JP2017191195A - 画像形成装置 - Google Patents

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唯 伊藤
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Abstract

【課題】像保持体上の非転写トナー像に起因する転写手段の周辺部材の汚れを抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像保持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、像保持体に形成されたトナー像を搬送される記録媒体に転写する転写手段と、転写手段の記録媒体の搬送方向下流側で記録媒体の搬送方向と交差する方向の記録媒体の搬送領域外に像保持体の外面に向かって突出する板状部材と、を備え、板状部材は像保持体の外面に向かって像保持体の移動方向に延びる対向面を有し、対向面と像保持体の外面との間に気流の流通する流路が形成されている。【選択図】図6

Description

本発明は、画像形成装置に関する。
筐体と、回転軸と直交する断面視において、回転軸よりも上方の円筒面に当接する周面を備え、当接位置で像担持体と同方向に回転駆動され、像担持体上に付着したトナーを回収する回転部材と、筐体に配設され、断面視において、回転軸よりも上方であって、回転部材よりも像担持体の回転方向上流側の円筒面に当接する先端部を備えるシート部材と、像担持体の円筒面と間隔をおいて、回転部材とシート部材の上方の空間との間に立設される立壁と、立壁のうち円筒面に対向する端部であって、シート部材の先端部よりも像担持体の回転方向下流側の円筒面に向かって延伸される立壁先端部と、を備えるクリーニング装置が知られている(特許文献1)。
特開2014−002344号公報
本発明は、像保持体上の非転写トナー像に起因する転写手段の周辺部材の汚れを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。
前記課題を解決するために、請求項1記載の画像形成装置は、
像保持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記像保持体に形成された前記トナー像を搬送される記録媒体に転写する転写手段と、
前記転写手段の前記記録媒体の搬送方向下流側で前記記録媒体の搬送方向と交差する方向の前記記録媒体の搬送領域外に前記像保持体の外面に向かって突出する板状部材と、を備えた、
ことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、
前記板状部材は前記像保持体の外面に向かって前記像保持体の移動方向に延びる対向面を有し、前記対向面と前記像保持体の外面との間に気流の流通する流路が形成されている、
ことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項2記載の画像形成装置において、
前記対向面と前記像保持体の外面との間隙が1mmないし3mmである、
ことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、
前記像保持体の外面の移動速度が350mm/sec以上である、
ことを特徴とする。
本発明によれば、記録媒体の搬送領域の外側で像保持体の外面に向かって伸びる壁部を有しない構成に比して、像保持体上の非転写トナー像に起因する転写手段の周辺部材の汚れを抑制することができることができる。
画像形成装置の概略構成の一例を示す断面模式図である。 二次転写ユニットの全体構成を示す斜視図である。 画像形成装置における用紙搬送部を含む転写装置の構成を示す断面模式図である。 用紙搬送領域を含む二次転写ユニットの平面模式図である。 画像形成装置の二次転写部周辺の構成及びトナーバンドの通過を説明する図である。 (a)は画像形成装置の二次転写部周辺の空気流の流れを示す断面模式図、(b)は二次転写部周辺の空気流の流れとクラウドトナーの拡散を示す平面模式図である。
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
(1)画像形成装置の全体構成及び動作
(1.1)画像形成装置の全体構成
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の概略構成の一例を示す断面模式図である。
画像形成装置1は、画像形成部10と、画像形成部10の一端に装着された用紙送り装置20と、画像形成部10の他の一端に設けられ、印刷された用紙が排紙される排紙部30と、操作情報部40と、上位機器から送信された印刷情報から画像情報を生成する画像処理部50と、を備えて構成されている。
画像形成部10は、システム制御装置11、露光装置12、感光体ユニット13、現像装置14、転写装置15、用紙搬送装置16a、16b、16c、定着装置17を備えて構成され、画像処理部50から受け取った画像データを、用紙送り装置20から送り込まれた用紙P上にトナー画像として形成する。
