JP2011133618A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写残トナーがクリーニングブレードをすりぬけて後続の画像に画像汚れを生じさせることのない画像形成装置を提供すること。
【解決手段】表面にトナー像を担持する像担持体と、前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、クリーニングブレードを備え、前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有し、前記像担持体の回転により画像形成を行う画像形成装置であって、画像形成時の像担持体回転方向における前記クリーニングブレードの下流側に配設され、前記像担持体に当接するトナー捕集部材と、前記像担持体を回転させる正逆回転可能な駆動モータと、画像形成後、前記駆動モータを逆回転させて前記像担持体を画像形成時の像担持体回転方向と逆方向に回転させるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合機等の画像形成装置に関し、特にクリーニングブレードを備えたクリーニング装置を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、帯電、露光、現像により像担持体上にトナー像が形成され、そのトナー像が転写材に転写された後、像担持体上の転写残トナーがクリーニング装置によりクリーニングされる。クリーニング装置にはクリーニングブレードを用いるものがよく知られているが、クリーニングブレードは、トナーを除去する効果が大きく、機構的にもコンパクトな構成にできるため、広く用いられている。クリーニングブレードを用いたクリーニング装置においては、ブレードの材料や像担持体への当接角度や押圧荷重等の当接条件が最適になるように構成される。然るに、当接条件をいかなる最適条件に設定しても、トナーの特性やクリーニング時の外的環境によっては、クリーニングブレードと像担持体との間にトナーの凝集物や異物が挟み込まれることがある。

図６は、トナーの凝集物や異物がクリーニングブレードと像担持体としての中間転写体７との間に挟み込まれた状態を示す模式的拡大断面図である。

図６において、符号の６Ａ１はクリーニングブレード、７は中間転写体、ＴＧはトナーの凝集物又は異物を表す。また、符号のｇは、トナーの凝集物又は異物ＴＧがクリーニングブレード６Ａ１と中間転写体７との間に挟み込まれたとき、クリーニングブレード６Ａ１の中間転写体７への当接面が浮き上がり、トナーの凝集物又は異物の両側に形成される隙間を表す。

図６に示すように隙間ｇが形成されてしまうと、トナーは隙間ｇを通り、クリーニングブレードからすりぬけてしまうという問題が発生する。クリーニング時にクリーニングブレードからすりぬけたトナーは、回転する中間転写体７上にすじ状に残り、次画像が形成される転写材上に転写されてしまう。

この問題は、近年、画像形成装置の高速化及び高画質化によりトナーの小粒径化が進み、トナーがクリーニングブレードからすりぬけ易くなってきており、放置できない問題となっている。

トナーのクリーニングブレードや像担持体への付着を防止するために、像担持体を逆転させるという技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の技術は、トナーのクリーニングブレードからすりぬけを防ぐため、像担持体を逆転させるという技術であり、像担持体の逆転は、印字画像の情報量に応じて、又はブレードと像担持体との摺擦時間に応じて行われる。

しかしながら、像担持体の逆転は印字画像の情報量、又はブレードと像担持体との摺擦時間に応じて行われるもので、その間にトナーのすりぬけが発生した場合には、画像にすじ状の画像汚れを生じさせてしまうという問題がある。また、像担持体の逆転を印字画像の情報量、又はブレードと像担持体との摺擦時間に応じて行うということは、プリント１ジョブの途中に行われる可能性もあり、プリントの生産性にも影響する。

特開２００７−１９９１６９号公報

本発明の目的は、上記のような問題を解決し、転写残トナーがクリーニングブレードをすりぬけて後続の画像に画像汚れを生じさせることのない画像形成装置を提供することにある。

前記目的は下記の発明により達成される。

１．表面にトナー像を担持する像担持体と、
前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、
クリーニングブレードを備え、前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有し、前記像担持体の回転により画像形成を行う画像形成装置であって、
画像形成時の像担持体回転方向における前記クリーニングブレードの下流側に配設され、前記像担持体に当接するトナー捕集部材と、
前記像担持体を回転させる正逆回転可能な駆動モータと、
画像形成後、前記駆動モータを逆回転させて前記像担持体を画像形成時の像担持体回転方向と逆方向に回転させるように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。

