(57)【要約】【課題】  中間転写体から発生する廃トナーの飛散防止。廃トナーに対するユーザビリティの向上。【解決手段】  中間転写体から転写材への転写に対する廃トナーを、クリーニング部から廃トナー収容部までの経路を密閉し、かつ分離不可能とする。そのトナー収容部を現像装置転写面の反対側に配置・大容量化し、中間転写体とユニット化する。そのユニットをアクセスドア側に保持させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と，前記像担持体の静電潜像を現像化する現像装置があり，それらが複数存在し，また前記像担持体上の現像を転写材へ転写する過程に，複数の画像を同時に担持し，その画像を転写材に一括転写するための中間転写体を有するカラー画像形成装置において，前記転写材へ転写されずに前記中間転写体上に残っている現像剤を取り除くための清掃機構と、その除去された現像剤の収容部があり、前記清掃機構から前記現像剤収容部までの現像剤通過経路を除去されるべき現像剤に対して密閉し、かつ、前記経路中にジョイント部などを設けていないことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
請求項１のカラー画像形成装置において、前記中間転写体、前記清掃機構および前記現像剤収容部と、それらを連結する前記現像剤通過経路を一体化したユニットであることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２のいずれかにかかるカラー画像形成装置において、前記中間転写体から転写材への画像転写が行なわれる場所に対して、転写場所後の転写材搬送方向角度が上４５°よりも浅い角度であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項４】
請求項１あるいは請求項２のいずれかにかかるカラー画像形成装置において、前記中間転写体から転写材への画像転写が行なわれる場所に対して、転写場所後の転写材搬送方向角度が水平線より低いことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかにかかるカラー画像形成装置において、前記複数の現像装置と前記中間転写体の間で画像形成装置を分割した形でドアが開閉し、前記中間転写体、前記清掃機構および前記現像剤収容部と、それらを連結する前記現像剤通過経路をその開閉ドア側に保持させることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項６】
請求項５のカラー画像形成装置において、前記開閉ドアが画像形成装置の上方または下方の一つの支点に対して、紙搬送と同じ方向に回動することを特徴とするカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ用プリンタや複写機など、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には、微小粉末からなる現像剤を静電的に制御吸着する電子写真技術を利用して、画像形成を行なうものがある。例えば、像担持体である感光ドラムや感光ベルト上の表面に静電潜像を形成し、像担持体上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化する。現像された画像を転写装置により転写材上に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって転写材上のトナー画像を転写材上に定着させる。これら各工程を順次行なうことによって画像を形成している。この技術をさらに応用して、複数色の画像(いわゆるカラー画像)を得るためには、複数の色の現像剤を使用することによって可能である。原理的にイエロー・マゼンタ・シアン色の現像剤を用いれば、混色によってフルカラーの画像を得ることができる。(場合によって、前記三種類に加えてブラック色の現像剤を用いる。)
カラー画像形成装置の構成として、前記現像剤を収納する現像装置を各色ごとに備え、それら複数の現像装置を直線または曲線上に並べ、各色の現像剤に対応した静電潜像を現像させるものがある。紙やプラスチックシートなどの転写材上に最終画像として得るまでの、カラー画像形成装置内の複数色画像の重ね合わせ工程の方法として、直接転写方式と中間転写方式がある。
【０００３】
前者の直接転写方式とは、現像装置と隣接する(または内包する)像担持体上の現像画像を次工程で転写する相手が転写材である場合である。像担持体に対して転写材を接触または微小間隙にて通す際に、像担持体上の現像剤を転写材に引き寄せるように電気バイアスを形成し、像担持体から転写材に画像を直接転写させる。複数の現像装置および複数の像担持体を持つカラー画像形成装置では、各色に対応する像担持体のところに転写材を移動させ、各色に対応した現像画像を転写材に順次転写するのである。
【０００４】
