JP2018036437A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンによって所定の部品を冷却する冷却装置を備えた画像形成装置において、中間転写ベルトにおける紙粉の取り残しと、トナーの巻き上がりとを抑制して、画像品質の低下を抑制する。【解決手段】画像形成装置１は、中間転写ベルト５のうち、その回転移動方向において現像ユニット１３と対向する領域の上流側で、且つ、像担持体１１が当接する領域の上流側で、中間転写ベルト５上の残留トナーを除去するクリーニングローラー５１と、中間転写ベルト５と現像ユニット１３との隙間を塞ぐように現像ユニット１３の外面に設けられ、中間転写ベルト５に当接して中間転写ベルト５上を清掃する補助ブラシ６２とを備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、中間転写ベルト上に残留したトナーを除去するクリーニングローラーを備えた画像形成装置に関する。

従来から、紙などの転写材に転写されずに中間転写ベルト上に残留したトナー（以下、「残留トナー」という。）を除去するクリーニングローラーを備えた画像形成装置が知られている。特許文献１には、クリーニングローラーとしてブラシローラーを備えた画像形成装置が記載されている。この画像形成装置では、クリーニングローラーがケーシングに収容されている。クリーニングローラーによって中間転写ベルトから除去されたトナーは、ケーシングの底部に堆積し、トナー回収スクリューによって廃トナー容器へ搬送される。

また、画像形成装置では、所定の部品について温度上昇による不具合を防ぐために、内部にファンが設けられている。特許文献２には、ファンによって現像ユニットを冷却する画像形成装置が記載されている。この画像形成装置では、内部温度が上昇するとトナーの溶融等の不具合が発生するため、現像ユニットを冷却している。

特開２０１５−０２５９５０号公報 特開２０１２−１５９６７９号公報

ところで、この種の画像形成装置では、中間転写ベルト上に紙粉が付着した場合に、クリーニングローラーによって中間転写ベルトから紙粉を除去しきれずに、紙粉が像担持体に付着する虞がある。この場合、例えば像担持体上のトナーを除去するブレードが紙粉を噛み込むなどの不具合が生じ、転写材に転写される画像品質を低下させる虞がある。

一方で、ファンによって所定の部品を冷却する冷却装置を備えた画像形成装置では、ダクトの継ぎ目などから空気が漏れ出て、意図しない空間に空気が流入する虞がある。特許文献１に記載されたような画像形成装置の場合、ダクトから漏れ出た空気が、中間転写ベルトと現像ユニットとの隙間を通過して、クリーニングローラーが収容された空間（ケーシング内）に流入する虞がある。そして、クリーニングローラーによって中間転写ベルトから除去されたトナーが、流入した空気によって巻き上げられ、クリーニングローラーや中間転写ベルトに再付着して、画像品質を低下させる虞がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ファンによって所定の部品を冷却する冷却装置を備えた画像形成装置において、中間転写ベルトにおける紙粉の取り残しと、トナーの巻き上がりとを抑制して、画像品質の低下を抑制することにある。

本発明に係る画像形成装置は、像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、中間転写ベルトに隙間を存して対向し、像担持体上にトナーを供給してトナー像を形成する現像ユニットとを備え、中間転写ベルトを回転駆動して、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写ベルト上に転写し、該中間転写ベルト上に転写されたトナー像を転写材上に転写することによって画像を形成する画像形成である。

そして、当該画像形成装置の内部において、ファンによって空気を送風することで所定の部品を冷却する冷却装置と、中間転写ベルトのうち、その回転移動方向において現像ユニットと対向する領域の上流側で、且つ、像担持体が当接する領域の上流側で、中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニングローラーと、中間転写ベルトと現像ユニットとの隙間を塞ぐように現像ユニットの外面に設けられ、中間転写ベルトに当接して中間転写ベルト上を清掃する補助ブラシとを備えている。

本発明によれば、中間転写ベルトにおける紙粉の取り残しと、トナーの巻き上がりとを抑制して、画像品質の低下を抑制することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置の概略構成を示す全体図である。 図２は、画像形成装置における画像形成部の斜視図である。 図３は、画像形成装置における画像形成部の断面図である。 図４は、画像形成部における従動ローラー側の断面図である。 図５は、画像形成部における第２補助ブラシ付近の拡大断面図である。 図６は、従来の画像形成装置の課題を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

＜実施形態＞
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図を示す。以下の説明において、前側、後側は、画像形成装置１の前側、後側（図１の紙面垂直方向の手前側、奥側）を意味し、左側、右側は、画像形成装置１を前側から見たときの左側、右側を意味するものとする。

