JP2018025643A - 清掃装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】第2清掃板の自由端を二次転写回転体の外周面のうち表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分以外に接触させる清掃装置に比べて、弾性層を有する円柱状の二次転写回転体の外周面に付着したトナーの外添剤に起因して形成される膜状物をその外周面から除去することができる清掃装置等を提供する。【解決手段】清掃装置は、弾性層を有する円柱状の二次転写回転体の外周面に当該外周面が弾性変形するように自由端を接触させて清掃する第1清掃板と、前記二次転写回転体の外周面のうち前記第1清掃板の自由端が接触する位置よりも当該二次転写回転体の回転方向下流側の部分であって前記第1清掃板の自由端の接触により表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分に、自由端を接触させて清掃する第2清掃板と、を備えている。【選択図】図3
Description
この発明は、清掃装置及び画像形成装置に関するものである。
従来、弾性層を有する二次転写ロールを備えた画像形成装置における二次転写ロールに接触して清掃する清掃装置としては、例えば、弾性体からなる板状の清掃部材(クリーニングブレード)の自由端を二次転写ロールの外周面に接触させて清掃するように構成された清掃装置が知られている(下記特許文献1,2)。
この発明は、第2清掃板の自由端を二次転写回転体の外周面のうち表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分以外に接触させる清掃装置に比べて、弾性層を有する円柱状の二次転写回転体の外周面に付着したトナーの外添剤に起因して形成される膜状物をその外周面から除去することができる清掃装置とその清掃装置を用いた画像形成装置を提供するものである。
この発明(A1)の清掃装置は、
弾性層を有する円柱状の二次転写回転体の外周面に当該外周面が弾性変形するように自由端を接触させて清掃する第1清掃板と、
前記二次転写回転体の外周面のうち前記第1清掃板の自由端が接触する位置よりも当該二次転写回転体の回転方向下流側の部分であって前記第1清掃板の自由端の接触により表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分に、自由端を接触させて清掃する第2清掃板と、
を備えたものである。
弾性層を有する円柱状の二次転写回転体の外周面に当該外周面が弾性変形するように自由端を接触させて清掃する第1清掃板と、
前記二次転写回転体の外周面のうち前記第1清掃板の自由端が接触する位置よりも当該二次転写回転体の回転方向下流側の部分であって前記第1清掃板の自由端の接触により表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分に、自由端を接触させて清掃する第2清掃板と、
を備えたものである。
この発明(A2)の清掃装置は、上記発明A1の清掃装置において、前記第1清掃板は剛性が前記二次転写回転体よりも高く、前記第2清掃板は剛性が前記第1清掃板よりも高くなるよう構成されているものである。
この発明(A3)の清掃装置は、上記発明A1又はA2の清掃装置において、前記第2清掃板の前記二次転写回転体の外周面に対する接触荷重は、前記第1清掃板の接触荷重よりも小さくなるよう設定されているものである。
この発明(A3)の清掃装置は、上記発明A1又はA2の清掃装置において、前記第2清掃板の前記二次転写回転体の外周面に対する接触荷重は、前記第1清掃板の接触荷重よりも小さくなるよう設定されているものである。
この発明(A4)の清掃装置は、上記発明A1からA3のいずれかの清掃装置において、前記第1清掃板と前記第2清掃板は、その各固定端が同じ支持部材に取り付けられているものである。
この発明(A5)の清掃装置は、上記発明A4の清掃装置において、前記第2清掃板は、前記同じ支持部材に取り付けられている状態において前記第1清掃板との間に存在する隙間に通じる貫通孔が設けられているものである。
この発明(A5)の清掃装置は、上記発明A4の清掃装置において、前記第2清掃板は、前記同じ支持部材に取り付けられている状態において前記第1清掃板との間に存在する隙間に通じる貫通孔が設けられているものである。
この発明(B1)の画像形成装置は、記録媒体が供給される二次転写位置までトナー像を保持して搬送するよう回転する中間転写回転体と、前記二次転写位置で前記中間転写回転体に接触して回転するとともに弾性層を有する円柱状の二次転写回転体と、前記二次転写回転体の外周面に接触して清掃する上記発明A1からA5のいずれかの清掃装置と、を備えているものである。
上記発明A1の清掃装置によれば、第2清掃板の自由端を二次転写回転体の外周面のうち表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分以外に接触させる清掃装置に比べて、弾性層を有する円柱状の二次転写回転体の外周面に付着したトナーの外添剤に起因して形成される膜状物をその外周面から除去することができる。
上記発明A2の清掃装置では、第1清掃板と第2清掃板の剛性が異なる関係になるよう構成されている清掃装置に比べて、第2清掃板により上記膜状物をより一層除去することができる。
上記発明A3の清掃装置では、第1清掃板の接触荷重と第2清掃板の接触荷重が異なる大小関係になるよう設定されている清掃装置に比べて、第2清掃板の接触による二次転写回転体への過剰な負荷を与えることを抑制しつつ第2清掃板により上記膜状物を除去することができる。
上記発明A3の清掃装置では、第1清掃板の接触荷重と第2清掃板の接触荷重が異なる大小関係になるよう設定されている清掃装置に比べて、第2清掃板の接触による二次転写回転体への過剰な負荷を与えることを抑制しつつ第2清掃板により上記膜状物を除去することができる。
上記発明A4の清掃装置では、第1清掃板と第2清掃板が異なる支持部材に取り付けられている清掃装置に比べて、製造コストや設置スペースを削減しつつ上記膜状物を除去することができる。
上記発明A5の清掃装置では、第2清掃板に貫通孔が設けられていない清掃装置に比べて、第1清掃板をすり抜けたトナーや第2清掃板で除去した除去物が第1清掃板と第2清掃板の間の隙間に蓄積された後に第2清掃板の二次転写回転体との接触部から溢れて二次転写回転体に戻されることを防止することができる。
上記発明A5の清掃装置では、第2清掃板に貫通孔が設けられていない清掃装置に比べて、第1清掃板をすり抜けたトナーや第2清掃板で除去した除去物が第1清掃板と第2清掃板の間の隙間に蓄積された後に第2清掃板の二次転写回転体との接触部から溢れて二次転写回転体に戻されることを防止することができる。
上記発明B1の画像形成装置によれば、第2清掃板の自由端が二次転写回転体の外周面のうち表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分で接触していない清掃装置を備えている場合に比べて、弾性層を有する円柱状の二次転写回転体の外周面に付着したトナーの外添剤に起因して形成される膜状物をその外周面から除去することができる。
以下、この発明を実施するための形態(以下「実施の形態」という)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から図3は、実施の形態1に係る清掃装置及び画像形成装置を示すものである。図1はその画像形成装置の構成を示し、図2はその画像形成装置における一部(作像装置など)の構成を示し、図3はその清掃装置とその周辺部の構成を示している。図1等の図面に記載の符号X,Y,Zを付した矢印は、各図面において想定した3次元空間の幅、高さ及び奥行の各方向を示す直交座標軸(の方向)である。
図1から図3は、実施の形態1に係る清掃装置及び画像形成装置を示すものである。図1はその画像形成装置の構成を示し、図2はその画像形成装置における一部(作像装置など)の構成を示し、図3はその清掃装置とその周辺部の構成を示している。図1等の図面に記載の符号X,Y,Zを付した矢印は、各図面において想定した3次元空間の幅、高さ及び奥行の各方向を示す直交座標軸(の方向)である。
<画像形成装置の構成>
