JP5445762B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１は、二次転写手段に、中間転写体表面に接触配置される接触転写部材と、中間転写体上の画像転写領域に対しては転写バイアスを印加し、中間転写体上の画像非転写領域に対しては逆バイアスを印加するようバイアス印加手段の印加バイアスを切り替えるバイアス切換手段と、を具備させ、前記接触転写部材には、この接触部材に付着したトナーを掻き乱す撹乱部材が備えられている画像形成装置を開示する。

特開２００１−１８８４２４

本発明は、空気中を浮遊する現像剤（トナークラウド）により記録媒体が汚染されるのを防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る本発明は、現像剤像を保持する像保持体と、
前記像保持体が保持する現像剤像を記録媒体に転写する転写体と、
前記転写体を支持する画像形成装置本体と、
前記転写体に付着した現像剤を清掃する清掃手段と、
前記清掃手段により清掃された現像剤を溜める現像剤溜め部と、
前記現像剤溜め部から漏れる現像剤を吸引する吸引手段と、
を有し、
前記転写体は、前記画像形成装置本体との間に隙間を形成し両端が回転自在に支持された回転部材を少なくとも有し、
前記吸引手段は、前記回転部材の少なくとも一端の隙間に向けて開口する吸引口を有し、該隙間から現像剤を吸引する画像形成装置である。

請求項２に係る発明は、前記転写体で転写された記録媒体を搬送する搬送体、をさらに有し、前記吸引手段は、前記搬送体の下方に設けられている請求項１記載の画像形成装置である。

請求項３に係る発明は、前記吸引手段は、現像剤を捕集する捕集部を備える請求項１又は２記載の画像形成装置である。

請求項４に係る発明は、前記搬送体は、記録媒体を吸着する吸着装置を備え、前記吸引手段は、前記吸着装置が記録媒体を吸着する方向と略同一の方向に現像剤を吸引する請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置である。

請求項５に係る発明は、前記吸引手段は、前記現像剤溜め部から漏れる現像剤を前記転写体と前記搬送体との間を通過させて吸引する請求項２乃至４いずれか記載の画像形成装置である。

請求項１に係る発明によれば、空気中を浮遊する現像剤（トナークラウド）により記録媒体が汚染されるのを防止することができる。

請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明の効果に加えて、本構成を有しない場合と比較して、効果的に空間を用い、画像形成装置を小型化することができる。

請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２に係る発明の効果に加えて、画像形成装置本体内に排気することができ、本構成を有しない場合と比較して、画像形成装置を簡易な構成とすることができる。

請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至３いずれかに係る発明の効果に加えて、本構成を有しない場合と比較して、より効率的に空気中を浮遊する現像剤を吸引することができる。

請求項５に係る発明によれば、請求項２乃至４いずれかに係る発明の効果に加えて、本構成を有しない場合と比較して、より一層効率的に空気中を浮遊する現像剤を吸引することができる。

本発明の一実施形態が適用される画像形成装置の全体構成を示す側面図である。 搬送ベルトの斜視図である。 二次転写クリーニング装置及びその周辺構造の断面図である。 吸引装置の断面図である。 二次転写ベルト、吸引装置及びその周辺構造の上面図である。 二次転写ベルト、吸引装置及びその周辺構造の断面斜視図である。

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１０の全体構成を示す。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の下部には給紙トレイ１４が配置されている。また、画像形成装置本体１２の上部には原稿読み取り装置（非図示）が配置されている。

画像形成装置本体１２内の上方には、カラー画像を構成する色に対応して、複数の画像形成ユニット１６が配設されている。本実施形態においては、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応する画像形成ユニット１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃが中間転写ベルト１８に沿って、一定の間隔で水平に配列されている。中間転写ベルト１８は、図中矢印Ａの方向に回転し、上記４つの画像形成ユニット１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは、画像処理装置（非図示）から入力された画像データに基づいて各色のトナー像を順次形成し、これら複数のトナー像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写ベルト１８に転写（一次転写）する。なお、各画像形成ユニット１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの色の順序は、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の順に限定されるものではなく、その順序は任意である。

