トナークリーニング装置又は前記トナークリーニング装置を使用した画像形成装置
【課題】紙粉、ホコリやゴミケバ等の異物による画像不良を抑制し、トナーカートリッジや画像形成装置の大型化を抑制する。
【解決手段】中間転写ベルト１１の回転方向において、一次転写ローラ１０ｙの上流、且つ二次転写ローラ１４の下流に配置され、中間転写ベルト１１上のトナーを除去するトナークリーニング装置１００において、中間転写ベルト１１からトナーを剥がすクリーニングブレード１０１と、クリーニングブレード１０１で除去したトナーを収納する収納部１０５と、中間転写ベルト１１の回転方向においてクリーニングブレード１０１より下流側に設けられており、電圧を印加することで、収納部１０５に収納したトナーを中間転写ベルト１１に吐き出す帯電ローラ１０８とを有する。
【解決手段】中間転写ベルト１１の回転方向において、一次転写ローラ１０ｙの上流、且つ二次転写ローラ１４の下流に配置され、中間転写ベルト１１上のトナーを除去するトナークリーニング装置１００において、中間転写ベルト１１からトナーを剥がすクリーニングブレード１０１と、クリーニングブレード１０１で除去したトナーを収納する収納部１０５と、中間転写ベルト１１の回転方向においてクリーニングブレード１０１より下流側に設けられており、電圧を印加することで、収納部１０５に収納したトナーを中間転写ベルト１１に吐き出す帯電ローラ１０８とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及び複合機等の画像形成装置に用いられるトナークリーニング装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置のトナークリーニング装置として、機械的な力や静電気的な力を利用して中間転写体をクリーニングするものがある。機械的な力を利用するクリーニング手段は、中間転写体に圧接された清掃部材であるクリーニングブレードで中間転写体上のトナーを掻き取った後に、画像形成装置内部に設けている廃トナー容器に回収する。静電気的な力を利用するクリーニング手段は、導電ゴム層を有したクリーニングローラに中間転写体上の転写残トナーと逆極性のバイアス電圧を印加する。これにより、中間転写体上の転写残トナーの極性を変えることで転写残トナーを感光体に移動させて、トナーカートリッジ内に回収する。
【０００３】
その他、特許文献１のように、クリーニングブレードとクリーニングローラの両方を備えたものもある。特許文献１では、転写残トナーをクリーニングローラから中間転写体に吐き出し、吐き出した転写残トナーと共に中間転写体上の潤滑剤を同時にクリーニングブレードで除去することにより、中間転写ベルトの表面エネルギーを上げて、画像の中抜けを防止する。
【０００４】
また、特許文献２のように、クリーニングブレードとブラシを備えたものもある。クリーニングブレードは、感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング部において、感光体に当接している。ブラシは、残留トナーを除去して保持する機能と残留トナーを感光体に吐き出す機能を有する。
【０００５】
特許文献２では、一部の感光体上でのみトナー像が形成されている場合に、トナー像が形成されない複数の感光体のうち、相対的に上流側に位置する感光体に対応するブラシから残留トナーを吐き出して、相対的に下流側に位置するトナーカートリッジ内に回収する。トナーカートリッジ内への回収は、感光体に当接しているクリーニングブレードで、感光体表面に残留したトナーを掻き取ることで行っている。
【０００６】
具体的には、最下流に位置している黒画像用トナーカートリッジにおける白黒画像形成時に、白黒画像形成には使用されないカラー画像用カートリッジの中で相対的に下流側に位置するトナーカートリッジの感光体を駆動させておく。これにより、次にカラー画像を形成する際に遅延が生じないように準備させておく。白黒画像形成には使用されないカラー画像用カートリッジの中で、相対的に上流に位置したトナーカートリッジで発生した残留トナーを、相対的に下流に位置したトナーカートリッジに向けて吐き出す。吐き出されたトナーは、相対的に下流に位置したトナーカートリッジの感光体と、感光体に接しているクリーニングブレードとの摩擦を低下させる潤滑剤として機能し、クリーニングブレードと感光体の寿命を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０３０３５８号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、機械的な力を利用するクリーニング方式の場合、クリーニングブレードで掻き取った転写残トナーを回収する容器を画像形成装置内に設ける必要がある。このため、画像形成装置が大型化したり、ユーザーが一定期間ごとにトナー回収容器を交換する手間がかかる。
【０００９】
静電気的な力を利用するクリーニング方式の場合、トナーカートリッジ内部に備えている感光体表面に残留したトナーを回収する容器に転写残トナーも回収する。そのため、前述のトナー回収容器が不要となり、面倒なトナー回収容器の交換手間を無くせる利点がある。
【００１０】
その反面、クリーニングローラへの転写残トナーの付着が進行することで発生するクリーニング不良を防止するために、クリーニングローラに付着した転写残トナーを定期的に中間転写体に吐き出す必要がある。このため、トナーを吐き出すために転写残トナーと逆極性のバイアス電圧を印加している間は画像形成ができない。そのため、連続画像形成の最中に画像形成を一時中止して、クリーニングローラから転写残トナーを吐き出すモードを実行する場合があった。
【００１１】
特許文献１は、クリーニングブレードとクリーニングローラの両方を備えた構成であるが、クリーニングブレードはクリーニングローラよりも中間転写体の移動方向に関して下流側に位置している。つまり、クリーニングローラから吐き出したトナーは必ずクリーニングブレードで再度除去する必要がある。このため、機械的な力を利用するクリーニング方式の場合と同様トナー回収容器を必要とする。そのため、画像形成装置が大型化したり、ユーザーが一定期間ごとにトナー回収容器を交換する手間がかかる。
【００１２】
特許文献２は、相対的に上流に位置するトナーカートリッジで発生した残留トナーを吐き出し、相対的に下流側に位置するトナーカートリッジ内に残留トナーを回収する。この構成の場合、下流側に位置するトナーカートリッジに異物を含んだ残留トナーが回収される可能性があり、異物による画像への影響が懸念される。また、異物を含んだ残留トナーが、下流側に位置するトナーカートリッジの現像ローラを通過する構成となっているため、クリーニング手段を備えない現像ローラに異物が付着したままになってしまう可能性が非常に高く、画像不良への懸念がさらに増大する。
【００１３】
そこで本発明は、以下の効果を発揮できるトナークリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。クリーニングローラへの転写残トナーの付着が進行することで発生するクリーニング不良を抑制できる。最上流に位置したトナーカートリッジへのトナー回収量が増え過ぎないようにするために設けている連続画像形成の一時中止を無くすことができる。紙粉、ホコリやゴミケバ等の異物による画像不良を抑制できる。トナーカートリッジや画像形成装置の大型化を抑制できる。ユーザーが一定期間ごとにトナー回収容器を交換する手間を省くことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明に係るトナークリーニング装置及び画像形成装置の代表的な構成は、複数の像担持体上にトナー像を形成する複数の現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する複数の一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像をシートに転写する二次転写手段と、を有する画像形成装置に使用される前記中間転写体上のトナー像を除去するトナークリーニング装置であって、前記中間転写体の回転方向において、前記一次転写手段の上流、且つ前記二次転写手段の下流に配置され、前記中間転写体上のトナーを除去するトナークリーニング装置において、前記中間転写体からトナーを剥がす剥離部材と、前記剥離部材で除去したトナーを収納する収納部と、前記中間転写体の回転方向において前記剥離部材より下流側に設けられており、電圧を印加することで、前記収納部に収納したトナーを前記中間転写体に吐き出す吐き出し部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、クリーニングローラへの転写残トナーの付着が進行することで発生するクリーニング不良を抑制できる。最上流に位置したトナーカートリッジへのトナー回収量が増え過ぎないようにするために設けている連続画像形成の一時中止を無くすことができる。紙粉、ホコリやゴミケバ等の異物による画像不良を抑制できる。トナーカートリッジや画像形成装置の大型化を抑制できる。ユーザーが一定期間ごとにトナー回収容器を交換する手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係るトナークリーニング装置の構成図である。
