(57)【要約】【課題】  ２次転写回転体に付着した残存トナーを、常時、静電的に除去できるようにする。【解決手段】  残存トナー除去装置４７は、１次転写によってトナー像を形成された中間転写ベルトに対して接離可能な２次転写外ローラ５と中間ベルトとの間に進入される被転写材に２次転写外ローラ５によって中間転写ベルトのトナー像を転写する像転写装置４１の２次転写外ローラ５に付着した残存トナーを除去するようになっており、２次転写外ローラ５を回転自在に支持する揺動アーム２５，２６と、残存トナーとは逆極性のバイアスを印加された静電ローラ２０で残存トナーを回収する残存トナー除去手段と、を備え、静電ローラが、回転中心を揺動アーム２５，２６の回転中心と一致して配設されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次転写によってトナー像を形成された中間転写体に対して接離可能な２次転写回転体と前記中間転写体との間に進入される被転写材に前記２次転写回転体によって前記中間転写体のトナー像を転写する像転写装置の前記２次転写回転体に付着した残存トナーを除去する残存トナー除去装置であって、
前記２次転写回転体を回転自在に支持する回転部材と、
前記残存トナーとは逆極性のバイアスを印加されたトナー回収回転体で残存トナーを回収する残存トナー除去手段と、を備え、
前記トナー回収回転体が、回転中心を前記回転部材の回転中心と一致して配設されていることを特徴とする残存トナー除去装置。
【請求項２】
前記トナー回収回転体の回転中心と回転中心が一致する駆動回転体と、
前記駆動回転体とで回転力伝達回転体列を形成して前記２次転写回転体の回転中心と回転中心が一致する従動回転体と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の残存トナー除去装置。
【請求項３】
前記トナー回収回転体に接触して、前記トナー回収回転体に付着した残存トナーを除去するトナー除去部材を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の残存トナー除去装置。
【請求項４】
前記トナー回収回転体が、静電ローラであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の残存トナー除去装置。
【請求項５】
トナー像を形成して該単色トナー像を１次転写する画像形成部と、
１次転写によってトナー像を形成された中間転写体に対して接離可能な２次転写回転体と前記中間転写体との間に進入される被転写材に前記２次転写回転体によって前記中間転写体のトナー像を転写する像転写装置と、
前記２次転写回転体に付着した残存トナーを除去する残存トナー除去装置と、を備え、
前記残存トナー除去装置が、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の残存トナー除去装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像を被転写材に転写する転写回転体に付着した残存トナーを除去する残存トナー除去装置と、この残存トナー除去装置を備えた画像形成装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置には、１次転写によってトナー像を形成された中間転写体と、この中間転写体に接離可能な２次転写体とで、被転写材（例えば、シート）を挟んで、中間転写体のトナー像を被転写材に２次転写する構造のものがある（特許文献１参照）。図９は、その画像形成装置の２次転写ローラ押圧機構の斜視図である。図１０は像転写装置の要部正面図である。
【０００３】
２次転写回転体としての２次転写ローラ１０９の軸１０９ａは、回転軸１３６を中心に揺動するアーム１３７の一端に軸承してある。２次転写ローラ１０９は、軸１０９ａと同軸の従動歯車１３２と一体に回転するようになっている。アーム１３７は、他端に設けたばね１３８によって図中時計方向に回転付勢されている。２次転写ローラ１０９は、ばね１３８の牽引力によって中間転写体としての転写ベルト１０７に押圧されている。アーム１３７の回転軸１３６は、駆動歯車１３１の軸１３４と共通の軸であるか、少なくとも同軸上に配置されている。アーム１３７の他端には偏心カム１３９を対向配置してある。該アーム１３７は、ばね１３８の牽引力によって偏心カム１３９のカム面に押圧されている。
【０００４】
このような構造において、偏心カム１３９が、平坦な部分１３９ａでアーム１３７に対向しているとき、アーム１３７は、ばね１３８に牽引されて時計方向に回転して、２次転写ローラ１０９を転写ベルト１０７に圧接させている。この状態で、駆動歯車１３１が回転すると、従動歯車１３２を介して２次転写ローラ１０９が回転する。回転している２次転写ローラ１０９と循環している転写ベルト１０７との間に被転写材（例えば、シート）が進入すると、その被転写材に転写ベルト１０７のトナー像が転写される。
