以下、本発明に係る実施の形態について図面を基に詳細に説明する。なお、図1において、矢印Vを画像形成装置10の上方向(上下方向)とし、矢印Hを画像形成装置10の右方向(水平方向)とする。そして、図1で示す紙面垂直方向手前側を画像形成装置10の前側とし、正面とする。また、本実施形態では、記録媒体の一例として記録用紙Pを採用し、記録用紙Pの搬送方向上流側を単に「上流側」、搬送方向下流側を単に「下流側」と言う場合がある。
図1で示すように、画像形成装置10は、上下方向の下側から上側へ向けて、記録用紙Pが収容される用紙収容部12と、用紙収容部12の上側に設けられ、用紙収容部12から供給される記録用紙Pに画像を形成する画像形成部14と、画像形成部14の上側に設けられ、原稿Gを読み取る原稿読取部16と、画像形成部14内に設けられ、画像形成装置10の各部の動作を制御する制御部20と、を含んで構成されている。
用紙収容部12には、それぞれサイズの異なる記録用紙Pが収容される第1収容部22、第2収容部24、第3収容部26が設けられている。第1収容部22、第2収容部24、第3収容部26には、それぞれ収容された記録用紙Pを画像形成装置10内の搬送路28へ送り出す送出ロール32が設けられている。そして、各送出ロール32よりも下流側の搬送路28には、記録用紙Pを1枚ずつ搬送する一対の搬送ロール34、36がそれぞれ設けられている。
更に、第3収容部26の搬送ロール36よりも下流側には、後述する反転搬送路29から送られて来た記録用紙Pが搬送路28に合流されて搬送されるように、一対の搬送ロール50が設けられている。そして、その搬送ロール50よりも下流側には、記録用紙Pを一旦停止させるとともに、予め決められたタイミングで、後述する二次転写位置へ送り出す位置合わせロール38が設けられている。
なお、画像形成装置10の正面視において、搬送ロール50を含む上流側の搬送路28は、上下方向に直線状に形成されている。また、位置合わせロール38を含む下流側の搬送路28は、画像形成部14の左側から右側、即ち装置本体10Aの右側面に設けられた排紙部15まで略直線状に形成されている。更に、位置合わせロール38を含む下流側の搬送路28の下側には、記録用紙Pが反転されて搬送される反転搬送路29が設けられている。
反転搬送路29には、搬送路28から反転搬送路29へ記録用紙Pを案内する第1案内部材31と、画像形成部14の右側下部から用紙収容部12の右側下部まで上下方向に直線状に設けられた反転部33と、反転部33に搬送された記録用紙Pを反転部33から後述する搬送部37へ案内する第2案内部材35と、第2案内部材35によって案内された記録用紙Pを搬送する搬送部37と、を有している。
なお、この搬送部37の下流側は、第3収容部26の搬送ロール36と搬送ロール50との間における搬送路28に合流されるようになっている。そして、反転部33には、一対の搬送ロール42が予め決められた間隔を隔てて複数箇所に設けられており、搬送部37には、一対の搬送ロール44が予め決められた間隔を隔てて複数箇所に設けられている。
第1案内部材31は、正面視略三角柱状とされており、図示しない駆動手段によって先端部が搬送路28又は反転搬送路29の何れか一方に移動されることで、記録用紙Pを搬送路28又は反転搬送路29へ案内するようになっている。同様に、第2案内部材35も、正面視略三角柱状とされており、図示しない駆動手段によって先端部が反転部33又は搬送部37の何れか一方に移動されることで、記録用紙Pを反転部30又は搬送部37へ案内するようになっている。
また、装置本体10Aの左側面には、折り畳み式の手差給紙部46が設けられている。手差給紙部46から供給された記録用紙Pは、搬送ロール48によって搬送され、搬送ロール50よりも下流側で、かつ位置合わせロール38よりも上流側の搬送路28に合流されるようになっている。
原稿読取部16は、原稿Gを1枚ずつ自動で搬送する原稿搬送装置52と、原稿搬送装置52の下側に配置され、1枚の原稿Gが載せられるプラテンガラス54と、原稿搬送装置52によって搬送された原稿G又はプラテンガラス54に載せられた原稿Gを読み取る原稿読取装置56と、を有している。
原稿搬送装置52は、一対の搬送ロール53が複数配置された自動搬送路55を有しており、自動搬送路55の一部は、記録用紙Pがプラテンガラス54上を通るように配置されている。また、原稿読取装置56は、プラテンガラス54の左端部に静止した状態で原稿搬送装置52によって搬送された原稿Gを読み取るか、又は右方向に移動しながらプラテンガラス54に載せられた原稿Gを読み取るようになっている。
画像形成部14は、装置本体10Aの略中央に、装置本体10Aの手前側から奥側に向かう方向が軸方向とされて配置された潜像保持体の一例としての円筒状の感光体62を有している。この感光体62は、図示しない駆動手段によって矢印+R方向(図示の時計回り方向)に回転するとともに、光照射によって形成される静電潜像を保持するようになっている。また、感光体62の上方で、かつ感光体62の外周面(表面)と対向する位置には、感光体62の外周面を帯電するコロトロン方式の帯電部材64が設けられている。
帯電部材64よりも感光体62の回転方向下流側で、かつ感光体62の外周面と対向する位置には、露光装置66が設けられている。露光装置66は、LED(Light Emitting Diode)で構成されており、帯電部材64により帯電した感光体62の外周面に、各トナー色に対応した画像信号に基づいて光を照射(露光)し、静電潜像を形成するようになっている。
