JP4400250B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。より詳しくは、トナー像担持体の表面に接離可能で当接時にトナー像担持体の表面に付着している残留トナーを除去するクリーニング装置の改良に関するものである。
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を転写対象である用紙等の記録材に転写させる転写手段と、転写後に感光体の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段とを有している。
転写手段としては、感光体上に形成されたトナー像が転写(一次転写)され、このトナー像を担持してさらに転写対象である用紙等の記録材に転写(二次転写)するトナー像担持体(例えば中間転写体)を有するものが知られており、この中間転写体(トナー像担持体)に対してもクリーニング手段が設けられている。
通常、上記感光体のクリーニング手段は、感光体に接離させる構成とする必要はないが、中間転写体(トナー像担持体)は例えば複数色のトナー像が重畳された後にその重畳されたトナー像を転写対象(用紙等の記録材)に一括転写するようになっているので、上記トナー像の重畳動作時にはクリーニング手段を離間させ、上記一括転写後にクリーニング手段を当接させる必要がある。
このような画像形成装置では、クリーニング手段がトナー像担持体から離間した際に、クリーニング手段に付着しているトナーが飛散し、そのトナーが画像形成装置内に浮遊し、中間転写体や感光体に付着して画質を劣化させる、装置内部を汚す、等々種々の問題を引き起こしていた。
そこで、従来、クリーニング手段がトナー像担持体表面から離間した際に、トナー流出口を遮蔽する遮蔽機構を設けた画像形成装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開2003−295722号公報
上記従来技術では、遮蔽機構を速やかに作動させても、依然としてトナーが飛散してしまうという問題があった。また、遮蔽機構を設ける必要があるので構造も複雑になってしまうという問題もあった。
本発明の目的は、簡単な構成で、トナーの装置内全体への飛散を抑制することができる画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、表面にトナー像を付着させて回転するトナー像担持体と、このトナー像担持体の表面に接離可能で当接時に前記トナー像担持体の表面に付着しているトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置であって、
前記クリーニング手段とトナー像担持体との当接位置よりも、当該当接位置における前記トナー像担持体の表面の移動方向下流側にトナー受け部が設けられており、かつ、このトナー受け部が複数室に仕切られていることを特徴とする。
このような構成とすると、クリーニング手段がトナー像担持体から離間した際にクリーニング手段から飛散する殆どのトナーをトナー受け部で捕獲することができ、トナーが装置内全体に飛散するのを抑制することができる。
トナー像担持体は回転しているので、トナー像担持体の表面近くには当該表面の移動方向に沿う風が生じるが、トナー受け部はトナー像担持体の表面の移動方向下流側に設けられているので、上記風に乗ってくるトナーを有効に捕獲することができる。
しかも、トナー受け部は、複数室に仕切られており、これら複数室はそれぞれトナー捕獲室として作用するので、上記風に乗ってくるトナーを効率よく捕獲することができる。
さらに、トナー受け部が複数室に仕切られていることにより、トナーが付着し得るトナー受け部の室内壁面の面積が大きくなるので、より効率よくトナーを捕獲することができる。
さらにまた、画像形成装置が揺すられ、あるいはトナー受け部の交換作業等でトナー受け部が揺すられても、トナー受け部が複数室に仕切られていることにより、トナー受け部内のトナーが移動しにくくなり、こぼれにくくなる。
望ましくは、前記トナー受け部は、前記トナー像担持体表面の移動方向に関し、当該移動方向と直交する方向に伸びる仕切板で仕切られている構成とする。
このように構成すると、上記風に乗ってくるトナーを、像担持体表面の移動方向(したがって風の移動方向)と直交する方向に伸びる仕切板で仕切られている複数室(複数のトナー捕獲室)によって段階的に効率よく捕獲することができる。また、風の方向と直交方向の仕切板にトナーが当たりやすくなるので、より効率的にトナーを捕獲することができる。
望ましくは、前記トナー受け部における、前記トナー像担持体表面の移動方向に関する最下流側の起立壁の上端が前記トナー像担持体表面に近接している構成とする。
このように構成すると、トナー像担持体の表面とトナー受け部との間を通り抜けようとするトナーが、最下流側の起立壁によって阻止されやすくなり、より確実にトナーを捕獲することが可能となる。
