JP2011257675A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源や感光体への負荷を増加させることなく、像担持体上の未転写の黒色トナーとカラートナーを分別回収できるようにする。
【解決手段】中間転写ベルト１１に対して圧接位置と離間位置とに移動自在の第１クリーニングブレード５１及び第２クリーニングブレード６１とを設けると共に、第１クリーニングブレードによって中間転写ベルト１１から除去された未転写トナーを貯留する第１回収部５２と、第２クリーニングブレード６１によって中間転写ベルト１１から除去された未転写トナーを貯留する第２回収部６２とを設ける。そして、カラー画像形成時は、第１クリーニングブレード５１のみを圧接位置として各色トナーを中間転写ベルト１１から除去し、モノクロ画像形成時は、第２クリーニングブレード６１のみを圧接位置とし黒色トナーを中間転写ベルト１１から除去する
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関し、より詳細には中間転写ベルトや感光体などの像担持体表面の未転写トナーをクリーニングブレードで除去する画像形成装置に関するものである。

中間転写ベルトや感光体ドラムなどの像担持体上に各色のトナー画像を重ね合わせてフルカラーのトナー画像とし、用紙等に転写する画像形成装置では、トナー画像を用紙等に転写した後にも像担持体上に未転写トナーが残留する。このため、転写領域よりも像担持体回転方向下流側にクリーニング手段を設けて、未転写トナーを像担持体から除去し回収している。

クリーニング手段としては、ウレタンゴムなどの弾性素材からなるクリーニングブレードを像担持体に圧接してトナーを掻き落とす方法が広く用いられている。

例えば、特許文献１では、２つのクリーニングブレードを設けて、モノクロ画像形成時は、一方のクリーニングブレードによって感光体ドラムから未転写の黒トナーを除去回収しリサイクルし、カラー画像形成時は、他方のクリーニングブレードで感光体ドラムから未転写トナーを除去回収し廃トナーとして収容する技術が提案されている。

特開平11-133696号公報

前記提案技術では、黒トナー除去・回収用のクリーニングブレードを感光体ドラムに常時圧接し、カラートナー除去・回収用のクリーニングブレードを感光体ドラムに対して離接可能としている。このため、カラー画像形成時には２つのクリーニングブレードが感光体ドラムに圧接することになり、感光体ドラムに作用する摩擦抵抗が大きくなり高出力の駆動源を用いる必要があった。また、黒トナー除去・回収用のクリーニングブレードが感光体ドラムに常時圧接しているため、感光体ドラムの使用寿命が短かくなるおそれがあった。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動源や像担持体への負荷を増加させることなく、未転写の黒色トナーとカラートナーを分別回収できる画像形成装置を提供することにある。

本発明によれば、回転自在の像担持体上に異なる色のトナー画像を重ね合わせた後、重ね合わせたトナー画像を前記像担持体から被転写材に転写させると共に、前記像担持体上に残留する未転写トナーをクリーニング手段で除去する画像形成装置において、前記クリーニング手段は、前記像担持体に対して圧接位置と離間位置とに移動自在の第１クリーニングブレード及び第２クリーニングブレードと、第１クリーニングブレードによって前記像担持体から除去された未転写トナーを貯留する第１回収部と、第２クリーニングブレードによって前記像担持体から除去された未転写トナーを貯留する第２回収部とを有し、カラー画像形成時は、第１クリーニングブレードのみを圧接位置として各色トナーを前記像担持体から除去し、モノクロ画像形成時は、第１クリーニングブレード及び第２クリーニングブレードの一方を選択して圧接位置とし黒色トナーを前記像担持体から除去することを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、第１クリーニングブレード及び第２クリーニングブレードは、１つの駆動源によって圧接位置と離間位置とに移動されるようにするのが好ましい。

