JP2012194467A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランニングコストの悪化を防止することが可能な構成を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】表面にトナー像を担持可能な像担持体１と、該像担持体１に担持されているトナー像が１次転写工程により転写される中間転写体１００と、該中間転写体に転写されたトナー像を２次転写工程により記録媒体に転写される構成からなる画像形成装置１において、前記中間転写体１００に当接するクリーニング部材１２０４Ａを備えたクリーニング部１２０４と、前記中間転写体１００の移動方向において前記クリーニング部１２０４に近接し、該中間転写体１００の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部１２０３とを備え、前記クリーニング部１２０４と潤滑剤供給部１２０３とはそれぞれ独立して前記中間転写体１００に対して配置されるとともに、該中間転写体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、中間転写体を対象とする潤滑剤塗布機構に関する。

周知のように、電子写真方式による画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像がトナーにより可視像処理され、トナー像が記録紙などの記録媒体に転写されたうえで定着されることにより複写出力を得るようになっている。

画像形成装置においては、単一色だけでなく、フルカラーなどの複数色の画像を形成する構成を備えたものもあり、この場合には、複数の作像部において形成された異なる色の画像をベルトなどの中間転写体に対して順次転写（１次転写）したうえで、重畳画像を記録シートなどの記録媒体に対して一括転写（２次転写）する方式を用いることがある。

ところで、中間転写体は、一括転写（２次転写）が終了すると表面に残存する転写残トナーを除去するクリーニングが実行される。
クリーニングには、中間転写体表面にブレードを当接させ、ブレードによって転写残トナーを掻き取ることで行われる。

一方、近年では、高解像度を得ることを目的として、使用されるトナーが小粒径化されるばかりでなく球形度を高くする傾向にある。このため、ブレードをすり抜ける頻度も高くなり、クリーニング性が低下する虞がある。
そこで、ブレードの当接圧力を高めることが考えられるが、このような構成とすると、ブレードの摩耗による寿命低下が発生する。

従来、このような現象が発生するのを防止するために、中間転写体表面に潤滑剤を塗布し、中間転写体表面でのトナーの付着性を低下させるとともにブレードとの間での摩擦係数を低くして、ブレードの摩耗を防止する構成が提案されている。（例えば、特許文献１）。
上記特許文献１には、ベルトを中間転写体として用いる場合に固形潤滑剤とベルトとに接触可能な回転軌跡を有する塗布ブラシを用いて潤滑剤をベルト表面に塗布する構成が開示されている。

一方、中間転写体を備えた画像形成装置の構成には、上記特許文献１にも開示されているように、タンデム方式を採用した画像形成装置の場合、各色の作像部が並置されている展張面を備えたベルトが３個以上のローラに掛け回され、展張面両端に位置するローラの一つの設置箇所を対象としてクリーニングブレードを備えたクリーニング部と潤滑剤塗ブラシを備えた潤滑剤塗布装置とを纏めて配置した構成が知られている（例えば、特許文献２）。

図３は、３個以上のローラに掛け回されたベルトを対象とした中間転写装置を備えている画像形成装置の一例を示す図であり、この構成を説明すると次の通りである。
図３に示す画像形成装置においては、周回経路がほぼ矩形状になるように４箇所に設けられたローラに掛け回されたベルト１００が中間転写体として用いられるようになっている（以下、このベルトを中間転写ベルトという）。
中間転写ベルト１００の展張面方向に沿って色毎の作像部Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｋが並置されており、各作像部の構成は、例えば、イエロー画像の作像部Ｙを対象として説明すると次の通りである。なお、以下に説明する作像部の構成は代表してイエロー画像（Ｙ）を対象として各部材の説明を行い、他の色の作像部に装備されている各部材に関する説明および符号を省略する。

図３に示す画像形成装置１において中間転写体として用いられる中間転写ベルト１００の展張面に対向する位置にはドラム状の感光体１０１が設けられている。
感光体１０１の周囲には、感光体１０１の回転方向に沿って画像形成処理を実行するための帯電装置１０２，書き込み装置（便宜上、図６では光路に符号１０３が付けてある）、現像装置１０４，クリーニング装置１０５がそれぞれ配置されている。

