(57)【要約】【課題】本発明の課題は、クリーニングブレードに噛み込んだ異物を確実に除去して画像欠陥、部材寿命劣化の無い画像形成装置を提供することである。【解決手段】継ぎ目を有するベルト形状部材を備えた画像形成装置において、前記ベルト形状部材表面に付着した付着物を清掃するためのブレード形状のクリーニングブレードと、該クリーニングブレードが前記ベルト形状部材の継ぎ目を通過したことを検出する検出手段と、該検出手段の出力信号に基づいて、前記クリーニングブレードと前記ベルト形状部材の接触部で、前記継ぎ目部分を往復運動するように前記ベルト形状部材の駆動を制御する制御装置とを備えた。【選択図】図１
2006201651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
継ぎ目を有するベルト形状部材を備えた画像形成装置において、前記ベルト形状部材表面に付着した付着物を清掃するクリーニングブレードと、該クリーニングブレードが前記ベルト形状部材の継ぎ目を通過したことを検出する検出手段と、該検出手段の出力信号に基づいて、前記クリーニングブレードと前記ベルト形状部材の接触部で、前記継ぎ目部分を往復運動するように前記ベルト形状部材の駆動を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１において、前記クリーニングブレードと接触する継ぎ目部分を往復運動して該継ぎ目部分の清掃を行う清掃工程を、前記ベルト形状部材の回転数、又は前記画像形成装置による画像形成回数、又は画像形成装置の動作時間が、予め定めた所定値を超えたときに行うように制御する制御装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ベルト形状部材は、ベルト状感光体、又はベルト状中間転写体、又は記録媒体を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
継ぎ目を有するベルト形状部材にトナーを付着させて画像を形成する画像形成装置における前記ベルト形状部材の清掃方法において、異物を清掃するクリーニングブレードと接触させて前記ベルト形状部材を走行させるステップと、該クリーニングブレードとの接触部を前記ベルト形状部材の継ぎ目部分が通過したことを検出器により検出するステップと、前記検出器の信号に基づいて、前記クリーニングブレードと前記ベルト形状部材の接触部で、前記継ぎ目部分が往復運動するように、前記ベルト形状部材を駆動するステップとを備えたことを特徴とするベルト形状部材の清掃方法。
【請求項５】
請求項４において、前記クリーニングブレードと前記ベルト形状部材の接触部で、前記継ぎ目部分を往復運動させるステップは、前記ベルト形状部材の回転数、又は前記画像形成装置による画像形成回数、又は画像形成装置の動作時間が、予め定めた所定値を超えたときに実行することを特徴とするベルト形状部材の清掃方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真技術を用いたプリンタ、複写機、ファックスなどの画像形成装置に係り、特に感光体や中間転写体、用紙搬送機構等にベルト形状部材を用いた画像形成装置及び該装置におけるベルト形状部材の清掃方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を用いた画像形成装置には、ローラ形状、ベルト形状といった様々な形状の部材が用いられる。特に、ベルト形状部材は、装置の小型化、他のプロセス部品の実装性を向上させる目的で、カラー画像を形成するカラー画像形成装置における感光体、中間転写体、用紙搬送部材として多用されている。
【０００３】
しかしながら、これらのベルト形状部材には、画像形成時の画像トナー、汚れトナー等が表面に付着するのを避け難い。このため、これらのベルト形状部材を用いる場合には、その表面を清掃する清掃機構を併設するのが一般的である。
【０００４】
