JP4910564B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置としてゼログラフィ方式のものがあり、このゼログラフィ方式の一例としては、感光体表面を帯電装置により一様に帯電し、感光体に例えばレーザ露光装置により潜像を形成し、この感光体に形成された潜像を現像装置によりトナー像として可視像化し、この可視像化されたトナー像を転写ローラによりシートに転写すると共に該シートをベルトユニットで搬送し、クリーニング装置のクリーニング部材によりベルトユニットに残留するトナーや紙粉等を除去するものが知られている。この種の画像形成装置において、搬送ベルト上のトナーや紙粉等がクリーニング部材の先端部に堆積することにより、クリーニング性能が低下し、クリーニング不良を生ずることがあった。

そこで、中間転写ベルトを所定量だけ逆転させ、クリーニングブレードにより掻き取られたトナーや紙粉等がクリーニングブレードの先端に停滞したまま固化して付着することを防止するものが知られている（例えば特許文献１）。また例えば、クリーニングブレードの他に紙粉除去部材を有し、クリーニングブレードでは除去し難い転写ベルトに付着している紙粉を除去するものが知られている（例えば特許文献２）。

特開平１０−１０９３９号公報 特許第３１０４０５２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている発明においては、中間転写ベルトを逆転させるための機構が必要となるため、装置の構成が複雑となりコストがかかっていた。特に中間転写ベルトを駆動させる駆動手段が中間転写ベルト以外の装置も駆動している場合、他の装置も逆転してしまうため、クラッチ装置等を設ける必要があった。また、特許文献２に開示されている発明においては、クリーニングブレードの他に紙粉除去部材が設けられているため、画像形成装置本体内に該紙粉除去部材を配設するスペースが必要となり、装置が大型化する問題があった。

本発明の目的とするところは、上記従来の問題を解消し、シンプルな構成によりクリーニング性能を維持し、出力画像における画像品質を維持する画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴とするところは、画像形成装置本体と、支持ロールと、この支持ロールに掛けられ像又はシートを搬送するベルトと、を有するベルトユニットと、前記画像形成装置本体に設けられ、前記支持ロールを駆動し、ギア軸を有する駆動ギアと、前記ベルトに当接し、該ベルト表面の付着物を除去するクリーニング手段と、を有し、前記ベルトユニットは、前記画像形成装置本体に対し前記駆動ギアのギア軸を支点として回動し、前記ベルトは、前記クリーニング手段と当接しながら前記ベルトユニットの回動動作に連動して回転することを特徴とする画像形成装置にある。したがって、クリーニング手段と当接するベルトユニットを画像形成装置本体に対して回動させるのみで、クリーニング手段とベルトユニットとの間に堆積したベルト表面の付着物が除去され、クリーニング性能を維持され、もって出力画像における画像品質を維持される。

好適には、前記支持ロールは、前記駆動ギアの駆動が伝達される駆動ロールと、前記ベルトの回転により従動回転する従動ロールとを有し、該駆動ロールには前記駆動ギアと噛み合う被駆動ギアが設けられている。

好適には、前記画像形成装置本体は開閉手段を有し、前記ベルトユニットは該開閉手段の開閉動作に連動して回動する。

好適には、前記従動ロールの外径は前記駆動ロールの外径よりも大きく形成されている。

好適には、前記クリーニング手段は前記ベルトを挟んで前記従動ロールに対向して配置されている。

好適には、前記ベルト表面に形成された像を検出する検出手段を有し、該検出手段は前記ベルトを挟んで前記従動ロールに対向して配置されている。

好適には、前記クリーニング手段は、クリーニング装置本体と、該クリーニング装置本体に設けられ前記ベルト表面の付着物を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材によって除去された前記ベルト表面の付着物を回収する回収容器と、を有し、前記クリーニング装置本体と前記回収容器とは摺動自在に連結されている。

本発明によれば、クリーニング手段と当接するベルトユニットが画像形成装置本体に対し駆動ギアのギア軸を支点として回動するように構成されているので、シンプルな構成によりクリーニング性能を維持し、出力画像における画像品質を維持することができる。

次に本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２の下部には、シート供給装置１４が配置されていると共に、画像形成装置本体１２の上部にはシート排出部１６が形成されている。また画像形成装置本体１２の前面（図中右側面）には画像形成装置本体１２に対して回動する開閉手段としての開閉カバー１７が設けられている。

