JP4770158B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタ等の画像形成装置に関し、特に用紙に付着した紙粉を除去する手段を備えたものに関する。

レーザプリンタ等の画像形成装置として、用紙（記録媒体）をベルトやドラム等の搬送体上に載せて所定の転写位置に搬送し、その転写位置にて像担持体（感光体あるいは中間転写体）上に担持されたトナー像を用紙に転写させる構成のものが知られている。このような画像形成装置においては、用紙の表面に付着した紙の繊維などの紙粉が像担持体に転移付着した場合に、形成される画像の品質に悪影響を及ぼすことがある。そこで、従来より、像担持体に直接接触する用紙の印字面側に付着した紙粉を除去するための紙粉除去手段を設けた構成が良く採用されている。しかし、用紙の非印字面側に付着した紙粉でも、ベルト等の搬送体に付着した後にそれが像担持体に付着してしまう可能性がある。これを防ぐための方策として、例えば下記の特許文献１には、用紙の搬送路上に印字面側の紙粉を除去する手段と、非印字面側の紙粉を除去する手段とを個々に設ける構成が提案されている。しかしながら、このものでは、印字面用と非印字面用の二つの紙粉除去手段を設けるために、構成が複雑化し、コストの高騰を招くという問題があった。
特開２００２−３１１６６９公報 特開平５−１３４５８４号公報

これに対し特許文献２には、ベルト上における転写位置よりも用紙搬送方向の上流側で、かつ用紙の印字面側に当接する位置に回転可能なブラシを配置した紙粉除去手段が記載されている。このものでは、用紙の搬送時にブラシを用紙の搬送方向と反対方向に回転させることで用紙の印字面に付着した紙粉を除去するとともに、板状部材でそのブラシに転移付着した紙粉を掻き落とした後に、エアポンプで掻き落とした紙粉を吸引捕集するようにしている。このような構成によれば、ブラシによって用紙の非印字面からベルト上に転移付着した紙粉をも除去することができ、用紙の非印字面専用の紙粉除去手段を省略して、構成の簡略化を図ることも可能である。

しかしながら、上記特許文献２のものでは、用紙搬送方向と反対方向に回転するブラシによって、用紙が押し戻されることがあり、そのために用紙の搬送精度が低下し、その結果ジャム（紙詰まり）を発生させたり、あるいは印字位置のずれによって画像品質の低下を招くなどのおそれがあった。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡素な構成で用紙（記録媒体）に付着した紙粉を除去するとともに、用紙の搬送精度を確保することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る画像形成装置は、一対のベルト支持ローラに張架されるとともに記録媒体を外周面に載せて搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの外周面に対向して配置され、現像剤を用いて現像された現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体に対し前記搬送ベルトを挟んで対向して配置され、前記像担持体に担持された現像剤像を前記搬送ベルト上の記録媒体に転写する転写手段と、前記一対のベルト支持ローラのうち前記記録媒体の搬送方向上流側に配置されたベルト支持ローラに対して前記搬送ベルトを挟んで対向して配置され、前記搬送ベルトの外周面とその搬送ベルト上の記録媒ベルトの表面との双方に当接し、かつ前記記録媒体の搬送方向に沿って回転する円筒形状の清掃部と、前記清掃部を接地するとともに、前記一対のベルト支持ローラのうち前記記録媒体の搬送方向上流側に配置されたベルト支持ローラにバイアスを印加する清掃バイアス印加手段と、前記転写手段と前記像担持体との間に印加されるバイアスの極性を、前記転写手段による転写を行わない非転写時に、転写時における転写バイアスと反対の極性に切り換えて、前記像担持体上に付着した紙粉を前記搬送ベルトに転移付着させるバイアス切換手段と、前記清掃部を介して、前記記録媒体上に付着した紙粉を除去するとともに、前記搬送ベルト上に付着した現像剤及び紙粉を除去する除去手段と、を備え、前記除去手段は、前記バイアス切換手段により前記搬送ベルトに転移付着した紙粉を、前記非転写時に前記搬送ベルトから除去するところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記清掃部は、前記搬送ベルト及びその搬送ベルト上の記録媒体に当接する平滑な外周面を備えているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記紙粉除去手段は、前記清掃部に摺接して清掃部を摩擦帯電させる摩擦帯電手段を備えているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のものにおいて、前記清掃部を前記搬送ベルト側へ押圧する押圧手段を備えているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記搬送ベルトの裏面側には前記清掃部に対向する位置に前記清掃部からの押圧力に抗して前記搬送ベルトを支持する押圧受部が設けられているところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項５に記載のものにおいて、前記押圧受部は、前記搬送ベルトを張架するベルト支持ローラにより構成されているところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項６に記載のものにおいて、前記清掃部と前記押圧受部とは、一方の回転力を他方に伝達するギア機構により互いに連結されているところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のものにおいて、前記清掃部の外周面における回転速度は、前記搬送ベルトの外周面における移動速度と等しくなるように設定されているところに特徴を有する。