現像装置１０４により可視像処理された感光体１０１上のトナー像は、中間転写ベルト１００に転写される。このため、転写装置としては、中間転写ベルト１００を挟んで感光体１０１と対向する位置に配置されてバイアス電源１０６からの転写バイアスを印加される転写ローラ１０７が設けられている。
各作像部の構成は、上述したイエロー画像の作像部Ｙと同様な構成が用いられており、各作像部で形成された色画像が各作像部の感光体１０１に対向して配置されている転写ローラ１０７を介して順次、中間転写ベルト１００に転写されて重畳画像とされる。
中間転写ベルト１００は、駆動ローラ１００Ａ、従動およびテンション機能を有するローラ１００Ｂ、中間転写ベルト１００の内側に位置して作像部に対するベルト展張面を構成するためのローラ１００Ｂ１、１００Ｂ２に掛けられて図示矢印方向に移動するようになっている。

重畳画像は、給紙装置２００から繰り出される記録紙に対して２次転写装置として用いられる２次転写ローラ２０１に印加される転写バイアス電源２０１Ａからのバイアスを用いて一括転写される。一括転写を受けた記録紙は、定着装置３００に搬送されて画像を定着された後、排紙部３０１に向けて搬送されて排出される。
作像部では中間転写ベルト１００への転写が終了するとクリーニング装置１０５によって感光体１０１上に残っている転写残トナーがクリーニングされ、帯電装置１０２により一様帯電された次の画像形成に備えられる。

一方、一括転写を終えた中間転写ベルト１００は、これが掛け回されているローラと対峙して設けられているクリーニング装置２０３によって転写残トナーが除去されると共に、ブラシローラ２０４Ａを備えた潤滑剤供給装置２０４によって表面に潤滑剤を塗布されるようになっている。
潤滑剤を塗布される中間転写ベルト１００は、ベルト１００を挟んでブラシローラ２０４Ａと対向する位置に設けられている対向ローラ２０６によってブラシローラ２０４Ａに向けて押し当てられるようになっている。

上記特許文献２に開示されている構成においては、クリーニング装置および潤滑剤塗布装置を纏めて収容できるユニット（図３において符号２０５で示す）を用いているが、これら各装置での交換時期が異なる場合でもユニット全体の交換を行うこととなる。
このため、交換時期にない装置も強制的に交換されてしまうことになるので、利用効率が悪く、いわゆる、ランニングコストが悪化するという問題がある。

本発明の目的は、上記従来の画像形成装置における問題、特に、転写体を対象としたクリーニングおよび潤滑剤塗布に用いられる構成における問題に鑑み、ランニングコストの悪化を防止することが可能な構成を備えた画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）表面にトナー像を担持可能な像担持体と、該像担持体担持されているトナー像が１次転写工程により転写される中間転写体と、該中間転写体に転写されたトナー像を２次転写工程により記録媒体に転写される構成からなる画像形成装置において、
前記中間転写体に当接するクリーニング部材を備えたクリーニング部と
前記中間転写体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とを備え、
前記クリーニング部と潤滑剤供給部とはそれぞれ独立して前記中間転写体に対して配置されるとともに、該中間転写体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。

（２）前記中間転写体には、複数のローラに掛けられて移動可能な無端状ベルトが用いられ、前記クリーニング部材は、前記中間転写体の内側に配置されているローラの一つをバックアップ部材として設けられていることを特徴とする（１）記載の画像形成装置。

（３）前記潤滑剤供給部は、少なくとも前記中間転写体の展張方向端部に位置するローラもしくは、端部間に位置するローラのうちで前記クリーニング装置が対向するローラ以外のローラの一つをバックアップ部材として設けられていることを特徴とする（１）または（２）記載の画像形成装置。

（４）前記クリーニング部には、前記クリーニング部材により中間転写体から掻き取ったトナーを部外に搬送する搬送手段が設けられていることを特徴とする（１）または（２）記載の画像形成装置。

（５）前記クリーニング部に位置するトナー搬送部材は、前記中間転写体が掛けられているローラの一つにより駆動されることを特徴とする（１）または（２）記載の画像形成装置。

（６）前記潤滑剤供給部には、前記中間転写体表面に接触しながら回転可能な塗布ブラシが設けられ、該塗布ブラシは、前記中間転写体が掛けられているローラのうちで、前記クリーニング部に対向する位置とは別の位置のローラによる駆動されることを特徴とする（１）または（３）記載の画像形成装置。

（７）前記クリーニング部材は、前記中間転写体が移動してくる側に先端を対向当接させる角度を設定されたブレードで構成されていることを特徴とする（１）、（２）、（４）、（５）のうちの一つに記載の画像形成装置。