【図３】吐き出し部材周辺の斜視図である。
【図４】吐き出し部材と中間転写体の当接離間の構成の説明図である。
【図５】連続画像形成中におけるトナー像、転写残トナーの流れを説明する図である。
【図６】連続画像形成中におけるトナー像、転写残トナーの流れを説明する図である。
【図７】第２実施形態に係るトナークリーニング装置、トナー搬送ユニット、回収容器の構成図である。
【図８】第２実施形態に係るトナークリーニング装置、トナー搬送ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[第１実施形態]
本発明に係る画像形成装置のトナークリーニング装置及び画像形成装置の第１実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置１の構成図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１において、帯電装置６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｋによって帯電された複数の感光ドラム（像担持体）５ｙ、５ｍ、５ｃ、５ｋ上に、スキャナユニット９が画像情報に基づいてレーザービームを照射して静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ７ｙ、７ｍ、７ｃ、７ｋによってトナーカートリッジ４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋ内のトナーを用いてトナー像として現像される。現像後、感光ドラム５に残っている残留トナーは、感光体クリーニングブレード８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋによって除去される。像担持体上の現像されたトナー像は、駆動ローラ１２、従動ローラ１３に張架された中間転写ベルト１１上（中間転写体上）に、一次転写ローラ（一次転写手段）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋによって一次転写される。
【００１９】
一方、カセット２、手差し給送部３に積載されたシートは、二次転写ローラ（二次転写手段）１４と駆動ローラ１２とのニップ部（二次転写部）に搬送され、二次転写部にて、一次転写されたトナー像を二次転写される。トナー像を二次転写されシートは、定着装置１５によりトナー像を定着され、排出ローラ対１７により積載部１９に排出される。両面画像形成の場合には、スイッチバックローラ対１８で反転搬送され、再度二次転写部、定着装置１５を通過した後、積載部１９に排出される。
【００２０】
（トナークリーニング装置１００）
図２はトナークリーニング装置１００の説明図である。図２に示すように、トナークリーニング装置１００は、中間転写ベルト１１の移動方向（図２の矢印Ｂ方向）において、最上流側にある一次転写部よりも上流で、且つ二次転写部よりも下流に配置されている。最上流側にある一次転写部は、感光ドラム５ｙと一次転写ローラ１０ｙとで形成される。
【００２１】
トナークリーニング装置１００は、クリーニングブレード（剥離部材）１０１、保持部材１０２、トナー搬送部材１０３、収納部１０５、帯電ローラ（吐き出し部材）１０８、トナー規制部材１０９、漏れ防止シート１１０を有している。
【００２２】
クリーニングブレード１０１は、変形可能な弾性ゴム（弾性体）からなる板状部材であり、板金で形成された保持部材１０２に接着されている。クリーニングブレード１０１は、長手方向でＬＴＲ紙サイズ以上の幅を有しており、中間転写ベルト１１に圧接することで中間転写ベルト１１上の転写残トナーを除去している。クリーニングブレード１０１は、従動ローラ１３に対して押圧されている。クリーニングブレード１０１は、転写残トナーを除去可能な所望の線圧を得るために、中間転写ベルト１１内側に設けられている各種ローラに対して押圧されるのが一般的である。
【００２３】
本実施形態では、画像形成する際にトナーをマイナス帯電している。そのため、一次転写及び二次転写の際にはトナーの帯電極性と逆のプラス電圧を印加している。一次転写及び二次転写の際にプラス特性に変化するトナーは幾分存在するものの、二次転写後に中間転写ベルト１１上に残留している転写残トナーのほとんどはマイナス帯電したままである。
【００２４】
中間転写ベルト１１からクリーニングブレード１０１によって掻き取られた転写残トナーは、トナー搬送部材１０３によってトナー搬送路１０４を移動する。そして、保持部材１０２とトナークリーニング装置１００のフレームとで形成される溝１０６を自由落下して、収納部１０５に収納される。
【００２５】
トナー搬送部材１０３は、収納部内に配置され、すのこ形状しており、偏心して回転する軸１０７に保持されている。軸１０７は偏心して回転しているため、トナー搬送部材１０３全体として図２の矢印Ｃ１方向、矢印Ｃ２方向に略往復運動を行っている。往動時にはトナー搬送部材１０３がトナー搬送路１０４の底面を沿って略水平に移動することで、転写残トナーを図２の矢印Ｃ１方向に搬送させる。復動時にはトナー搬送部材１０３がトナー搬送路１０４の底面から斜め上方に浮き上がることにより、押し動かした転写残トナーから離れてクリーニングブレード１０１側に戻さないようにしている。
【００２６】
帯電ローラ１０８は、中間転写ベルト１１の回転方向においてクリーニングブレード１０１より下流側に設けられている。転写残トナーがある程度収納部１０５に収納されると、転写残トナーは帯電ローラ１０８と接触し始める。その後、帯電ローラ１０８に一次転写ローラ１０ｙに印加しているバイアス電圧と同極性（プラス）のバイアス電圧を印加して、転写残トナーに対して放電を行う。これにより、転写残トナーは、プラスに帯電する。
【００２７】
例えば、高湿環境下において最良の転写性能を得ようと二次転写電圧を高めると、転写残トナーの帯電極性は非常に不安定になる場合がある。このような場合においても、帯電ローラ１０８にプラス電圧を印加して放電を行うことで、転写残トナーがプラスであろうがマイナスであろうが、帯電ローラ１０８表面に付着した転写残トナーを問題無くプラスに帯電することができる。
【００２８】
マイナス極性からプラス極性に反転した転写残トナーは、帯電ローラ１０８と接地している従動ローラ１３の電位差により中間転写ベルト１１に移動する。帯電ローラ１０８から中間転写ベルト１１に移動した転写残トナーは、一次転写ローラ１０ｙに印加しているプラスのバイアスと、帯電装置６ｙによってマイナス帯電された感光ドラム５ｙ表面との電位差を利用することで、感光ドラム５ｙに移動する。その後、感光ドラム５ｙに当接している感光体クリーニングブレード８ｙにて掻き取られ、トナーカートリッジ４ｙ内に回収される。
【００２９】
なお、トナー規制部材１０９が帯電ローラ１０８表面に当接しており、帯電ローラ１０８上の転写残トナーを薄く均一に延ばしている。このように、吐き出し部材上のトナーを厚さを規制することで、一度に大量の転写残トナーが中間転写ベルト１１に吐き出されることを防止している。トナー規制部材１０９は、金属製であり、保持部材１０２に固定されている。
【００３０】
