JP2018205360A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写ベルトと、該転写ベルトの転写面に残留したトナーを回転ブラシで掃き取るとともに掃き取ったトナーを回収ローラーにより電気的に吸着して除去するクリーニング装置と、クリーニング装置よりもベルト回転方向の上流側にて転写ベルトの転写面に摺接するプレクリーニングブラシと、プレクリーニングブラシを支持する支持部材とを備えた画像形成装置において、プレクリーニングブラシにトナーや紙粉等の異物が堆積するのを抑制する。【解決手段】支持部材３０の支持壁３０ａには、プレクリーニングブラシ３９に堆積したトナーや紙粉等の異物を逃がすための開口部３０ｆが形成されている。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置においては、例えばトナー像を感光体から中間転写ベルトの転写面に一次転写した後、一次転写したトナー像を用紙等に二次転写することで画像形成を行う。この画像形成装置は、一般に、二次転写後の転写面に残留したトナーを除去するためクリーニング装置を備えている（例えば、特許文献１参照）。

このクリーニング装置は、回転ブラシ、回収ローラー及びブレードを有している。回転ブラシは、中間転写ベルトの表面の残トナーを掃き取る。回収ローラーは、トナーと逆極性のバイアスが印加されていて、回転ブラシにより掃き取ったトナーを電気的に吸着して回収する。ブレードは、回収ローラーの表面に当接してトナーを掻き落とす。ブレードにより掻き落されたトナーは回収スクリューによって回収タンクに搬送される。

この種のクリーニング装置では、クリーニング装置よりもベルト回転方向の上流側にプレクリーニングブラシを設ける場合がある。プレクリーニングブラシは、中間転写ベルト上に付着したトナーを物理的に掻き乱すことでトナーを回転ブラシにより掃き取り易くする。また、プレクリーニングブラシは、回収ローラーによりトナーを電気的に吸着し易いように当該ブラシを通過するトナーの極性を所定極性に揃える。この電気的作用を実現するべくプレクリーニングブラシには予め所定極性のバイアスが印加されている。

特開２０１０−１２２６１０号公報

しかしながら、特許文献１に示す従来の画像形成装置では、プレクリーニングブラシのブラシ繊維間にトナーや紙粉等が詰まって堆積すると、上述したトナーの掻き乱し効果が低下するという問題がある。また、堆積物が塊になり下流側に放出されてクリーニング装置のシール部に詰まると、クリーニング不良を引き起こす虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プレクリーニングブラシにトナーや紙粉等の異物が堆積するのを抑制することにある。

本発明に係る画像形成装置は、転写面にトナー像を担持しながら走行する無端状の転写ベルトと、該転写ベルトの転写面に残留したトナーを回転ブラシで掃き取るとともに掃き取ったトナーを回収ローラーにより電気的に吸着して除去するクリーニング装置と、上記クリーニング装置よりも上記転写ベルトの回転方向上流側にて上記転写ベルトの転写面に摺接するプレクリーニングブラシと、上記プレクリーニングブラシを上記転写ベルト側とは反対側から支持する支持部材とを備えている。

そして、上記支持部材は、上記転写ベルトの転写面に対向して該転写ベルトの幅方向の略全体に亘って延設され、上記プレクリーニングブラシを支持する支持壁を有し、上記支持壁には、上記プレクリーニングブラシに堆積したトナーを含む異物を逃がすための開口部が形成されている。

本発明によれば、プレクリーニングブラシにトナーや紙粉等の異物が堆積するのを抑制することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置を示す全体概略図である。 図２は、中間転写ユニットを示す斜視図である。 図３Ａは、図２のIII−III線断面図である。 図３Ｂは、プレクリーニングブラシの拡大側面図である。 図４は、プレクリーニングブラシの支持部材を示す斜視図である。 図５は、プレクリーニングブラシの支持部材を示す平面図である。 図６は、実施形態２を示す図２相当図である。 図７は、実施形態２を示す図３相当図である。 図８は、実施形態３を示す図２相当図である。 図９は、実施形態３の画像形成装置を上側から見た概略平面図である。 図１０は、実施形態４を示す図３相当図である。 図１１は、従来例を示す図２相当図である。 図１２は、従来例を示す図４相当図である。 図１３は、従来例を示す図３相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態１》
図１は、画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、現像ユニットＡと、現像ユニットＡの上方に配置された中間転写ユニットＢと、中間転写ユニットＢの上方に配置された複数（４つ）のトナーコンテナＣとを備えている。また、画像形成装置１は、一次転写部６、二次転写部９、定着部１１及び光走査装置１５をも備えている。現像ユニットＡは、光走査装置１５の上方に配置された複数（４つ）の画像形成部１６を有する。中間転写ユニットＢは、無端状の中間転写ベルト７を有し、中間転写ベルト７は、４つ画像形成部１６の上方に画像形成部１６の配列方向に沿うように配置されている。