望ましくは、前記トナー受け部における、前記トナー像担持体表面の移動方向に関する最下流側の起立壁の上端と前記トナー像担持体表面との間隔に比べて、前記仕切板の上端と前記トナー像担持体表面との間隔の方が大きくなっている構成とする。
このように構成すると、仕切板で仕切られた複数室に略均等にトナーを捕獲することができ、結果としてトナーの捕獲可能量を向上させることができる。すなわち、トナーは上記風に乗って運ばれるため、風の上流側においてより落下しやすいが、トナー像担持体表面の移動方向(したがって風の方向)に関する最下流側の起立壁の上端とトナー像担持体表面との間隔に比べて、仕切板の上端と前記トナー像担持体表面との間隔の方が大きくなっている構成とすると、風で運ばれるトナーは仕切壁の上端とトナー像担持体表面との間を通って下流側の室(トナー捕獲室)に入りやすくなる。したがって、仕切板で仕切られた複数室に略均等にトナーを捕獲することが可能となる。
望ましくは、前記仕切板が2以上設けられており、かつそれら仕切板の上端が、前記トナー像担持体表面の移動方向下流側に行くにつれて前記トナー像担持体表面に近接する構成とする。
このように構成すると、3以上のトナー捕獲室によってトナーを効率的に捕獲することができるとともに、上で述べた理由により、複数室に略均等にトナーを捕獲することが可能となる。
前記トナー像担持体がベルトで構成されており、前記クリーニング手段とトナー像担持体との当接位置よりも、前記トナー像担持体の表面の移動方向下流側において、前記ベルトの進行方向を変更させる屈曲部が設けられている場合には、この屈曲部の下方まで前記トナー受け部が伸びている構成とする。
上記屈曲部が設けられていると、ベルト表面に僅かに残留しているトナー(クリーニング手段が設けられていても、除去されずに残るトナーもある)が上記屈曲部において、当該屈曲部における僅かな振動によって落下するおそれがあるが、前記屈曲部の下方まで前記トナー受け部を伸ばすことによって、そのようなトナーも捕獲することができるようになる。
望ましくは、前記トナー受け部は、前記クリーニング手段が取り付けられているクリーニングケースと一体に構成する。
このように構成すると、クリーニング手段とトナー像担持体との当接位置に対してトナー受け部を位置精度良く設けることが可能になると同時に、クリーニングケースの他に別途トナー受け部を設ける必要もなくなる。
しかも、クリーニングケースとトナー受け部とを別体とすると、両者の隙間からトナーが漏れるおそれが生じるが、トナー受け部をクリーニングケースと一体に構成すると、そのようなおそれもなくなる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の内部構造を示す概略側面図である。
この画像形成装置は、A3サイズの用紙(記録材)の両面にフルカラー画像を形成することのできるカラー画像形成装置であり、ケース10と、このケース10内に収容された、像担持体ユニット20と、露光手段としての露光ユニット30と、現像手段としての現像器(現像装置)40と、中間転写体ユニット50と、定着手段としての定着ユニット(定着器)60とを備えている。
ケース10には装置本体の図示しないフレームが設けられており、このフレームに各ユニット等が取り付けられている。
像担持体ユニット20は、外周面に感光層を有する感光体21と、この感光体21の外周面を一様に帯電させる帯電手段としてのコロナ帯電器(スコロトロン帯電器)22とを有しており、このコロナ帯電器22により一様に帯電させられた感光体21の外周面を露光ユニット30からのレーザー光Lで選択的に露光して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像器40で現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とし、このトナー像を中間転写体ユニット50の中間転写ベルト51に一次転写部T1で一次転写し、さらに、二次転写部T2で、転写対象である用紙に二次転写させるようになっている。
像担持体ユニット20には、一次転写後に感光体21の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード23と、このクリーニングブレード23で除去された廃トナーを収容する廃トナー貯留部としての廃トナー収容部24が設けられている。
ケース10内には、上記二次転写部T2により片面に画像が形成された用紙をケース10上面の用紙排出部(排紙トレイ部)15に向けて搬送する搬送路16と、この搬送路16により用紙排出部15に向けて搬送された用紙をスイッチバックさせて他面にも画像を形成すべく前記二次転写部T2に向けて返送する返送路17とが設けられている。
ケース10の下部には、複数枚の用紙を積層保持する給紙トレイ18と、その用紙を一枚ずつ上記二次転写部T2に向けて給送する給紙ローラ19とが設けられている。