なお、露光装置66はLED方式に限らず、例えば、レーザ光をポリゴンミラーで走査するものであってもよい。また、露光装置66によって光が照射される部位よりも感光体62の回転方向下流側には、感光体62の外周面に形成された静電潜像を、予め決められた各色のトナーで現像して可視化させる現像手段の一例としての回転切替方式の現像装置70が設けられている。なお、現像装置70の詳細については後述する。
現像装置70よりも感光体62の回転方向下流側で、かつ感光体62の下側には、感光体62の外周面に形成されたトナー画像(現像剤像)が一次転写される中間転写ユニット60(図2参照)が設けられている。中間転写ユニット60は、矢印−R方向(図示の反時計回り方向)に周回移動する現像剤保持部材の一例としての無端状の中間転写ベルト(中間転写体)68を有している。
この中間転写ベルト68は、制御部20により回転駆動される駆動ロール61と、中間転写ベルト68に張力を付与するための張力付与ロール63と、中間転写ベルト68の内周面(裏面)に接触して従動回転する複数の搬送ロール65と、後述する二次転写位置において中間転写ベルト68の内周面に接触して従動回転する補助ロール69に巻き掛けられている。
また、中間転写ベルト68を挟んで感光体62の反対側には、感光体62の外周面に形成されたトナー画像を中間転写ベルト68の外周面(表面)に一次転写させるための一次転写ロール67が設けられている。
この一次転写ロール67は、感光体62と中間転写ベルト68とが接触する位置から中間転写ベルト68の移動方向下流側に離れた位置で、中間転写ベルト68の内周面に接触している。そして、一次転写ロール67は、図示しない電源から通電されることにより、接地されている感光体62との電位差で、感光体62のトナー画像を中間転写ベルト68の外周面に一次転写するようになっている。
また、中間転写ベルト68を挟んで補助ロール69の反対側には、中間転写ベルト68の外周面に一次転写されたトナー画像を記録用紙Pに二次転写させる転写手段の一例としての二次転写ロール71が設けられている。この二次転写ロール71と補助ロール69との間が、記録用紙Pへトナー画像を転写する二次転写位置とされており、二次転写ロール71は、図示しないリトラクト機構により、中間転写ベルト68の外周面に対して接離(接触、離隔)可能に構成されている。
すなわち、この二次転写ロール71は、中間転写ベルト68の外周面に各色のトナー画像が一次転写されるまで、その外周面から離隔されるようになっており、中間転写ベルト68の外周面に各色のトナー画像が一次転写されたら、その外周面に接触し、図示しない電源から通電されることにより、接地されている補助ロール69との電位差で、中間転写ベルト68の外周面のトナー画像を記録用紙Pに二次転写するようになっている。
また、中間転写ベルト68を挟んで駆動ロール61の反対側には、二次転写後に中間転写ベルト68の外周面に残留している残留トナーT(図11参照)を回収する現像剤回収装置の一例としてのクリーニング装置100が設けられている。なお、クリーニング装置100の詳細については後述する。
更に、中間転写ベルト68の周囲で張力付与ロール63と対向する位置には、中間転写ベルト68の外周面に付されたマーク(図示省略)を検知することで、中間転写ベルト68の外周面の予め定めた基準位置を検出し、画像形成処理の開始タイミングの基準となる位置検出信号を出力する位置検出センサ83が設けられている。
また、一次転写ロール67よりも感光体62の回転方向下流側には、中間転写ベルト68の外周面に一次転写されずに、感光体62の外周面に残留している残留トナー等を除去するクリーニング装置73が設けられている。
クリーニング装置73は、図2で示すように、感光体62の外周面に接触するクリーニングブレード86及びブラシロール88により、残留トナー等を回収する構成となっている。また、クリーニング装置73よりも感光体62の回転方向上流側(一次転写ロール67よりも下流側)には、感光体62の外周面に光を照射して除電を行う除電装置75が設けられている。
この除電装置75は、クリーニング装置73による残留トナー等の回収前に感光体62の外周面に光を照射して除電することで、感光体62の外周面に対する、残留トナー等の静電気による付着力を低減し、その残留トナー等の回収率を高めるようにしている。なお、クリーニング装置73よりも感光体62の回転方向下流側で、かつ帯電部材64よりも上流側に、残留トナー等を回収した後の感光体62の外周面に対する除電装置を設けてもよい。
また、図1で示すように、二次転写ロール71によるトナー画像の二次転写位置は、搬送路28の途中に設定されており、搬送路28における記録用紙Pの搬送方向(矢印Aで示す)で、二次転写ロール71よりも下流側には、二次転写ロール71によってトナー画像が転写された記録用紙Pに、そのトナー画像を定着させる定着装置80が設けられている。
定着装置80は、通電により発熱する熱源を有するとともに、記録用紙Pのトナー画像面側(上側)に配置される加熱ロール82と、加熱ロール82の下側に配置され、記録用紙Pを加熱ロール82の外周面に向けて加圧する加圧ロール84と、で構成されている。なお、搬送路28における記録用紙Pの搬送方向で定着装置80よりも下流側には、排紙部15又は反転部33へ向けて記録用紙Pを搬送する搬送ロール39が設けられている。