請求項９の発明は、請求項５に記載のものにおいて、前記清掃部と前記押圧受部との間には、前記記録媒体または前記搬送ベルトに付着した紙粉を前記清掃部側へ電気的に吸引させるバイアスが印加されるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
記録媒体の搬送時には、清掃部が直接記録媒体の印字面側に当接することで、印字面側に付着した紙粉が除去される。また、記録媒体の非印字面側に付着した紙粉が搬送ベルト上に転移付着した場合には、清掃部がその搬送ベルト上の付着箇所に当接したときにその紙粉が除去される。これにより、記録媒体の非印字面専用の除去手段や搬送ベルト専用の除去手段を省略したり、あるいはその能力を下げて構成を簡素化することができる。さらに、清掃部が記録媒体の搬送方向に沿って回転するため、記録媒体の搬送が清掃部によって阻害されることがなく、記録媒体の搬送精度を確保することができる。

また、除去手段が搬送ベルト上に付着した現像剤を除去する手段をも兼ねているため、搬送ベルト上から紙粉及び現像剤の両方が除去される。これにより、専用の現像剤除去手段を省略したり、あるいはその能力を下げて構成を簡素化することができる。

また、転写時には転写手段と像担持体との間に印加される転写バイアスによって現像剤が記録媒体上に転写されるが、このとき現像剤と逆極性の紙粉が用紙から像担持体に転移付着して、そのまま像担持体上に蓄積してしまうことがある。これに対し、本構成によれば、非転写時に、転写手段と像担持体との間に転写バイアスとは反対の極性のバイアスを印加することで、像担持体上の紙粉が搬送ベルト側に吸引され、その後、除去手段によって搬送ベルト上から除去される。これにより、像担持体上に紙粉が蓄積することによる画像品質の劣化を防ぐことができる。また、像担持体に付着した紙粉を除去するために、像担持体から直接紙粉を除去するクリーナや除去した紙粉を貯留する収容部を像担持体の周囲に設ける場合に比べて、構成が簡素になり、コストの高騰を抑えることができる。

＜請求項２の発明＞
清掃部の外周面が平滑な面となっているため、清掃部の外周部をブラシ状とした場合に比べると、構成が簡単であり、コストを低減することができる。また、清掃部の外周面により記録媒体を搬送ベルト側にぴったりと押し付けることができるため、記録媒体が搬送ベルトにしっかりと担持され、搬送精度を確保することができる。

＜請求項３の発明＞
摩擦帯電手段によって清掃部を摩擦帯電させることにより、紙粉等を電気的に吸着させることができる。これにより、紙粉等を効果的に除去することができる。また、例えば清掃部にバイアスを印加することによって紙粉等を吸着させる構成に比べて簡単である。

＜請求項４の発明＞
清掃部が押圧手段によって搬送ベルト側に押し付けられることで、搬送ベルトまたは搬送ベルト上の記録媒体に密着するため、紙粉等を効果的に除去することができる。

＜請求項５の発明＞
ベルトの裏面側に清掃部からの押圧力を受ける押圧受部が設けられているため、ベルトが清掃部からの押圧によって凹むことがなく記録媒体を円滑に搬送できる。また、押圧手段が清掃部を搬送ベルト側へ押圧する力を高めることができるため、紙粉等をより効果的に除去することができる。

＜請求項６の発明＞
ベルトを張架するためのベルト支持ローラを利用して、清掃部からの押圧力を受ける構成としたことで、別途押圧受部を設ける場合に比べて構成が簡単になる。

＜請求項７の発明＞
ギア機構により清掃部とベルト支持ローラとが互いに連結されることで、簡素な構成で清掃部を安定して回転させることができ、用紙の搬送精度をより高めることができる。

＜請求項８の発明＞
清掃部の外周面と搬送ベルトの外周面とが等速度になるように設定することにより、清掃部の外周面の速度が記録媒体の搬送速度と等しくなり、これによって清掃部が搬送ベルトとともに記録媒体の搬送手段として機能する。従って、記録媒体の搬送精度をより向上することが可能となる。

＜請求項９の発明＞
清掃部と押圧受部との間にバイアスを印加することにより紙粉が清掃部に電気的に吸引されるため、紙粉の除去をより効果的に行うことができる。

＜第１実施形態＞
次に本発明の第１実施形態を図１から図８を参照して説明する。
図１は、本実施形態の画像形成装置としてのレーザプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。このレーザプリンタ１は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応する４つの感光体ドラム３１を備えたダイレクトタンデム型のカラーレーザプリンタである。なお、以下の説明において、図１における右側を前方とする。

レーザプリンタ１は、本体ケーシング２の下部に前方へ引き出し可能に装着された給紙トレイ３を備えている。給紙トレイ３は、薄皿状をなし、その内側に画像を形成するための用紙４を積載可能となっている。また、給紙トレイ３の底面には、用紙４の前端側を持ち上げるように傾動可能な用紙押圧板（図示せず）が設けられている。給紙トレイ３の前端上方位置には、前後に並んだピックアップローラ５及び給紙ローラ６と、バネ７の付勢により給紙ローラ６に圧接するウレタン製の分離パッド８が設けられ、さらに給紙ローラ６の斜め前上方には一対の搬送ローラ１０が設けられている。