中間転写ベルト１８の下方には、記録媒体搬送路２０が配設されている。給紙トレイ１４から供給された記録媒体２２は、この記録媒体搬送路２０上を搬送され、中間転写ベルト１８上に多重に転写された各色のトナー像が一括して転写（二次転写）される。そして、転写されたトナー像が定着器２４によって定着され、排紙トレイ２６に排紙される。

次に、画像形成装置１０の各構成要素について詳細に説明する。
画像形成ユニット１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは対応する色が異なるのを除き、同様の構成となっているため、以下、画像形成ユニット１６Ｋを代表例として説明する。
画像形成ユニット１６Ｋは、像保持体３２Ｋと、この像保持体３２Ｋの表面を一様に帯電する帯電装置３４Ｋと、像保持体３２Ｋ上にレーザ光を走査し静電潜像を形成する露光装置３６Ｋと、像保持体３２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置３８Ｋと、クリーニング装置４０Ｋと、除電装置４２Ｋと、から構成されている。

像保持体３２Ｋは、帯電装置３４Ｋにより一様に帯電され、露光装置３６Ｋにより照射されたレーザ光により宣伝潜像を形成される。像保持体３２Ｋに形成された静電潜像は、現像装置３８Ｋにより黒色（Ｋ）のトナーで現像され、中間転写ベルト１８に転写（一次転写）される。像保持体３２Ｋに付着している残留トナー及び紙粉等が、クリーニング装置４０Ｋにより除去された後、像保持体３２Ｋは除電装置４２Ｋにより除電される。
他の画像形成ユニット１６Ｙ、Ｍ、Ｃも上記のように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー像を形成し、形成された各色のトナー像を中間転写ベルト１８に転写（一次転写）する。

中間転写ベルト１８は、ドライブロール５２と、第１のアイドルロール５４と、ステアリングロール５６と、第２のアイドルロール５８と、バックアップロール６０と、第３のアイドルロール６２との間に、一定のテンションで掛け回されている。ドライブロール５２が駆動モータ（非図示）によって回転駆動されることにより、中間転写ベルト１８は、所定の速度で循環駆動される。
中間転写ベルト１８は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等によって接続することにより無端ベルト状に形成されたものである。

中間転写ベルト１８の内側で、各画像形成ユニット１６Ｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃそれぞれに対向する位置には、一次転写ロール６６Ｋ、６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃが配設され、像保持体３２Ｋ、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ上に形成された各色のトナー像は、これら一次転写ロール６６Ｋ、６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃにより中間転写ベルト１８上に多重に転写される。中間転写ベルト１８に付着した残留トナーは、二次転写位置の下流に設けられたクリーニング装置６８により除去される。

記録媒体搬送路２０には、給紙トレイ１４から記録媒体２２を取り出す給紙ローラ７２と、第１の搬送ローラ対７４、第２の搬送ローラ対７６及び第３の搬送ローラ対７８と、記録媒体２２を所定のタイミングで二次転写位置に搬送するレジストロール８０と、が配設されている。
記録媒体搬送路２０上の二次転写位置には、二次転写ベルト９０が配設されている。二次転写ベルト９０は、二次転写ロール９２及び従動ロール９３により支持されている。二次転写ベルト９０は、二次転写ロール９２が駆動モータ（非図示）によって回転駆動されることにより、所定の速度で循環駆動される。

二次転写ロール９２は、二次転写ベルト９０を挟んでバックアップロール６０と圧接するように配設されており、この二次転写ロール９２による圧接力及び静電気力により、中間転写ベルト１８上に多重に転写された各色のトナー像が、二次転写ベルト９０を搬送される記録媒体上に転写（二次転写）される。各色のトナー像が転写（二次転写）された記録媒体２２は、二次転写ベルト９０から第１の搬送ベルト９４ａに搬送され、続いて、第２の搬送ベルト９４ｂ、第３の搬送ベルト９４ｃによって、定着器２４へ搬送される。定着器２４は、各色のトナー像が転写（二次転写）された記録媒体２２に対して、加熱処理及び加圧処理を施し、トナーを記録媒体２２に溶融固着させる。

二次転写ベルト９０には、この二次転写ベルト９０に付着した残留トナーを除去する二次転写クリーニング装置１００が設けられている。また、二次転写クリーニング装置１００の近傍であって、第１の搬送ベルト９４ａの下方には、吸引装置１０２が配設されている。