第１クリーニングブレードを、第２クリーニングブレードよりも前記像担持体の回転方向下流側に設けてもよい。

前記像担持体が中間転写ベルトであり、複数の感光体に担持された異なる色のトナー画像が前記中間転写ベルトに重ね合わされ、カラー画像形成時は、前記複数のすべての感光体と前記中間転写ベルトと相対的に近接又は接触する位置となり、モノクロ画像形成時は、黒色トナー画像を担持する感光体と前記中間転写ベルトとは相対的に近接又は接触する位置となる一方、それ以外の感光体と前記中間転写ベルトとは相対的に離間した位置となる画像形成装置において、黒色トナー画像を担持する感光体以外の感光体と前記中間転写ベルトとを、相対的に近接又は接触する位置と、離間した位置とに移動させるのに連動させて、前記移動と同一の駆動源によって、第１クリーニングブレード及び第２クリーニングブレードを圧接位置と離間位置とに移動させるようにしてもよい。

また、第１回収部と第２回収部とを、１つの容器内を仕切ることで形成されるようにしてもよい。

本発明の画像形成装置では、カラー画像形成時は、第１クリーニングブレードのみを圧接位置として各色トナーを像担持体から除去し、モノクロ画像形成時は、第１クリーニングブレード又は第２クリーニングブレードを圧接位置として黒色トナーを像担持体から除去する、すなわち、２つのクリーニングブレードが像担持体に同時に圧接することがないので、駆動源や像担持体への負荷を増加させることなく、未転写の黒色トナーとカラートナーを分別回収できる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す構成断面図。 未転写の黒トナーを回収する場合の一例を示す構成断面図。 未転写のカラートナーを回収する場合の一例を示す構成断面図。 １次転写ローラの離接機構と連動して、第２クリーニングブレードが中間転写ベルトに圧接している状態を示す構成断面図。 １次転写ローラの離接機構と連動して、第１クリーニングブレードが中間転写ベルトに圧接している状態を示す構成断面図。 カラー画像形成時の１次転写ローラ及びスライド板の状態を示す概説図。 モノクロ画像形成時の１次転写ローラ及びスライド板の状態を示す概説図。 スライド板と基部等との接続関係を示す斜視図。

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１に本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す構成断面図を示す。この図の画像形成装置は、装置本体１内に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つのイメージングカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ（以下、これらを総称して「イメージングカートリッジ２」と記すことがある）を備えている。

前記各イメージングカートリッジ２は、回転するドラム状の感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ（以下、これらを総称して「感光体２１」と記すことがある）と、この感光体２１の表面を帯電させる帯電装置２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ（以下、これらを総称して「帯電装置２２」と記すことがある）と、帯電された感光体２１の表面に画像情報に応じた露光を行って感光体２１の表面に静電潜像を形成する露光装置２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ（以下、これらを総称して「露光装置２３」と記すことがある）と、上記の感光体２１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ（以下、これらを総称して「現像装置２４」と記すことがある）と、感光体２１の表面に形成されたトナー像を中間転写ユニット１０に転写させた後における感光体２１の表面に残留するトナー等の残留物を除去する第１クリーニング装置２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｋとを備えている。

そして、本実施形態に係る画像形成装置において、フルカラーの画像形成を行うにあたっては、各現像装置２４に、異なった色彩のトナーを収容し、各イメージングカートリッジ２において、各感光体２１の表面にそれぞれの色彩のトナー像を形成するようにしている。

中間転写ユニット１０は、駆動ローラ１２と、従動ローラ１３と、一対のローラ１２，１３に架け渡されて回転駆動する中間転写ベルト１１と、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体２１と対向する位置に設けられたローラ状の各１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ（以下、これらを総称して「１次転写ローラ３０」と記すことがある）とから構成されている。

そして、各感光体２１の表面に形成された各色のトナー像は、各１次転写ローラ３０によって順々に中間転写ベルト１１に転写され、中間転写ベルト１１の表面にフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト１１の表面に形成されたフルカラーのトナー像は、駆動ローラ１２と２次転写ローラ１６とが中間転写ベルト１１を介して圧接する２次転写領域１７に搬送される。

一方、装置本体１の下部には、給紙カセット９１が配置されている。給紙カセット９１内の記録媒体（被転写材）Ｐは、給紙ローラ９２により給紙されタイミングローラ９４によって適当なタイミングで２次転写領域１７に搬送される。そして、中間転写ベルト１１の表面に形成されたフルカラーのトナー像は、２次転写ローラ１６によって記録媒体Ｐに転写される。