【０００５】
偏心カム１３９が回転して最大半径の部分１３９ｂがアーム１３７に接触すると、アーム１３７は、ばね１３８に抗して反時計方向に回転して、２次転写ローラ１０９を転写ベルト１０７から離す。駆動歯車１３１と従動歯車１３２は、２次転写ローラ１０９が転写ベルト１０７に接離するのに関係なく、常時噛み合っている。２次転写ローラ１０９には、転写ベルト１０７上の残存トナーが付着することがある。このため、２次転写ローラ１０９は、転写ベルト１０７に接触する位置にいるとき、クリーニングブレード１３３にも接触して、残存トナーをクリーニングブレード１３３によって除去されるようになっている。
【０００６】
また、画像形成装置には、中間転写体としての転写ベルトに付着した残存トナーが静電クリーニングによって除去されるようになっているものもある（特許文献２参照）。図１１は、その画像形成装置のクリーニング装置２１３の概略正面図である。
【０００７】
クリーニング装置２１３は、中間転写ベルト２０７Ａが対向ローラとしてのローラ２０７Ｂに接触している部分の一部分にクリーニング領域を形成している。クリーニング装置２１３は、第１のバイアスローラ２２４及びこれに接触する第１のファーブラシ２２３と、第２のバイアスローラ２２７及びこれに接触する第２のファーブラシ２２６と、１つの搬送スクリュー２２９等を備えて、第１のファーブラシ２２３と第２のファーブラシ２２６に逆極性のバイアスを印加されることによって、中間転写ベルト２０７Ａのクリーニングを行うようになっている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−５２７５７号公報
【特許文献２】特開２００１−３３７５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、従来の画像形成装置は、２次転写ローラや転写ベルトに付着した残存トナーを除去できるようになっている。しかし、２次転写ローラ１０９に付着した残存トナーは、クリーニングブレード１３３で機械的に除去されるようになっていた。このため、２次転写ローラに傷が付くおそれがあった。また、２次転写ローラ１０９が転写ベルト１０７に接触する位置にいるときのみ、クリーニングブレード１３３によって残存トナーを除去するようになっているため、残存トナーの除去率が悪かった。
【００１０】
また、残存トナーの除去率が悪いと、残存トナーが被転写材に付着して、画質の低下原因になっていた。
【００１１】
本発明は、２次転写回転体に付着した残存トナーを、常時、静電的に除去する残存トナー除去装置を提供することを目的としている。
【００１２】
本発明は、常時、静電的に除去する残存トナー除去装置を備えて、被転写材の画質を向上させた画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の残存トナー除去装置は、１次転写によってトナー像を形成された中間転写体に対して接離可能な２次転写回転体と前記中間転写体との間に進入される被転写材に前記２次転写回転体によって前記中間転写体のトナー像を転写する像転写装置の前記２次転写回転体に付着した残存トナーを除去するようになっており、前記２次転写回転体を回転自在に支持する回転部材と、前記残存トナーとは逆極性のバイアスを印加されたトナー回収回転体で残存トナーを回収する残存トナー除去手段と、を備え、前記トナー回収回転体が、回転中心を前記回転部材の回転中心と一致して配設されている。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成して該単色トナー像を１次転写する画像形成部と、１次転写によってトナー像を形成された中間転写体に対して接離可能な２次転写回転体と前記中間転写体との間に進入される被転写材に前記２次転写回転体によって前記中間転写体のトナー像を転写する像転写装置と、前記２次転写回転体に付着した残存トナーを除去する残存トナー除去装置と、を備え、前記残存トナー除去装置が、上記の残存トナー除去装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の残存トナー除去装置は、トナー回収回転体が、回転中心を回転部材の回転中心と一致して配設されているので、残存トナーとは逆極性のバイアスを印加されたトナー回収回転体を支点としてトナー回収回転体を揺動させてもトナー回収回転体にバイアスを加えておくことができて、残存トナーを常時除去することができる。
【００１６】
また、静電的に残存トナーを除去するので、トナー回収回転体に従来よりも損傷を与えることなく残存トナーを除去することができる。
