JP2005121919A - 画像形成装置、交換ユニット及びクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルト状部材に付着したトナーのクリーニング効率を維持しつつ小型化した画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置１０は、少なくとも１つの短面と２つの長面とが形成されて略扁平形状になるよう保持された中間転写体６４と、中間転写体６４の短面に設けられ、この中間転写体６４の表面に付着したトナーを除去する中間転写体クリーナ８２とを有し、中間転写体クリーナ８２は、中間転写体の回転方向上流側に設けられたスクレーバ８４と回転方向下流側に設けられたブラシロール８６とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベルト状の部材にトナーを担持する形式の画像形成装置に関する。

例えば、特許文献１は、複数のクリーニングロールを有し、これらのクリーニングロールに互いに異なる極性の残留トナーが吸着可能なクリーニング電界を作用させるクリーニング装置を開示する。また、特許文献２及び特許文献３は、略四角形に形成された中間転写ユニットを開示し、特許文献４は、略三角形に形成された転写ベルトを開示する。特許文献５は、略扁平に形成された感光体ベルトの端部にクリーニング装置が配設されたカラー画像形成装置を開示する。
特開２００３−０９８８３９号公報 特開２００１−１７５０７７号公報 特開２００２−３４１７０６号公報 特開平８−３２８３４８号公報 特開平３−２２０５７１号公報

本発明は、上述した背景からなされたものであり、ベルト状部材に付着したトナーのクリーニング効率を維持しつつ小型化した画像形成装置を提供することを目的とする。

［画像形成装置］
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、少なくとも１つの短面と２つの長面とが形成された略扁平な像担持体と、前記像担持体の短面に設けられ、この像担持体の表面に付着したトナーを除去するクリーナとを有する。

好適には、前記像担持体は、相対向する２つの短面を有し、第１の短面には、トナー像を記録媒体に転写する転写装置が設けられ、第２の短面には、前記クリーナが設けられている。

好適には、前記第２の短面は、略鉛直に形成されている。

好適には、前記クリーナは、板状部材で構成される第１の清掃手段と、ロールで構成される第２の清掃手段とを有し、前記像担持体は、一定の方向に回転し、前記第２の清掃手段は、前記第１の清掃手段よりも像担持体の回転方向下流側に設けられてなる。

好適には、前記短面は、少なくとも２つの支持ロールにより前記像担持体が支持されて形成され、前記第１の清掃手段は、前記像担持体の回転方向上流側に設けられた１つの支持ロールに対向し、前記第２の清掃手段は、前記像担持体の回転方向下流側に設けられた他の支持ロールに対向してなる。

好適には、前記第１の清掃手段及び前記第２の清掃手段の少なくとも一方には、トナーに対して逆極性となるバイアス電圧が印加されている。

また、本発明にかかる交換ユニットは、少なくとも像担持体及びこの像担持体の表面に付着したトナーを除去するクリーナを含む交換ユニットであって、前記像担持体は、少なくとも１つの短面と２つの長面とが形成されて略扁平形状になるよう保持されたベルト状部材から構成され、前記クリーナは、前記ベルト状部材の短面に設けられた。

また、本発明にかかるクリーナは、像担持体に担持されたトナーを除去するクリーナであって、前記像担持体の略平面部分に設けられ、トナーの除去処理を行う第１の清掃手段と、前記像担持体の略平面部分で、かつ、前記第１の清掃手段の下流に設けられ、トナーの除去処理を行う第２の清掃手段とを有する。

本発明の画像形成装置によれば、ベルト状部材に付着したトナーのクリーニング効率を維持しつつ装置を小型化することができる。

以下、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要が示されている。本実施形態の画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の上部に回動支点１４を中心に回動自在の開閉カバー１６が設けられていると共に、この画像形成装置本体１２の下部に例えば１段の給紙ユニット１８が配置されている。

給紙ユニット１８は、給紙ユニット本体２０と、用紙が収納される給紙カセット２２とを有する。給紙カセット２２の奥端近傍上部には、給紙カセット２２から用紙を供給するフィードロール２４、及び、供給される用紙を１枚ずつ捌くリタードロール２６が配置されている。

搬送路２８は、フィードロール２４から排出口３０までの用紙通路であり、この搬送路２８は、画像形成装置本体１２の裏側（図１の右側面）近傍にあって、給紙ユニット１８から後述する定着装置９０まで略垂直に形成されている。この搬送路２８の定着装置９０の上流側に後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２とが配置され、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２の上流側にレジストロール３２が配置されている。また、搬送路２８の排出口３０の近傍には排出ロール３４が配置されている。

