム５０と一次転写ローラ１５の間、及び感光体ドラム４０と一次転写ローラ１４の間を通すように、中間転写ベルト８が一次転写ローラ１４、１５、１６、１７に捲き掛けられている。尚、プラスに帯電したトナーを中間転写ベルト８上に一次転写するため、一次転写ローラ１４、１５、１６、１７には、表面がマイナスに帯電するように電圧が印加されている。本実施の形態の一次転写ローラ１４、１５、１６、１７は、本発明の一次転写部材の一例に相当する。

図２は、中間転写ベルト８近傍の拡大構成図である。

図２に示すように、二次転写部９は、中間転写ベルト８の回転方向を基準にしてブラック画像形成部４の下流側近傍に、中間転写ベルト８を押圧するように配置されている二次転写ローラ９２を有している。又、本発明の二次転写部材の一例である二次転写ローラ９２に対向するように、中間転写ベルト８の内側には駆動ローラ２１が設けられている。この駆動ローラ２１は接地されている。又、マゼンダ画像形成部７の上流側近傍には中間転写ベルト８の表面の残留トナーを取り除くためのクリーニング装置１１が配置されている。尚、このクリーニング装置１１に対向するように、中間転写ベルト８の内側には従動ローラ２２が設けられている。更に、従動ローラ２２の上流側であって駆動ローラ２１の下流側には、中間転写ベルト８にテンションをかけるためのテンションローラ２３が配置されている。

次に、本実施の形態のクリーニング装置１１の構成について説明する。図３は、本実施の形態のクリーニング装置１１の構成図である。尚、説明のため図３では、奥行き方向のブラシを図示していない。

図２及び図３に示すように、クリーニング装置１１は、中間転写ベルト８を挟んで従動ローラ２２に対向して配置されているファーブラシローラ１１１と、ファーブラシローラ１１１と当接して配置されている回収ローラ１１２と、回収ローラ１１２上のトナーを取り除くためのゴム製のブレード１１３とを備えている。又、ゴム製のブレード１１３の下方には、回収されたトナーを廃トナーボトル（図示せず）に搬送するための搬送スパイラル１１５が配置されている。

この回収ローラ１１２の軸受けは、片方が導電性であり、この軸受けを通して回収ローラ１１２に電圧を供給する電圧印加部１１４が設けられている。一方、ファーブラシローラ１１１の軸受けは非導電性となっており、回収ローラ１１２に印加した電圧はロス無くクリーニング電圧として作用できるようになっている。感光体ドラム４０、５０、６０、７０に供給されるトナーはプラスに帯電しているため、ファーブラシローラ１１１の表面がマイナスに帯電するように、回収ローラ１１２に電圧が印加されている。尚、回収ローラ１１２に対向して配置している従動ローラ２２は接地されている。

次に、本発明のブラシローラの一例であるファーブラシローラ１１１の構成について詳しく説明する。

図４（ａ）は、ファーブラシローラ１１１を模式的に表した斜視図である。図４（ｂ）はファーブラシローラ１１１を模式的に表した正面図である。

図３及び図４に示すように、本実施の形態のファーブラシローラ１１１は、毛足の長い第１領域１２１と第１領域１２１よりも毛足の短い第２領域１２２が全周にわたって交互に形成されている。図４（ｂ）に示すように、この第１領域１２１と第２領域１２２は、ファーブラシローラ１１１の一端１１１ｂから他端１１１ｃに向かって形成されている。

又、第１領域１２１の一端１２１ｂと他端１２１ｃは、ファーブラシローラ１１１の一端１１１ｂと他端１１１ｃに対応しており、一端１２１ｂと他端１２１ｃの間の中央部１２１ｓが、端１２１ｂ、１２１ｃよりも反回転方向に突出するように形成されている。第２領域１２２も、第１領域１２１と同様に形成されている。尚、簡単に述べると、図４（ｂ）に示すように、第１領域１２１及び第２領域１２２はＶの字形状に形成されている。

このファーブラシローラ１１１は、中間転写ベルト８及び回収ローラ１１２に当接しており、この状態が図３に示されている。図３に示すように、ファーブラシローラ１１１は、第１領域１２１のブラシの毛が中間転写ベルト８及び回収ローラ１１２に接触し、第２領域１２２のブラシの毛が中間転写ベルト８及び回収ローラ１１２には接触しないように形成されている。

