JP2011048294A - 画像形成装置 - Google Patents

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延幸 林
Tomohisa Okura
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Abstract

【課題】クリーニング部材では取り除ききれなかった残留トナーの屈曲ローラの押圧表面への付着を簡易な構成で抑制することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】トナー画像が1次転写される転写面7aを有する中間転写回転体7と、トナー画像を2次転写させる2次転写体8と、中間転写回転体7における2次転写体8よりも回転方向R下流側に配置され、転写面7aに残留する残留トナー151を電気的に取り除くと共に残留トナー151とは異なる極性の電荷152で転写面7aを帯電させるクリーニング部材41と、中間転写回転体7におけるクリーニング部材41よりも回転方向R下流側に配置され、中間転写回転体7を内側へ向けて屈曲させる押圧表面361aを有し、転写面7aの電荷152に誘導されて残留トナー151と同じ極性の電荷161を押圧表面361aに誘導可能に構成される屈曲ローラ36と、を備える。
【選択図】図2

Description

本発明は、コピー機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
コピー機等の画像形成装置として、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラムに形成された静電潜像にトナー画像を現像する現像器と、現像器により感光体ドラムに形成されたトナー画像が1次転写される転写面を有する無端帯状の中間転写ベルト(中間転写回転体)と、中間転写ベルトの転写面に1次転写されたトナー画像を用紙に2次転写する2次転写ローラと、を備える画像形成装置が知られている。
このような画像形成装置としては、2次転写後の中間転写ベルトの転写面に残留する残留トナーをクリーニング部材により回収するように構成されたものが一般的である。しかしながら、中間転写ベルトの転写面には、クリーニング部材では回収しきれない残留トナーが残留することがある。
また、省スペース化の実現のため、中間転写ベルトの転写面を外側から内側に押圧して中間転写ベルトを内側へ向けて屈曲させる屈曲ローラを備える画像形成装置が知られている。
屈曲ローラを備える画像形成装置においては、中間転写ベルトに屈曲ローラが当接しているため、中間転写ベルトの転写面に残留する残留トナーが屈曲ローラに付着しやすい。屈曲ローラに残留トナーが付着する状態が続く場合、屈曲ローラに付着した残留トナーが屈曲ローラの表面(押圧表面)に堆積して、やがて固着する場合がある。その結果、屈曲ローラに付着した残留トナーにより、中間転写ベルトの転写面を傷つけ、画像形成の不良が発生するという問題点がある。
そこで、屈曲ローラに残留トナーと同じ極性のバイアス電圧を印加して、同じ極性同士の反発力を利用することにより屈曲ローラの表面への残留トナーの付着を抑制する画像形成装置が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。
特開2003−156940号公報
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置は、屈曲ローラにバイアス電圧を印加する構成を採用することにより、屈曲ローラの表面への残留トナーの付着を抑制しているため、構成が複雑となりがちである。
本発明は、中間転写回転体の転写面から残留トナーを電気的に取り除くクリーニング部材と、中間転写回転体の転写面を外側から内側へ向かう方向に押圧する屈曲ローラと、を備え、クリーニング部材では取り除ききれなかった残留トナーの屈曲ローラの押圧表面への付着を簡易な構成で抑制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。
本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電部と、前記帯電部により帯電された前記像担持体に形成される静電潜像にトナーを付着させて該像担持体の表面にトナー画像を形成する現像器と、前記現像器により前記像担持体に形成されたトナー画像が1次転写される転写面を有する無端帯状の中間転写回転体と、前記中間転写回転体の前記転写面に当接する位置に移動して、前記転写面に1次転写されたトナー画像をシート状の被転写材に2次転写する2次転写体と、前記中間転写回転体における前記2次転写体よりも回転方向下流側に配置され、前記転写面に残留する残留トナーを電気的に取り除くと共に前記残留トナーとは異なる極性の電荷で前記転写面を帯電させるクリーニング部材であって、前記残留トナーとは異なる極性のバイアス電圧が印加されるクリーニング部材と、前記中間転写回転体における前記クリーニング部材よりも回転方向下流側に配置され、前記中間転写回転体の前記転写面を外側から内側へ向かう方向に押圧して前記中間転写回転体を内側へ向けて屈曲させる押圧表面を有する屈曲ローラであって、前記クリーニング部材により帯電された前記転写面の電荷に誘導されて前記残留トナーと同じ極性の電荷を前記押圧表面に誘導可能に構成される屈曲ローラと、を備える画像形成装置に関する。
また、前記屈曲ローラは、前記押圧表面に絶縁部を有すると共に、内部に導電部を有することが好ましい。
また、前記屈曲ローラの前記導電部は、基準電位に電気的に接続されることが好ましい。
また、前記屈曲ローラの前記押圧表面、前記中間転写回転体の前記転写面及び前記残留トナーは、摩擦帯電系列において、該残留トナーの帯電極性側から、前記残留トナー、前記屈曲ローラの前記押圧表面、前記中間転写回転体の前記転写面の順に配列されることが好ましい。
また、前記クリーニング部材は、回転軸部材と、該回転軸部材の周面に設けられ前記回転軸部材を介して前記バイアス電圧が印加されるブラシ毛と、を有することが好ましい。