給紙トレイ３の最上位にある用紙４は、用紙押圧板の付勢力によってピックアップローラ５に向かって押圧され、ピックアップローラ５の回転によって、給紙ローラ６と分離パッド８との間に向けて搬送開始される。そして、その用紙４は、給紙ローラ６の回転によって、給紙ローラ６と分離パッド８との間に挟まれたときに１枚ごとに捌かれて斜め前上方へと送られ、さらに搬送ローラ１０の回転によって斜め後ろ上方のベルトユニット１５へ送り出される。

ベルトユニット１５は、図示しないユニットケース内に、前後に離間して配置された一対のベルト支持ローラ１７Ａ，１７Ｂを備え、さらにその両ベルト支持ローラ１７Ａ，１７Ｂ間に後端下がりに傾斜した姿勢で張架された搬送体としての搬送ベルト１６を備えている。搬送ベルト１６は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる無端状のベルトであり、その幅寸法は印字可能な最大用紙サイズ（本実施形態では、例えばＡ４サイズ）の幅寸法以上になっている。また、搬送ベルト１６は、後側のベルト支持ローラ１７Ｂが回転駆動されることにより図１の反時計回り方向に循環移動し、その上面に載せた用紙４を後方へ搬送する。搬送ベルト１６の内側には、後述のプロセスカートリッジ２３の有する各感光体ドラム３１と対向配置される４つの転写ローラ１８が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３１と対応する転写ローラ１８との間に搬送ベルト１６を挟んだ状態となっている。この転写ローラ１８は、金属製のローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラを被覆した構成であり、転写時には、転写バイアスが印加される。また、この転写ローラ１８は、図示しないモータからの動力の入力により、図１の反時計回り方向に回転駆動される

搬送ベルト１６の上方には、搬送ベルト１６上を搬送される用紙４に対し画像を形成するための画像形成部２１が設けられている。この画像形成部２１は、マゼンタ，イエロー，シアン，ブラックの各色に対応した、露光手段としてのスキャナ部２２及びプロセスカートリッジ２３を計４組備えて構成されており、これらのスキャナ部２２及びプロセスカートリッジ２３が前後に交互に並ぶように配置されている。スキャナ部２２は、図示しないレーザダイオードが発生したレーザ光を所定面に沿って順次方向を変えるように反射するポリゴンミラー２５と、そのポリゴンミラー２５に反射されたレーザ光をプロセスカートリッジ２３の感光体ドラム３１に向けて折り返す折返しミラー２６と、そのレーザ光の光路に設けられたｆθレンズ２７とを、スキャナケース２８内に収納して構成されている。

プロセスカートリッジ２３は、枠状のカートリッジフレーム３０の下部に、感光体ドラム３１及びスコロトロン型帯電器３２を備え、カートリッジフレーム３０の上側に現像カートリッジ３４を備えて構成されている。

感光体ドラム３１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。また、感光体ドラム３１は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

スコロトロン型帯電器３２は、感光体ドラム３１の後側斜め上方において、感光体ドラム３１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム３１と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３２は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３１の表面を一様に正極性に帯電させる。

現像カートリッジ３４は、カートリッジフレーム３０に対して着脱可能に装着されている。現像カートリッジ３４の内部には、上部にトナー収容室３８が設けられ、その下側に供給ローラ３９、現像ローラ４０および層厚規制ブレード（図示せず）が設けられている。各トナー収容室３８には、現像剤として、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各色の正帯電性の非磁性１成分のトナーがそれぞれ収容されている。

供給ローラ３９は、金属製のローラ軸を導電性の発泡材料からなるローラ本体で被覆することにより構成されており、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

現像ローラ４０は、金属製のローラ軸を導電性のゴム材料からなるローラ本体で被覆することにより構成され、供給ローラ３９及び感光体ドラム３１と互いに対向して接触した状態で支持されている。また、この現像ローラ４０は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

そして、現像時には、トナーが供給ローラ３９の回転によって、現像ローラ４０に供給され、供給ローラ３９と現像ローラ４０との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ４０上に供給されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴って、層厚規制ブレードと現像ローラ４０の間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定の厚さの薄層として現像ローラ４０上に担持される。

感光体ドラム３１の表面は、その回転時、まず、スコロトロン型帯電器３２により一様に＋９００Ｖに正帯電される。その後、スキャナ部２２からのレーザ光の高速走査により露光されて表面電位が部分的に＋１００Ｖにされることで、用紙４に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ４０の回転により、現像ローラ４０上に担持されかつ＋４５０Ｖに正帯電されているトナーが、感光体ドラム３１に対向して接触するときに、感光体ドラム３１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