シート供給装置１４は、シートカセット１８を有し、このシートカセット１８に多数のシートが積層される。このシートカセット１８の一端上部には、フィードロール２０が配置されていると共に、このフィードロール２０に対向してリタードロール２２が設けられている。シートカセット１８の最上位にある用紙がフィードロール２０によりピックアップされ、フィードロール２０とリタードロール２２との協働によりシートが捌かれて搬送される。

シートカセット１８から搬送された用紙は、レジストローラ２４により一時停止され、所定のタイミングにより後述する感光体ユニット２６とベルトユニット２８との間及び定着装置３０を通って排出ローラ３２によりシート排出部１６へ排出される。

画像形成装置本体１２内には、感光体ユニット２６、ベルトユニット２８、電源ユニット３４及び制御部３６が配置されている。感光体ユニット２６は、感光体ユニット本体３８に例えば４つの感光体４０が回転自在に支持されている。各感光体４０の周囲には、感光体４０を一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電手段としての帯電装置４２と、各感光体４０に書き込まれた潜像を現像剤（トナー）で現像する現像手段としての現像ユニット４４と、転写後の感光体４０を除電する除電装置４６と、転写がなされた後に感光体４０に残留するトナーを除去するトナー除去装置４８とを有する。感光体ユニット２６は、４つの感光体４０、帯電装置４２、現像ユニット４４、除電装置４６及びトナー除去装置４８を一体化したものであり、画像形成装置本体１２に対して着脱自在になっている。

電源ユニット３４は、画像形成装置本体１２上部に配置され、上述したシート供給装置１６、ベルトユニット２８、帯電装置４２及び現像ユニット４４等に電力を供給するようになっている。

４つのトナーボックス５０は、感光体ユニット２６の裏面側方に接続されている。各トナーボックス５０は、マゼンダ、イエロー、シアン及び黒用であり、トナー供給部５２とトナー回収部５４とが一体になって構成されている。トナー供給部５２は現像ユニット４４に接続されて各色のトナーを現像ユニット４４に供給し、トナー回収部５４はトナー除去装置４８に接続されて各色のトナーを回収する。

光書込み装置５６は、それぞれレーザ露光装置からなり、感光体ユニット２６の背面側にあって各感光体４０に対応した位置に配置され、一様に帯電された感光体４０に対してレーザを照射して潜像を形成するようになっている。

ベルトユニット２８は、感光体ユニット２６の表側にあって感光体ユニット２６に対向して縦方向に配置されている。このベルトユニット２８は、上下方向に設けられた二つの支持ロール５８に像又はシートを搬送する搬送ベルト６０が掛けられている。また、各感光体４０に搬送ベルト６０を挟んで対向して転写ロール６２が設けられている。後述するように、ベルトユニット２８は、画像形成装置本体１２に対して回動自在に設けられており、開閉カバー１７の開閉動作に連動してベルトユニット２８が回動するよう該ベルトユニット２８と開閉カバー１７とが連結している。

したがって、各感光体４０は、帯電装置４２により一様に帯電され、光書込み装置５６により潜像が形成され、現像ユニット４４により潜像がトナーにより可視像化される。各感光体４０に形成されたトナー像は、下方から順番にベルトユニット２８の転写ロール６２により、搬送されるシートに転写され、定着装置３０によりシートに定着される。

図２乃至６に本発明の実施形態におけるベルトユニット２８及びクリーニング装置６４等の詳細が示されている。

図２及び３に示すように、ベルトユニット２８は、ベルトユニット本体２９を有し、該転写ユニット本体２９には支持ロール５８としての駆動ロール５８ａと従動ロール５８ｂとが設けられている。このベルトユニット２８は、上述した開閉カバー１７と連結されており、開閉カバー１７の開閉動作に連動して画像形成装置本体１２に対して回動するように設けられている。駆動ロール５８ａには後述する駆動伝達装置６３の駆動が伝達され、従動ロール５８ｂは搬送ベルト６０の回転により従動回転するようになっている。従動ロール５８ｂは、ベルトユニット本体２９の上部に配設され、該従動ロール５８ｂの外径が駆動ロール５８ａの外径よりも大きく形成されており、搬送ベルト６０の張力を一定に保持するように所定の方向（本例においては上下方向）に移動可能に設けられている。駆動ロール５８ａは、ベルトユニット本体２９の下部に配設され、該駆動ロール５８ａの一端部に後述する駆動伝達装置６３の駆動ギア６３ａと噛み合う被駆動ギア６３ｂが設けられている。付勢手段としてのコイルバネ６１は、従動ロール５８ｂと圧接するようベルトユニット本体２９内に設けられ、従動ロール５８ｂに所定の付勢力を与えている。このコイルバネ６１の付勢力により、従動ロール５８ｂが搬送ベルト６０に張力を与える方向（本例においては上方向）に移動し、搬送ベルト６０の張力が一定に保持されている。