本発明によれば、中間転写回転体の転写面から残留トナーを電気的に取り除くクリーニング部材と、中間転写回転体の転写面を外側から内側へ向かう方向に押圧する屈曲ローラと、を備え、クリーニング部材では取り除ききれなかった残留トナーの屈曲ローラの押圧表面への付着を簡易な構成で抑制することができる画像形成装置を提供することができる。
本実施形態のカラーコピー機1における各構成要素の配置を説明するための正面図である。 クリーニングブラシ41及び屈曲ローラ36の近傍において中間転写ベルト7に残留した残留トナー151が移送される様子を示す図である。 屈曲ローラ36の押圧表面361aに電荷161が誘導される様子を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
まず、図1により、本実施形態の画像形成装置としてのカラーコピー機1における全体構造を説明する。図1は、本実施形態のカラーコピー機1における各構成要素の配置を説明するための正面図である。本実施形態において、後述する手差しトレイ65が配置された側(図1における右側)をカラーコピー機1の右側とする。
画像形成装置としてのカラーコピー機1は、上方側に配置され所定の原稿を送り出す原稿送り部70と、原稿送り部70により送り出された原稿に形成された画像を読み込む画像読み込み部71と、下方側に配置され画像読み込み部71からの画像情報に基づいて、シート状の被転写材としての用紙Tにトナー画像を形成する装置本体Mと、を備える。
装置本体Mは、像担持体としての感光体ドラム2a、2b、2c、2dと、帯電部10a、10b、10c、10dと、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dと、現像器16a、16b、16c、16dと、トナー収容容器としてのトナーカートリッジ5a、5b、5c、5dと、トナー供給部6a、6b、6c、6dと、ドラムクリーニング装置11a、11b、11c、11dと、除電器12a、12b、12c、12dと、中間転写回転体としての中間転写ベルト7と、屈曲ローラ36と、ベルトクリーニング装置40と、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dと、2次転写体としての2次転写ローラ8を含む二次転写ユニット200と、定着部9と、を備える。
本実施形態においては、トナーカートリッジ6a、6b、6c、6dにより供給されるトナーをプラス極性に帯電する例を説明する。
また、装置本体Mは、該装置本体Mの下方側に引き出し可能に配置され用紙Tが積層された状態で収納される給紙カセット52を備える。装置本体Mは、給紙カセット52から送り出された用紙Tが搬送される搬送路54を備える。
感光体ドラム2a、2b、2c、2dは、円筒形状の部材である。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれは、図1に対して垂直な回転軸を中心に矢印の方向に回転可能に配置される。感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれにおける表面には、静電潜像が形成され得る。
帯電部10a、10b、10c、10dは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの上方に配置される。帯電部10a、10b、10c、10dは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を一様に負(マイナス極性)に帯電させる。
レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの上方に感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれから離間して配置される。レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれは、不図示のレーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有して構成される。
レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれは、画像読み込み部71により読み込まれた画像に関する画像情報に基づいて感光体ドラム2a、2b、2c、2dの表面を走査露光する。レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dそれぞれにより走査露光されることで、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面の露光された部分の電荷が除去される。これにより、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に静電潜像が形成される。
現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dにそれぞれ対応して設けられ、感光体ドラム2a、2b、2c、2dの側方(図1において左側)に配置される。現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させて、各色のトナー画像を感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に形成する。本実施形態においては、現像器16a、16b、16c、16dそれぞれには、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dからトナー供給部6a、6b、6c、6dによって磁性キャリア及びトナーを含む二成分現像剤が供給される。トナーは、ポリエステルを基材として磁性キャリアに対してプラスに帯電するように外添剤で調整されている。