２．前記制御手段が前記駆動モータを介して行う前記像担持体の像担持体回転方向と逆方向への回転は、画像形成の１ジョブ終了時に行われることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。

３．前記像担持体が前記逆方向に回転されて移動する距離は、前記トナー捕集部材が前記像担持体に当接する面における前記クリーニングブレードに最も近い位置から、前記クリーニングブレードが前記像担持体に当接する当接位置までの距離より長いことを特徴とする前記１又は２に記載の画像形成装置。

４．前記クリーニング装置は、前記画像形成時の像担持体回転方向における前記クリーニングブレードの上流側に配設され、前記像担持体に接する像担持体接触領域を有するトナー貯留部と、前記トナー貯留部より上流側に配設されるトナー飛散防止部材と、を備え、
前記像担持体が前記逆方向に回転されて移動する距離は、前記像担持体接触領域における前記トナー飛散防止部材に最も近い位置から、前記トナー飛散防止部材が前記像担持体に当接する当接位置までの距離より短いことを特徴とする前記１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

５．前記トナー捕集部材は、複数の気泡を有する発泡性材料により形成され、前記トナー捕集部材の像担持体回転方向における長さは、前記複数の気泡の１つ分の直径より大きいことを特徴とする前記１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

本発明によれば、クリーニングブレードをすりぬけた転写残トナーを捕集することにより、後続の画像に画像汚れを生じさせることを防止できる。また、像担持体を逆転することにより、トナー捕集の性能を長時間維持することを可能にするとともに、クリーニングブレードと像担持体との間に挟み込まれたトナー凝集物や異物の除去を可能にしている。

本発明の画像形成装置の実施形態に係るカラー画像形成装置Ａの全体構成を示す断面図である。 本発明に係るクリーニング装置６Ａ及びトナー捕集部材６Ｂの構成及び動作を説明するための概略構成図である。 本発明に係る複数の気泡を有する発泡性材料により形成されるトナー捕集部材６Ｂの一実施形態についての像担持体回転方向Ｒにおける断面拡大図である。 本発明に係る像担持体としての中間転写体７の回転動作を制御する制御手段１３に関するブロック図である。 プリント開始から、プリント１ジョブ終了時までの動作の手順を示すフローチャートである。 トナーの凝集物や異物がクリーニングブレードと像担持体としての中間転写体７との間に挟み込まれた状態を示す模式的拡大断面図である。

以下に本発明を、実施の形態を用いて説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の画像形成装置の実施形態に係るカラー画像形成装置Ａの全体構成を示す断面図である。

このカラー画像形成装置Ａはタンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、ベルト状の中間転写体７、一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、二次転写手段８、定着装置１１、及び給紙装置２０を有する。

カラー画像形成装置Ａの上部の原稿台上に載置された原稿は、画像読取装置Ｂの原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに入力される。

イエロー（Ｙ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としての感光体ドラム１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ及びクリーニング手段６Ｙを有する。マゼンタ（Ｍ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としての感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ及びクリーニング手段６Ｍを有する。シアン（Ｃ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としての感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ及びクリーニング手段６Ｃを有する。黒（Ｋ）色の画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としての感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ及びクリーニング手段６Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光手段３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光手段３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。

感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとしては、ＯＰＣ感光体やａＳｉ感光体等の周知のものが用いられるが、本実施の形態では、負帯電性のＯＰＣが用いられている。帯電手段２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとしては、スコロトロン、コロトロン等のコロナ放電手段が用いられるが、スコロトロン放電手段が好ましく用いられる。露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋとしては、レーザ、ＬＥＤアレイ等、画像データに従って発光する発光素子が用いられる。

本発明に係る像担持体（第２の像担持体）としてのベルト状の中間転写体（以下、単に中間転写体という）７は、半導電性を有し、複数の支持ローラ７１、７２、及びバックアップローラ７５等により巻回され、循環移動可能に支持される。本実施の形態では、中間転写体７は、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに接する面が鉛直になるように支持されている。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色のトナー像は、回動する中間転写体７の表面に一次転写手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより逐次転写されて（一次転写）、合成されたカラー画像が形成される。

