説明

画像形成装置

【課題】転写同時定着を使用した画像形成装置における、中間転写ベルト31に裏回りしたトナーによる画像弊害。
【解決手段】中間転写ベルト31を張架する複数本のローラの内、転写定着部50よりもベルト搬送方向下流側で、転写定着部50の次に中間転写ベルトを裏面から張架するローラ80にクリーニング手段87によって中間転写ベルトに裏周りして溶融したトナーを回収することで、一次転写ローラ30への溶融トナー付着を防止する事ができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、像担持体上に形成したトナー像(顕画剤像)を一旦、中間転写ベルトに転写した後、該ベルトから記録材に転写同時定着する画像形成装置に関するものである。
【0002】
上記において、像担持体の代表例としては、電子写真画像形成プロセスによりトナー像が形成される電子写真感光体が挙げられる。また、静電記録画像形成プロセスや磁気記録画像形成プロセスによりトナー像が形成される静電記録誘電体や磁気記録磁性体が挙げられる。画像形成装置としては、電子写真方式、静電記録方式、磁気記録方式などの複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機能機、画像表示ディスプレイ装置などが挙げられる。
【背景技術】
【0003】
電子写真方式の画像形成装置を例にして説明する。電子写真方式の複数色またはフルカラーの画像形成装置として中間転写ベルト方式の画像形成装置が提案されている。これは、各色毎に応じて像担持体としての電子写真感光体ドラム(以下、ドラムと記す)を1列に複数配置し、各ドラム上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルトに順次重ね合わせてカラートナー画像を形成し、記録材に一括で転写する構成の装置である。
【0004】
この方式ではドラム周囲に配置された画像形成プロセス手段である、帯電手段、露光手段、現像手段によりドラム上にトナー像を形成する。そして、一次転写部の転写手段により中間転写ベルト(以下、ベルトと記す)に静電的に転写する。カラー画像を形成する場合には、ベルトにトナー像を順次転写していくことでベルト上にフルカラートナー画像を形成することが出来る。
【0005】
ベルトに転写されたトナー像はベルトの回転により二次転写部に搬送され、記録材に二次転写される。このときの二次転写方法としては、一次転写部で使用されたように静電的にトナー像をベルトから記録材に転写する方式が多く採用されているが、ベルト上のトナー像を記録材に転写と同時に加圧・加熱手段により定着する特許文献1のような技術が提案されている。
【0006】
また、近年の電子写真方式の画像形成装置において、ドラム上に形成されたトナー像をベルトに一次転写するときに使用する転写手段のコストダウン手段として特許文献2のように金属転写ローラを使用する場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平2−158783号公報
【特許文献2】特開2003−91179号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記の転写同時定着を用いる画像形成装置においては、現像手段や、ドラムクリーニング手段などの周辺で飛散したトナーがベルトの裏面に付着した場合、ベルトの回転に伴って転写同時定着部に運ばれる。そして、転写同時定着部の熱で溶融し、ベルトを張架するローラ(支持部材)に付着する問題がある。特に一次転写手段に、この溶融したトナーが付着して堆積した場合に、画像性に影響する等の問題が生じる。
【0009】
画像形成装置の機内飛散により、ベルトの裏面に回り込むトナーは、当然ながらベルト両端部から回り込むためベルト裏面の幅方向中央部よりも両端部に多く付着する。よって、一次転写手段の長手両端部に溶融トナーが付着して固化する影響で、抵抗や硬度が部分的に大きくなる。抵抗ムラに関しては、長手での抵抗ムラが一次転写工程時の転写ムラになる。また、硬度ムラに関しては、長手での硬度ムラが、硬くなった部分に対応して文字やラインの一部が欠落する中抜け現象が生じたりする。
【0010】
また、背景技術で記述したような金属転写ローラを、転写同時定着を用いる画像形成装置の一次転写部で用いた場合には次のようなメリットがある。即ち、転写同時定着部を通過する記録材の通紙部と非通紙部による温度段差が、ベルトから一次転写ローラに伝わった時に、従来のスポンジ状のゴムローラは温度特性による抵抗変化がある。これに対して、金属転写ローラは自体が導体で温度特性を持たないため転写性に対する影響がないメリットがある。
【0011】
しかしながら上記のように金属転写ローラにトナーの塊が付着すると、抵抗ムラのほかに、付着物が突起となってベルトを傷つける問題や、ベルトを介してドラムを傷つける等の問題を生じてしまう。
【0012】
この溶融したトナーは、金属転写ローラ等に付着し、固化した場合、ある程度の機械的衝撃を加えないと除去する事が出来ない。よって、この一次転写部の金属転写ローラに直接クリーニングブレードを当てて清掃する事が考えられるが、金属転写ローラに付着したときにでる画像不良への影響は避けられない。そのため、金属転写ローラに付着する前にベルト上で溶融したトナーを除去することが望ましい。