現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つのトナー色に対応する。現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dに対向配置が可能な現像ローラと、トナー攪拌用の攪拌部材とを有して構成される。攪拌部材は、現像器16a、16b、16c、16dに収容された二成分現像剤を攪拌する。これにより、攪拌された二成分現像剤には、摩擦により静電気が発生し、磁性キャリアがマイナスに帯電し、トナーがプラスに帯電する。現像器16a、16b、16c、16dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dに形成された静電潜像に、プラス極性に帯電したトナーを付着させる。
トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれは、現像器16a、16b、16c、16dそれぞれに対応して設けられており、現像器16a、16b、16c、16dそれぞれに対して供給される各色のトナーを収容する。トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれは、イエローのトナー、シアンのトナー、マゼンタのトナー、ブラックのトナーを収容する。
トナー供給部6a、6b、6c、6dそれぞれは、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5d及び現像器16a、16b、16c、16dにそれぞれ対応して設けられており、トナーカートリッジ5a、5b、5c、5dそれぞれに収容された各色のトナーを、現像器16a、16b、16c、16dそれぞれに対して供給する。トナー供給部6a、6b、6c、6dそれぞれと現像器16a、16b、16c、16dそれぞれとは、不図示のトナー供給路により結ばれている。
中間転写ベルト7は、無端帯状であり、従動ローラ35、駆動ローラ18、屈曲ローラ36等に掛け渡される。そして、中間転写ベルト7は、駆動ローラ18により回転方向Rに向かって駆動される。中間転写ベルト7は、ヤング率の高い樹脂基材の上に弾性層を設け、弾性層の表面を離型性の良い樹脂材料でコートしている。例えば、本実施形態の中間転写ベルト7は、厚さ0.1mmのPVDF樹脂を基材として、その上に厚さ0.1mmのNBRゴムの弾性層を設け、該弾性層の表面にPTFEのコート層を形成している。
中間転写ベルト7は、感光体ドラム2aから感光体ドラム2b、感光体ドラム2bから感光体ドラム2c、感光体ドラム2cから感光体ドラム2dそれぞれに向かう回転方向Rに順次移動する。中間転写ベルト7の移動に伴って、中間転写ベルト7には、感光体ドラム2a、2b、2c、2dに形成された各色のトナー画像が順次1次転写される。
屈曲ローラ36は、バネ38の付勢力により中間転写ベルト7を外側から内側に向けて付勢する。そのため、中間転写ベルト7には、所定の張力が与えられる。ここで、中間転写ベルト7の外側とは、無端帯状の中間転写ベルト7により形成されたループ(輪)の外側をいう。中間転写ベルト7の内側とは、無端帯状の中間転写ベルト7により形成されたループの内側をいう。屈曲ローラ36の詳細については後述する。
中間転写ベルト7における感光体ドラム2a、2b、2c、2dと反対の側には、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれが対向して配置される。
中間転写ベルト7における所定部分は、1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれと、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれとにより挟み込まれる。この挟み込まれた所定部分は、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれにおける表面に押し当てられる。このようにして、中間転写ベルト7の転写面7a(感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面が押し当てられた面)には、1次転写ニップN1a、N1b、N1c、N1dが形成され、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれに現像された各色トナー画像が中間転写ベルト7に順次転写される。これにより、中間転写ベルト7には、フルカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト7の転写面7aは、中間転写ベルト7の外側を形成する面である。
1次転写ローラ37a、37b、37c、37dそれぞれには、不図示の1次転写バイアス印加部により、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれに形成された各色のトナー画像を中間転写ベルト7に転写させるための1次転写バイアスが印加される。
2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に1次転写されたトナー画像を用紙Tに2次転写させる。2次転写ローラ8には、不図示の2次転写バイアス印加部により、中間転写ベルト7に形成されたフルカラーのトナー画像を用紙Tに転写させるための2次転写バイアスが印加される。
2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に対して当接したり離間したりする。具体的には、2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7に当接される当接位置と中間転写ベルト7から離間する離間位置とに移動可能に構成される。詳細には、2次転写ローラ8は、中間転写ベルト7の転写面7aに1次転写されたトナー画像を用紙Tに2次転写させるために当接位置にあり、用紙Tのジャム処理などの際に離間位置に移動される。
2次転写ローラ8は、二次転写ユニット200に含まれる。二次転写ユニット200は、2次転写ローラ8を収容すると共に該2次転写ローラ8を回転可能に軸支するハウジング201と、ハウジング201の側面に配置される回転駆動ギア210と、2次転写ローラ8の回転軸方向であってハウジング201の側面に配置されるローラ側ギア220と、回転駆動ギア210とローラ側ギア220とに当接して配置されるアイドルギア230とを備える。二次転写ユニット200は、不図示の二次転写ユニット移動部により、不図示の回転軸を中心として2次転写ローラ8が中間転写ベルト7に当接可能な位置と、中間転写ベルト7から離間する位置とに回動移動される。