その後、感光体ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト１６によって搬送される用紙４が、感光体ドラム３１と転写ローラ１８との間の転写位置Ｐを通る間に、転写ローラ１８に印加される負極性の転写バイアス（−７００Ｖ）によって、用紙４に転写される。こうしてトナー像が転写された用紙４は、次いで定着器４３に搬送される。

定着器４３は、本体ケーシング２内における搬送ベルト１６の後方に配置されている。この定着器４３は、互いに対向配置された加熱ローラ４４及び加圧ローラ４５等から構成され、用紙４上に転写されたトナー像を紙面に熱定着させる。そして、熱定着された用紙４は、Ｕターン状に折り返しつつ本体ケーシング２の上部に設けられた排紙ローラ４６へ搬送される。

本体ケーシング２の上面には、ヒンジ部４７Ａを中心に開閉可能なカバー４７が設けられており、そのカバー４７の上面が排紙ローラ４６から排出された画像形成後の用紙４が積載される排紙トレイ４８になっている。このカバー４７を開放することにより、本体ケーシング２内のプロセスカートリッジ２３の交換が可能となる。また、本体ケーシング２の前面上部には、開閉可能な前面カバー４９が設けられている。

紙粉除去装置５０は、左右に細長い箱形のケース５１を備えており、このケース５１が搬送ベルト１６の前端部上方位置に、図示しない固着手段によって本体ケーシング２に対して着脱可能に取り付けられている。このケース５１の取付位置は、画像形成部２１の前側で、かつ前面カバー４９の直ぐ内側であるため、ケース５１内に溜まった紙粉６０を廃棄する場合等には、前面カバー４９を開放することで着脱を容易に行うことができる。ケース５１は、下面後部が開口しており、その開口部の内側に清掃部としての清掃ローラ５２が回転可能に設けられ、その清掃ローラ５２の周囲にスポンジ部材５３が設けられている。

清掃ローラ５２は、一般に知られる帯電系列（帯電列）において下位に位置する、即ち負帯電性の高い材質であるフッ素樹脂によって円筒状に形成されており、その外周面は平滑な面となっている。また、清掃ローラ５２は、前側のベルト支持ローラ１７Ａに対し、搬送ベルト１６を挟んで対向して配置されており、図示しない押圧手段により常にベルト支持ローラ１７Ａ側へ押圧されている。このため、ベルト支持ローラ１７Ａは、清掃ローラ５２からの押圧力に抗して搬送ベルト１６を支持する押圧受部として機能する。清掃ローラ５２の幅寸法は、印字可能な最大用紙サイズ（Ａ４サイズ）の幅寸法以上であり、かつ搬送ベルト１６の幅寸法以下になっている。清掃ローラ５２は、搬送ベルト１６上における前述の各転写位置Ｐよりも用紙搬送方向の上流側に配置されており、これにより搬送ベルト１６との間に用紙４が搬送されている時には用紙４の印字面側に当接し、用紙４が搬送されていない時には搬送ベルト１６の外周面に当接するように構成されている。さらに、清掃ローラ５２とベルト支持ローラ１７Ａとは、図示しないギア機構により互いに連結されており、後側のベルト支持ローラ１７Ｂがモータからの駆動力により駆動されることで搬送ベルト１６が循環移動すると、それに伴って互いに同時に逆方向、即ちベルト支持ローラ１７Ａが図示反時計回り方向、清掃ローラ５２が図示時計回り方向に従動回転する。また、清掃ローラ５２の外周面における回転速度は、搬送ベルト１６の外周面における移動速度、即ち用紙４の搬送速度と等しくなるように設定されている。

スポンジ部材５３は、例えばウレタン製であって、清掃ローラ５２の軸方向に沿って細長い直方体状に形成されている。スポンジ部材５３の左右方向の幅寸法（長さ寸法）は、清掃ローラ５２の幅寸法以上にされている。また、スポンジ部材５３は、一端面が清掃ローラ５２の外周面に押し付けられており、清掃ローラ５２の回転時には、その外周面に摺接することにより、次に述べるように清掃ローラ５２の外周面から紙粉等を掻き落とす機能と、清掃ローラ５２を摩擦帯電させる摩擦帯電手段としての機能とを発揮する。

次に本実施形態の動作を図２から図８を参照して説明する。図２から図５は、用紙４に付着した紙粉６０を除去するときの動作を説明する図である。なお、各図中には、紙粉６０の帯電極性を適宜プラス「＋」若しくはマイナス「−」の記号を用いて示している。

画像形成動作が開始されると、前述のように、給紙トレイ３内の用紙４が給紙ローラ６及び分離パッド８によって分離された後、搬送ローラ１０によって搬送ベルト１６側へ供給される。ここで、前述の帯電系列によれば、分離パッド８を構成するウレタンよりも紙の方が上位にあり、つまりウレタンが負極、紙が正極に帯電し易い傾向にある。供給される用紙４の印字面及び非印字面の両面に付着した紙粉６０は、正に帯電したものと負に帯電したものとが混在しているが、そのうち印字面側に付着した紙粉６０は、上記の事情から、分離パッド８との摩擦帯電によって大部分が正に帯電する。