現像器40はロータリ現像器であり、回転体本体41に対して、それぞれトナーが収容された複数の現像器カートリッジが着脱可能に装着されている。この実施の形態では、イエロー用の現像器カートリッジ42Yと、マゼンタ用の現像器カートリッジ42Mと、シアン用の現像器カートリッジ42Cと、ブラック用の現像器カートリッジ42Kとが設けられていて(図ではイエロー用の現像器カートリッジ42Yのみを直接描いてある)、回転体本体41が矢印方向に90度ピッチで回転することによって、感光体21に現像ローラ43を選択的に当接させ、感光体21の表面を選択的に現像することが可能となっている。
露光ユニット30は、板ガラス等で構成された露光窓31から上記レーザー光Lを感光体21に向けて照射するようになっている。
中間転写体ユニット50は、図示しないユニットフレームと、このフレームで回転可能に支持された駆動ローラ54,従動ローラ55,一次転写ローラ56、一次転写部T1でのベルト51の状態を安定させるためのガイドローラ57,およびテンションローラ58と、これらローラに掛け回されて張架された前記中間転写ベルト51とを備えており、ベルト51が図示矢印方向に循環駆動される。感光体21と一次転写ローラ56との間において前記一次転写部T1が形成されており、駆動ローラ54と本体側に設けられた二次転写ローラ10bとの圧接部において前記二次転写部T2が形成される。
二次転写ローラ10bは、前記駆動ローラ54に対して(したがって中間転写ベルト51に対して)接離可能であり、接触した際に二次転写部T2が形成される。
したがって、カラー画像を形成する際には、二次転写ローラ10bが中間転写ベルト51から離間している状態で中間転写ベルト51上において複数色のトナー像が重ね合わされてカラー画像が形成され、その後、二次転写ローラ10bが中間転写ベルト51に当接し、その当接部(二次転写部T2)に用紙が供給されることによって中間転写ベルト51上から用紙上にカラー画像(トナー像)が転写(二次転写)されることとなる。
トナー像が転写された用紙は、定着ユニット60の加熱ローラ対61を通ることでトナー像が溶融定着され、上記排紙トレイ部15に向けて排出される。
70はクリーニング装置であり、上記二次転写後に、トナー像担持体である中間転写ベルト51の表面に残留しているトナーを除去するための装置である。
このクリーニング装置70は、図2に示すように、クリーニングケース71と、シール72と、クリーニング手段としてのクリーニングブレード73とを有している。
クリーニング装置70は、中間転写体である中間転写ベルト51上でのトナー像の重畳が行われる際には、クリーニングブレード73を図2に実線で示すように中間転写ベルト51の表面から離間させ、中間転写ベルト51上のトナー像が用紙等に二次転写された後、仮想線で示すようにクリーニングブレード73を中間転写体51の表面に当接させる、図示しない接離機構を有している。
クリーニングブレード73は、その角部73aを中間転写ベルト51の表面に対してその移動方向Rに対しカウンター方向に当接させて中間転写ベルト51表面の残留トナーを掻き落とすようにして除去する。
掻き落とされたトナーは、クリーニングブレード73の上面73b上に滞留した後、ケース71内に落下し、ケース71内に設けられたスクリュー74で図示しない廃トナーボックスへ向けて搬送される。
以上のような画像形成装置にあっては、中間転写ベルト51が回転しているので、中間転写ベルト51の表面51a近くには当該表面51aの移動方向Rに沿う風Wが生じる。
このため、図5(a)に示すように、クリーニングブレード73が中間転写ベルト51の表面51aに当接していた際にクリーニングブレード73の上面73b上に滞留したトナーt1は、図5(b)に示すように、クリーニングブレード73が中間転写ベルト51から離間すると、上記風Wによって飛ばされることとなり(飛ばされたトナーを符号t2で示す)、これを放置すると前述したように画像形成装置内に飛散して種々の問題を引き起こすこととなる。
そこで、この実施の形態では、図2に示すように、クリーニングブレード73と中間転写ベルト51との当接位置Tよりも、当該当接位置Tにおける中間転写ベルト51の表面51aの移動方向下流側にトナー受け部75を設け、かつ、このトナー受け部75を複数室75−1、75−2に仕切った構成としてある。
トナー受け部75は、クリーニングブレード73が取り付けられているクリーニングケース71と一体に構成されている。
すなわち、トナー受け部75は、ケース71の底板71aと、その左右両側の側板71b、71b(図2において奥側の側板のみ図示しいてある)と、中間転写ベルト51表面の移動方向Rに関して最下流側に位置する起立壁71cと、仕切板75aで形成されている。なお、これら各部は一体的に皿(トナー受け皿)状に形成されている。
仕切板75aは、中間転写ベルト51表面51aの移動方向Rと直交する方向(図2の紙面と直交する方向)に伸びている。