中間転写ベルト7における2次転写ローラ8とは反対側には、対向ローラ108が配置される。中間転写ベルト7における所定部分は、2次転写ローラ8と対向ローラ108とによって挟み込まれる。そして、用紙Tは中間転写ベルト7の転写面7a(トナー画像が1次転写された面)に押し当てられる。2次転写ローラ8と対向ローラ108との間で2次転写ニップN2が形成される。2次転写ニップN2において、中間転写ベルト7に1次転写されたトナー画像が用紙Tに2次転写される。
2次転写の後、中間転写ベルト7の転写面7aには、2次転写の際に残留した残留トナー151が付着している。残留トナー151は、プラス極性である。
ベルトクリーニング装置40は、中間転写ベルト7に残留した残留トナー151を清掃する装置である。ベルトクリーニング装置40は、中間転写ベルト7における2次転写ローラ8よりも中間転写ベルト7の回転方向Rの下流側に配置される。ベルトクリーニング装置40の詳細については後述する。
定着部9は、用紙Tに2次転写されたトナー画像を構成する各色のトナーを溶融及び加圧して、トナーを用紙Tに定着させる。定着部9は、ヒータにより加熱される加熱ローラ9aと、加熱ローラ9aに圧接される加圧ローラ9bと、を備える。加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとは、トナー画像が2次転写された用紙Tを挟み込んで加圧すると共に、搬送する。加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとの間に挟まれた状態で用紙Tが搬送されることによって、用紙Tに転写されたトナーは、溶融及び加圧されることで用紙Tに定着される。
除電器12a、12b、12c、12dそれぞれは、1次転写ニップN1a、N1b、N1c、N1dそれぞれに対して感光体ドラム2a、2b、2c、2dの回転方向の下流側に且つドラムクリーニング装置11a、11b、11c、11dそれぞれに対して感光体ドラム2a、2b、2c、2dの回転方向の上流側に、配置される。除電器12a、12b、12c、12dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に光を照射することにより、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面を除電する(電荷を除去する)。
ドラムクリーニング装置11a、11b、11c、11dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの側方(図1において右側)に配置される。ドラムクリーニング装置11a、11b、11c、11dそれぞれは、感光体ドラム2a、2b、2c、2dの表面に残存したトナーや付着物を除去すると共に、除去されたトナー等を所定の回収機構(図示せず)へ搬送して、回収させる。
装置本体Mにおける下方側には、用紙Tを収容する給紙カセット52が水平方向に引き出し可能に配置される。給紙カセット52には、用紙Tが積層された状態で収容される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52の用紙送り出し側端部(図1における右側端部)に配置されるカセット給紙部51により搬送路54に送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路54に送り出すための給紙ローラ対63とからなる重送防止機構を備える。
カセット給紙部51と排紙部50との間には、用紙Tを搬送する搬送路54が形成される。搬送路54は、カセット給紙部51から2次転写ニップN2までの第1搬送路55と、2次転写ニップN2から定着部9までの第2搬送路56と、定着部9から排紙部50までの第3搬送路57とを有する。また、定着部9の出口には、分岐爪58が設けられており、この分岐爪58と第1搬送路55における後述する湾曲路55aとの間には、用紙Tを第1搬送路55に戻すための戻し搬送路59が形成される。
第1搬送路55は、給紙カセット52から送り出された用紙Tを上方に搬送しつつ搬送方向を図1における左方向にするための湾曲路55aと、湾曲路55aから2次転写ローラ8までの直線路55bとを有する。第1搬送路55には、用紙Tを案内しながら搬送するガイド板及びローラ対が配置される。また、第1搬送路55には、用紙Tを検出するためのセンサと、用紙Tのスキュー(斜め給紙)補正やトナー画像とのタイミングを合わせるためのレジストローラ対80が配置される。センサは、用紙Tの搬送方向におけるレジストローラ対80の直前(搬送方向における上流側)に配置される。レジストローラ対80は、センサからの検出信号情報に基づいて上述の補正やタイミング調整をして用紙Tを搬送する。
第2搬送路56は、定着部9側に向かって下方側に傾いた直線状の搬送路である。第2搬送路56には、用紙Tを載置した状態で搬送する搬送ベルト156が配置される。また、第2搬送路56における所定位置には、用紙Tを検出するためのセンサが配置される。
第3搬送路57は、定着部9の出口から図1における左斜め上方に向かうように形成される。第3搬送路57は、分岐爪58の搬送方向下流側に位置し上方へ向かって形成される縦搬送路57aを有して構成される。第3搬送路57により搬送される用紙Tは、分岐爪58の上面側を通過した後、ほぼ垂直上方に向かって搬送されて排紙部50から装置本体Mの外部に排出される。第3搬送路57は、他の搬送路と同様に、用紙Tを案内しながら搬送するガイド板及びローラ対を有して構成される。