画像形成装置１の筐体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙（図示省略）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第１用紙搬送部２１が設けられている。第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙を受け取り、その用紙を上方の二次転写部９へ搬送する。

給紙カセット３の第１用紙搬送部２１と反対側の側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５と第１用紙搬送部２１との間には、第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。

光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいてレーザー光を画像形成部１６へ照射する。中間転写ベルト７は、駆動ローラー１２と従動ローラー１３とに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。符号１４はテンションローラーである。

中間転写ベルト７は、複数の感光体ドラム２５の外周面に当接することによってその複数の感光体ドラム２５の外周面からトナー像が転写されるように構成されている。

４つの画像形成部１６は、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。各画像形成部１６は、感光体ドラム２５と、感光体ドラム２５の周囲に配置された帯電器３１、現像部３３及びクリーニング装置３２とをそれぞれ有している。

帯電器３１は感光体ドラム２５の表面を帯電させる。帯電器３１により帯電された感光体ドラム２５には、光走査装置１５から照射されたレーザー光によって静電潜像が形成される。現像部３３は、トナーコンテナＣから供給されたトナーを所定極性（本実施形態ではプラス極性）に帯電させて、帯電後のトナーを静電潜像に電気的に吸着させて現像する。そうして、現像部３３は、感光体ドラム２５の表面にトナー像を形成する。

一次転写部６は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部６は、画像形成部１６により感光体ドラム２５に形成されたトナー像を中間転写ベルト７の表面に一次転写する一次転写ローラー８を有している。

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、一次転写ローラー８に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて所定のタイミングで各感光体ドラム２５上のトナー像が中間転写ベルト７に転写されることによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。尚、一次転写部６は、画像形成を行わない紙間領域ではトナーと同極性の電圧を一次転写ローラー８に印加する。

トナー像が中間転写ベルト７に転写された感光体ドラム２５の表面は、クリーニング装置３２によって清掃される。

二次転写部９は、中間転写ベルト７の側方に配置された二次転写ローラー１７を有している。そして、二次転写部９は、二次転写ローラー１７に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて中間転写ベルト７上のトナー像を、第１用紙搬送部２１から送られてきた用紙に転写するようになっている。尚、二次転写部９は、画像形成を行わない紙間領域ではトナーと同極性の電圧を二次転写ローラー１７に印加する。

中間転写ベルト７の二次転写部９と反対側には、中間転写ベルト７の表面を清掃するためのクリーニング装置３４が配置されている（図２参照）。クリーニング装置３４の詳細については後述する。

定着部１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が二次転写された用紙を定着部１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。定着部１１は、加圧ローラー１８と、定着ローラー１９と、加熱ローラー２０とを備えている。そして、定着部１１は、第３用紙搬送部２３から搬送された用紙を加熱及び加圧することによって、その用紙にトナー像を定着させるようになっている。

定着部１１の上方には、分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して用紙を再び二次転写部９へ搬送する。

中間転写ユニットＢの前面側には、インナーユニットＤが中間転写ユニットＢの前面を覆うように配置され（一点鎖線参照）、トナーコンテナＣからインナーユニットＤを経て現像ユニットＡの現像部３３にトナーを供給するようになっている。

次に、図３Ａを参照してクリーニング装置３４の詳細について説明する。クリーニング装置３４は、回転ブラシ３５、回収ローラー３６及びブレード３７を備えている。回転ブラシ３５は、中間転写ベルト７を挟んで従動ローラー１３に対向して配置されたファーブラシからなる。回転ブラシ３５は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる回転軸３５ａと回転軸３５ａの外周面にから起毛する多数のブラシ繊維とを有している。回転ブラシ３５は、中間転写ベルト７に対して反対方向に回転しながら接触し、中間転写ベルト７の表面に付着した残留トナーを掃き取る。