中間転写ベルト１１上には転写残トナー以外にも、シートから剥離した紙粉、ホコリやゴミケバ等の異物が残留している。それら異物も転写残トナーに混在して、クリーニングブレード１０１によって回収され、収納部１０５に搬送され、帯電ローラ１０８に付着する。しかし、トナー規制部材１０９が帯電ローラ１０８上の転写残トナーを薄く均一に延ばす際に、それらの異物を帯電ローラ１０８から除去し、中間転写ベルト１１に吐き出されることを抑制している。
【００３１】
また、漏れ防止シート１１０が、トナークリーニング装置１００と中間転写ベルト１１との間に設けられており、中間転写ベルト１１と軽接触している。これにより、転写残トナーが収納部１０５から流出することを防止している。
【００３２】
また、従動ローラ１３と帯電ローラ１０８とをギア（不図示）で連結しており、従動ローラ１３を駆動源として帯電ローラ１０８を回転させている。これにより、中間転写ベルト１１（従動ローラ１３）と帯電ローラ１０８が同じ速度で回転する。よって、薄く均一に延ばした転写残トナーを安定して中間転写ベルト１１に吐き出すことができる。
【００３３】
図３は帯電ローラ１０８周辺の斜視図である。図３に示すように、帯電ローラ１０８は、金属の芯金１０８ａと導電ゴム層１０８ｂで構成されており、両端を樹脂製の軸受１１１で回転可能に保持されている。軸受１１１の少なくとも１つに導電性の樹脂を使用している。
【００３４】
軸受１１１をバネ１１２で従動ローラ１３に向けて押圧することで、帯電ローラ１０８と中間転写ベルト１１とを所望の圧で接触させている。帯電ローラ１０８の両端を押圧しているため、帯電ローラ１０８は長手方向で中間転写ベルト１１に対して均一に押圧されている。
【００３５】
また、バネ１１２は電気接点の機能も有しており、接点部１１２ａを画像形成装置本体側に設けている接点（不図示）と接触させることで、バイアス電圧をバネ１１２に印加することが可能となっている。バネ１１２にバイアス電圧を印加すると、導電性を有した軸受１１１を経由して、帯電ローラ１０８の導電ゴム層１０８ｂまでバイアス電圧が流れる。
【００３６】
図４は帯電ローラ１０８と中間転写ベルト１１の当接離間の構成の説明図である。図４に示すように、帯電ローラ１０８を保持している軸受１１１近傍に離間部材１１３を設けている。離間部材１１３は、カム１１３ａとギア１１３ｂとが一体に形成されている。カム１１３ａは、帯電ローラ１０８と中間転写ベルト１１とを当接離間させる。
【００３７】
帯電ローラ１０８の上部に位置する駆動軸１１４の両端には、ギア１１４ａが設けられており、画像形成装置本体内に備えているモータ（不図示）で駆動軸１１４とギア１１４ａを回転させている。ギア１１４ａからの回転駆動がギア１１３ｂに伝達することでカム１１３ａは回転し、軸受１１１が図４の矢印Ｄ１方向及び矢印Ｄ２方向にスライド移動する。
【００３８】
軸受１１１が矢印Ｄ１方向にスライド移動した時、帯電ローラ１０８、中間転写ベルト１１が離間状態になる。軸受１１１が矢印Ｄ２方向にスライド移動した時、帯電ローラ１０８、中間転写ベルト１１が当接状態になる。
【００３９】
本実施形態においては、トナー規制部材１０９が塑性変形しない量だけ帯電ローラ１０８を中間転写ベルト１１から離間させており、その離間量は０．５〜１ｍｍである。中間転写ベルト１１上の転写残トナーのクリーニングはクリーニングブレード１０１で行っている。このため、帯電ローラ１０８の中間転写ベルト１１への当接離間が可能になると、自由なタイミングで選択的に転写残トナーを中間転写ベルト１１に吐き出すことが可能になる。
【００４０】
（トナーカートリッジ４ｍ〜４ｋでの転写残トナーの回収）
次に、連続画像形成中における、最上流に位置するトナーカートリッジ４ｙ以外のトナーカートリッジ４ｍ〜４ｋに転写残トナーを回収する動作説明を説明する。図５、図６は連続画像形成中におけるトナー像、転写残トナーの流れを説明する図である。図５、図６において、トナーの種類を判別しやすくするため、画像形成のためのトナーを丸、転写残トナーを四角で表現している。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、トナー像の中央付近を一次転写している際は、感光ドラム５ｙ、５ｍ上にはトナー像が現像されており、感光ドラム５ｙ、５ｍの一次転写ニップ部で一次転写が行われている。この時、帯電ローラ１０８は中間転写ベルト１１から離間した状態にあり、転写残トナーの吐き出しを行っていない。
【００４２】
図５（ｂ）に示すように、トナー像の後端Ｔ１を一次転写している際は、帯電ローラ１０８は、プラスのバイアス電圧を印加され、中間転写ベルト１１に当接する。これにより、転写残トナーは、プラスに帯電した状態で帯電ローラ１０８から中間転写ベルト１１に移動する。
【００４３】
また、現像されたトナー像の後端Ｔ１が一次転写ニップ部に到達するまで一次転写は行われているが、感光ドラム５ｙの画像後端後の領域は静電潜像されておらず、トナー像の現像も行われていない。そのため、現像されたトナー像の後端Ｔ１と、吐き出された転写残トナーの先端Ｔ２とが重なり合わないタイミングで、転写残トナーの吐き出しを行っている。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、トナー像を一次転写していない画像間では、帯電装置６ｙによって感光ドラム５ｙ表面はプラスに帯電されている。そして、一次転写ローラ１０ｙにはマイナスのバイアス電圧を印加している。中間転写ベルト１１上に吐き出された転写残トナーはプラス帯電しているため、転写残トナーが一次転写ニップ部に到達した際に感光ドラム５ｙ側に移動することはなく、そのまま中間転写ベルト１１に担持された状態で下流側へと移動する。この時、現像ローラ７ｙから感光ドラム５ｙにトナーが移動することを防止するために、現像ローラ７ｙは感光ドラム５ｙから離間している。
【００４５】
その後、感光ドラム５ｍに到達した転写残トナーは、一次転写ローラ１０ｍに印加しているプラスのバイアスと、帯電装置６ｍによってマイナス帯電された感光ドラム５ｍ表面との電位差を利用して、感光ドラム５ｍに移動する。そして、感光体クリーニングブレード８ｍにて掻き取られ、トナーカートリッジ４ｍ内に回収される。
【００４６】
図６（ｂ）に示すように、トナー像の先端Ｔ３を一次転写する直前においては、現像されたトナー像の先端Ｔ３が一次転写ローラ１０ｙと感光ドラム５ｙとで形成される一次転写ニップ部に到達するよりも前のタイミングで帯電ローラ１０８を離間する。そして、転写残トナーの吐き出しを停止する。これにより、吐き出された転写残トナーの後端Ｔ４と現像されたトナー像の先端Ｔ３とが重なり合うことを防止している。感光ドラム５ｙの表面は帯電装置６ｙによってマイナス帯電されており、現像ローラ７ｙによって静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像し、一次転写へと進んでいく。
【００４７】
図５、図６の動作は、制御部Ｂ（図１参照）によって制御されている。この動作を繰り返し行うことで、連続画像形成中、最上流に位置したトナーカートリッジ４ｙ以外のトナーカートリッジ４ｍに転写残トナーを回収している。ここではトナーカートリッジ４ｍに振り分け回収する説明を行った。しかし、例えば、転写残トナーが感光ドラム５ｍと一次転写ローラ１０ｍとで形成される一次転写ニップ部に転写残トナーが存在している間、一次転写ローラ１０ｍにマイナスのバイアス電圧を印加し、感光ドラム５ｍ表面をプラスに帯電させておく。そうすることで、転写残トナーをより下流側に位置するトナーカートリッジ４ｃに振り分け回収することが可能となる。同様にして、トナーカートリッジ４ｋへの振り分け回収も可能となる。
【００４８】
上述のごとく、本実施形態では、中間転写ベルト１１上の転写残トナーの除去はクリーニングブレード１０１で行い、中間転写ベルト１１への転写残トナーの吐き出しは帯電ローラ１０８で行っている。このように、クリーニング機能と吐き出し機能をそれぞれ分離することで、連続画像形成中の一時中止を設ける必要を無くせるため、連続画像形成を頻繁に行うユーザーに与えるストレスを低減することが可能である。
【００４９】
