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JP6295751B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents
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JP6295751B2 - クリーニング装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、像担持体の表面から付着物を回収するクリーニング装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
画像形成装置には、像担持体の表面や中間転写体の表面などの清掃対象物の表面に付着した付着物を回収するクリーニング装置や、各種画像を中間転写体や記録媒体などの転写元の表面から中間転写体や記録媒体などの転写先となる被転写体に画像を転写する画像転写装置を備えたものがある。これらクリーニング装置や画像転写装置では、ローラに巻き掛けられたベルト部材をクリーニング部材や被転写体として、清掃対象物の表面や転写元の表面に圧接あるいは摺接させるものがある。例えば特許文献1、2。
従来のようにベルト状のクリーニング部材や被転写体を用いてクリーニングや画像転写を行う場合、ベルト状の表面と清掃対象物や転写先の表面との接触状態にバラツキがあると、清掃対象物や転写先の表面との接触状態が安定せずに、両者の当接部を、回収したい付着物や転写したい画像がすり抜けてしまい、クリーニング不良や画像転写不良の要因となってしまう。
本発明は、良好なクリーニングや良好な画像転写を可能とすることをその目的とする。
本発明に係るクリーニング装置は、画像を担持可能であってその表面が移動可能な像担持体の表面に、無端ベルト状のクリーニング部材の表面を接触させることで像担持体の表面上に付着している付着物を回収するものであり、クリーニング部材の表面とは反対側の面に当接する回転体で構成された当接部材と、当接部材と当接することで当該当接部材の撓みを抑制する補助部材と、像担持体の表面とクリーニング部材の表面とが接触する接触部において、像担持体の表面上の付着物が接触部を潜り抜けない方向へ、クリーニング部材の表面を移動させる移動手段を備え、クリーニング時に移動手段は接触部において、少なくとも像担持体の表面の移動方向と、が逆方向になるように、クリーニング部材を回転移動し、クリーニング部材は、当接部材の外周面をクリーニング部材の表面とは反対側の面に押しつけることで小径部が形成され、この小径部で前記像担持体の表面と接触し、補助部材は、装置固定部に固定されていることを特徴としている
本発明によれば、無端ベルト状のクリーニング部材の表面とは反対側の面に外周面を押しつけることで小径部を形成する当接部材と当接することで当該当接部材の撓みを抑制する補助部材を装置固定部に固定し、クリーニング時に移動手段は接触部において、少なくとも像担持体の表面の移動方向と、が逆方向になるように、クリーニング部材を回転移動するので、当接部材の位置が安定する。このため、小径部での無端ベルト状のクリーニング部材と像担持体の表面との接触状態が安定し、両者の接触部を付着物が潜り抜けにくくなり、良好なクリーニングを行える
本発明の第1の実施形態に係るクリーニング装置の構成を説明する図。 補助部材の形態を説明する図であり、(a)は回転体としての補助部材と当接部材の接触状態の拡大図、(b)は変形可能な補助部材と当接部材の接触状態の拡大図、(c)は当接面が平坦面の補助部材と当接部材の接触状態の拡大図。 (a)は当接部材と回転体の補助部材の支持機構を説明する図、(b)は当接部材とブロック状の補助部材の支持機構を説明する図。 従来のクリーニング装置と本発明に係るクリーニング装置の比較図。 本発明に係るクリーニング装置をカラー画像形成装置に適用した第2の実施形態を説明する図。 本発明に係るクリーニング装置をインク噴射式のカラー画像形成装置に適用した第3の実施形態を説明する図。 本発明に係る画像転写装置を備えた画像形成装置の第4の実施形態を説明する図。 補助部材の形態を説明する図であり、(a)は回転体としての補助部材と当接部材の接触状態の拡大図、(b)は変形可能な補助部材と当接部材の接触状態の拡大図、(c)は当接面が平坦面の補助部材と当接部材の接触状態の拡大図。 (a)は当接部材と回転体の補助部材の支持機構を説明する図、(b)は当接部材とブロック状の補助部材の支持機構を説明する図。 本発明に係る画像転写装置をカラー画像形成装置に適用した第5の実施形態を説明する図。 本発明に係る画像転写装置をインク噴射式のカラー画像形成装置に適用した第6の実施形態を説明する図。 図10に示した画像形成装置の変形例を説明する図。 図11に示した画像形成装置の変形例を説明する図。
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。
最初にクリーニング装置とクリーニング装置を備えた画像形成装置について説明し、その後に画像転写装置と画像転写装置を備えた画像形成装置について説明する。なお、各実施形態において、同一部材には同一の符号を付すことにし、後段の実施形態においては、その説明を省略する。
(第1の実施形態)
図1に示すクリーニング装置301は、表面に画像を担持可能であって回転移動する像担持体50の表面(以下、「像担持体表面」と記す)50aに無端ベルト状のクリーニング部材10の表面となる回収面1aを接触させることで像担持体表面50a上に付着している付着物Tをすくい取って回収するものである。クリーニング部材1は、その一部に小径部2を形成し、当該小径部2に位置する回収面1aを像担持体表面50aと接触させている。クリーニング部材1の内側ループ内には、回収面1aを像担持体表面50aに接触させるローラ部材を用いた当接部材3と、補助部材31とが配置されている。小径部2は、当接部材3の外周面3aを、クリーニング部材の回収面1aとは反対側の面となるクリーニング部材1の内側面1bに押しつけて当接させることで円弧面として形成されている。
クリーニング部材1は、像担持体表面50aと回収面1aとが接触する接触部4において、像担持体表面50a上の付着物Tが接触部4を潜り抜けない方向へ、クリーニング部材1の回収面1aを移動させる移動手段5を有している。移動手段5は、クリーニング部材1を巻きかけるローラ6と、ローラ6を支持するローラ駆動軸6Aを回転駆動する駆動手段としての駆動モータ7を備えている。