【0013】
さらにこのベルト裏面の溶融トナー塊の付着は、一次転写手段としての金属転写ローラに留まらず、ベルトを張架するローラ、或いは駆動ローラ等にも付着し、ベルトを傷つける要因になりえる懸念がある。
【0014】
本発明は上記に鑑みて提案されたものである。その目的とするところは、中間転写ベルト方式−転写同時定着方式の画像形成装置において、中間転写ベルトの裏面に付着して転写定着手段で溶融したトナーが転写手段に持ち運ばれて付着することによる転写不良を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、
トナー像が形成される像担持体と、複数の支持部材に張架されて回転し外面に前記像担持体に形成されたトナー像が転写される可撓性を有する無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内側に前記像担持体に対向して配設されていて前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトの外面に転写するための転写手段と、前記中間転写ベルトの外面に転写された前記トナー像を記録材に対して転写すると同時に加熱定着する転写定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記複数の支持部材の内の、前記転写定着手段よりも中間転写ベルト回転方向下流側において前記転写定着手段の次に位置する支持部材は回転可能なローラであり、前記ローラにクリーニング手段を具備させて前記転写定着手段の側から前記中間転写ベルトの回転に伴って前記ローラの側に持ち運ばれる前記中間転写ベルトの裏面に付着のトナーを前記ローラで捕捉し前記クリーニング手段で除去する中間転写ベルト裏面清掃手段としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、中間転写ベルト方式−転写同時定着方式の画像形成装置において、中間転写ベルトの裏面に付着して転写定着手段で溶融したトナーが転写手段に持ち運ばれて付着することによる転写不良を防止することにある。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施例1における画像形成装置の概略の構成模式図
【図2】複数ある画像形成部の1つの拡大図
【図3】転写定着装置及びベルト裏面清掃装置の部分の拡大図
【図4】実施例2におけるベルト裏面清掃装置及びベルト外面清掃装置の概略の構成模式図
【図5】実施例3におけるベルト裏面清掃装置及びベルト外面清掃装置の概略の構成模式図
【発明を実施するための形態】
【0018】
<実施例1>
(1)画像形成装置例の全体的な説明
図1は、本発明に従う画像形成装置例の概略の構成模式図である。図2は複数ある画像形成部の1つの拡大図である。図3は転写定着装置及び中間転写ベルト裏面清掃装置の部分の拡大図である。
【0019】
この画像形成装置100は、電子写真方式のインライン型のフルカラーレーザープリンタであり、中間転写ベルト31と転写定着装置50を用いている。ホスト装置400から制御回路部(制御手段)200に入力する画像情報(電気的な画像信号)に基づいて記録材Pにカラー画像の形成を行う。ホスト装置400は、パソコン、イメージリーダー、ファクシミリ装置等である。記録材Pは装置100によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、OHTシート等が含まれる。
【0020】
制御回路部200はホスト装置400や操作部300との間で各種の電気的情報の授受を行う、かつ、装置100の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。従って、以下に説明する画像形成動作は制御回路部200によって制御される。
【0021】
装置100は内部に図1において左から右に順に並列配設した、それぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の色トナー像を形成する第1から第4の4つの画像形成部U(UY、UM、UC、UK)を有する。
【0022】
各画像形成部Uは、現像手段10に収容した現像剤20のトナーの色が互いに異なるだけで、何れも同様の構成を有するレーザ走査露光方式の電子写真画像形成機構である。各画像形成部Uは、それぞれ、第1から第4の像担持体としてのドラム型の電子写真感光体(以下、ドラムと記す)1を有する。また、ドラム1の周囲に配設されてドラム1に作用する電子写真プロセス手段としての、一次帯電手段2、画像露光手段3、現像手段10、ドラムクリーニング手段40等を有する。
【0023】
ドラム1は、アルミニウム等の導電性基体1nと、その外周に形成された光導電層1mを基本構成とする円筒状の部材である。その中心には支軸1Lを有し、この支軸1Lを中心として矢印R1方向に駆動手段(不図示)によって回転駆動されるようになっている。