画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング２５によって覆われた画像形成装置本体２を有している。画像形成装置本体２内には画像形成部３が設けられている。画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データに基づき、記録紙Ｐ（転写材Ｐ）に画像を転写形成する。

画像形成部３の下側には、レーザー光を出射する光走査装置４が配置され、画像形成部３の上側には、画像形成部３の各感光体ドラム１１（各像担持体１１）上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は、駆動ローラー２１と従動ローラー２２とに巻き掛けられ、これらのローラー２１，２２の間に左右方向に張られている。中間転写ベルト５は、駆動ローラー２１を回転させる第１駆動モーター（図示省略）によって、各感光体ドラム１１に当接可能に回転駆動される。

光走査装置４の下側には、記録紙Ｐを貯留する用紙貯留部６が配置されている。用紙貯留部６の左側には、手差し給紙部７が配置されている。中間転写ベルト５の右側且つ上側には、記録紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。画像形成装置本体２の上部には、定着部８で定着処理が施された記録紙Ｐが排出される用紙排出部９が配置されている。

画像形成部３は、図２及び図３に示すように、複数の画像形成ユニット１０（マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの各色に対応した４つの画像形成ユニット１０）を備えている。複数の画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト５の下側部分に沿って一列に配置されている。各画像形成ユニット１０は、回転駆動される感光体ドラム１１と、各感光体ドラム１１の直下に配置された帯電器１２と、各感光体ドラム１１の左側に配置された現像ユニット１３と、各感光体ドラム１１の直上に配置された一次転写ローラー１４と、各感光体ドラム１１の右側に配置されたクリーニング部１５と備えている。画像形成部３のうち、感光体ドラム１１、帯電器１２及びクリーニング部１５は、ドラムユニットを構成している。現像ユニット１３についての詳細は後述する。

各感光体ドラム１１は、帯電器１２によって周面が一定に帯電された後に、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、所定の画像データに基づくレーザー光が光走査装置４から照射されて、各感光体ドラム１１の周面に静電潜像が形成される。この静電潜像に対して現像ユニット１３からトナー（現像剤）が供給される。その結果、各感光体ドラム１１の周面に、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像が形成される。各感光体ドラム１１の周面に形成されたトナー像は、一次転写ローラー１４に印加された転写バイアスによって中間転写ベルト５の周面に転写される。中間転写ベルト５に転写されずに感光体ドラム１１の周面に残留したトナーは、クリーニング部１５によってクリーニングされる。中間転写ベルト５は回転駆動されており、中間転写ベルト５の周面にはイエロー、マゼンタ、シアン又はブラックの各色のトナー像が、互いに重なるように順番に転写されてカラーのトナー像が形成される。

定着部８の下側には、二次転写ローラー１６と、二次転写ローラー１６に対向する駆動ローラー２１とが配置されている。二次転写ローラー１６は、中間転写ベルト５を介して駆動ローラー２１に当たるように、駆動ローラー２１の隣に配置されている。二次転写ローラー１６は、中間転写ベルト５に当接している。用紙貯留部６又は手差し給紙部７から用紙搬送路１７を通って搬送される記録紙Ｐは、二次転写ローラー１６と中間転写ベルト５とによって挟持され、二次転写ローラー１６に印加された転写バイアスによって中間転写ベルト５上のトナー像が転写される。記録紙Ｐにはカラー画像が形成される。

定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備えている。定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とによって記録紙Ｐを挟持して加圧しながら、記録紙Ｐを加熱して、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を定着させる定着処理を行う。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙排出部９に排出される。画像形成装置１では、両面印刷を行う場合に、表側のトナー像に定着処理が施された記録紙Ｐを反転搬送路２０に通して反転させて、記録紙Ｐの裏側に画像を印刷する。

−現像ユニット及び冷却装置の構成−
図４は、画像形成部３における従動ローラー２２側の断面図である。図４では、回転駆動される部品の回転方向を矢印で示す。画像形成ユニット１０では、現像ユニット１３が、中間転写ベルト５の回転方向（中間転写ベルト５の下側部分の移動方向）において、感光体ドラム１１よりも上流側に配置されている。現像ユニット１３の上面は、中間転写ベルト５の下面に隙間を存して対向している。現像ユニット１３は、ケーシング３０内に、現像ローラー３１と、マグローラー３２と、第１スパイラルフィーダー３３と、第２スパイラルフィーダー３４とを備えている。ケーシング３０の内部には、トナーコンテナ（図示省略）から補給されたトナーが貯留される。

