JP4630002B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばコピー機や、モノクロ／フルカラー画像形成装置などの画像形成装置に係り、感光体から中間転写体や記録媒体へ、または中間転写体から記録媒体などへ、像担持体上のトナー像を転写していくプロセスで、転写しきれなかった余剰トナーをクリーニングする清掃機構を具備する画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置では、転写できずに像担持体上に残った余剰トナーを清掃する清掃機構を画像形成装置本体に固定し脱落することを防止するために、本体に固定部材を設けている。固定部材とは別に、清掃機構が稼動する際に発生する煙状トナーが飛散して画像形成装置機内または周辺ユニットを汚すことを防止するため、また下部にあるユニットへの異物混入を防止するためにカバーを設けている。このような画像形成装置の例が、特許文献１に記載されている。

転写できなかった余剰トナーの清掃機構は、印字領域幅より広い導電性部材、例えば金属ローラと、ある抵抗値を持った半導電性部材、例えばブラシローラとブレードとで構成されている。画像形成装置本体から印加した電圧が、金属ローラから導電ブラシローラを介して像担持体へと伝わり電位差が発生する。像担持体上のトナーは、通常負の電荷を持っている為、像担持体より電位が高いブラシローラにまず移動し、続いてブラシローラより電位の高い金属ローラへ移動する。金属ローラ表面に移動したトナーは、金属ローラと稜線が接触するように配置されたブレードで掻き落とされて、トナー回収機構へと導かれていく。

特開２００４−１３３２８８号公報((００２４)段落から(００２６)段落の記載)

従来技術では、前記清掃機構が金属ローラおよびブラシローラが回転して余剰トナーを回収しているので、金属ローラへの画像形成装置からの通電は、回転する金属ローラにバネ圧力を利用して接触する方法がよく用いられている。このために、従来技術では、バネと金属ローラ間に異物が混入したり、接点間に酸化膜等が発生したり、また、回転による振動や、画像形成装置の稼動時の衝撃などにより、瞬間的に接点が離れたりすると、通電が途絶する。また、その後の導通状態への復帰時に、過電流が流れ、電源供給装置が異常動作し、その他の電源供給を一時中断することがある。その結果、画像欠陥や異常動作などの障害の原因となる場合がある。

本発明の目的は、清掃機構への通電を確保することにより、過電流の発生を防止し、安定した画像を供給できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、像担持体上に形成したトナー像を電位差で次像担持体に転写した、または転写電圧を印加して記録媒体上に転写した際に、転写できずに像担持体上に残った余剰トナーを電位差でクリーニングする清掃機構を有し、前記清掃機構が稼動した際に発生する煙状トナーが飛散して画像形成装置機内または周辺ユニットを汚すことを防止するため、また下部にあるユニットへの異物混入を防止するために設けたカバーが、前記清掃装置の本体取付けの固定と脱落防止機能を兼ねるストッパーとなる形状をしている。

また、本発明の画像形成装置は、画像形成装置本体から清掃機構への通電を確保するために多重接点を備えており、さらに多重接点の通電手段として画像形成装置の電源からの直接電極と、前期電極から分岐して間接接触する補助電極を有する。この間接電極は、前記のカバーに具備されているので間接電極を保持するためにネジ等の別部材が不要である。

本発明の画像形成装置によれば、画像欠陥の発生がなく、安定した画像を形成できる。

以下、本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成および動作を、図とともに説明する。

図１に本実施例のカラー画像形成装置の概略構成図を示す。カラー画像形成装置１は、機枠体のほぼ中央部に潜像保持手段である感光ベルト２を垂直方向に長く環状に設置し、この感光ベルト２を間にして、図１の左側に中間転写体である転写ベルト３と転写装置１１と記録媒体７を供給する給紙装置９と定着器１２を配置し、図１の右側に微小着色粉体として４色の異なる色のトナーを充填した現像装置６ｋ、６ｙ、６ｍ、６ｃを配置している。