【0024】
一次帯電手段2は、本例においてはドラム1の表面に接してこの表面を所定の極性、電位に一様均一に帯電するものであり、全体としてローラ状に構成されている。以下、帯電ローラと記す。帯電ローラ2は、中心に配置された導電体ローラ(芯金)2nと、その外周に形成された導電層2mとを有し、芯金2nの両端部が軸受部材(不図示)によって回転自在に支持されるとともに、ドラム1に対して平行に配置されている。そして、両端部の軸受部材は押圧手段(不図示)によってドラム1に向けて付勢されている。これにより、帯電ローラ2はドラム1の表面に所定の押圧力を持って圧接されている。
【0025】
帯電ローラ2は、ドラム1の矢印R1方向の回転に伴って矢印R2方向に従動回転する。帯電ローラ2の芯金2nには電源2cに接続された電気接触子が接触している。帯電ローラ2にはこの電源2cから所定の帯電バイアス電圧が印加される。これにより、ドラム1の表面を所定の極性と電位に一様均一に接触帯電するようになっている。本例においては負極性の所定の電位に帯電される。
【0026】
画像露光手段3は本例ではレーザスキャナである。スキャナ3は、半導体レーザ、回転多面鏡、fθレンズ、反射鏡などを有し、画像情報に基づいてレーザ光LをON/OFF変調しながら、回転するドラム1の帯電処理面をドラム母線方向に主走査露光する。本実施例においてこの露光はイメージ露光である。この露光によりドラム面に主走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【0027】
現像手段10は本例では二成分現像剤20を用いた反転現像装置である。現像装置10は、二成分現像剤20を収容した現像容器11を有し、その容器11のドラム1に面した開口部内に現像スリーブ12が回転自在に設置されている。また、スリーブ12内にはスリーブ12上に現像剤20を担持させるマグネットローラ13が、スリーブ12の回転に対して非回転に固定配置されている。現像容器11のスリーブ12の上方位置には、スリーブ12上に担持された現像剤20を規制して薄層の現像剤層に形成する規制ブレード16が設置されている。
【0028】
現像容器11内は仕切り壁18によりスリーブ12側の現像室D1とスリーブ12側とは反対側の撹拌室D2に区画されている。撹拌室D2の上方には補給用のトナー19を収容した補給室D3が設けられている。補給室D3の下端部内には、トナー19を補給する補給ローラ21が設置されている。現像剤20はトナーと磁性体であるキャリアとを主体としてなっており、トナーは負帯電性であり、キャリアは正帯電性である。
【0029】
ここで、第1の画像形成部UYの現像装置10に収容されている現像剤20のトナーの色はY色、第2の画像形成部UMの現像装置10に収容されている現像剤20のトナーの色はM色である。第3の画像形成部UCの現像装置10に収容されている現像剤20のトナーの色はC色、第4の画像形成部UKの現像装置10に収容されている現像剤20のトナーの色はK色である。
【0030】
スリーブ12は矢印R12の方向に所定の速度で回転駆動される。スリーブ12の回転に伴いマグネットローラ13の磁極N2によって現像室D1内の現像剤20が汲み上げられ、スリーブ12上に担持される。その現像剤20はスリーブ12の回転により搬送され、それまでの搬送過程においてトナーが負に帯電されると共に、現像剤20の層厚が規制ブレード16により所定に規制され、薄層の現像剤層に形成される。
【0031】
薄層の現像剤層に形成された現像剤は、ドラム1と対向した現像領域aへ搬送されると、マグネットローラ13の現像領域aに対応する位置に配された現像主極S1の磁気力によって穂立ちし、現像剤の磁気ブラシが形成される。この現像剤層の磁気ブラシでドラム1の面上を擦ると共に、スリーブ12にバイアス電源22により所定の現像バイアス電圧を印加する。これにより、磁気ブラシの穂を構成するキャリアに付着しているトナーがドラム1の静電潜像の可視部(レーザ光による露光部)に付着する。これにより静電潜像が反転現像されてドラム1上にトナー像が形成される。
【0032】
上記4つの画像形成部UY、UM、UC、UKの下方には、中間転写ユニット32が配設されている。ユニット32は、中間転写体としての、無端状で可撓性を有する誘電材製の中間転写ベルト31を有する。ベルト31は、駆動ローラ81と、定着ローラ52と、テンションローラ80と、ターンローラ82と、の略並行4本のローラを支持部材(ベルト懸架部材)として、これらのローラ間に張架(懸回張設)されている。
【0033】
駆動ローラ81は第4の画像形成部UK側に、ターンローラ82は第1の画像形成部UY側に、定着ローラ52とテンションローラ80は駆動ローラ81とターンローラ82の間の下方に位置している。ベルト31はテンションローラ80によって一定のテンションがかけられている。ベルト31は駆動ローラ81が駆動手段(不図示)によって回転駆動されることで矢印R31の方向にドラム1の回転速度とほぼ同じ速度で回転(循環走行)する。
【0034】