したがって、給紙ユニット１８の給紙カセット２２からフィードロール２４により送り出された用紙は、リタードロール２６により捌かれて最上部の用紙のみ搬送路２８に導かれ、レジストロール３２により一時停止され、タイミングをとって後述する二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間を通ってトナー像が転写され、この転写されたトナー像が定着装置９０により定着され、排出ロール３４により排出口３０から開閉カバー１６の上部に設けられた排出部３６へ排出される。この排出部３６は、排出口部分が低く、正面方向（図１の左方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜している。

画像形成装置本体１２には、例えば略中央部にロータリ現像器３８が配置されている。ロータリ現像器３８は、現像器本体４０内にイエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、シアン（Ｃｙａｎ）及び黒（Ｂｌａｃｋ）の４色のトナー像をそれぞれ形成する現像器４２ａ〜４２ｄを有し、ロータリ現像器中心４４を中心として左回り（図１において反時計回り）に回転する。現像器４２ａ〜４２ｄそれぞれは、現像ロール４６ａ〜４６ｄを有し、例えばコイルスプリングなどの弾性体４８ａ〜４８ｄにより、現像器本体４０の法線方向に押圧されている。

ロータリ現像器３８には、感光体５０が当接するように配置されており、現像ロール４６ａ〜４６ｄは、感光体５０に当接していない状態で、それぞれの外周の一部が現像器本体４０の外周から半径方向に、例えば２ｍｍ突出している。また、現像ロール４６ａ〜４６ｄそれぞれの両端には、現像ロール４６ａ〜４６ｄの直径よりもわずかに大きい直径のトラッキングロール（図示せず）が現像ロール４６ａ〜４６ｄと同軸で回転するように設けられている。つまり、現像器４２ａ〜４２ｄの現像ロール４６ａ〜４６ｄは、ロータリ現像器中心４４を中心として、それぞれ９０°の間隔で現像器本体４０の外周に配置され、現像ロール４６ａ〜４６ｄのトラッキングロールが感光体５０の両端に設けられたフランジ（図示せず）に当接し、現像ロール４６ａ〜４６ｄと感光体５０との間に所定の隙間を形成しつつ、感光体５０上の潜像をそれぞれの色のトナーで現像する。

感光体５０の下方には、該感光体５０を一様帯電する例えば帯電ロールからなる帯電装置５２が設けられている。また、感光体５０には、該感光体５０の回転方向の帯電装置５２よりも上流側に像担持体クリーナ５４が当接している。像担持体クリーナ５４は、例えば一次転写後に感光体５０に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレード５６と、クリーニングブレード５６が掻き取ったトナーを回収するトナー回収ボトル５８とから構成される。
なお、トナー回収ボトル５８の背面側（図１において右側）は、例えばリブなどが形成され、用紙が滑らかに搬送されるように曲面にされて搬送路２８を構成している。

ロータリ現像器３８の下方には、帯電装置５２により帯電された感光体５０に、レーザ光などの光線により潜像を書き込む露光装置６０が配置されている。また、ロータリ現像器３８の上方には、ロータリ現像器３８によって可視化されたトナー像を一次転写位置で一次転写され、後述する二次転写位置まで搬送する中間転写装置６２が設けられている。

中間転写装置６２は、例えば中間転写ベルトなどの中間転写体６４（像担持体）、一次転写ロール６６、ラップインロール６８、ラップアウトロール７０、二次転写バックアップロール７２、スクレーパバックアップロール７４及びブラシバックアップロール７６から構成される。なお、本実施形態では、中間転写体６４を像担持体の一例として説明するが、これに限定されるものではなく、本発明にかかる像担持体には感光体５０なども含まれる。
中間転写体６４は、例えば弾性を有し、ロータリ現像器３８の上方で、第１の長面６４ａ、第２の長面６４ｃ、第１の短面６４ｂ及び第２の短面６４ｄを有するように略扁平に張られている。また、中間転写体６４は、該中間転写体６４の長面（第２の長面６４ｃ）の下方で一次転写ロール６６の上流に配置されたラップインロール６８と、一次転写ロール６６の下流に配置されたラップアウトロール７０との間で感光体５０にラップ状に当接する像担持体ラップ領域を有し、感光体５０に所定の範囲だけ巻きついて、感光体５０の回転に従動する。このように、中間転写体６４は、一次転写ロール６６によって感光体５０上のトナー像を例えばイエロー、マゼンタ、シアン、黒の順に重ねて一次転写され、この一次転写されたトナー像を後述する二次転写ロール８０に向けて搬送する。
なお、ラップインロール６８及びラップアウトロール７０は、感光体５０から離間している。