クリーニング部材1は、ローラ6と当接部材3との間に掛け渡されている。クリーニング部材1は、駆動モータ7からの駆動力がローラ駆動軸6Aに伝達されてローラ6が回転駆動することで、像担持体50に接触、好ましくは圧接した状態で回転移動する。クリーニング部材1には、ローラ6又は当接部材3を、互いが離れる方向に配置するあるいは何れか一方を互いが離れる方向に付勢することで、テンションが付与されている。
本実施形態では、接触部4において、像担持体表面50aの移動方向と回収面1aの移動方向とが互いに逆方向になるように、像担持体50は図中時計周り方向に回転移動し、クリーニング部材1は、時計周り方向に回転移動する。図1中の接触部4において、像担持体表面50aは左から右へ向かって移動し、回収面1aは右から左へ向かって移動する。すなわち、像担持体表面50aと回収面1aとは、互いが対向する部位においては、逆方向に回転移動することになる。
クリーニング装置301は、回収面1aから付着物Tを除去する付着物除去手段8を有している。付着物除去手段8は、接触部4よりもクリーニング部材1の移動方向下流側で回収面1aに接触し、クリーニング部材1が回転移動することで、回収面1aに摺接して回収面1a上の付着物Tを回収面から除去するものである。
本実施形態では、ローラ部材を用いた当接部材3の撓みを抑制する補助部材31を有している。当接部材3は、その直径が小径であると曲率が小さく、転写性はよくなる。しかし当接部材3全体が細くなるので、当接部材3自体の強度が低下して撓み易くなる。このため、当接部材3の回転軸線方向の全域において、クリーニング部材1に対して安定した当接状態(当接ニップ)の実現するために、クリーニング部材1と補助部材31との間に回転可能な当接部材3を配置し、両者で当接部材3を挟み込むことで、当接部材3の撓みを抑制してクリーニング部材1との当接状態(当接ニップ)の安定化を図っている。
補助部材31は、当接部4と反対側に配置されていて、当接部材3の、クリーニング部材1から離れる方向への移動を規制する規制部材として機能する。クリーニング部材1から離れる方向とは、当接部材3が撓む方向のことを指し、当該撓み方向から補助部材31を当接部材3に裏当てすることで、細い当接部材3を用いても当接部材3の強度を補うことができ、転写性を向上しつつ、撓みによるクリーニング部材1との当接状態(当接ニップ)の安定化を図ることができる。より当接状態(当接ニップ)の安定化を図るために、本実施形態では、補助部材31を、図3(a)に示すように示すように、当接部材3の外周面3aに接触した状態が維持可能にクリーニング装置301の装置固定部となるフレーム101、102に支持軸3Aで回転可能に支持して、この位置を固定している。すなわち、補助部材31をフレーム101、102に支持軸31Aを介して固定する。
これにより、クリーニング部材1と像担持体表面50aとの接触部4を構成する当接部材3の位置が安定するので、接触部4を付着物Tが潜り抜けにくくなるため、付着物Tがクリーニング部材1の小径部2においてクリーニング部材1の回収面1aに転移していく。これにより像担持体表面50aの付着物Tを良好に回収することができ、良好なクリーニングを達成することができる。
図1に示す補助部材31は、図2(a)に示すように、その表面31aが当接部材3の外周面3aと当接する回転体で構成している。このように補助部材31が回転体として構成すると、当接部材3と連れ回ることにより当接部材3との摺擦がなくなり、当接部材3の磨耗を防止できるという利点がある。
補助部材を回転体して構成する場合、その材質を弾性材料で形成してもよい。すなわち、図2(c)に示すように、補助部材として弾性ローラ32を支持軸32Aで回転可能にフレームに支持して用いてもよい。このように補助部材を弾性ローラ32で構成すると、当接部材3と弾性ローラ32との食込み量にて当接部材3の付勢力が調整可能となり、かつ、弾性ローラ32の軸部32Aの位置が固定されることにより、振動の影響がより少なくなり当接部材3の位置安定性が向上することで、より良好なクリーニング性を得ることができるので好ましい。
補助部材の形状としては、回転体ではなく、図3(c)に示すように、少なくとも当接部材3の外周面3aと当接する当接面3aが平端面とした直方体や立方体形状のブロック部材で構成した補助部材30でもよい。
このように当接部材3の外周面3aと当接する当接面3aを平端面とすると、当接部材3の外周面3aに対して均等に接触して当接状態が良好となり、より当接部材3の撓みを抑制することができ、良好なクリーニング性を得ることができるので好ましい。
次に図3を用いて当接部材3と補助部材の支持構造を説明する。
図3(a)は図2(a)で示した当接部材3と補助部材31との支持構造を示し、図3(b)は図2(c)で示した当接部材3と補助部材30の支持構造を示す。
図3(a)に示す支持構造は、当接部材3に対して回転体31を圧接状態とするとともに、当接部材3と回転体31の外周面31aとの距離を一定にしたものである。支持構造は、一対の軸受511、511を介して当接部材3の支持軸3Aの両端を回転自在に支持する固定部513、514を備えている。固定部513、514には、一対の軸受512、512を介して回転体31の軸31Aの両端も回転自在に支持されている。支持軸3Aと、軸31Aは、互いに平行になるように回転可能に支持されている。このため、ローラ状の当接部材3と補助部材31を同一の固定部513、514によって支持することができ、当接部材3の軸3Aと補助部材31の支持軸31Aとの軸間距離(支持軸31Aの中心と軸3Aの中心とのピッチ)を一定にすることができる。このため、両者の位置関係の変動を抑えられ、当接部材3の位置精度が向上するだけでなく、装置に振動などが与えられても当接部材3の位置が安定しているので、振動にも強い構成となる。
固定部513、514は、それぞれクリーニング装置の固定部となる側板101、102に一体的に形成されている。固定部513、514は、側板101、102と一体成型したものであっても個別に形成した後、後から一体化したものであってもよいが、支持軸3Aと回転体31の軸31Aとを同一の部材で支持固定する。このように支持すると、両者の距離変動を抑制あるいは無視できる程度の移動範囲に留めることができるので好ましい。
このような構成の支持構造を備えることで、回転体31の外周面31aを当接部材3の外周面3aに圧接した状態に保持することができるので、当接部材3の直径を小径として剛性が低下した場合でも、回転体31によって確実に裏当てすることで、当接部材3の撓みを防止することができる。