現像ユニット１３では、第１スパイラルフィーダー３３がトナーを攪拌しながら軸方向に搬送する。第２スパイラルフィーダー３４は、第１スパイラルフィーダー３３から受け渡されたトナーを第１スパイラルフィーダー３３とは反対方向に搬送する。マグローラー３２は、第２スパイラルフィーダー３４によって搬送されたトナーを磁力によって回収して現像ローラー３１に供給する。現像ローラー３１は、マグローラー３２から搬送されたトナーを受け取って、感光体ドラム１１の周面の潜像領域に供給する。現像ローラー３１は、ケーシング３０の開口から露出して、僅かな間隔を存して感光体ドラム１１と対面している。

画像形成装置１は、図４に示すように、所定の部品（本実施形態では、現像ユニット１３）を冷却する冷却装置４０をさらに備えている。冷却装置４０は、空気を送風する送風ファン４１と、送風ファン４１によって供給された空気が流通する冷却ダクト３９を形成するダクト形成部材３８とを備えている。本実施の形態では、２つの現像ユニット１３に対して１つの送風ファン４１が設けられ、各現像ユニット１３に対して１つずつダクト形成部材３８が設けられている。

ダクト形成部材３８は、上方が開放された箱状に形成されている。ダクト形成部材３８は、ケーシング３０の底面との間に冷却ダクト３９が形成されるように、ケーシング３０の下部に取り付けられている。冷却ダクト３９は、現像ローラー３１の軸方向（前後方向）に沿って延びている。送風ファン４１は、例えば、光走査装置４の側方（前後方向の側方）に配置されている。送風ファン４１から吹き出された空気は、連絡通路４２を通って冷却ダクト３９の一端に流入し、現像ローラー３１の軸方向に沿って冷却ダクト３９を流通する。ケーシング３０内のトナーは、冷却ダクト３９を流通する空気に放熱して冷却される。冷却ダクト３９を流通した空気は、冷却ダクト３９の他端から排出される。

−ベルトクリーニングユニットの構成−
画像形成装置１は、図３及び図４に示すように、記録紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト５上に残留した残留トナーや、中間転写ベルト５に付着した紙粉を除去するベルトクリーニングユニット５０をさらに備えている。ベルトクリーニングユニット５０は、ケーシング５５内に、クリーニングローラー５１と、回収ローラー５２と、クリーニングブレード５３と、トナー回収スクリュー５４とを備えている。

クリーニングローラー５１は、中間転写ベルト５の周面から残留トナーを除去するためのローラーである。クリーニングローラー５１は、周面に亘って複数のブラシ毛が植設された導電性ブラシによって構成されている。クリーニングローラー５１は、中間転写ベルト５のうち、その回転移動方向において最も上流側の現像ユニット１３と対向する領域の上流側で、且つ、最も上流側の感光体ドラム１１が当接する領域の上流側で、中間転写ベルト５に当接して、中間転写ベルト５上の残留トナーを除去する。クリーニングローラー５１は、従動ローラー２２との間に中間転写ベルト５を挟むように設けられている。

クリーニングローラー５１は、画像形成部３による画像形成時に、第２駆動モーター（図示省略）によって回転駆動される。クリーニングローラー５１は、中間転写ベルト５との当接箇所において中間転写ベルト５とは反対方向にブラシ毛が移動するように回転駆動される。その際、クリーニングローラー５１と中間転写ベルト５との間には、定電流源（図示省略）によって、所定の電位差が付与され、クリーニングローラー５１と中間転写ベルト５との間に電流が流れる。これにより、中間転写ベルト５の周面の残留トナーが、クリーニングローラー５１へ移動する。

回収ローラー５２は、中間転写ベルト５からクリーニングローラー５１へ移動したトナーを回収するためのローラーである。回収ローラー５２は、上述の第２駆動モーターによってクリーニングローラー５１と同期して回転駆動される。回収ローラー５２は、クリーニングローラー５１との当接箇所において周面がクリーニングローラー５１と同方向に移動するように回転駆動される。その際、回収ローラー５２とクリーニングローラー５１との間には、定電流源（図示省略）によって、所定の電位差が付与され、回収ローラー５２とクリーニングローラー５１との間に電流が流れる。これにより、クリーニングローラー５１に付着したトナーが、回収ローラー５２へ移動する。