ベルト31は、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等のような耐熱性誘電体樹脂によって構成されている。本実施例では、体積抵抗率1×109Ω・cm(JIS−K6911法準拠プローブを使用し、印加電圧500V、印加時間60sec)、厚みt=80μmの導電性ポリイミドシームレスベルトを採用したが、他の材料、体積抵抗率、および厚みのものでも構わない。
【0035】
また、本実施例の装置100のように、ベルト31上のトナー像を記録材Pに転写と同時に定着する装置においては、ベルト31は例えば次のような構成のものが好ましい。即ち、ベルト31の表層に、弾性層、或いは離型層としてパーフルオロアルコキシ(PFA)、4フッ化エチレン(PTFE)等の耐熱性があり、更には溶融トナーが離型しやすいように低表面エネルギーのコート層を設けることが好ましい。
【0036】
ベルト31の内側には各画像形成部Uのドラム1にそれぞれ対応する転写手段(一次転写手段)としての第1から第4の4本の転写ローラ(一次転写ローラ)30が配設されている。各転写ローラ30は、ターンローラ82と駆動ローラ81との間のベルト部分の内側に互いに並行に配設されていて、それぞれ、ベルト31を挟んで対応する画像形成部Uのドラム1の下面に圧接させてある。各画像形成部Uのドラム1とベルト31との接触部が、それぞれ、転写ニップ部(一次転写ニップ部)N1である。
【0037】
転写ローラ30は、電源23に接続された導電体ローラ軸30mと、その外周面に円筒状に形成された導電層30nとによって構成されている。転写ローラ30の導電層30nとしては、その抵抗値が105〜108Ω・cm程度であり、単泡性あるいは連泡性のEPDM、SBR、NBR等がのぞましい。また、近年ではコストダウンとして[従来の技術]でも紹介したアルミニウム製の金属ロール(金属で形成されたローラ)が使用される場合がある。
【0038】
転写ローラ30は、両端部がスプリング等の押圧部材(不図示)によってドラム1に向けて付勢されており、これにより転写ローラ30の導電層30nは、所定の押圧力でドラム1側にベルト31を挟み込むように圧接される。これにより、各画像形成部Uのドラム1とベルト31との間に転写ニップ部N1が形成される。
【0039】
テンションローラ80、ターンローラ82、転写ローラ30は駆動ローラ81の駆動によるベルト31の回転に従動して回転する。定着ローラ52は駆動手段(不図示)によって矢印R52の方向にベルト31の速度とほぼ同じ速度で回転駆動される。
【0040】
定着ローラ52の内部には加熱手段であるハロゲンヒータ53が配設されている。定着ローラ52にはベルト31を挟んで加圧ローラ51が圧接している。ベルト31と加圧ローラ51との圧接部が転写定着ニップ部N2である。加圧ローラ51はベルト31の回転に従動して回転する。上記の定着ローラ52、ハロゲンヒータ53、ベルト31、加圧ローラ51がベルト31の外面に転写されたトナー像を記録材Pに対して転写すると同時に加熱定着する転写定着装置(転写定着手段)50を構成している。
【0041】
図3に示すように定着ローラ52は、外径30mm、肉厚2mmのアルミニウム製円筒状の芯金52aと、芯金52a上に設けられた約30μm厚のPFA等のフッ素樹脂よりなる表面層52bとを有している。尚、定着ローラ52には、記録材Pに対する密着度を向上させるため、必要であれば芯金52aと表面層52bの間にシリコンゴム等から構成される弾性層を設けてもよい。アルミ製の芯金52aの内部には、加熱手段としてハロゲンヒータ53が配設されている。
【0042】
ヒータ53に対して電源24から通電がされることでヒータ53が発熱し、定着ローラ52が内部から加熱される。そして、定着ローラ52の表面温度が定着ローラ52に接触させたサーミスタ感温検知素子54により検知され、その検知温度情報が制御回路部200に入力する。制御回路部200は素子54から入力する検知温度情報が所定の転写定着温度に対応する温度情報に維持されるように電源24からヒータ53への供給電力を制御する。即ち、制御回路部200は定着ローラ52の表面温度を所定の転写定着温度に立ち上げて温調する。
【0043】
加圧ローラ51は、外径24mmで、外径12mmの芯金51a上に、シリコーンスポンジの弾性層51bが設けられている。そして、加圧ローラ51は、ベルト31を挟んで定着ローラ52に圧接することで定着に十分な熱量を与えるのに必要な幅のニップ領域(転写定着ニップ部)N2を形成している。又、加圧ローラ51の最外層51cは30μm厚のPFAチューブで形成されている。よって、定着ローラ52、加圧ローラ51ともに表層に離型層52b、51cを設けているため、それ自体に溶融したトナーが残留する事は無い。
【0044】
ベルト31の支持部材の1つであるテンションローラ80は、本実施例においては、転写定着装置50よりも中間転写ベルト回転方向下流側において転写定着装置50の次に位置する回転可能なローラである。
【0045】
本実施例においては、このローラ80をベルト31の裏面をクリーニングするクリーニングローラに兼用させる。即ち、このローラ80により、転写定着装置50の側からベルト31の移動に伴ってローラ80の側に運ばれるベルト裏面に付着のトナーを捕捉させる。そして、このローラ80にクリーニング手段86を具備させてローラ80に付着のトナーを除去する中間転写ベルト31の裏面清掃装置(中間転写ベルト裏面清掃手段)88としている。この裏面清掃装置88については後述する。