用紙送り装置20は、画像形成部10に対する用紙供給を行う。すなわち、種類(例えば、材質や厚さ、用紙サイズ、紙目)の異なる用紙Pを収容する複数の用紙積載部を備えており、これら複数の用紙積載部のいずれか一つから繰り出した用紙Pを画像形成部10に対して供給するように構成されている。
排紙部30は、画像形成部10にて画像出力が行われた用紙Pの排出を行う。そのために、排紙部30は、画像出力後の用紙Pが排出される排紙収容部を備えている。なお、排紙部30は、画像形成部10から出力される用紙束に対して、裁断やステープル(針綴じ)等の後処理を行う機能を有したものであってもよい。
操作情報部40は、各種の設定や指示の入力及び情報表示に用いられるものである。すなわち、いわゆるユーザインタフェースに相当するもので、具体的には液晶表示パネル、各種操作ボタン、タッチパネル等を組み合わせて構成されている。
(1.2)画像形成部の構成及び動作
このような構成の画像形成装置1では、画像形成のタイミングに合わせて用紙送り装置20のうち、印刷ジョブで印刷の1枚毎に指定された用紙積載部から繰り出された用紙Pが画像形成部10へ送り込まれる。
感光体ユニット13は、露光装置12の下方に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する感光体ドラム131を備えている。感光体ドラム131の回転方向にそって、帯電器132、露光装置12、現像装置14、一次転写ローラ152、クリーニングブレード134が配置されている。
現像装置14は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング141を有する。現像ハウジング141内には、感光体ドラム131に対向して配置された現像ローラ142が配設され、現像ローラ142には、現像剤の層厚を規制する層規制部材(不図示)が近接配置されている。
現像装置14各々は、現像ハウジング141に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。また、各現像装置14は、感光体ドラム131上の隣接するトナー像間に位置する非画像領域に、帯状トナー像としてのトナーバンドTBを形成する。
回転する感光体ドラム131の表面は、帯電器132により帯電され、露光装置12から出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム131上に形成された静電潜像は現像ローラ142によりトナー像として現像される。
転写装置15は、各感光体ユニット13の感光体ドラム131にて形成された各色トナー像が多重転写される像保持体としての中間転写ベルト151、各感光体ユニット13にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト151に順次転写(一次転写)する一次転写ローラ152、中間転写ベルト151上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙に一括転写(二次転写)する二次転写ローラ153、二次転写ローラ153の表面に付着する残留トナーや紙粉等を除去するクリーニング装置155、中間転写ベルト151上に付着している残留トナーや紙粉等を除去する中間転写ベルトクリーナ158を備えて構成されている。
各感光体ユニット13の感光体ドラム131に形成された各色トナー像は、中間転写ベルト151と各感光体ドラム131が接触する一次転写部で、システム制御装置11により制御される電源装置110から所定の一次転写電圧が印加された一次転写ローラ152により中間転写ベルト151上に順次静電転写(一次転写)され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト151上の重畳トナー像は、中間転写ベルト151の移動に伴って、バックアップローラ165に中間転写ベルト151を介して二次転写ローラ153が圧接配置された二次転写部TRに搬送される。重畳トナー像が二次転写部TRに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙送り装置20から用紙Pが二次転写部TRに供給される。そして、中間転写ベルト151を介して二次転写ローラ153と対向するバックアップローラ165には、システム制御装置11により制御される電源装置110から予め定められた二次転写電圧が印加され、用紙Pに中間転写ベルト151上の多重トナー像が一括転写される。
感光体ドラム131表面の残留トナーは、クリーニングブレード134により除去され、廃トナー収容部(不図示)に回収され、感光体ドラム131の表面は、帯電器132により再帯電される。
また、トナー像が二次転写された後の中間転写ベルト151上の残留トナーや紙粉等は中間転写ベルトクリーナ158で除去・回収され、二次転写ローラ153の表面は、クリーニング装置155の塗布ブラシ155a及びクリーニングブレード155bによって残留トナーや紙粉等が除去される。