次に、第１〜第３の搬送ベルト９４ａ、９４ｂ、９４ｃについて詳細に説明する。なお、第１〜第３の搬送ベルト９４ａ、９４ｂ、９４ｃは同様の構成となっているため、搬送ベルト９４と総称して説明する。
図２は、搬送ベルト９４の斜視図を示す。搬送ベルト９４は、ベルト本体１０４を有し、このベルト本体１０４は、駆動ローラ１０６ａ及び従動ローラ１０６ｂに支持されている。駆動ローラ１０６ａの駆動に従って、ベルト本体１０４本体が回転する。

ベルト本体１０４には、空気吸引孔１０８が設けられており、ベルト本体１０４の内側には、空気吸引部１１０及び空気吸引ダクト１１２が設けられている。
空気吸引部１１０は、例えばＤＣファンであり、この空気吸引部１１０が空気吸引ダクト１１２内部の空気を排出することで、この空気吸引ダクト１１２内部の気圧が低下する。空気吸引ダクト１１２内部の気圧が低下すると空気吸引孔１０８から空気が吸引され、これによって記録媒体２２がベルト本体１０４に吸着する構成となっている。
このようにして、第１〜第３の搬送ベルト９４ａ、９４ｂ、９４ｃは、記録媒体２２を吸着して搬送する。

次に、二次転写位置における構成について詳細に説明する。
図３は、二次転写クリーニング装置１００及びその周辺構造の断面図を示す。二次転写クリーニング装置１００は、二次転写ベルト９０に付着した残留トナーを溜める現像剤溜め部としての回収ボックス１２０を有する。回収ボックス１２０内には、二次転写ベルト９０の表面に付着した残留トナーを掻き落とすスクレーパ１２１が配置されているとともに、二次転写ベルト９０に接触して配置されたクリーニングロール１２２ａ、１２２ｂが回転可能に支持されている。

クリーニングロール１２２ａ、１２２ｂにはそれぞれ、二次転写ベルト９０に付着した残留トナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。このように、二次転写ベルト９０表面からクリーニングロール１２２ａ、１２２ｂ側に残留トナーが静電的に移動する電界を発生させ、二次転写ベルト９０に付着した残留トナーを除去する構成となっている。また、二次転写ベルト９０に付着した放電生成物や紙粉等もクリーニングロール１２２ａ、１２２ｂによって除去される。

クリーニングロール１２２ａ、１２２ｂは、所定径のシャフトの周囲に、所定の厚さの弾性層を形成し、この断熱層を繊維層で覆うようにして構成されている。
シャフトは、例えば、鉄、ＳＵＳ等の金属から構成されている。弾性層は、例えば、カーボンブラック等の導電剤を配合し、所定の抵抗値に調整したスポンジ状の発泡ウレタンで形成されている。なお、弾性層は、発泡ウレタンに限らずＮＢＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ等のゴム材も適宜選択することができる。

繊維層は、導電性繊維を編み込んで布状に形成したもの、導電性繊維を織り込んで布状に形成したもの、あるいは、導電性繊維からなる不織布等から構成されている。導電性繊維としては、例えば、カーボンブラックを分散させたナイロン導電糸の割繊繊維のものが用いられる。極細の導電性繊維を用いることで、繊維層の表面積が増加し、トナーを多量に保持され、クリーニング性能を高まる。

不織布としては、乾式不織布、スポンジバンド、湿式不織布等が用いられる。乾式不織布は、具体的には、繊維長が数センチ程度の繊維を、カードやエアランダム機で薄いシートとし、必要に応じて数枚のシートを重ねて形成したものであり、繊維の接合は、高圧細水流で絡めることで形成される。

クリーニングロール１２２ａ、１２２ｂは、表面に柔らかい導電性繊維からなる繊維層を配設し、繊維層の下層に弾性層を形成することで、二次転写ベルト９０表面に対する摺擦力が低くなるようになっている。

クリーニングロール１２２ａ、１２２ｂにはそれぞれ、このクリーニングロール１２２ａ、１２２ｂにより除去された残留トナーを回収する回収ロール１２４ａ、１２４ｂが接触して配置されている。