戻し搬送路59は、分岐爪58から第3搬送路57とは反対側の下方に分岐し、定着部9、第2搬送路56、2次転写ローラ8及びレジストローラ対80の下方を通り、更に上方に向かうよう形成される。戻し搬送路59は、第1搬送路55における湾曲路55aに合流するように形成される。戻し搬送路59は、定着部9を通過した用紙Tを、2次転写ローラ8の上流側に配置されたレジストローラ対80の上流側に戻すための搬送路である。戻し搬送路59は、用紙Tの両面にトナー画像(文字等を含む)を印刷(印字)する、いわゆる両面印刷(印字)をする場合に用いられる搬送路である。用紙Tは、例えば、反転ローラ160により表裏が反転された状態で戻し搬送路59を介して第1搬送路55に戻される。戻し搬送路59は、他の搬送路と同様に、用紙Tを案内しながら搬送するガイド板及びローラ対を有して構成されると共に、所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
装置本体Mの図1における右側面であって給紙カセット52の上方には、手差し給紙部64が設けられる。手差し給紙部64は、閉状態において側壁を構成する手差しトレイ65と、給紙コロ66とを備える。手差しトレイ65は、下端が第1搬送路55の湾曲路55aの近傍に回動自在(開閉自在)に取り付けられる。手差し給紙部64は、開状態の手差しトレイ65に載置された用紙Tを第1搬送路55の湾曲路55aに給紙する。
次に、本実施形態のカラーコピー機1におけるベルトクリーニング装置40及び屈曲ローラ36に関連する構成について詳細に説明する。図2は、クリーニングブラシ41及び屈曲ローラ36の近傍において中間転写ベルト7に残留した残留トナー151が移送される様子を示す図である。図3は、屈曲ローラ36の押圧表面361aに電荷161が誘導される様子を示す図である。
図2に示すように、ベルトクリーニング装置40は、中間転写ベルト7における2次転写ローラ8よりも中間転写ベルト7の回転方向Rの下流側に配置される。ベルトクリーニング装置40は、2次転写後に中間転写ベルト7の転写面7aに残留した残留トナー151を取り除いて回収する。
ベルトクリーニング装置40は、ケース体47と、クリーニング部材としてのクリーニングブラシ41と、クリーニング対向ローラ42と、回収ローラ43と、ブレード44と、回収スパイラル45と、バイアス印加部46と、を備える。
ケース体47の内部には、クリーニングブラシ41と、回収ローラ43と、ブレード44と、回収スパイラル45と、が収容される。ケース体47は、ケース体47の内部に回収された残留トナー151の外部への飛散を抑制する。
クリーニングブラシ41は、中間転写ベルト7の転写面7aに接触しながら回転軸を中心に回転可能に配置される。クリーニングブラシ41は、中間転写ベルト7の転写面7aに接触しながら回転軸を中心に回転することにより、2次転写後における中間転写ベルト7の転写面7aに残留したプラス電極に帯電した残留トナー151を電気的に吸着して取り除く部材である。クリーニングブラシ41の詳細については後述する。
バイアス印加部46は、ケース体47の外部に配置され、ケース体47の内部に収容された回収ローラ43にバイアス電圧を印加可能に構成される。本実施形態においては、バイアス印加部46は、残留トナー151とは逆のマイナス極性のバイアス電圧を印加する。
回収ローラ43は、クリーニングブラシ41に対向してクリーニングブラシ41と接触するように配置される。回収ローラ43は、クリーニングブラシ41の回転軸と平行な回転軸を中心に図2に示す矢印の方向に回転可能に配置される。回収ローラ43は、不図示の駆動部の駆動により回転させてもよく、クリーニングブラシ41の回転に従動するように回転させてもよい。
回収ローラ43は、クリーニングブラシ41に接触しながら回転軸を中心に回転することにより、クリーニングブラシ41により収集された残留トナー151を受け取る。
回収ローラ43は、導電性を有する部材で構成される。回収ローラ43には、マイナス極性のバイアス電圧がバイアス印加部46により印加される。これにより、回収ローラ43は、プラス極性の残留トナー151を吸着することができる。
また、回収ローラ43に接触するクリーニングブラシ41には、回収ローラ43を介してマイナス極性のバイアス電圧が印加されることになる。これにより、クリーニングブラシ41は、プラス極性の残留トナー151を吸着することができる。
次に、クリーニングブラシ41について説明する。
クリーニングブラシ41は、回転軸部材41aと、回転軸部材41aの周面に植毛されるブラシ毛41bと、を有して構成される。
クリーニングブラシ41は、回転軸部材41aの回転軸を中心に図2における矢印の方向に回転可能に構成される。クリーニングブラシ41の回転軸部材41aは、クリーニングブラシ41の表面が中間転写ベルト7との接触部において中間転写ベルト7の移動方向Rとは反対の方向に移動するように、回転駆動制御されている。
クリーニングブラシ41のブラシ毛41bは、回転軸部材41aの周面から径方向外側に延びるように略均一に植毛された多数本の毛からなる。ブラシ毛41bは、中間転写ベルト7の転写面7aに当接する長さに形成される。
ブラシ毛41bは、繊維材料で構成される。例えば、ブラシ毛41bの繊維材料としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、アクリル等の基材にカーボンを添加して分散させることにより1×10〜1×10Ω程度の抵抗値を持たせているものが好ましい。ブラシ毛41bには、回収ローラ43及び回転軸部材41aを介してバイアス電圧が印加される。本実施形態のクリーニングブラシ41は、ブラシ毛41bが編みこまれたシート状態のブラシ生地を回転軸部材41aの周面に巻き付けることで形成される。ブラシ毛41bは、回転軸部材41aの周面に直接植毛してもよい。
クリーニングブラシ41は、2次転写後における中間転写ベルト7の転写面7aに残留したプラス電極に帯電した残留トナー151を電気的に取り除く。具体的には、クリーニングブラシ41には、中間転写ベルト7に残留した残留トナー151とは異なるマイナス極性のバイアス電圧が回収ローラ43を介してバイアス印加部46により印加される。これにより、残留トナー151は、ブラシ毛41bに印加されたマイナス極性のバイアス電圧により静電気的に引き寄せられて吸着される。そして、ブラシ毛41bに吸着された残留トナー151は、クリーニングブラシ41の回転軸部材41aの回転により、ベルトクリーニング装置40のケース体47の下部に回収される。