ところで、駆動ロール５８ａの外径をＤ（図２に示す）、各感光体４０間のピッチをＰ（図２に示す）とすると、式（１）を満たすことにより、駆動ロール５８ａの偏心成分の影響による出力画像の品質低下を抑制する技術が知られている。

そこで、本発明の画像形成装置１０においては、上述したように駆動ロール５８ａの外径を従動ロール５８ｂの外径よりも小さくし、該駆動ロール５８ａの小径化に応じて、上記式（１）を満たすよう各感光体４０間のピッチＰを短くしている。したがって、出力画像の品質を維持するとともに画像形成装置本体１２の高さ方向の大きさを小さくすることができる。

図２及び３にも示すように、クリーニング手段としてのクリーニング装置６４は、ベルトユニット２８の表側にあって該ベルトユニット２８に対向して配置されている。このクリーニング装置６４は、クリーニング装置本体６６と、クリーニング部材としてのクリーニングブレード６８と、回収容器７０とを有し、搬送ベルト６０表面のトナーや紙粉等の付着物を除去するようになっている。クリーニングブレード６８は、例えばウレタンなどの弾性部材からなり、搬送ベルト６０に圧接することにより、搬送ベルト６０表面のトナーや紙粉等の付着物を掻き落とすようになっている。このクリーニングブレード６８は、クリーニング装置本体６６に固定され、搬送ベルト６０を挟んで従動ロール５８ｂに対向して配置されている。

クリーニング装置本体６６は、画像形成装置本体１２に可動自在に設けられ、該クリーニング装置本体６６内部には空洞部６６ａを有する。この空洞部６６ａは、クリーニングブレード６８によって掻き落とされたトナーや紙粉等を搬送するようになっている。またクリーニング装置本体６６は、該クリーニング装置本体６６下端部の外壁に係合部６６ｂを有し、この係合部６６ｂは後述する回収容器７０の被係合部７２ａと摺動自在に係合するようになっている。回収容器７０は、回収容器本体７２を有し、この回収容器本体７２はクリーニング装置本体６６の空洞部６８ａを介して搬送されたトナーや紙粉等を蓄積するようになっている。また回収容器７０は、回収容器本体７２上部の内壁に被係合部７２ａを有し、この被係合部７２ａは上述したクリーニング装置本体６６の係合部６６ｂと摺動自在に係合するようになっている。このように、クリーニング装置本体６６と回収容器７０とは摺動自在に連結されている。回収容器固定部材７４は、画像形成装置本体１２に設けられ、クリーニング装置６４の回収容器７０を画像形成装置本体１２に対して固定するようになっている。

図４に示すように、クリーニング装置６４においてクリーニング装置本体６６が画像形成装置本体１２に摺動自在に設けられているので、従動ロール５８ｂの位置変化（例えば図４のＬ１）に応じてクリーニング装置本体６６が位置変化（例えば図４のＬ２）するようになっている。このように、従動ロール５８ｂの位置が変位した場合においても、搬送ベルト６０とクリーニング装置本体６６とが離間することなく、クリーニング性能を維持することができる。また、クリーニング装置６４においてクリーニング装置本体６６と回収容器７０とが摺動自在に連結し、回収容器７０が画像形成装置本体１２に固定されているので、回収容器本体７２内のトナーや紙粉等の付着物の堆積量が多くなり、回収容器７０の荷重が大きくなった場合であっても、スプリング６１の付勢力に対向する力、すなわち搬送ベルト６０の張力に対する影響を抑制することができる。また、クリーニングブレード６８が駆動ロール５８ａの外径よりも大きく形成された従動ロール５８ｂに対向するように配置されているので、該クリーニングブレード６８が外径の小さい駆動ロール５８ａに対向するように配置した場合と比較すると、より曲率が大きな部分にクリーニングブレード６８が当接するので、クリーニング性能を向上させることができる。