図３に示すように、中間転写ベルト８とファーブラシローラ１１１によってニップ部Ｎが形成されている。このニップ部Ｎが図４（ｂ）の平面図にも示されている。図４（ｂ）に示すように、ファーブラシローラ１１１の回転軸１１１ａと並行な任意の直線上（例えば、ニップ部Ｎの幅を示す一方の一点鎖線上）には、第１領域１２１と第２領域１２２の双方の領域が必ず配置されている。このため、ニップ部Ｎには、第１領域１２１と第２領域１２２が必ず含まれることになる。又、回収ローラ１１２とファーブラシローラ１１１との間のニップ部Ｎ´においても、第１領域１２１と第２領域１２２が必ず含まれている。

このように、本実施の形態のファーブラシローラ１１１は、ニップ部Ｎの全ての領域で中間転写ベルト８と接触しないため、トナー飛散を抑制することができる。更に、回収されたトナーは第２領域１２２内に抱き込まれるため、抱き込み性能が向上し、トナー落ちを抑制することが出来る。

又、回収ローラ１１２とファーブラシローラ１１１との間のニップ部Ｎ´においても、同様にトナー飛散やトナー落ちを抑制することが出来る。

上記構成のクリーニング装置１１の主要な構成の具体例について以下に説明する。

このようなファーブラシローラ１１１としては、材質がナイロン、外径が１７ｍｍ、第１領域１２１の毛長さが４．５ｍｍ、第２領域１２２の毛長さが３．５ｍｍ、繊度が６Ｄ（デニール）、原糸抵抗が１１．５（ｌｏｇΩ）（東英産業株式会社製、型番ＵＵＮ（６ナイロン、カーボンタイプ、均一分散タイプ）に相当する）、ブラシ密度が１２０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２、バイアスが−３μＡのものを用いることが出来る。又、ファーブラシローラ１１１は、中間転写ベルト８とのニップ部Ｎの長さが１ｍｍとなるように配置される。又、回収ローラ１１２としては、外径が１３ｍｍの材質がＳＵＳで形成されたものを用いることが出来る。

又、中間転写ベルト８としては、基層をＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、中間層をＣＲゴム、表面をフッ素コートしたものを用いることが出来る。又、中間転写ベルト８の厚みを２４０μｍ、ベルトの体積抵抗率１ｅ^１０〜１ｅ^１１Ω・ｃｍと設定することが出来る。更に、回収ローラ１１２には、クリーニングバイアスとして―３μＡの電流が流される。

尚、本実施の形態のファーブラシローラの形状に限らなくてもよく、例えば、図５（ａ）〜（ｃ）に示すような形状であってもよい。図５（ａ）は、本実施の形態の変形例のファーブラシローラ１３０の構成斜視図である。又、図５（ｂ）は、ファーブラシローラ１３０の平面図である。又、図５（ｃ）は、ファーブラシローラ１３０の側面図である。尚、図５（ｃ）では、説明のため奥行き方向のブラシが図示されていない。

図５（ｃ）に示すように、ファーブラシローラ１３０も、ファーブラシローラ１１１と同様に中間転写ベルト８のトナーを取り除くための毛足の長い第１領域１３１と、毛足の短い第２領域１３２とを有している。この第１領域１３１と第２領域１３２は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように回転軸１３０ａに対して傾斜するように形成されている。後述する図６に示すファーブラシローラ１４０を捻ったような形状である。

又、ファーブラシローラ１３０においても、ファーブラシローラ１１１と同様に、回転軸１３０ａと並行な任意の直線上（例えば一点鎖線上）において第１領域１３１と第２領域１３２の双方の領域が必ず配置されている。そのため、ファーブラシローラ１３０と中間転写ベルト８とのニップ部Ｎには、第１領域１３１と第２領域１３２が含まれることになる。

このように、ファーブラシローラ１３０も、ニップ部Ｎの全ての領域では、中間転写ベルト８と接触しないため、トナー飛散を抑制することができる。更に、回収されたトナーは短い毛の第２領域１３２内に抱き込まれるため、抱き込み性能が向上し、トナー落ちを抑制することが出来る。尚、ニップ部Ｎ´においても同様に、トナー飛散を抑制することが出来る。

尚、本実施の形態のファーブラシローラ１１１は、中央部１２１ｓが端１２１ｂ、１２１ｃよりも反回転方向に突出するように形成されているため、トナーを中央（Ｖ字の谷間）に寄せ集めて回収することが出来るため、トナー飛散を効果的に抑制することが出来る。

又、本実施の形態のファーブラシローラ１１１では、突出した部分が一端１２１ｂと他端１２ｃの中央になるように第１領域１２１及び第２領域１２２が形成されているが、中央に限らなくてもよい。