定着装置17は一方向へ回転する無端状の定着ベルト17aと、定着ベルト17aの周面に接し、一方向へ回転する加圧ローラ17bとを有し、定着ベルト17aと加圧ローラ17bの圧接領域によってニップ部N(定着領域)が形成される。
転写装置15においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で用紙搬送装置16aを経由して定着装置17に搬送される。定着装置17に搬送された用紙Pは、一対の定着ベルト17aと加圧ローラ17bにより、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
定着の終了した用紙Pは、用紙搬送装置16bを経由して排紙部30に送り込まれる。
尚、用紙Pの両面に画像出力を行う場合には、用紙搬送装置16cにより当該用紙Pの表裏が反転され、再び画像形成部10における二次転写部TRへ送り込まれる。そして、トナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙部30に送り込まれることになる。排紙部30へ送り込まれた用紙Pは、必要に応じて裁断やステープル(針綴じ)等の後処理を経た後に、排紙収容部へ排出される。
(2)転写装置の構成と作用
(2.1)転写装置の構成
図2は二次転写ユニット154の全体構成を示す斜視図、図3は画像形成装置1における用紙搬送部を含む転写装置15の構成を示す断面模式図、図4は用紙搬送領域を含む二次転写ユニット154の平面模式図である。
転写装置15は中間転写ベルト151、一次転写ローラ152、二次転写ローラ153を含む二次転写ユニット154を備えて構成されている。
中間転写ベルト151は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が10〜1014Ω・cmとなるように形成されており、その厚みは例えば、0.1mm程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。
中間転写ベルト151は、中間転写ベルト151を循環駆動させる駆動ローラ161、各感光体ドラム131の配列方向に沿って略直線状に伸びる中間転写ベルト151を支持する従動ローラ162、中間転写ベルト151に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト151の蛇行を防止するテンションローラ163、二次転写部TRの上流側に設けられ、中間転写ベルト151を支持する支持ローラ164、二次転写部TRに設けられるバックアップローラ165、中間転写ベルト151上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップローラ166を有している。
バックアップローラ165は、表面にカーボンを分散したEPDMとNBRのブレンドゴムのチューブで、内部はEPDMゴムからなり、その表面抵抗率が10〜1010Ω/□でローラ径が28mmとなるように形成され、硬度は例えば70度(アスカーC)に設定されている。
バックアップローラ165は、中間転写ベルト151の裏面側に配置されて二次転写ローラ153の対向電極をなしている。そして、バックアップローラ165には、二次転写部TRにて二次転写電界を形成するためのバイアス電圧を印加する金属製の給電ローラ165Aが接触配置されている。
一次転写ローラ152は、一次転写部において、中間転写ベルト151を挟んで、各感光体ドラム131に対向して設けられ、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム131上のトナー像が中間転写ベルト151に順次、静電吸引され、中間転写ベルト151上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
転写手段としての二次転写ローラ153は、フッ素コートが施されたウレタンゴムのチューブからなる表面層を有する体積抵抗率が10〜1010Ω・cmの半導電性ゴムからなり、ローラ径が28mmとなるように形成され、硬度は例えば30度(アスカーC)に設定されている。
二次転写ローラ153は、中間転写ベルト151を介してバックアップローラ165に対向して配置され、用紙送り装置20から搬送される用紙Pに対して、バックアップローラ165とともに中間転写ベルト151が保持するトナー像を二次転写する二次転写部TRを形成する。
二次転写ローラ153に対向して、二次転写ローラ153の表面に付着する残留トナーや紙粉等を除去するクリーニング装置155が配置されている。
クリーニング装置155は、二次転写ローラ153の表面に潤滑剤155dを塗布する塗布ブラシ155aと、塗布ブラシ155aで予め掻き乱された残留トナーや紙粉等を除去するクリーニングブレード155bから構成されている。
塗布ブラシ155aには、フリッキングバー155cが当接配置されて塗布ブラシ155a表面に付着した残留トナーや紙粉等を除去すると同時に塗布ブラシ155aに付着した潤滑剤155dを均一にならしている。