クリーニングブラシ41には、マイナス極性のバイアス電圧が印加されているため、クリーニングブラシ41は、中間転写ベルト7の転写面7aをマイナス極性の電荷152で帯電させる。つまり、中間転写ベルト7の転写面7aには、残留トナー151とは異なるマイナス極性の電荷152が付着する。
クリーニング対向ローラ42は、中間転写ベルト7におけるクリーニングブラシ41とは反対側(内側)に配置される。クリーニング対向ローラ42は、クリーニングブラシ41の回転軸と平行な回転軸を中心に矢印の方向に回転可能に配置される。中間転写ベルト7における所定部分は、クリーニングブラシ41とクリーニング対向ローラ42とによって挟み込まれる。
クリーニング対向ローラ42は、導電性を有する部材で構成され、基準電位としてのグランドGに電気的に接続される。つまり、回収ローラ43及びクリーニングブラシ41に印加されるバイアス電圧は、クリーニング対向ローラ42に接続されたグランドGを基準電位とするマイナス極性の電圧である。
ブレード44は、回収ローラ43に回収された残留トナー151を掻き取る部材である。ブレード44は、先端が回収ローラ43の表面に接触するように配置される。
回収スパイラル45は、ブレード44により掻き取られた残留トナー151を回収する。回収スパイラル45は、ブレード44の下方に配置される。
次に、屈曲ローラ36について説明する。
屈曲ローラ36は、中間転写ベルト7におけるクリーニングブラシ41よりも回転方向Rの下流側に配置される。屈曲ローラ36は、クリーニングブラシ41の回転軸と平行な回転軸を中心に図2に示す矢印の方向に回転可能に配置される。屈曲ローラ36は、バネ38の付勢力により付勢される。
屈曲ローラ36は、バネ38の付勢力により中間転写ベルト7の転写面7aを外側から内側へ向かう方向に押圧して中間転写ベルト7を内側へ向けて屈曲させるローラである。屈曲ローラ36は、中間転写ベルト7の転写面7aに当接して押圧する押圧表面361aを有する。つまり、押圧表面361aは、屈曲ローラ36の外周面から形成される。
図3に示すように、屈曲ローラ36は、押圧表面361aに絶縁部361を有すると共に、内部に円柱状の導電部362を有する。
絶縁部361は、屈曲ローラ36の周面としての押圧表面361aと、内部の導電部362と接する内面361bと、を有する。導電部362は、絶縁部361の内面に接する外面362aを有する。
導電部362は、基準電位としてのグランドGに電気的に接続される。導電部362は、例えば、アルミニウム材料により構成される。絶縁部361は、導電部362を周方向に沿って被覆する。本実施形態の絶縁部361は、PETのコート層で形成しているが、これに限定されない。絶縁部361は、アクリル樹脂のコート層やアルミニウム材料の表面を酸化させるアルマイト加工により形成された絶縁膜により構成してもよい。
次に、屈曲ローラ36の押圧表面361aに誘導される電荷について説明する。
図2に示すように、ベルトクリーニング装置40を通過した中間転写ベルト7の転写面7aには、ベルトクリーニング装置40では取り除ききれない少量の残留トナー151が残留することがある。また、ベルトクリーニング装置40を通過した中間転写ベルト7の転写面7aは、クリーニングブラシ41に印加されたマイナス極性のバイアス電圧によりマイナス極性の電荷152で帯電される。
つまり、ベルトクリーニング装置40を通過した後は、中間転写ベルト7の転写面7aには、マイナス極性の電荷152と、マイナス極性の電荷152に比べて少量の残留トナー151の電荷と、が混在している。
このように少量の残留トナー151が付着した中間転写ベルト7は、その回転移動により屈曲ローラ36を順次通過する。その際、屈曲ローラ36の押圧表面361aには、中間転写ベルト7の転写面7aが当接する。
中間転写ベルト7の転写面7aは、図3に示すように、クリーニングブラシ41によりマイナス極性の電荷152で帯電している。中間転写ベルト7が屈曲ローラ36に当接した状態で通過すると、転写面7aのマイナス極性の電荷152により、屈曲ローラ36の押圧表面361aにはプラス極性の電荷161が誘導される。屈曲ローラ36の押圧表面36aに誘導されるプラス極性の電荷161は、残留トナー151と同じ極性、つまりプラス極性である。
ここで、屈曲ローラ36における電荷の移動について具体的に説明する。
図3に示すように、中間転写ベルト7は、屈曲ローラ36に当接した状態で屈曲ローラ36を通過する。屈曲ローラ36における絶縁部361の押圧表面361aには、転写面7aのマイナス極性の電荷152により、プラス極性の電荷161が誘導される。
また、本実施形態における残留トナー151、屈曲ローラ36の押圧表面361a、及び中間転写ベルト7の転写面7aは、それぞれの物性値から、残留トナー151の帯電極性(プラス)側からの摩擦帯電系列において、残留トナー151、屈曲ローラ36の押圧表面361a、中間転写ベルト7の転写面7aの順に配列されている。それにより、残留トナー151、屈曲ローラ36の押圧表面361a及び中間転写ベルト7の転写面7aが相互の摩擦により帯電された場合に、残留トナー151は、屈曲ローラ36の押圧表面361aに付着せずに中間転写ベルト7の転写面7aに一層静電気的に吸着する傾向となる。
次に、本実施形態のカラーコピー機1の基本動作について簡単に説明する。
図1に示すように、原稿送り部70から送り出された原稿は、画像読み込み部71により画像が読み込まれる。読み込まれた画像における画像情報は、装置本体Mに入力される。
装置本体Mに入力された画像情報は、不図示の画像形成制御部に入力される。画像形成制御部は、画像情報に基づいて、画像形成部を構成する像担持体としての感光体ドラム2a、2b、2c、2d、帯電部10a、10b、10c、10d、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4d、現像器16a、16b、16c、16d等を制御する。感光体ドラム2a、2b、2c、2dには、画像情報に基づいて、所定のトナー画像が形成される。
感光体ドラム2a、2b、2c、2dに形成されたトナー画像は、中間転写ベルト7を介して、2次転写ニップN2において、2次転写ローラ8により用紙Tに2次転写される。トナー画像を構成するトナーは、定着部9により定着される。トナーが定着された用紙Tは、排紙部50から筐体M1の外部に排出される。