フルカラーのトナー像が転写された記録媒体Ｐは定着ローラ対９５に搬送され、この定着ローラ対９５のニップ部を通過する間に加熱・加圧され、フルカラーのトナー像は記録媒体Ｐに溶融定着する。その後、記録媒体Ｐは排紙トレイ９８に排紙される。

また、従動ローラ１３の外周部分には、クリーニング装置（クリーニング手段）４が設けられている。クリーニング装置４には、中間転写ベルト１１を介して従動ローラ１３に圧接する第１クリーニングブレード５１と第２クリーニングブレード６１とが備えられている。第１クリーニングブレード５１及び第２クリーニングブレード６１は、後述するように中間転写ベルト１１に対して圧接位置と離間位置とに移動自在であり、２次転写されなかった未転写トナーを中間転写ベルト１１表面から除去・回収する。

図２及び図３に、クリーニング装置４の構成を示す拡大図を示す。クリーニング装置４は、第１クリーニングブレード５１と第２クリーニングブレード６１とを有する。これらのクリーニングブレード５１，６１で中間転写ベルト１１から除去された未転写トナーｔは、ハウジング４１内を仕切板４２で上下に仕切って形成された第１回収部５２及び第２回収部６２に収容される。第１回収部５２及び第２回収部６２には、搬送スクリュ５３，６３が回転自在に設けられている。

図２は、モノクロ画像形成時の状態図であって、第２クリーニングブレード６１が中間転写ベルト１１に圧接し、記録媒体Ｐに２次転写されなかった黒トナーｔを中間転写ベルト１１表面から除去・回収している。このとき、第１クリーニングブレード５１は中間転写ベルト１１から離間した位置にある。

図３は、カラー画像形成時の状態図であって、第１クリーニングブレード５１が中間転写ベルト１１に圧接し、記録媒体Ｐに２次転写されなかったカラートナーＴを中間転写ベルト１１表面から除去・回収している。このとき、第２クリーニングブレード６１は中間転写ベルト１１から離間した位置にある。

以上のような構成のクリーニング装置４において、第２クリーニングブレード６１によって中間転写ベルト１１から除去され第２回収部６２に回収された黒トナーｔは、搬送スクリュ６３によって、例えば黒色の現像装置２４Ｋ（図１に図示）に戻され再利用される。また、第１クリーニングブレード５１によって中間転写ベルト１１から除去され第１回収部５２に回収されたカラートナーＴは、搬送スクリュ５３によって不図示の廃トナーボックスに搬送される。

本発明では、このように２つのクリーニングブレードを用いて黒トナーとカラートナーを分別回収するが、分別回収する際は、どちらか一方のブレードのみが中間転写ベルト１１に圧接し、従来のような２つのクリーニングブレードが共に中間転写ベルト１１に圧接することがないので、中間転写ベルト１１とクリーニングブレードとの摩擦抵抗が最小限に抑えることができる。これにより中間転写ベルト１１の寿命を延ばすことができる。また、中間転写ベルト１１の回転駆動源の負荷も小さく抑えることができ、省エネルギの観点からも好適である。

なお、黒トナーを回収する場合は、図２のように、第２クリーニングブレード６１を中間転写ベルト１１に圧接させることが原則である。しかし、一般に、黒トナーの使用量は他のカラートナーよりも多く、これに起因して回収される未転写黒トナーの量も多いため、回収された黒トナーで第２回収部６２が満杯状態となる事態も予想される。そこで、本発明では、モノクロ画像形成時は、第１クリーニングブレード５１及び第２クリーニングブレード６１の一方を選択して圧接位置とするものとし、前記のような事態が生じた場合には、第２クリーニングブレード６１を中間転写ベルト１１から離間させるとともに、第１クリーニングブレード５１を中間転写ベルト１１に圧接させて、第１回収部５２に黒トナーを回収収容できるようにした。これにより、回収した黒トナーが第２回収部６２から溢れ出て周囲を汚したり、記録媒体Ｐに付着したりする不具合を防止できる。