また、クリーニングブレード１０１の材料に弾性体であるゴムを用いているため、中間転写ベルト１１との密着性が向上し、中間転写ベルト１１上の転写残トナーを確実に除去することが可能である。
【００５０】
また、トナー規制部材１０９で転写残トナーを薄く引き延ばす際に異物を同時に除去できることで、中間転写ベルト１１への異物の吐き出しを抑制し、感光ドラム５の表面が傷つくことで発生する画像不良を抑制できる。
【００５１】
また、転写残トナーがトナーカートリッジ４ｙ〜４ｋに回収されるため、画像形成装置内に設けている転写残トナー回収容器（収納部１０５）を、ユーザーが一定期間ごとに交換する手間を省略できる。
【００５２】
また、帯電ローラ１０８が中間転写ベルト１１に対して当接離間動作を行う。そして、感光ドラム５ｙ上に形成されたトナー像が感光ドラム５ｙと一次転写ローラ１０ｙとで形成される一次転写ニップ部に存在していない間に、転写残トナーがその一次転写ニップ部に存在するよう帯電ローラ１０８から吐き出す。これにより、連続画像形成中にトナーカートリッジ４ｙ以外のトナーカートリッジ４ｍ〜４ｋに転写残トナーを回収することができため、トナーカートリッジ４ｙ〜４ｋや画像形成装置１の大型化を抑制できる。
【００５３】
[第２実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置のトナークリーニング装置及び画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図７は本実施形態に係るトナークリーニング装置１００、トナー搬送ユニット２００、回収容器３００の構成図である。図７に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、上記第一実施形態の画像形成装置１にトナー搬送ユニット２００、回収容器３００を設けた者である。
【００５５】
トナー搬送ユニット２００は、トナークリーニング装置１００から転写残トナーを受け取り、回収容器３００まで転写残トナーを搬送する。トナー搬送ユニット２００は、中間転写ユニットＡと分離可能に画像形成装置本体側に設けられている。
【００５６】
中間転写ユニットＡは、画像形成装置１に対して図７の矢印Ｅ方向に挿抜可能である。トナークリーニング装置１００の排出口１１５とトナー搬送ユニット２００のトナーの流入口２０１が接続されている。流入口２０１に流入した転写残トナーは、トナー搬送ユニット２００の排出口２０２へ搬送され、自由落下して、回収容器３００へ収容される。
【００５７】
図８に示すように、トナークリーニング装置１００は、シャッタ１１６、トナー搬送スクリュー１１７を有している。シャッタ１１６は、排出口１１５の鉛直方向下方に設けられており、排出口１１５を開閉する。トナー搬送スクリュー１１７は、モータ（不図示）などの駆動手段により、所定の方向（矢印Ｆ１方向）に回転し、転写残トナーを排出口１１５へ搬送し、流入口２０１へ排出する。
【００５８】
中間転写ユニットＡを交換作業等で着脱する際には、シャッタ１１６を閉じて排出口１１５を閉じる。これにより、転写残トナーが漏れ落ち画像形成装置内を汚してしまうことを抑制している。
【００５９】
中間転写ユニットＡが画像形成装置に装着されると、シャッタ１１６を開き、排出口１１５と流入口２０１とが接続する。排出口１１５と流入口２０１との隙間からトナーが漏れるのを防止するために、流入口２０１の周囲をシール部材２０３で覆い囲っている。シール部材２０３にはポリウレタン等の弾性部材を用いている。
【００６０】
トナー搬送スクリュー１１７は、帯電ローラ１０８と別駆動を有しているため、それぞれ独立に回転駆動させることができる。そのため、帯電ローラ１０８とトナー搬送スクリュー１１７を自由なタイミングで切り替えることができる。
【００６１】
トナー搬送ユニット２００には、トナー搬送部材２０４が配置されている。排出口１１５から排出した転写残トナーは、自由落下した後にトナー搬送部材２０４に導入され、トナー搬送部材２０４を所定の方向（矢印Ｆ２方向）に回転させることによって、流入口２０１から排出口２０２方向に搬送される。排出口２０２まで搬送された転写残トナーは、回収容器３００へ逐次収容される。
【００６２】
本実施形態によれば、帯電ローラ１０８からの吐き出しによる転写残トナー回収と、収納部１０５内に設けたトナー搬送スクリュー１１７による転写残トナー回収とを制御部Ｂにより切り替えることができる。具体的には、帯電ローラ１０８により転写残トナーを中間転写ベルト１１に吐き出して、収納部１０５内の転写残トナーを少なくする。そして、帯電ローラ１０８に当接しているトナー規制部材１０９で分別され収納部１０５内に溜まった紙粉やホコリやゴミケバ等の異物を、画像形成装置側に設けている回収容器３００に搬送する。これにより、収納部１０５内が異物で満杯になることなくなり、帯電ローラ１０８へのスムーズな転写残トナーの受け渡しを、画像形成装置の寿命を通して行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ …中間転写ユニット
１ …画像形成装置
５ …感光ドラム（像担持体）
６ …帯電装置
１０ …一次転写ローラ（一次転写手段）
１１ …中間転写ベルト
１２ …駆動ローラ
１３ …従動ローラ
１４ …二次転写ローラ（二次転写手段）
１００ …トナークリーニング装置
１０１ …クリーニングブレード（剥離部材）
１０２ …保持部材
１０３ …トナー搬送部材
１０４ …トナー搬送路
１０５ …収納部
１０６ …溝
１０７ …軸
１０８ …帯電ローラ
１０９ …トナー規制部材
１１０ …漏れ防止シート
１１１ …軸受
１１２ …バネ
１１３ …離間部材
１１４ …駆動軸
１１５ …排出口
１１６ …シャッタ
１１７ …トナー搬送スクリュー
２００ …トナー搬送ユニット
２０１ …流入口
３００ …回収容器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、及び複合機等の画像形成装置に用いられるトナークリーニング装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置のトナークリーニング装置として、機械的な力や静電気的な力を利用して中間転写体をクリーニングするものがある。機械的な力を利用するクリーニング手段は、中間転写体に圧接された清掃部材であるクリーニングブレードで中間転写体上のトナーを掻き取った後に、画像形成装置内部に設けている廃トナー容器に回収する。静電気的な力を利用するクリーニング手段は、導電ゴム層を有したクリーニングローラに中間転写体上の転写残トナーと逆極性のバイアス電圧を印加する。これにより、中間転写体上の転写残トナーの極性を変えることで転写残トナーを感光体に移動させて、トナーカートリッジ内に回収する。
【０００３】
その他、特許文献１のように、クリーニングブレードとクリーニングローラの両方を備えたものもある。特許文献１では、転写残トナーをクリーニングローラから中間転写体に吐き出し、吐き出した転写残トナーと共に中間転写体上の潤滑剤を同時にクリーニングブレードで除去することにより、中間転写ベルトの表面エネルギーを上げて、画像の中抜けを防止する。
【０００４】
また、特許文献２のように、クリーニングブレードとブラシを備えたものもある。クリーニングブレードは、感光体表面に残留したトナーを除去するクリーニング部において、感光体に当接している。ブラシは、残留トナーを除去して保持する機能と残留トナーを感光体に吐き出す機能を有する。
【０００５】
特許文献２では、一部の感光体上でのみトナー像が形成されている場合に、トナー像が形成されない複数の感光体のうち、相対的に上流側に位置する感光体に対応するブラシから残留トナーを吐き出して、相対的に下流側に位置するトナーカートリッジ内に回収する。トナーカートリッジ内への回収は、感光体に当接しているクリーニングブレードで、感光体表面に残留したトナーを掻き取ることで行っている。
【０００６】