回転ブラシ３５には、回転軸３６ａを有する回収ローラー３６が当接して配置されている。回収ローラー３６はステンレス鋼（ＳＵＳ）又はステンレス鋼（ＳＵＳ）にアルマイトやナイロンゴム等の抵抗層を持たせて構成されている。回収ローラー３６には、不図示の電圧印加部によってトナーの極性とは逆極性の電圧が印加されている。回収ローラー２６は、中間転写ベルト７上から回転ブラシ３５が掃き取ったトナーを電気的に吸着して回収する。ブレード３７は、先端部が回収ローラー３６の表面に当接するゴム製の板状部材からなる。ブレード３７は、回収ローラー３６の表面に吸着されたトナーを掻き落とす。

ブレード３７の下方には、掻き落とされたトナーを廃トナーボトル（図示せず）に搬送するための排出スクリュー３８が配置されている。排出スクリュー３８は回収ケーシング４０内に収容されている。

回収ケーシング４０は、排出スクリュー３８を回収ローラー３６側とは反対側から覆っている。回収ケーシング４０の上端部にはＬ字ブラケット４１が固定され、Ｌ字ブラケット４１には上記ブレード３７が固定されている。ブレード３７は、図３Ａの右側に向かって下側に傾斜している。ブレード３７は、回転ブラシ３５と回収ローラー３６との接触部位よりもローラー回転方向の下流側で該回収ローラー３６の周面に当接している。

回収ケーシング４０の下端部には、シール材４２が基板４３を介して固定されている。シール材４２は、図３Ａの左側に向かって上側に傾斜している。シール材４２は、回転ブラシ３５と回収ローラー３６との接触部位とブレード３７との間において回収ローラー３６の表面に接触している。シール材４２は、ブレード３７により掻き落とされたトナーが中間転写ベルト７側（図３Ａの右側）に逆流するのを防止する機能と、回収ローラー３６に付着した紙粉等の異物を堰き止める機能とを有している。前者の逆流防止機能により、トナーが中間転写ベルト７に再付着して転写不良が生じるのを防止している。また後者の異物堰き止め機能により、ブレード３７と回収ローラー３６との間に異物が噛み込んでブレード３７が破損するのを防止している。

クリーニング装置３４よりも中間転写ベルト７の回転方向上流側にはプレクリーニングブラシ３９が設けられている。プレクリーニングブラシ３９は、中間転写ベルト７上に付着したトナーを物理的に掻き乱すことでトナーを回転ブラシ３５により掃き取り易くする。また、プレクリーニングブラシ３９は、回収ローラー３６によりトナーを電気的に吸着し易いように当該ブラシ３９を通過するトナーの極性を所定極性に揃える。

具体的には、プレクリーニングブラシ３９は、中間転写ベルト７の幅方向の全体に亘って延びるバーブラシからなる。図３Ｂに拡大して示すように、プレクリーニングブラシ３９は、中間転写ベルト７の幅方向に延びる矩形板状の基材３９ａと、基材３９ａの全体に植毛された多数のブラシ繊維３９ｂとからなる。基材３９ａ及びブラシ繊維３９ｂは共に導電性部材で構成されている。基材３９ａには、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔３９ｃが形成されている。図３Ｂでは、貫通孔３９ｃは実際よりも大きく描かれているが、貫通孔３９ｃの実際の孔径は各ブラシ繊維３９ｂに堆積することが想定される異物（紙粉）の最大径と同じか又はそれよりもやや大きめに設定されている。プレクリーニングブラシ３９の各ブラシ繊維３９ｂの先端は中間転写ベルト７の表面に当接している。プレクリーニングブラシ３９は支持部材３０により支持されている。支持部材３０は電圧印加部１００に接続されている。電圧印加部１００は、支持部材３０を介してプレクリーニングブラシ３９に所定極性の電圧を印加する。

図４に示すように、支持部材３０は上側に開放する矩形容器状をなしている。支持部材３０は、一枚の板金部材を折り曲げて形成されている。具体的には、支持部材３０は、中間転写ベルト７の幅方向に延びる矩形板状の支持壁３０ａと、支持壁３０ａの四辺から起立する前側壁３０ｂ、後側壁３０ｃ、左側壁３０ｄ及び右側壁３０ｅとを有している。支持壁３０ａの下面には、プレクリーニングブラシ３９が接着固定されている。