また、第１クリーニングブレード５１と第２クリーニングブレード６１の取付位置としては、第１クリーニングブレード５１を第２クリーニングブレード６１よりも中間転写ベルト１１の回転方向下流側に設けるのが好ましい。例えば、第２クリーニングブレード６１による黒トナーの回収中に、カラー画像形成の指示がなされ、第２クリーニングブレード６１が中間転写ベルト１１から離間し、第１クリーニングブレード５１が中間転写ベルト１１に圧接した場合であっても、第２クリーニングブレード６１で回収されるはずであった黒トナーは第１クリーニングブレード５１で回収されることになり、未転写トナーが中間転写ベルト１１から除去されないという不具合は生じない。

次ぎに、第１クリーニングブレード５１と第２クリーニングブレード６１の切り換え機構について説明する。図４、図５及び図８に、２つのクリーニングブレード５１，６１の切り換え機構の概説図を示す。図８に示すように、切り換え機構は、貫通孔７１１と突起７１２とが形成され基部７１と、垂直断面が略コ字状で軸方向に細長い固定部材７２とを備える。基部７１は、貫通孔７１１にピン７３が装着されることによって装置本体１（図１に図示）に揺動自在に軸支されている。そして、図４及び図５に示すように、固定部材７２の両端部には所定間隔隔てて略平行に第１クリーニングブレード５１と第２クリーニングブレード６１とが固定され、固定部材７２の軸方向端部はネジ７４によって基部７１に固定されている。

図４に示すように、ピン７３を中心として基部７１が時計回りに回転すると、第２クリーニングブレード６１が中間転写ベルト１１に圧接する。一方、図５に示すように、基部７１が反時計回りに回転すると第１クリーニングブレード５１が中間転写ベルト１１に圧接する。このような基部７１の揺動動作は、１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ（いずれも図１に図示）が、対応する感光体２１Ｙ、２１Ｍ，２１Ｃに対して圧接位置と離間位置とに移動するのに連動させて動作させるのがよい。

図６〜図８に、１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃが圧接位置と離間位置とに移動するのに連動して、基部７１が揺動する機構の説明図を示す。図６は、カラー画像形成時の状態図であり、１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋは中間転写ベルト１１を介して感光体２１Ｙ、２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに圧接している。一方、図７は、モノクロ画像形成時の状態図であり、１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃが上方に移動して、感光体２１Ｙ、２１Ｍ，２１Ｃに対して離間位置となり、１次転写ローラ３０Ｋだけが中間転写ベルト１１を介して感光体２１Ｋに圧接している。

１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃの圧接位置と離間位置との移動は、次のようにして行われる。１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃは、保持具３によって回転自在に支持されている。そして、各保治具３は、支点３２を中心に回動する略Ｌ字状のレバー３１の一方端と係合し上下方向へ移動自在とされている。レバー３１のもう一方端は、スライド板８の突片８１と当接している。スライド板８は、水平方向に移動可能に装置本体１に保持されており、不図示のバネによって図の左方向に常に付勢されている。スライド板８の右端には当接壁８２が形成されており、この当接壁８２に回転自在のカム３３の外周が当接している。そして、図８に示すように、スライド板８の左端には貫通孔８３が形成され、この貫通孔８３に基部７１の突起７１２が係入されている。

図６に示すように、カラー画像形成時は、不図示のバネによってスライド板８は、カム３３の短径部分と当接壁８２とが当接した状態で維持され、１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋは中間転写ベルト１１を介して感光体２１Ｙ、２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋに圧接している。このとき、図５に示すように、スライド板８によって基部７１は、第１クリーニングブレード５１が中間転写ベルト１１に圧接した状態を維持する。