実施の形態1に係る画像形成装置1は、現像剤で構成される画像を記録媒体の一例である記録用紙9に形成するものであり、例えば、情報端末機等の外部機器から入力される画像情報を受けて画像の形成を行うプリンタとして構成されている。ちなみに、この画像形成装置1は、例えば原稿読取装置を併設した場合には、複写機、さらにはファクシミリ機能を備えた複写機(複合機)として構成することもできる。
実施の形態1に係る画像形成装置1は、現像剤で構成される画像を記録媒体の一例である記録用紙9に形成するものであり、例えば、情報端末機等の外部機器から入力される画像情報を受けて画像の形成を行うプリンタとして構成されている。ちなみに、この画像形成装置1は、例えば原稿読取装置を併設した場合には、複写機、さらにはファクシミリ機能を備えた複写機(複合機)として構成することもできる。
この画像形成装置1は、全体が箱状の外観からなる筐体10を有しており、その筐体10の内部空間には、現像剤としてのトナーで構成されるトナー像を形成する作像装置2と、作像装置2で形成されるトナー像を一次転写により保持した後に搬送して最終的に記録用紙9に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置3と、中間転写装置3の二次転写位置に供給する記録用紙9を収容するとともに送出する給紙装置4と、中間転写装置3で二次転写されたトナー像を記録用紙9に定着する定着装置5等が配置されている。筐体10は、支持部材、外装カバー等で支持構造部や外装部が形成されている。また、筐体10の上面部には、画像が形成された後の記録用紙9を排出して収容するための排出収容部12が形成されている。図1中に示す一点鎖線は、筐体10の内部における記録用紙9の主な搬送経路である。
作像装置2は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色の現像剤(トナー)像をそれぞれ個別に形成する4つの作像装置2Y,2M,2C,2Kを用いて構成されている。
この4つの作像装置2(Y,M,C,K)はいずれも、図1や図2に示されるように、回転駆動する感光ドラム21と、感光ドラム21の外周面における像保持面を所要の電位に帯電させる帯電装置22と、感光ドラム21の帯電後の像形成面に画像情報に基づいて各色成分(Y,M,C,K)に分解された光(矢付き点線)を照射して各色成分の静電潜像を形成する露光装置23と、その静電潜像を各色成分のトナーを供給して現像することにより上記各色(Y,M,C,K)のトナー像として顕像化する現像装置24(Y,M,C,K)と、感光ドラム21上のトナー像を中間転写装置3(の中間転写ベルト31)に一次転写させる一次転写装置25と、感光ドラム21の外周面に残留するトナー等の不要物を除去して清掃するドラム用清掃装置26等で構成されている。
この4つの作像装置2(Y,M,C,K)はいずれも、図1や図2に示されるように、回転駆動する感光ドラム21と、感光ドラム21の外周面における像保持面を所要の電位に帯電させる帯電装置22と、感光ドラム21の帯電後の像形成面に画像情報に基づいて各色成分(Y,M,C,K)に分解された光(矢付き点線)を照射して各色成分の静電潜像を形成する露光装置23と、その静電潜像を各色成分のトナーを供給して現像することにより上記各色(Y,M,C,K)のトナー像として顕像化する現像装置24(Y,M,C,K)と、感光ドラム21上のトナー像を中間転写装置3(の中間転写ベルト31)に一次転写させる一次転写装置25と、感光ドラム21の外周面に残留するトナー等の不要物を除去して清掃するドラム用清掃装置26等で構成されている。
感光ドラム21は、例えば、接地処理される円筒又は円柱状の基材の外周面に感光材料からなる光誘電層(感光層)を有する像保持面を形成したドラム形態の感光体が採用されている。この感光ドラム21は、図示しない回転駆動装置から動力を受けて矢印Aで示す方向に回転駆動するよう設けられている。
帯電装置22は、例えば、感光ドラム21の少なくとも像保持面に接触した状態で配置されて帯電電流が供給される帯電ロール等の接触部材を備えた接触型の帯電装置が採用されている。
露光装置23は、例えば、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置が採用されている。露光装置23としては、例えば半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものを採用してもよい。露光装置23には、外部から入力された画像情報が図示しない画像処理装置で所要の処理が施された後に画像信号として入力される。
帯電装置22は、例えば、感光ドラム21の少なくとも像保持面に接触した状態で配置されて帯電電流が供給される帯電ロール等の接触部材を備えた接触型の帯電装置が採用されている。
露光装置23は、例えば、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置が採用されている。露光装置23としては、例えば半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものを採用してもよい。露光装置23には、外部から入力された画像情報が図示しない画像処理装置で所要の処理が施された後に画像信号として入力される。
現像装置24(Y,M,C,K)は、図2等に示すように、各色成分(Y,M,C,K)からなる非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤8を収容する収容室や現像用開口が設けられた筐体24aを有している。また、現像装置24(Y,M,C,K)は、筐体24aに、その収容室に収容されている二成分現像剤8を回転しながら保持して、現像用開口において感光ドラム21と近接して対向する現像領域を通過するよう搬送する現像ロール24bや、筐体24aの収容室に収容されている二成分現像剤8を回転して攪拌しながら現像ロール24bに供給するよう搬送するスクリューオーガー等の搬送部材24cや、現像ロール24bに保持される現像剤の量(層厚)を規制する層厚規制部材24d等が配置されている。
これらの現像装置24(Y,M,C,K)では、その現像ロール24b及び搬送部材24cが所要の方向に回転させられ、また、その現像ロール24bと感光ドラム21との間に現像電流等が供給される。また、これらの現像装置24(Y,M,C,K)は、図1に示すように、補給用の現像剤(トナーのみ又はトナー及びキャリア)を個別に収容する着脱交換式の現像剤カートリッジ14(Y,M,C,K)から、補給装置15や図示しない接続部材を介して必要な量の補給用現像剤が補給されるよう構成されている。
これらの現像装置24(Y,M,C,K)では、その現像ロール24b及び搬送部材24cが所要の方向に回転させられ、また、その現像ロール24bと感光ドラム21との間に現像電流等が供給される。また、これらの現像装置24(Y,M,C,K)は、図1に示すように、補給用の現像剤(トナーのみ又はトナー及びキャリア)を個別に収容する着脱交換式の現像剤カートリッジ14(Y,M,C,K)から、補給装置15や図示しない接続部材を介して必要な量の補給用現像剤が補給されるよう構成されている。
一次転写装置25は、例えば、感光ドラム21の一次転写位置とする表面部分に(中間転写ベルト31を介した状態で)接触して回転するとともに一次転写電流が供給される一次転写ロール等の接触部材を備えた接触型の転写装置が採用されている。この一次転写装置25は、中間転写装置3の一部を構成するものとして扱ってもよい。
ドラム用清掃装置26は、清掃作業用開口が設けられた筐体26aと、トナー像が中間転写装置3(の中間転写ベルト31)に一次転写される一次転写位置を通過した後の感光ドラム21の少なくとも像保持面に清掃作業用開口から接触して残留トナー等の不要物を除去して清掃する弾性清掃板26b及び回転清掃ブラシ26cと、その除去したトナー等の除去物を回収して図示しない回収容器にむけて送り出すスクリューオーガー等の送出部材26d等で構成されている。
ドラム用清掃装置26は、清掃作業用開口が設けられた筐体26aと、トナー像が中間転写装置3(の中間転写ベルト31)に一次転写される一次転写位置を通過した後の感光ドラム21の少なくとも像保持面に清掃作業用開口から接触して残留トナー等の不要物を除去して清掃する弾性清掃板26b及び回転清掃ブラシ26cと、その除去したトナー等の除去物を回収して図示しない回収容器にむけて送り出すスクリューオーガー等の送出部材26d等で構成されている。