【００１７】
さらに、移動しないトナー回収回転体に逆極性のバイアスを印加するようになっているので、トナー回収回転体を回転させる駆動構成を簡略化することができて、像転写装置の省スペース化、コストダウンすることができて、揺動するためのトルクの減少に対しても効果がある。
【００１８】
本発明の画像形成装置は、常時、残存トナーを静電的に除去する残存トナー除去装置を備えているので、被転写材の画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態の残存トナー除去装置と、この残存トナー除去装置を備えた画像形成装置とに関する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の被転写材の搬送方向に沿った断面図である。本実施形態では、画像形成装置としてのカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ」という）４０を例にあげているが、これに限定されるものではない。
【００２１】
プリンタ４０は、ドラム状の電子写真感光体（感光体）とされる像担持体である感光ドラム１上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの１色毎のトナー像を順次形成し、この感光ドラム１上の各色のトナー像をさらに中間転写体としての中間転写ベルト８上に一色毎に転写することを繰り返して、中間転写ベルト８上に例えばフルカラーのトナー像を形成し、その後、フルカラーのトナー像を一括して２次転写回転体としての２次転写外ローラ５によって被転写材上に転写し、次いで定着して永久画像を得るようになっている。
【００２２】
プリンタ４０は、ほぼ中央に感光ドラム１を備えている。プリンタ４０は、画像形成動作を開始すると、感光ドラム１の表面を、帯電ローラ２によって所定極性、所定電圧に帯電させる。
【００２３】
次いで、検知器１０が、中間転写ベルト８上に感光ドラム１上のトナー像を転写する際の転写位置を考慮して決定される画像書き出し位置を検知する。この検知器１０からの基準信号（ＴＯＰ信号）に同期して画像信号（ＶＤＯ信号）により変調されたレーザ光Ｌが感光ドラム１上を走査露光し、先ず、１色目の画像信号に対応する静電潜像が感光ドラム１上に形成される。このとき、露光の水平走査開始点を示す信号（ＢＤ信号）を光検知器４ｅが検知することで、ＢＤ信号に同期した露光が行われる。
【００２４】
ここで、露光系４は、レーザ光Ｌを発光させるレーザユニット４ａ、レーザ光Ｌを水平走査させるポリゴンミラー４ｂ、ポリゴンミラー４ｂを低速回転させるスキャナモータ４ｃ、レーザ光Ｌを結像させるｆθレンズ４ｄ、水平走査開始点を示すＢＤ信号を検知する上記の光検知器４ｅ、レーザ光Ｌを感光ドラムに導く反射ミラー４ｆなどで構成されている。レーザ光Ｌは、レーザユニット４ａの入力信号である上記の画像信号（ＶＤＯ信号）でオンオフ変調されるようになっている。
【００２５】
一方、回動型現像体３は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックそれぞれの現像剤を有する現像装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋを備えている。回動型現像体３は、所望のタイミングで回転して、それぞれの現像装置（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ）が感光ドラム１に対向するようになっている。回動型現像体３は、先ず、１色目の静電潜像を現像するため、回転して、イエロー現像装置３Ｙを感光ドラム１に対向させ、１色目のイエロートナー像を感光ドラム１上に形成する。感光ドラム１と回動型現像体３は、画像形成部を構成している。
【００２６】
その後、感光ドラム１上のイエロートナー像は、中間転写ベルト８にトナーと逆極性の転写バイアス電圧が印加されることによって、中間転写ベルト８上に転写される。
【００２７】
上記同様の工程を、２色目、３色目、４色目であるそれぞれマゼンタ、シアン、ブラックについて繰り返し、中間転写ベルト９上に例えばフルカラーのトナー像が転写（１次転写）される。
【００２８】
さらに、検知器１０からの基準信号（ＴＯＰ信号）に基づいた所望のタイミングで、給紙ローラ１３が給紙カセット１２に収容された被転写材Ｐを画像形成装置内に送り出す。被転写材Ｐは、搬送ローラ３４によって、被転写材Ｐへのトナー像の転写のタイミングを制御するためのレジストレーションローラ１４に搬送されて、そこで一旦停止される。次いで、被転写材Ｐは、所定の転写タイミングに同期してレジストレーションローラ１４から、中間転写ベルト８と転写ローラ５（以下、「２次転写外ローラ」という）との間に送り込まれる。転写ローラ５によって、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像が被転写材Ｐ上に静電的に一括して転写（２次転写）される。