二次転写部TRの用紙搬送方向下流側には、電極部材156a、案内ガイド156bから構成される剥離徐電装置156が配置され、案内ガイド156bの両外側には、中間転写ベルト151の外面151aに向かって突出する板状部材としての壁部157が立設されている。
図3に示すように、二次転写ローラ153の両端部には、クリーニングブレード155bで除去されてクリーニング装置155内に回収された廃トナーの漏出を防止するシール部材153aが設けられ、壁部157は用紙の搬送方向と交差する方向の用紙搬送領域の外側で、かつシール部材153aの内側に位置するように設けられている。
壁部157は、断面視で二次転写ローラ153と案内ガイド156bの表面と中間転写ベルト151の外面151aで形成される空間を塞ぐように案内ガイド156bに一体として形成されている。
壁部157の中間転写ベルト151の外面151aと対向する一端は中間転写ベルト151の移動方向に沿って延びる対向面157aを有している。
対向面157aは中間転写ベルト151の外面151aと1mmないし3mmの間隙G(図3参照)を保って略平行になるように形成され、中間転写ベルト151の移動によって発生する空気流の流路をなしている(図6(a)参照)。
本実施形態においては、二次転写ローラ153、クリーニング装置155、剥離徐電装置156は二次転写ユニット154として画像形成装置1本体に対して交換可能に配置されている。
トナー像が二次転写された用紙Pは、電極部材156aで用紙Pの背面から徐電されながら、中間転写ベルト151から分離・剥離され、案内ガイド156bにガイドされながら、用紙搬送装置16aを経由して定着装置17に搬送される。
(2.2)トナーバンド形成と転写装置のバイアス印加制御
図5は画像形成装置1の二次転写部TR周辺の構成及びトナーバンドTBの通過を説明する図、図6(a)は画像形成装置1の二次転写部TR周辺の空気流の流れを示す断面模式図、(b)は二次転写部TR周辺の空気流Fの流れとクラウドトナーTNの拡散を示す平面模式図である。
図5に示すように、バックアップローラ165に転写バイアスを印加する給電ローラ165Aには転写バイアス電圧を印加する電源装置110が接続されている。
電源装置110は、二次転写ローラ153とバックアップローラ165との間にトナー像を用紙Pに転写させるための転写電流を供給する転写バイアス電源111と、中間転写ベルト151上に形成された後述するトナーバンドTB等の不要トナーの二次転写ローラ153への移行を防止するためのクリーニングバイアス電圧を供給するクリーニングバイアス電源112と、切替器113とを備えている。
このように構成される画像形成装置1において、画像形成部10では、用紙Pへの転写を目的としないトナー像も形成される。具体的には、感光体ドラム131のクリーニングブレード134の保護や現像装置14内の劣化トナーの排出の為に帯状トナー像であるトナーバンドTBが形成される。
例えば、低密度画像が連続的に続いた場合には現像装置14内のトナー消費が少ない為に現像装置14の内部に滞留する時間が長くなり、トナーが過剰に摩擦帯電されて劣化してしまい、形成される画像の粒状性が悪化する虞があった。
また、中間転写ベルト151上における各色のトナー像の重ね合わせ位置を調整するための画質調整パターンが形成される場合、かかる画質調整パターンは、画像密度が低く、頻繁に画質調整動作が行われると、現像装置14内のトナー消費が少なく、現像装置14のトナーが過剰に摩擦帯電されて劣化する虞があった。
そのために、画像形成装置1においては、感光体ドラム131上の隣接するトナー像間に位置する非画像領域に、感光体ドラム131の回転移動方向と交差する方向(幅方向)に伸びた帯状トナー像であるトナーバンドTBを形成して、現像装置14内の滞留するトナーを強制的に消費する調整動作が行われる。
感光体ドラム131上に形成されたトナーバンドTBは、一次転写部で中間転写ベルト151上に一次転写された後、二次転写部TRではバックアップローラ165へクリーニングバイアス電圧が印加されて、用紙P及び二次転写ローラ153に転写されることはなく、最終的には中間転写ベルトクリーナ158によって掻き落とされ回収される。
一方、図5に模式的に示すように、トナーバンドTB中のトナーには、トナー本来の帯電極性とは異なる逆極性に帯電したトナーや帯電が弱いトナーも含まれ、これらのトナーは二次転写ローラ153に付着してクリーニング装置155内に回収されることになる。
高画質の要求から、トナーバンドTBの形成頻度が高くなると、クリーニング装置155内に回収されるトナー量も多くなり、特に二次転写ローラ153両端部のシール部材153aからトナークラウド(空気中を浮遊するトナー)として浮遊して中間転写ベルト151の移動に伴う空気流によって電極部材156aや案内ガイド156bの両側領域に蓄積されていく。
特に、用紙搬送領域において用紙Pが通常通過している中央部においては、浮遊した廃トナーは用紙Pの裏面側に付着して用紙Pとともに搬送され、電極部材156aや案内ガイド156bに蓄積されにくいが、用紙搬送領域の両側においては、電極部材156aや案内ガイド156bに蓄積されて、後続する用紙PがSRA3等の幅広用紙であった場合に、用紙Pの両側において裏面汚れが発生する虞があった。