中間転写装置3は、各作像装置2(Y,M,C,K)における感光ドラム21の一次転写位置を通過しながら矢印Bで示す方向に回転する中間転写ベルト31と、中間転写ベルト31をその内周面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール32a〜32dと、支持ロール32bに支持されている中間転写ベルト31の外周面部分に所要の圧力で接触して回転する二次転写装置の一例である二次転写ロール35と、中間転写ベルト31の二次転写ロール35との接触部(二次転写位置)を通過した外周面部分に残留して付着するトナー、紙粉等の不要物を除去して清掃するベルト用清掃装置36とで主に構成されている。
中間転写ベルト31は、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の基材にカーボン等の抵抗調整剤を分散した材料を用いて所要の厚さ及び電気抵抗値からなる無端状のベルトに形成されたものが採用されている。複数の支持ロール32a〜32dについては、例えば、支持ロール32aが中間転写ベルト31の回転動力及び張力を付与する駆動ロール兼張力付与ロールとして、支持ロール32bが二次転写のバックアップロールとして、支持ロール32c、32dが中間転写ベルト31の一次転写面を形成して保持する面出しロールとして、それぞれ構成されている。
二次転写ロール35は、図3等に示されるように、少なくとも弾性層を有する構造の円柱状の回転体が適用され、矢印Cで示す方向に回転自在になるよう設置される。実施の形態1における二次転写ロール35としては、例えば、図5に示されるように、金属等の材料からなる導電性のロール基体351の外周面に、弾性層352と表面層353をこの順に積層させた構造の回転体を採用している。弾性層352は、例えば、エピクロルヒドリン、発泡ポリウレタン、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)等で構成される弾性材料にカーボンブラック等の導電剤を配合した材料からなる層である。表面層353は、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルエステル樹脂、ポリアレート樹脂、ポリエステル樹脂等の合成樹脂からなる層である。この二次転写ロール35又は支持ロール32bには、二次転写電流等が供給される。二次転写ロール35は、その外周面における剛性の一部を表すアスカーC型硬度が20〜50度、好ましくは30〜40度になるよう設定される。
また、二次転写ロール35には、その外周面に接触してトナー等の不要物を除去して清掃する専用の清掃装置6が装備されている。この清掃装置6の詳細については後述する。
また、二次転写ロール35には、その外周面に接触してトナー等の不要物を除去して清掃する専用の清掃装置6が装備されている。この清掃装置6の詳細については後述する。
ベルト用清掃装置36は、清掃作業用の開口が設けられた筐体36aと、二次転写位置を通過した後の中間転写ベルト31の少なくとも像保持面に清掃作業用開口から接触して残留トナー等の不要物を除去する板状部材36b及び回転ブラシ36cと、除去したトナー等の除去物を回収して図示しない回収容器にむけて送り出すスクリューオーガー等の送出部材36d等で構成されている。
給紙装置4は、筐体10に対して引出し自在に取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙9を積載板42の上に積み重ねた状態で収容する収容体41と、収容体41から記録用紙9を1枚ずつ用紙搬送路にむけて送り出す送出装置43を備えている。収容体41は、単数に限らず、複数採用してもよい。
定着装置5は、その装置の筐体51の内部に、所要の方向に回転駆動するとともに加熱手段により加熱されて表面温度が所要の温度に保持されるロール形態、ベルト形態等の加熱用回転体52と、この加熱用回転体52の回転軸方向にほぼ沿うように所要の圧力で接触して従動回転するロール形態、ベルト形態等の加圧用回転体53等を設置して構成されている。この定着装置5では、加熱用回転体52と加圧用回転体53が接触する領域が、トナー像を保持する記録用紙9が導入されて定着処理(加圧及び加熱)される定着処理部として形成される。
筐体10には、図1に示されるように、給紙装置4の送出装置43から中間転写装置3の二次転写位置と定着装置5における定着処理部を経由して、排出収容部12の手前位置に設けられた排出口13に至るまで、記録用紙9を搬送する主要な用紙搬送路が配置されている。この用紙搬送路は、複数の搬送ロール対45〜49と、図示しない搬送ガイド材等で構成されている。特に搬送ロール対47は、記録用紙9の二次転写位置への搬送時期や搬送姿勢(斜行)を調整及び矯正する等の機能を有するレジストロール対として構成されている。また、搬送ロール対49は、記録用紙9を排出収容部12に送り出すよう排出する排出ロールとして構成されている。
また、この画像形成装置1は、作像装置2(Y,M,C,K)の全部又は一部(少なくとも複数色のトナー)を選択して作動させることにより、4色(Y,M,C,K)のトナーの全色又は一部の複数色を組み合わせて構成される多色画像を形成することができる。また、作像装置2(Y,M,C,K)の1つを作動させることにより、例えばブラック等の1色のトナーで構成される単色画像を形成することもできる。さらに、この画像形成装置1は、例えば、記録用紙9の片面全面に対応した大きさの画像、いわゆる縁なし画像を形成する等の特殊な画像形成動作(モード)を選択して実行することもできるよう構成されている。
<画像形成装置の基本的な画像形成動作>
そして、この画像形成装置1によれば、以下のようにして基本的な画像形成動作が行われる。ここでは、4色(Y,M,C,K)のトナー像を組み合わせて構成される多色画像、いわゆるフルカラー画像を形成する場合を説明する。
そして、この画像形成装置1によれば、以下のようにして基本的な画像形成動作が行われる。ここでは、4色(Y,M,C,K)のトナー像を組み合わせて構成される多色画像、いわゆるフルカラー画像を形成する場合を説明する。
画像形成動作(プリント)の要求指示を受けると、4つの作像装置2(Y,M,C,K)において、ほぼ同様にしてトナー像の形成が行われる。
まず、各作像装置2(Y,M,C,K)では、その各感光ドラム21が矢印Aの方向に回転し、各帯電装置22が各感光ドラム21の像保持面を所要の極性(実施の形態1では例えばマイナス極性)及び電位にそれぞれ帯電させる。
この帯電後、露光装置23が、その各感光ドラム21の帯電された像保持面に対して4つの色成分(Y,M,C,K)に分解された画像信号に基づく露光(光の照射)をそれぞれ行う。これにより、各感光ドラム21の像保持面に各色成分の静電潜像を個別に形成する。
続いて、各現像装置24(Y,M,C,K)が、感光ドラム21の像保持面における各色成分の静電潜像の部分に現像ロール24bから供給するトナーを静電的に付着させて現像する。これにより、各感光ドラム21における各色成分の静電潜像が、その色成分に対応する4色(Y,M,C,K)のトナー像としてそれぞれ顕像化される。
まず、各作像装置2(Y,M,C,K)では、その各感光ドラム21が矢印Aの方向に回転し、各帯電装置22が各感光ドラム21の像保持面を所要の極性(実施の形態1では例えばマイナス極性)及び電位にそれぞれ帯電させる。
この帯電後、露光装置23が、その各感光ドラム21の帯電された像保持面に対して4つの色成分(Y,M,C,K)に分解された画像信号に基づく露光(光の照射)をそれぞれ行う。これにより、各感光ドラム21の像保持面に各色成分の静電潜像を個別に形成する。
続いて、各現像装置24(Y,M,C,K)が、感光ドラム21の像保持面における各色成分の静電潜像の部分に現像ロール24bから供給するトナーを静電的に付着させて現像する。これにより、各感光ドラム21における各色成分の静電潜像が、その色成分に対応する4色(Y,M,C,K)のトナー像としてそれぞれ顕像化される。
次いで、各作像装置2(Y,M,C,K)の感光ドラム21上に形成された各色のトナー像が、中間転写装置3を中継して記録用紙9に転写される。
最初に、各感光ドラム21上に形成された各色のトナー像は、その各感光ドラム21と一次転写装置25とが回転する中間転写ベルト31を挟んで接触する各一次転写位置まで搬送された後、その各一次転写位置において一次転写装置25による転写作用(主に転写電界による静電的作用)を受けることにより、その中間転写ベルト31に対してそれぞれ静電的に一次転写される。