図3(b)に示す支持構造では、固定部513、514から一対の軸受512、512を削除し、当接部材3の支持軸3Aと、接触面30aとが互いに平行になるようにブロック状の補助部材30の両端を固定部513、514に固定している。このため、ローラ状の当接部材3と補助部材30とを同一の固定部513、514によって支持することができ、両者の距離を一定にすることができる。
このような構成の支持構造を備えることで、当接部材3の外周面3aと補助部材30の接触面30aとを圧接した状態に保持することができるので、当接部材3の直径を小径として剛性が低下した場合でも、補助部材30によって確実に裏当てすることで、当接部材3の撓みを防止することができる。
本願発明者らは、このような構成のクリーニング装置301のモデルを作成し、像担持体50上に例えばトナーで付着物Tを形成して試験したところ、付着物Tがクリーニング部材1に対して、接触部4よりも像担持体50の回転方向下流側に潜り抜けず、接触部4よりも像担持体50の回転方下流側に潜り抜けない方向となるクリーニング部材1の移動方向において、クリーニング部材1へ順次転移することを確認できた。
このため、従来のようにクリーニング部材1に対してバイアスを印加しなくても、像担持体50上の付着物Tをクリーニング部材1に付着させて回収することができる。またバイアスを用いないので、温度や湿度等の環境条件によるバイアス印加で発生する電界のばらつきもなくなる。よって、像担持体50から付着物Tをクリーニング部材1で回収するに際し、環境条件の影響を受け難くなり、良好なクリーニングを達成することができる。また、バイアスを用いないので、電源などの設備も不要となり、省スペース化とコスト低減を図りやすくなる。
次に上述したクリーニング装置301の構成が、従来のウェブクリーニング装置の構成に比べてクリーニング性に優れる点について図4を用いて検討する。図4(a)はウェブクリーニング装置の接触部近傍を模式的に記載した拡大図、図4(b)は本発明に係るクリーニング装置の接触部近傍を模式的に記載した拡大図である。
ウェブクリーニング装置の場合、図4(a)に示すように接触部にて付着物が挟み込まれ、挟み込まれている領域にて付着物が像担持体表面からクリーニング部材に転移することが推察される。これは当接部材の曲率半径が大きく、接触部まで付着物が挟み込まれるからだと推察される。
これに対し本発明に係るクリーニング装置301は、図4(b)示すように接触部4の入り口に当接部材3により円弧形の小径部2が形成されるため、この小径部2にて付着物Tが像担持体表面50aからクリーニング部材1に転移すると推察される。これは当接部材3による円弧面2aの曲率半径が小さく、接触部4まで付着物Tが挟み込まれないからだと推察される。
(第2の実施形態)
図5は、電子写真方式の画像形成装置が備える中間転写体のクリーニンク装置としてクリーニング装置301を適用した概略図である。
画像形成装置は、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いてフルカラーの画像形成が可能とされている。図中Y、M、C、Kはイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックに関連する部材を示す添え字である。なお、Y、M、C、Kの添え字は、煩雑さを避けるため、適宜省略する。
画像形成装置は、像担持体となるドラム状の感光体111(Y、M、C、K)と、各感光体の表面(感光体表面)111aに各色のトナー像をそれぞれ形成する画像形成手段110(Y、M、C、K)と、各感光体表面111aに形成されたトナー像が順次転写されてトナー画像130として担持するベルト状の中間転写体112と、露光手段117を備えている。
各画像形成手段は、図5において時計周り方向に回転移動する各感光体111の周囲に配置された周知の帯電手段110a(Y、M、C、K)と、現像手段110b(Y、M、C、K)と、クリーニング手段110c(Y、M、C、K)の周知の構成を備えている。
中間転写体112は、ローラ113、114、115に巻き掛けられている。ローラ113とローラ114の間に位置する中間転写体112は、各感光体表面111aに1次転写ローラ116(Y、M、C、K)によって接触されることで、1次転写部を形成している。各1次転写ローラ116には1次転写バイアスが印加されている。ローラ113は駆動ローラであり、駆動モータ113Aによって反時計周りに回転駆動される。ベルト状の中間転写体112は、ローラ113が反時計周りに回転駆動されることにより、反時計回り方向に回転移動する。
ローラ115と対向する位置には2次転写ローラ118が中間転写体112の表面112aと接触するように配置されていて、2次転写部を形成している。この2次転写部には、2次転写バイアスが印加されている。2次転写部には、各1次転写部において中間転写体112の表面112aに順次転写されたトナー像によって形成されたトナー画像130が同転写部に到達するタンミンクで図示しない給紙部から転写紙Pが搬送される。
クリーニング装置301は、2次転写部よりも中間転写体112の移動方向下流側に配置されていて、クリーニング部材1の回収面1aを中間転写体112の表面112aに接触させている。本実施形態において、クリーニング部材1は、駆動モータ7によって図中反時計周り方向に回転移動する。また、クリーニング部材1の線速をα、中間転写体112の線速をβとするとき、α>βとなるようにその線速差が設定されている。
このような構成の画像形成装置において、カラー画像を形成する場合、各感光体表面111aは、各帯電手段110aによって帯電され、露光手段117からの各色の画像信号に対応した露光光によって露光走査されて各色の潜像がそれぞれ成形される。形成された各潜像は、各色の現像手段110bから供給される各色のトナーによって現像された各色のトナー像となる。各感光体表面110aに形成されて担持されたトナー像は、各1次転写部において、1次転写バイアスの作用によって中間転写体112の表面112aに順次転写されてトナー画像130として担持され、2次転写部へと搬送される。トナー像を転写された各感光体111は各クリーニング手段110cによって清掃され、図示しない除電手段によって初期化される。
2次転写部では、トナー画像130の到達タイミングに合せて配送された転写紙Pに、中間転写体112の表面112a上に担持されたトナー画像130が一括転写される。トナー画像130が転写された転写紙Pは、図示しない定着手段へと搬送され、熱と圧力を受けることでトナー画像が定着される。