クリーニングブレード５３は、回収ローラー５２の周面に付着したトナーを掻き落とすための部品である。クリーニングブレード５３は、回収ローラー５２の周面に当接するように配置されている。クリーニングブレード５３によって掻き落とされたトナーは、ケーシング５５の底部に堆積し、トナー回収スクリュー５４によって廃トナー容器（図示省略）へ搬送される。

本実施の形態では、ベルトクリーニングユニット５０が、第１補助ブラシ６１（プレブラシ６１）と、第２補助ブラシ６２とをさらに備えている。第１補助ブラシ６１は、中間転写ベルト５の回転方向におけるクリーニングローラー５１の上流側に配置され、第２補助ブラシ６２は、中間転写ベルト５の回転方向におけるクリーニングローラー５１の下流側に配置されている。

第１補助ブラシ６１は、クリーニングローラー５１によるトナーの除去に先立ち、中間転写ベルト５の表面に付着している残留トナーを表面から浮き上がらせるためのブラシである。第１補助ブラシ６１は、図４において左斜め上側から中間転写ベルト５の周面に当接して、従動ローラー２２との間に中間転写ベルト５を挟むように設けられている。第１補助ブラシ６１は、図示しない支持部材によって支持されている。第１補助ブラシ６１による前処理によって、クリーニングローラー５１における残留トナーの除去効率が向上する。

第２補助ブラシ６２は、クリーニングローラー５１によって除去しきれなかった紙粉などを除去するためのブラシである。第２補助ブラシ６２は、従動ローラー２２の下方に配置されている。第２補助ブラシ６２は、最も上流側の現像ユニット１３の上面（外側）と中間転写ベルト５の下面との隙間を従動ローラー２２の軸方向（前後方向）に亘って塞ぐように、最も上流側の現像ユニット１３の上面に設けられている。具体的に、第２補助ブラシ６２は、図５に示すように、最も上流側の現像ユニット１３のケーシング３０の上側カバー部３０ａの上面に設けられている。第２補助ブラシ６２は、中間転写ベルト５のうち、従動ローラー２２との接触部とテンションローラー２３との接触部との間に当接している。テンションローラー２３は、最も上流側の画像形成ユニット１０の一次転写ローラー１４と従動ローラー２２との間に配置されている。

第２補助ブラシ６２は、上側カバー部３０ａの上面に固定された基材６２ａと、基材６２ａに植設された多数のブラシ毛により構成されたブラシ部６２ｂとを備えている。基材６２ａは、板状に形成されて、上側カバー部３０ａの突出部３０ｂ上に設けられている。基材６２ａは、中間転写ベルト５のうちブラシ部６２ｂが当接する部分（以下、「ブラシ当接部分」という。）と略平行に設けられている。ブラシ部６２ｂではブラシ毛の長さが略均一である。本実施形態では、中間転写ベルト５の回転中に、複数のブラシ毛の先端側が中間転写ベルト５によって下流側へ引っ張られて中間転写ベルト５に対し傾斜した状態（少し寝た状態）となるように、複数のブラシ毛の各々について、基材６２ａ（植設面）からの突出長が、該ブラシ毛の植設位置における基材６２ａ（植設面）から中間転写ベルト５までの距離（以下、「隙間距離」という。）よりも長くなっている。そのため、複数のブラシ毛が中間転写ベルト５に密着する。

−実施形態の効果等−
ここで、第２補助ブラシ６２を備えていない従来の画像形成装置では、図６に示すように、ダクト形成部材３８の側壁部とケーシング３０との継ぎ目３７などから、冷却ダクト３９を流通する空気が漏れ出てしまう。冷却ダクト３９から漏れた空気は、破線の矢印に示すように、最も上流側の画像形成ユニット１０において現像ローラー３１と感光体ドラム１１との隙間を通過する。その際、現像ローラー３１上のトナーが巻き上がり、画像形成装置本体２内にトナーが飛散し、中間転写ベルト５などの部品に付着する虞がある。この場合、中間転写ベルト５から記録紙Ｐに転写される画像の品質が低下する虞がある。

また、現像ローラー３１と感光体ドラム１１との隙間を通過した空気は、さらに中間転写ベルト５と現像ユニット１３（上側カバー部３０ａ）との隙間を通過し、クリーニングローラー５１などが配置されたケーシング５５内に流入する。これにより、ケーシング５５内では、クリーニングローラー５１によって中間転写ベルト５から除去されてケーシング３０内に堆積しているトナーが巻き上がり、クリーニングローラー５１に再付着する虞がある。クリーニングローラー５１にトナーが再付着した場合、そのトナーは中間転写ベルト５に再付着し、その状態で画像形成部３によって中間転写ベルト５にトナー像が転写される。その結果、中間転写ベルト５から記録紙Ｐに転写される画像の品質が低下する虞がある。