前記起立壁71cの上端71c1は、中間転写ベルト51表面51aに近接しており、この起立壁71cの上端71c1と中間転写ベルト51表面51aとの間隔L1に比べて、前記仕切板75aの上端75a1と中間転写ベルト51表面51aとの間隔L2の方が大きくなっている。
以上のような画像形成装置によれば次のような作用効果が得られる。
(a)この画像形成装置は、表面51aにトナー像を付着させて回転するトナー像担持体51と、このトナー像担持体51の表面51aに接離可能で当接時にトナー像担持体51の表面51aに付着しているトナーを除去するクリーニング手段73とを備え、クリーニング手段73とトナー像担持体51との当接位置Tよりも、当該当接位置Tにおけるトナー像担持体51の表面51aの移動方向R下流側にトナー受け部75が設けられており、かつ、このトナー受け部75が複数室75−1,75−2に仕切られているので、クリーニング手段73がトナー像担持体51から離間した際にクリーニング手段73(この場合上面73b)から飛散する殆どのトナーをトナー受け部75で捕獲することができ、トナーが装置内全体に飛散するのを抑制することができる。
すなわち、トナー像担持体51は回転しているので、トナー像担持体51の表面51a近くには当該表面51aの移動方向Rに沿う風Wが生じるが、トナー受け部75はトナー像担持体51の表面51aの移動方向R下流側に設けられているので、上記風Wに乗ってくるトナーを有効に捕獲することができる。
しかも、トナー受け部75は、複数室75−1,75−2に仕切られており、これら複数室75−1,75−2はそれぞれトナー捕獲室として作用するので、上記風Wに乗ってくるトナーを効率よく捕獲することができる。
さらに、トナー受け部75が複数室に仕切られていることにより、トナーが付着し得るトナー受け部75の室内壁面75bの面積が大きくなるので、より効率よくトナーを捕獲することができる。
さらにまた、画像形成装置が揺すられ、あるいはトナー受け部75(この場合クリーニング装置70)の交換作業等でトナー受け部75が揺すられても、トナー受け部75が複数室に仕切られていることにより、トナー受け部75内のトナーが移動しにくくなり、こぼれにくくなる。
(b)トナー受け部75は、トナー像担持体表面51aの移動方向Rに関し、当該移動方向Rと直交する方向に伸びる仕切板75aで仕切られているので、上記風Wに乗ってくるトナーを、像担持体表面51aの移動方向R(したがって風の移動方向)と直交する方向に伸びる仕切板75aで仕切られている複数室(複数のトナー捕獲室)75−1,75−2によって段階的に効率よく捕獲することができる。また、風Wの方向と直交方向の仕切板75aにトナーが当たりやすくなるので、より効率的にトナーを捕獲することができる。
(c)トナー受け部75における、トナー像担持体表面51aの移動方向Rに関する最下流側の起立壁71cの上端71c1がトナー像担持体表面51aに近接しているので、トナー像担持体の表面51aとトナー受け部75との間を通り抜けようとするトナーが、最下流側の起立壁71cによって阻止されやすくなり、より確実にトナーを捕獲することが可能となる。
(d)トナー受け部75における、トナー像担持体表面51aの移動方向に関する最下流側の起立壁71cの上端71c1とトナー像担持体表面51aとの間隔L1に比べて、仕切板75aの上端75a1とトナー像担持体表面51aとの間隔L2の方が大きくなっているので、仕切板75aで仕切られた複数室75−1,75−2に略均等にトナーを捕獲することができ、結果としてトナーの捕獲可能量を向上させることができる。すなわち、トナーは風Wに乗って運ばれるため、風Wの上流側(捕獲室75−1側)においてより落下しやすいが、トナー像担持体表面51aの移動方向R(したがって風の方向)に関する最下流側の起立壁71cの上端71c1とトナー像担持体表面51aとの間隔L1に比べて、仕切板75aの上端75a1とトナー像担持体表面51aとの間隔L2の方が大きくなっている構成とすると、風Wで運ばれるトナーは仕切壁75aの上端75a1とトナー像担持体表面51aとの間(上記大きな間隔L2)を通って下流側の室(トナー捕獲室)75−2にも入りやすくなる。したがって、仕切板75aで仕切られた複数室75−1,75−2に略均等にトナーを捕獲することが可能となる。
(e)トナー受け部75は、クリーニング手段73が取り付けられているクリーニングケース71と一体に構成してあるので、クリーニング手段73とトナー像担持体51との当接位置Tに対してトナー受け部75を位置精度良く設けることが可能になると同時に、クリーニングケース71の他に別途トナー受け部を設ける必要もなくなる。
しかも、クリーニングケース71とトナー受け部75とを仮に別体にしたとすると、両者の隙間からトナーが漏れるおそれが生じるが、トナー受け部75をクリーニングケース71と一体に構成してあるので、そのようなおそれもなくなる。
<他の実施の形態>
図3(a)(b)はそれぞれ他の実施の形態を示す模式図である。
図3(a)に示すものは、トナー受け部75を4枚の仕切板75aで仕切ってトナー捕獲室を5室(75−1〜75−5)にしたものである。