給紙装置２０の給紙カセット２１に収容された転写材Ｐは、給紙手段（第１給紙部）２２により給紙され、給紙ローラ２３、２４、２５、レジストローラ（第２給紙部）２６を経て、二次転写手段８に搬送され、転写材Ｐ上にカラー画像が転写される（二次転写）。カラー画像が転写された転写材Ｐは、定着装置１１により熱と圧力とを加えられ、転写材Ｐ上のカラートナー画像（或いは単色トナー像）が定着されて転写材Ｐ上に固定され、排紙ローラ２７から排出され、機外の排紙トレイ２８上に載置される。

一方、二次転写手段８により転写材Ｐにカラー画像を転写した後、転写材Ｐを曲率分離した中間転写体７は、クリーニング装置６Ａにより残留トナーが除去される。

符号の１２は、カラー画像形成装置Ａを動作させるための操作部であり、１３は、カラー画像形成装置Ａの各部の動作を制御する制御手段である。操作部１２は、図示しないプリントスタートボタンＳＢ、プリント枚数設定ボタンＭＢ、カウンタＫＴ等を有している。画像形成（プリント）を開始させる動作は、プリント枚数設定ボタンＭＢにプリント枚数が入力され、その他図示しないボタンにより必要な設定がなされた後、プリントスタートボタンＳＢのオンにより開始される。

図２は、本発明に係るクリーニング装置６Ａ及びトナー捕集部材６Ｂの構成及び動作を説明するための概略構成図である。

図２において、クリーニング装置６Ａは、クリーニングブレード６Ａ１、トナー飛散防止部材６Ａ２、トナー貯留ローラ６Ａ３、トナー貯留部背面板６Ａ４、トナー回収ローラ６Ａ５、及びケーシング６Ａ６等を備えている。

トナー貯留部ＴＳは、クリーニングブレード６Ａ１、トナー貯留ローラ６Ａ３、トナー貯留部背面板６Ａ４、ケーシング６Ａ６、及び中間転写体７により形成される空間であり、クリーニングブレード６Ａ１の像担持体回転方向の上流側に配設されている。また、トナー貯留部ＴＳは、クリーニングブレード６Ａ１が掻き取ったトナーを一時的に貯留する機能を有している。トナー貯留部ＴＳの中間転写体７に接する領域は、ケーシング６Ａ６の開口部となっており、本発明に係る像担持体接触領域としての中間転写体接触領域ＣＲを形成している。トナー貯留ローラ６Ａ３は、常時反時計方向に回転し、トナー貯留部ＴＳ内に貯留されたトナーを少しずつ下方に排出している。トナー貯留部ＴＳから排出されたトナーは、トナー回収ローラ６Ａ５に回収され、図示しない回収手段に向けて排出される。トナー飛散防止部材６Ａ２は、トナー貯留部ＴＳの上流側に配設され、トナー貯留ローラ６Ａ３からトナー回収ローラ６Ａ５に送られるトナーのクリーニング装置６Ａの外部への漏れを防止している。

本発明に係る像担持体としての中間転写体７は、図示しない正逆の駆動回転可能な駆動モータである像担持体駆動モータＫＭにより駆動され、画像形成（プリント）時には正回転、プリントの１ジョブ終了時には回転停止後に逆回転される。

中間転写体接触領域ＣＲのトナー飛散防止部材に最も近い位置であるトナー貯留ローラ６Ａ３の接点と、中間転写体７に当接するトナー飛散防止部材６Ａ２の当接位置との距離Ｌ２は、後述する中間転写体７が逆転時に戻る距離Ｌ０より長い値に設定されている。

トナー捕集部材６Ｂは、複数の気泡ＫＨ（後述）を有する樹脂又はゴムからなる発泡性材料により形成され、中間転写体７に当接する当接面６Ｂａを有しており、クリーニングブレード６Ａ１の像担持体回転方向Ｒの下流側に配設されている。トナー捕集部材６Ｂの配設位置は、当接面６Ｂａのクリーニングブレード６Ａ１に最も近い位置から、クリーニングブレード６Ａ１の先端が中間転写体７に当接する、当接位置までの距離がＬ１となる位置である。この距離Ｌ１は、中間転写体７が逆転されて移動する距離（以下、中間転写体７が戻る距離ともいう）Ｌ０より短い値に設定される。即ち、中間転写体７の戻る距離Ｌ０は、距離Ｌ１より長く、距離Ｌ２より短い値に設定されていることになる。更にまた、トナー捕集部材６Ｂが配設される位置は、トナー捕集部材６Ｂの少なくとも一部が、中間転写体７を巻回する支持ローラ７１に対して、中間転写体７を介して押圧する位置となるように設定されている。

