(57)【要約】【課題】  画像形成装置の前後からトナーカートリッジの交換とジャム時の記録用紙の除去を行うことで操作性が悪くなるのを防止し、装置内の省スペース化を可能とする。【解決手段】  中間転写ベルト６がラップインロール１５及びラップアウトロール１６によって感光体ドラム２にラップ接触し、転写ロール７によって感光体ドラム２上のトナー像が中間転写ベルト６に転写される。ラップインロール１５と中間転写ベルト６を挟んで対向する位置には、ベルト用クリーニング装置２０のクリーニングブラシ２４が配置される。また、中間転写ベルト６上のトナー像は、プルカラープリンタ１の前方側を搬送される記録媒体９に転写ロール８によって転写される。この構成では、中間転写ベルト６が回転式現像装置５の上方に配置されないため、フルカラープリンタ１の上方からトナーカートリッジ６４を交換し、ジャム時にフルカラープリンタ１の前方から記録用紙９を除去することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムにラップ接触するように中間転写ベルトを配置した画像形成装置であって、
前記感光体ドラム上のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する転写ロールと、
前記転写ロールより前記感光体ドラムの回転方向上流側で、前記中間転写ベルトを感光体ドラムに接触させるラップ位置を規制するラップインロールと、
前記ラップインロールに対向して前記中間転写ベルトの表面に接触するように配置され、前記中間転写ベルトを清掃するクリーニング部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング部材に電圧を印加し、前記ラップインロールに前記電圧と逆極性の電圧を印加することによって、前記中間転写ベルトを清掃するためのクリーニング電界を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ラップインロールと前記感光体ドラムとは、前記中間転写ベルトの厚み以上離れていて、前記ラップインロールが前記感光体ドラムの上方になるように配置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写する複写機、プリンタなどの画像形成装置に係り、特に中間転写ベルト上に残留するトナーを清掃するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を適用した複写機、プリンタなどのカラー用の画像形成装置では、中間転写方式のものが採用されている。
【０００３】
この画像形成装置では、感光体ドラムを帯電装置によって帯電し、露光装置から像光を照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、現像装置から感光体ドラムにトナーを転移させてトナー像を形成する。感光体ドラムには、中間転写ベルトが曲面接触するように配置されており、感光体ドラム上のトナー像が転写ロールの作用によって中間転写ベルトに一次転写される。この工程がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーで繰り返され、中間転写ベルト上に４色のトナー像が重ね合わされる。そして、中間転写ベルト上の４色のトナー像が転写ロールの作用によって記録媒体に二次転写され、トナー像を定着することによって記録媒体上にカラー画像が形成される。
【０００４】
このような画像形成装置では、二次転写後に中間転写ベルト表面に残留するトナーを除去するベルト用のクリーニング装置が設けられている。このベルト用クリーニング装置は、中間転写ベルトの移動方向における二次転写位置の下流側であって、中間転写ベルトが感光体ドラムと曲面接触する位置の上流側に配設されている。このため、画像形成装置のレイアウトとしては、複数の張架ロールによって張架された中間転写ベルトの感光体ドラムに対して反対側に、ベルト用クリーニング装置が配設される構成となっている。つまり、中間転写ベルトを挟んで一方の側に感光体ドラムと現像装置が配置され、他方の側に二次転写ロールとベルト用クリーニング装置が配置されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００５】
しかし、このような画像形成装置では、現像装置のトナーカートリッジを交換するときのアクセス方向と、ジャム時に記録媒体を除去するときのアクセス方向とが、感光体ドラムを挟んで逆向きとなる。このため、画像形成装置の反対方向（例えば前後）からアクセスする必要があり、画像形成装置内の省スペース化を実現することができない。また、トナーカートリッジの交換や記録媒体を除去する際の操作性が悪いという問題がある。