現像装置６ｃの下側には感光ベルト２に潜像を形成するための露光装置５を配置し、更にその下側には記録媒体７を積載、収容する給紙カセット８を配置する。転写ベルト３の周囲に、転写装置１１と中間転写体清掃装置１４を配置し、感光ベルト２の周囲に帯電装置４と残像除去装置１８と感光体清掃装置１７とを配置する。

感光ベルト２は駆動装置（図示せず）により矢印２０の方向に回転し、それの表面の感光層は帯電装置４により一様に帯電する。次に露光装置５により、パソコンやイメージスキャナ等により作成した文字情報やイメージ等の画像情報に従ってドット単位で感光ベルト２を露光することにより、感光ベルト２の表面に静電潜像を形成する。その後、感光ベルト２上の静電潜像を現像装置６ｋ、６ｙ、６ｍ、６ｃの何れかを選択して現像し、選択した色のトナー像を形成する。

第一転写位置２１を通過した感光ベルト２は、残像消去装置１８による一様な光照射によって静電潜像を消去して、表面電位を一定レベル以下に落す。その後、第一転写で転写されずに感光ベルト２の表面に残った残トナーを感光体清掃装置１７で除去することにより感光ベルト２の表面を清掃し、次のトナー像の形成に備える。

このようなトナー像形成および転写の１サイクルの動作を、転写ベルト３の１回転のタイミングに合わせて現像装置６ｋ、６ｙ、６ｍ、６ｃを選択的に使用して順次行うことにより、転写ベルト３上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像を形成する。

用紙やＯＨＰシート等の記録媒体７はタイミングをとって給紙装置９と用紙搬送装置１０から第二転写位置２２に供給し、転写ベルト３の表面に形成されている単色あるいはカラートナー像を転写装置１１により記録媒体７上に転写する。トナー像が転写された記録媒体７は、転写ベルト３から剥離され、定着器１２によってトナー像を記録媒体７に溶融定着し、排紙装置１３によりカラー画像形成装置１の上面の排紙トレーに排紙する。記録媒体７へトナー像を転写した後の転写ベルト３の表面に残っている余剰トナーは中間転写体清掃装置１４によって清掃され、トナー回収装置１５に回収される。清掃された転写ベルト３は、次のトナー像の転写に備える。

本実施例のカラー画像形成装置は図１に示すように、記録媒体７の給紙から排紙までの搬送経路をできる限り簡略化し、搬送経路の曲率半径を大きくしたので、搬送途中での紙詰まりを防止し、信頼性を向上している。また、本実施例のカラー画像形成装置は紙詰まりが発生しても、その解消処理操作を簡単に行うことができ、さらに、厚紙等も使用できる多種記録媒体方式の画像形成装置とすることもできる。

本実施例のカラー画像形成装置では、記録媒体搬送経路を略円弧状に形成し、転写ベルト３と感光ベルト２と現像装置６ｋ、６ｙ、６ｍ、６ｃと露光装置５を記録媒体搬送経路の内側に配置することにより、機枠体内の空間を有効利用して小型化し、搬送経路を簡略化し、画像面を下向きにして記録媒体７を排出する構成である。この構成により搬送経路を簡略化することができ、且つ、殆どの構成ユニットを搬送経路よりも内側に配置してあるので、搬送経路が機枠体の近くに配置され、搬送経路が開放し易くなり、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単になる。また、記録媒体７が画像面を下向きにして画像形成装置上に排出されるので、画像形成装置上に積み重なった記録媒体７を、画像面側が上を向くように取り出すと、上側から下側に記録された用紙が印刷順に並ぶように積み重なる利点もある。

本実施例のカラー画像形成装置では、潜像保持体を感光ベルト２で構成し、現像領域では感光ベルト２が直線的に移動するように感光ベルト２全体を長円形軌道を回動する構成にしたので、複数の現像装置６ｋ、６ｙ、６ｍ、６ｃを略同一の形状に構成して感光ベルト２の直線領域に対向するように積重ねて配置することができると共に、現像装置の１つを現像する色に合わせて選択的に使用するための交替機構も簡素化でき、また、感光ベルト２を垂直方向に長く縦長形状に配置することにより、同一周長の感光ベルト２が占有する空間を小さくすることができので、画像形成装置を小型にできる。