搬送ローラ１０から送られる用紙４の先端が搬送ベルト１６に到達するより前に、後側のベルト支持ローラ１７Ｂの駆動が開始され、それに伴って搬送ベルト１６及び清掃ローラ５２が回転する。すると、ウレタンよりなるスポンジ部材５３がフッ素樹脂よりなる清掃ローラ５２の外周面に摺接することにより、前述の帯電系列に基づき、スポンジ部材５３が正極、清掃ローラ５２が負極に摩擦帯電する。そして、清掃ローラ５２と搬送ベルト１６との間に用紙４がニップされると、用紙４の印字面に付着した正極性の紙粉６０が清掃ローラ５２の表面に吸着される。そして、清掃ローラ５２に吸着した紙粉６０は、清掃ローラ５２の回転に伴って、清掃ローラ５２の表面からスポンジ部材５３によって掻き落とされ、ケース５１内に貯留される（図２参照）。

続いて、用紙４は搬送ベルト１６によって各転写位置Ｐに運ばれ、前述したように、各転写ローラ１８に印加される負極性の転写バイアスによって、各感光体ドラム３１に担持された正極性のトナー像が用紙４の印字面に転写される。ここで、用紙４の印字面に付着していた紙粉６０は、大部分が既に紙粉除去装置５０により除去されているため、紙粉６０が感光体ドラム３１に付着して画像品質に悪影響を与えることが防止される。なお、用紙４の印字面に付着した紙粉６０のうち、紙粉除去装置５０によって除去されずに転写位置Ｐへ搬送されるものも僅かに存在するが、このような紙粉６０の除去については次の第２実施形態において述べる。

次に、用紙４が搬送ベルト１６から後方の定着器４３へ送り出されると、用紙４の非印字面に付着した紙粉６０の一部はそのまま用紙４に付着し続けるが、その他の紙粉６０は搬送ベルト１６側に転移付着する（図３参照）。

こうして、搬送ベルト１６上に付着した紙粉６０は、搬送ベルト１６の循環移動に伴って前方へ移動する（図４参照）。そして、清掃ローラ５２と搬送ベルト１６との間に用紙４がニップされていないときに、搬送ベルト１６上の紙粉６０の付着箇所が清掃ローラ５２との当接位置に至ると、正に帯電した紙粉６０が負に帯電している清掃ローラ５２により電気的に吸着される（図５参照）。また、搬送ベルト１６上に付着した紙粉６０のうち負に帯電した紙粉６０についても、清掃ローラ５２との摩擦帯電により、帯電系列に基づき負から正へと帯電極性が変化して、清掃ローラ５２に吸着される。このようにして、用紙４の非印字面から搬送ベルト１６に付着した紙粉６０が搬送ベルト１６上から除去され、ケース５１内に貯留される。なお、このような搬送ベルト１６上の紙粉６０を除去する処理は、例えば、１または複数の用紙４に対する画像形成ジョブの終了毎に搬送ベルト１６及び清掃ローラ５２を用紙４のない状態で回転させることで行うようにすればよい。

次に紙粉除去装置５０によって搬送ベルト１６上に付着したトナー６１を除去するときの動作について図６から図８を用いて説明する。画像形成動作中に例えばジャム（紙詰まり）が起きた場合には、感光体ドラム３１に担持されたトナー６１が搬送ベルト１６上に転写される（図６参照）。そこで、用紙４を搬送しない状態で搬送ベルト１６及び清掃ローラ５２を回転させると、搬送ベルト１６に伴ってトナー６１が移動する（図７参照）。そして、トナー６１の付着箇所が清掃ローラ５２との当接位置に至ると、正に帯電したトナー６１が負に帯電した清掃ローラ５２により電気的に吸着され、ケース５１内に貯留される（図８参照）。このように紙粉除去装置５０は、搬送ベルト１６上のトナー６１を除去するトナー除去手段としても機能する。なお、紙粉除去装置５０は、例えば濃度補正（いわゆるキャリブレーション）を行う際に、テストパターンとしてのトナーを搬送ベルト１６上に転写した場合や、転写時の残留トナーが感光体ドラム３１から搬送ベルト１６に付着した場合等にも、同様にして搬送ベルト１６上のトナーを除去することができる。

以上のように本実施形態によれば、用紙４の搬送時には、清掃ローラ５２が直接用紙４の印字面側に当接することで、印字面側に付着した紙粉６０が除去される。また、用紙４の非印字面側に付着した紙粉６０が搬送ベルト１６上に転移付着した場合には、清掃ローラ５２がその搬送ベルト１６上の付着箇所に当接したときにその紙粉６０が除去される。これにより、用紙４の非印字面専用の紙粉除去手段や搬送ベルト１６専用の紙粉除去手段を省略したり、あるいはその能力を下げて構成を簡素化することができる。さらに、清掃ローラ５２が用紙４の搬送方向に沿って回転するため、用紙４の搬送が清掃ローラ５２によって阻害されることがなく、用紙４の搬送精度を確保することができる。