一方、2次転写部においてトナー画像130を転写紙Pに転写した中間転写体112の表面112aは、クリーニング装置301に向って移動する。そして、転写残トナーや紙粉などの付着物T1が当接部材3の小径部2が位置する接触部4に到達する。このとき、クリーニング装置301では、クリーニング部材1が図中反時計周り方向に回転移動しているため、中間転写体112の表面112aの付着物T1は、接触部4を中間転写体回転方向下流側に潜り抜けることなく、潜り抜けない方向に移動し、クリーニング部材1の回収面1aへ順次転移して回収される。クリーニング部材1に回収された付着物T1は、付着物除去手段8によって回収面1aから除去される。
このように、本実施形態に係るクリーニング装置301を図5に示した画像形成装置に適用すると、2次転写部を通過した中間転写体112の表面112a上の付着物T1を回収するに際し、バイアスや環境条件の影響を受け難くなり、良好なクリーニングを達成することができる。また、バイアスを用いないため。電源などの設備も不要となり、画像形成装置の省スペース化とコスト低減を図りやすくなる。さらに、中間転写体112と転写紙Pとの線速差がα>βであるので、クリーニング部でトナーが堆積しにくくなってクリーニング性が経時で維持される。
中間転写体112と転写紙Pとの線速αと線速βにおいては、α<βあるいはα=βとしてもよい。α<βの場合には、摺擦量が減るので中間転写体112の耐久性が高くなり、α=βの場合には、両者の速度差を発生させるために、駆動モータ7の回転数や駆動伝達系の変速比の変更などの速度変更を考慮した構成としなくて良いので、制御的、機構的構成を簡素に行える。このため、制御的に簡単に行える。
(第3の実施形態)
図6は、液滴となるインクをノズルヘッドから噴射する画像形成装置に上述の中間転写体にクリーニング装置301を適用した概略図である。
図6に示す画像形成装置は、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのインクを用いてフルカラーの画像形成が可能とされている。図中Y、M、C、Kはイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックに関連する部材を示す添え字である。なお、Y、M、C、Kの添え字は、煩雑さを避けるため、適宜省略する。
画像形成装置は、画像形成部となるインクを噴射するノズルヘッド201(Y、M、C、K)と、各ノズルヘッド201(Y、M、C、K)から噴射されて形成された画像を担持する像担持体としての転写ベルト202を備えている。ノズルヘッド201(Y、M、C、K)は、各色の画像信号に応じて、インクを転写ベルト202の表面202aに噴射するものである。
転写ベルト202は、ローラ213、214、215に巻き掛けられている。ローラ213は駆動ローラであり、駆動モータ213Aによって反時計周り方向に回転駆動される。ローラ213が反時計周り方向に回転駆動されることにより、転写ベルト202は反時計回り方向に回転移動する。ローラ213とローラ214の間に位置する転写ベルト202には、各ノズルヘッド201からインクが順次噴射されて合成された画像230が形成されて担持される。ローラ215と対向する位置には、転写ローラ218が転写ベルト202の表面202aと接触するように配置されていて転写部を形成している。転写部には、転写ベルト202に担持された画像230が同転写部に到達するタンミンクで図示しない給紙部から転写紙Pが搬送される。本実施形態において、転写ベルト202は、反時計回り方向に回転移動するように構成されている。
クリーニング装置301は、転写部よりも転写ベルト202の移動方向下流側に配置されていて、クリーニング部材1の回収面1aを転写ベルト202の表面202aに接触させている。本実施形態において、クリーニング部材1は、駆動モータ7によって図中反時計周り方向に回転移動する。また、クリーニング部材1の線速をα、転写ベルト202の線速をβとするとき、α>βとなるようにその線速差が設定されている。
このような構成の画像形成装置において、カラー画像を形成する場合、各ノズルヘッド201からインクを噴射して、転写ベルト202の表面202aに、インクの画像230を形成する。画像230は、転写ベルト202に担持されて転写部へと搬送される。転写部では、画像230の到達タイミングに合せて配送された転写紙Pに、転写ベルト202の表面202a上に担持された画像230が一括転写される。
一方、転写部において画像230を転写紙Pに転写した転写ベルト202の表面202aは、クリーニング装置301に向って移動する。そして、転写残インクや紙粉などの付着物T2が当接部材3の小径部2が位置する接触部4に到達する。このとき、クリーニング装置301では、クリーニング部材1が図中反時計周り方向に回転移動しているため、転写ベルト202の表面202aの付着物T2は、接触部4を中間転写体回転方向下流側に潜り抜けることなく、潜り抜けない方向に移動し、クリーニング部材1の回収面1aへ順次転移して回収される。クリーニング部材1に回収された付着物T2は、付着物除去手段8によって回収面1aから除去される。
このように、本実施形態に係るクリーニング装置301を図6に示した画像形成装置に適用すると、転写部を通過した転写ベルト202の表面202a上の付着物T2を回収するに際し、バイアスや環境条件の影響を受け難くなり、良好なクリーニングを達成することができる。また、バイアスを用いないため。電源などの設備も不要となり、画像形成装置の省スペース化とコスト低減を図りやすくなる。またクリーニング部でインクが堆積しにくくなってクリーニング性が経時で維持される。
転写ベルト202と転写紙Pとの線速αと線速βにおいては、α<βあるいはα=βとしてもよい。α<βの場合には、摺擦量が減るので転写ベルト202の耐久性が高くなり、α=βの場合には、両者の速度差を発生させるために、駆動モータ7の回転数や駆動伝達系の変速比の変更などの速度変更を考慮した構成としなくて良いので、制御的、機構的構成を簡素に行える。このため、制御的に簡単に行える。
図5に示す画像形成装置では、クリーニング装置301を中間転写体112のクリーニング装置として適用したが、各感光体のクリーニング装置として用いても各感光体上に残留する転写残トナーや紙粉などを良好にクリーニングすることができるので、好ましい形態といえる。