続いて、中間転写ベルト31に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト31の回転により二次転写位置まで搬送された後、その二次転写位置において、二次転写ロール35による転写作用(主に転写電界による静電的作用)を受けることにより、給紙装置4から送り出されて用紙搬送路を経由して所要のタイミングで搬送される記録用紙9に一括して静電的に二次転写される。
最初に、各感光ドラム21上に形成された各色のトナー像は、その各感光ドラム21と一次転写装置25とが回転する中間転写ベルト31を挟んで接触する各一次転写位置まで搬送された後、その各一次転写位置において一次転写装置25による転写作用(主に転写電界による静電的作用)を受けることにより、その中間転写ベルト31に対してそれぞれ静電的に一次転写される。
続いて、中間転写ベルト31に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト31の回転により二次転写位置まで搬送された後、その二次転写位置において、二次転写ロール35による転写作用(主に転写電界による静電的作用)を受けることにより、給紙装置4から送り出されて用紙搬送路を経由して所要のタイミングで搬送される記録用紙9に一括して静電的に二次転写される。
最後に、記録用紙9に転写されたトナー像は、定着装置5により定着される。
まず、中間転写装置3において二次転写が終了した記録用紙9は、その中間転写ベルト31から剥離された後に定着装置5に搬送される。続いて、定着装置5において、トナー像が転写された記録用紙9が加熱用回転体52と加圧用回転体53の間の定着処理部に導入されて加熱及び加圧させる。これにより、トナー像を構成するトナーが加圧下で溶融されて記録用紙9に定着される。
この定着が終了後の記録用紙9は、その片面への画像形成を行うだけの場合には、用紙搬送路を経由して筐体10の排出口13まで搬送された後、排出収容部12に排出されて収容される。
まず、中間転写装置3において二次転写が終了した記録用紙9は、その中間転写ベルト31から剥離された後に定着装置5に搬送される。続いて、定着装置5において、トナー像が転写された記録用紙9が加熱用回転体52と加圧用回転体53の間の定着処理部に導入されて加熱及び加圧させる。これにより、トナー像を構成するトナーが加圧下で溶融されて記録用紙9に定着される。
この定着が終了後の記録用紙9は、その片面への画像形成を行うだけの場合には、用紙搬送路を経由して筐体10の排出口13まで搬送された後、排出収容部12に排出されて収容される。
以上の画像形成動作により、1枚の記録用紙9の片面に対して、4色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成される。
<二次転写ロール用の清掃装置の構成>
ところで、画像形成装置1においては、二次転写ロール35の外周面にトナーの外添剤に起因した膜状物(フィルム状付着物)が疎らに形成されることがある。また、画像形成装置1では、この膜状物が増加すると、例えば、二次転写位置において均一な転写電界が形成されにくくなって二次転写不良が発生するようになり、ひいてはその二次転写不良に起因した画質不良を誘発することがある。
ところで、画像形成装置1においては、二次転写ロール35の外周面にトナーの外添剤に起因した膜状物(フィルム状付着物)が疎らに形成されることがある。また、画像形成装置1では、この膜状物が増加すると、例えば、二次転写位置において均一な転写電界が形成されにくくなって二次転写不良が発生するようになり、ひいてはその二次転写不良に起因した画質不良を誘発することがある。
この膜状物は、例えば特許文献1,2等に例示されるような弾性体からなる板状の清掃部材(クリーニングブレード)の自由端を二次転写ロール35の外周面に接触させて清掃する形式の清掃装置を装備させた場合でも発生することが確認されている。
また、この膜状物は、特に縁なし画像を形成する画像形成動作を行った場合に多く発生する。
つまり、縁なし画像用のトナー像は記録用紙9のサイズ(平面寸法)よりもわずかながら広めの領域に形成されるため、そのトナー像が中間転写ベルト31から記録用紙9に二次転写されるときに、記録用紙9の搬送方向における前後端及び左右側端からはみ出す分のトナーが二次転写ロール35の外周面側に転移して付着する。そして、この場合、その二次転写ロール35に付着したトナーを除去して清掃する必要があるが、上記例示した形式の清掃装置を適用して清掃したとしても、そのトナーの粒子表面に外添されるシリカ、チタニア等の外添剤(特に平均粒径が数10〜数100nmのもの)が板状の清掃部材により除去されずにすり抜けてしまい、そのすり抜けた外添剤がそれ以後に板状の清掃部材の接触によって二次転写ロール35の外周面に連続して押し付けられる。この結果、すり抜けた外添剤は最終的にその外周面に引き延ばされて薄膜状に固着したような膜状物として残るようになる。
また、この膜状物は、特に縁なし画像を形成する画像形成動作を行った場合に多く発生する。
つまり、縁なし画像用のトナー像は記録用紙9のサイズ(平面寸法)よりもわずかながら広めの領域に形成されるため、そのトナー像が中間転写ベルト31から記録用紙9に二次転写されるときに、記録用紙9の搬送方向における前後端及び左右側端からはみ出す分のトナーが二次転写ロール35の外周面側に転移して付着する。そして、この場合、その二次転写ロール35に付着したトナーを除去して清掃する必要があるが、上記例示した形式の清掃装置を適用して清掃したとしても、そのトナーの粒子表面に外添されるシリカ、チタニア等の外添剤(特に平均粒径が数10〜数100nmのもの)が板状の清掃部材により除去されずにすり抜けてしまい、そのすり抜けた外添剤がそれ以後に板状の清掃部材の接触によって二次転写ロール35の外周面に連続して押し付けられる。この結果、すり抜けた外添剤は最終的にその外周面に引き延ばされて薄膜状に固着したような膜状物として残るようになる。
そこで、この画像形成装置1においては、二次転写ロール35の外周面を清掃する清掃装置として、次の構成からなる清掃装置6を採用している。
その清掃装置6は、図3等に示されるように、清掃用開口部61aが設けられた容器状の筐体61の内部に、第1清掃板62と第2清掃板63とを少なくとも配置したものである。図3等における符号66は第1清掃板62と第2清掃板63を支持する支持部材であり、また符号69A,69Bはいずれも筐体61に除去して回収したトナー等の不要物が筐体61の清掃用開口部61aと二次転写ロール35の間の隙間から漏れ出すのを防止するためのフィルム状の漏れ防止部材(いわゆるシール材)である。
筐体61は、第1清掃板62と第2清掃板63とによって除去したトナー等の不要物を回収する回収容器を兼ねたものである。実施の形態1における筐体61は、全体が二次転写ロール35の回転軸方向Dに沿って長い箱状の構造物であり、その上部片面側に二次転写ロール35の外周面と向き合う長方形状の清掃用開口部61aが設けられており、その下部側に上記除去したトナー等の不要物を回収するのに必要な容積からなる回収用空間61bが形成されている。
第1清掃板62は、図3、図5、図6等に示されるように、その固定されず自由の状態にされる側の端部となる自由端62aを、二次転写ロール35の外周面に対してその外周面が弾性変形するような状態でかつ二次転写ロール35の回転軸方向Dにほぼ沿う状態で接触させることにより清掃を行う板状の部材である。図6において符号35dは、二次転写ロール35の外周面35aのうち第1清掃板62の自由端62aが接触している部分を示す。
実施の形態1における第1清掃板62は、その自由端62a(角部)を二次転写ロール35の中間転写ベルト31を介してバックアップロールの支持ロール32bと接触する部分からほぼ正反対の対向部分(中心角で約180°分回転した位置)で接触するよう配置されている。また、この第1清掃板62は、その固定する側の端部となる固定端(自由端62aと反対側の端部)を所要の取付け幅J1(図3を参照)で支持部材66に固定している。第1清掃板62の取付け幅J1を除く残り部分の長さが自由長L1になる。