また、紙粉除去装置５０が搬送ベルト１６上に付着したトナー６１を除去する手段をも兼ねているため、搬送ベルト１６上から紙粉６０及びトナー６１の両方が除去される。これにより、専用のトナー除去手段を省略したり、あるいはその能力を下げて構成を簡素化することができる。

清掃ローラ５２の外周面が平滑な面となっているため、清掃ローラ５２の外周部をブラシ状とした場合に比べると、構成が簡単であり、コストを低減することができる。また、清掃ローラ５２の外周面により用紙４を搬送ベルト１６にぴったりと押し付けることができるため、用紙４が搬送ベルト１６にしっかりと担持され、搬送精度を確保することができる。

また、スポンジ部材５３によって清掃ローラ５２を摩擦帯電させることにより、紙粉６０やトナー６１を電気的に吸着させることができる。これにより、紙粉６０等を効果的に除去することができる。また、例えば清掃ローラ５２にバイアスを印加することによって紙粉６０等を吸着させる構成に比べて簡単である。

また、清掃ローラ５２が押圧手段によって搬送ベルト１６側に押し付けられることで、搬送ベルト１６または搬送ベルト１６上の用紙４に対して密着するため、紙粉６０等を効果的に除去することができる。

さらに、搬送ベルト１６の裏面側に清掃ローラ５２からの押圧力を受ける押圧受部としてのベルト支持ローラ１７Ａが設けられているため、搬送ベルト１６が清掃ローラ５２からの押圧によって凹むことがなく用紙４を円滑に搬送できる。また、押圧手段が清掃ローラ５２を搬送ベルト１６側へ押圧する力を高めることができるため、紙粉６０等をより効果的に除去することができる。

また、搬送ベルト１６を張架するためのベルト支持ローラ１７Ａを利用して、清掃ローラ５２からの押圧力を受ける構成としたことで、別途押圧受部を設ける場合に比べて構成が簡単になる。

また、ギア機構により清掃ローラ５２とベルト支持ローラ１７Ａとが互いに連結されることで、簡素な構成で清掃ローラ５２を安定して回転させることができ、用紙４の搬送精度をより高めることができる。

さらに、清掃ローラ５２の外周面と搬送ベルト１６の外周面とが等速度になるように設定することにより、清掃ローラ５２の外周面の速度が用紙４の搬送速度と等しくなり、これによって清掃ローラ５２が搬送ベルト１６とともに用紙４の搬送手段として機能する。従って、用紙４の搬送精度をより向上することが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態について図９を参照して説明する。
図９は、本実施形態のレーザプリンタの要部を概念的に示した図である。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
上述したように、搬送ベルト１６に供給される用紙４の印字面に付着した紙粉６０の大部分は、転写位置Ｐに至る前に上記の紙粉除去装置５０によって除去される。しかしながら、ごく僅かではあるが、紙粉除去装置５０によって除去されずに紙面上に残った紙粉６０が転写位置Ｐに搬送されることがある。こうした紙粉６０は、正に帯電したものと負に帯電したものとが混在しているが、このうち負に帯電した紙粉６０は感光体ドラム３１に電気的に吸着する。また、正に帯電した紙粉６０も転写ローラ１８に印加される負極性の転写バイアス（−７００Ｖ）によって大部分が負に極性変化されて同じく感光体ドラム３１に吸着する。こうして負に帯電した紙粉６０が感光体ドラム３１上に蓄積すると、その紙粉６０の周囲では感光体ドラム３１の表面電位が適正な電位まで上がらなくなって帯電不良が生じるなど、画像品質に悪影響を与えるおそれがある。

そこで、本実施形態では、以下に述べるように感光体ドラム３１に付着した負極性の紙粉６０を除去するようにしている。図９に示すように、レーザプリンタの内部には、制御部６５及びバイアス供給部６６が設けられている。制御部６５は、周知のＣＰＵを用いた制御装置などにより構成され、レーザプリンタの動作全般の制御を行う。バイアス供給部６６は、制御部６５からの制御信号に従って、各現像ローラ４０への現像バイアスや、各転写ローラ１８への転写バイアスや、各スコロトロン型帯電器３２への印加電圧などを供給する。また制御部６５は、スイッチ６７に対して切換えを指示する指令信号を出力可能とされ、このスイッチ６７が切り替わることにより、バイアス供給部６６によって転写ローラ１８と感光体ドラム３１との間に印加されるバイアスの極性が切り替わるように構成されている。なお、制御部６５及びスイッチ６７は、本発明のバイアス切換手段に相当する。

図９（Ａ）に示すように、搬送ベルト１６によって搬送される用紙４に対し画像形成を行うときには、転写ローラ１８には負極性のバイアス（転写バイアス）が印加され、これにより用紙４上に正極性のトナーの転写が行われる。ここで、トナーの転写が行われる際には、感光体ドラム３１（＋１００Ｖ〜＋９００Ｖ）と転写ローラ１８（−７００Ｖ）との間で大きな電位差（８００〜１６００Ｖ）が生じるため、用紙４の印字面上の紙粉６０のうち正に帯電した紙粉６０のほとんどの極性が正から負に変化し、この紙粉６０が、転写位置Ｐに至る前から負に帯電していた紙粉６０とともに感光体ドラム３１上に転移付着する。