上記の実施形態ではクリーニング部材として無端状のベルトを用いたが、これに代えて有端状のベルトを用いてもよい。また、上記の実施形態の説明では各クリーニング部材に対してバイアスを印加しない点に言及したが、上記の実施形態で説明したクリーニング装置のクリーニング部材または当接部材等にバイアスを印加する構成も本発明の範疇に含まれる。
(第4の実施形態)
次に画像転写装置とこれを備えた画像形成装置について説明する。
第1〜第3の実施形態では、本発明におけるすくい取る機能を、中間転写体から付着物を除去するクリーニング装置に適用したが、本実施形態では、前述のすくい取る機能を、画像を転写する画像転写装置400に適用したものである。
図7は、電子写真方式の画像形成装置の1次転写部に画像転写装置400を適用した概略図である。この画像形成装置は、転写元であり、画像を担持可能であってその表面401aが移動可能な像担持体となるドラム状の感光体401と、感光体表面401aにトナー画像430を形成する画像形成手段400と、感光体表面501aに形成されたトナー画像430が転写される転写先であり被転写体となるベルト状の中間転写体402と、露光手段407を備えている。画像形成手段400は、図7中時計周り方向に回転移動する感光体401の周囲に配置された周知の帯電手段403と、現像手段404と、クリーニング手段405の周知の構成を備えている。
画像転写装置400は、中間転写体402と、中間転写体402の表面402a面とは反対側の面である裏面402bに当接する回転体で構成された当接部材411と、当接部材411と当接することで当該当接部材の撓みを抑制する補助部材431と、感光体表面401aと中間転写体の表面402aとが接触する接触部となる1次転写部406において、感光体表面401a上の画像430が1次転写部406接触部を潜り抜けない方向へ、中間転写体402の表面402aを移動させる移動手段5Aとを備えている。
中間転写体402は、ローラ413、414とローラ状の当接部材411に巻き掛けられている。感光体表面401aと中間転写体402の表面402aとは当接部材411と感光体表面401aとが対向する位置で、互いに接触して接触部となる1次転写部406を形成している。この1次転写部406には転写バイアスは用いられていない。本実施形態において、中間転写体402は、ローラ414を支持するローラ駆動軸414Aを回転駆動する駆動手段としての駆動モータ7Aによって時計回り方向に回転移動するように構成されていて、1次転写部406において、感光体表面401aと逆方向に回転移動するように構成されている。すなわち、本実施形態では、ローラ413、414と駆動モータ7Aによって移動手段5Aを構成している。本実施形態において、中間転写体402の線速をα、感光体401の線速をβとするとき、α<βとなるようにその線速差が設定されている。
中間転写体402は、当接部材411の外周面411aを中間転写体402の裏面402bに押しつけることで小径部472が形成され、この小径部472で感光体表面401aと接触している。
ローラ403と対向する部位には、2次転写ローラ415がその表面415aを中間転写体402を介してローラ413の表面413aと接触するように配置されている。2次転写ローラ415の表面415aと中間転写体402の表面402aの接触部には2次転写部408が形成されている。2次転写部408には、中間転写体402に転写されたトナー画像430が、同転写部に到達するタンミンクで図示しない給紙部から転写紙Pが搬送される。2次転写ローラ405には2次転写部408に転写電界を発生させて、中間転写体402のトナー画像430を転写紙Pに2次転写させる転写バイアスが印加されている。
このような構成の画像形成装置において、画像形成する場合、感光体表面401aは、帯電手段403によって帯電され、露光手段407からの露光光によって露光走査されて潜像が成形される。形成された潜像は、現像手段404から供給されるトナーによって現像されたトナー画像430となる。感光体表面401aに形成されて担持されたトナー画像430は、1次転写部406に到達すると、中間転写体402と感光体401との線速差がα<βであり、両者の移動方向が転写部406において逆方向とされている。このため、感光体表面401aのトナー画像430が転写部406を感光体回転方向下流側に潜り抜けることなく、潜り抜けない方向に中間転写体402の表面402aへ順次移って転写される。中間転写体402の表面402aに転写されたトナー画像430は、2次転写部408に到達すると、2次転写バイアスの作用により、記録紙Pに転写される。トナー画像430が転写された転写紙Pは、定着手段409へと搬送され、熱と圧力を受けることでトナー画像が定着される。一方トナー画像430を転写された感光体401はクリーニング手段405によって清掃され、図示しない除電手段によって初期化される。
このように、本実施形態に係る画像転写装置400を画像形成装置に適用すると、1次転写部406におけるトナー画像430の転写に際し、転写電界や環境条件の影響を受け難くなり、良好な画像転写を中間転写体402に転写することができ、良好な画像形成を達成することができる。転写電界が不要になるので、電源などの設備も不要となり、画像形成装置の省スペース化とコスト低減を図りやすくなる。また、中間転写体402の線速αと感光体401の線速βをα<βとして線速差を設定しているので、感光像401側のトナー画像530の嵩を少なくでき、1次転写部406で中間転写体402に転写されるトナー画像430が崩れ難くなり、安定した画像転写を行える。
本実施形態では回転体として構成した小径の当接部材411の撓みを抑制する補助部材431を有している。回転体として当接部材411を構成した場合、その直径が小径であると曲率が小さく、転写性はよくなる。しかし当接部材411全体が細くなるので、当接部材411自体の強度が低下して撓み易くなる。このため、当接部材411の回転軸線方向の全域において、中間転写体402に対して安定した当接状態(当接ニップ)の実現が困難になることが予想される。そこで、中間転写体402と補助部材431の間に回転可能な当接部材411を配置し、両者で当接部材411を挟み込むことで、当接部材411の撓みを抑制して中間転写体402との当接状態(当接ニップ)の安定化を図っている。