第1清掃板62としては、その剛性が二次転写ロール35の外周面部分よりも高い物性を有する材料からなる部材が適用される。実施の形態1では、第1清掃板62として、例えばゴム、合成樹脂等の弾性変形し得る材料からなるほぼ長方形状で所要の厚さの板状部材を採用している。剛性については、例えば、ヤング率、硬度、引張強さ、100%モジュラス(引張応力)等のうちの少なくとも1つの指標に基づいて対比される。二次転写ロール35の剛性は、特に弾性層352の剛性を指す。
また、第1清掃板62は、二次転写ロール35の外周面35aに対する接触荷重が、例えば2〜4gf/mm(≒1960〜3920mN/mm)、好ましくは2.5〜3.5gf/mm(≒2450〜3430mN/mm)になるよう設置される。また、この接触荷重で接触させたときの第1清掃板62は、その自由端62aの二次転写ロール35の外周面35aに対する食い込み量が約1〜2mmになるよう設置されることになる。さらに、第1清掃板62は、二次転写ロール35の外周面35aに対する接触角が、例えば、二次転写ロール35に対する取付け角度で20〜30°、また二次転写ロール35に接触させたときの撓み角度(ワーキングアングル)で5〜15°になるよう設置される。
このうち接触荷重は、例えば、次のようにして求めている。すなわち、事前に第1清掃板62の接触荷重と二次転写ロール35の外周面35aへの食い込み量との関係を荷重測定器で測定して調べておく。続いて、その第1清掃板62の固定端をその取付け部分に所要の取付け角度で取り付けてその自由端62aを二次転写ロール35の外周面35aに接触させ、そのときの実際の食い込み量をレーザ変位計で測定する。そして、その測定された食い込み量を事前に用意しておいた上記接触荷重と接触荷重の関係を示すデータに照合して得られる荷重情報を、求める接触荷重とする。
食い込み量は、第1清掃板62の自由端62aを二次転写ロール35の外周面35aに何も接触させていないときの状態(弾性変形していない平板状の状態)を想定したときの当該外周面35aから内側に自由端62aが入り込む距離になる。
食い込み量は、第1清掃板62の自由端62aを二次転写ロール35の外周面35aに何も接触させていないときの状態(弾性変形していない平板状の状態)を想定したときの当該外周面35aから内側に自由端62aが入り込む距離になる。
第2清掃板63は、図3から図6等に示されるように、その自由端63aを、二次転写ロール35の外周面35aのうち第1清掃板62の自由端62aが接触する位置よりも二次転写ロール35の回転方向Cの下流側になる部分であって、第1清掃板62の自由端62aの接触により表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分38(厳密には後述するように下流側の弾性変形部分38b)に接触させて清掃する板状の部材である。第2清掃板63も、その自由端63aが二次転写ロール35の回転軸方向Dにほぼ沿う状態で接触している。図6において符号35eは、二次転写ロール35の外周面35aのうち第2清掃板63の自由端63aが接触している部分を示す。
二次転写ロール35において第1清掃板62の接触により実際に弾性変形する部分38は、図5、図6等に示されるように、第1清掃板62の自由端62aの接触開始位置P1を挟んで二次転写ロール35の回転方向Cの上流側及び下流側となる前後部分に存在する上流側の変形部分38aと下流側の変形部分38bとして形成される。第2清掃板63の自由端63aが接触するのは、その下流側の変形部分38b内になる。
また、この弾性変形する部分38は、その面の状態が円筒側面の曲面に比べて少し平面に近い面形状になるので、その表面の曲率がそれ以外の部分(外周面35aの弾性変形していない部分)の曲率より小さくなる。ちなみに、弾性変形する部分38とそれ以外の部分の境界部分は、その面の状態が屈曲するように曲がる曲面形状になるので、その表面の曲率は二次転写ロール35の外周面35aのなかで最も大きくなる部位になる。
また、この弾性変形する部分38は、その面の状態が円筒側面の曲面に比べて少し平面に近い面形状になるので、その表面の曲率がそれ以外の部分(外周面35aの弾性変形していない部分)の曲率より小さくなる。ちなみに、弾性変形する部分38とそれ以外の部分の境界部分は、その面の状態が屈曲するように曲がる曲面形状になるので、その表面の曲率は二次転写ロール35の外周面35aのなかで最も大きくなる部位になる。
また、第2清掃板63についても、その固定端63bを所要の取付け幅J2で支持部材66に固定している(図4を参照)。第2清掃板63においても、その取付け幅J2を除く残り部分の長さが自由長L2になる。
第2清掃板63としては、その剛性が第1清掃板62よりも高い物性を有する材料からなる部材が適用される。実施の形態1では、第2清掃板63として、第1清掃板62の剛性よりも高い関係になる材料(例えば金属、合成樹脂等の材料)からなるほぼ長方形状の板状部材を採用している。第2清掃板63は、その厚さ(板厚)が第1清掃板62の厚さよりも薄い部材(薄板)になる。
また、第2清掃板63は、二次転写ロール35の外周面35aに対する接触荷重が、例えば0.5〜2gf/mm(≒4.9〜19.6mN/mm)になるよう設置される。この第2清掃板63の接触荷重は、第1清掃板62の接触荷重よりも小さい値になるよう設定される。また、この接触荷重で接触させたときの第2清掃板63は、その自由端63aの二次転写ロール35の外周面に対する食い込み量が約0.3〜0.7mmになるよう設置されることになる。
支持部材66は、第1清掃板62の固定端と第2清掃板63の固定端63bの双方を取り付けて支持するための同じ(1つの)部材である。実施の形態1では、支持部材66として、所要の厚さからなる長方形の金属板を断面がL字状の形状になるよう曲げ加工した板金が適用されている。第1清掃板62の固定端と第2清掃板63の固定端63bは、その各取付け幅J1,J2の部分を、断面L字状の支持部材66における立上げ部の側面66a,66bの片側ずつに配分してそれぞれ接触させた状態で固定することで取り付けられている。
また、この同じ支持部材66に取り付けられた第1清掃板62及び第2清掃板63は、その各自由端62a,63aが二次転写ロール35の外周面35aにおける前述した各位置及び状態でそれぞれ接触するよう支持部材66を所要の位置及び状態で筐体61に固定している。実施の形態1における支持部材66は、その長手方向の両端が筐体61の側面部に予め設けられる取付け部に取り付けられて固定される。
また、清掃装置6は、図3や図7に示されるように、第1清掃板62と第2清掃板63を同じ支持部材66に取り付けており、その両者間に隙間Sが存在する状態になる。このため、清掃装置6では、第1清掃板62をすり抜けたトナーや第2清掃板63で除去した除去物が隙間Sに落下して蓄積されることがあり、その蓄積が進むとそのトナーや除去物が第2清掃板63の自由端63aと二次転写ロール35の外周面35aの間から溢れ出るおそれがある。
そこで、この清掃装置6では、図3、図4等に示されるように、第2清掃板63にその隙間Sに通じる貫通孔64を設けている。
実施の形態1では、図4等に示されるように、第2清掃板63の長手方向(二次転写ロール35の回転軸方向D)に沿って単位となる孔形状を複数個、等間隔で並べてなる貫通孔(群)64として設けている。また、この貫通孔64は、第2清掃板63の自由長L2になる部分のうち取付け幅J2に片寄った部位に設けられている。さらに、この貫通孔64は、その単位となる孔形状として、図4に示すように、縦方向(座標軸Yに沿う方向)に長く右側に傾いた形態の細長い平行四辺形を採用している。貫通孔64は、第2清掃板63の清掃性能を低下させず、除去物等を隙間Sから第2清掃板63を通した外側に効率よく通過させて排出することができるものであれば、その形状、個数等の条件については任意に選定することができる。
<二次転写ロール用の清掃装置の動作>
清掃装置6は、上述したように第1清掃板62の自由端62aと第2清掃板63の自由端63aが矢印Cで示す方向に回転する二次転写ロール35の外周面35aに接触し続けている(図3、図5等)。
そして、この清掃装置6は、画像形成動作等の動作により中間転写ベルト31を介して二次転写ロール35の外周面35aにトナー等の不要物が付着した場合、次のようにして清掃を行う。
清掃装置6は、上述したように第1清掃板62の自由端62aと第2清掃板63の自由端63aが矢印Cで示す方向に回転する二次転写ロール35の外周面35aに接触し続けている(図3、図5等)。