（８）前記潤滑剤供給部には、前記塗布ブラシに当接する固形潤滑剤が設けられ、該塗布ブラシにより固形潤滑剤を削り取ることで潤滑剤を中間転写体表面に塗布する構成が用いられることを特徴とする（１）、（３）、（６）のうちの一つに記載の画像形成装置。

（９）前記クリーニング部に設けられている搬送手段は、樹脂製のスクリューオーガであることを特徴とする（４）記載の画像形成装置。

（１０）前記クリーニング部に設けられている搬送手段は、金属製のコイル形状部材であることを特徴とする（４）記載の画像形成装置。

本発明によれば、中間転写体上の転写残トナーを除去するクリーニング部とクリーニング後に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とがそれぞれ独立して配置位置から着脱できるようになっているので、個々の寿命に併せた交換時期を設定することができる。これにより、各部でのライフサイクルを全うすることができ、ランニングコストの低減が可能となる。

本発明による画像形成装置の構成を説明するための模式図である。 図１に示した画像形成装置における要部構成を説明するための模式図である。 従来の画像形成装置の一例を説明するための模式図である。

以下、図面に示す実施例により本発明の形態を説明する。
図１は、本発明による画像形成装置を示す図であり、同図において、図３に示した構成部材と同じものは同符号により示してある。また、図３において符号１０６で示したバイアス電源は省略されているが、図１においても設けられていることを前置きしておく。
図１において、２次転写ローラ２０１と対向して記録紙への一括転写が行われる２次転写工程を実行された中間転写ベルト１００は、矢印で示す移動方向において２次転写ローラ２０１を通過した後に、転写残トナーの除去および潤滑剤の供給を受けるようになっている。

本発明の特徴を説明する前に、中間転写ベルト１００の構成について説明すると次の通りである。
本実施例に用いられている中間転写ベルト１００は、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等を単層または複数層に構成し、カーボンブラック等の導電性材料を分散させ、その体積抵抗率を１０^８〜１０^１２Ωｃｍ、かつ表面抵抗率を１０^９〜１０^１３Ωｃｍの範囲となるよう調整されている。なお、必要に応じ該中間転写ベルト１００の表面に離型層をコートしても良い。

コートに用いる材料としては、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、 ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パ−フルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）等のフッ素樹脂が使用できるが、これに限定されるものではない。中間転写ベルト１００の製造方法は注型法、遠心成形法等があり、必要に応じてその表面を研磨しても良い。

中間転写ベルト１００の体積抵抗率が上述した範囲を超えると、転写に必要なバイアスが高くなるため、電源コストの増大を招くため好ましくない。
また、転写工程、転写紙剥離工程などで中間転写ベルト１００の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるため除電手段を設ける必要が生じる。さらに、体積抵抗率および表面抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。

従って、本実施例に用いる中間転写ベルト１００の体積抵抗率および表面抵抗率は上記範囲内でなければならない。なお、体積抵抗率および表面抵抗率の測定は高抵抗抵抗率計（三菱化学社製：ハイレスタＩＰ）にＨＲＳプローブ（内側電極直径５．９ｍｍ，リング電極内径１１ｍｍ）を接続し、中間転写ベルト１０の表裏に１００Ｖ（表面抵抗率は５００Ｖ）の電圧を印加して１０秒後の測定値を用いた。

以上のような構成の画像形成装置を対象とする本発明の特徴は、中間転写ベルトへの潤滑剤供給部と転写残トナーの除去を行うクリーニング部とが独立して着脱可能に設けられ、各部での寿命に応じて交換できる構成を備えている点にある。以下、その構成について説明する。

潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４は、中間転写ベルト１００の移動方向において、互いに近接した状態で下流側および上流側の関係を持たせて位置決めされており、上流側に位置するクリーニング部１２０４によって転写残トナーが除去され、下流側に位置する潤滑剤供給部１２０３により潤滑剤が供給される。

図２は、上述した潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４の構成を説明するための図であり、同図において、潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４は、それぞれ独立したユニット１２０３Ｃ，１２０４Ｃに設けられて中間転写ベルト１００と対峙するようになっている。

ユニット１２０３Ｃ，１２０４Ｃは、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられており、その構成としては、詳細を図示しないが、ユニットの一部に設けられたスライド部が装置本体側のスライドレールを移動することで着脱できる構成が用いられている。これにより、潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４は、中間転写ベルト１００に対して着脱可能に設けられている。