【００２９】
未定着のフルカラートナー像を担持した被転写材Ｐは、搬送ベルトユニット１６によって定着装置６に搬送される。未定着フルカラートナー像は定着装置６の熱及び圧力により被転写材Ｐ上に融着されて永久画像となる。その後、被転写材Ｐは、搬送ローラ１７、１８によって、画像形成装置４０外に排出される。
【００３０】
なお、中間転写ベルト８上への転写（各色毎）が終了した感光ドラム１、及び被転写材Ｐ上へのフルカラートナー像の転写が終了した中間転写ベルト８の表面に残留する転写残トナー（残存トナー）などは、それぞれ、ブレード状のクリーニング部材を有するクリーニング装置７、１１によって除去される。これによって、感光ドラム１、及び中間転写ベルト８は、清浄な状態で被転写材に画像形成を行うようになっている。また、マルチ給紙トレイ１９とマルチ給紙トレイ用の給紙ローラ１５とによっても、複数種類の被転写材Ｐの供給を行えるようになっている。
【００３１】
なお、以上の構成において、中間転写ベルト８のトナーを被転写材に転写する２次転写外ローラ５は、像転写装置としての２次転写部４１を構成している。
【００３２】
次に、本実施形態の残存トナー除去装置４７を、図２、図３に基づいて説明する。残存トナー除去装置４７は、主に、２次転写をして多色トナー像を被転写材に転写する２次転写外ローラ５上のトナーを回収するファー２２、ファー２２に付着しているトナーを回収する静電ローラ２０、及び静電ローラ２０に付着したトナーを掻き落とす掻き取り部材２１等で構成されている。
【００３３】
２次転写外ローラ５、ファー２２、及び静電ローラ２０は、回転部材としての揺動アーム２５，２６によって両端を支持されている。揺動アーム２５，２６は、静電ローラ２０の軸４２を支点にして回転するようになっている。揺動アーム２５，２６は、偏心カム２９，３０に接触している。偏心カム２９，３０は、不図示のモータによって軸３１を中心にして回転するようになっている。したがって、揺動アーム２５，２６は、偏心カム２９，３０によって、回転して、２次転写外ローラ５を中間転写ベルト８に接離させるようになっている。
【００３４】
また、静電ローラ２０の軸４２の両端には、転写用駆動歯車２３と、ファー用駆動歯車２７とを一体に設けてある。２次転写外ローラ５の軸４４には、転写用駆動歯車２３に噛合している転写用従動歯車２４を一体に設けてある。ファー２２の軸４３には、ファー用従動歯車２８を一体に設けてある。なお、ファー２２の軸４３は、電気的に他の部材から絶縁されて、ファー２２は電気的にフロート状態になっている。
【００３５】
不図示の駆動モータによって駆動回転体としての転写用駆動歯車２３が回転すると、静電ローラ２０、ファー用駆動歯車２７、転写用駆動歯車２３に噛合している従動回転体としての転写用従動歯車２４、及び２次転写外ローラ５が回転する。なお、両歯車２３，２４によって回転力伝達回転体列が形成されている。また、両歯車２３，２４の間にアイドル歯車を設けてもよい。さらに、歯車の変わりに、ローラを使用してもよい。また、ファー用駆動歯車２７に噛合しているファー用従動歯車２８も回転してファー２２が回転する。したがって、静電ローラ２０が回転すると、２次転写ローラ５とファー２２とが回転する。
【００３６】
フルカラー画像が形成される場合には、最終色の未定着トナー像が中間転写ベルト８に１次転写されるまで、２次転写外ローラ５は中間転写ベルト８から離れている。最終色の未定着トナー像が中間転写ベルト８に１次転写されている最中に、２次転写外ローラ５は中間転写ベルト８に接する。そして、２次転写が行われる。
【００３７】
２次転写外ローラ５が中間転写ベルト８に接する前に、２次転写外ローラ５、ファー２２、静電ローラ２０は所定時間回転している。また、２次転写外ローラ５が中間転写ベルト８から離れた後にも同様に、２次転写外ローラ５、ファー２２、静電ローラ２０は所定時間回転している。２次転写外ローラ５は、中間転写ベルト８に接触しているときのみならず、上記所定時間回転しているときも、後述するクリーニング動作によってクリーニングが行われて、清浄に保たれている。
【００３８】
次に、２次転写外ローラ５に付着した残存トナーを除去するクリーニング動作を説明する。感光ドラム１から中間転写ベルト８上に転写されたトナーは、ある極性を備えており、中間転写ベルト８にバイアスを印加すると、被転写材Ｐ上に静電的に２次転写される。中間転写ベルト８には、多少のトナーが残ることがある。例えば、被転写材Ｐにおける副走査方向の幅以外の中間転写ベルト８上での残存トナーは、２次転写外ローラ５上に転写される。この残トナーはほぼ同一の極性を備えたトナーである。