また、原稿読取装置56の下側で現像装置70よりも上側には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、第1特別色(E)、第2特別色(F)の各トナーを収容するトナーカートリッジ78Y、78M、78C、78K、78E、78Fが水平方向に並んで交換可能に設けられている。
第1特別色E及び第2特別色Fは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック以外の特別色(透明を含む)から選択されるか、又は選択されないようになっている。そして、現像装置70では、第1特別色E及び第2特別色Fが選択された場合はY、M、C、K、E、Fの6色で画像形成を行い、第1特別色E及び第2特別色Fが選択されない場合はY、M、C、Kの4色で画像形成を行うようになっている。
なお、本実施形態では、一例として、Y、M、C、Kの4色で画像形成を行い、第1特別色E及び第2特別色Fを未使用とした場合について説明するが、他の例として、Y、M、C、Kの4色と第1特別色E又は第2特別色Fを用いて5色で画像形成を行ってもよい。
次に、現像装置70について説明する。
図2で示すように、現像装置70は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、第1特別色(E)、第2特別色(F)の各トナー色にそれぞれ対応する現像器72Y、72M、72C、72K、72E、72Fを有している。各現像器72Y〜72Fは、周方向に(反時計回り方向に、この順番で)並んで配置されており、回転駆動源であるモータ(図示省略)によって中心角で60°ずつ回転することで、現像処理を行う現像器72Y、72M、72C、72K、72E、72Fが切り替えられ、感光体62の外周面と対向するようになっている。
なお、現像器72Y、72M、72C、72K、72E、72Fは同様の構成となっているため、ここでは現像器72Yについて説明し、他の現像器72M、72C、72K、72E、72Fについては説明を省略する。
現像器72Yは、本体となるケース部材76を有しており、このケース部材76内に、トナーカートリッジ78Y(図1参照)からトナー供給路(図示省略)を経由して供給されるトナー及びキャリアから成る現像剤(図示省略)が充填されている。
また、ケース部材76には、感光体62の外周面と対向する矩形状の開口部76Aが形成されており、開口部76Aには、外周面が感光体62の外周面と対向する現像ロール74が設けられている。更に、ケース部材76内で開口部76Aに近い部位には、現像剤の層厚を規制するための板状の規制部材79が、開口部76Aの長手方向に沿って設けられている。
現像ロール74は、回転可能に設けられた円筒状の現像スリーブ74Aと、現像スリーブ74Aの内側に固定された複数の磁極から成る磁性部材74Bと、で構成されており、現像スリーブ74Aが回転することで現像剤(キャリア)の磁気ブラシが形成されるとともに、規制部材79で層厚が規制されることで、現像スリーブ74Aの外周面に現像剤層を形成するようになっている。そして、現像スリーブ74Aの外周面の現像剤層は、感光体62に対向する位置に搬送され、感光体62の外周面に形成された潜像(静電潜像)に応じたトナーを付着させて現像を行うようになっている。
また、ケース部材76内には、螺旋状に形成された搬送オーガ77が2本回転可能に並列配置されており、この2本の搬送オーガ77が回転することで、ケース部材76内に充填された現像剤が、現像ロール74の軸方向(現像器72Yの長手方向)に循環搬送されるようになっている。
なお、各現像器72Y、72M、72C、72K、72E、72Fに設けられた6本の現像ロール74は、隣の現像ロール74との間隔が中心角で60°となるように周方向に配置されており、現像器72の切り替えにより、次の現像ロール74が感光体62の外周面と対向するようになっている。
次に、クリーニング装置100について説明する。
図2〜図4で示すように、クリーニング装置100は、中間転写ベルト68と対向配置される矩形状の開口部104が形成された筐体102と、開口部104の上部側に設けられ、中間転写ベルト68に接触して残留トナーTを回収する回収部材の一例としてのクリーニングブレード106と、クリーニングブレード106とは反対側の位置(下部側)で開口部104に設けられ、中間転写ベルト68に接触して筐体102と中間転写ベルト68との隙間を密閉する密閉部材の一例としてのシール部材108と、を有している。
なお、以後は、筐体102及び開口部104の長手方向を矢印Z方向、矢印Z方向と直交し、かつ筐体102における底壁102Aの面内方向を矢印X方向、矢印X方向及び矢印Z方向と直交する筐体102の高さ方向を矢印Y方向として、筐体102内の各部材の配置を説明する。また、矢印Z方向は、画像形成装置10(図1参照)を正面視したときの手前側から奥側に向かう方向である。
図3、図4で詳細に示すように、筐体102の上部側には、矢印Z方向を長手方向とし、X−Y面でL字形の板金から成る第1可動部材116が設けられている。なお、図3では、中間転写ベルト68にクリーニングブレード106及びシール部材108が接触した状態を示しており、図4では、中間転写ベルト68からクリーニングブレード106及びシール部材108が離隔した状態を示している。
第1可動部材116は、X−Y面で山型に配置されており、一方の傾斜部116A(図示の左下に向かう傾斜部分)の裏面側(後述する吸引路115側)には、矢印Z方向を軸方向とする支軸118が固定されている。支軸118は、両端部がベアリング(図示省略)によって回転可能に支持されている。