一般的な清掃手段としては、弾性ブレードの先端を清掃対象の表面に圧接させ、表面のトナーを機械的に掻き取るブレードクリーナ、或いはバイアス電圧を加えたブラシ形状の部材を、回転させながら清掃対象部材の表面に当接させて、トナーを機械的、電気的に除去するブラシクリーナが知られている。この中でも特に、ブレードクリーナは、小型且つ低価格であり、しかもクリーニング性能が高いことから様々な画像形成装置に多用されている。
【０００５】
しかしながらブレードクリーナは、様々な異物、特に紙粉がブレード先端と清掃対象部材の表面に噛み込むと、ブレード先端が清掃対象部材表面と接触しなくなり、清掃効率が大幅に低下し、画像上に汚れトナーが顕在化してしまうという問題がある。
【０００６】
また、この様な異物の噛み込みが発生した状態で、装置を長時間稼働させると、クリーニングブレードの先端に変型や削れが発生し、更に清掃効率が低下するという問題もある。更に、異物が清掃対象部材の表面を削り、対象部材自体の耐久性を低下させたり、画像欠陥を発生するという様な深刻な問題を引き起こすこともある。
【０００７】
この様な問題は、清掃する対象となる部材がベルト形状部材の場合にだけ発生するのではなく、感光体ドラムなどのドラム形状の部材にも一般的に起こりうるものである。上記のようにブレード先端と清掃対象部材が噛み込む現象の対策として、クリーニングブレードを清掃対象表面の移動方向とは異なる方向に揺動させる機構を設けたり、清掃対象表面を逆方向に移動させて異物を除去することが知られている。
【０００８】
しかしながら、クリーニングブレードを揺動させる方法は、機構が極めて複雑になり、装置の大型化とコスト高を引き起こすという欠点がある。また清掃対象表面を逆方向に回転させる方法は、異物を除去する効果が必ずしも十分ではないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、上記のような従来の問題を解決した異物清掃方法及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。
【００１０】
具体的には、本発明の目的はベルト形状或いはドラム形状の部材表面の清掃するクリーニングブレード等に噛み込んだ異物を簡単且つ確実に除去する方法を提供すると共に、この方法を用いることにより画像欠陥や部材寿命劣化の少ない画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記の目的を達成するために、継ぎ目を有するベルト形状部材を備えた画像形成装置において、前記ベルト形状部材表面に付着した付着物を清掃するためのブレード形状のクリーニングブレードと、該クリーニングブレードが前記ベルト形状部材の継ぎ目を通過したことを検出する検出手段と、該検出手段の出力信号に基づいて、前記クリーニングブレードと前記ベルト形状部材の接触部で、前記継ぎ目部分を往復運動するように前記ベルト形状部材の駆動を制御する制御装置とを備えたことに一つの特徴がある。
【００１２】
本発明の他の特徴は、前記クリーニングブレードと接触する継ぎ目部分を往復運動して該継ぎ目部分の清掃を行う清掃工程を、前記ベルト形状部材の回転数、又は前記画像形成装置による画像形成回数、又は画像形成装置の動作時間が、予め定めた所定値を超えたときに行うように制御する制御装置を備えたことにある。
【００１３】
本発明の他の特徴は、継ぎ目を有するベルト形状部材にトナーを付着させて画像を形成する画像形成装置における前記ベルト形状部材の清掃方法において、異物を清掃するクリーニングブレードと接触させて前記ベルト形状部材を走行させるステップと、該クリーニングブレードとの接触部を前記ベルト形状部材の継ぎ目部分が通過したことを検出器により検出するステップと、前記検出器の信号に基づいて、前記クリーニングブレードと前記ベルト形状部材の接触部で前記継ぎ目部分が往復運動するように前記ベルト形状部材を駆動するステップとを備えたことにある。
【００１４】