【特許文献１】特開２００３−９８８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、トナーカートリッジの交換やジャム時の記録媒体の除去などを画像形成装置の一方の側から効率良く行うことができ、装置全体の省スペース化を達成することできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明に係る画像形成装置は、感光体ドラムにラップ接触するように中間転写ベルトを配置した画像形成装置であって、前記感光体ドラム上のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する転写ロールと、前記転写ロールより前記感光体ドラムの回転方向上流側で、前記中間転写ベルトを感光体ドラムに接触させるラップ位置を規制するラップインロールと、前記ラップインロールに対向して前記中間転写ベルトの表面に接触するように配置され、前記中間転写ベルトを清掃するクリーニング部材と、を有することを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の画像形成装置によれば、転写ロールより感光体ドラムの回転方向上流側に配設されたラップインロールによって、中間転写ベルトのラップ位置が規制され、中間転写ベルトが感光体ドラムにラップ接触する。このラップインロールに対向する位置に、中間転写ベルトの表面に接触するクリーニング部材が配置されており、このラップインロールがクリーニング部材の対向部材を兼ねている。このため、ラップインロールよりも中間転写ベルトの周回方向上流側に、従来のようなクリーニング部材とその対向部材を配置するための専用のスペースを省略することができる。つまり、クリーニング部材を配置するために中間転写ベルトを現像装置の上部に配置する必要がないので、トナーカートリッジの着脱方向の自由度が大きくなる。このため、画像形成装置の一方の側からのアクセスが可能となり、作業性が向上する。また、クリーニング部材の配置のために中間転写ベルトを引き回す必要がないので、扁平な装置形状が可能となり、省スペース化を実現できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記クリーニング部材に電圧を印加し、前記ラップインロールに前記電圧と逆極性の電圧を印加することによって、前記中間転写ベルトを清掃するためのクリーニング電界を形成することを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の画像形成装置によれば、クリーニング部材に電圧を印加し、ラップインロールに逆極性の電圧を印加することによってクリーニング電界を形成するので、クリーニング部材とラップインロールのそれぞれに印加する電圧の絶対値を小さくすることができる。このため、クリーニング部材と近い距離に他の部材を配置してもリークが発生するのを防止できる。これにより、感光体ドラムの周囲に、帯電、現像、転写、クリーニングのための部材を集約することができ、画像形成装置の小型化が可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記ラップインロールと前記感光体ドラムとは、前記中間転写ベルトの厚み以上離れていて、前記ラップインロールが前記感光体ドラムの上方になるように配置することを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の画像形成装置によれば、ラップインロールと感光体ドラムとは、中間転写ベルトの厚み以上離れているので、中間転写ベルトの周回移動を妨げることがない。また、ラップインロールが感光体ドラムの上方になるように配置されるので、ラップインロールに張架された中間転写ベルトから、クリーニング部材をすり抜けた帯電不十分なトナーや逆極性のトナーが落ちてきても、すぐに感光体ドラムにくっつき、機内のトナー汚染が生じにくい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る画像形成装置は、上記のように構成したので、クリーニング部材の配置のために中間転写ベルトを引き回す必要がないので、トナーカートリッジの交換やジャム時の記録媒体の除去を画像形成装置の一方の側から効率良く行うことができ、装置全体の省スペース化を図ることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
まず、最初に画像形成装置の構成の概要を説明し、次に、本発明の要部について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態の画像形成装置であるフルカラープリンタ１を示す概略構成図である。
【００１７】
このフルカラープリンタ１の内部には、中央よりもやや右上部に、像担持体としての感光体ドラム２が回転可能に配設されている。この感光体ドラム２は表面に感光体層が被覆されており、図示しない駆動手段により、矢印方向に回転駆動される。この感光体ドラム２の表面は、感光体ドラム２の略真下に配置された帯電ロール３によって所定の電位に帯電された後、この感光体ドラム２の真下の離れた位置に配置された露光装置４（ＲＯＳ：Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）によって、レーザービーム（ＬＢ）が露光され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム２上に形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを周方向に沿って配置した回転式現像装置５によって現像され、所定の色のトナー像となる。