潤滑剤供給部１２０３のユニット１２０３Ｃ内には、中間転写ベルト１００に当接して回転可能な塗布ブラシ１２０３Ａと、塗布ブラシ１２０３Ａが接触しながら回転することで削り取られる潤滑剤１２０３Ｂが設けられており、潤滑剤１２０３Ｂはバネなどの弾性体により塗布ブラシ１２０３Ａに対して常時当接できる習性が付与されている。

潤滑剤１２０３Ａには、直鎖状の炭化水素構造を持つ、脂肪酸金属塩を用いる。脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸から選択される少なくとも１種以上の脂肪酸を含有し、亜鉛、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、リチウムから選択される少なくとも１種以上の金属を含有する脂肪酸金属塩が挙げられる。とりわけその中でもステアリン酸亜鉛は、工業的規模で生産されかつ多方面での使用実績があることから、コストと品質安定性とおよび信頼性で、最も好ましい材料である。ただし、一般に工業的に使われている高級脂肪酸金属塩は、その名称の化合物単体組成ではなく、多かれ少なかれ類似の他の脂肪酸金属塩、金属酸化物、および遊離脂肪酸を含むものであり、本発明での脂肪酸金属塩もその例外ではない。

クリーニング部２１０４のユニット１２０４Ｃ内には、ウレタンゴムなどを用いたクリーニング部材としてのクリーニングブレード１２０４Ａと、このブレードにより中間転写ベルト１００から掻き取られ転写残トナーを部外に搬送するための樹脂製のスクリューオーガあるいは金属製のコイル形状部材が用いられる搬送手段１２０４Ｂが設けられている。
このような搬送手段１２０４Ｂを用いることで、回収されたトナーの滞留を少なくしてクリーニングブレード１２０４Ａの交換時期に達する前に回収されたトナーで満たされてしまうようなことがないようにでき、しかも、スクリューオーガあるいはコイル形状部材であることによって製造コストを低くしても搬送効率を低下させないようにできる。
クリーニングブレード１２０４Ａは、その先端中間転写ベルト１００が移動してくる側に先端を対向当接させることができる角度を持たせて配置した、いわゆる、カウンター接触方式とされている。これにより、中間転写ベルト１００に残存する転写残トナーの掻き取り効率を向上させることができる。

潤滑剤供給部１２０３に設けられている塗布ブラシ１２０３Ａおよびクリーニング部１２０４に設けられているクリーニングブレード１２０４Ａは、中間転写ベルト１００との接触を確実にするためのバックアップ部材と対向するようになっている。
潤滑剤供給部１２０３の塗布ブラシ１２０３Ａに対するバックアップ部材としては、中間転写ベルト１００が捲装されているローラの一つである、テンションローラとして用いられているローラ１００Ａが用いられ、クリーニング部１２０４のクリーニングブレード１２０４Ａに対するバックアップ部材としては、中間転写ベルト１００の展張方向端部に位置するローラ１００Ａ、１００Ｂの内側に位置するローラの一つ１００Ｂ３が用いられる。従って、潤滑剤供給部１２０３の塗布ローラ１２０３Ａに対するバックアップローラ１００Ａは、クリーニングブレード１２０４Ａに対するローラ１００Ｂ３以外の位置に設けてあるローラということになる。なお。符号１００Ｂ４で示すローラは、クリーニング部１２０４および潤滑剤供給部１２０３に対してのベルト側展張面を形成するためのテンションローラである。

上述したように、潤滑剤供給部１２０３、クリーニング部１２０４は、中間転写ベルト１００の展張部両端間に配置されている構成であるので、中間転写ベルト１００の展張領域の外側に各部が、はみ出るようなことがないので、各部を用いた場合の水平方向、換言すれば中間転写ベルト１００の展張方向での占有スペースを上記の展張領域内に治めることができる。これにより、水平方向での各部の占有スペースを、大きくしないようにでき、装置の大型化を抑制することが可能となる。

潤滑剤供給部１２０３の塗布ローラ１２０３Ａおよびクリーニング部１２０４の搬送手段１２０４Ｂは、既存部材からの駆動を受ける構成とされることで部材の増設などをなくす構成となっている。
すなわち、潤滑剤供給部１２０３の塗布ローラ１２０３Ａは、対向するテンションローラ１００Ａと連動関係を設定されており（図２中、符号Ｐ１は回転伝達経路を示している）、クリーニング部１２０４の搬送手段１２０４Ｂは、クリーニングブレード１２０４Ａが対向するローラ１００Ｂ４と連動関係が設定されている（図２中、符号Ｐ２は回転伝達経路を示している）。
従って、塗布ローラ１２０３Ａは、クリーニング部１２０４の搬送手段１２０４とは別の位置のローラにより駆動されるようになっている。これにより、駆動伝達経路が長くなるようなことを避けて部品点数の増加などを防止することができる。