本発明の他の特徴は、前記クリーニングブレードと前記ベルト形状部材の接触部で前記継ぎ目部分を往復運動させるステップは、前記ベルト形状部材の回転数、又は前記画像形成装置による画像形成回数、又は画像形成装置の動作時間が、予め定めた所定値を超えたときに実行することにある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベルト形状の部材とクリーニングブレードの間に噛み込んだ異物を確実に清掃できるため、異物の噛み込みによって発生する画像欠陥やベルト部材の劣化を押さえることが可能である。これによって、低価格で高画質、信頼性の高い画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
本実施例のカラー画像形成装置は、感光体と中間転写体を用い、感光体上に順次１色ずつ形成した異なる４色のトナー画像を、中間転写体の一回転毎に１色ずつ転写し、中間転写体の４回転で１枚のカラー画像を形成する中間転写体方式を採用している。
【００１７】
本発明にかかるカラー画像形成装置の一実施例を示す図１において、感光体１と中間転写体５は共にベルト形状をしている。縦に長く張った感光体ベルト１は本体中央部に配置され、感光体ベルト１の一方の面（図中左側）に感光体ベルト１と接触させて中間転写ベルト５が配置されている。縦に長く張った感光体ベルト１の中間転写ベルト５と反対側の面には、それぞれ異なる色のトナーを格納する４つの現像器、すなわちイエロー（Ｙ）現像器４ａ、マゼンタ（Ｍ）現像器４ｂ、シアン（Ｃ）現像器４ｃ、ブラック（Ｋ）現像器４ｄ、が縦に積層して配置されている。
【００１８】
感光体ベルト１の周囲には図中矢印で示す回転方向に沿って、感光体ベルト１上にトナー画像を形成するために必要なプロセス部品である、帯電器２、露光器３、現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、イレーズランプ６、クリーニングブレード７、感光体ベルト継ぎ目位置検出センサ１６が配置されている。
【００１９】
一方、中間転写ベルト５の周囲には図中矢印で示す回転方向に沿ってトナー画像形成、用紙の搬送を行うために必要なプロセス部品である、転写ローラ１２、用紙除電器１３、中間転写ベルトクリーナ８が配置されている。
【００２０】
用紙を搬送する搬送経路は、本体下部に配置している用紙カセット９から中間転写ベルト５の外側を通って本体上面に排出する構成としており、その搬送経路に沿って、用紙カセット９、ピックアップローラ１０、レジストローラ１１、転写ローラ１２、用紙除電器１３、定着器１４が配置されている。
【００２１】
次に、各プロセス部品の構成について説明する。
【００２２】
感光体ベルト１は、基材表面に導電層、感光層を形成したベルト形状の感光体を複数本のローラで張架したものであり、トナーの現像、中間転写ベルト５への転写を行うために導電層に所定の電位を与えている。この感光体ベルト１は、部品コストを下げるために、例えば予めシート形状の感光体を作成し、その端部を接合してベルト形状の部材とされている。
【００２３】
中間転写ベルト５は、大小２つの中間転写ベルト張架ローラ５ａ及び５ｂと、中間転写ベルト５に張力を与えるテンションローラ５ｃの３つのローラにより張架されている。中間転写ベルト張架ローラ５ａの外周部には、感光体ベルト１との接触部に中間転写ベルトクリーナ８が配置されている。また中間転写ベルト張架ローラ５ｂの外周部には転写ローラ１２と用紙除電器１３が配置されている。
【００２４】
本実施例の画像形成装置では、中間転写ベルト５を、感光体ベルト１に従動駆動させている。このため、中間転写ベルト５を安定に駆動する為に、中間転写ベルト５と感光体ベルト１の接触幅を大きく確保する機構とされている。また中間転写ベルト５の回転負荷を小さくするために、中間転写ベルト５の張力を、ベルトが大きく撓まない程度の小さい張力で張架している。また中間転写ベルト５の表面を清掃する中間転写ベルトクリーナ８も接触負荷が小さいブラシクリーナを用いている。
【００２５】