それに対して後者の中間転写方式では、像担持体から転写材に画像を転写する工程の途中に、各色の現像画像すべてを保持する第二の像担持体があるものである。各色に対応した像担持体から、一旦第二の像担持体に全ての現像画像を保持させ、第一・第二の像担持体間の転写位置より下流において第二の像担持体と転写材を接触、および接触点にて電気バイアスを形成して、第二の像担持体から転写材へ画像の転写を行なう。この第二の像担持体を中間転写体と呼ぶ場合がある。
【０００５】
中間転写方式によるカラー画像形成装置は、直接転写方式のものより形成画像の安定性の点で有利である。各色に対応した像担持体上の単色現像画像を次工程で転写する際、必ず現像剤の重ね合わせを行なわなければならない。直接転写方式では、像担持体から転写材に現像剤が転写されるので、転写材の物性・厚み・コシなどによって転写環境が異なり、重ね合わせに際して不安定になってしまう。転写材の搬送性も画像に影響を及ぼしてしまう。転写材の吸着力によっては、既に転写材へ転写された現像剤が下流の像担持体へ逆転写してしまう恐れもある。それに対して中間転写方式では、重ね合わせ工程での転写対象が常に同じ物体なので、安定した重ね合わせ画像を得ることができるのである。そして、中間転写体から転写材へは一括して画像転写されるので、最悪条件の転写材に対して転写条件を設定しておけば良いのである。
【特許文献１】特開平08-160839号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前に述べたように電子写真方式を利用した画像形成装置では、粉末状の現像剤を静電的に吸着させることで画像を形成している。二つの像担持体間を画像(＝現像剤)が移動させるには、それぞれにかける電圧に差を発生させ、静電吸着力の高い方の像担持体に付着するようになっている。
【０００７】
しかし、画像を形成している現像剤が全て同じレベルの静電吸着力を持っているとは限らず、次工程の像担持体に転写されずに転写前に吸着していた像担持体に、転写後も吸着してしまうことがある。転写前の現像剤量に対する実際に転写された現像剤量の割合の、転写効率という数値で表わされる。
【０００８】
中間転写体を利用した電子写真方式の画像形成装置では、中間転写体から転写材へ現像剤が転写される際に、現像剤が転写されずに中間転写体に吸着されたままになる場合がある。中間転写体は、現像からの画像転写・転写材への画像転写の工程を順次繰り返している。そのため、転写材への画像転写工程が終わってから現像装置からの画像転写工程に移るまでの間に、転写材への画像転写工程での転写残現像剤を中間転写体から取り除いておかなければならない。そうしなければ、次画像に前画像の一部が混ざってしまうことになり、画像不良となってしまう。
【０００９】
このため、転写材への転写箇所から現像装置からの転写箇所の間に、中間転写体の清掃機構を設けるのである。
【００１０】
従来の清掃機構の一つに逆電圧を転写残現像剤にかける方法がある。その清掃機構によって転写残現像剤を逆電荷にして、そのまま中間転写体によって現像装置へと輸送する。画像転写工程では、現像装置の像担持体、例えば感光ドラムなどの上の現像剤画像が中間転写体へと転写する。しかし、逆電荷になった転写残現像剤は中間転写体から感光ドラムへと転写される。感光ドラム上の現像剤は、感光ドラムの清掃機構によって取り除かれ、現像装置内の現像剤収容部へと貯えられる。
【００１１】
この逆電荷方式では、全ての転写残現像剤の電荷を安定させるのが困難である。そのため、逆電荷供給部材付近や感光ドラムへの逆転写時に、現像剤が空中へ浮遊・飛散現象がおきてしまう。これら現像剤が画像形成装置内の汚れや画像不良の原因となってしまう。
【００１２】
また、複数の現像装置を並列に配置したカラー画像形成装置では、最上流に配置された現像装置に逆電荷の現像剤を回収させなければならない。そのため、その現像装置の現像剤収容部を他の現像装置のものよりも大きくしなければならなくなる。これは画像形成装置の大型化・該当現像装置の位置決めピッチの相違による画像不良(例えば、重ね合わせの色ずれなど)などの原因になってしまう。
【００１３】
また別の従来の清掃機構として、ゴムブレードを中間転写体に当接して転写残現像剤をかきとる方法がある。転写材への転写位置から現像装置からの転写位置までの間で、中間転写体にブレードを当てて、転写残現像剤を取り除くのである。そして、除去された現像剤を収納しておくための容器をこのブレードの近傍に配置していたのであった。
【００１４】
しかし、現像剤収容部をその他の機構と干渉しないように、ブレードの近傍に配置すると、容量が小さいものしか使用できない。それが満タンになったら、収納部から現像剤を取り除くか、収納部ごと交換しなければならない。また、収納部の容量を大きくするために従来、転写材搬送方向と垂直に転写残現像剤を搬送し、転写材搬送部より外側に比較的大容量の現像剤収容部を配置するものもあった。しかし、転写材搬送部側面に収容部を配置することにより、画像形成装置全体が大きくなってしまう。また、清掃機構と収容部が離れると、中間転写体を取り出したりするために現像剤搬送経路途中のジョイントを設けなければ、取り出せないくらい大きなものになってしまう恐れがあった。ジョイント部を設けると、現像剤がこぼれ落ちないような工夫・制約が発生してしまうのである。結果的に画像形成装置が大きくなったり、使用者に煩わしさを感じさせたりしてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、中間転写体表面のうちの画像転写に関与しない部分の近傍に現像剤収容部を配置し、中間転写体清掃機構から現像剤収容部へ送り込む機構・経路を設ければ、大容量化が図れ、かつ、現像剤搬送経路途中にジョイントを設けなくてもよい。ジョイントが無ければ、そこからの現像剤飛散は考慮しなくてよいこととなる。