それに対し、本実施形態では、最も上流側の現像ユニット１３と中間転写ベルト５との隙間が、前後方向に亘って第２補助ブラシ６２によって塞がれ、その隙間を空気が通過しにくくなっている。ケーシング５５内は、第２補助ブラシ６２によってほぼ密閉された状態となっている。そのため、冷却ダクト３９から漏れた空気は、最も上流側の現像ユニット１３と中間転写ベルト５との隙間をほとんど通過せず、感光体ドラム１１と現像ローラー３１との隙間もほとんど通過しない。従って、冷却ダクト３９から漏れた空気によるトナーの巻き上がりを抑制することができ、この巻き上がりに起因する画質の低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、クリーニングローラー５１によって中間転写ベルト５から除去しきれなかった紙粉を除去するために、第２補助ブラシ６２を設けている。そのため、紙粉が感光体ドラム１１に付着することを抑制でき、紙粉の付着に起因する画質の低下を抑制することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態において、第２補助ブラシ６２のブラシ部６２ｂが、スポンジブラシなど他の構成であってもよい。

上記実施形態では、複数のブラシ毛の各々について基材６２ａからの突出長が、該ブラシ毛の植設位置における隙間距離よりも長いが、突出長を隙間距離と略等しくてもよい。

上記実施形態では、画像形成装置１が、現像ユニット１３を冷却する冷却装置４０の冷却ダクト３９から漏れ出た空気が、現像ユニット１３とドラムユニットと間を流通するが、光走査装置４を冷却する冷却装置の冷却ダクトから漏れ出た空気が、現像ユニット１３とドラムユニットと間を流通するものであってもよい。この場合も、第２補助ブラシ６２を設けることで、光走査装置４を冷却する冷却装置の冷却ダクトから漏れ出た空気によるトナーの飛散及び巻き上がりを抑制することができる。

上記実施形態では、画像形成装置１の一例としてタンデム方式のカラープリンターを挙げて説明したが、これに限ったものではなく、画像形成装置１は、例えば複写機、複合機（ＭＦＰ）、又はファクシミリ等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、中間転写ベルト上に残留したトナーを除去するクリーニングローラーを備えた画像形成装置に有用である。

１ 画像形成装置
３ 画像形成部
５ 中間転写ベルト
１０ 画像形成ユニット
１１ 感光体ドラム（像担持体）
１３ 現像ユニット
２２ 従動ローラー
３１ 現像ローラー
３９ 冷却ダクト
４０ 冷却装置
４１ 送風ファン（ファン）
５１ クリーニングローラー
６１ 第１補助ブラシ
６２ 第２補助ブラシ

Claims (3)

1. 像担持体上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルトに隙間を存して対向し、前記像担持体上にトナーを供給してトナー像を形成する現像ユニットとを備え、
   前記中間転写ベルトを回転駆動して、前記像担持体上に形成されたトナー像を前記中間転写ベルト上に転写し、該中間転写ベルト上に転写されたトナー像を転写材上に転写することによって画像を形成する画像形成装置であって、
   当該画像形成装置の内部において、ファンによって空気を送風することで所定の部品を冷却する冷却装置と、
   前記中間転写ベルトのうち、その回転移動方向において前記現像ユニットと対向する領域の上流側で、且つ、前記像担持体が当接する領域の上流側で、前記中間転写ベルト上の残留トナーを除去するクリーニングローラーと、
   前記中間転写ベルトと前記現像ユニットとの隙間を塞ぐように前記現像ユニットの外面に設けられ、前記中間転写ベルトに当接して前記中間転写ベルト上を清掃する補助ブラシとを備えている、画像形成装置。
2. 前記補助ブラシは、複数のブラシ毛と、前記複数のブラシ毛が植設された植設面とを備え、
   前記中間転写ベルトの回転中に、前記複数のブラシ毛の先端側が前記中間転写ベルトによって下流側へ引っ張られて該中間転写ベルトに対し傾斜した状態となるように、前記複数のブラシ毛の各々の前記植設面からの突出長が、該ブラシ毛の植設位置における前記植設面から前記中間転写ベルトまでの距離よりも長くなっている、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記冷却装置は、前記現像ユニットを冷却するように構成されている、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
   

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