具体的には、最下流に位置している黒画像用トナーカートリッジにおける白黒画像形成時に、白黒画像形成には使用されないカラー画像用カートリッジの中で相対的に下流側に位置するトナーカートリッジの感光体を駆動させておく。これにより、次にカラー画像を形成する際に遅延が生じないように準備させておく。白黒画像形成には使用されないカラー画像用カートリッジの中で、相対的に上流に位置したトナーカートリッジで発生した残留トナーを、相対的に下流に位置したトナーカートリッジに向けて吐き出す。吐き出されたトナーは、相対的に下流に位置したトナーカートリッジの感光体と、感光体に接しているクリーニングブレードとの摩擦を低下させる潤滑剤として機能し、クリーニングブレードと感光体の寿命を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０３０３５８号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的に、機械的な力を利用するクリーニング方式の場合、クリーニングブレードで掻き取った転写残トナーを回収する容器を画像形成装置内に設ける必要がある。このため、画像形成装置が大型化したり、ユーザーが一定期間ごとにトナー回収容器を交換する手間がかかる。
【０００９】
静電気的な力を利用するクリーニング方式の場合、トナーカートリッジ内部に備えている感光体表面に残留したトナーを回収する容器に転写残トナーも回収する。そのため、前述のトナー回収容器が不要となり、面倒なトナー回収容器の交換手間を無くせる利点がある。
【００１０】
その反面、クリーニングローラへの転写残トナーの付着が進行することで発生するクリーニング不良を防止するために、クリーニングローラに付着した転写残トナーを定期的に中間転写体に吐き出す必要がある。このため、トナーを吐き出すために転写残トナーと逆極性のバイアス電圧を印加している間は画像形成ができない。そのため、連続画像形成の最中に画像形成を一時中止して、クリーニングローラから転写残トナーを吐き出すモードを実行する場合があった。
【００１１】
特許文献１は、クリーニングブレードとクリーニングローラの両方を備えた構成であるが、クリーニングブレードはクリーニングローラよりも中間転写体の移動方向に関して下流側に位置している。つまり、クリーニングローラから吐き出したトナーは必ずクリーニングブレードで再度除去する必要がある。このため、機械的な力を利用するクリーニング方式の場合と同様トナー回収容器を必要とする。そのため、画像形成装置が大型化したり、ユーザーが一定期間ごとにトナー回収容器を交換する手間がかかる。
【００１２】
特許文献２は、相対的に上流に位置するトナーカートリッジで発生した残留トナーを吐き出し、相対的に下流側に位置するトナーカートリッジ内に残留トナーを回収する。この構成の場合、下流側に位置するトナーカートリッジに異物を含んだ残留トナーが回収される可能性があり、異物による画像への影響が懸念される。また、異物を含んだ残留トナーが、下流側に位置するトナーカートリッジの現像ローラを通過する構成となっているため、クリーニング手段を備えない現像ローラに異物が付着したままになってしまう可能性が非常に高く、画像不良への懸念がさらに増大する。
【００１３】
そこで本発明は、以下の効果を発揮できるトナークリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。クリーニングローラへの転写残トナーの付着が進行することで発生するクリーニング不良を抑制できる。最上流に位置したトナーカートリッジへのトナー回収量が増え過ぎないようにするために設けている連続画像形成の一時中止を無くすことができる。紙粉、ホコリやゴミケバ等の異物による画像不良を抑制できる。トナーカートリッジや画像形成装置の大型化を抑制できる。ユーザーが一定期間ごとにトナー回収容器を交換する手間を省くことができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明に係るトナークリーニング装置及び画像形成装置の代表的な構成は、複数の像担持体上にトナー像を形成する複数の現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する複数の一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像をシートに転写する二次転写手段と、を有する画像形成装置に使用される前記中間転写体上のトナー像を除去するトナークリーニング装置であって、前記中間転写体の回転方向において、前記一次転写手段の上流、且つ前記二次転写手段の下流に配置され、前記中間転写体上のトナーを除去するトナークリーニング装置において、前記中間転写体からトナーを剥がす剥離部材と、前記剥離部材で除去したトナーを収納する収納部と、前記中間転写体の回転方向において前記剥離部材より下流側に設けられており、電圧を印加することで、前記収納部に収納したトナーを前記中間転写体に吐き出す吐き出し部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、クリーニングローラへの転写残トナーの付着が進行することで発生するクリーニング不良を抑制できる。最上流に位置したトナーカートリッジへのトナー回収量が増え過ぎないようにするために設けている連続画像形成の一時中止を無くすことができる。紙粉、ホコリやゴミケバ等の異物による画像不良を抑制できる。トナーカートリッジや画像形成装置の大型化を抑制できる。ユーザーが一定期間ごとにトナー回収容器を交換する手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】第１実施形態に係るトナークリーニング装置の構成図である。
【図３】吐き出し部材周辺の斜視図である。
【図４】吐き出し部材と中間転写体の当接離間の構成の説明図である。
【図５】連続画像形成中におけるトナー像、転写残トナーの流れを説明する図である。
【図６】連続画像形成中におけるトナー像、転写残トナーの流れを説明する図である。
【図７】第２実施形態に係るトナークリーニング装置、トナー搬送ユニット、回収容器の構成図である。
【図８】第２実施形態に係るトナークリーニング装置、トナー搬送ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[第１実施形態]
本発明に係る画像形成装置のトナークリーニング装置及び画像形成装置の第１実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置１の構成図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１において、帯電装置６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｋによって帯電された複数の感光ドラム（像担持体）５ｙ、５ｍ、５ｃ、５ｋ上に、スキャナユニット９が画像情報に基づいてレーザービームを照射して静電潜像が形成される。静電潜像は、現像ローラ７ｙ、７ｍ、７ｃ、７ｋによってトナーカートリッジ４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｋ内のトナーを用いてトナー像として現像される。現像後、感光ドラム５に残っている残留トナーは、感光体クリーニングブレード８ｙ、８ｍ、８ｃ、８ｋによって除去される。像担持体上の現像されたトナー像は、駆動ローラ１２、従動ローラ１３に張架された中間転写ベルト１１上（中間転写体上）に、一次転写ローラ（一次転写手段）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋによって一次転写される。
【００１９】
一方、カセット２、手差し給送部３に積載されたシートは、二次転写ローラ（二次転写手段）１４と駆動ローラ１２とのニップ部（二次転写部）に搬送され、二次転写部にて、一次転写されたトナー像を二次転写される。トナー像を二次転写されシートは、定着装置１５によりトナー像を定着され、排出ローラ対１７により積載部１９に排出される。両面画像形成の場合には、スイッチバックローラ対１８で反転搬送され、再度二次転写部、定着装置１５を通過した後、積載部１９に排出される。
【００２０】
（トナークリーニング装置１００）
図２はトナークリーニング装置１００の説明図である。図２に示すように、トナークリーニング装置１００は、中間転写ベルト１１の移動方向（図２の矢印Ｂ方向）において、最上流側にある一次転写部よりも上流で、且つ二次転写部よりも下流に配置されている。最上流側にある一次転写部は、感光ドラム５ｙと一次転写ローラ１０ｙとで形成される。