本実施例のカラー画像形成装置では、記録媒体７を機枠体内の下部から上部に向けて搬送するとき、転写ベルト３は矢印２３の方向に回動し、感光ベルト２は矢印２０の方向に回動するので、各接触点におけるそれぞれの回動方向が同方向になるので、振動や振動に由来する問題が少なくなる。また、転写ベルト３を感光ベルト２に圧接して感光ベルト２に従動させているので、色ズレの少ないトナー像転写を実現することができる。

さらに本実施例のカラー画像形成装置では、図１に示すように、現像装置６ｃのトナー担持体である現像ローラ１９を矢印２４の方向に回転させる逆転現像方式（感光ベルト側で下方から上方に回転する方式）に構成することにより、感光ベルト２と現像ローラ１９の対向面を同一方向に回動させることができ、現像効率が良く、振動等の問題の少ない現像を実現できる。

次に本実施例のカラー画像形成装置の中間転写体清掃装置１４とカバー１６の詳細を図２を用いて説明する。中間転写体清掃装置１４は画像形成装置から電源を供給される金属ローラ１４ｂと半導電体のブラシローラ１４ｃ（例えば、抵抗値１ＭΩ〜２０ＭΩ）とブレード（図示せず）とケーシング１４ａとで構成されている。金属ローラ１４ｂは中空の管状部材であって、その両端にアルミニウムあるいはアルミニウムを含む合金製の軸部材１４ｅを備えている。半導電体のブラシローラ１４ｃはカーボンブラックなどを練り込んだ導電性のポリアミド繊維を植え込んだものである。また、カバー１６はプラスチック製であり、金属ローラ１４ｂや半導電体のブラシローラ１４ｃに対向する内面側に帯電防止処理がなされていて、トナーの付着を回避している。

図１、図２に示す本実施例の中間転写体清掃装置１４は重力方向および左右方向が画像形成装置フレーム１ａで支持され、カバー１６が上部から支持して固定されている。カバー１６の両端は画像形成装置フレーム１ａに設けられた穴１ｂに勘合するボスを形成したレバーとしてあり、カバー１６を装着する際レバー部のバネ弾性で矢印２５の方向に押し付けて、画像形成装置フレームの穴１ｂに勘合して、中間転写体清掃装置１４を支持できる。これによって中間転写体清掃装置１４に上部に抜けるような力がかかっても、外れることを防止することができる。ここで、カバー１６のボスが勘合する穴１ｂの個数は、カバー１６の左右で同じであっても異なっていてもよい。電極３０と補助電極３１とが図２に示すように左右の何れかにまとめて配置されている場合には、電極３０と補助電極３１とが配置されている側の穴１ｂの個数を多くすると、電極３０と補助電極３１とが位置ずれせずに画像形成装置の電源１ｃに確実に接続できるので好ましい。

なお、カバー１６は、矢印２５と反対方向にカバー１６のレバー部を摘んで引き上げれば容易に取り外すことができる。また、カバー１６は中間転写体清掃装置１４周囲を覆うような形状をしており、清掃中に生じる煙上トナーの飛散防止や、上部からの異物の落下を防止できる。

本実施例では、画像形成装置１の電源１ｃから供給される電圧は、金属ローラ１４ｂの軸に接触する電極３０と、片端は前記電極３０に接触して残り片端が軸受メタル１４ｄ（導電体）に接触している補助電極３１とによる多重接点を介して中間転写体清掃装置１４に印加している。本実施例では軸受メタル１４ｄは金属ローラ１４ｂをその内壁で支えながら画像形成装置に固定され、補助電極３１はカバー１６の中間転写体清掃装置１４を支持する足に設置されている。