用紙４の通過後（非転写時）には、図９（Ｂ）に示すように、転写ローラ１８に印加されるバイアスが転写時とは逆極性（ここでは正極性であり＋１３００Ｖ）に切り替えられる。これにより、感光体ドラム３１（未露光状態なので＋９００Ｖ）と転写ローラ１８（＋１３００Ｖ）との間で電位差（４００Ｖ）が生じ、感光体ドラム３１上に担持された負極性の紙粉６０が搬送ベルト１６側に吸着される。なお、ここで転写ローラ１８に印加されるバイアスは、負極性の紙粉６０をほとんど極性変化させない程度の大きさ（電位差４００Ｖ）に設定されている。こうして、感光体ドラム３１から搬送ベルト１６に付着した負極性の紙粉６０は、搬送ベルト１６に伴って移動し、清掃ローラ５２との当接位置に到ったところで、前述したように、清掃ローラ５２との摩擦帯電により負から正へと極性変化して、清掃ローラ５２に吸着され、搬送ベルト１６上から除去される。

以上のように本実施形態によれば、非転写時に、転写ローラ１８と感光体ドラム３１との間に転写バイアスとは反対の極性のバイアスを印加することで、感光体ドラム３１上の紙粉が搬送ベルト１６側に吸着され、その後紙粉除去装置５０によって除去される。これにより、感光体ドラム３１上に紙粉６０が蓄積することによる画像品質の劣化を防ぐことができる。また、感光体ドラム３１に付着した除去するために、感光体ドラム３１から直接紙粉を除去するクリーナや除去した紙粉を貯留する貯留部を感光体ドラム３１の周囲に設ける場合に比べて、構成が簡素になり、コストの高騰を抑えることができる。

＜第３実施形態＞
次に本発明の第３実施形態について図１０を参照して説明する。
図１０は、本実施形態のレーザプリンタの要部の概略構成を示す側断面図である。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。

ベルトユニット７０におけるユニットケース７１の左右両側面には、略前後方向に延びたスライド溝７２が設けられており、このスライド溝７２には軸受部７３が略前後方向に摺動可能な状態で嵌め込まれている。軸受部７３には、前側のベルト支持ローラ１７Ａの軸部７４が回転自在に支持されている。また、軸受部７３は、スライド溝７２内に設けられたコイルバネ７５により前側へ押圧されることで、前後のベルト支持ローラ１７Ａ，１７Ｂ間に張架された搬送ベルト１６に所定のテンションがかかるようにしている。

本実施形態の紙粉除去装置７７のケース７８は、ベルト支持ローラ１７Ａの軸受部７３に一体的に取り付けられている。ケース７８の左右側面には、略上下に細長い軸受孔７９が設けられ、この軸受孔７９に清掃ローラ５２の軸部８０が挿通されることで、清掃ローラ５２が上下方向（即ち、ベルト支持ローラ１７Ａに対して接近、離間する方向）に移動可能な状態で支持されている。また、清掃ローラ５２の軸部８０には、両端が軸受部７３に固定された押圧手段としてのバネ８１が掛けられており、これにより清掃ローラ５２は常にベルト支持ローラ１７Ａ側へ押圧されている。また、ケース７８の前面には、ガタ防止片８２が前方へ延出して設けられている。このガタ防止片８２の先端部は、本体ケーシング２に設けられた溝部８３に嵌合されており、これによりケース７８の前後方向の移動を許容しつつ、上下方向のがたつきが防止されるようになっている。

本実施形態によれば、清掃ローラ５２がバネ８１によって搬送ベルト１６側に押し付けられることで、搬送ベルト１６または搬送ベルト１６上の用紙４に対して密着するため、紙粉６０等を効果的に除去することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１） 図１１に概念的に示すように、清掃ローラ５２とベルト支持ローラ１７Ａとの間にバイアスを印加して、用紙４または搬送ベルト１６上に付着した紙粉６０を清掃ローラ５２に電気的に吸引させるようにしても良い。なお、図１１では、清掃ローラ５２を接地して、ベルト支持ローラ１７Ａに正極性のバイアスを印加する例を示したが、清掃ローラ５２側にバイアスを掛けるようにしても良い。本構成によれば、紙粉６０の除去をより効果的に行うことができる。