そして、第1可動部材116の傾斜部116Aの表面側には、X−Y面でL字形の板金から成る支持板119が取り付けられている。更に、支持板119の下端部には、傾斜部116Aの傾斜方向に沿って配置されたクリーニングブレード106の短手方向(搬送方向下流側)の一方の端部が接着によって固定されている。
クリーニングブレード106は、平面視で矩形状の樹脂製の板材であり、長手方向が開口部104の長手方向に沿うように支持板119に取り付けられている。これにより、クリーニングブレード106は、開口部104における中間転写ベルト68の搬送方向(矢印−R方向)の下流側の縁部に沿って設けられる構成である。
また、クリーニングブレード106は、図示しないリトラクト機構部が接触状態の配置となっているときに、自由端側(支持板119に接着されていない他方の端部)が中間転写ベルト68と接触するように配置されており、中間転写ベルト68上の残留トナーTを筐体102内に回収するようになっている。
また、X−Y面で筐体102の下部側には、矢印Z方向を長手方向とするL字形の板金から成る第2可動部材120が設けられている。第2可動部材120は、X−Y面で山型に配置されており、上部側に配置された傾斜部120A(図示の左下へ向かう傾斜部分)の裏面側には、矢印Z方向を軸方向として回転可能に設けられた支軸(図示省略)が取り付けられている。
これにより、第2可動部材120が回転可能に支持される構成である。なお、第2可動部材120は、上記リトラクト機構部により、第1可動部材116に連動して回転(移動)するようになっている。また、第2可動部材120の傾斜部120Aの上端部には、シール部材108の短手方向(搬送方向上流側)の一方の端部が接着により固定されている。
シール部材108は、一例として、平面視で矩形状の透明なフィルム材であり、開口部104における中間転写ベルト68の搬送方向の上流側の縁部に沿って中間転写ベルト68と接触するように第2可動部材120に取り付けられている。
また、シール部材108は、上記リトラクト機構部が接触状態の配置となっているときで、かつクリーニングブレード106が中間転写ベルト68に接触しているときに、自由端側(第2可動部材120に接着されていない他方の端部)が中間転写ベルト68と接触するように配置されており、これによって、筐体102と中間転写ベルト68との隙間を密閉するようになっている。
更に、シール部材108は、クリーニングブレード106よりも下方側に配置されており、シール部材108の先端部は、中間転写ベルト68の移動方向下流側を向いて配置されている。したがって、シール部材108によって中間転写ベルト68上の残留トナーTが掻き取られることはない。
なお、第1可動部材116、支軸118、支持板119、第2可動部材120は、筐体102の一部を構成する部材である。また、開口部104は、筐体102における支持板119の下端部から第2可動部材120の上端部までの開放された部位である。
また、このクリーニング装置100には、中間転写ベルト68上の残留トナーT等を筐体102内へ吸引する吸引手段の一例としての吸引ユニット110が接続されており、この吸引ユニット110には、吸気用のファンユニット111が設けられている(図2参照)。そして、筐体102内には、吸引ユニット110によって形成される空気の流れ(エアフロー)によって、残留トナーTを含む塵埃を集める第1フィルタ112が設けられている。
第1フィルタ112は、繊維の集合体であり、筐体102の長手方向(矢印Z方向)に沿って長い矩形状に形成されている。そして、この第1フィルタ112は、取付部材113に接着されて、筐体102内に取り付けられている。この取付部材113は、矩形状の板材の長手方向に複数の四角形の貫通孔からなる開口部が形成された枠体とされており、X−Y面において、支軸118の下方側に、上部よりも下部の方が中間転写ベルト68及び開口部104から離れるように斜めに設けられている。
この取付部材113で区切られることにより、筐体102の図3(B)で示す右側には、X−Y面で逆三角形状となる吸引路115が、筐体102の長手方向に形成されるようになっている。また、筐体102の側面視(X−Y面)において、開口部104と第1フィルタ112との間の底壁102A上には、一対の仕切壁114、117が立設されている。
そして、筐体102の下部で、かつ一対の仕切壁114、117の間には、矢印Z方向を軸方向とした回転軸125の外周面に、羽根127が螺旋状に形成されて構成され、回転駆動されることで筐体102内に回収された残留トナーTを、その軸方向(筐体102の長手方向)一端部側へ搬送する搬送オーガ121が設けられている。
すなわち、搬送オーガ121の回転軸125の矢印Z方向の奥側には、伝達歯車90が同軸に取り付けられており、矢印Z方向の奥側に設けられた駆動歯車92が噛合されている(図3、図4において仮想線で示す)。そして、その駆動歯車92を回転させる図示しないモータを制御部20(図1参照)によって制御することにより、搬送オーガ121を回転させ、筐体102内に回収された残留トナーTを矢印Z方向の奥側へ向けて搬送するようになっている。
そして、筐体102の矢印Z方向の奥側には、搬送オーガ121によって搬送された残留トナーTが回収タンク(図示省略)に向けて流れるように、円筒状の回収路123が設けられている。なお、この一対の仕切壁114、117と搬送オーガ121とで、現像剤搬送手段の一例が構成されている。