本実施形態に係る画像形成装置1においては、案内ガイド156bの両外側には、用紙の搬送方向と交差する方向の用紙搬送領域の外側で、かつシール部材153aの内側に中間転写ベルト151の外面151aに向かって突出する壁部157が立設されている。
壁部157は、断面視で二次転写ローラ153と案内ガイド156bの表面と中間転写ベルト151の外面151aで形成される空間を塞ぐように案内ガイド156bに一体として形成されている。
そのために、図6(b)に模式的に示すように、二次転写ローラ153のシール部材153aから漏出したクラウドトナーTNは、壁部157の外側面157bで遮られ、案内ガイド156bの上面側への拡散が抑制される。
図3及び図6(a)に示すように、壁部157の中間転写ベルト151の外面151aと対向する一端は中間転写ベルト151の移動方向に沿って延びる対向面157aを有し、対向面157aは中間転写ベルト151の外面151aと1mmないし3mmの間隙Gを保って略平行になるように形成されている。
本実施形態に係る画像形成装置1においては、プロセススピードVpは350mm/secないし450mm/secに設定されており、中間転写ベルト151の外面151aは350mm/secないし450mm/secの移動速度で移動する。
案内ガイド156bに立設された壁部157の対向面157aと中間転写ベルト151の外面151aとで形成される間隙Gはいわゆる狭窄流路となって、移動する中間転写ベルト151の外面151aによって、中間転写ベルト151の移動方向下流側に向う空気流Fが発生する(図6(a)矢印F参照)。
そのために、図6(b)に模式的に示すように、二次転写ローラ153のシール部材153aから漏出したクラウドトナーTNは、空気流Fによって中間転写ベルト151の移動方向下流側へ流され、案内ガイド156b側への拡散が抑制される。また、狭窄流路が形成された間隙Gにおいては用紙搬送領域に比して空気圧が低下するために、相対的に高圧となる用紙搬送領域への空気流の流れは発生せずクラウドトナーTNの拡散が抑制されている。
その結果、二次転写ローラ153両端部のシール部材153aから漏出したクラウドトナーTNの電極部材156aや案内ガイド156bの両側領域への蓄積を抑制して用紙の裏面汚れを防止することができる。
1・・・画像形成装置
10・・・画像形成部
11・・・システム制御装置
110・・・電源装置
111・・・転写バイアス電源
112・・・クリーニングバイアス電源
113・・・切替器
120・・・トナーバンド生成部
12・・・露光装置
13・・・感光体ユニット
14・・・現像装置
15・・・転写装置
151・・・中間転写ベルト
152・・・一次転写ローラ
153・・・二次転写ローラ
155・・・クリーニング装置
155a・・・クリーニングブラシ
155b・・・クリーニングブレード
156・・・剥離徐電装置
156a・・・電極部材
156b・・・案内ガイド
157・・・壁部
157a・・・対向面
161・・・駆動ローラ
162・・・支持ローラ
163・・・テンションローラ
164・・・支持ローラ
165・・・バックアップローラ
166・・・クリーニングバックアップローラ
16a、16b、16c・・・用紙搬送装置
17・・・定着装置
20・・・用紙送り装置
28・・・用紙案内ガイド
30・・・排紙部
40・・・操作情報部
50・・・画像処理部

Claims (4)

  1. 像保持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、
    前記像保持体に形成された前記トナー像を搬送される記録媒体に転写する転写手段と、
    前記転写手段の前記記録媒体の搬送方向下流側で前記記録媒体の搬送方向と交差する方向の前記記録媒体の搬送領域外に前記像保持体の外面に向かって突出する板状部材と、を備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記板状部材は前記像保持体の外面に向かって前記像保持体の移動方向に延びる対向面を有し、前記対向面と前記像保持体の外面との間に気流の流通する流路が形成されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記対向面と前記像保持体の外面との間隙が1mmないし3mmである、
    ことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記像保持体の外面の移動速度が350mm/sec以上である、
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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Citations (5)

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