回収ロール１２４ａ、１２４ｂにはそれぞれ、クリーニングロール１２２ａ、１２２ｂ表面の残留トナーをこの回収ロール１２４ａ、１２４ｂ側に静電的に移動させる電界を発生させる電圧が印加されている。

回収ロール１２４ａ、１２４ｂは、所定外径のロールであって、カーボンブラックを分散させて抵抗値を調整したフェノール樹脂で形成されている。あるいは、表面にフッ素樹脂等の被膜を形成した、アルミニウム合金やステンレス合金鋼等の金属を用いることもできる。これにより、後述するスクレーパ１２６ａ、１２６ｂとの摺動を円滑に行なわれる。回収ロール１２４ａ、１２４ｂは、上記構成に限定されるものではなく、システムに応じて適宜選択できる。

また、回収ロール１２４ａ、１２４ｂにはそれぞれ、この回収ロール１２４ａ、１２４ｂ表面に付着した残留トナーを掻き落とすスクレーパ１２６ａ、１２６ｂが配置されている。

スクレーパ１２６ａ、１２６ｂ、１２１は、鉄、ステンレス合金鋼等の金属によって形成された板状の部材から構成される。

このように、二次転写ベルト９０に付着したトナーは、スクレーパ１２１、１２６ａ、１２６ｂ、クリーニングロール１２２ａ、１２２ｂ、及び、回収ロール１２４ａ、１２４ｂにより清掃され、清掃されたトナーが回収ボックス１２０に溜まるようになっている。

二次転写ベルト９０の、記録媒体２２搬送方向に対して上流側には、レジストロール８０と二次転写ベルト９０間を接続する上流側接続部１２８が配設されており、記録媒体２２搬送方向に対して下流側には、二次転写ベルト９０と第１の搬送ベルト９４ａ間を接続する下流側接続部１３０が配設されている。

第１の搬送ベルト９４の下方に配設された吸引装置１０２は、空気中を浮遊する浮遊物を吸引する。浮遊物には、二次転写クリーニング装置１００から漏れて（飛散して）浮遊するトナー（トナークラウド）や紙粉等が含まれる。以下、浮遊物については、トナークラウドを代表例として説明する。

次に、吸引装置１０２の構成について詳細に説明する。
図４は、吸引装置１０２の断面図を示す。吸引装置１０２は、吸引装置本体１４０と、この吸引装置本体１４０内にトナークラウドを取り入れる吸引部１４２と、この吸引部１４２から取り入れられたトナークラウド（トナー）を捕集する例えば波形状のフィルター１４４と、吸引風を発生させる送風機１４６と、から構成される。

吸引部１４２は、トナークラウドを取り入れる複数（本実施形態では２つ）の吸引口１４８と、この吸引口１４８から取り入れたトナークラウドをフィルター１４４へ案内する案内部１５０とを備える。

送風機１４６は、フィルター１４４を通過した空気を取り入れる吸気口１４６ａと、この吸気口１４６ｂから取り入れた空気を排出する排気口１４６ｂとを備える。吸気口１４６ａは、フィルター１４４と対向する側（図４において上方）に設けられ、排気口１４６ｂは、空気がフィルター１４４から吸気口１４６ａへ流れる方向に対し直交するように設けられている（図４において水平方向）。

したがって、トナークラウドは、送風機１４６により発生される吸引風により誘導され、吸引口１４８から吸引装置本体１４０内に取り入れられ、案内部１５０を通過しフィルター１４４に捕集される。フィルター１４４を通過した空気は、送風機１４６の吸気口１４６ａから吸気され、進行方向を変更されて排気口１４６ｂから画像形成装置本体１２内に排気される（図４において垂直方向から吸気され、水平方向に排気される）。フィルター１４４によりトナークラウドを捕集し、画像形成装置本体１２内に排気することで、画像形成装置本体１２外に排気する排気部が不要となる。

次に、吸引装置１０２の配置について詳細に説明する。
図５は、二次転写ベルト９０、吸引装置１０２及びその周辺構造の上面図を示し、図６は、二次転写ベルト９０、吸引装置１０２及びその周辺構造の断面斜視図を示す。