【0046】
フルカラー画像を形成するための動作は次のとおりである。ホスト装置400から制御回路部200にフルカラー画像情報信号が入力する。制御回路部200は第1から第4の画像形成部UY、UM、UC、UKを画像形成シーケンスの所定の制御タイミングで駆動する。その駆動により各ドラム1が回転駆動される。また、駆動ローラ81を駆動する。これによりベルト31が回転する。
【0047】
第1の画像形成部UYでは、ドラム1面にフルカラー原画像の色分解成分像の内のY色成分像に対応したY色トナー像が形成される。第2の画像形成部UMでは、M色成分像に対応のM色トナー像が、第3の画像形成部UCでは、C色成分像に対応のC色トナー像が、それぞれ、所定の制御タイミングで形成される。また、第4の画像形成部UKでは、K色成分像に対応のK色トナー像が所定の制御タイミングで形成される。
【0048】
そして、第1の画像形成部UYの1次転写ニップ部N1において、ドラム1に形成されるY色トナー像が回転しているベルト31上に1次転写されていく。次いで、第2の画像形成部UMの1次転写ニップ部N1において、ドラム1に形成されるM色トナー像がベルト31上の上記Y色トナー像に重ねられて1次転写される。更に、同様にして、第3の画像形成部UCと第4の画像形成部UKの各1次転写ニップ部N1において、ベルト31上にC色トナー像とK色トナー像が順次に1次転写される。
【0049】
このようにして、ベルト31上にY色+M色+C色+K色の都合4色の色トナー像が順次に所定に重ね合わされて重畳(多重)転写されて、フルカラーの未定着トナー画像が合成形成される。ドラム1からベルト31へのトナー像の転写は、各転写ローラ30に対してそれぞれの電源23から所定の1次転写バイアスが印加されて、トナー像が静電的に転写される。本実施例において、1次転写バイアスは、トナーの帯電極性である負極性とは逆極性の正極性で、所定電位の直流電圧である。
【0050】
各画像形成部Uにおいてベルト31に対してトナー像を一次転写した後のドラム1の面はドラムクリーナ(ドラムクリーニング手段)40により転写残トナー等が除去されて清掃され、繰り返して画像形成に供される。
【0051】
上記のようにしてベルト31上に合成形成されたフルカラー画像の未定着トナー画像は、ベルト31の引き続く回転により搬送されて、転写定着装置50の転写定着ニップ部N2に至る。定着ローラ52は所定の転写定着温度に立ち上げられて温調されている。
【0052】
一方、所定の制御タイミングで、ピックアップローラ61により給紙カセット60内の記録材Pが繰り出されて、リタードローラ62により1枚分離給紙される。その記録材Pが搬送ローラ対63を含むシートパス64によりレジストローラ対65に搬送され、記録材Pの先端がその時点では回転を停止しているレジストローラ対65のニップ部に受け止められる。これにより、記録材Pは斜行修正される。
【0053】
その記録材Pが所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ対65により再給紙されて転写定着装置50のニップ部N2に搬送される。すなわち、ベルト31上に形成されたフルカラーの未定着トナー画像の画像先端がニップ部N2に到達するタイミングで、そのニップ部N2に記録材Pのプリント開始位置が一致するようにレジストローラ対65の回転開始が制御される。
【0054】
そして、記録材Pがニップ部N2を挟持搬送されていく過程において、記録材Pがベルト31を介して定着ローラ52の熱により加熱されるとともにニップ圧で加圧される。これにより、ベルト31上の複数色のトナー像が一括して記録材Pの面に対して二次転写同時定着される。ニップ部N2を出た記録材Pは、ベルト31の面から分離手段(不図示)により分離され、フルカラー画像形成物として搬送装置25により機外のトレイ26上に排出される。
【0055】
ターンローラ82のベルト巻き掛け部の外側には、ベルト31の外面を清掃する外面清掃装置(中間転写ベルト外面清掃手段)70が配設されている。外面清掃装置70はニップ部N2においてベルト31から記録材Pへのトナー像の転写同時定着後にベルト31の外面に残留しているトナー等の付着物を除去する。清掃されたベルト31の外面は繰り返して画像形成に供される。
【0056】
(2)中間転写ベルト31の裏面清掃装置88
裏面清掃装置88においてベルト裏面クリーニングローラを兼用するテンションローラ80は例えば外径が21mmのアルミニウム製のローラである。ローラ80の表面はウェブ装置(第1のクリーニング手段)87で清掃される。ウェブ装置87はクリーニングウェブ86を当接させることでローラ80の表面を清掃する。
【0057】