図２又は４に示すように、検出手段としての検出装置７６は、フォトセンサ７８と濃度センサ８０とを有し、クリーニング装置本体６６の上端部近傍に固定され、搬送ベルト６０を挟んで従動ロール５８ｂに対向して配置されている。フォトセンサ７６は、レジストレーション補正を行なうための位置検出手段として用いられる。フォトセンサ７８は、搬送ベルト６０上に形成された像、例えば各感光体４０に対応する各色のパターンを検出し、検出結果を制御部３６に出力するようになっている。このとき制御部３６は、各色の感光体４０に対する書き込み位置が最適な位置となるよう補正する。濃度センサ８０は、階調補正を行なうための濃度検出手段として用いられる。濃度センサ８０は、搬送ベルト６０上に形成された像、例えば各感光体４０に対応する各色の色パッチを読み取り、検出結果を制御部３６に出力するようになっている。このとき制御部３６は、各色の階調が最適となるよう補正する。

上述したように、検出装置７６は、クリーニング装置本体６６に固定されているので、従動ロール５８ｂの位置変化に応じて変位し、搬送ベルト６０上に形成された色のパターンや色パッチ等の像を正確に検出することができる。また、検出装置７６は、駆動ロール５８ａの外径よりも大きく形成された従動ロール５８ｂに対向するように配置されているので、該検出装置７６が外径の小さい駆動ロール５８ａに対向するように配置した場合と比較すると、曲率が大きな部分において搬送ベルト６０上に形成された色のパターンや色パッチ等の像を検出するので、検出精度を向上させることができる。

図５及び６に示すように、駆動伝達装置６３は、複数のギア（駆動ギア６３ａ，被駆動ギア６３ｂ）からなり、ベルトユニット２８の一側面部に設けられている。駆動ギア６３ａは、該駆動ギア６３の中心に設けられたギア軸６５に固定され、このギア軸６５は画像形成装置本体１２に回転自在に設けられている。被駆動ギア６３ｂは駆動ロール５８ａの中心軸と同軸上に配置され、ベルトユニット２８の一側面部に設けられている。これら駆動ギア６３ａと従動ギア６３ｂとは噛み合うように配置されている。しがって、駆動伝達装置６３は、駆動ギア６３ａに接続されるモータ等の駆動源（図示省略）の駆動を駆動ロール５８ａに被駆動ギア６３ｂを介して伝達し、ベルトユニット２８の搬送ベルト６０を駆動するようになっている。

図６に示すように、画像形成装置１２に対してベルトユニット２８を回動させると、被駆動ギア６３ｂは、駆動ギア６３ａと噛み合いながら駆動ギア６３ａのギア軸６５を支点として回動する。このように、ベルトユニット２８は、画像形成装置本体１２に対して、駆動ギア６４ｂのギア軸６５を支点として回動するようになっている。なお、上述したように開閉カバー１７とベルトユニット２８とは連結されているので、ベルトユニット２８は開閉カバー１７の開閉動作に連動して駆動ギア６３ａのギア軸６５を支点として回動するようになっている。

図７にクリーニングブレード６８先端部に堆積したトナーや紙粉等の付着物の除去方法が示されている。
図７（ａ）に示すように、印刷を複数回行なうとクリーニングブレード６８先端部と搬送ベルト６０との間にトナーや紙粉等の付着物が堆積する。

図７（ｂ）に示すように、開閉カバー１７を開放した後に該開閉カバー１７を閉じると、搬送ベルト６０が所定量逆回転（図７（ｂ）の矢印ｄ方向に回転）し、クリーニングブレード６８先端部の付着物が該クリーニングブレード６８先端部より離間する。より具体的には、駆動伝達装置６３の被駆動ギア６３ｂは、開閉カバー１７を開放した際には駆動ギア６３ａと噛み合いながら正回転（図６の矢印ｂ方向に回転）し、開閉カバー１７を閉じた際には駆動ギア６３ａと噛み合いながら逆回転する。このとき、被駆動ギア６３ｂの逆回転により搬送ベルト６０が逆回転（図７（ｂ）の矢印ｄ方向に回転）し、クリーニングブレード６８と搬送ベルト６０との間に堆積していたトナーや紙粉等の付着物が該搬送ベルト６０とともにクリーニングブレード６８に対して逆方向に所定距離移動する。