本実施例において、潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４の交換サイクルとしては、中間転写ベルト１００を対象とした交換サイクルの整数分の一に設定されている。
これにより、中間転写ベルト１００が交換時期にあるときでも潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４での各部材の寿命が尽きるまで使用できる期間を設定することにより、これら各部の交換を行うサービスマンの訪問頻度を少なくすることができる。

以上のような実施例においては、中間転写ベルトに対する潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４を独立して着脱可能に設けているので、これら各部間での交換時期、換言すれば、使用部品の寿命に応じた交換が可能となり、一方が未だ使用可能な状態にあるのを強制的に交換するような事態の発生を防止できる。
これにより、潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４の使用効率が低下するのを防止してランニングコストの低下を防ぐことができると共に、サービスマンコールの頻度を下げて画像形成装置の使用効率が低下する（不稼働期間の長大化）のを防ぐことが可能となる。
また、潤滑剤供給部１２０３およびクリーニング部１２０４に用いられる回転部材である塗布ブラシ１２３０Ａや搬送手段１２０４Ｂの駆動を中間転写ベルト１００側の部材に連動させているので、特別な駆動手段を用いることなく低コストの構成で転写残トナーの除去および潤滑剤の供給が可能となる。

１ 画像形成装置
１００ 中間転写ベルト
１００Ａ 駆動側のローラ
１００Ｂ 従動側のテンションローラ
１００Ｂ４ 対向ローラの一つ
１０１ 感光体
１０６ １次転写用バイアス電源
１０７ １次転写ローラ
１２０３ 潤滑剤供給部
１２０３Ａ 塗布ブラシ
１２０４ クリーニング部
１２０４Ａ クリーニングブレード
１２０４Ｂ 搬送手段
Ｐ１，Ｐ２ 駆動力の伝達経路

特開２００２−２５８６６８号公報 特開平１０−２６８６５８号公報

Claims (10)

1. 表面にトナー像を担持可能な像担持体と、該像担持体に担持されているトナー像が１次転写工程により転写される中間転写体と、該中間転写体に転写されたトナー像を２次転写工程により記録媒体に転写される構成からなる画像形成装置において、
   前記中間転写体に当接するクリーニング部材を備えたクリーニング部と
   前記中間転写体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とを備え、
   前記クリーニング部と潤滑剤供給部とはそれぞれ独立して前記中間転写体に対して配置されるとともに、該中間転写体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記中間転写体には、複数のローラに掛けられて移動可能な無端状ベルトが用いられ、前記クリーニング部材は、前記中間転写体の内側に配置されているローラの一つをバックアップ部材として設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記潤滑剤供給部は、少なくとも前記中間転写体の展張方向端部に位置するローラもしくは、端部間に位置するローラのうちで前記クリーニング装置が対向するローラ以外のローラの一つをバックアップ部材として設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング部には、前記クリーニング部材により中間転写体から掻き取ったトナーを部外に搬送する搬送手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング部に位置するトナー搬送部材は、前記中間転写体が掛けられているローラの一つにより駆動されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
6. 前記潤滑剤供給部には、前記中間転写体表面に接触しながら回転可能な塗布ブラシが設けられ、該塗布ブラシは、前記中間転写体が掛けられているローラのうちで、前記クリーニング部に対向する位置とは別の位置のローラによる駆動されることを特徴とする請求項１または３記載の画像形成装置。
7. 前記クリーニング部材は、前記中間転写体が移動してくる側に先端を対向当接させる角度を設定されたブレードで構成されていることを特徴とする請求項１，２，４，５のうちの一つに記載の画像形成装置。
8. 前記潤滑剤供給部には、前記塗布ブラシに当接する固形潤滑剤が設けられ、該塗布ブラシにより固形潤滑剤を削り取ることで潤滑剤を中間転写体表面に塗布する構成が用いられることを特徴とする請求項１，３，６のうちの一つに記載の画像形成装置。
9. 前記クリーニング部に設けられている搬送手段は、樹脂製のスクリューオーガであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
10. 前記クリーニング部に設けられている搬送手段は、金属製のコイル形状部材であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。

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