また、図3〜図5で示すように、第1フィルタ112(吸引路115)と搬送オーガ121との間(第1フィルタ112よりも吸引時の風の流れの上流側)には、残留トナーTを含む塵埃を集める濾過部材の一例としての第2フィルタ150が設けられている。この第2フィルタ150も、繊維の集合体であり、筐体102の長手方向(矢印Z方向)に沿って長い矩形状に形成されている。そして、この第2フィルタ150は、取付部材152に接着によって取り付けられている。
取付部材152は、矩形状の板材の長手方向に、複数の略四角形の貫通孔からなる開口部153が形成された梯子状、換言すれば、筐体102の長手方向に長い一対の横枠152Aと、その横枠152Aの間を連結するように設けられた複数の縦枠152Bと、を有する梯子状の枠体の一例であり、この取付部材152に第2フィルタ150が取り付けられることにより、開口部153から第2フィルタ150が露出するようになっている。
また、この取付部材152の下部側は、第1フィルタ112側の仕切壁117の外面(第1フィルタ112を向く面)に接着により取り付けられている。そして、取付部材152の少なくとも上部側、詳細には第2フィルタ150が露出される開口部153の上半分を含む上部側が、平面視で搬送オーガ121(羽根127)及び仕切壁117(現像剤搬送手段)にオーバーラップする(重なる)ように前傾(傾倒)している。
また、取付部材152の各縦枠152Bの上部側(縦枠152B上方への延長線上の横枠152A)には、搬送オーガ121へ向かって延びる摺動部の一例としての爪部154がそれぞれ突設されている。この複数の爪部154は、搬送オーガ121の羽根127と干渉可能な位置まで延びており、搬送オーガ121の回転によって羽根127が移動する際、その羽根127によって上方へ押し上げられるようになっている。
そして、爪部154が羽根127によって押し上げられると、取付部材152の上部が第1フィルタ112に向かって起立するように弾性変形し、その後、爪部154が羽根127から外れることで、元の状態に急激に復元(落下)するようになっている(図8参照)。つまり、これにより、第2フィルタ150(取付部材152)が上下方向に振動するようになっており、第2フィルタ150に捕捉されている残留トナーTが、搬送オーガ121上に落下するようになっている。
なお、第2フィルタ150(取付部材152)の上部と第1フィルタ112(取付部材113)の上部との間には、第2フィルタ150の取付部材152の弾性変形を規制するゴム等の規制部材156が設けられている。これにより、搬送オーガ121の羽根127に対する取付部材152の爪部154の位置が適切に維持される構成である。
また、取付部材152の開口部153の大きさは、図5で示すように、長手方向で異なっている。したがって、図6、図7で示すように、各爪部154の間隔は等間隔になっておらず、搬送オーガ121の回転停止状態において、その羽根127の位置と、一部の爪部154との位置が常に一致しない(異なる)ようになっている。
これにより、第2フィルタ150(取付部材152)は、長手方向(手前側〜奥側)において、異なるタイミングで上下方向に振動する構成である。つまり、各爪部154は、長手方向に沿って、それぞれ押し上げられるタイミングが異なるように、その間隔が決められている構成である。
また、図7、図8で示すように、各爪部154は、搬送オーガ121(回転軸125)が、筐体102内に回収した残留トナーTを回収タンクへ搬送する正回転のときに、その羽根127が当たるトナー搬送方向上流側の側面が、羽根127の搬送面127Aの形状にほぼ沿った(例えば図8において、回転軸125の軸方向に対して45°の傾斜角度となる)傾斜面154Aとされている。そして、爪部154のトナー搬送方向下流側の側面が、略上下方向に沿った(回転軸125の軸方向に対して90°に近い)垂直面154Bとされている。
これにより、正回転時の搬送オーガ121の羽根127は、爪部154に引っ掛かることなく、スムーズ(滑らか)に爪部154に当たり、その爪部154を押し上げる(取付部材152を弾性変形させる)構成である。そして、その羽根127が爪部154から外れたときには、爪部154は元の状態(位置)に急激に復元(落下)するので、第2フィルタ150(取付部材152)に対して、最大限に振動を与えられる構成である。
また、この搬送オーガ121(回転軸125)は逆回転可能に構成されている。つまり、搬送オーガ121の正回転及び逆回転は、制御部20によって駆動歯車92の回転方向を制御することで行われるようになっている。そして、逆回転によって爪部154を押し上げ、落下させることで生じさせる第2フィルタ150(取付部材152)の振動は、正回転によって爪部154を押し上げ、落下させることで生じさせる第2フィルタ150(取付部材152)の振動よりも、強くなるようになっている。
すなわち、爪部154の垂直面154Bは、図10(A)で示すように、厳密には僅かに傾斜した(90°よりも若干小さい角度θの)傾斜面とされており、搬送オーガ121が逆回転したときには、図9(A)で示すように、爪部154の垂直面154Bに羽根127が当たることで、その爪部154は急激に押し上げられるとともに、トナー搬送方向上流側へも力が加えられるようになっている。
