(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーニングブレードをカウンターブレード方式で転写ベルト装置の転写ベルトに当接させて設置したクリーニング装置と、前記転写ベルト装置とを一体化して設けた開閉可能なカバーを有する画像形成装置において、
前記カバーの開放時における前記クリーニングブレードの先端面の、前記転写ベルトと対面する側の水平面に対してなす角度が、トナーの安息角以下となるように、前記カバーの開閉角を規定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、前記カバーの開閉角を規定する手段として、前記カバーの閉じ位置保持手段と、前記カバーの開放位置保持手段とを具備していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
クリーニングブレードをカウンターブレード方式で転写ベルト装置の転写ベルトに当接させて設置したクリーニング装置と、前記転写ベルト装置とを一体化して具備し、開閉可能なカバーを有する画像形成装置において、
前記カバーの開放時における前記クリーニングブレードの先端面の、前記転写ベルトと対面する側の水平面に対してなす角度が、トナーの安息角以下となるように、前記転写ベルト上での前記クリーニングブレード先端の当接位置を規定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の画像形成装置において、前記当接位置は、前記転写ベルトを支持しているローラ上の位置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の画像形成装置は、給紙部から定着部を経て排紙部に至る転写紙の搬送経路が略鉛直であり、その搬送経路の途中に像担持体及び転写ベルト装置を設けたものであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた複写機、プリンター、及びファクシミリ等の画像形成装置に関し、より詳細には、カウンターブレード方式を用いたクリーニング装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
▲１▼クリーニングブレードをカウンターブレード方式で設置したクリーニング装置を持つ画像形成装置、▲２▼クリーニングブレードをカウンターブレード方式で設置したクリーニング装置を持つ転写ベルト装置を具備した画像形成装置が知られている。上記▲２▼の例として図５に従来の画像形成装置の一部を示す。図５において、感光体ドラム１００のまわりには、矢印で示す回転方向に従い、帯電装置１０１、露光装置１０２、現像装置１０３、１０４、転写ベルト装置１０５、クリーニング装置１０６等が配置されている。
【０００３】
転写ベルト装置１０５は、ローラ１０５ａ，１０５ｂ間に転写ベルト１０５ｃを支持していて、ローラ１０５ａの軸部を中心にして、２点鎖線で示すように揺動可能になっていて、転写ベルト１０５ｃを、感光体ドラム１００に当接させた状態（実線で示す）と、ジャム処理に際して離間させた状態（２点鎖線で示す）とをとり得るようになっている。
【０００４】
クリーニングブレード１０７は後述する所謂カウンターブレード方式でクリーニング装置１０５に設けられている。該クリーニングブレード１０７の先端当接位置は、揺動中心側のローラ１０５ａ上の転写ベルト１０５ｃであるので、クリーニング装置１０５を揺動させても、水平面Ｈに対するクリーニングブレード１０７の先端面の角度γの変化量は小さかった。
【０００５】
ここで、転写ベルト装置に求められる必要機能について簡単に説明すると、基本的には、感光体ドラム１００上に形成されたトナー像を、給紙・搬送装置により転写ニップ部に送られてきた転写紙上に転写し、これを次工程である定着装置まで搬送することにある。当然であるが、この搬送の際、転写ベルト１０５ｃが転写紙を汚すようなことがあってはならない。ところが、転写ベルト１０５ｃは少なくとも、画像形成時には感光体ドラム１００に接しているため、紙間にて付着してくる感光体上の地汚れトナーにより、該ベルト表面が汚されてしまうことはどうしても避けられない。