次に、カラー画像形成からモノクロ画像形成に切り替わる場合は、カム３３が回転して、カム３３の長径部がスライド板８の当接壁８２に当接するようになり、スライド板８は図の右方向に移動する。すると、スライド板８の突片８１によって、各レバー３１が支点３２を中心としてが時計回りに回転し、１次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃは上方に移動して、感光体２１Ｙ、２１Ｍ，２１Ｃに対して離間した位置となる。一方、１次転写ローラ３０Ｋは感光体２１Ｋと中間転写ベルト１１を介して圧接した状態を維持する。

また、図４に示すように、スライド板８が図の右方向に移動することによって、基部７１が時計回りに回転して、第２クリーニングブレード６１が中間転写ベルト１１に圧接した状態となる。

以上説明した実施形態では、第１クリーニングブレード５１と第２クリーニングブレード６１との圧接切換を、１次転写ローラ３０の感光体２１に対する圧接・離間に連動させて１つの駆動源で行ったが、それぞれを別駆動源で行ってももちろん構わない。ただし、装置の小型・軽量化等の観点からは、１つの駆動源で動作させるのが望ましい。

本発明の画像形成装置では、カラー画像形成時は、第１クリーニングブレード５１のみを圧接位置として各色トナーを像担持体１１から除去し、モノクロ画像形成時は、第１クリーニングブレード５１又は第２クリーニングブレード６１を圧接位置として黒色トナーを像担持体１１から除去する、すなわち、２つのクリーニングブレード５１，６１が像担持体１１に同時に圧接することがないので、駆動源や像担持体への負荷を増加させることなく、未転写の黒色トナーとカラートナーを分別回収でき有用である。

１ 画像形成装置
４ クリーニング装置（クリーニング手段）
Ｐ 記録媒体（被転写材）
ｔ 黒トナー
Ｔ カラートナー
１１ 中間転写ベルト（像担持体）
２１ 感光体（像担持体）
３０ １次転写ローラ
４２ 仕切板
５１ 第１クリーニングブレード
５２ 第１回収部
６１ 第２クリーニングブレード
６２ 第２回収部

Claims (5)

1. 回転自在の像担持体上に異なる色のトナー画像を重ね合わせた後、重ね合わせたトナー画像を前記像担持体から被転写材に転写させると共に、前記像担持体上に残留する未転写トナーをクリーニング手段で除去する画像形成装置において、
   前記クリーニング手段は、前記像担持体に対して圧接位置と離間位置とに移動自在の第１クリーニングブレード及び第２クリーニングブレードと、第１クリーニングブレードによって前記像担持体から除去された未転写トナーを貯留する第１回収部と、第２クリーニングブレードによって前記像担持体から除去された未転写トナーを貯留する第２回収部とを有し、
   カラー画像形成時は、第１クリーニングブレードのみを圧接位置として各色トナーを前記像担持体から除去し、モノクロ画像形成時は、第１クリーニングブレード及び第２クリーニングブレードの一方を選択して圧接位置とし黒色トナーを前記像担持体から除去することを特徴とする画像形成装置。
2. 第１クリーニングブレード及び第２クリーニングブレードは、１つの駆動源によって圧接位置と離間位置とに移動される請求項１記載の画像形成装置。
3. 第１クリーニングブレードが、第２クリーニングブレードよりも前記像担持体の回転方向下流側に設けられている請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体が中間転写ベルトであり、複数の感光体に担持された異なる色のトナー画像が前記中間転写ベルトに重ね合わされ、
   カラー画像形成時は、前記複数のすべての感光体と前記中間転写ベルトと相対的に近接又は接触する位置となり、
   モノクロ画像形成時は、黒色トナー画像を担持する感光体と前記中間転写ベルトとは相対的に近接又は接触する位置となる一方、それ以外の感光体と前記中間転写ベルトとは相対的に離間した位置となる画像形成装置であって、
   黒色トナー画像を担持する感光体以外の感光体と前記中間転写ベルトとを、相対的に近接又は接触する位置と、離間した位置とに移動させるのに連動させて、前記移動と同一の駆動源によって、第１クリーニングブレード及び第２クリーニングブレードを圧接位置と離間位置とに移動させる請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 第１回収部と第２回収部とは、１つの容器内を仕切ることで形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。