更に、外周部に感光体ベルト１が配置される中間転写ベルト張架ローラ５ａは、他の中間転写ベルト張架ローラ５ｂ、５ｃより大径とし、慣性による回転安定性を確保している。また、中間転写ベルト張架ローラ５ａ、５ｂとして、加工精度が高く、高い寸法精度の得られる金属製のローラを用いている。
【００２６】
中間転写ベルト５としては、機械強度に優れるポリカーボネイトやポリイミド、フッ素樹脂等を成形した継ぎ目の無い樹脂ベルトを用いている。また、中間転写ベルト５に感光体１からトナーを転写し、更に用紙１５に転写するために該中間転写ベルト５に半導電性の抵抗を持たせ、中間転写ベルト張架ローラ５ａ、５ｂに所定の電位を与えている。
【００２７】
帯電器２は、コロナ帯電器もしくはローラ帯電器、ブラシ帯電器であり、感光体ベルト１表面を所定電位に帯電する。露光器３は、レーザを走査するレーザ露光器もしくはＬＥＤをアレイ状に配置したＬＥＤアレイ露光器であり、帯電した感光体表面を印刷する画像データに対応させて露光し、静電潜像を形成する。
【００２８】
４つの現像器４は、カラー画像を形成するために必要なイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーに対応しており、それぞれトナーを格納するとともに、トナーを帯電して感光体ベルト１面に規定量を供給する。イレーズランプ６は、ＬＥＤを光源として用いた発光部材であり、感光体ベルト１表面に残留している電荷を光露光によって除去する。
【００２９】
クリーニングブレード７は、感光体ベルト１から中間転写ベルト５にトナーを転写した後で感光体ベルト１表面に残留しているトナーを除去するために設けてあり、弾性体ブレードでトナーを感光体表面から掻き取るブレードクリーナを用いている。感光体ベルト継ぎ目位置検出センサ１６は、継ぎ目の位置を検知するためのものである。感光体ベルト１の継ぎ目部は画像の形成ができないため、画像形成時には、このセンサの信号を基に画像領域が継ぎ目を含まないように制御する。
【００３０】
転写ローラ１２は、中間転写ベルト５上のトナー画像を用紙１５に転写するために設けてあり、金属軸と、その表面に形成された半導電性の弾性層とにより構成している。中間転写ベルト５から用紙１５へトナーを転写する際には、転写ローラ１２を中間転写ベルト５に押し付け、用紙を接触部に通過させるとともに金属軸に電位を与え、静電的にトナーを用紙に転写させる。
【００３１】
用紙除電器１３は、用紙が中間転写ベルト５に吸着する原因である転写電荷を除電するものであり、用紙の中間転写ベルト５からの剥離を容易にさせるために設けている。用紙カセット９は、用紙１５を格納するものである。またピックアップローラ１０は、摩擦係数の大きな弾性ローラであり、用紙カセット９から用紙１５を引き出すために設けている。
【００３２】
レジストローラ１１は、用紙の先端を合わせるために設けているものであり、中間転写ベルト５上のトナー画像の先端に合わせて用紙１５を転写ローラ１２部に送る様に動作させている。定着器１４は、表面が高温のローラ部材やベルト部材で構成し、用紙をそれらの部材の接触部分を通過させ、熱と圧力でトナーを定着する。
【００３３】
次に本実施例のカラー画像形成装置の動作について説明する。
【００３４】
感光体ベルト１、中間転写ベルト５を所定の方向に回転させると共に、感光体ベルト１表面を帯電器２により所定電位に帯電する。帯電した感光体ベルト１表面を、画像データに対応させたレーザ光を発生する露光器３で露光する。露光する場合、最初は４色の中の１色の画像、例えばイエロー（Ｙ）について露光し、感光体ベルト１表面にイエロー（Ｙ）成分に相当する静電潜像を形成する。その後、感光体ベルト１上の静電潜像に対応するイエロー（Ｙ）のトナーを格納している現像器４ａを接触させて、トナー画像を形成し、感光体ベルト１上に形成した画像を中間転写ベルト５へ転写する。
【００３５】
次に感光体ベルト１上に２色目のトナー画像、例えばマゼンタ（Ｍ）の画像を形成し、中間転写ベルト５を１回転した後、感光体ベルト１との接触部に達した第１色目のＹトナー画像に重ねてＭ画像を転写する。以後、この行程を第３色目、例えばシアン（Ｃ）、第４色目、例えばブラック（Ｋ）と繰り返して行い、中間転写ベルト５上に４色のトナーが重なった画像を形成する。