【００２１】
トナークリーニング装置１００は、クリーニングブレード（剥離部材）１０１、保持部材１０２、トナー搬送部材１０３、収納部１０５、帯電ローラ（吐き出し部材）１０８、トナー規制部材１０９、漏れ防止シート１１０を有している。
【００２２】
クリーニングブレード１０１は、変形可能な弾性ゴム（弾性体）からなる板状部材であり、板金で形成された保持部材１０２に接着されている。クリーニングブレード１０１は、長手方向でＬＴＲ紙サイズ以上の幅を有しており、中間転写ベルト１１に圧接することで中間転写ベルト１１上の転写残トナーを除去している。クリーニングブレード１０１は、従動ローラ１３に対して押圧されている。クリーニングブレード１０１は、転写残トナーを除去可能な所望の線圧を得るために、中間転写ベルト１１内側に設けられている各種ローラに対して押圧されるのが一般的である。
【００２３】
本実施形態では、画像形成する際にトナーをマイナス帯電している。そのため、一次転写及び二次転写の際にはトナーの帯電極性と逆のプラス電圧を印加している。一次転写及び二次転写の際にプラス特性に変化するトナーは幾分存在するものの、二次転写後に中間転写ベルト１１上に残留している転写残トナーのほとんどはマイナス帯電したままである。
【００２４】
中間転写ベルト１１からクリーニングブレード１０１によって掻き取られた転写残トナーは、トナー搬送部材１０３によってトナー搬送路１０４を移動する。そして、保持部材１０２とトナークリーニング装置１００のフレームとで形成される溝１０６を自由落下して、収納部１０５に収納される。
【００２５】
トナー搬送部材１０３は、収納部内に配置され、すのこ形状しており、偏心して回転する軸１０７に保持されている。軸１０７は偏心して回転しているため、トナー搬送部材１０３全体として図２の矢印Ｃ１方向、矢印Ｃ２方向に略往復運動を行っている。往動時にはトナー搬送部材１０３がトナー搬送路１０４の底面を沿って略水平に移動することで、転写残トナーを図２の矢印Ｃ１方向に搬送させる。復動時にはトナー搬送部材１０３がトナー搬送路１０４の底面から斜め上方に浮き上がることにより、押し動かした転写残トナーから離れてクリーニングブレード１０１側に戻さないようにしている。
【００２６】
帯電ローラ１０８は、中間転写ベルト１１の回転方向においてクリーニングブレード１０１より下流側に設けられている。転写残トナーがある程度収納部１０５に収納されると、転写残トナーは帯電ローラ１０８と接触し始める。その後、帯電ローラ１０８に一次転写ローラ１０ｙに印加しているバイアス電圧と同極性（プラス）のバイアス電圧を印加して、転写残トナーに対して放電を行う。これにより、転写残トナーは、プラスに帯電する。
【００２７】
例えば、高湿環境下において最良の転写性能を得ようと二次転写電圧を高めると、転写残トナーの帯電極性は非常に不安定になる場合がある。このような場合においても、帯電ローラ１０８にプラス電圧を印加して放電を行うことで、転写残トナーがプラスであろうがマイナスであろうが、帯電ローラ１０８表面に付着した転写残トナーを問題無くプラスに帯電することができる。
【００２８】
マイナス極性からプラス極性に反転した転写残トナーは、帯電ローラ１０８と接地している従動ローラ１３の電位差により中間転写ベルト１１に移動する。帯電ローラ１０８から中間転写ベルト１１に移動した転写残トナーは、一次転写ローラ１０ｙに印加しているプラスのバイアスと、帯電装置６ｙによってマイナス帯電された感光ドラム５ｙ表面との電位差を利用することで、感光ドラム５ｙに移動する。その後、感光ドラム５ｙに当接している感光体クリーニングブレード８ｙにて掻き取られ、トナーカートリッジ４ｙ内に回収される。
【００２９】
なお、トナー規制部材１０９が帯電ローラ１０８表面に当接しており、帯電ローラ１０８上の転写残トナーを薄く均一に延ばしている。このように、吐き出し部材上のトナーを厚さを規制することで、一度に大量の転写残トナーが中間転写ベルト１１に吐き出されることを防止している。トナー規制部材１０９は、金属製であり、保持部材１０２に固定されている。
【００３０】
中間転写ベルト１１上には転写残トナー以外にも、シートから剥離した紙粉、ホコリやゴミケバ等の異物が残留している。それら異物も転写残トナーに混在して、クリーニングブレード１０１によって回収され、収納部１０５に搬送され、帯電ローラ１０８に付着する。しかし、トナー規制部材１０９が帯電ローラ１０８上の転写残トナーを薄く均一に延ばす際に、それらの異物を帯電ローラ１０８から除去し、中間転写ベルト１１に吐き出されることを抑制している。
【００３１】
また、漏れ防止シート１１０が、トナークリーニング装置１００と中間転写ベルト１１との間に設けられており、中間転写ベルト１１と軽接触している。これにより、転写残トナーが収納部１０５から流出することを防止している。
【００３２】
また、従動ローラ１３と帯電ローラ１０８とをギア（不図示）で連結しており、従動ローラ１３を駆動源として帯電ローラ１０８を回転させている。これにより、中間転写ベルト１１（従動ローラ１３）と帯電ローラ１０８が同じ速度で回転する。よって、薄く均一に延ばした転写残トナーを安定して中間転写ベルト１１に吐き出すことができる。
【００３３】
図３は帯電ローラ１０８周辺の斜視図である。図３に示すように、帯電ローラ１０８は、金属の芯金１０８ａと導電ゴム層１０８ｂで構成されており、両端を樹脂製の軸受１１１で回転可能に保持されている。軸受１１１の少なくとも１つに導電性の樹脂を使用している。
【００３４】
軸受１１１をバネ１１２で従動ローラ１３に向けて押圧することで、帯電ローラ１０８と中間転写ベルト１１とを所望の圧で接触させている。帯電ローラ１０８の両端を押圧しているため、帯電ローラ１０８は長手方向で中間転写ベルト１１に対して均一に押圧されている。
【００３５】
また、バネ１１２は電気接点の機能も有しており、接点部１１２ａを画像形成装置本体側に設けている接点（不図示）と接触させることで、バイアス電圧をバネ１１２に印加することが可能となっている。バネ１１２にバイアス電圧を印加すると、導電性を有した軸受１１１を経由して、帯電ローラ１０８の導電ゴム層１０８ｂまでバイアス電圧が流れる。
【００３６】
図４は帯電ローラ１０８と中間転写ベルト１１の当接離間の構成の説明図である。図４に示すように、帯電ローラ１０８を保持している軸受１１１近傍に離間部材１１３を設けている。離間部材１１３は、カム１１３ａとギア１１３ｂとが一体に形成されている。カム１１３ａは、帯電ローラ１０８と中間転写ベルト１１とを当接離間させる。
【００３７】
帯電ローラ１０８の上部に位置する駆動軸１１４の両端には、ギア１１４ａが設けられており、画像形成装置本体内に備えているモータ（不図示）で駆動軸１１４とギア１１４ａを回転させている。ギア１１４ａからの回転駆動がギア１１３ｂに伝達することでカム１１３ａは回転し、軸受１１１が図４の矢印Ｄ１方向及び矢印Ｄ２方向にスライド移動する。
【００３８】
軸受１１１が矢印Ｄ１方向にスライド移動した時、帯電ローラ１０８、中間転写ベルト１１が離間状態になる。軸受１１１が矢印Ｄ２方向にスライド移動した時、帯電ローラ１０８、中間転写ベルト１１が当接状態になる。
【００３９】
本実施形態においては、トナー規制部材１０９が塑性変形しない量だけ帯電ローラ１０８を中間転写ベルト１１から離間させており、その離間量は０．５〜１ｍｍである。中間転写ベルト１１上の転写残トナーのクリーニングはクリーニングブレード１０１で行っている。このため、帯電ローラ１０８の中間転写ベルト１１への当接離間が可能になると、自由なタイミングで選択的に転写残トナーを中間転写ベルト１１に吐き出すことが可能になる。
【００４０】
（トナーカートリッジ４ｍ〜４ｋでの転写残トナーの回収）
次に、連続画像形成中における、最上流に位置するトナーカートリッジ４ｙ以外のトナーカートリッジ４ｍ〜４ｋに転写残トナーを回収する動作説明を説明する。図５、図６は連続画像形成中におけるトナー像、転写残トナーの流れを説明する図である。図５、図６において、トナーの種類を判別しやすくするため、画像形成のためのトナーを丸、転写残トナーを四角で表現している。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、トナー像の中央付近を一次転写している際は、感光ドラム５ｙ、５ｍ上にはトナー像が現像されており、感光ドラム５ｙ、５ｍの一次転写ニップ部で一次転写が行われている。この時、帯電ローラ１０８は中間転写ベルト１１から離間した状態にあり、転写残トナーの吐き出しを行っていない。