図７（ｃ）に示すように、再度印刷を開始すると搬送ベルト６０表面のトナーや紙粉等の付着物は、該搬送ベルト６０より除去される。より具体的には、再度搬送ベルト６０を正回転（図７（ｃ）の矢印ｃ方向に回転）させると、搬送ベルト６０表面のトナーや紙粉等の付着物はクリーニングブレード６８先端部と衝突することで搬送ベルト６０より剥離し、回収容器本体７２に回収される。

このように、本発明の画像形成装置１０によれば、ベルトユニット２８が画像形成装置本体１２に対し駆動ギア６３のギア軸６５を支点として回動するように構成されているので、開閉カバー１７を開閉することにより、クリーニングブレード６８先端部と搬送ベルト６０との間に付着していたトナーや紙粉等の付着物を除去することができる。したがって、部品点数の増加や画像形成装置本体１２を大型化することなく、シンプルな構成によりクリーニング性能を維持し、出力画像における画像品質を維持することができる。また、ベルトユニット２８を画像形成装置本体１２に対して回動する（開閉カバー１７を開閉する）際に、ベルトユニット２８の被駆動ギア６３ｂと画像形成装置本体１２に設けられた駆動ギア６３ａとの噛み合いが解除されないので、画像形成装置本体１２に対するベルトユニット２８の位置の変動が抑制され、出力画像における画像品質を維持することができる。また、開閉カバー１７を開放する際に、クリーニングブレード６８は回転する搬送ベルト６０と当接するので、該クリーニングブレード６８と搬送ベルト６０と接触圧（摩擦力）を調整することにより開閉カバー１７を最適な速度で開くように調整することができる。

以上述べたように、本発明は、出力画像における画像品質を維持する必要がある画像形成装置に利用することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るベルトユニット及びクリーニング装置等を説明する側面図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るベルトユニットとクリーニング装置との関係を説明する縦断面図である。 本発明の実施形態に係るベルトユニット及び開閉カバーが回動した状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る駆動伝達装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るクリーニング装置のクリーニングブレード先端部の付着物の除去手順を示し、（ａ）は通常印刷時、（ｂ）は開閉カバーの開閉時、（ｃ）は再度通常印刷時を説明する図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
１７ 開閉カバー
２８ ベルトユニット
５８ 支持ロール
５８ａ 駆動ロール
５８ｂ 従動ロール
６０ 搬送ベルト
６３ 駆動伝達装置
６３ａ 駆動ギア
６３ｂ 被駆動ギア
６４ クリーニング装置
６５ ギア軸
６６ クリーニング装置本体
６８ クリーニングブレード
７０ 回収容器
７６ 検出装置

Claims (7)

1. 画像形成装置本体と、
   支持ロールと、この支持ロールに掛けられ像又はシートを搬送するベルトと、を有するベルトユニットと、
   前記画像形成装置本体に設けられ、前記支持ロールを駆動し、ギア軸を有する駆動ギアと、
   前記ベルトに当接し、該ベルト表面の付着物を除去するクリーニング手段と、
   を有し、
   前記ベルトユニットは、前記画像形成装置本体に対し前記駆動ギアのギア軸を支点として回動し、
   前記ベルトは、前記クリーニング手段と当接しながら前記ベルトユニットの回動動作に連動して回転することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記支持ロールは、前記駆動ギアの駆動が伝達される駆動ロールと、
   前記ベルトの回転により従動回転する従動ロールと、
   を有し、
   該駆動ロールには前記駆動ギアと噛み合う被駆動ギアが設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置本体は開閉手段を有し、
   前記ベルトユニットは該開閉手段の開閉動作に連動して回動することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記従動ロールの外径は前記駆動ロールの外径よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング手段は前記ベルトを挟んで前記従動ロールに対向して配置さ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. 前記ベルト表面に形成された像を検出する検出手段を有し、
   該検出手段は前記ベルトを挟んで前記従動ロールに対向して配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
7. 前記クリーニング手段は、
   クリーニング装置本体と、
   該クリーニング装置本体に設けられ前記ベルト表面の付着物を除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材によって除去された前記ベルト表面の付着物を回収する回収容器と、
   を有し、
   前記クリーニング装置本体と前記回収容器とは摺動自在に連結されていることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の画像形成装置。

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