本実施例では、軸受メタル１４ｄの材質が銅や銅を含む合金、あるいは亜鉛鋼板であり、電極３０及び補助電極３１の材質がアルミニウムやアルミニウム合金や銅や銅合金である。ここで、電極３０は軸部材１４ｅに押接しているので、軸部材１４ｅより硬い材質であることが好ましい。なお材質の硬さの大小は、例えばビッカース硬度計などで測定した硬度の大小で判断すればよい。

本実施例では、金属ローラ１４ｂやブラシローラ１４ｃ、電極３０、補助電極３１、軸受メタル１４ｄの材質を上記のように構成してあるので、画像形成装置電源１ｃから中間転写体清掃装置１４に印加される電圧は、そのピーク電圧が３５０Ｖを越えない範囲の電圧で済む。

なお、図２には電極３０と補助電極３１のと２重接点の場合を示したが、電極３０および補助電極３１の数を図２より多くした多重接点としても良いことは言うまでもない。さらに、図２では、電極３０と補助電極３１とが同じ端に配置されているが、電極３０と補助電極３１とがそれぞれ両端に分散されていてもよいし、電極３０と補助電極３１とが別々の端に配置されていても良い。

また、図２では電極３０が画像形成装置フレーム１ａに固定され、補助電極３１が軸受メタル１４ｄ側に固定されているが、電極３０と補助電極３１双方を画像形成装置フレーム１ａに固定してもよい。

以上説明したように、本実施例の画像形成装置は、中間転写体清掃装置への通電を確保するために、画像形成装置の電極に補助電極の片端を接触させて電圧を分岐し、補助電極の片端を中間転写体清掃装置に接続して通電を確保しているので、画像形成装置の電極と中間転写体清掃装置の接点が絶縁状態になっても、補助電極から通電することができるので、中間転写体から余剰トナーを清掃することができる。

本実施例では、中間転写体清掃装置１４について説明したが、電位差でクリーニングを行なう図１に示した感光体清掃装置１７にも同様に電極３０と補助電極３１とを備えた多重接点を介して所定の電位を確実に印加できることは言うまでもない。

実施例のカラー画像形成装置の概略構成図である。 実施例の中間転写体清掃装置とカバーの説明図である。

符号の説明

１…カラー画像形成装置、１ａ…画像形成装置フレーム、１ｂ…穴、１ｃ…画像形成装置電源、２…感光ベルト、３…転写ベルト、４…帯電装置、５…露光装置、６ｋ、６ｙ、６ｍ、６ｃ…現像装置、７…記録媒体、８…給紙カセット、９…給紙装置、１０…用紙搬送装置、１１…転写装置、１２…定着器、１３…排紙装置、１４…中間転写体清掃装置、１４ａ…ケーシング、１４ｂ…金属ローラ、１４ｃ…ブラシローラ、１４ｄ…軸受メタル、１４ｅ…軸部材、１５…トナー回収装置、１６…カバー、１７…感光体清掃装置、１８…残像除去装置、１９…現像ローラ、３０…電極、３１…補助電極。

Claims (2)

1. 像担持体上に形成したトナー像を電位差で別の像担持体に転写、あるいは転写電圧を印加して記録媒体上に転写した際に、転写せずに像担持体上に残った余剰トナーを電位差で除去する清掃装置を備えた画像形成装置において、前記清掃装置は、両端に軸部材を備え前記画像形成装置から電圧を供給される金属ローラを有し、重力方向と前記軸部材の軸方向とは前記画像形成装置のフレームで支持されるとともに、カバーによって上部から支持して固定され、
   前記フレームは直接電極の一端を固定し、前記直接電極の片端は前記軸部材に接続され、
   前記カバーは片端が前記直接電極と接触する補助電極を有し、前記補助電極の残りの片端は前記軸部材の軸受け部材に接触して通電することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記補助電極が、前記清掃装置を支持する前記カバーの足に設置されることを特徴とする画像形成装置。

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