ローラ80は冷却手段89によりトナーが固化する温度に保たれており、ベルト31に裏回りしたトナーで、且つ転写定着ニップ部N2にて溶融したトナーを、その熱可塑性によってローラ80側に転移させて回収する。よって、装置50とローラ80との間(ニップ部N2のベルト出口位置とローラ80とベルト裏面との接触開始位置との間)の距離Mは、ニップ部N2で溶融したベルト裏面側のトナーがローラ80に至るまでにベルト裏面に固着しない距離とする事が望ましい。冷却手段89に関しては、送風ファン、冷却ローラ、放熱板、ヒートパイプ等の何れかを採用してローラ80を冷却する。
【0058】
転写定着装置50とローラ80との間の距離Mに関しては、トナーの特性やベルト31の搬送速度によるが、次のように設定しておく事が好ましい。トナーのガラス転移点を基準に、例えばトナーのガラス転移点が50℃の場合、ニップ部N2で150℃以上の温度で溶融されたトナーがローラ80に到達するときに60〜70℃以上の温度になるような距離に設定しておく事が好ましい。即ち、距離Mは、ベルト31の裏面に付着していて転写定着装置50で溶融したトナーがベルト31の回動に伴ってローラ80に到達するまで溶融状態が維持される距離とする。
【0059】
ローラ80に関しては逆に50℃以下に設定しておけば良く、冷却手段89により40℃以下にしておく事が好ましい。転写定着装置50とローラ80間の距離が短い場合は断熱材による冷却壁で装置88の周辺を覆い、送風ファンによる冷気が吹き抜けるような構成にしても良い。
【0060】
転写定着装置50の側からベルト31の移動に伴ってローラ80に運ばれるベルト裏面に付着の溶融状態のトナーはベルト31の裏面に接触しているローラ80の表面に熱可塑性によって付着して捕捉される。従って、ローラ80とベルト31との接触部よりも中間転写ベルト回転方向下流側のベルト裏面は常時清掃され、溶融したトナーが存在しない状態を維持する事ができる。ローラ80に付着して回収されたトナーは、ローラ80に熱を奪われる事で固化し、ウェブ86による機械的な衝撃と摺擦を与える事によりウェブ86側に除去する事ができる。
【0061】
本実施例におけるウェブ86は供給ロール85と巻き取りロール84とに巻き付けられ、ロール85と84との間のウェブ部分が当接ロール83によってローラ80に対して所定圧Fで当接している。本実施例では総圧2.0kgで当接している。ウェブ86の同じ面を長時間使用すると、ウェブ86が付着物を回収し得る容量を越え、逆にローラ80の表面に付着物をこすりつけてしまう。そこで、制御回路部200は、一定時間が過ぎたらウェブ86をロール85側からロール84側に一定量巻き取り、ウェブ86のローラ80との当接面を更新する。
【0062】
ウェブ86の材質としては、不織布、ポリエステル、アクリル、ビニロン、水溶性ビニロン、レーヨン、ナイロン、ポリプロピレン、コットン等から選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【0063】
また、本実施例においてはローラ80に対するクリーニング部材としてウェブ86を使用したが、クリーニングブラシやウレタン、ナイロンコート等によるクリーニングブレードでも同様に機械的衝撃を与えられれば同様の清掃効果を得る事ができる。
【0064】
また、ローラ80は冷却手段89により冷却されているため、ベルト31との当接部でベルト31を冷却する効果がある。このため、転写定着ニップ部N2で記録材Pに転移されずに残ったベルト外面側の残留トナーは、この冷却されたベルト31の表面で固化し、ローラ80よりも下流に位置する外面清掃装置70による機械的衝撃により十分に除去する事ができる。
【0065】
<実施例2>
実施例1の装置100においては、ベルトの外面を清掃する外面清掃装置70を裏面清掃装置88よりも、中間転写ベルト回転方向上流側のターンロー82の位置に配置している。本実施例においては、図4のように、外面清掃装置70を裏面清掃装置88と対向する位置に配置した。
【0066】
より具体的には、裏面清掃装置88のローラ80に対向する位置にローラ80に対してベルト31を挟み込んで当接する回転可能な外側ローラ71を配設する。このローラ71にクリーニング手段(第2のクリーニング手段)73を具備させてベルト31の外面に付着のトナーをローラ71で捕集しクリーニング手段73で除去する外面清掃装置(中間転写ベルト外面清掃手段)70とした。ローラ71はローラ80と同様に例えば外径が21mmのアルミニウム製のローラである。
【0067】
ローラ71は裏面清掃装置88の冷却手段89と同様の冷却手段72によりトナーが固化する温度に保たれており、ニップ部N2にて溶融して記録材Pに転写定着されずにベルト外面に残ったトナーを、その熱可塑性によってローラ71側に転移させて回収する。クリーニング手段73は装置88のクリーニング手段(第1のクリーニング手段)87と同様のウェブ装置であり、ウェブ74を当接させることでローラ71の表面を清掃する。
【0068】
ウェブ74は供給ロール75と巻き取りロール76とに巻き付けられ、ロール75と76との間のウェブ部分が当接ロール77によってローラ71に対して所定圧Fで当接している。制御回路部200は、一定時間が過ぎたらウェブ74をロール75側からロール76側に一定量巻き取り、ウェブ74のローラ71との当接面を更新する。
【0069】