そして、この清掃装置6は、画像形成動作等の動作により中間転写ベルト31を介して二次転写ロール35の外周面35aにトナー等の不要物が付着した場合、次のようにして清掃を行う。
はじめに、清掃装置6では、二次転写ロール35の回転方向Cの上流側になる外周面35a部分に先に接触している第1清掃板62の自由端62aによって不要物を掻き取るように除去する。
この際、第1清掃板62の自由端62aでは、トナーが主に除去される。この除去されたトナー等の除去物は、筐体61内で重力により自然落下し、回収用空間61b内に収容される。またこの際、第1清掃板62の自由端62aによって除去されない不要物が発生することがある。その除去されない不要物は、主にトナーに外添される外添剤であり、その他にもトナーやその一部分などである。
続いて、清掃装置6では、第1清掃板62の自由端62aの接触位置よりも二次転写ロール35の回転方向Cの下流側になる外周面35a部分に接触している第2清掃板63の自由端63aによって、第1清掃板62の自由端62aでは除去されない不要物を掻き取るように除去する。
この際、第2清掃板63の自由端63aは、二次転写ロール35の外周面35aのうち第1清掃板62の自由端62aの接触により表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する下流側の弾性変形部分38bに接触していることにより、その外周面35aの揺れやうねりの微小変動の影響を弾性変形していない外周面35a部分に比べて受けにくく下流側の弾性変形部分38bに対して安定的に接触する。これにより、第2清掃板63の自由端63aは、その不要物を除去する能力が、第1清掃板62の自由端62aに比べて向上する。
この結果、第2清掃板63の自由端63aは、第1清掃板62の自由端62aで除去されない不要物を確実に除去する。この場合、その不要物に前述した膜状物が存在していても、第1清掃板62の自由端62aのみを接触させる清掃装置に比べて、その膜状物を確実に除去することができる。この除去された膜状物等の除去物は、重力により自然落下し、第1清掃板62と第2清掃板63と支持部材66との三者で囲まれて存在する隙間S内に収容される。
この結果、第2清掃板63の自由端63aは、第1清掃板62の自由端62aで除去されない不要物を確実に除去する。この場合、その不要物に前述した膜状物が存在していても、第1清掃板62の自由端62aのみを接触させる清掃装置に比べて、その膜状物を確実に除去することができる。この除去された膜状物等の除去物は、重力により自然落下し、第1清掃板62と第2清掃板63と支持部材66との三者で囲まれて存在する隙間S内に収容される。
また、この清掃装置6では、第1清掃板62の剛性が二次転写ロール35よりも高くなるよう構成されている。このため、第1清掃板62は、その自由端62aの接触により二次転写ロール35に表面の曲率が小さくなる弾性変形部分38を形成しやすくなる。また、この清掃装置6では、第2清掃板63の剛性が第1清掃板62よりも高くなるよう構成されている。このため、第2清掃板63は、その自由端63aによる二次転写ロール35の外周面35aに対する研磨作用が、第1清掃板62の自由端62aの場合よりも強く発生するようになる。以上により、この清掃装置6では、膜状物のような不要物でも確実に除去することができる。
また、この清掃装置6では、第2清掃板63の二次転写ロール35の外周面35aに対する接触荷重が第1清掃板62の接触荷重よりも小さくなるよう設定されている。このため、第1清掃板62は、二次転写ロール35の外周面35aに相対的に大きい接触荷重で接触することにより、弾性変形部分38を確実に形成する機能を発揮しやくなる。また、第2清掃板63は、二次転写ロール35の外周面35aに相対的に小さい接触荷重で接触することにより、その外周面35aに負荷をかけず均一に接触しつつ膜状物を除去する機能を発揮しやすくなる。
さらに、この清掃装置6では、第2清掃板63の自由端63aで除去された膜状物等の除去物が上述したように隙間Sに落下して収容されるが、その除去物の一部100は、図7に例示するように、第2清掃板63に設けられた貫通孔64を通して隙間Sから排出される。この貫通孔64を通して排出された除去物100は、最終的に筐体61の回収用空間61b内に落下して収容される。これにより、第2清掃板63の自由端63aで除去した膜状物等の除去物が隙間Sに蓄積した後、第2清掃板63の自由端63aと二次転写ロール35の外周面35aとの間をすり抜けてその外周面35aに戻されることを防ぐことができる。
この他、画像形成装置1における二次転写ロール35として、その弾性層352の上に合成樹脂からなる表面層353を設けた構造のものを適用しているので、その表面層353がなく弾性層352が表面層になる構造の二次転写ロールに比べて、その二次転写ロール35の外周面35aはうねりや表面粗さが小さくなってより平滑な表面になる。これにより、その二次転写ロール35の外周面35aに膜状物が形成されることがあっても、その膜状物を第2清掃板63が確実に除去することが可能になる。
<試験>
次に、この清掃装置6の性能について行った試験について説明する。
試験は、以下の構成からなる二次転写ロール35に対して以下の構成からなる清掃装置6を用いて行った。
次に、この清掃装置6の性能について行った試験について説明する。
試験は、以下の構成からなる二次転写ロール35に対して以下の構成からなる清掃装置6を用いて行った。
二次転写ロール35としては、金属製のロール基体351の外周面に、導電剤を分散させた発泡ポリウレタン等の材料からなる厚さ4.5mmの弾性層352と、ポリイミドからなる厚さ約50μmの表面層353をこの順に積層させた構造の比較的小径のロール(外径:φ18mm、アスカーC硬度:35度)を用いた。この二次転写ロール35を富士ゼロックス社製DocuCenterV7750の複合機に装着し、それを試験機とした。
清掃装置6の第1清掃板62としては、ポリウレタンゴムからなる厚さ1.9mm、長辺長さ325mm、短辺長さ13mmの長方形の板状部材(ヤング率:8MPa)を用いた。この第1清掃板62は、その自由端62aの二次転写ロール35の外周面35aに対する接触荷重が約30mN/mmになり、食い込み量が約1mmになるよう接触させるよう設置した。このときの支持部材66への取付け幅J1は5mmであり、その自由長L1は8mmとした。
清掃装置6の第2清掃板63としては、ステンレス鋼(SUS304)からなる厚さ2mm、長辺長さ325mm、短辺長さ15mmの長方形の板状部材(ヤング率:200GPa)を用いた。この第2清掃板63は、その自由端63aの二次転写ロール35の外周面35aに対する接触荷重が約13mN/mmになるよう接触させるよう設置した。このときの支持部材66への取付け幅J2は5mmであり、その自由長L2は10mmとした。なお、第2清掃板63の食い込み量については、最終的に実施例として0.3mm、0.5mm及び0.7mmという3種類に設定した(図9)。また、第2清掃板63には、幅(短辺)2mm、高さ(長辺)4mmで右側への傾斜角が60度になる平行四辺形の単位形状を2mmの間隔をおいて複数形成した(図4を参照)。
支持部材66としては、亜鉛メッキ鋼板からなる厚さ2mmの断面L字状の板金を使用した。第1清掃板62と第2清掃板63は、その各取付け幅J1,J2の部分を支持部材66の立上げ部の側面66a,66bにそれぞれホットメルト等の接触剤により接着して固定した。
以上の構成からなる清掃装置6は、上記試験機における二次転写ロール35用の清掃装置として装着した。
まず、この実施例の試験機において、清掃装置6の第1清掃板62による食い込み量を変更した場合の二次転写ロール35の外周面35aにおける弾性変形量及びその変形部分の幅について調べた。その結果を図8に示す。
このときの弾性変形量及びその変形部分の幅については、株式会社キーエンス製デジタルHDマイクロスコープ(VH-700)を用いて二次転写ロール35の外周面35aにおける第1清掃板62が接触して弾性変形している部分の状態を観察し、その観察した状態を画像解析して測定することで求めた。
このときの弾性変形量及びその変形部分の幅については、株式会社キーエンス製デジタルHDマイクロスコープ(VH-700)を用いて二次転写ロール35の外周面35aにおける第1清掃板62が接触して弾性変形している部分の状態を観察し、その観察した状態を画像解析して測定することで求めた。