図５に示すように、支持壁３０ａには長手方向に等間隔に並ぶ複数の開口部３０ｆが形成されている。開口部３０ｆは、後述するようにプレクリーニングブラシ３９に堆積したトナーや紙粉等の異物を上側（中間転写ベルト７側とは反対側）に逃がすように機能する。図中の「○」は、当該異物を模式的に示したものであり、図を見易くするために実際の異物よりも大きく描いている。各開口部３０ｆは、中間転写ベルト７の回転方向に沿って延びる長孔状をなしている。プレクリーニングブラシ３９は、支持壁３０ａの上側から見て各開口部３０ｆの右端寄りに位置している。プレクリーニングブラシ３９の幅Ｗは開口部３０ｆの長さＨよりも小さい。

上記電圧印加部１００はコントローラー１０１（図３Ａ参照）に接続されている。コントローラー１０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを有するマイクロコンピュータからなる。コントローラー１０１は、電圧印加部１００による支持部材３０への印加電圧（＝プレクリーニングブラシ３９への印加電圧）の電圧極性を制御する。本実施形態では、コントローラー１０１は、プレクリーニングブラシ３９への印加電圧がトナーの帯電極性と同極性になるように電圧印加部を制御する。これにより、プレクリーニングブラシ３９を通過した残留トナーや紙粉等の異物の極性がプラス極性に揃うので、クリーニング装置３４の回収ローラー３６による異物の回収効率を向上させることができる。

ここで、図１１〜図１３に示すように、従来の画像形成装置に搭載される中間転写ユニットＥでは、支持部材５０に開口部が形成されていないので、プレクリーニングブラシ３９のブラシ繊維間に異物（図１３の白丸参照）が詰まって堆積して行く。この結果、プレクリーニングブラシ３９の物理的機能（トナーを掻き乱す機能）が失われてしまうという問題があった。

これに対して本実施形態では、プレクリーニングブラシ３９のブラシ繊維間にトナーや紙粉等の異物が詰まっても当該異物（図３Ａの白丸参照）が開口部３０ｆから上側に逃がされる。したがって、プレクリーニングブラシ３９のブラシ繊維間に異物が堆積し難い。よって、ブラシ繊維間に異物が堆積することによりプレクリーニングブラシ３９のトナーの掻き乱し機能が低下するのを抑制することができる。

《実施形態２》
図６及び図７は実施形態２を示している。本実施形態は、支持部材３０の上側に２つの吸引ファン４５を有する点で上記実施形態１とは異なる。尚、以下の説明において、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

２つの吸引ファン４５は、支持部材３０長手方向の中央位置に対して対称に配置されている。各吸引ファン４５は、平面視で正方形状をなしていて、支持部材３０の左側壁３０ｄと右側壁３０ｅとに跨って支持されている。吸引ファン４５は、支持壁３０ａの各開口部３０ｆを通じてプレクリーニングブラシ３９の各ブラシ繊維間の異物を吸引する。したがって、各ブラシ繊維間に異物が堆積するのをより一層確実に抑制することができる。よって、実施形態１と同様の作用効果を確実に得ることができる。

《実施形態３》
図８及び図９は実施形態３を示している。本実施形態は、支持部材３０の形状及び吸引手段の配置構成が実施形態２とは異なっている。

本実施形態では、支持部材３０は、中間転写ベルト７の転写面に沿ってベルト幅方向に延びるダクト形状を有している。このダクト形状では、ベルト幅方向の一側（画像形成装置１の後側）のみが開放している。支持部材３０の下側壁が支持壁３０ａとされ、支持壁３０ａには実施形態１と同様にベルト幅方向に間隔を空けて並ぶ複数の開口部３０ｆが形成されている。

図９に示すように、支持部材３０のベルト幅方向の一側の開口部はダクト４６に接続されている。ダクト４６における支持部材３０側とは反対側の端部は吸引ファン４７の吸引口付近に位置している。吸引ファン４７は、画像形成装置１の後側壁に取付けられている。吸引ファン４７は、画像形成装置１の筐体２内の異物を機外に排出するための既存のファンである。本実施形態では、この既存の吸引ファン４７を、プレクリーニングブラシ３９から異物を吸引するための吸引手段として兼用している。よって、実施形態２のようにプレクリーニングブラシ３９用に専用の吸引ファン４５設ける場合に比べてコストを低減することができる。