【００１８】
その際、感光体ドラム２の表面には、形成する画像の色に応じて、帯電・露光・現像の各工程が、所定回数だけ繰り返される。回転式現像装置５は、対応する色の現像器５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが、感光体ドラム２と対向する現像領域に移動する。例えば、フルカラーの画像を形成する場合、感光体ドラム２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して４回繰り返され、感光体ドラム２の表面には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したトナー像が順次形成される。
【００１９】
感光体ドラム２の外周には、中間転写ベルト６がラップ接触するように張架されており、感光体ドラム２と中間転写ベルト６を介して接触する位置に一次転写ロール７が配置されている。そして、感光体ドラム２上に順次形成されるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、中間転写ベルト６とラップ接触する一次転写位置において、一次転写ロール７の作用によって一次転写され、中間転写ベルト６上に各色トナー像が重ね合わされる。この中間転写ベルト６上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像は、所定のタイミングで給紙される記録用紙９上に、二次転写ロール８の作用によって一括して二次転写される。記録用紙９は、フルカラープリンタ１の下部に配置された給紙カセット１０から、フィードロール１２及びリタードロール１３によって１枚ずつ捌かれた状態で給紙され、搬送ロール２６によって搬送される。そして、記録用紙９は、レジストロール１４によって中間転写ベルト６上に転写されたトナー像と同期した状態で、中間転写ベルト６の二次転写位置へと搬送される。
【００２０】
この中間転写ベルト６は、図１及び図２に示すように、感光体ドラム２における回動方向の上流側にて中間転写ベルト６のラップ位置を特定するラップインロール１５と、先述の一次転写ロール７と、ラップ位置の下流側にて中間転写ベルト６のラップ位置を特定するラップアウトロール１６と、装置内の下方側の給紙カセット１０に近い位置に配置された張架ロール１７と、二次転写ロール８に中間転写ベルト６を介して当接するバックアップロール１８と、ベルト用クリーニング装置２０に対向するクリーニングバックアップロール１９とによって、所定の張力で張架されている。この中間転写ベルト６は、感光体ドラム２の回転に伴って従動される。
【００２１】
さらに、中間転写ベルト６からトナー像が転写された記録用紙９は、定着器２７へと搬送され、この定着器２７によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙９上に定着され、排出ロール２８によってフルカラープリンタ１の上部に設けられた排出トレイ２９上にそのまま排出される。
【００２２】
また、トナー像の一次転写工程が終了した後の感光体ドラム２の表面は、感光体ドラム２が１回転する毎に、感光体ドラム２の右斜め下方に配置されたクリーニング装置４０のクリーニングブレード４１によって、残留トナーなどが除去され、次の画像形成工程に備える。クリーニングブレード４１によって除去されたトナーは、クリーニング装置４０の下部に形成された廃トナーボトル４２に貯留される。
【００２３】
一方、両面プリントの場合には、定着器２７によりトナー像が定着された記録用紙９を、排出ロール２８によって排出トレイ２９上にそのまま排出せずに、排出ロール２８によって記録用紙９の後端部を挟持した状態で、排出ロール２８を逆転させるとともに、記録用紙９の搬送径路を両面用の用紙搬送路３０に切り替え、この両面用の用紙搬送路３０に配設された搬送ロール３１によって、記録用紙９の表裏を反転した状態で、再度、中間転写ベルト６の二次転写位置へ搬送して、記録用紙９の裏面に画像を形成するようになっている。
【００２４】
さらに、フルカラープリンタ１には、オプションによって、フルカラープリンタ１の側面に手差しトレイ３２が開閉自在に装着可能となっている。この手差しトレイ３２上に載置された任意のサイズ及び種類の記録用紙９は、給紙ロール３３によって給紙され、搬送ロール３１及びレジストロール１４を介して、中間転写ベルト６の二次転写位置へ搬送されることにより、任意のサイズ及び種類の記録用紙９にも画像を形成することが可能となっている。
【００２５】
次に、中間転写ベルト６の表面を清掃するベルト用クリーニング装置２０について説明する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、ベルト用クリーニング装置２０は、クリーニングバックアップロール１９によって張架された中間転写ベルト６の表面に当接するように配置されたクリーニングロール２２と、ラップインロール１５によって張架された中間転写ベルト６の表面に圧接するように配置されたクリーニングブラシ２４とを備えている。