補助部材431は、1次転写部(当接部)406と反対側に配置されていて、当接部材411の、中間転写体402から離れる方向への移動を規制する規制部材として機能するとも言える。中間転写体402から離れる方向とは、当接部材411が撓む方向のことを指し、当該撓み方向から補助部材431を当接部材411に裏当てすることで、細い当接部材411を用いても当接部材411の強度を補うことができ、転写性を向上しつつ、撓みによる中間転写体402との当接状態(当接ニップ)の安定化を図ることができる。より当接状態(当接ニップ)の安定化を図るために、本実施形態では、補助部材431を、図8(a)に示すように示すように、当接部材411の外周面411aに接触した状態が維持可能に画像転写装置400の装置固定部となるフレーム101A、102Aに支持軸431Aで回転可能に支持して、この位置を固定している。すなわち、補助部材431をフレーム101A、102Aに支持軸431Aを介して固定する。
これにより、中間転写体402と感光体表面401aとの接触部である1次転写部406を構成する当接部材411の位置が安定するので、1次転写部406を画像430が潜り抜けにくくなるため、画像430が中間転写体402の小径部472において中間転写体402の表面402aに転移していく。これにより感光体表面401aの画像を良好に中間転写体の表面402に転写することができ、良好な転写を達成することができる。
図7に示す補助部材431は、図8(a)に示すように、その表面431aが当接部材411の外周面411aと当接する回転体で構成している。このように補助部材431を回転体として構成すると、当接部材411と連れ回ることにより当接部材411との摺擦がなくなり、当接部材411の磨耗を防止できるという利点がある。
補助部材431を回転体として構成した場合、その材質を弾性材料で形成してもよい。すなわち、補助部材として弾性ローラ432を用いてもよい。このように補助部材を弾性ローラ432で構成すると、当接部材411と弾性ローラ432との食込み量にて当接部材411の付勢力が調整可能となり、かつ、弾性ローラ432の軸部432Aの位置が固定されることにより、振動の影響がより少なくなり当接部材411の位置安定性が向上することで、より良好な転写を行えるので好ましい。
補助部材の形状としては、回転体ではなく、図8(c)に示すように、少なくとも当接部材411の外周面411aと当接する当接面433aが平端面とした直方体や立方体形状のブロック部材で構成した補助部材433でもよい。
このように当接部材411の外周面411aと当接する当接面433aを平端面とすると、外周面411aと当接状態が良好となり、より当接部材411の撓みを抑制することができるので好ましい。
次に図9を用いて当接部材411と補助部材の支持構造を説明する。
図9(a)は図8(a)で示した当接部材411と回転体で構成された補助部材431との支持構造を示し、図9(b)は図8(c)で示した当接部材411とブロック状の補助部材433の支持構造を示す。
図9(a)に示す支持構造は、当接部材411に対して補助部材431を圧接状態とするとともに、当接部材411と補助部材431の接触面431aとの距離を一定にしたものである。
支持構造は、一対の軸受511、511を介して当接部材411の支持軸411Aの両端を回転自在に支持する固定部513、514を備えている。固定部513、514には、一対の軸受512、512を介して補助部材431の軸431Aの両端も回転自在に支持されている。支持軸411Aと、軸431Aは、互いに平行になるように回転可能に支持されている。このため、ローラ状の当接部材411と補助部材431を同一の固定部513、514によって支持することができ、両者の軸間距離(支持軸431Aの中心と軸411Aの中心とのピッチ)を一定にすることができる。このため、両者の位置関係の変動を抑えられ、当接部材411の位置精度が向上するだけでなく、装置に振動などが与えられても当接部材411の位置が安定しているので、振動にも強い構成となる。
固定部513、514は、それぞれ画像転写装置400の固定部となる側板101A、102Aに一体的に形成されている。側板101A、102Aと一体成型したものであっても個別に形成した後、後から一体化したものであってもよいが、支持軸411Aと補助部材431の軸431Aを同一の部材で支持固定する。このように支持すると、両者の距離変動を抑制あるいは無視できる程度の移動範囲に留めることができるので好ましい。
このような構成の支持構造を備えることで、補助部材431の外周面431aを当接部材411の外周面411aに圧接した状態に保持することができるので、当接部材411の直径を小径として剛性が低下した場合でも、補助部材431によって確実に裏当てすることで、当接部材411の撓みを防止することができる。
図9(b)に示す支持構造では、固定部513、514から一対の軸受512、512を削除し、当接部材411の支持軸411Aと、接触面433aとが互いに平行になるようにブロック状の補助部材433の両端を固定部513、514に固定している。このため、ローラ状の当接部材411と補助部材433とを同一の固定部513、514によって支持することができ、両者の軸間距離を一定にすることができる。
このような構成の支持構造を備えることで、当接部材411の外周面411aと補助部材433の接触面433aとを圧接した状態に保持することができるので、当接部材411の直径を小径として剛性が低下した場合でも、補助部材433によって確実に裏当てすることで、当接部材411の撓みを防止することができる。
(第5の実施形態)
図10は、電子写真方式の画像形成装置の2次転写部に上述の画像転写装置400を適用した概略図である。
図10に示す画像形成装置は、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いてフルカラーの画像形成が可能とされている。図中Y、M、C、Kはイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックに関連する部材を示す添え字である。なお、Y、M、C、Kの添え字は、煩雑さを避けるため、適宜省略する。
画像形成装置は、像担持体となるドラム状の感光体611(Y、M、C、K)と、各感光体の表面(感光体表面)表面611aに各色のトナー像を形成する画像形成手段610(Y、M、C、K)と、各感光体表面611aに形成されたトナー像が順次転写されてトナー画像430Aとして担持する被転写体となるベルト状の中間転写体612と、露光手段617を備えている。
各画像形成手段は、図10において時計周り方向に回転移動する各感光体611の周囲に配置された周知の帯電手段610a(Y、M、C、K)と、現像手段610b(Y、M、C、K)と、クリーニング手段610c(Y、M、C、K)の周知の構成を備えている。