又、上述した図４及び図５では、２つの領域が回転軸に対して斜めに形成されているが、図６に示すファーブラシローラ１４０のように、毛足の長い第１領域１４１と毛足の短い第２領域１４２が回転軸１４０ａと並行に配置されていてもよい。この場合、回収されたトナーが第２領域１４２内に抱き込まれるため、トナー落ちを抑制することが出来る。

尚、図３に示した本実施の形態のファーブラシローラ１１１のブラシは、表面に垂直に設けられているが、図７のファーブラシローラ１１１´のように、回転方向と反対向きに毛先が倒れている斜毛であってもよい。又、図７では、第１領域１２１及び第２領域１２２のブラシが双方とも斜毛であるが、どちらか一方のみが斜毛であってもよい。このような斜毛のファーブラシローラ１１１を用いた場合であっても、図３に示すような表面に対して垂直に形成されているブラシと比べて、中間転写ベルト８に対するクリーニング性能は同じである。更に、斜毛であるため、トナーの抱き込み性能がより向上するため、トナー飛散やトナー落ちを抑制することが可能となる。

又、本実施の形態では、ファーブラシローラ１１１は、中間転写ベルト８のトナーを取り除くように設置されていたが、本発明の像担持体の一例である感光体ドラムからトナーを取り除くように設置されていてもよい。

本発明のクリーニング装置は、トナー飛散やトナー落ちを抑制し、且つ従来と比較して除去効率を向上する効果を有し、プリンタ、複写機及びファクシミリ等の画像形成装置として有用である。

本発明にかかる実施の形態１における複写機の正面構成図 本発明にかかる実施の形態１における複写機の中間転写ベルト近傍の構成図 本発明にかかる実施の形態１におけるクリーニング装置１１の拡大構成図 本発明にかかる実施の形態１におけるファーブラシローラの構成斜視図 本発明にかかる実施の形態１におけるファーブラシローラの平面図 本発明に関連する発明の一例のファーブラシローラの構成斜視図 本発明に関連する発明の一例のファーブラシローラの平面図 本発明に関連する発明の一例のファーブラシローラの側面図 本発明に関連する発明の一例のファーブラシローラの構成斜視図 本発明にかかる変形例におけるクリーニング装置１１の拡大構成図 従来の複写機の中間転写ベルト近傍の構成図

符号の説明

１ 複写機
２ 給紙カセット
３ 画像読み取り部
４ ブラック画像形成部
５ イエロー画像形成部
６ シアン画像形成部
７ マゼンダ画像形成部
８ 中間転写ベルト
９ 二次転写部
１０ 定着部
１１ クリーニング装置
１２ ＬＳＵ
１３ 排出トレイ
１４、１５、１６、１７ 一次転写ローラ
２１、２２ ローラ
２３ テンションローラ
２４ 除電部
２５ 制御部
３０、３１ センサー
３２ マーカー
１１１ ファーブラシローラ
１１２ 回収ローラ
１１３ ブレード
１１４ 電圧印加部
１１５ 搬送スパイラル
１２１、１２２ 領域

Claims (3)

1. 像担持体上又は中間転写体上からトナーを取り除くためのブラシローラと、
   前記取り除かれたトナーを、前記ブラシローラから回収するための回収ローラとを備え、
   前記ブラシローラは、前記トナーを取り除くための毛足を持つ複数の第１領域と、前記取り除くための毛足よりも短い毛足を持つ複数の第２領域を有し、
   前記ブラシローラと、前記回収ローラ又は前記像担持体若しくは前記中間転写ベルトとのニップ部は、前記第１領域と前記第２領域を含み、
   前記複数の第１領域と前記複数の第２領域は、前記ブラシローラの全周にわたって交互に配列されており、
   それぞれの前記第１領域は、一端と他端の間の中央部が、前記ブラシローラの回転方向又は反回転方向に前記一端及び他端よりも突き出ており、
   前記第１領域の一端と他端は、前記ブラシローラの一端と他端に対応している、クリーニング装置。
2. 前記ブラシローラの毛足は、反回転方向に倒れている斜毛である、請求項１記載のクリーニング装置。
3. 表面にトナー画像が形成される複数の感光体ドラムと、
   各々の前記感光体ドラムに対向して配置されている複数の一次転写部材と、
   前記複数の感光体ドラムの表面の前記トナー画像を重ね合わせて転写するために、複数の前記感光体ドラムと複数の前記一次転写部の間に配置される中間転写体と、
   前記重ね合わされたトナー画像を前記中間転写体から記録媒体上に転写するための二次転写部材と、
   前記記録媒体上への転写後の前記中間転写体上の残留トナーを取り除くために設けられた請求項１記載のクリーニング装置とを備えた、画像形成装置。

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