【００２７】
クリーニングブラシ２４には、電源装置５０からトナー（マイナス極性）と逆極性のプラスの電圧が印加されるように設定されている。また、ラップインロール１５には、電源装置５２からトナーと同極性のマイナスの電圧が印加されるように設定されている。クリーニングブラシ２４にプラスの電圧が印加されるとともに、ラップインロール１５にマイナスの電圧が印加されることによって、中間転写ベルト６とクリーニングブラシ２４との対向部に、トナーをクリーニングブラシ２４に引き寄せるためのクリーニング電界が形成される。これにより、二次転写後に中間転写ベルト６の表面に残留するトナーや紙粉は、クリーニングロール２２及びクリーニングブラシ２４によって除去され、ベルト用クリーニング装置２０の内部に回収される。
【００２８】
なお、ベルト用クリーニング装置２０は、図示しない揺動部材によって中間転写ベルト６から退避可能に支持されており、最終色のトナー像の二次転写が終了するまでは、中間転写ベルト６の表面から離間した位置に退避しているとともに、最終色のトナー像の二次転写が終了すると、中間転写ベルト６の表面に当接するように構成されている。
【００２９】
また、ラップインロール１５と感光体ドラム２とは、中間転写ベルト６の厚み以上離れていて、中間転写ベルト６の厚みの約３倍以内の間隔に設定されている。この間隔は、ラップインロール１５の中心と感光体ドラム２の中心とを結んだ線分上におけるラップインロール１５の周面と感光体ドラム２の周面との間隔である。本実施形態では、中間転写ベルト６の厚みは０．５ｍｍであるため、ラップインロール１５と感光体ドラム２との間隔は、０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以内となっている。また、ラップインロール１５は、感光体ドラム２の上方になるように配置されている。
【００３０】
図３に示すように、中間転写ベルト６は、感光体ドラム２と、帯電ロール３と、感光体ドラム２のクリーニング装置４０などを含めて、一体的な像形成ユニット５８を構成している。この像形成ユニット５８の上部には、支軸６２に回動可能に支持された取っ手６０が設けられている。そして、フルカラープリンタ１にヒンジ（図示せず）で支持された上部カバー５６を上方に開放するとともに、ヒンジ（図示せず）で支持された前方カバー５４を下方に開放することによって、像形成ユニット５８の全体がフルカラープリンタ１に対して矢印Ａ方向に着脱自在に構成されている。また、回転式現像装置５の４つの現像器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋには、各色トナーを収容するトナーカートリッジ６４が設けられており、トナーカートリッジ６４がフルカラープリンタ１に対して矢印Ｂ方向に着脱自在に構成されている。
【００３１】
次に、上記フルカラープリンタ１の作用について説明する。
【００３２】
このようなフルカラープリンタ１は、ラップインロール１５に対向する位置にクリーニングブラシ２４を配置することで、ベルト用クリーニング装置２０を配置するために中間転写ベルト６を回転式現像装置５の上方に引き回す必要がない。このため、像形成ユニット５８の取り外しやトナーカートリッジ６４の交換時にフルカラープリンタ１の上方からアクセスすることが可能となる。
【００３３】
図３に示すように、フルカラープリンタ１の前方に立った操作者は、トナーカートリッジ６４の交換時に、上部カバー５６を上方に開放するとともに、前方カバー５４を下方に開放する。そして、回転式現像装置５のトナーカートリッジ６４を上方（矢印Ｂ方向）に取り外すことによって、フルカラープリンタ１の上方からトナーカートリッジ６４の交換を行うことができる。また、像形成ユニット５８を取り外すときは、像形成ユニット５８の取っ手６０を持ち、像形成ユニット５８を上方（矢印Ａ方向）に引き上げることによって、像形成ユニット５８を取り外すことができる。
【００３４】
さらに、フルカラープリンタ１の記録用紙９のジャム時には、操作者は、前方カバー５４を下方に開放することによって、フルカラープリンタ１の前方から詰まった記録用紙９を除去することができる。
【００３５】
このため、操作者は、トナーカートリッジ６４の交換時、像形成ユニット５８の取り外し時、及び記録用紙９のジャム時にフルカラープリンタ１の上方及び前方からアクセスすることが可能となる。したがって、従来のようにフルカラープリンタの反対側（前後など）からアクセスする必要がなく、操作性が向上する。
【００３６】
また、ラップインロール１５をクリーニングブラシ２４の対向部材と兼用しているので、中間転写ベルト６の張架ロール数を少なくすることが可能となり、コストを低減できる。さらに、ベルト用クリーニング装置２０の配置のために中間転写ベルト６を引き回す必要がないので、フルカラープリンタ１を扁平な形状にすることが可能であり、省スペース化が可能となる。