本実施例の構成により、ベルト31をローラ80とローラ71により挟み込むことができるので、ベルト31とローラ80とローラ71とのニップと圧を確保する事ができ、より確実にベルト31の表裏両面の残トナーを回収する事ができる。
【0070】
本実施例においてはローラ71に対するクリーニング部材としてウェブ74を使用したが、クリーニングブラシやウレタン、ナイロンコート等によるクリーニングブレードでも同様に機械的衝撃を与えられれば同様の効果を得る事ができる。
【0071】
<実施例3>
図5は本実施例3の模式図である。本実施例は実施例2の変形構成である。ベルト31の裏面清掃装置88のローラ80と外面清掃装置70の外側ローラ71は、其々の中心からベルト31に向かって下ろした垂線がずれるように、更には少なくともどちらかのローラをベルト31に対して侵入させて配置されている。本実施例においては、裏面清掃装置88は外面清掃装置70よりも中間転写ベルト回転方向上流側に配置している。
【0072】
ベルト31に対して中心軸をズラして、且つベルト31の点線で示した線に対してローラ71を侵入するように配置すれば其々のニップを広く確保する事ができ、画像形成装置の高生産性にともなうベルト速度の上昇にも対応できるようになる。
【0073】
<他の実施形態>
(1)ベルト31を張架する複数の支持部材はすべてが回転可能なローラ体でなくてもよい。複数の支持部材の少なくとも一はベルト31の内面が滑走する非回転の部材であってもよい。
【0074】
(2)一次転写手段30はローラ体に限られない。例えば、ブレード体やブラシ体とすることもできる。
【0075】
(3)転写定着装置50の構成は実施例のヒートローラタイプに限られず、適宜の構成の装置にすることができる。例えば、定着ローラ52あるいはベルト31自体を電磁誘導加熱するIHタイプの装置構成にすることもできる。
【0076】
(4)実施例では、画像形成装置として画像形成部が像担持体に並設しているタンデム式中間転写カラープリンタを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、1つの像担持体に順次各色トナー像を形成して中間転写体上に転写する1ドラム式中間転写カラープリンタや、中間転写体を備えずに像担持体から直接記録材に各色トナー像を転写するタンデム式直接転写カラープリンタ等であってもよい。さらに、プリンタでなく複写機やファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。
【符号の説明】
【0077】
1・・像担持体、31・・中間転写ベルト、80、81、82、52・・複数の支持部材、30・・転写手段、P・・記録材、50・・転写定着手段、88・・中間転写ベルト裏面清掃手段、87・・クリーニング手段、100・・画像形成装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー像が形成される像担持体と、複数の支持部材に張架されて回転し外面に前記像担持体に形成されたトナー像が転写される可撓性を有する無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内側に前記像担持体に対向して配設されていて前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトの外面に転写するための転写手段と、前記中間転写ベルトの外面に転写された前記トナー像を記録材に対して転写すると同時に加熱定着する転写定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記複数の支持部材の内の、前記転写定着手段よりも中間転写ベルト回転方向下流側において前記転写定着手段の次に位置する支持部材は回転可能なローラであり、前記ローラにクリーニング手段を具備させて前記転写定着手段の側から前記中間転写ベルトの回転に伴って前記ローラの側に持ち運ばれる前記中間転写ベルトの裏面に付着のトナーを前記ローラで捕捉し前記クリーニング手段で除去する中間転写ベルト裏面清掃手段としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
トナー像が形成される像担持体と、複数の支持部材に張架されて回転し外面に前記像担持体に形成されたトナー像が転写される可撓性を有する無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内側に前記像担持体に対向して配設されていて前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトの外面に転写するための転写手段と、前記中間転写ベルトの外面に転写された前記トナー像を記録材に対して転写すると同時に加熱定着する転写定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記複数の支持部材の内の、前記転写定着手段よりも中間転写ベルト回転方向下流側において前記転写定着手段の次に位置する支持部材は回転可能なローラであり、前記ローラにクリーニング手段を具備させて前記転写定着手段の側から前記中間転写ベルトの回転に伴って前記ローラの側に持ち運ばれる前記中間転写ベルトの裏面に付着のトナーを前記ローラで捕捉し前記クリーニング手段で除去する中間転写ベルト裏面清掃手段とし、