【０００６】
このため、転写ベルト１０５ｃをクリーニングする機構が必要となる。確実なクリーニング性を確保するために、転写ベルト１０５ｃの転写紙搬送方向（矢印で示すベルトの回転方向）に対し、カウンターで該ブレードを当接させた構成を持つカウンターブレード方式を採用している。
【０００７】
これに加え、転写ベルト装置１０５は、転写搬送部にて発生したジャムのジャム紙を取り除くことのできる構成となっていなければならない。このため感光体ドラム１００に対して大きく離間できる構成となっていなければならない。
【０００８】
従来は、以上の必要機能を満足させるために、図５に示したように転写ベルト装置１０５が駆動側のローラ１０５ａにより本体側に支持され、このローラ１０５ａの軸を回動中心軸として転写ベルト装置１０５全体に支持され、このローラ１０５ａの軸を回動中心軸として転写ベルト装置１０５全体を感光体ドラム１００に再して離間できる構成とし、さらに、この回動中心軸であるローラ１０５ａ側にクリーニングブレード１０７を設けていたのである。
【０００９】
従来のクリーニング装置において、クリーニングブレード１０７の先端面が水平面となす角度γは、図５に示すように、転写ベルト１０５が実線で示す通紙中の態位においても、また、２点鎖線で示す非通紙時（転写ベルト解除時）の何れの揺動態位ににおいても殆ど変化せず、通紙中に転写ベルト１０５ｃから掻き取られたトナーは、上記通紙時、上記非通紙時（転写ベルト解除時）を問わず、すべて落下してしまう。
【００１０】
転写ベルト１０５ｃとクリーニングブレード１０７との間には潤滑剤としての役割をも果たすトナーが必要不可欠であるが、上記通紙時、クリーニングブレード１０７により掻き取られたトナーが随時落下してしまうと、特に感光体ドラム１００上にトナーが少なくなり、このクリーニングブレード１０７への入力トナーそのものが少なくなるような高温高湿環境下ではブレードめくれが生じやすくなり、万が一、ブレードめくれが生じてしまった場合には駆動負荷が非常に大きくなり、装置全体が動かなくなることさえあり得る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の画像形成装置において、クリーニングブレードの先端面にトナーを有効に保持しておくための積極的な方策が採用されていないため、ブレードめくれを生ずるという問題があった。
【００１２】
本発明は、クリーニングブレードの先端面におけるトナーの欠乏に起因するブレードめくれを解消することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
（１）  クリーニングブレードをカウンターブレード方式で転写ベルト装置の転写ベルトに当接させて設置したクリーニング装置と、前記転写ベルト装置とを一体化して設けた、開閉可能なカバーを有する画像形成装置において、前記カバーの開放時における前記クリーニングブレードの先端面の、前記被清掃対象と対面する側の水平面に対してなす角度が、トナーの安息角よりも小さくなるように、前記カバーの開閉角を規定した（請求項１）。
（２）  （１）記載の画像形成装置において、前記カバーの開閉角を規定する手段として、前記カバーの閉じ位置保持手段と、前記カバーの開放位置保持手段とを具備していることとした（請求項２）。
（３）  クリーニングブレードをカウンターブレード方式で転写ベルト装置の転写ベルトに当接させて設置したクリーニング装置と、前記転写ベルトとを一体化して設けた開閉可能なカバーを有する画像形成装置において、前記カバーの開放時における前記クリーニングブレードの先端面の、前記転写ベルトと対面する側の水平面に対してなす角度が、トナーの安息角よりも小さくなるように、前記転写ベルト上での前記クリーニングブレード先端の当接位置を規定した（請求項３）。
（４）  （３）記載の画像形成装置において、前記当接位置は、前記転写ベルトを支持しているローラ上の位置とした（請求項４）。