プリント時にクリーニングブレード６Ａ１からすりぬけた転写残トナーは、トナー捕集部材６Ｂにより捕集される。また、プリントの１ジョブが終了すると中間転写体７が逆回転し、トナー捕集部材６Ｂにより捕集されたトナーはクリーニングブレード６Ａ１を越えてクリーニング装置６Ａ内に取り込まれる。

本発明によれば、クリーニングブレードをすりぬけた転写残トナーがトナー捕集部材６Ｂにより捕集されるため、後続の画像に画像汚れを生じさせることを防止することができる。また、像担持体の逆転により、トナー捕集部材６Ｂに捕集されたトナーをクリーニング装置６Ａ内に回収してトナー捕集性能を長時間維持することを可能にし、かつクリーニングブレードと像担持体との間に挟み込まれたトナー凝集物や異物の除去を可能にしている。

更に、トナー貯留部ＴＳからトナー飛散防止部材６Ａ２の先端までの距離Ｌ２を中間転写体７が逆転時に戻る距離Ｌ０より長い値に設定することにより、トナー貯留部ＴＳ内のトナーがトナー飛散防止部材６Ａ２から外部に漏れることを防いでいる。

更にまた、トナー捕集部材６Ｂからクリーニングブレード６Ａ１までの距離Ｌ１を、中間転写体７の戻る距離Ｌ０より短い値に設定することにより、トナー捕集部材６Ｂに捕集されたトナーがクリーニング装置６Ａ内に確実に取り込まれる構成となっている。

図３は、本発明に係る複数の気泡を有する発泡性材料により形成されるトナー捕集部材６Ｂの一実施形態についての像担持体回転方向Ｒにおける断面拡大図である。発泡性材料を用いることにより、トナーの捕集能力を高めるとともに、中間転写体７との摩擦抵抗を軽減している。

本実施形態においては、トナー捕集部材６Ｂの像担持体回転方向Ｒにおける長さＷ１が複数の気泡ＫＨの１つ分の直径Ｄに極めて近い値となる例を示している。図３に示すように、トナー捕集部材６Ｂの長さＷ１が気泡ＫＨの直径Ｄより大きいことから、トナー捕集部材６Ｂをどの位置でカットしても、中間転写体７とトナー捕集部材６Ｂとが接触する当接面６Ｂａが必ず存在することになる。

これに対し、トナー捕集部材６Ｂの長さを気泡ＫＨの直径Ｄより小さいＷ２に設定すると、切断する断面によっては、トナー捕集部材６Ｂの長さＷ２は二点鎖線で示す位置となり、中間転写体７との間に隙間ｄ２のような当接面６Ｂａの無い領域が生じてしまう。隙間ｄ２ができると、クリーニングブレード６Ａ１をすりぬけたトナーが隙間ｄ２を通り、トナー捕集部材６Ｂからもすりぬけてしまうおそれがある。

本発明によれば、トナー捕集部材６Ｂが発泡性材料により形成されているため、局所的に大量のトナーが来ても捕集することができ、全く来ない場合でも中間転写体７との間での過大な摩擦力の発生やトナー捕集部材６Ｂのめくれ等を生じさせる懸念がない。また、トナー捕集部材６Ｂの像担持体回転方向Ｒにおける長さＷ１が気泡１つ分の直径Ｄより大きい寸法に形成されるため、中間転写体７とトナー捕集部材６Ｂとの当接面６Ｂａが必ず存在することになり、トナーのすりぬけを確実に防止することができる。

図４は、本発明に係る像担持体としての中間転写体７の回転動作を制御する制御手段１３に関するブロック図であり、図５は、プリント開始から、プリント１ジョブ終了時までの動作の手順を示すフローチャートである。以下、図４及び図５に基づき、中間転写体７の回転動作について説明する。

図４において、制御手段１３は、操作部１２のプリント枚数設定ボタンＭＢ、プリントスタートボタンＳＢ、及びカウンタＫＴからの情報により、像担持体駆動モータ（以下、単に駆動モータともいう）ＫＭの回転を制御する。