さらに、中間転写体６４の裏側（図１の右側面）には、ラップアウトロール７０及び二次転写バックアップロール７２により、平面部（すなわち、第１の短面６４ｄ）が形成されており、この第１の短面６４ｄが二次転写部となって搬送路２８に臨むようにされている。
なお、二次転写部において、中間転写体６４と搬送路２８との間が、例えば１２°の角度になるように、ラップアウトロール７０は配置されている。

中間転写体６４の表側（図１の左側面）には、スクレーパバックアップロール７４（中間転写体６４の回動方向上流側に配置された支持ロール）及びブラシバックアップロール７６（中間転写体６４の回動方向下流側に配置された支持ロール）により、略鉛直な平面部（すなわち、第２の短面６４ｂ）が形成されている。より具体的には、スクレーパバックアップロール７４は、ブラシバックアップロール７６よりも正面方向（図１の左方向）に位置する。そのため、第２の短面６４ｂは、鉛直な状態から少しだけオーバーハングして、外周面を下方に向けている。また、スクレーパバックアップロール７４は、後述する加熱ロール９２及び加圧ロール９４よりも高く、且つ、排出ロール３４よりも低い位置にある。そのため、中間転写装置６２は傾斜しており、第２の短面６４ｂは、第１の短面６４ｄよりも高い位置にある。
スクレーパバックアップロール７４は、二次転写後に中間転写体６４に残留するトナーを後述するスクレーパ８４が掻き取ることを補助し、ブラシバックアップロール７６は、二次転写後に中間転写体６４に残留するトナーを後述するブラシロール８６が掻き取ることを補助する。

中間転写体６４の長辺（第１の長面６４ａ）の上方には、例えば反射型フォトセンサなどのセンサ７８が開閉カバー１６の裏面（内側）に固定されることによって設けられている。センサ７８は、中間転写体６４上に形成されたトナーのパッチを読取り、中間転写体６４の回転方向における位置を検出するとともに、トナーの濃度検知を行う。

中間転写装置６２の二次転写バックアップロール７２には、搬送路２８を挟んで二次転写ロール８０が対峙している。つまり、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間が二次転写部における二次転写位置となっており、二次転写ロール８０は、二次転写バックアップロール７２の補助により、中間転写体６４に一次転写されたトナー像を二次転写位置で用紙に二次転写する。ここで、二次転写ロール８０は、中間転写体６４が３回転する間、すなわちイエロー、マゼンタ、シアンの３色のトナー像を搬送する間は中間転写体６４から離間しており、黒のトナー像が転写されると中間転写体６４に当接するようにされている。なお、二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間には、所定の電位差が生じるようにされており、例えば二次転写ロール８０を高電圧にした場合には、二次転写バックアップロール７２はグランド（ＧＮＤ）などに接続される。

中間転写装置６２の反二次転写位置側では、第２の短面６４ｂに中間転写体クリーナ８２（クリーナ）が当接している。中間転写体クリーナ８２は、例えば二次転写後に中間転写体６４に残留するトナーを掻き取ってクリーニングするスクレーパ８４（第１の清掃手段）、スクレーパ８４によるクリーニング後に残ったトナーをさらに掻き取るブラシロール８６（第２の清掃手段）、スクレーパ８４及びブラシロール８６によって掻き取られたトナーを回収するトナー回収ボトル８８から構成される。スクレーパ８４は、例えばステンレスの薄板からなり、所定の電圧がかけられている。ブラシロール８６は、例えば導電性の処理がなされたアクリルなどのブラシからなる。このように、略鉛直な第２の短面６４ｂに当接するよう中間転写体クリーナ８２を配設することにより、スクレーパ８４及びブラシロール８６により掻き取られたトナーは、自重によりトナー回収ボトル８８に回収される。すなわち、略鉛直に形成された第２の短面６４ｂと対向する位置に中間転写体クリーナ８２を配設することにより、掻き取られたトナーを運搬するための運搬機構が不要になり、装置の小型化が可能になる。
また、中間転写体６４がトナー像を搬送する間は、スクレーパ８４及びブラシロール８６は、中間転写体６４から離間しており、所定のタイミングでこれらが一体となって中間転写体６４に当接するようにされている。

二次転写位置の上方には、定着装置９０が配置されている。定着装置９０は、加熱ロール９２と加圧ロール９４とを有し、二次転写ロール８０及び二次転写バックアップロール７２により用紙に二次転写されたトナー像を用紙に定着させ、排出ロール３４に向けて搬送する。