（５）  （１）乃至（４）の何れかに記載の画像形成装置は、給紙部から定着部を経て排紙部に至る転写紙の搬送経路が略鉛直であり、その搬送経路の途中に像担持体及び転写ベルト装置を設けたものとした（請求項５）。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（一）本発明の実施に適する画像形成装置の例
図３は本発明の実施に適する画像形成装置の概略の構成を示したものであり、像担持体としての感光体ドラム１のまわりには、矢印で示す回転方向に従い、帯電手段としての帯電ローラ２、露光手段としてのレーザービームによる書き込みユニット３、トナーにより現メを行なう現像装置４、クリーニングブレード５ａ及びブレードホルダー５ｂを主な構成とするクリーニング装置５、転写ベルト装置６、分離爪７、感光体のクリーニング装置８、除電手段としての除電ランプ９等が配置されている。なお、符号１０は現像装置４に対するトナーの補給装置を示す。ここで、転写ベルト装置６は、図１にも示すように、駆動ローラ６ａ，従動ローラ６ｄ、これら駆動ローラ６ａ，従動ローラ６ｄに支持された転写及び搬送機能を有する転写ベルト６ｃ、バイアスローラ６ｂ等からなる。
【００２１】
このような画像形成装置において、画像形成時、感光体ドラム１は図示しないメインモータにより回転駆動され、除電ランプ９により光照射され、除電され表面電位が０ｖ〜−３０ｖの基準電位になる。次に、感光体ドラム１は帯電ローラ２により電荷が付与されることにより、一様に帯電され、表面電位が−８５０ｖ前後になる。
【００２２】
続いて、書き込みユニット３により照射される画像情報を含んだレーザービーム、コピー機として使用される場合にはスキャナーのＣＣＤにより光電変換されだデジタル信号により変調されたレーザービームが感光体ドラム１に照射結像されることにより、オリジナル画像に対応した露光が行なわれ、レーザビームが照射された部分（画像部）の感光体上表面電位が−１００ｖ前後となり、原稿画像に対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
この感光体上の静電潜像は感光体ドラム１の回転により、現像装置４に至り、負（−）の極性を有するトナーが画像部にのみ付着して現像が行なわれる。このとき、現像スリーブ４ａには高圧電源により約−６００ｖの現像バイアスが印加されているため、感光体ドラム１上の画像部には、現像装置４における現像でトナーが付着するのであるが、感光体ドラム１上の非画像部は−８５０ｖのままであるので、現像は行なわれない。
【００２４】
感光体ドラム１上の静電潜像は、現像部４を通過した後、顕像化されてトナー像となる。このトナー像は、給紙装置５０から送り出された転写紙Ｐであって、感光体ドラム１上のトナー像の先端部と該転写紙Ｐの先端部とが一致するようなタイミングで一対のレジストローラ１１より送り出される転写紙Ｐに転写される。この転写紙Ｐの搬送経路を図３に破線で示す。
【００２５】
図１に示すように、転写ベルト装置６は破線で示す転写ケース５２に、駆動ローラ６ａの軸部を支点にして図示しない接離手段の働きにより実線で示す態位と２点鎖線で示す態位とをとり得るように揺動可能かつ、着脱自在に設けられている。転写ケース５２は本体側の支点軸１２を取り付け基準にしてカバー１４に図示の破線で示す状態で取り付けられていて、支点軸１２により下端部を軸支されていて開閉可能である。
【００２６】
クリーニング装置５のクリーニングブレード５ａは、ブレードホルダー５ｂと一体的に構成されていて、該ブレードホルダー５ｂを転写ケース５２に固定することにより、先端部が駆動ローラ６ａ上の転写ベルト６ｃに当接するように設けられている。
【００２７】
転写ベルト装置６は、上記したように、駆動ローラ６ａの軸部を支点にして揺動可能であり、メインモータのオンの後、図示しない接離クラッチのオンにより上記接離手段の作用によって、駆動ローラ６ａを支点として揺動し、転写ベルト６ｃが感光体ドラム１に当接した状態になる。上記接離クラッチがオフのときには、２点鎖線で示すように転写ベルト６ｃが感光体ドラム１から離れている。
【００２８】
転写に際し、転写ベルト６ｃは感光体ドラムに当接状態となっていて、駆動ローラ６ａにギヤを介して連結されているメインモータ（図示されず）の駆動により回転されている。