図５において、始めに操作部１２におけるプリント枚数設定ボタンＭＢが設定され、次にプリントスタートボタンＳＢがオンされ、制御手段１３は、駆動モータＫＭを正回転させて中間転写体７を像担持体回転方向Ｒに回転させ、移動させる。同時に制御手段１３は、カラー画像形成装置Ａの各部に指令を発し、プリント動作を開始させる（ステップＳ１１）。次に、設定された枚数分の画像形成が行われ（ステップＳ１２）、更に、プリント中の画像は１ジョブの最終の画像かどうかが判断される（ステップＳ１３）。プリント中の画像が最終の画像でないとき（ステップＳ１３否定）にはステップＳ１２に戻り、最終画像のとき（ステップＳ１３肯定）にはステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、制御手段１３は、画像形成（プリント）終了後、駆動モータＫＭの回転を停止させた後、逆転させ、中間転写体を像担持体回転方向Ｒの逆方向に距離Ｌ０だけ移動させてプリント１ジョブ分の動作を終了する（ステップＳ１４）。

本実施の形態によれば、プリントの１ジョブ終了時に中間転写体７を逆転させるため、プリントの生産性に影響を与えることなく、トナー捕集部材６Ｂに捕集されたトナーをクリーニング装置６Ａ内に回収することができる。

なお、本実施の形態においては、カラー画像形成装置について説明したが、本発明はモノクロの画像形成装置についても適用できることは言うまでもない。また、像担持体としては中間転写体に限らず、ドラムタイプの感光体を用いても良い。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体ドラム（第１の像担持体）
６Ａ クリーニング装置
６Ａ１ クリーニングブレード
６Ａ２ トナー飛散防止部材
６Ａ３ 貯留ローラ
６Ｂ トナー捕集部材
７ 中間転写体（像担持体、第２の像担持体）
８ 二次転写手段
１２ 操作部
１３ 制御手段
Ａ カラー画像形成装置
ＣＲ 中間転写体接触領域（像担持体接触領域）
Ｄ 気泡ＫＨの直径
ｇ 隙間
ＫＨ 気泡
ＫＭ 像担持体駆動モータ（駆動モータ）
ＫＴ カウンタ
Ｌ０ 中間転写体の戻る距離（像担持体の逆回転により移動する距離）
Ｌ１、Ｌ２ 距離
Ｒ 像担持体回転方向
ＴＳ トナー貯留部
Ｗ１ トナー捕集部材６Ｂの長さ

Claims (5)

1. 表面にトナー像を担持する像担持体と、
   前記トナー像を転写材に転写する転写手段と、
   クリーニングブレードを備え、前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を有し、前記像担持体の回転により画像形成を行う画像形成装置であって、
   画像形成時の像担持体回転方向における前記クリーニングブレードの下流側に配設され、前記像担持体に当接するトナー捕集部材と、
   前記像担持体を回転させる正逆回転可能な駆動モータと、
   画像形成後、前記駆動モータを逆回転させて前記像担持体を画像形成時の像担持体回転方向と逆方向に回転させるように制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段が前記駆動モータを介して行う前記像担持体の像担持体回転方向と逆方向への回転は、画像形成の１ジョブ終了時に行われることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体が前記逆方向に回転されて移動する距離は、前記トナー捕集部材が前記像担持体に当接する面における前記クリーニングブレードに最も近い位置から、前記クリーニングブレードが前記像担持体に当接する当接位置までの距離より長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニング装置は、前記画像形成時の像担持体回転方向における前記クリーニングブレードの上流側に配設され、前記像担持体に接する像担持体接触領域を有するトナー貯留部と、前記トナー貯留部より上流側に配設されるトナー飛散防止部材と、を備え、
   前記像担持体が前記逆方向に回転されて移動する距離は、前記像担持体接触領域における前記トナー飛散防止部材に最も近い位置から、前記トナー飛散防止部材が前記像担持体に当接する当接位置までの距離より短いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記トナー捕集部材は、複数の気泡を有する発泡性材料により形成され、前記トナー捕集部材の像担持体回転方向における長さは、前記複数の気泡の１つ分の直径より大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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