像形成ユニット９６は、中間転写装置６２、感光体５０、帯電装置５２、像担持体クリーナ５４及び中間転写体クリーナ８２を一体化したものである。この像形成ユニット９６は、開閉カバー１６の排出部３６に直近下方に配置されており、例えば中間転写装置６２がロータリ現像器３８と定着装置９０との間に配置され、開閉カバー１６を開くことにより着脱される。本例では、中間転写体クリーナ８２が中間転写装置６２の第２の短面６４ｂに対向する位置に配設されるため、像形成ユニット９６は、ロータリ現像器６４の曲面に沿って湾曲した薄型の交換ユニットとして形成される。

次に上記実施形態の作用について説明する。
画像形成信号が送られると、感光体５０が帯電装置５２により一様に帯電され、この帯電された感光体５０には、画像信号に基づいて露光装置６０から光線が出射される。露光装置６０からの光線は、感光体５０の表面を露光し、潜像が形成される。露光装置６０により形成された感光体５０の潜像は、ロータリ現像器３８によってイエロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーで現像され、中間転写体６４に重ねて一次転写される。一次転写において、感光体５０に残留する廃トナーは、像担持体クリーナ５４によって掻き取られ、回収される。

一方、給紙信号等により、給紙カセット２２に収納された用紙は、フィードロール２４により送り出され、リタードロール２６により捌かれて搬送路２８に導かれ、レジストロール３２により一次停止され、タイミングをとって二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間に導かれる。用紙が二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２との間に導かれると、中間転写体６４に一次転写されているトナー像が二次転写ロール８０と二次転写バックアップロール７２とによって用紙に二次転写される。二次転写後に、中間転写体６４に残留する廃トナーは、中間転写体クリーナ８２によって掻き取られ、回収される。

トナー像を転写された用紙は、開口９６２を通って、定着装置９０に導かれ、加熱ロール９２と加圧ロール９４とによる熱圧力によって、トナー像を定着される。トナー像が定着した用紙は、排出ロール３４により排出口３０から排出部３６へ排出される。

図２において、中間転写体クリーナ８２が模式的に示されている。中間転写体６４の第１の長面６４ａ及び第２の長面６４ｃは、互いに対向して形成され、それぞれ画像形成装置１０の上方及び下方にトナーを担持する面を向ける。また、第１の短面６４ｄ（不図示）及び第２の短面６４ｂは、互いに対向して形成され、第１の短面６４ｄは、トナー像の転写位置として用いられ、第２の短面６４ｂは、残トナーの除去位置として用いられる。したがって、中間転写体クリーナ８２は、第２の短面６４ｂに対向する位置に配設され、トナー除去時に中間転写体６４の短面６４ｂに当接する。
スクレーパ８４は、薄い板状部材で構成されており、トナーと逆極性となるバイアス電圧が印加されいる。中間転写体クリーナ８２が中間転写体６４に当接すると、スクレーパ８４は、スクレーパバックアップロール７２と対向する位置で中間転写体６４に当接し、その先端部分で中間転写体６４の表面に付着したトナーを掻き取る。したがって、スクレーパ８４は、中間転写体６４に高く積層されたトナーを効率よく掻き取ることができる。

また、ブラシロール８６は、回転自在に設けられ、表面に帯電性のファーブラシが形成されている。中間転写体クリーナ８２が中間転写体６４に当接すると、ブラシロール８６は、ブラシバックアップロール７６と対向する位置で中間転写体６４に当接し、中間転写体６４の回転に逆らう方向に回転する。ブラシロール８９の表面に形成されたブラシは、ブラシロール８６の回転に従って中間転写体６４の表面に付着したトナーを掻き取る。なお、ブラシロール８６は、ブラシ構造を有しない導電性ロールであってもよい。

ブラシロール８６は、中間転写体６４の第２の短面６４ｂに対して、スクレーパ８４よりも下流側で当接する。これにより、中間転写体６４に付着したトナーは、スクレーパ８４によって主に積層した部分が掻き取られて薄い層となり、ブラシロール８６により薄い層状になったトナーが掻き取られる。