【００４２】
図５（ｂ）に示すように、トナー像の後端Ｔ１を一次転写している際は、帯電ローラ１０８は、プラスのバイアス電圧を印加され、中間転写ベルト１１に当接する。これにより、転写残トナーは、プラスに帯電した状態で帯電ローラ１０８から中間転写ベルト１１に移動する。
【００４３】
また、現像されたトナー像の後端Ｔ１が一次転写ニップ部に到達するまで一次転写は行われているが、感光ドラム５ｙの画像後端後の領域は静電潜像されておらず、トナー像の現像も行われていない。そのため、現像されたトナー像の後端Ｔ１と、吐き出された転写残トナーの先端Ｔ２とが重なり合わないタイミングで、転写残トナーの吐き出しを行っている。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、トナー像を一次転写していない画像間では、帯電装置６ｙによって感光ドラム５ｙ表面はプラスに帯電されている。そして、一次転写ローラ１０ｙにはマイナスのバイアス電圧を印加している。中間転写ベルト１１上に吐き出された転写残トナーはプラス帯電しているため、転写残トナーが一次転写ニップ部に到達した際に感光ドラム５ｙ側に移動することはなく、そのまま中間転写ベルト１１に担持された状態で下流側へと移動する。この時、現像ローラ７ｙから感光ドラム５ｙにトナーが移動することを防止するために、現像ローラ７ｙは感光ドラム５ｙから離間している。
【００４５】
その後、感光ドラム５ｍに到達した転写残トナーは、一次転写ローラ１０ｍに印加しているプラスのバイアスと、帯電装置６ｍによってマイナス帯電された感光ドラム５ｍ表面との電位差を利用して、感光ドラム５ｍに移動する。そして、感光体クリーニングブレード８ｍにて掻き取られ、トナーカートリッジ４ｍ内に回収される。
【００４６】
図６（ｂ）に示すように、トナー像の先端Ｔ３を一次転写する直前においては、現像されたトナー像の先端Ｔ３が一次転写ローラ１０ｙと感光ドラム５ｙとで形成される一次転写ニップ部に到達するよりも前のタイミングで帯電ローラ１０８を離間する。そして、転写残トナーの吐き出しを停止する。これにより、吐き出された転写残トナーの後端Ｔ４と現像されたトナー像の先端Ｔ３とが重なり合うことを防止している。感光ドラム５ｙの表面は帯電装置６ｙによってマイナス帯電されており、現像ローラ７ｙによって静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像し、一次転写へと進んでいく。
【００４７】
図５、図６の動作は、制御部Ｂ（図１参照）によって制御されている。この動作を繰り返し行うことで、連続画像形成中、最上流に位置したトナーカートリッジ４ｙ以外のトナーカートリッジ４ｍに転写残トナーを回収している。ここではトナーカートリッジ４ｍに振り分け回収する説明を行った。しかし、例えば、転写残トナーが感光ドラム５ｍと一次転写ローラ１０ｍとで形成される一次転写ニップ部に転写残トナーが存在している間、一次転写ローラ１０ｍにマイナスのバイアス電圧を印加し、感光ドラム５ｍ表面をプラスに帯電させておく。そうすることで、転写残トナーをより下流側に位置するトナーカートリッジ４ｃに振り分け回収することが可能となる。同様にして、トナーカートリッジ４ｋへの振り分け回収も可能となる。
【００４８】
上述のごとく、本実施形態では、中間転写ベルト１１上の転写残トナーの除去はクリーニングブレード１０１で行い、中間転写ベルト１１への転写残トナーの吐き出しは帯電ローラ１０８で行っている。このように、クリーニング機能と吐き出し機能をそれぞれ分離することで、連続画像形成中の一時中止を設ける必要を無くせるため、連続画像形成を頻繁に行うユーザーに与えるストレスを低減することが可能である。
【００４９】
また、クリーニングブレード１０１の材料に弾性体であるゴムを用いているため、中間転写ベルト１１との密着性が向上し、中間転写ベルト１１上の転写残トナーを確実に除去することが可能である。
【００５０】
また、トナー規制部材１０９で転写残トナーを薄く引き延ばす際に異物を同時に除去できることで、中間転写ベルト１１への異物の吐き出しを抑制し、感光ドラム５の表面が傷つくことで発生する画像不良を抑制できる。
【００５１】
また、転写残トナーがトナーカートリッジ４ｙ〜４ｋに回収されるため、画像形成装置内に設けている転写残トナー回収容器（収納部１０５）を、ユーザーが一定期間ごとに交換する手間を省略できる。
【００５２】
また、帯電ローラ１０８が中間転写ベルト１１に対して当接離間動作を行う。そして、感光ドラム５ｙ上に形成されたトナー像が感光ドラム５ｙと一次転写ローラ１０ｙとで形成される一次転写ニップ部に存在していない間に、転写残トナーがその一次転写ニップ部に存在するよう帯電ローラ１０８から吐き出す。これにより、連続画像形成中にトナーカートリッジ４ｙ以外のトナーカートリッジ４ｍ〜４ｋに転写残トナーを回収することができため、トナーカートリッジ４ｙ〜４ｋや画像形成装置１の大型化を抑制できる。
【００５３】
[第２実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置のトナークリーニング装置及び画像形成装置の第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
図７は本実施形態に係るトナークリーニング装置１００、トナー搬送ユニット２００、回収容器３００の構成図である。図７に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、上記第一実施形態の画像形成装置１にトナー搬送ユニット２００、回収容器３００を設けた者である。
【００５５】
トナー搬送ユニット２００は、トナークリーニング装置１００から転写残トナーを受け取り、回収容器３００まで転写残トナーを搬送する。トナー搬送ユニット２００は、中間転写ユニットＡと分離可能に画像形成装置本体側に設けられている。
【００５６】
中間転写ユニットＡは、画像形成装置１に対して図７の矢印Ｅ方向に挿抜可能である。トナークリーニング装置１００の排出口１１５とトナー搬送ユニット２００のトナーの流入口２０１が接続されている。流入口２０１に流入した転写残トナーは、トナー搬送ユニット２００の排出口２０２へ搬送され、自由落下して、回収容器３００へ収容される。
【００５７】
図８に示すように、トナークリーニング装置１００は、シャッタ１１６、トナー搬送スクリュー１１７を有している。シャッタ１１６は、排出口１１５の鉛直方向下方に設けられており、排出口１１５を開閉する。トナー搬送スクリュー１１７は、モータ（不図示）などの駆動手段により、所定の方向（矢印Ｆ１方向）に回転し、転写残トナーを排出口１１５へ搬送し、流入口２０１へ排出する。
【００５８】
中間転写ユニットＡを交換作業等で着脱する際には、シャッタ１１６を閉じて排出口１１５を閉じる。これにより、転写残トナーが漏れ落ち画像形成装置内を汚してしまうことを抑制している。
【００５９】
中間転写ユニットＡが画像形成装置に装着されると、シャッタ１１６を開き、排出口１１５と流入口２０１とが接続する。排出口１１５と流入口２０１との隙間からトナーが漏れるのを防止するために、流入口２０１の周囲をシール部材２０３で覆い囲っている。シール部材２０３にはポリウレタン等の弾性部材を用いている。
【００６０】
トナー搬送スクリュー１１７は、帯電ローラ１０８と別駆動を有しているため、それぞれ独立に回転駆動させることができる。そのため、帯電ローラ１０８とトナー搬送スクリュー１１７を自由なタイミングで切り替えることができる。
【００６１】
トナー搬送ユニット２００には、トナー搬送部材２０４が配置されている。排出口１１５から排出した転写残トナーは、自由落下した後にトナー搬送部材２０４に導入され、トナー搬送部材２０４を所定の方向（矢印Ｆ２方向）に回転させることによって、流入口２０１から排出口２０２方向に搬送される。排出口２０２まで搬送された転写残トナーは、回収容器３００へ逐次収容される。