画像転写装置400は、中間転写体612と当接部材411とを備えている。中間転写体612は、ローラ613、614とローラ状の当接部材411に巻き掛けられていて、ローラ615によって張力が与えられている。ローラ613とローラ614の間に位置する中間転写体612は、各感光体表面611aに1次転写ローラ617(Y、M、C、K)によって接触されことで、1次転写部616(Y、M、C、K)を形成している。各1次転写ローラ617には、1次転写バイアスが印加されている。
当接部材411と対向する位置には2次転写ローラ622が中間転写体612の表面612aと接触するように配置されていて、接触部となる2次転写部618を形成している。中間転写体612は、当接部材411の外周面411aを中間転写体612の裏面612bに押しつけることで小径部472が形成され、この小径部472で2次転写ローラ622の表面622aと接触している。この2次転写部618には、転写バイアスは印加されていない。2次転写部618には、各1次転写部において中間転写体612に順次転写されたトナー像によって形成されたトナー画像430Aが同転写部に到達するタンミングで図示しない給紙部から転写紙Pが搬送される。
本実施形態において、中間転写体612は、2次転写部618において、中間転写体612の表面612a上の画像430Aが2次転写部618を潜り抜けない方向へ、中間転写体612の表面612aを移動させる移動手段5Bを備えている。移動手段5Bは、ローラ613、614と、ローラ614を支持するローラ駆動軸614Aを回転駆動する駆動手段としての駆動モータ7Aを備えている。そして、本実施形態において、中間転写体612は、反時計回りに方向に回転移動するように構成されていて、2次転写部618において、転写紙Pの移動方向と逆方向に回転移動する。本実施形態において、中間転写体612の線速をα、転写紙Pの線速をβとするとき、α<βとなるようにその線速差が設定されている。
このような構成の画像形成装置において、カラー画像を形成する場合、各感光体表面611aは、各帯電手段610aによって帯電され、露光手段617からの各色に対応した露光光によって露光走査されて各色の潜像がそれぞれ成形される。形成された各潜像は、各色の現像手段610bから供給される各色のトナーによって現像された各色のトナー像となる。各感光体表面610aに形成されて担持されたトナー像は、各1次転写部616において、転写バイアスの作用によって中間転写体612の表面612aに順次転写されてトナー画像430Aとして担持され、2次転写部618へと搬送される。トナー像を転写された各感光体611は各クリーニング手段610cによって清掃され、図示しない除電手段によって初期化される。
2次転写部618では、トナー画像430Aの到達タイミングに合せて転写紙Pが配送されてくる。このとき、中間転写体612と転写紙Pとの線速差がα<βであり、両者の移動方向が2次転写部618において逆方向とされている。このため、中間転写体の表面612aのトナー画像430Aが2次転写部618を中間転写体回転方向下流側に潜り抜けることなく、潜り抜けない方向に移動する転写紙Pへ転写される。トナー画像430Aが転写された転写紙Pは、定着手段619へと搬送され、熱と圧力を受けることでトナー画像が定着される。
このように、本実施形態に係る画像転写装置400を画像形成装置に適用すると、2次転写部618におけるトナー画像430Aの転写に際し、転写電界や環境条件の影響を受け難くなり、良好な画像を転写紙Pに転写することができ、良好な画像形成を達成することができる。転写電界が不要になるので、電源などの設備も不要となり、画像形成装置の省スペース化とコスト低減を図りやすくなる。
また中間転写体412の線速αと転写紙Pの線速βをα<βとして線速差を設定しているので、各感光体611や各画像形成部610の移動速度を遅くできるので、画像形成の生産性を維持したまま、各感光体611や各画像形成部610の耐久性を向上することができる。
(第6の実施形態)
図11は、液滴となるインクをノズルヘッドから噴射する画像形成装置の2次転写部に上述の画像転写装置400を適用した概略図である。
図11に示す画像形成装置は、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのインクを用いてフルカラーの画像形成が可能とされている。図中Y、M、C、Kはイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックに関連する部材を示す添え字である。なお、Y、M、C、Kの添え字は、煩雑さを避けるため、適宜省略する。
画像形成装置は、画像形成部となるインクを噴射するノズルヘッド701(Y、M、C、K)と、各ノズルヘッド701(Y、M、C、K)から噴射されて形成された画像を担持する像担持体としての転写ベルト702を備えている。ノズルヘッド701(Y、M、C、K)は、各色の画像信号に応じて、インクを転写ベルト702の表面702aに噴射するものである。
画像転写装置400は、転写ベルト702と当接部材411とを備えている。転写ベルト702は、ローラ713、714と当接部材411に巻き掛けられていて、ローラ712によって張力が与えられている。ローラ713とローラ714の間に位置する転写ベルト702には、各ノズルヘッド701からインクが順次噴射されて合成された画像730が形成された担持される。
当接部材411と対向する位置には、転写ローラ712が転写ベルト702の表面702aと接触するように配置されていて、接触部となる転写部708を形成している。転写ベルト702は、当接部材411の外周面411aを転写ベルト702の裏面702bに押しつけることで小径部472が形成され、この小径部472で転写ローラ712の表面712aと接触しているこの転写部708には、転写バイアスは印加されていない。転写部708には、転写ベルト702に担持された画像730が同転写部に到達するタンミンクで図示しない給紙部から転写紙Pが搬送される。
本実施形態において、転写ベルト702は、転写部708において、転写ベルト702の表面702a上の画像730が転写部708を潜り抜けない方向へ、転写ベルト702の表面708aを移動させる移動手段5Cを備えている。移動手段5Cは、ローラ713、714と、ローラ714を支持するローラ駆動軸714Aを回転駆動する駆動手段としての駆動モータ7Aを備えている。そして、本実施形態において、転写ベルト702は、反時計回りに方向に回転移動するように構成されていて、転写部708において、転写紙Pの移動方向と逆方向に回転移動する。本実施形態において、転写ベルト702の線速をα、転写紙Pの線速をβとするとき、α<βとなるようにその線速差が設定されている。