【００３６】
最後に、中間転写ベルト５上に形成したトナー画像を、用紙カセット９から給紙し、用紙カール機構でカールさせた用紙１５に転写ローラ１２で転写する。そして、用紙除電器１３で除電剥離したのち定着器１４を通して本体外部に出力する。
【００３７】
上記のように、本実施例の画像形成装置では、感光体ベルト１のクリーニング方法として、クリーニングブレード７を採用している。このため、前述のようにクリーニングブレード７と感光体ベルト１の間に異物の噛み込みが発生する。クリーニングブレード７と感光体ベルト１の間に噛み込む異物は、用紙に含まれる繊維の屑や炭酸カルシウムといった白色材などの紙粉、製造時に発生した樹脂粉など様々な種類、材質があるが殆どは、用紙の繊維、所謂紙粉と呼ばれるものが多い。
【００３８】
これらクリーニングブレード７と感光体ベルト１の間に噛み込んだ異物を除去する目的で、本実施例の画像形成装置は、感光体ベルト１の継ぎ目部をクリーニングブレード７の部分に接近させ、感光体ベルト１を正逆回転させる異物除去工程を実行する制御部を備えている。
【００３９】
図２及び図３は本発明にかかる画像形成装置の制御部の構成及び制御フローを示し、図４は感光体ベルト１の継ぎ目部の断面構造を示す。
【００４０】
先にも述べたように、感光体ベルト１は、シート形状の感光体の端部を接合した構造となっており、継ぎ目部を有する。この継ぎ目部は、シート形状の感光体端部を重ねて熱溶着して形成しているため、重ねて若干の段差や盛り上がり部が存在する。
【００４１】
この段差や盛り上がりは、大きすぎるとクリーニングブレード７の寿命を低下させたり、クリーニングブレード７が継ぎ目を通過する際に感光体ベルト１の速度を変動させて画像むらなどを発生させるので、本実施例の画像形成装置では、これらの欠陥が発生しないように予め段差や盛り上がりを少くする。
【００４２】
つまり、継ぎ目自体が画像形成に影響を与えることは無い程度の段差となるように予め加工されている。但し、厳密には継ぎ目部分は平滑な構造とはなっていないので、本発明は、この継ぎ目の段差や盛り上がりを逆に利用して、クリーニングブレード７と感光体ベルト１の間に噛み込んだ異物を除去する制御に用いている。
【００４３】
図２において、前記の継ぎ目位置検出センサ１６からの検出信号は制御部２０に加えられる。制御部２０は、本実施例ではＣＰＵ２１，ＲＡＭ２２，ＲＯＭ２３，Ｉ／Ｏインターフェース回路２４，２５及びバス２６を備えている。
【００４４】
継ぎ目位置検出信号はＩ／Ｏインターフェース回路２４内のＡ／Ｄ変換器（図示せず）によりディジタル信号に変換された後、バス２６を介してＣＰＵ２１に送られる。ＣＰＵ２１はＲＡＭ２２の一時記憶領域をワークメモリとして用い、ＲＯＭ２３に格納された制御プログラムを実行して、感光体ベルト１を駆動するモータ１７の制御信号を生成する。生成された制御信号はバス２６を介してＩ／Ｏインターフェース回路２５に加えられ、Ｄ／Ａ変換器（図示せず）によりアナログ信号に変換された後、感光体ベルト１を駆動する駆動モータ１７に加えられる。
【００４５】
次に駆動モータ１７を制御するための方法を図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
図３のステップＳ１００において、感光ベルト１で形成した画像の枚数が所定枚数Ｎを超えたかどうかを判定する。Ｎは例えば、５０００枚或いは１０００枚というような値を予め設定する。或いは最初は５０００毎として、その後は２０００枚毎というように可変の値を予め決めておいてもよい。
【００４７】
ステップＳ１００の判定がＮＯの場合はＳ１００の判定を繰り返し行い、ＹＥＳの場合は次のステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１は継ぎ目位置検出センサ１６により、継ぎ目位置を検出したか否かを判定する。
【００４８】