図３において、第２の短面６４ｂを形成した場合の中間転写体クリーナ８２の位置と、第２の短面６４ｂを形成しない場合の中間転写体クリーナ８２の位置とが示されている。画像形成装置１０を小型化する場合には、定着装置９０の位置をできるだけ低くする必要がある。そのため、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、二次転写位置である第１の短面６４ｄを低くする必要がある。そして、これに伴い略扁平な中間転写体６４が、正面側（図３の左側）でより高くなるように傾斜する。
図３（Ａ）に示すように、トナーのクリーニングに必要な大きさの第２の短面６４ｂが形成された場合に、中間転写体クリーナ８２をこの第２の短面６４ｂに対向する位置に配置することができる。
一方、図３（Ｂ）に示すように、第２の短面６４ｂが形成されない場合に、いずれかの長面に中間転写体クリーナ８２を配置する必要がある。この場合には、図３（Ａ）に示した場合よりも画像形成装置本体１２を高くする必要がある。すなわち、略扁平な中間転写体６４に短面を設け、この短面に対向する位置に中間転写体クリーナ８２を配置することにより、画像形成装置本体１２の小型化が可能になる。

以上説明したように、本実施形態における画像形成装置１０は、中間転写体６４に付着したトナーの除去効率を高めると共に、装置全体の高さを抑えることができる。

なお、上記実施形態では、２つの長面と２つの短面とが互いに対向する位置に設けられた中間転写体６４を具体例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、略扁平な三角形の中間転写体６４であってもよい。
図４において、略三角形に形成された中間転写体６４が例示されている。中間転写体６４は、二次転写バックアップロール７２、スクレーパバックアップロール７４及びブラシバックアップロール７６により扁平な略三角形に形成される。このように、第１の短面６４ｄを形成しない場合でも、中間転写体クリーナ８２を中間転写体６４の短面に対向させることにより、画像形成装置本体１２の高さを抑えることができる。なお、この場合には、二次転写部を形成するために二次転写バックアップロール７２を感光体５０と同程度の大きさにする必要がある。また、用紙は、二次転写バックアップロール７２及び二次転写ロールで形成される二次転写部に対して１２°程度の角度で進入する必要があるので、搬送路２８が湾曲してしまう。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の概要を示す図である。 中間転写体クリーナ８２を模式的に示す図である。 第２の短面６４ｂを形成した場合の中間転写体クリーナ８２の位置と、第２の短面６４ｂを形成しない場合の中間転写体クリーナ８２の位置とを例示する図である。 略三角形に形成された中間転写体６４を模式的に示す図である。

符号の説明

１０・・・画像形成装置
１２・・・画像形成装置本体
１８・・・給紙ユニット
２８・・・搬送路
３８・・・ロータリ現像器
４２ａ〜４２ｄ・・・現像器
４６ａ〜４６ｄ・・・現像ロール
５０・・・感光体
５２・・・帯電装置
５４・・・像担持体クリーナ
６０・・・露光装置
６２・・・中間転写装置
６４・・・中間転写体
８０・・・二次転写ロール
８２・・・中間転写体クリーナ
９０・・・定着装置

Claims (8)

1. 少なくとも１つの短面と２つの長面とが形成された略扁平な像担持体と、
   前記像担持体の短面に設けられ、この像担持体の表面に付着したトナーを除去するクリーナと
   を有する画像形成装置。
2. 前記像担持体は、相対向する２つの短面を有し、
   第１の短面には、トナー像を記録媒体に転写する転写装置が設けられ、
   第２の短面には、前記クリーナが設けられている
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の短面は、略鉛直に形成されている
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーナは、
   板状部材で構成される第１の清掃手段と、
   ロールで構成される第２の清掃手段と
   を有し、
   前記像担持体は、一定の方向に回転し、
   前記第２の清掃手段は、前記第１の清掃手段よりも像担持体の回転方向下流側に設けられてなる
   請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記短面は、少なくとも２つの支持ロールにより前記像担持体が支持されて形成され、
   前記第１の清掃手段は、前記像担持体の回転方向上流側に設けられた１つの支持ロールに対向し、
   前記第２の清掃手段は、前記像担持体の回転方向下流側に設けられた他の支持ロールに対向してなる
   請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の清掃手段及び前記第２の清掃手段の少なくとも一方には、トナーに対して逆極性となるバイアス電圧が印加されている
   請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 少なくとも像担持体及びこの像担持体の表面に付着したトナーを除去するクリーナを含む交換ユニットであって、
   前記像担持体は、少なくとも１つの短面と２つの長面とが形成されて略扁平形状になるよう保持されたベルト状部材から構成され、
   前記クリーナは、前記ベルト状部材の短面に設けられた
   交換ユニット。
8. 像担持体に担持されたトナーを除去するクリーナであって、
   前記像担持体の略平面部分に設けられ、トナーの除去処理を行う第１の清掃手段と、
   前記像担持体の略平面部分で、かつ、前記第１の清掃手段の下流に設けられ、トナーの除去処理を行う第２の清掃手段と
   を有するクリーナ。

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