【００６２】
本実施形態によれば、帯電ローラ１０８からの吐き出しによる転写残トナー回収と、収納部１０５内に設けたトナー搬送スクリュー１１７による転写残トナー回収とを制御部Ｂにより切り替えることができる。具体的には、帯電ローラ１０８により転写残トナーを中間転写ベルト１１に吐き出して、収納部１０５内の転写残トナーを少なくする。そして、帯電ローラ１０８に当接しているトナー規制部材１０９で分別され収納部１０５内に溜まった紙粉やホコリやゴミケバ等の異物を、画像形成装置側に設けている回収容器３００に搬送する。これにより、収納部１０５内が異物で満杯になることなくなり、帯電ローラ１０８へのスムーズな転写残トナーの受け渡しを、画像形成装置の寿命を通して行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６３】
Ａ …中間転写ユニット
１ …画像形成装置
５ …感光ドラム（像担持体）
６ …帯電装置
１０ …一次転写ローラ（一次転写手段）
１１ …中間転写ベルト
１２ …駆動ローラ
１３ …従動ローラ
１４ …二次転写ローラ（二次転写手段）
１００ …トナークリーニング装置
１０１ …クリーニングブレード（剥離部材）
１０２ …保持部材
１０３ …トナー搬送部材
１０４ …トナー搬送路
１０５ …収納部
１０６ …溝
１０７ …軸
１０８ …帯電ローラ
１０９ …トナー規制部材
１１０ …漏れ防止シート
１１１ …軸受
１１２ …バネ
１１３ …離間部材
１１４ …駆動軸
１１５ …排出口
１１６ …シャッタ
１１７ …トナー搬送スクリュー
２００ …トナー搬送ユニット
２０１ …流入口
３００ …回収容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体上にトナー像を形成する複数の現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する複数の一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像をシートに転写する二次転写手段と、を有する画像形成装置に使用される前記中間転写体上のトナー像を除去するトナークリーニング装置であって、前記中間転写体の回転方向において、前記一次転写手段の上流、且つ前記二次転写手段の下流に配置され、前記中間転写体上のトナーを除去するトナークリーニング装置において、
前記中間転写体からトナーを剥がす剥離部材と、
前記剥離部材で除去したトナーを収納する収納部と、
前記中間転写体の回転方向において前記剥離部材より下流側に設けられており、電圧を印加することで、前記収納部に収納したトナーを前記中間転写体に吐き出す吐き出し部材と、を有することを特徴とするトナークリーニング装置。
【請求項２】
前記吐き出し部材に印加される電圧は、前記中間転写体から除去したトナーと逆の極性であることを特徴とする請求項１に記載のトナークリーニング装置。
【請求項３】
前記剥離部材は、弾性体からなる板状部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトナークリーニング装置。
【請求項４】
前記吐き出し部材の表面に当接して、前記吐き出し部材上のトナーを厚さを規制するとともに、前記吐き出し部材上の異物を除去するトナー規制部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトナークリーニング装置。
【請求項５】
前記吐き出し部材は、前記中間転写体に対して当接離間が可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトナークリーニング装置。
【請求項６】
前記吐き出し部材は、吐き出すトナーが前記一次転写手段が前記中間転写体に一次転写するトナー像と重ならないように、トナーを吐き出すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトナークリーニング装置。
【請求項７】
前記収納部内に配置され、トナー及び前記トナー規制部材で除去した異物を搬送するトナー搬送部材と、
前記トナー搬送部材によって搬送されたトナー及び異物を回収する回収容器と、を有することを特徴とする請求項４に記載のトナークリーニング装置。
【請求項８】
トナー像を担持する複数の像担持体と、
前記像担持体に担持されたトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上のトナー像を除去する請求項１乃至７のいずれかに記載のトナークリーニング装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
複数の像担持体上にトナー像を形成する複数の現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する複数の一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像をシートに転写する二次転写手段と、を有する画像形成装置に使用される前記中間転写体上のトナー像を除去するトナークリーニング装置であって、前記中間転写体の回転方向において、前記一次転写手段の上流、且つ前記二次転写手段の下流に配置され、前記中間転写体上のトナーを除去するトナークリーニング装置において、
前記中間転写体からトナーを剥がす剥離部材と、
前記剥離部材で除去したトナーを収納する収納部と、
前記中間転写体の回転方向において前記剥離部材より下流側に設けられており、電圧を印加することで、前記収納部に収納したトナーを前記中間転写体に吐き出す吐き出し部材と、を有することを特徴とするトナークリーニング装置。
【請求項２】
前記吐き出し部材に印加される電圧は、前記中間転写体から除去したトナーと逆の極性であることを特徴とする請求項１に記載のトナークリーニング装置。
【請求項３】
前記剥離部材は、弾性体からなる板状部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のトナークリーニング装置。
【請求項４】
前記吐き出し部材の表面に当接して、前記吐き出し部材上のトナーを厚さを規制するとともに、前記吐き出し部材上の異物を除去するトナー規制部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のトナークリーニング装置。
【請求項５】
前記吐き出し部材は、前記中間転写体に対して当接離間が可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のトナークリーニング装置。
【請求項６】
前記吐き出し部材は、吐き出すトナーが前記一次転写手段が前記中間転写体に一次転写するトナー像と重ならないように、トナーを吐き出すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のトナークリーニング装置。
【請求項７】
前記収納部内に配置され、トナー及び前記トナー規制部材で除去した異物を搬送するトナー搬送部材と、
前記トナー搬送部材によって搬送されたトナー及び異物を回収する回収容器と、を有することを特徴とする請求項４に記載のトナークリーニング装置。
【請求項８】
トナー像を担持する複数の像担持体と、
前記像担持体に担持されたトナー像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体上のトナー像を除去する請求項１乃至７のいずれかに記載のトナークリーニング装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７７７４５（Ｐ２０１２−１７７７４５Ａ）
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３９５４７（Ｐ２０１１−３９５４７）
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２５日（２０１１．２．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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