つまり、爪部154の垂直面154Bから羽根127が当たったときには、爪部154の傾斜面154Aから羽根が当たったときよりも、爪部154の最高位までの上昇時間が早く、かつ爪部154に対して回転軸125の軸方向に沿った方向(逆回転時にはトナー搬送方向上流側へ向かう方向)へ加えられる力が強い。
そのため、垂直面154Bから羽根127が当たって爪部154が上昇するときには、取付部材152は、上方向だけではなく、トナー搬送方向上流側へ向かう方向にも力が加えられて急激に弾性変形し、その後、羽根127が爪部154から外れることにより、元の状態(位置)に急激に復元される。したがって、第2フィルタ(取付部材152)は、搬送オーガ121の正回転時よりも逆回転時の方が強く振動される。
なお、図10(B)で示すように、搬送オーガ121の逆回転は、中間転写ベルト68の外周面にトナー画像が転写されていない非画像形成時で、かつ吸引ユニット110が停止しているときに行われる。画像形成時に大きな振動を与えると、形成される画像にバンディング(所謂、白すじ)が発生するおそれがあるからである。また、吸引ユニット110が作動していると、第2フィルタ150から落下させた残留トナーTを搬送オーガ121で搬送することなく、再度第2フィルタ150で捕捉してしまうからである。
また、このように、搬送オーガ121の回転時には、その羽根127によって爪部154が押し上げられる(取付部材152が弾性変形される)が、このとき、その爪部154によって、搬送オーガ121には、略下方向(X−Y面で爪部154の延びる方向と直交する下方向)に向かう反力J(図3、図4参照)が相対的に加えられる。
そして、この反力Jによって、搬送オーガ121の回転軸125と同軸に設けられた伝達歯車90との噛合が解除される方向とは一致しない方向側、例えば反力Jの加えられる方向と直交する下方向側(第2可動部材120の下方側)に、伝達歯車90に噛合する駆動歯車92が配設されている。これにより、伝達歯車90と駆動歯車92との噛合不良(回転軸125の回転不良)が発生しない構成である。
次に、本実施形態の作用について説明する。まず、画像形成装置10における画像形成工程について説明する。
図1で示すように、画像形成装置10が作動すると、画像処理装置(図示省略)又は外部から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、第1特別色(E)、第2特別色(F)の各色の画像データが露光装置66に順次出力される。このとき、一例として、現像装置70は、現像器72Y(図2参照)が感光体62の外周面と対向するように回転して保持されている。
また、図4で示すように、クリーニング装置100のクリーニングブレード106及びシール部材108は、各色のトナー画像が中間転写ベルト68に多重(一次)転写され、かつ記録用紙P上に二次転写されるまで、上記リトラクト機構部の動作によって中間転写ベルト68の外周面から離隔されている。
続いて、露光装置66から画像データに応じて出射された光は、帯電部材64により帯電された感光体62の外周面を露光し、感光体62の外周面にはイエローの画像データに対応した静電潜像が形成される。更に、感光体62の外周面に形成された静電潜像は、現像器72Yによってイエローのトナー画像として現像される。そして、感光体62の外周面のイエローのトナー画像は、一次転写ロール67によって中間転写ベルト68に転写される。
続いて、図1で示すように、現像装置70が矢印+R方向に60°回転され、現像器72Mが感光体62の外周面と対向する。そして、帯電、露光、現像の各工程が行われ、感光体62の外周面のマゼンタのトナー画像は、一次転写ロール67によって中間転写ベルト68のイエローのトナー画像上に転写される。同様にして、シアン(C)、ブラック(K)、更に色設定に応じて第1特別色(E)、第2特別色(F)のトナー画像が中間転写ベルト68上に順次多重転写される。
一方、用紙収容部12から送り出され、搬送路28を搬送されてきた記録用紙Pは、位置合わせロール38により、中間転写ベルト68への各トナー画像の多重転写とタイミングを合わせて二次転写位置に搬送される。そして、中間転写ベルト68上に多重転写されたトナー画像は、二次転写位置に搬送されてきた記録用紙P上に二次転写ロール71によって二次転写される。
また、二次転写後、図3で示すように、クリーニング装置100のクリーニングブレード106及びシール部材108は、上記リトラクト機構部の動作によって中間転写ベルト68の外周面に接触する。そして、中間転写ベルト68の外周面に付着して残留している残留トナーTがクリーニングブレード106で剥離され、筐体102内に回収される。
続いて、トナー画像が転写された記録用紙Pは、定着装置80に向けて矢印A方向(図示の右方向)に搬送される。そして、定着装置80では、トナー画像が加熱ロール82及び加圧ロール84によって加熱、加圧されることで記録用紙Pに定着される。更に、トナー画像が定着された記録用紙Pは、一例として、排紙部15に排出される。
なお、記録用紙Pの両面に画像を形成する場合は、定着装置80で表面に画像定着を行った後、記録用紙Pを矢印−V方向に沿って反転部33に送り込むとともに、矢印+V方向に沿って送り出すことで、記録用紙Pの先端と後端を入れ替える。そして、記録用紙Pを反転搬送路29によって矢印B方向(図示の左方向)に搬送し、更に搬送路28に送り込んで、記録用紙Pの裏面の画像形成(このとき、クリーニングブレード106及びシール部材108はリトラクト状態となる)及び定着を行う。