このような構成の画像形成装置において、カラー画像を形成する場合、各ノズルヘッド701からインクを噴射して、転写ベルト702の表面702aに、インクの画像730を形成する。画像730は、転写ベルト702に担持されて、転写部708へと搬送される。転写部708は、画像730の到達タイミングに合せて転写紙Pが配送されてくる。このとき、転写ベルト702と転写紙Pとの線速差がα<βであり、両者の移動方向が転写部708において逆方向とされている。このため、転写ベルト702の表面702aの画像730が転写部708を転写ベルト回転方向下流側に潜り抜けることなく、潜り抜けない方向に移動する転写紙Pへ転写される。
このように、本実施形態に係る画像転写装置400を画像形成装置に適用すると、転写部708における画像730の転写紙Pへの転写に際し、転写電界や環境条件の影響を受け難くなり、良好な画像を転写紙Pに転写することができ、良好な画像形成を達成することができる。転写電界が不要になるので、電源などの設備も不要となり、画像形成装置の省スペース化とコスト低減を図りやすくなる。
また転写ベルト702の線速αと転写紙Pの線速βをα<βとして線速差を設定しているので、各ノズルヘッド701の噴射速度や転写ベルト702の移動速度を遅くできるので、画像形成の生産性を維持したまま、各ノズルヘッド701や転写ベルト702の耐久性を向上することができる。
図10に示す画像形成装置の構成では、所定の長さに切断された転写紙Pを2次転写部718に搬送するようにしたが、転写紙Pの搬送形態としては、図12に示すように、連長ロール状の転写紙P1を用いても良い。この場合、ロール状の転写紙P1を中間転写体412の下方を通して当接部材411と対向する位置で中間転写体412に接触させて接触部となる2次転写部618を形成する。この場合、転写紙P1を巻き取る回収ロール部750を、2次転写部618よりも中間転写体回転移動方向の上流側に配置することで、2次転写部618において、転写紙Pの移動方向と中間転写体412の移動方向を逆方向にすることができる。
このような構成としても、2次転写部618におけるトナー画像430Aの転写に際し、転写電界や環境条件の影響を受け難くなり、良好な画像を転写紙Pに転写することができ、良好な画像形成を達成することができる。転写電界が不要になるので、電源などの設備も不要となり、画像形成装置の省スペース化とコスト低減を図りやすくなる。
図11に示す画像形成装置の構成では、所定の長さに切断された転写紙Pを転写部708に搬送するようにしたが、転写紙Pの搬送形態としては、図13に示すように、連長ロール状の転写紙P1を用いても良い。この場合、ロール状の転写紙P1を転写ベルト702の下方を通して当接部材411と対向する位置で転写ベルト702に接触させて接触部となる転写部708を形成する。この場合、転写紙P1を巻き取る回収ロール部750を、転写部708よりも転写ベルト回転移動方向の上流側に配置することで、転写部708において、転写紙Pの移動方向と転写ベルト702の移動方向を逆方向にすることができる。
このような構成としても、転写部708におけるトナー画像730の転写に際し、転写電界や環境条件の影響を受け難くなり、良好な画像を転写紙Pに転写することができ、良好な画像形成を達成することができる。転写電界が不要になるので、電源などの設備も不要となり、画像形成装置の省スペース化とコスト低減を図りやすくなる。
上述の画像形成装置の構成に加え、バイアスを印加する電源を備え、該バイアスを印加することによって像担持体と被転写体との接触部において電界を形成する構成としてもよい。また、電子写真方式の装置や、インクをノズルヘッドから噴射する方式の装置の他、いわゆるオフセット印刷を行なう装置にも本発明は適用可能である。
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
1 ベルト状のクリーニング部材
1a クリーニング部材の表面
1b 反対側の面
2、472 小径部
3、411 当接部材
4、406 接触部
5、5A、5B、5C 移動手段
30、31、32、431、432、433 補助部材
50、400 像担持体
50a、400a 像担持体の表面
101、102、101A、102A 装置固定部
130、230、430、430A、730 画像
301 クリーニング装置
400 画像転写装置
402、612、702 ベルト状の被転写体
402a、612a、702a ベルト状の被転写体の表面
402a、612b、702b 反対側の面
T、T1、T2 付着物
特開2009−192805号公報 特許第4818795号公報

Claims (4)

  1. 像担持体の表面に無端ベルト状のクリーニング部材の表面を接触させることで前記像担持体の表面上に付着している付着物を回収するクリーニング装置であって、
    前記クリーニング部材の表面とは反対側の面に当接する回転体で構成された当接部材と、
    前記当接部材と当接することで当該当接部材の撓みを抑制する補助部材と、
    前記像担持体の表面と前記クリーニング部材の表面とが接触する接触部において、前記像担持体の表面上の付着物が前記接触部を潜り抜けない方向へ、前記クリーニング部材の表面を移動させる移動手段とを備え、
    クリーニング時に前記移動手段は前記接触部において、少なくとも前記像担持体の表面の移動方向と、が逆方向になるように、前記クリーニング部材を回転移動し、
    前記クリーニング部材は、前記当接部材の外周面を前記クリーニング部材の表面とは反対側の面に押しつけることで小径部が形成され、この小径部で前記像担持体の表面と接触し、
    前記補助部材は、装置固定部に固定されているクリーニング装置。
  2. 請求項1記載のクリーニング装置において、
    前記当接部材と前記補助部材とが、同一の装置固定部に固定されて支持されているクリーニング装置。
  3. 請求項1又は2記載のクリーニング装置において、
    前記補助部材は弾性材料で構成されているクリーニング装置。
  4. 請求項1乃至3の何れか1項に記載のクリーニング装置を備えた画像形成装置
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