図8に示す結果から、第1清掃板62の食い込み量を1mmとしたときに、比較的小径の二次転写ロール35の外周面35aが第1清掃板62の自由端62aの接触により表面の曲率がそれ以外の部分よりも小さくなるよう弾性変形した(図5を参照)。そして、この場合、その弾性変形した部分38の最大の弾性変形量が0.3mmになり、また、その変形部分38の幅が第1清掃板62の自由端62aの接触開始位置P1から回転方向Cの前後にそれぞれ約2.3mmになることがわかった。
この結果を参考にして実施例では、第1清掃板62の食い込み量を1mmに設定した。また、第2清掃板63の二次転写ロール35の外周面35aへの接触位置については、第1清掃板62の自由端62aの接触開始位置P1から回転方向Cの下流側へ約1.5mm離れた位置とした(図9)。
この結果を参考にして実施例では、第1清掃板62の食い込み量を1mmに設定した。また、第2清掃板63の二次転写ロール35の外周面35aへの接触位置については、第1清掃板62の自由端62aの接触開始位置P1から回転方向Cの下流側へ約1.5mm離れた位置とした(図9)。
そして、この試験では、第2清掃板63の自由端63aを第1清掃板62の自由端62aの接触開始位置P1からの下流側での接触位置が図9に示すように約1.5mmになるよう設置し、その食い込み量を図9に示すように3種(0.3mm、0.5mm、0.7mm)になる実施例の清掃装置6を用意した。
この実施例の清掃装置6をそれぞれ装備した上記試験機を用いて記録用紙9の10万枚分の耐久試験を行った。
耐久試験は、温度28℃、湿度85%RHの高温高湿環境下において、テスト画像を10万枚分の記録用紙9に連続して形成した後、各二次転写ロール35の外周面35aにおける膜状物の発生(形成)の有無と、第2清掃板63の自由端63aにおける傷の発生の有無とを外観観察により調べた。テスト画像としては、前記4色(Y,M,C,K)の各色のトナー像(画像濃度はいずれも80%)を重ね合わせた幅4mmのA4判サイズのフレーム画像をA4判の記録用紙9に形成するとともに、縁なし画像とするためフレーム画像の端部がその記録用紙9の4辺端部から更に2mmそれぞれはみ出すような状態で形成する画像(縁なし画像)を適用した。
この試験の結果を図9に示した。
耐久試験は、温度28℃、湿度85%RHの高温高湿環境下において、テスト画像を10万枚分の記録用紙9に連続して形成した後、各二次転写ロール35の外周面35aにおける膜状物の発生(形成)の有無と、第2清掃板63の自由端63aにおける傷の発生の有無とを外観観察により調べた。テスト画像としては、前記4色(Y,M,C,K)の各色のトナー像(画像濃度はいずれも80%)を重ね合わせた幅4mmのA4判サイズのフレーム画像をA4判の記録用紙9に形成するとともに、縁なし画像とするためフレーム画像の端部がその記録用紙9の4辺端部から更に2mmそれぞれはみ出すような状態で形成する画像(縁なし画像)を適用した。
この試験の結果を図9に示した。
二次転写ロール35については、矢印Bで示す方向に回転駆動する中間転写ベルト31に接触することで300mm/秒の速度で回転させた。記録用紙9としては、A4判用紙(富士ゼロックス社製:Ncolor209)を用い、その短辺を先頭にした姿勢で給紙した。二成分現像剤8としては、分子量が5000以上10万以下のポリエステル樹脂とスチレン−アクリル樹脂からなる平均粒径が3〜10μmの非磁性トナーと、磁性キャリアからなるものを適用した。その非磁性トナーは、外添剤としてシリカ、チタニア、アルミナ、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム等の無機微粒子粉末や、高級アルコール、ステアリン酸亜鉛、アクリル樹脂、フッ素含有樹脂等の有機微粒子粉末からなる平均粒径が10nm〜10μmのものを外添したトナーを用いた。
また比較のために、実施例の清掃装置6について、図13に示されるように、第2清掃板63の二次転写ロール35の外周面35aへの接触位置を第1清掃板62の自由端62aの接触開始位置P1から回転方向Cの下流側へ約10mm離れた位置(図9)に変更したものを比較例の清掃装置60として用意し、その清掃装置60を用いて上記耐久試験を同様に行った。
その比較例の試験結果を図9に併せて示した。
その比較例の試験結果を図9に併せて示した。
図9に示す結果から、実施例では、第2清掃板63の食い込み量が異なることがあっても、膜状物の発生と第2清掃板63の自由端63aにおける傷の発生がいずれもないことがわかる。
これにより、実施例の清掃装置6では、二次転写ロール35の外周面35aのうち第1清掃板62を通過した部分に付着したままの膜状物の発生原因となるトナーの外添剤等が、その第2清掃板63によって除去されているものと理解できる。また、実施例の清掃装置6では、第2清掃板63の自由端63aが耐久性に優れたものであって傷がつきにくいものであることがわかる。以上の結果からすれば、第2清掃板63による膜状物の除去効果が長期にわたって得られそうであるといえる。
これにより、実施例の清掃装置6では、二次転写ロール35の外周面35aのうち第1清掃板62を通過した部分に付着したままの膜状物の発生原因となるトナーの外添剤等が、その第2清掃板63によって除去されているものと理解できる。また、実施例の清掃装置6では、第2清掃板63の自由端63aが耐久性に優れたものであって傷がつきにくいものであることがわかる。以上の結果からすれば、第2清掃板63による膜状物の除去効果が長期にわたって得られそうであるといえる。
これに対して、比較例の清掃装置60では、第2清掃板63の食い込み量の違いに関係なく、膜状物が発生する傾向にあることがわかる。また、比較例では、第2清掃板63の食い込み量が大きくなるにつれて、第2清掃板63の自由端63aにおける傷が発生しやすくなる傾向にあることもわかる。
特に比較例の清掃装置60では、第2清掃板63の食い込み量を0.7mmのように大きくすると、膜状物の発生を減らすことができる傾向にあるが、未発生にすることはできないことが理解できる。また、比較例の清掃装置60では、第2清掃板63の食い込み量を0.7mmのように大きくすると、膜状物の発生を抑制できる一方で、第2清掃板63の自由端63aにおける傷が確実に発生してしまうことも理解できる。
特に比較例の清掃装置60では、第2清掃板63の食い込み量を0.7mmのように大きくすると、膜状物の発生を減らすことができる傾向にあるが、未発生にすることはできないことが理解できる。また、比較例の清掃装置60では、第2清掃板63の食い込み量を0.7mmのように大きくすると、膜状物の発生を抑制できる一方で、第2清掃板63の自由端63aにおける傷が確実に発生してしまうことも理解できる。
ちなみに、実施例の清掃装置6と比較例の清掃装置60では、その第2清掃板63の二次転写ロール35との接触位置が異なること(図9)に対応して、図10に概念的に例示するように、第2清掃板63の自由端63aの変位量(変動量)が異なる傾向にある。
つまり、実施例の清掃装置6における第2清掃板63のように二次転写ロール35の弾性変形した下流側の弾性変形部分38b内で接触させた場合には、比較例の清掃装置60における第2清掃板63のように二次転写ロール35の弾性変形した下流側の弾性変形部分38b内でなく更に回転方向Cの下流側の離れた位置(換言すれば弾性変形していない部分)で接触させた場合に比べて、第2清掃板63の自由端63aの変位量が抑制されるようになる。
このことから、実施例の清掃装置6では、第2清掃板63の自由端63aが二次転写ロール35の外周面35aに安定的に接触するようになり、そのため良好な清掃性能が確保されるものといえる。なお図10では、変位量が周期的に変化するものとして例示している。また図10においては、実施例の結果を示すほぼ正弦曲線からなる実線における1周期分が、二次転写ロール35の1回転分にほぼ相当するものとして図示している。
つまり、実施例の清掃装置6における第2清掃板63のように二次転写ロール35の弾性変形した下流側の弾性変形部分38b内で接触させた場合には、比較例の清掃装置60における第2清掃板63のように二次転写ロール35の弾性変形した下流側の弾性変形部分38b内でなく更に回転方向Cの下流側の離れた位置(換言すれば弾性変形していない部分)で接触させた場合に比べて、第2清掃板63の自由端63aの変位量が抑制されるようになる。