【００１６】
さらに、中間転写体と現像剤収容部を一体化することにより、使用者にとって取り扱いが容易になる。まず、現像剤収容部を大容量化できることから、使用者による収容部満タンによる収容部交換の頻度が減る。満タンになる時期を画像形成装置寿命以上にすれば、装置稼動中に交換することはなくなるのである。または少なくとも、中間転写体の寿命よりも長くなるようにすれば、現像剤収容部が一体化された中間転写体ユニットを交換することで、現像剤収容部も現像剤の入っていないものと交換される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、中間転写体を持つカラー画像形成装置において、以下のような効果が得られる。
【００１８】
中間転写体から発生する転写残トナーを、その発生場所から収容するところまでの経路を密閉できる。そのため、そのトナーが飛散することが無く、形成画像不良や画像形成装置内部の汚れなどがない。
【００１９】
また、収容部が画像形成装置の投影面積や高さなどに影響しない場所で大容量化できるので、画像形成装置を大型化する必要が無く、かつ、収容部満タンによる交換の頻度を少なくすることができる。
【００２０】
その配置場所が中間転写体の近くにあることから、中間転写体とトナー収容部を一体化することができる。そのため、例えば中間転写体ユニットをアクセスドア側に保持させて、装置内部のメンテナンスが容易になる。すなわち、感光ドラム・現像装置・中間転写体ユニットの交換が容易になるばかりでなく、アクセスドアの数も減らすことができる。結果的に、カラー画像形成装置のユーザビリティが向上するのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
本発明に係る、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置の概略構成を図1に示す。なお、一例としたカラー画像形成装置Aは、4色フルカラー画像を形成できるレーザビームプリンタである。
【００２３】
現像剤(例えば、トナー)で可視像化された画像を熱などによって転写材に定着させる過程を経て画像形成を行なうカラー画像形成装置Aは、第1の像担持体としてドラム型の電子写真感光体である、感光ドラム1Y、1M、1C、1BKを備えている。感光ドラム1(Y、M、C、BKに対して共通な場合、これらの記号は省略)は駆動手段(図示せず)によって、例えば反時計周りに回転駆動されるようになっている。
【００２４】
感光ドラム1の表面を均一に帯電させる帯電装置2、画像情報に基づいて光源(例えば、レーザ光やLED光)を点滅させ、感光ドラム1上に静電潜像を形成する露光装置3、感光ドラム1上の静電潜像にトナーを付着させて現像化する現像装置4、感光ドラム1上のトナー像が転写される第二の像担持体として中間転写ユニット5などが設置されている。この場合の中間転写体5bはベルト形状であり、時計回りに回転している。
【００２５】
感光ドラム１を含む現像装置４は中間転写ユニット5に対して、並列に固定配置されている。感光ドラム1上の静電潜像を現像する現像装置4は、4色のトナーを収容する4つの現像剤収容部を有している。各現像剤収容部には、表面に現像剤であるトナーを担持するとともに、現像剤収容部が感光ドラム1と対峙したときに感光ドラム1と対向する現像剤担持ローラ4aが設けられており、現像剤担持ローラ4aにより感光ドラム1上の静電潜像を現像化できるようになっている。
【００２６】
感光ドラム1上の現像画像を対向した一つの中間転写体ユニット5に各色順次転写、重ね合わせることにより、中間転写体5b上に静電吸着された一つのフルカラー現像画像が形成される。なお、感光ドラム1から中間転写ベルト5bにトナーを転写させるために、感光ドラムに対して電気バイアスを発生させる転写手段5dを、ベルトを挟んで感光ドラムの反対側に設けている。
【００２７】
中間転写体5b上に一つの現像画像を形成した後、中間転写体5bは転写材へ現像画像を転写させる場所Eまでさらに回転する。転写材収納箱6内の転写材は、給搬送装置7によって所定のタイミングで前記転写場所Eへ供給される。この転写場所Eでは、転写ベルト5bに対して電気バイアスを発生させる転写手段5eを、転写材を挟んで転写ベルト5bの反対側に設けている。
【００２８】
このように静電吸着力を利用して、トナー画像を転写材まで転写させる。さらに、転写材へトナー像を固定化させるために、転写材は定着装置へと搬送される。定着装置では熱・圧力などを利用して、転写材上のトナーを溶融・定着させるのである。
【００２９】