次に、本実施形態において、中間転写ベルト7に残留した残留トナー151を回収するためのベルトクリーニング装置40の動作について説明する。
図2に示すように、2次転写の後の中間転写ベルト7の転写面7aには、残留トナー151が付着している。この状態で、中間転写ベルト7は、2次転写ローラ8よりも回転方向Rの下流側に配置されたベルトクリーニング装置40を通過する。
ベルトクリーニング装置40は、中間転写ベルト7がクリーニングブラシ41とクリーニング対向ローラ42との間を通過する際に、中間転写ベルト7の転写面7aに付着した残留トナー151を電気的に取り除く。
具体的には、クリーニングブラシ41は、バイアス印加部46により回収ローラ43を介してマイナス極性のバイアス電圧が印加されている。これにより、クリーニングブラシ41には、プラス極性の残留トナー151が静電気的に引き寄せられて吸着される。クリーニングブラシ41に吸着された残留トナー151は、クリーニングブラシ41と回収ローラ43とが接触状態での回転していることにより、回収ローラ43に受け渡されて回収される。そして、回収ローラ43に回収された残留トナー151は、ブレード44により掻き取られて、回収スパイラル45に回収される。
ベルトクリーニング装置40により中間転写ベルト7の転写面7aに付着した残留トナー151の大部分は回収される。しかしながら、少量の残留トナー151がベルトクリーニング装置40に残留して完全に回収されないことがある。つまり、ベルトクリーニング装置40を通過した中間転写ベルト7の転写面7aには、ベルトクリーニング装置40では取り除ききれずに残留した残留トナー151が少量付着していることがある。
クリーニングブラシ41は、中間転写ベルト7の転写面7aに残留した残留トナー151を電気的に取り除くと同時に、中間転写ベルト7の転写面7aをマイナス極性の電荷152で帯電させる。ベルトクリーニング装置40を通過した後は、中間転写ベルト7の転写面7aには、マイナス極性の電荷152と、マイナス極性の電荷152に比べて少量の残留トナー151の電荷と、が混在している。
次に、屈曲ローラ36の作用について説明する。
ベルトクリーニング装置40を通過した中間転写ベルト7は、屈曲ローラ36を通過する。屈曲ローラ36を通過する際の中間転写ベルト7の転写面7aには、前述のように、少量の残留トナー151とマイナス極性の電荷152とが混在して付着している。
屈曲ローラ36の押圧表面361aには、中間転写ベルト7が屈曲ローラ36を通過する際に、中間転写ベルト7の転写面7aのマイナス極性の電荷152により、プラス極性の電荷161が誘導される。言い換えると、屈曲ローラ36の押圧表面361aには、残留トナー151と同じ極性のプラス極性の電荷161が誘導される。これにより、中間転写ベルト7の転写面7aに残留した残留トナー151には、押圧表面361aに誘導されたプラス極性の電荷161に対して反発力が生じる。従って、屈曲ローラ36の押圧表面361aへの残留トナー151の付着は抑制される。
また、この残留トナー151は、中間転写ベルト7の転写面7aにおけるマイナス極性の電荷152に引き寄せられるので、中間転写ベルト7の転写面7aに付着された状態で保持されやすい。従って、屈曲ローラ36の押圧表面361aへの残留トナー151の付着は抑制される。
また、図3に示すように、屈曲ローラ36は、押圧表面361aに絶縁部361を有すると共に、内部に導電部362を有して構成される。更に、導電部362は、グランドGに電気的に接続されている。そのため、屈曲ローラ36の押圧表面361aには、プラス極性の電荷161が誘導されやすい。
従って、中間転写ベルト7の転写面7aをマイナス極性の電荷152に帯電させ、且つ、屈曲ローラ36を押圧表面361aに絶縁部361を有すると共にグランドGに電気的に接続された導電部362を内部に有する構成とすることで、屈曲ローラ36の押圧表面361aへの残留トナー151の付着は抑制される。
本実施形態のコピー機1によれば、次のような効果が奏される。
本実施形態によれば、中間転写ベルト7における2次転写ローラ8よりも回転方向Rの下流側に配置され、中間転写ベルト7の転写面7aに残留する残留トナー151を電気的に取り除くと共に残留トナーとは異なる極性の電荷152で転写面7aを帯電させるクリーニングブラシ41であって、残留トナーとは異なる極性のバイアス電圧が印加されるクリーニングブラシ41と、中間転写ベルト7におけるクリーニングブラシ41よりも回転方向Rの下流側に配置され、中間転写ベルト7の転写面7aを外側から内側へ向かう方向に押圧して中間転写ベルト7を内側へ向けて屈曲させる押圧表面361aを有する屈曲ローラ36であって、クリーニングブラシ41により帯電された転写面7aの電荷152に誘導されて残留トナーと同じ極性の電荷161が押圧表面361aに誘導可能に構成される屈曲ローラ36と、を備える。
そのため、転写面7aの残留トナー151とは異なる極性の電荷152により、屈曲ローラ36の押圧表面361aには、残留トナー151と同じ極性の電荷161が誘導される。そして、残留トナー151は、屈曲ローラ36の押圧表面361aに誘導された同じ極性の電荷161に対して反発するので、中間転写ベルト7の転写面7aに付着した状態で移動しやすい。これにより、クリーニングブラシ41では取り除ききれない残留トナー151の屈曲ローラ36の押圧表面361aへの付着を簡易な構成で抑制することができる。
その結果、屈曲ローラ36に付着した残留トナー151による中間転写ベルト7の転写面7aの損傷が抑制されるので、画像形成の不良を抑制することができる。
なお、コピー機1が屈曲ローラ36を備える構成の場合、屈曲ローラ36の押圧表面361aと中間転写ベルト7の転写面7aとの接触面積が大きくなり、屈曲ローラ36の押圧表面361aに残留トナー151が付着しやすい。本発明は、このような屈曲ローラ36の押圧表面361aに残留トナー151が付着しやすいコピー機1(画像形成装置)に適用すると、特に効果的である。