且つ、前記中間転写ベルトの外面の前記ローラに対向する位置に前記ローラに対して前記中間転写ベルトを挟み込んで当接する回転可能な外側ローラを配設し、前記外側ローラに第2のクリーニング手段を具備させて前記中間転写ベルトの外面に付着のトナーを前記外側ローラで捕集し前記第2のクリーニング手段で除去する中間転写ベルト外面清掃手段としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
トナー像が形成される像担持体と、複数の支持部材に張架されて回転し外面に前記像担持体に形成されたトナー像が転写される可撓性を有する無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトの内側に前記像担持体に対向して配設されていて前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトの外面に転写するための転写手段と、前記中間転写ベルトの外面に転写された前記トナー像を記録材に対して転写すると同時に加熱定着する転写定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記複数の支持部材の内の、前記転写定着手段よりも中間転写ベルト回転方向下流側において前記転写定着手段の次に位置する支持部材は回転可能なローラであり、前記ローラにクリーニング手段を具備させて前記転写定着手段の側から前記中間転写ベルトの回転に伴って前記ローラの側に持ち運ばれる前記中間転写ベルトの裏面に付着のトナーを前記ローラで捕捉し前記クリーニング手段で除去する中間転写ベルト裏面清掃手段とし、
且つ、前記中間転写ベルトの外面の前記ローラに対向する位置に前記ローラに対して前記中間転写ベルトを挟み込んで当接する回転可能な外側ローラを配設し、前記外側ローラに第2のクリーニング手段を具備させて前記中間転写ベルトの外面に付着のトナーを前記外側ローラで捕集し前記第2のクリーニング手段で除去する中間転写ベルト外面清掃手段とし、
前記中間転写ベルト裏面清掃手段の前記ローラと前記中間転写ベルト外面清掃手段の前記外側ローラは、其々の中心から前記中間転写ベルトに向かって下ろした垂線がずれるように、更には少なくともどちらかのローラを前記中間転写ベルトに対して侵入させて配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項4】
前記転写定着手段から前記中間転写ベルト裏面清掃手段の前記ローラまでの距離は、前記中間転写ベルトの裏面に付着していて前記転写定着手段で溶融したトナーが前記中間転写ベルトの回動に伴って前記ローラに到達するまで溶融状態が維持される距離としたことを特徴とする請求項1ないし3の何れか1項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記転写手段に、金属で形成されたローラを使用したことを特徴とする請求項1ないし4の何れか1項に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記中間転写ベルト裏面清掃手段の前記ローラにより前記中間転写ベルトの冷却がなされることを特徴とする請求項1ないし5の何れか1項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記中間転写ベルト裏面清掃手段は前記中間転写ベルト外面清掃手段よりも中間転写ベルト回転方向上流側に配置することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記中間転写ベルトの外面を清掃する中間転写ベルト外面清掃手段を有し、前記中間転写ベルト裏面清掃手段は前記中間転写ベルト外面清掃手段よりも中間転写ベルト回転方向上流側に配置することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記クリーニング手段は前記ローラの表面にクリーニングウェブ、クリーニングブラシ、クリーニングブレードの何れかを当接させることを特徴とする請求項1、4ないし8の何れか1項に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記第2のクリーニング手段は前記外側ローラの表面にクリーニングウェブ、クリーニングブラシ、クリーニングブレードの何れかを当接させることを特徴とする請求項2ないし7の何れか1項に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−123088(P2012−123088A)
【公開日】平成24年6月28日(2012.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−272386(P2010−272386)
【出願日】平成22年12月7日(2010.12.7)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】