（２） 上記各実施形態では、紙粉除去装置を設けることにより、用紙専用の紙粉除去手段や搬送ベルト専用の紙粉除去手段を省略することができたが、本発明の紙粉除去装置とは別に、用紙専用の紙粉除去手段や搬送ベルト専用の紙粉除去手段等を設けても良く、この場合でもその紙粉除去手段等の能力を下げるなどして構成を簡素化することができる。
（３） 上記各実施形態では、搬送体としてベルトを用いたものを示したが、本発明は、搬送体としてドラム形状のものを用いたものにも適用することができる。
（４） 上記各実施形態では、像担持体として感光体ドラムを備えたものを示したが、本発明は、像担持体として中間転写体（中間転写ドラムや中間転写ベルト等）を備えたものにも適用することができる。
（５） 上記第１実施形態では、清掃部が動力を受けずに従動回転する構成としたが、清掃部をモータからの動力により駆動回転させる構成としても良い。
（６） 上記各実施形態では、現像剤として正帯電性のトナーを用いたものを示したが、負帯電性の現像剤を用いるようにしても良く、この場合には、バイアスなどの極性を上記とは逆に構成すれば良い。但し、この場合には、上記実施形態に示した帯電系列上の諸条件を満たすような清掃ローラ等の材質の選定が難しくなるため、上記実施形態のように現像剤を正帯電性として構成する方が好ましい。

本発明の第１実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す側断面図 用紙の印字面側の紙粉が除去される様子を示す説明図 用紙が搬送ベルトから剥離される様子を示す説明図 搬送ベルト上に付着した紙粉が移動する様子を示す説明図 搬送ベルト上の紙粉が除去される様子を示す説明図 感光体ドラム上のトナーが搬送ベルトに付着する様子を示す説明図 搬送ベルト上に付着したトナーが移動する様子を示す説明図 搬送ベルト上のトナーが除去される様子を示す説明図 （Ａ）第２実施形態に係るレーザプリンタにおいて転写バイアスを印加する様子を示す説明図 （Ｂ）感光体ドラム上の紙粉が除去される様子を示す説明図 第３実施形態に係るレーザプリンタの要部の概略構成を示す側断面図 他の実施形態に係るレーザプリンタの要部構成を概念的に示す説明図

１…レーザプリンタ（画像形成装置）
４…用紙（記録媒体）
１６…搬送ベルト（搬送体）
１７Ａ…ベルト支持ローラ（押圧受部）
１８…転写ローラ（転写手段）
３１…感光体ドラム（像担持体）
５０，７７…紙粉除去装置（紙粉除去手段、現像剤除去手段）
５２…清掃ローラ（清掃部）
５３…スポンジ部材（摩擦帯電手段）
６０…紙粉
６１…トナー（現像剤）
６５…制御部（バイアス切換手段）
６７…スイッチ（バイアス切換手段）
８１…バネ（押圧手段）

Claims (9)

1. 一対のベルト支持ローラに張架されるとともに記録媒体を外周面に載せて搬送する搬送ベルトと、
   前記搬送ベルトの外周面に対向して配置され、現像剤を用いて現像された現像剤像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に対し前記搬送ベルトを挟んで対向して配置され、前記像担持体に担持された現像剤像を前記搬送ベルト上の記録媒体に転写する転写手段と、
   前記一対のベルト支持ローラのうち前記記録媒体の搬送方向上流側に配置されたベルト支持ローラに対して前記搬送ベルトを挟んで対向して配置され、前記搬送ベルトの外周面とその搬送ベルト上の前記記録媒体の表面との双方に当接し、かつ前記記録媒体の搬送方向に沿って回転する円筒形状の清掃部と、
   前記清掃部を接地するとともに、前記一対のベルト支持ローラのうち前記記録媒体の搬送方向上流側に配置されたベルト支持ローラにバイアスを印加する清掃バイアス印加手段と、
   前記転写手段と前記像担持体との間に印加されるバイアスの極性を、前記転写手段による転写を行わない非転写時に、転写時における転写バイアスと反対の極性に切り換えて、前記像担持体上に付着した紙粉を前記搬送ベルトに転移付着させるバイアス切換手段と、
   前記清掃部を介して、前記記録媒体上に付着した紙粉を除去するとともに、前記搬送ベルト上に付着した現像剤及び紙粉を除去する除去手段と、
   を備え、
   前記除去手段は、前記バイアス切換手段により前記搬送ベルトに転移付着した紙粉を、前記非転写時に前記搬送ベルトから除去することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記清掃部は、前記搬送ベルト及びその搬送ベルト上の記録媒体に当接する平滑な外周面を備え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. 前記紙粉除去手段は、前記清掃部に摺接して清掃部を摩擦帯電させる摩擦帯電手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記清掃部を前記搬送ベルト側へ押圧する押圧手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送ベルトの裏面側には前記清掃部に対向する位置に前記清掃部からの押圧力に抗して前記搬送ベルトを支持する押圧受部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記押圧受部は、前記搬送ベルトを張架するベルト支持ローラにより構成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記清掃部と前記押圧受部とは、一方の回転力を他方に伝達するギア機構により互いに連結されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記清掃部の外周面における回転速度は、前記搬送ベルトの外周面における移動速度と等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記清掃部と前記押圧受部との間には、前記記録媒体または前記搬送ベルトに付着した紙粉を前記清掃部側へ電気的に吸引させるバイアスが印加されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

Images