【００２９】
レジストローラ１１によって転写ベルト装置６に転写紙Ｐが送られるとき、バイアスローラ６ｂには高圧電源によりトナーの帯電極性（−）とは反対極性（＋）の転写バイアスが印加されているため、感光体ドラム１上のトナー像は、感光体ドラム１と転写ベルト６ｃにより形成される転写ニップ部にて転写紙Ｐに転写されるのである。また、転写ベルト６ｃは、高圧電源よりバイアスローラ６ｂを介してバイアス印加されることにより、転写紙Ｐを静電的に吸着し、さらに画像転写後には、感光体ドラム１から静電的に分離させる。仮に分離されなかった場合でも、分離爪７により感光体ドラム１から分離され、転写ベルト６ｃにより次工程へ送られる。
【００３０】
転写紙Ｐは搬送ベルト１により搬送され、駆動ローラ６ａ部で転写紙Ｐの腰を利用した曲率暖離により分離されて定着装置１５に至り、該定着装置１５の定着ローラ１５ａ，加圧ローラ１５ｂの間を通過する間にトナーが加熱融着されて、排紙部１６に排出される。
【００３１】
（二）各請求項に対応する例
図３に示したように、この画像形成装置においては、給紙部５０から定着部１５を経て排紙部１６に至る転写紙の搬送経路（破線で示す）が略鉛直であり、この搬送経路の途中に感光体ドラム１及び転写ベルト装置６を設けている。このようなレイアウトを採用することにより、給紙部５０から排紙部１６に至る搬送パスを短縮し、ファーストコピータイムを大幅に短縮することができる。
【００３２】
既に説明したように、クリーニング装置５及び転写ベルト装置６はカバー１４に一体的に取り付けられている。感光体ドラム１は本体側１７に設けられているので、図１に示すように、カバー１４を支点軸１２を支点にして２点鎖線で示すように開くと、クリーニング装置５は感光体ドラム１より大きく離間することにより、レジストローラ１１から定着装置１５間の搬送路に生じた転写紙のジャム処理が可能になる。
【００３３】
このような画像形成装置では、上記したように、支点軸１２を支点として、カバー１４と一体的にクリーニング装置５及び転写ベルト装置６が空間的に位置を変位することとなる。従って、クリーニングブレード５ａの先端面に、感光体ドラム１から掻き取られたトナーが存在していても、カバー１４を開くことにより上記先端面が変位してトナーが落下してしまうおそれがある。
【００３４】
この点に着目し、本発明では、カバー１４を閉じ状態においたときでも、また、開き状態においたときでも、クリーニングブレード５ａの先端面からトナーが落下しないような条件を設定している。
【００３５】
図１において、カバー４を閉じ状態においたとき、該カバー１４は実線で示すように転写ベルト６ｃは感光体ドラム１に当接或いは当接可能な感光体ドラム１の近傍位置にある。この状態はカバー１４に軸１４ａにより回転自在に支持されたフック１８の凹部と、本体１７側に植設されたピン２０との係合関係により保持される。ここで、フック１８は図示しない弾性手段により、図１において、軸１４ａのまわりを反時計まわりの向きに付勢されていて、この付勢力により、ピン２０との係合関係が保持されている。
【００３６】
ジャム等が検知された場合、このフック１８とピン２０との係合を解き、カバー１４を２点鎖線で示すように開閉角θだけ開く。この開いた状態は本体１７とカバー１４にそれぞれ一端側２２ａ，２２ｂを固定された合成樹脂製のテープ２２により規定される。或いは、図４に示すように、このテープ２２に代えて、折曲自在なリンク２４により規定することもできる。
【００３７】
図２（ａ）及び図１に実線で示すように、カバー１４をフック１８を用いて閉じ状態に保持してカバー１４の開閉角θを０にしたときの、クリーニングブレード５ａの先端面と水平面Ｈとのなす角度をα１とする。同様に、図２（ｂ）及び図１に２点鎖線で示すように、カバー１４をテープ２２に示す限度で開放してカバー１４の開閉角θをジャム処理可能な大きさにしたときの、クリーニングブレード５ａの先端面５ａ１と水平面Ｈとのなす角度をα２とする。
【００３８】
本発明では、角度α２を、この画像形成装置に用いるトナーの安息角よりも小さくした。ここで、安息角とは、粉体（トナー）堆積層の自由表面が静的平衡状態で水平面に対してなす最大角度をいう。この例では、トナーの安息角は３８°である。