また、この定着後に、クリーニングブレード106及びシール部材108が、上記リトラクト機構部の動作によって中間転写ベルト68の外周面に接触する。そして、中間転写ベルト68の外周面に付着して残留している残留トナーTがクリーニングブレード106で剥離され、筐体102内に回収される。
次に、クリーニング装置100の作用について説明する。
記録用紙Pへの二次転写後、図11(A)で示すように、中間転写ベルト68の外周面には転写されずに残留した残留トナーTが付着している。そして、中間転写ベルト68の−R方向への周回移動により、残留トナーTはクリーニング装置100まで搬送され、中間転写ベルト68の外周面と接触しているクリーニングブレード106の先端によって筐体102内に回収される。
このとき、シール部材108の先端は中間転写ベルト68の外周面に接触しており、筐体102と中間転写ベルト68との隙間を密閉している。これにより、筐体102内に回収された残留トナーTが、筐体102の外側へ漏れるのが防止される。なお、シール部材108の先端部は、中間転写ベルト68の移動方向下流側を向いて配置されているため、シール部材108によって残留トナーTが掻き取られることはない。また、このとき、搬送オーガ121は回転駆動されており、吸引ユニット110(ファンユニット111)も少し遅れて駆動されている(図10(B)参照)。
続いて、画像形成装置10で次の画像形成が開始されると、図11(B)で示すように、クリーニングブレード106の先端及びシール部材108の先端が、中間転写ベルト68の外周面から離隔されるリトラクト状態となる。なお、このとき、搬送オーガ121の回転駆動は停止されるが、吸引ユニット110(ファンユニット111)の駆動は維持される(図10(B)参照)。
したがって、吸引路115及び筐体102内は負圧状態とされており、筐体102内から吸引路115へ向かって吸気が行われている。これにより、開口部104から第2フィルタ150及び第1フィルタ112へ向けて矢印N方向(図11(B)参照)の空気の流れ(エアフロー)が形成され、筐体102内に回収した残留トナーTが中間転写ベルト68の外周面に再付着(飛散)されるのが防止される。
そして、その空気の流れ(エアフロー)によって流れて来た残留トナーTは、第2フィルタ150で捕捉されるか、第2フィルタ150又は取付部材152に当たって落下し、更に、第2フィルタ150をすり抜けた残留トナーTは、第1フィルタ112で捕捉されるか、第1フィルタ112又は取付部材113に当たって落下する。
すなわち、第2フィルタ150の上部は、仕切壁117及び搬送オーガ121に平面視でオーバーラップするように前傾(傾倒)しているため、開口部104から吸い込まれた残留トナーTの一部は、第2フィルタ150又は取付部材152に当たって搬送オーガ121上に落下したり、第2フィルタ150に一旦捕捉された後に落下する。したがって、第2フィルタ150に捕捉される残留トナーTの量を低減させられ、第2フィルタ150の詰まりを低減させられる。
また、第1フィルタ112も、筐体102内において斜めに配置されている(前傾している)ため、筐体102内に垂直に立てた場合に比べて、設置面積が広く、かつ捕捉した残留トナーTを落下させ易い。したがって、第2フィルタ150をすり抜けた残留トナーTは、第1フィルタ112で捕捉されるか、第2フィルタ150と第1フィルタ112との間の筐体102の底壁102A上に落とされて貯留される。
しかも、第2フィルタ150によって、残留トナーTの一部が捕捉されるので、第1フィルタ112へ流れる残留トナーTの量が低減され、第1フィルタ112の詰まりも低減される。したがって、吸引ユニット110による残留トナーTの吸引力が低下することが抑制され、クリーニング装置100の長期使用が可能となる。
また、図11(A)で示すように、クリーニングブレード106の先端及びシール部材108の先端が、再度中間転写ベルト68の外周面に接触(コンタクト)されると、搬送オーガ121が回転駆動される。すなわち、筐体102内に回収された残留トナーTが、搬送オーガ121によって搬送される。
このとき、図8(A)、図8(B)で示すように、搬送オーガ121の回転に伴い、その羽根127が爪部154を押し上げ、取付部材152を起立させるように弾性変形させる。そして、その後、図8(C)で示すように、羽根127が爪部154から外れることにより、その取付部材152(爪部154)が急激に元の状態に復元(落下)する。つまり、これにより、第2フィルタ150(取付部材152)は、上下方向に振動される。
したがって、第2フィルタ150に捕捉されている残留トナーTは、その振動によって、搬送オーガ121上へ落下し、第2フィルタ150の詰まりが更に低減される。しかも、一部の爪部154が、搬送オーガ121の羽根127と干渉しているとき、他の一部の爪部154が、搬送オーガ121の羽根127と干渉しないように、第2フィルタ150(取付部材152)の長手方向において、手前側と奥側とでは振動のタイミングが異なる(例えば、手前側から奥側に向かって時間差を持って振動する)ようになっている。
そのため、第2フィルタ150(取付部材152)を効率よく振動させることが可能であり、第2フィルタ150(取付部材152)を長手方向全体に亘って(手前側と奥側を)同時に振動させる場合に比べて、その振動によって生じる異音の低減が図れる。また、形成される画像において、その振動を要因とするバンディング(白すじ)の発生も抑えられる。