感光体ベルト１の駆動モータ１７を正回転して、センサ１６が図５の（ａ）に示すようなベルト継ぎ目位置検出信号を発生すると、ステップＳ１０２において、継ぎ目をクリーニングブレード７の近傍回転方向上流側に移動させる。そして、感光体ベルト１を逆に回転させて、継ぎ目部をブレードクリーナ７を通過させ（ステップＳ１０３）、すぐに感光体ベルト１の逆回転を停止させる。更に今度は感光体ベルト１を正回転させ、ブレードクリーナ７に継ぎ目を通過させる（ステップＳ１０４）。図５の（ｂ）は感光ベルト１を駆動する駆動モータ１７に加える信号の一例を示している。
【００４９】
更にステップＳ１０５で再び感光体ベルト１の駆動モータ１７を逆回転し、継ぎ目を通過させた後、再びステップＳ１０６で正回転に切り換える。
【００５０】
このように感光体ベルト１の駆動モータ１７の正逆回転を２回繰り返して行い、若干の段差や盛り上がりのある感光体ベルト１の継ぎ目部をクリーニングブレード７部で往復移動させた結果、感光体ベルト１とクリーニングブレード７の間に噛み込んだ異物を効果的に除去し得ることが確認できた。
【００５１】
以上本発明の制御フローについて説明したが、具体的な考え方を変更しない範囲で種々の代替案を採用することは可能である。例えば異物清掃工程実行のタイミングを、画像形成回数で決定する代わりに、通紙枚数、感光体ベルト１の回転数、装置の動作時間等を基にして決定してもよい。
【００５２】
また実画像でクリーニング不良などのクリーニングブレード７での異物噛み込みが観測された場合に、ユーザが上記工程を強制的に実行するようにしてもよい。使用する記録媒体によって異物清掃工程の実行間隔を可変にするといった方法も適用可能である。
【００５３】
更に、異物清掃工程を、装置の電源投入直後に実行したり、印刷速度は低下するけれども印刷途中に実行することも可能である。これら異物清掃工程の実行形態は、異物の噛み込み発生頻度で様々な条件に設定可能であるが、異物の除去が確実にでき、画像欠陥や感光体ベルト１の摩耗が起こらないように条件を設定する必要がある。また上記実施例で駆動モータ１７の正逆反転運転を２回繰り返して行う例を説明したが、もちろん２回に限定する必要はない。
【００５４】
本実施例では、ベルト形状の感光体とクリーニングブレードに関する異物清掃方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、継ぎ目を有する中間転写ベルトとクリーニングブレードの組み合わせや、継ぎ目を有する用紙搬送ベルトとクリーニングブレードの組み合わせといった継ぎ目を有するベルト形状の部材とクリーニングブレードの組み合わせを有する全ての画像形成装置に対して適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明にかかるカラー画像形成装置の一実施例を示す構成略図である。
【図２】本発明装置における制御部のブロック図である。
【図３】本発明装置におけるベルト状部材の清掃工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明装置におけるベルト状部材の説明図である。
【図５】本発明装置の動作説明用の波形図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…感光体ベルト
２…帯電器
３…露光器
４ａ…イエロー現像器
４ｂ…マゼンタ現像器
４ｃ…シアン現像器
４ｄ…ブラック現像器
５…中間転写ベルト
５ａ、５ｂ…中間転写ベルト張架ローラ
５ｃ…テンションローラ
６…イレーズランプ
７…クリーニングブレード
８…中間転写ベルトクリーナ
９…用紙カセット
１０…ピックアップローラ
１１…レジストローラ
１２…転写ローラ
１３…用紙除電器
１４…定着器
１５…用紙
１６…感光体ベルト継ぎ目位置検出センサ
１７…駆動モータ
２０…制御部
【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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