【００３９】
ここで、図５を用いて２次転写部の電気的な関係について説明する。まず、２次転写外ローラ５上にある残存トナーとは逆極性のバイアスをトナー回収回転体としての静電ローラ２０に印加する。そして、ファー２２は、電気的にフロート状態であり、２次転写外ローラ５は接地されている。ここで、２次転写外ローラ５が静電ローラ２０を支点として揺動するため、静電ローラ２０に対する高圧入力の際には、図６に示すように板ばね３３によってその高圧を容易に入力することができる。なお、静電ローラ２０、ファー２２等は、残存トナー除去手段を構成している。
【００４０】
静電ローラ２０に付着した残存トナーの流れは図７に示すようになっている。２次転写外ローラ５に付着している残存トナーは、まず、静電的にファー２２に回収される（図７（ａ）（ｂ））。残存トナーは、回転しているファー２２から静電ローラ２０に回収され（図７（ｃ））、静電ローラ２０に接触しているトナー除去部材としての掻き取り部材２１によって静電ローラ２０から掻き落とされ（図７（ｄ））、不図示のトナー搬送手段で搬送される。なお、残存トナーは、２次転写部４１の略下方に設置したトナー回収部に回収しても良い。ここで、掻き取り部材２１は静電ローラ２０に接触しており、掻き取り部材２１自体が揺動する必要性がないため掻き取り部材２１の位置精度を向上させることができる。また、確実に残存トナーを除去することができる。
【００４１】
また、本発明は上記の構成のみならず、例えば、図８に示す、残存トナー除去装置４８のように、２次転写外ローラ５に接触しているファー２２に付着した残存トナーをトナー掻き取り部材３２で掻き取ってもよい。この場合、２次転写外ローラ５は、ファー２２を支点として揺動するようになっており、２次転写外ローラ５上にある残存トナーとは逆極性のバイアスをファー２２に印加して２次転写外ローラ５のクリーニングを行う。この実施形態においては、ファー２２がトナー回収回転体となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの概略正面断面図である。
【図２】像転写装置としての２次転写部の斜視図である。
【図３】像転写装置としての２次転写部の概略正面図である。
【図４】２次転写外ローラが中間転写ベルトに対して接離する動作を説明するための図である。
【図５】残存トナー除去装置における電気的構成を示した図である。
【図６】静電ローラの高圧のバイアスを加える機構の斜視図である。
【図７】残存トナー除去装置の動作説明用の図である。（ａ）２次転写外ローラに残存トナーが付着した状態を示した図である。（ｂ）残存トナーがファーに回収された状態の図である。（ｃ）残存トナーが静電ローラに回収された状態の図である。（ｄ）残存トナーが掻き取り部材で掻き取られた状態を示す図である。
【図８】他の実施形態の残存トナー除去装置の正面図である。
【図９】従来の画像形成装置の２次転写ローラ押圧機構の斜視図である。
【図１０】従来の像転写装置の要部正面図である。
【図１１】従来のクリーニング装置の概略正面図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｐ    記録材（被転写材）
１    感光ドラム（画像形成部）
２    帯電ローラ
３    回動型現像体（画+像形成部）
４    露光系
５    ２次転写外ローラ（２次転写回転体）
８    中間転写ベルト（中間転写体）
２０    静電ローラ（トナー回収回転体、残存トナー除去手段）
２１    掻き取り部材（トナー除去部材）
２２    ファー（トナー回収回転体、残存トナー除去手段）
２３    転写用駆動歯車（駆動回転体、回転力伝達回転体列）
２４    従動用駆動歯車（従動回転体、回転力伝達回転体列）
２５    揺動アーム（回転部材）
２６    揺動アーム（回転部材）
２７    ファー用駆動歯車
２８    ファー用従動歯車
３２    トナー掻き取り部材
４０    カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
４１    ２次転写部（像転写装置）
４２    軸
４３    軸
４４    軸
４７    残存トナー除去装置（残存トナー除去手段）
４８    残存トナー除去装置（残存トナー除去手段）
【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】
2005315982.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005315982.tif 000011
【図１０】
2005315982.tif 000012
【図１１】
2005315982.tif 000013