定着装置8を通過した転写材は搬送ユニット9により、排紙トレイ10に排出される。なお、曲線20は転写材の搬送経路を示している。
【００３０】
従来のカラー画像形成装置では、図5の概略断面図に示すように、中間転写体上の転写残トナーを現像装置のトナー収容部に送り込む方法がある。
【００３１】
図6では、現像装置24Yの感光ドラム23Yから中間転写体5へとトナーが転写して、画像形成する様子を示している。感光ドラム23Yよりも高い電圧が転写ローラ35dYにかけられているため、トナーが転写する。この図には描かれていないが、順次他の現像装置から中間転写体5へトナーが転写されていくのである。感光ドラム23Y上のトナーのうち、中間転写体5へ転写されなかったものは、そのまま感光ドラム23Y上に吸着したまま搬送される。そして、ブレード38によってトナーはかきとられ、矢印39の方向へ運ばれ(運搬機構は図示せず)て、収容部40まで持っていかれる。
【００３２】
次に図7では、中間転写体5上のトナーが転写材41に転写する様子を示している。中間転写体5上のトナーがより高い電圧がかかっている第二転写ローラ5eの作用により、中間転写体5と第二転写ローラ5eに挟まれた転写材41に転写されている。中間転写体5上のトナーのうち、転写材41へ転写されなかったものは、そのまま中間転写体5上に吸着したまま搬送される。そして、清掃部材20によってトナーに逆電荷がかけられ、吸着したまま感光ドラム23Yへ搬送される。搬送されたトナーは感光ドラム23Yの電圧によって、感光ドラム23Yへ転写(画像形成と逆転写)される。そして、ブレード38によってかきとられ、トナー収容部40へと導かれる。
【００３３】
この図6と図7の現象が同時に起こる可能性もある。
【００３４】
この方式だと感光ドラム23Y上と中間転写体5上の転写残トナーを収容するだけ容量のあるトナー収容部40が必要となる。複数ある現像装置のうち、中間転写体5の回転から見て最も上流ある現像装置のトナー収容部がそれに該当する。収容部40が大きくなると、複数の感光ドラム23の相互ピッチが一定値でなくなり、トナー重ね合わせなど画像形成上不利な点が多い。また、装置の大型化の原因にもなってしまうのである。
【００３５】
また図8、9に示すような他の従来例もある。ブレード51を中間転写体5に当てて、転写残トナーをかきとる方法である。従来は、ブレード51の近傍にトナー収容部52を配置していた。ただ、支点12を中心にして、ドア11および中間転写体5を移動する場合、回動干渉しないようにするため、トナー収容部52を非回動部に残さなければならなかった。
【００３６】
すると、ブレード51とトナー収容部52を離さなければならず、開口51a・52aが露出してしまっていた。その結果、回収されたトナーが飛散し、画像形成装置内汚れや画像不良を引き起こしていた。開口にシャッタなどを付けても、飛散を全て抑えることができなかったり、シャッタスペース確保のために装置が大型化するなど、信頼性の面で問題があった。トナー収容部52も大容量化は困難であった。
【００３７】
そこで本発明の実施例によると、図2に示すようにトナー収容部16を現像装置転写面と反対側に配置している。中間転写体5に当接したブレード13によって回収したトナーをトナー収容部16へ搬送するまでの間(搬送経路15など)を全て密閉し、トナー漏れを起さないようにする。画像形成装置の投影面積や高さを大きくすること無く、トナー収容部16の大容量化が図れるメリットもある。また、図4に示すように、ドア11を開けて中間転写体5およびトナー収容部16を移動させても、トナーが飛散することは無い。
【００３８】
トナー収容部16が満タンになるまでの時間と、中間転写体5などの構成部品の寿命を等しくすれば、トナー収容部16と中間転写体5などとを一体化することができる。そのことによって、中間転写体に関わる構成体の一括交換などによる使用者の取り扱いが格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の概略断面図を示す。
【図２】本発明の実施例の概略断面図を示す。
【図３】本発明の実施例の上から見た概略断面図を示す。
【図４】本発明の実施例の概略断面図で、アクセスドアが開いた状態を示す。
【図５】従来例の概略断面図を示す。
【図６】従来例の、第一の転写時の部分拡大図を示す。
【図７】従来例の、第二の転写時の部分拡大図を示す。
【図８】他の従来例の概略断面図を示す。
【図９】他の従来例の概略断面図で、アクセスドアが開いた状態を示す。
【符号の説明】
【００４０】
１  感光ドラム(像担持体)
４  現像装置
５  中間転写ユニット
１１  アクセスドア
１３  クリーニングブレード
１５  トナー搬送経路
１６  トナー収容部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005156775.tif 000009
【図８】
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【図９】
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