《実施形態４》
図１０は、実施形態４を示している。本実施形態では、支持部材３０の開口部３０ｆの寸法が上記各実施形態とは異なっている。すなわち、上記各実施形態では、開口部３０ｆの長さＨがプレクリーニングブラシ３９の幅Ｗよりも大きいのに対し、本実施形態では、開口部３０ｆの長さＨがプレクリーニングブラシ３９の幅と等しく設定されている。

この構成によれば、開口部３０ｆを通じて上側（中間転写ベルト７側とは反対側）に逃がされた異物が該開口部３０ｆを通じて中間転写ベルト７側に逆流するのを防止することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、コントローラー１０１は、プレクリーニングブラシ３９への印加電圧がトナーの帯電極性と同極性（本実施形態ではプラス極性）になるように電圧印加部１００を制御するようにしているが、これに限ったものではない。すなわち、コントローラー１０１は、中間転写ベルト７における画像形成領域に対応する部分と紙間領域とで電圧印加部１００による印加電圧の電圧極性を異ならせるようにしてもよい。これにより、回収ローラー３６による異物の回収効率を向上させることができる。

また、上記実施形態１では、基材３９ａに多数の貫通孔３９ｃが形成されている例について説明したが、貫通孔３９ｃは必ずしも必要ではない。貫通孔３９ｃを形成しない場合でも、支持部材３０の開口部３０ｆのうち基材３９ａに閉塞されていない部分から異物を上側に逃がすことができる。

本発明は上記各実施形態の任意の組み合わせを含む。すなわち、例えば、実施形態２に実施形態４の構成を組み合わせて、開口部３０ｆの長さＨをプレクリーニングブラシ３９の幅Ｗと同じ大きさに設定してもよい。

以上説明したように、本発明は、画像形成装置について有用である。

１ ：画像形成装置
２ ：筐体
７ ：中間転写ベルト
３０ ：支持部材
３０ａ ：支持壁
３０ｆ ：開口部
３４ ：クリーニング装置
３５ ：回転ブラシ
３６ ：回収ローラー
３９ ：プレクリーニングブラシ
４５ ：吸引ファン（吸引手段）
４７ ：吸引ファン（吸引手段）
１００ ：電圧印加部
１０１ ：コントローラー（制御部）

Claims (6)

1. 転写面にトナー像を担持しながら走行する無端状の転写ベルトと、該転写ベルトの転写面に残留したトナーを回転ブラシで掃き取るとともに掃き取ったトナーを回収ローラーにより電気的に吸着して除去するクリーニング装置と、上記クリーニング装置よりも上記転写ベルトの回転方向上流側にて上記転写ベルトの転写面に摺接するプレクリーニングブラシと、上記プレクリーニングブラシを上記転写ベルト側とは反対側から支持する支持部材とを備えた画像形成装置であって、
   上記支持部材は、上記転写ベルトの転写面に対向して該転写ベルトの幅方向の略全体に亘って延設され、上記プレクリーニングブラシを支持する支持壁を有し、
   上記支持壁には、上記プレクリーニングブラシに堆積したトナーを含む異物を逃がすための開口部が形成されている、画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記支持部材の上記支持壁における上記転写ベルト側とは反対側から上記開口部を通じて上記プレクリーニングブラシに堆積した異物を吸引する吸引手段をさらに備えている、画像形成装置
3. 請求項２記載の画像形成装置において、
   上記画像形成装置の外壁を構成する筐体内の異物を機外に排出するための吸引ファンをさらに備え、
   上記吸引ファンは上記吸引手段として兼用されている、画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記開口部は、回転方向に延びるとともにベルト幅方向に間隔を空けて並ぶ複数の長孔からなる、画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   上記支持部材は、上記転写ベルトの転写面に沿ってベルト幅方向に延びるダクト状をなしており、
   上記支持部材における上記転写ベルトの転写面に対向する壁部が上記支持壁とされている、画像形成装置。
6. 請求項２記載の画像形成装置において、
   上記プレクリーニングブラシ及び上記支持部材は導電性を有しており、
   上記支持部材を介して上記プレクリーニングブラシに所定極性の電圧を印加する電圧印加部と、
   上記電圧印加部による印加電圧の極性を制御する制御部とをさらに備え、
   上記制御部は、上記転写ベルトにおける画像形成領域に対応する部分と、紙間領域とで上記電圧印加部による印加電圧の極性を異ならせるように構成されている、画像形成装置。
   

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