このようにしても、上記(a)(b)(e)の作用効果が得られる。なお、トナー受け部75で捕獲されたトナーを符号t3で示す。
さらに、トナー受け部75が多数室(5室)に仕切られていることにより、トナーが付着し得るトナー受け部75の室内壁面75bの面積が一層大きくなるので、より効率よくトナーを捕獲することができる。
図3(b)のものは、トナー受け部75を2枚の仕切板75aで仕切ってトナー捕獲室を3室(75−1〜75−3)にしたものである。
このようにしても、上記(a)〜(e)の作用効果が得られる。
すなわち、トナー受け部75を仕切る仕切板75aの枚数は適宜設定できる。
図4(a)(b)はそれぞれ他の実施の形態を示す模式図である。
図4(a)に示すものは、トナー受け部75を2枚の仕切板75a、75a’で仕切り、かつそれら仕切板75a、75a’の上端が、トナー像担持体表面51aの移動方向下流側に行くにつれてトナー像担持体表面51aに近接するように構成したものである。
このようにしても、上記(a)〜(e)の作用効果が得られる。
さらに、仕切板75a、75a’の上端が、トナー像担持体表面51aの移動方向下流側に行くにつれてトナー像担持体表面51aに近接するように構成してあることにより、3つのトナー捕獲室(75−1〜3)によってトナーを段階的に効率的に捕獲することができるとともに、上で述べた理由により、複数室(75−1〜3)に略均等にトナーを捕獲することが可能となる。
図4(b)に示すものは、クリーニング手段73とトナー像担持体51との当接位置Tよりも、トナー像担持体の表面51aの移動方向下流側において、ベルト51の進行方向を変更させる屈曲部Bが設けられており、この屈曲部Bの下方までトナー受け部75を伸ばしたものである。
上記屈曲部Bが設けられていると、ベルト表面51aに僅かに残留しているトナー(クリーニング手段73が設けられていても、除去されずに残るトナーもある)が、上記屈曲部Bにおいて、当該屈曲部Bにおける僅かな振動によって落下するおそれがあるが(落下するトナーを符号t4で示す)、前記屈曲部Bの下方までトナー受け部75を伸ばすことによって、そのようなトナーt4も捕獲することができるようになる。
なお、このような構成によっても、上記(a)〜(e)の作用効果が得られる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の内部構造を示す概略側面図。 図1の部分拡大図。 (a)(b)はそれぞれ他の実施の形態を示す模式図。 (a)(b)はそれぞれ他の実施の形態を示す模式図。 (a)(b)は課題の説明図。
符号の説明
51:中間転写ベルト(トナー像担持体)、51a:表面、71:クリーニングケース、73:クリーニングブレード(クリーニング手段)、T:当接位置、75:トナー受け部、75a:仕切板、71c:起立壁、B:屈曲部。

Claims (4)

  1. 表面にトナー像を付着させて回転するトナー像担持体と、当該トナー像担持体の表面に接離可能で当接時に前記トナー像担持体の表面に付着しているトナーを除去するクリーニング手段とを備えた画像形成装置であって、
    前記クリーニング手段とトナー像担持体との当接位置よりも、当該当接位置における前記トナー像担持体の表面の移動方向下流側にトナー受け部が設けられており、当該トナー受け部が前記トナー像担持体の表面の移動方向に関し、当該移動方向と直交し前記トナー像担持体の表面に向かう方向に伸びる仕切板で複数室に仕切られており、前記トナー受け部における、前記トナー像担持体表面の移動方向に関する最下流側の起立壁の上端と前記トナー像担持体の表面との間隔に比べて、前記仕切板の上端と前記トナー像担持体表面との間隔の方が大きくなっていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記仕切板が2以上設けられており、かつそれら仕切板の上端が、前記トナー像担持体表面の移動方向下流側に行くにつれて前記トナー像担持体表面に近接することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記トナー像担持体がベルトで構成されているとともに、前記クリーニング手段と前記トナー像担持体との当接位置よりも、前記トナー像担持体の表面の移動方向下流側において、前記ベルトの進行方向を変更させる屈曲部が設けられており、前記トナー受け部が前記屈曲部により屈曲される前記ベルトから落下するトナーを捕獲可能に配設されていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記トナー受け部は、前記クリーニング手段が取り付けられているクリーニングケースと一体に構成されていることを特徴とする請求項1〜のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。
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