このことから、実施例の清掃装置6では、第2清掃板63の自由端63aが二次転写ロール35の外周面35aに安定的に接触するようになり、そのため良好な清掃性能が確保されるものといえる。なお図10では、変位量が周期的に変化するものとして例示している。また図10においては、実施例の結果を示すほぼ正弦曲線からなる実線における1周期分が、二次転写ロール35の1回転分にほぼ相当するものとして図示している。
[実施の形態2]
図11は、実施の形態2に係る清掃装置6Bを示している。
図11は、実施の形態2に係る清掃装置6Bを示している。
この清掃装置6Bは、第1清掃板62と第2清掃板63を個別の支持部材67,68にそれぞれ取り付けるよう構成した以外は実施の形態1に係る清掃装置6と同じ構成からなるものである。
実施の形態2では、第1清掃板62をその取付け幅L1の部分が第1支持部材67に接触する状態で固定しており、第2清掃板63をその取付け幅L2の部分が第2支持部材68に接触する状態で固定している。第1支持部材67と第2支持部材68は、互いに同じ材料からなる断面ほぼL字状の板金で構成されたものであり、その長手方向の両端部が筐体61の側壁面に設けられた各装着部にそれぞれ固定して取り付けられている。
この清掃装置6Bによっても、実施の形態1に係る清掃装置6の場合とほぼ同様にして清掃を行うことができ、特に膜状物の除去を同様に行うことができる。
実施の形態2では、第1清掃板62をその取付け幅L1の部分が第1支持部材67に接触する状態で固定しており、第2清掃板63をその取付け幅L2の部分が第2支持部材68に接触する状態で固定している。第1支持部材67と第2支持部材68は、互いに同じ材料からなる断面ほぼL字状の板金で構成されたものであり、その長手方向の両端部が筐体61の側壁面に設けられた各装着部にそれぞれ固定して取り付けられている。
この清掃装置6Bによっても、実施の形態1に係る清掃装置6の場合とほぼ同様にして清掃を行うことができ、特に膜状物の除去を同様に行うことができる。
ちなみに、この清掃装置6Bにおいては、第1清掃板62と第2清掃板63との間に、筐体61の回収用空間61bにまでそのままつながる連続空間S2が存在する。このため、この清掃装置6Bでは、第2清掃板63に実施の形態1における第2清掃板63のような貫通孔64を設ける必要がない。
その一方で、この清掃装置6Bでは、実施の形態1に係る清掃装置6のように第1清掃板62と第2清掃板63を同じ支持部材66に取り付けている場合に比べて、支持部材の数量や設置スペースが増えるので、その増える分だけ清掃装置6Bの製造コストや設置スペースも増える傾向にある。
その一方で、この清掃装置6Bでは、実施の形態1に係る清掃装置6のように第1清掃板62と第2清掃板63を同じ支持部材66に取り付けている場合に比べて、支持部材の数量や設置スペースが増えるので、その増える分だけ清掃装置6Bの製造コストや設置スペースも増える傾向にある。
[他の実施の形態]
実施の形態1に係る清掃装置6では、貫通孔64が設けられた第2清掃板63(図4等)に代えて、異なる構成の貫通孔を設けた第2清掃板を適用してもよい。
例えば、図12(a)に例示するように単位形状が横長の長方形からなる貫通孔を上下3列に左右にずらして等間隔で複数並べて(千鳥状に)配置した貫通孔(群)64Bを設けた第2清掃板63Bや、同図(b)に例示するように単位形状が円形からなる貫通孔を上下3列に左右にずらして等間隔で複数並べて(千鳥状に)配置した貫通孔(群)64Cを設けた第2清掃板63Cを適用することができる。
また、実施の形態1に係る清掃装置6における支持部材66の形状や実施の形態2に係る清掃装置6Bにおける支持部材67,68の形状についても、他の構成のものであっても構わない。
実施の形態1に係る清掃装置6では、貫通孔64が設けられた第2清掃板63(図4等)に代えて、異なる構成の貫通孔を設けた第2清掃板を適用してもよい。
例えば、図12(a)に例示するように単位形状が横長の長方形からなる貫通孔を上下3列に左右にずらして等間隔で複数並べて(千鳥状に)配置した貫通孔(群)64Bを設けた第2清掃板63Bや、同図(b)に例示するように単位形状が円形からなる貫通孔を上下3列に左右にずらして等間隔で複数並べて(千鳥状に)配置した貫通孔(群)64Cを設けた第2清掃板63Cを適用することができる。
また、実施の形態1に係る清掃装置6における支持部材66の形状や実施の形態2に係る清掃装置6Bにおける支持部材67,68の形状についても、他の構成のものであっても構わない。
また、画像形成装置1については、少なくとも中間転写ベルト31に代表される中間転写回転体と弾性層352を有する二次転写ロール35に代表される円筒状の二次転写回転体を備え、その二次転写回転体の外周面に接触する清掃装置として実施の形態1,2等で例示した清掃装置6,6Bを適用することができるものであれば、他の構成部分について異なる構成に変更しても差し支えない。例えば、作像装置2の数、二次転写位置などの構成を変更しても構わない。
この他、画像形成装置1に使用するトナーの外添剤としては、上記試験で例示した材料以外にも、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及びりん酸カルシウムの無機微粒子や、シリカ含有樹脂及び窒素含有樹脂の有機樹脂微粒子等の材料を適用することができる。また、外添剤は、その表面に疎水化処理を行うためのシラン化合物、シランカップリング剤、シリコーンオイル等の表面処理剤を用いた表面処理を施したものであってもよい。
1 …画像形成装置
6,6B…清掃装置
31…中間転写ベルト(中間転写体の一例)
35…二次転写ロール(二次転写回転体の一部)
35a…外周面
38…弾性変形部分(表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分)
38b…回転方向下流側の弾性変形部分
62…第1清掃板
62a…自由端
63,63B,63C…第2清掃板
63a…自由端
63b…固定端
64,64B,64C…貫通孔
66…支持部材(同じ支持部材の一例)
352…弾性層
C …回転方向(二次転写回転体の回転方向)
P1…接触開始位置(第1清掃板の自由端が接触する位置)
6,6B…清掃装置
31…中間転写ベルト(中間転写体の一例)
35…二次転写ロール(二次転写回転体の一部)
35a…外周面
38…弾性変形部分(表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分)
38b…回転方向下流側の弾性変形部分
62…第1清掃板
62a…自由端
63,63B,63C…第2清掃板
63a…自由端
63b…固定端
64,64B,64C…貫通孔
66…支持部材(同じ支持部材の一例)
352…弾性層
C …回転方向(二次転写回転体の回転方向)
P1…接触開始位置(第1清掃板の自由端が接触する位置)
Claims (6)
- 弾性層を有する円柱状の二次転写回転体の外周面に当該外周面が弾性変形するように自由端を接触させて清掃する第1清掃板と、
前記二次転写回転体の外周面のうち前記第1清掃板の自由端が接触する位置よりも当該二次転写回転体の回転方向下流側の部分であって前記第1清掃板の自由端の接触により表面の曲率が他の部分よりも小さくなるよう弾性変形する部分に、自由端を接触させて清掃する第2清掃板と、
を備えている清掃装置。 - 前記第1清掃板は剛性が前記二次転写回転体よりも高く、前記第2清掃板は剛性が前記第1清掃板よりも高くなるよう構成されている請求項1に記載の清掃装置。
- 前記第2清掃板の前記二次転写回転体の外周面に対する接触荷重は、前記第1清掃板の接触荷重よりも小さくなるよう設定されている請求項1又は2に記載の清掃装置。
- 前記第1清掃板と前記第2清掃板は、その各固定端が同じ支持部材に取り付けられている請求項1乃至3のいずれかに記載の清掃装置。
- 前記第2清掃板は、前記同じ支持部材に取り付けられている状態において前記第1清掃板との間に存在する隙間に通じる貫通孔が設けられている請求項4に記載の清掃装置。
- 記録媒体が供給される二次転写位置までトナー像を保持して搬送するよう回転する中間転写回転体と、
前記二次転写位置で前記中間転写回転体に接触して回転するとともに弾性層を有する円柱状の二次転写回転体と、
前記二次転写回転体の外周面に接触して清掃する請求項1乃至5のいずれかに記載の清掃装置と、
を備えている画像形成装置。
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