【００３９】
従って、上記例において、クリーニングブレード５ａのトナーの掻き取り作用によって該クリーニングブレードの先端面に存在したトナーは、カバー１４を閉じ状態、開放状態の何れの状態におくときでも、該先端面上に残ることとなり、ブレードめくれを回避することができる。仮に、カバー開放状態での角度α２＞安息角の場合を想定すると、カバー１４を閉じた状態で機械動作時に、クリーニングブレード５ａにより掻き取られた先端面に溜っていたトナーがカバー１４を開放することによって、下方に自由落下してしまうために、再びカバー１４を閉じて、機械を動作させたときに、クリーニングベルト５ａと転写ベルト６ｃとの潤滑剤として存在しなければならない該トナーがそこにはないために、ブレードめくれが生じてしまうが、本例によれば、そのような状態は生じないのである。
【００４０】
上記フック１８及びピン２０は開閉角θを０に規定するカバーの閉じ位置保持手段であり、上記テープ２２或いはリンク２４は開閉角θをジャム処理可能な所定の大きさで規定すると共に、カバーの開放状態を保持するカバーの開放位置保持手段である。
【００４１】
開閉角θ及び角度α１、α２は、具体的には、開閉角θの大きさが閉じ状態から開放状態まで０°〜約４９°前後まで変わるとき、角度α１、角度α２とも、約２４°前後に設定して有益であった。また、クリーニングブレード５ａ先端の当接位置は、当接の角度条件を正確に保持するため、転写ベルト６ｃを介して駆動ローラ６ａに接する位置に規定し、かつ、レイアウト上、転写紙の搬送経路を避けるとともに、転写ベルト６ｃ自体の設置部位を回避するため、図１に示すように、駆動ローラ６ａの回転中心軸を直交座標軸の原点とするとき、第１象限と第４象限との境界近傍とした。
【００４２】
このような本例では、カウンターブレード方式をもつ転写ベルト装置６及びクリーニング装置５と一体化されたカバー１４を有する画像形成装置において、カバー開放時におけるクリーニングブレード５ａの先端面の、水平面に対してなす角度がトナーの安息角以下となるようにカバー１４の開閉角を規定したものであるが、同様の考え方により、クリーニングブレードが転写ベルトに当接するような画像形成装置ばかりでなく、感光体或いは感光体以外の像担持体に直接クリーニングブレードを当接させるように設けられる画像形成装置においても、適用可能である。
【００４３】
以下に実験結果を示す。
実験は、感光体ドラム上、地汚れトナーが少なく、かつ、転写ベルト６ｃとクリーニングブレード５ａとの摩擦係数μが上昇する高温高湿環境（雰囲気温度３０℃、相対温徳９０％ＲＨ）において、図１〜図３に示した機械を用い、開閉角θの大きさを閉じ状態で０°、開放状態で４９．２°に規定し、角度α１を２４．６７°、角度α２を２４．５２°とするとき、同一の転写紙を２回転させる両面コピーを得る両面モードでのランニング試験を行ない、ブレードめくれに対する効果を検証した。
【００４４】
通紙条件を孝面モードとしたのは、ブレードめくれに対する条件をより過酷にするためである。即ち、ブレードめくれの起り易さは、ベルトの表面性、ブレードの材質、及びブレードエッジに入力するトナー量に依存するが、それ以外の外的要因として最大と考えられる温度条件に関して、実使用モードで想定される最悪の条件としたのである。
【００４５】
転写ベルト６ｃは、材質が基層をクロロプレンゴムとし、クリーニングブレードが接触するベルト表面にはブレードとの摺動性、及びクリーニング性と関係のある表面性をよくするために、アクリル樹脂中にＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン；四フッ化エチレン樹脂）を分散させたものをコート及び焼成したものであって、表面アラサＲｚ＝２μｍ以下で摩擦係数μが０．３５以下のものを用いた。トナーの材質Ｓｔｙｒｅｎｅ−Ａｃｒｙｌｉｃを主成分とし、これに添加剤としてＣａｂｏｎ  Ｂｌａｃｋ、Ｗａｘ、Ｄｙｅ、その他の成分を分散させた配合のもので、安息角が３８°のものを用いた。また、クリーニングブレード５ａの材質はＡＳＴＥＲ硬度７０°のポリウレタンゴムを用いた。