また、搬送オーガ121が正回転することによって、その羽根127が当たるトナー搬送方向上流側の爪部154の側面は、羽根127の搬送面127Aにほぼ沿った傾斜面154Aとされているので、搬送オーガ121の羽根127は、爪部154に引っ掛かることなく、スムーズに爪部154に当たり、その爪部154を押し上げることが可能になっている。
しかも、爪部154は、取付部材152の縦枠152Bの上部(延長線上)に突設されているため、爪部154が羽根127によって押し上げられるときに、取付部材152の撓み(弾性変形)は抑制又は防止されている。つまり、爪部154が羽根127によって押し上げられるときの取付部材152の剛性は確保されている。したがって、爪部154が取付部材152の縦枠152Bの上部に突設されていない構成に比べて、第2フィルタ150(取付部材152)を大きく振動させられる。
そして、搬送オーガ121が正回転することによって、その羽根127が外れるトナー搬送方向下流側の爪部154の側面が、略上下方向に沿った垂直面154Bとされているため、爪部154が羽根127から外れるとき、その取付部材152(爪部154)は急激に元の状態に復元(落下)する。したがって、第2フィルタ150(取付部材152)において、最大限の振動が得られる。
なお、予め決められた印字枚数を超えたら、図10(B)のタイミングチャートで示すように、中間転写ベルト68の外周面にトナー画像が転写されていない非画像形成時(感光体62、現像器72、中間転写ベルト68の停止時)で、かつ吸引ユニット110(ファンユニット111)の駆動を停止させているときに、クリーニングブレード106の先端及びシール部材108の先端を、中間転写ベルト68の外周面に接触させた状態のまま、制御部20により、搬送オーガ121を逆回転させる。
すなわち、図9(A)、図9(B)で示すように、羽根127を爪部154の垂直面154Bに当て、その羽根127によって爪部154を急激に上昇させる。つまり、取付部材152を起立状態に(上方向及びトナー搬送方向上流側へ向かう方向へ)大きく弾性変形させる。そして、図9(C)で示すように、爪部154を羽根127から外すことにより、その取付部材152(爪部154)を急激に元の状態(位置)に復元させる。
これにより、第2フィルタ150(取付部材152)には、正回転時よりも強い振動が与えられ、第2フィルタ150に捕捉されている残留トナーTが搬送オーガ121上に落下し、その搬送オーガ121によって搬送される。よって、第2フィルタ150の詰まりがより一層低減され、吸引時の風量低下が抑制される。具体的には、第2フィルタ150の詰まりにより30%〜50%低下した風量が、搬送オーガ121の逆回転後は、20%〜30%回復した。
なお、この搬送オーガ121の逆回転によって第2フィルタ150(取付部材152)に与えられる振動は、正回転時の振動よりも強いため、更には回収タンクへ搬送する残留トナーTを逆流させない(回収能力を低下させない)ために、その回転数は、一部の爪部154が1回だけ落下する(取付部材152に1回だけ起振力が与えられる)回転数とされる。具体的には、搬送オーガ121の逆回転時の回転数は、1回転以上2回転未満とされる。これにより、爪部154の疲労による破損も防止される(耐久性が向上される)。
また、クリーニングブレード106の先端及びシール部材108の先端を、中間転写ベルト68の外周面に接触させた状態のまま振動させることにより、その振動によって発生するトナークラウドが筐体102外へ流出されるのが防止される。更に、画像形成を行っていない状態で振動させることにより、感光体62やクリーニングブレード106に対するダメージが軽減される。
また、搬送オーガ121の回転軸125と同軸に設けられた伝達歯車90に噛合する駆動歯車92は、搬送オーガ121の羽根127によって爪部154が押し上げられるときに、その爪部154によって相対的に加えられる反力Jの方向と直交する下方向側に配設されている。
ここで、駆動歯車92が伝達歯車90の上方向側に配置されていると、搬送オーガ121(回転軸125)が爪部154によって相対的に下方向へ押されるため、その伝達歯車90と駆動歯車92との噛合が外れるおそれがある。また、その噛合が外れないように、伝達歯車90と駆動歯車92との噛合量を深くすると、回転駆動に要するトルクが上がる不具合がある。
しかしながら、本実施形態では、駆動歯車92を上記位置に配設しているため、駆動歯車92と伝達歯車90との噛合量に影響が出ない。つまり、伝達歯車90と駆動歯車92との噛合が外れることはなく、回転駆動に要するトルクが上がる不具合もない。
以上、本実施形態に係るクリーニング装置100について、図面を基に説明したが、本実施形態に係るクリーニング装置100は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。
例えば、筐体102は、画像形成装置10内に固定される構成に限定されるものではなく、筐体102全体を中間転写ベルト68に対して接近、離隔させ、クリーニングブレード106及びシール部材108を中間転写ベルト68の外周面に対して接触、離隔させる構成等にしてもよい。
更に、例えば図示しない突起等を羽根127に設け、その突起等を爪部154に干渉させることによって、搬送オーガ121の逆回転時における第2フィルタ150(取付部材152)の振動が、正回転時における第2フィルタ150(取付部材152)の振動よりも強くなるように構成してもよい。