二次転写ベルト９０を支持する二次転写ロール９２及び従動ロール９３は、画像形成装置本体１２の一部である支持部１２ａに設けられている。ここで、二次転写ベルト９０は回転動作するため、この二次転写ベルト９０と、支持部１２ａとの間には、隙間Ｇが生じる。このため、二次転写ベルト９０の下方に配置された二次転写クリーニング装置１００から発生する（例えば、回収ボックス１２０に回収されたトナーや、スクレーパ１２６ａ、１２６ｂに掻き落とされるトナーに起因する）トナークラウドは、他の箇所と比較してこの隙間Ｇから二次転写クリーニング装置１００外に抜け出し易い。これにより、隙間Ｇ近傍の下流側接続部１３０にトナーが堆積する。この状態で記録媒体２２が搬送されると、記録媒体２２が汚染される。

吸引装置１０２の吸引口１４８は、第１の搬送ベルト９４ａの下方から、隙間Ｇに向けて、トナークラウドを吸引するように配置されている。すなわち、隙間Ｇから抜け出したトナークラウドは、二次転写ベルト９０（下流側接続部１３０）と第１の搬送ベルト９４ａとの間を通過して吸引装置１０２に吸引される。
このため、吸引口１４８が隙間Ｇ近傍に配置されていない場合と比較して、二次転写クリーニング装置１００から生じるトナークラウドが効果的に吸引装置１０２に吸引される。したがって、本構成を有さない場合と比較して、トナークラウドが隙間Ｇ近傍の下流側接続部１３０等、画像形成装置本体１２内の構成要素に堆積し難く、記録媒体２２の汚染が防止される。

また、吸引装置１０２は、第１の搬送ベルト９４の下方に配置されており、この第１の搬送ベルト（及び、第２の搬送ベルト９４ｂ、第３の搬送ベルト９４ｃ）が記録媒体２２を吸引する方向（図３において下方向）と同方向側にトナークラウドを吸引する構成となっている。このため、吸引装置１０２は、記録媒体２２の搬送中であっても、記録媒体２２の搬送を阻害することなく、トナークラウドを吸引する。

なお、上記実施形態においては、吸引装置１０２は、フィルター１４４を通過した空気を画像形成装置本体１２内に排気する構成について説明したが、これに限らず、画像形成装置本体１２外に排出する排出部を設け、この排出部により画像形成装置本体１２外に排気するようにしてもよい。

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
１６ 画像形成ユニット
１８ 中間転写ベルト
２０ 記録媒体搬送路
２２ 記録媒体
２４ 定着器
２６ 排紙トレイ
６６ 一次転写ロール
８０ レジストロール
９０ 二次転写ベルト
９２ 二次転写ロール
９４ 搬送ベルト
１００ 二次転写クリーニング装置
１０２ 吸引装置
１２０ 回収ボックス
１２８ 上流側接続部
１３０ 下流側接続部
１４４ フィルター
１４６ 送風機

Claims (5)

1. 現像剤像を保持する像保持体と、
   前記像保持体が保持する現像剤像を記録媒体に転写する転写体と、
   前記転写体を支持する画像形成装置本体と、
   前記転写体に付着した現像剤を清掃する清掃手段と、
   前記清掃手段により清掃された現像剤を溜める現像剤溜め部と、
   前記現像剤溜め部から漏れる現像剤を吸引する吸引手段と、
   を有し、
   前記転写体は、前記画像形成装置本体との間に隙間を形成し両端が回転自在に支持された回転部材を少なくとも有し、
   前記吸引手段は、前記回転部材の少なくとも一端の隙間に向けて開口する吸引口を有し、該隙間から現像剤を吸引する画像形成装置。
2. 前記転写体で転写された記録媒体を搬送する搬送体、
   をさらに有し、
   前記吸引手段は、前記搬送体の下方に設けられている請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記吸引手段は、現像剤を捕集する捕集部を備える請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記搬送体は、記録媒体を吸着する吸着装置を備え、
   前記吸引手段は、前記吸着装置が記録媒体を吸着する方向と略同一の方向に現像剤を吸引する請求項１乃至３いずれか記載の画像形成装置。
5. 前記吸引手段は、前記現像剤溜め部から漏れる現像剤を前記転写体と前記搬送体との間を通過させて吸引する請求項２乃至４いずれか記載の画像形成装置。

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