【００４６】
雰囲気温度３０℃であれば、片面コピーモード（１回通紙）での転写部の温度はせいぜい４０℃程度であるが、孝面モードにした場合には、一度定着装置１５を通過した熱をもつ転写紙が両面コピー時に転写ベルト６ｃに吸着搬送されるために、転写紙のもつ熱を転写ベルト６ｃが吸収し、転写ベルト６ｃ、クリーニングブレード５ａの温度は最大５８℃まで上昇するために転写ベルト６ｃとクリーニングブレード５ａとの摩擦係数は大幅に増大し、ブレードめくれが発生し易くなる。
【００４７】
先ず、カバー１４を開放角θ＝４９．２°まで開放したのち、０°まで閉じた状態で、上記高温高湿環境下にてランニングを実施したときろ、ブレードめくれを生ずることなく、約１０Ｋ（１０×１０３）枚まで問題なく通紙できた。これに対し、テープ２２を取外し、カバーの開放角θを９０°までの開放した状態にしてから閉じ、ランニングを開始したところ、このような実験を３回連続して行なったその３回とも、８０枚〜１２０枚通紙にてブレードめくれが生じた。再び元の条件に戻し（カバー１４を開放角４９．２°まで開放した後）、クリーニングブレード５ａの先端面にトナーをある程度付着させてからカバー１４を閉じ、ランニングを行なったところ、前回と同様、１０Ｋ枚まではブレードめくれはなく、問題なく通紙することができた。
【００４８】
次に、同等のクリーニング性能を有する、図５に示した従来の画像形成装置を用いて、上記同様の、雰囲気温度３０℃、相対湿度９０％ＲＨの環境条件、転写ベルトの摩擦係数μ＝０．３５、クリーニングブレードの表面アラサＲｚ＝２μｍ以下、γ＝４７°（トナーの安息角３０°以上）でランニング試験を５回実施したところ、このように従来の画像形成装置では全て６Ｋ〜８Ｋ枚のうちにブレードめくれが発生した。
【００４９】
以上の実験結果からわかるように、クリーニングブレードの先端面に付着するトナーの有無、及びブレードの当接条件により、ブレードめくれの発生のし易さは大きく左右される。特に、図１〜図４に示した画像形成装置では、クリーニングブレード５ａを有する転写ベルト装置６がカバー１４と一体化された構成となっているため、上記カバーの開放角θを９０°まで開放した状態でトナーが落下するうえ、更に閉じてランニングを開始した実験では、カバー１４を閉じるときの衝撃により、クリーニングブレードの先端面に溜っていたトナーが落下して失われるために、ランニング再開後、直ちにブレードめくれが発生したものと考えられる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１乃至４記載の発明によれば、クリーニングブレードの先端面におけるトナーの欠乏に起因するブレードめくれの発生しない信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
請求項５記載の発明によれば、ファーストコピータイム短縮した画像形成装置において、ブレードめくれの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カバーの開閉の状態を説明した図である。
【図２】図２（ａ）はカバーを閉じたときのクリーニングブレードの当接状態、図２（ｂ）はカバーを開放したときのクリーニングブレードの当接状態をそれぞれ説明した図である。
【図３】画像形成装置の構成の概要を説明した図である。
【図４】カバーの開放位置を規定する手段の例を示した図である。
【図５】従来の画像形成装置の要部を説明した図である。
【符号の説明】
５ａ      クリーニングブレード
５ａ１    クリーニングブレードの先端面
６        転写ベルト装置
１４      カバー
１８      （閉じ位置保持手段としての）フック
２０      （閉じ位置保持手段としての）ピン
２２      （開放位置保持手段としての）テープ
２４      （開放位置保持手段としての）リンク
【図１】
0003569425.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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