また、本実施形態によれば、屈曲ローラ36は、押圧表面361aに絶縁部361を有すると共に、内部に導電部362を有する。そのため、押圧表面361aには、残留トナー151と同じ極性の電荷161が誘導されやすい。従って、クリーニングブラシ41では取り除ききれない残留トナー151の屈曲ローラ36の押圧表面361aへの付着を簡易な構成で抑制することができる。
また、本実施形態における残留トナー151、屈曲ローラ36の押圧表面361a、中間転写ベルト7の転写面7aはそれぞれの物性値から、残留トナー151の帯電極性(プラス)側からの摩擦帯電系列において、残留トナー151、屈曲ローラ36の押圧表面361a、中間転写ベルト7の転写面7aの順に配列されている。これにより、残留トナー151、屈曲ローラ36の押圧表面361a及び中間転写ベルト7の転写面7aが相互の摩擦により帯電された場合に、残留トナー151は、屈曲ローラ36の押圧表面361aに付着せずに中間転写ベルト7の転写面7aに一層静電気的に吸着する傾向となる。
また、本実施形態によれば、クリーニングブラシ41は、回転軸部材41aと、回転軸部材41aの周面に設けられ回転軸部材41aを介してバイアス電圧が印加されるブラシ毛41bと、を有する。そのため、クリーニングブラシ41が回転すると共にブラシ毛41bが中間転写ベルト7の転写面7aに接触するので、中間転写ベルト7の転写面7aから残留トナー151を容易に取り除くことができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前述の実施形態においては、トナーをプラス極性に帯電させているが、これに限定されない。つまり、トナーをマイナス極性に帯電させてもよい。
また、前述の実施形態においては、プラス極性に帯電するトナーを使用しているが、マイナス極性に帯電するトナーを使用する装置においては、例えば、屈曲ローラ36の押圧表面361aにアクリル樹脂コートを形成し、中間転写ベルト7の転写面7aにウレタンコートを形成するのが有効と考えられる。
これは、マイナス極性に帯電するトナーを使用した場合、残留トナー151、屈曲ローラ36の押圧表面361a及び中間転写ベルト7の転写面7aは、それぞれの物性値から、残留トナー151の帯電極性(マイナス)側からの摩擦帯電系列において、残留トナー151、屈曲ローラ36の押圧表面361a、中間転写ベルト7の転写面7aの順に配列されているためである。
また、前述の実施形態では、クリーニング部材をクリーニングブラシ41から構成しているが、これに限定されない。例えば、クリーニング部材は、クリーニングローラから構成されていてもよい。
また、前述の実施形態では、2次転写体を2次転写ローラ8から構成しているが、これに限定されない。2次転写体は、ローラ以外から構成することができる。
また、前述の実施形態では、中間転写回転体を中間転写ベルト7から構成しているが、これに限定されない。
また、前述の実施形態では、被転写材は用紙Tであるが、これに限定されない。
本発明の画像形成装置の種類は、特に限定がなく、コピー機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機等であってもよい。
1……プリンタ(画像形成装置)、2……感光体ドラム(像担持体)、7……中間転写ベルト(中間転写回転体)、7a……転写面、8……2次転写ローラ(2次転写体)、10……帯電部、16……現像器、36……屈曲ローラ、151……残留トナー、152……電荷、361a……押圧表面、41……クリーニングブラシ(クリーニング部材)、T……用紙(被転写材)、TN……トナー、R……回転方向

Claims (5)

  1. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
    前記像担持体の表面を帯電させる帯電部と、
    前記帯電部により帯電された前記像担持体に形成される静電潜像にトナーを付着させて該像担持体の表面にトナー画像を形成する現像器と、
    前記現像器により前記像担持体に形成されたトナー画像が1次転写される転写面を有する無端帯状の中間転写回転体と、
    前記中間転写回転体の前記転写面に当接する位置に移動して、前記転写面に1次転写されたトナー画像をシート状の被転写材に2次転写する2次転写体と、
    前記中間転写回転体における前記2次転写体よりも回転方向下流側に配置され、前記転写面に残留する残留トナーを電気的に取り除くと共に前記残留トナーとは異なる極性の電荷で前記転写面を帯電させるクリーニング部材であって、前記残留トナーとは異なる極性のバイアス電圧が印加されるクリーニング部材と、
    前記中間転写回転体における前記クリーニング部材よりも回転方向下流側に配置され、前記中間転写回転体の前記転写面を外側から内側へ向かう方向に押圧して前記中間転写回転体を内側へ向けて屈曲させる押圧表面を有する屈曲ローラであって、前記クリーニング部材により帯電された前記転写面の電荷に誘導されて前記残留トナーと同じ極性の電荷を前記押圧表面に誘導可能に構成される屈曲ローラと、を備える
    画像形成装置。
  2. 前記屈曲ローラは、前記押圧表面に絶縁部を有すると共に、内部に導電部を有する
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記屈曲ローラの前記導電部は、基準電位に電気的に接続される
    請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記屈曲ローラの前記押圧表面、前記中間転写回転体の前記転写面及び前記残留トナーは、摩擦帯電系列において、該残留トナーの帯電極性側から、前記残留トナー、前記屈曲ローラの前記押圧表面、前記中間転写回転体の前記転写面の順に配列される請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 前記クリーニング部材は、回転軸部材と、該回転軸部材の周面に設けられ前記回転軸部材を介して前記バイアス電圧が印加されるブラシ毛と、を有する
    請求項1から4のいずれかに記載の画像形成装置。
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