【００３７】
また、図２に示すように、クリーニングブラシ２４に電源装置５０からプラスの電圧を印加すると共に、ラップインロール１５に電源装置５２からマイナスの電圧を印加することによって、クリーニング電界を形成している。これにより、二次転写後に中間転写ベルト６の表面に残留するトナーや紙粉は、クリーニングブラシ２４に引き寄せられ、ベルト用クリーニング装置２０内に除去される（図１参照）。
【００３８】
このとき、クリーニングブラシ２４とラップインロール１５に逆極性の電圧を印加することで、それぞれに印加する電圧の絶対値を小さくすることができる。すなわち、図４に示すように、クリーニングブラシ２４に電源装置６６のみからプラスの電圧を印加し、ラップインロール１５を接地させる構成にすると、電源装置６６から印加する電圧を大きくする必要がある。このため、クリーニングブラシ２４から他の周辺部材へリークが発生するという問題がある。一方、ラップインロール１５に大電圧を印加すると、ブラー（文字等の飛び散り）が発生するという問題がある。しかし、図２に示す構成では、クリーニングブラシ２４とラップインロール１５にそれぞれ印加する電圧の絶対値を小さくすることができ、他の周辺部材へリークが発生しにくい。このため、感光体ドラム２の周囲にクリーニングブラシ２４、帯電ロール３、回転式現像装置５、一次転写ロール７などを集約させることができ、給電ターミナルを小型化もしくは高電圧基板（図示せず）に直付けすることができる。これにより、フルカラープリンタ１の小型化が可能となる。また、ラップインロール１５に電圧を印加しても、ブラーなどを発生しないので、良好な画質が得られる。
【００３９】
また、図２に示すように、ラップインロール１５と感光体ドラム２との間隔は、中間転写ベルト６の厚み以上に設定されており、中間転写ベルト６の周回移動を妨げることがない。また、ラップインロール１５は、感光体ドラム２の上方に配置されており、中間転写ベルト６とクリーニングブラシ２４の接触部から中間転写ベルト６と感光体ドラム２の接触部まで、中間転写ベルト６が感光体ドラム２の上方を移動する。このため、クリーニングブラシ２４を通り抜けた帯電不足のトナーや逆極性のトナーが中間転写ベルト６の表面から落下しても、すぐに感光体ドラム２にくっつき、トナーが機内に飛散しない。一方、図５に示すように、ラップインロール７０の上流側の張架ロール７２と対向する位置にクリーニングブラシ７４を配置した場合は、クリーニングブラシ７４と張架ロール７２は感光体ドラム２の上方に配置されない。このため、中間転写ベルト６がクリーニングブラシ７４の接触部から感光体ドラム２の接触部まで移動する間に、帯電不足のトナーや逆極性（プラス）のトナーが中間転写ベルト６の表面から落下しても、感光体ドラム２にくっつかず、落下したトナーが機内を汚染する。
【００４０】
以上より、本実施形態の構成では、中間転写ベルト６の表面から落下したトナーが感光体ドラム２にくっつき、フルカラープリンタ１の内部のトナー汚染を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るフルカラープリンタを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るフルカラープリンタで用いられるベルト用クリーニング装置及び中間転写ベルトのラップ接触部分を示す部分構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るフルカラープリンタの像形成ユニット及びトナーカートリッジの着脱操作を説明する図である。
【図４】クリーニングブラシのみにクリーニング用電圧を印加したときの問題点を説明する図である。
【図５】ラップインロールの上流側の張架ロールと対向する位置にクリーニングブラシを配置したときの問題点を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１     フルカラープリンタ
２     感光体ドラム
３     帯電ロール
４     露光装置
５     回転式現像装置
５Ｙ、５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ      現像器
６     中間転写ベルト
７     一次転写ロール
８     二次転写ロール
９     記録用紙
１５   ラップインロール
１６   ラップアウトロール
１７   張架ロール
１８   バックアップロール
１９   クリーニングバックアップロール
２０   ベルト用クリーニング装置
２２   クリーニングロール
２４   クリーニングブラシ
５０   電源装置
５２   電源装置
５４   前方カバー
５６   上部カバー
５８   像形成ユニット
６４   トナーカートリッジ
【図１】
2006171447.tif 000003
【図２】
2006171447.tif 000004
【図３】
2006171447.tif 000005
【図４】
2006171447.tif 000006
【図５】
2006171447.tif 000007