JP3372779B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体上に形成
したトナー像を転写材に転写する方式の画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、レーザービームプリンタ等の画
像形成装置において、感光ドラムの表面にトナーによる
トナー像を形成し、このトナー像を紙等の転写材に転写
する方式のものは、トナー像転写後に感光ドラム表面に
残った残留トナーをクリーニング装置によって除去して
いる。

【０００３】クリーニング装置としては、例えば、ウレ
タンゴム等の弾性部材を板状に形成したクリーニングブ
レードを有し、このクリーニングブレードのエッジを所
定の圧力で感光ドラム表面に当接させて感光ドラム表面
に付着している残留トナーを掻き落とすようにしてい
る。このクリーニングブレードを使用したクリーニング
装置は、比較的構成が簡単で小型であり、コスト的にも
有利である割りに、トナー除去性能に優れているという
利点があるため、広く実用化されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
画像形成装置においては、クリーニングブレードを感光
ドラム表面に当接させているため、画像形成装置の長期
使用に伴ってクリーニングブレードに残留トナーが強固
に付着してフィルミングを発生してその後の画像を劣化
させるといった問題がある。

【０００５】さらにまた、近時、画像形成装置において
は、転写材の表面（第１面）に画像形成を行った後に、
その転写材を画像形成装置内で表裏反転して裏面（第２
面）に再度の画像形成を行う、いわゆる両面画像形成機
能を備えたものが多用されている。このような画像形成
装置において、トナー像の定着に、一対のローラのニッ
プ部に転写材を通過させる構成の一般的な定着装置を用
いた場合、トナーがローラに付着するのを防止すべくロ
ーラ表面にシリコンオイルを塗布する。このシリコンオ
イルは、第１面のトナー像の定着時に転写材に付着し、
第２面の画像形成時に感光ドラムに付着してしまう。そ
して、感光ドラム表面に付着したシリコンオイルは、帯
電不良を発生させたり、クリーニングブレードのエッジ
に存在するトナーと混合してクリーニングブレードのエ
ッジを擦り抜けてクリーニング不良を発生させたりする
といった問題がある。

【０００６】そこで、本発明は、構造の複雑化を伴うこ
となく、長期使用に伴うフィルミングの発生やシリコン
オイルの付着によるクリーニング不良を確実に防止し
て、画像の劣化を防止するようにした画像形成装置を提
供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、移動可能な表面を有する像担持体と、前記像担持体
表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像
担持体表面に当接されるとともに前記像担持体表面のト
ナー像を転写材に転写させる転写部材と、前記像担持体
表面にクリーニング部材を当接させてトナー像転写後の
前記像担持体表面に残る残留トナーを除去するクリーニ
ング手段と、を備えた画像形成装置において、前記像担
持体表面の移動方向についての前記クリーニング手段の
上流側に配設された前記転写部材の、前記像担持体表面
に対する当接圧を変更可能に構成するとともに、画像形
成時の前記当接圧をＰ_１、非画像形成時の前記当接圧を
Ｐ_２、前記クリーニング部材の前記像担持体表面に対す
る当接圧をＰ _３ 、としたときに、Ｐ_１＜Ｐ_２ 、Ｐ _３ ＜Ｐ
_２ の関係が成り立つ、ことを特徴とする。

【０００８】

【０００９】請求項２に係る本発明は、非画像形成時に
おいて、前記像担持体表面に前記転写部材を当接させる
以前に、前記像担持体表面にトナー像を静電的に付着さ
せる、ことを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。 〈実施の形態１〉図２は、本発明に係る画像形成装置の
一例を示す縦断面図である。同図に示す画像形成装置
は、４色フルカラーの画像形成装置（プリンタ）であ
り、画像形成装置本体（以下単に「装置本体」という）
１００の内側に、紙等の転写材の搬送方向の上流側（同
図の右側）から下流側（同図に左側）に沿って順に４個
の画像形成部、すなわち第１の画像形成部Ｐａ、第２の
画像形成部Ｐｂ、第３の画像形成部Ｐｃ、第４の画像形
成部Ｐｄを備えている。

【００１３】図１に、最上流側の第１の画像形成部Ｐａ
の拡大図を示す。なお、他の第２、第３、第４の画像形
成装置Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの構成は、第１の画像形成部Ｐ
ａとほぼ同様なので、それらの説明は省略するものとす
る。ただし、図２においては、第１〜第４の画像形成装
置Ｐａ〜Ｐｄに共通な部材等については、同様の数字の
後にそれぞれａ〜ｄの符号を付して区別している。

【００１４】図１は、第１の画像形成部Ｐａの、転写材
の搬送方向に沿った方向の縦断面図、つまり感光ドラム
（後述）１ａの軸に直交する方向の縦断面図である。

【００１５】同図に示すように、第１の画像形成部Ｐａ
は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下
「感光ドラム」という）１ａを備えている。感光ドラム
１ａとしては、円筒状のアルミニウム基体の表面に、キ
ャリヤ発生層（ＣＧＬ）とキャリヤ輸送層（ＣＴＬ）と
を有する感光層を、ＣＴＬの厚みが４０μｍとなるよう
にコートし、ＪＩＳ表面粗さ（Ｂ０６０１）であるＲｚ
（１０点平均粗さ）が初期状態で２μｍ以下のものを使
用した。感光ドラム１ａは、装置本体１００によって回
転自在に支持されるとともに、駆動手段（不図示）によ
って矢印Ｒ１方向に１６０ｍｍ／sec のプロセススピー
ドで回転駆動される。

【００１６】感光ドラム１ａの上方には、一次帯電器
（トナー像形成手段）２ａが近接配置されており、感光
ドラム１ａ表面は、この一次帯電器２ａによって一様に
帯電される。帯電後の感光ドラム１ａ表面は、画像形成
部上方に配設された光学系（トナー像形成手段）Ｈの露
光を受けて静電潜像がされ、その後、ブランク露光器３
ａによって露光を受ける。

【００１７】つづいて、静電潜像は、現像器（トナー像
形成手段）４ａによって現像剤中ののトナーが付着さ
れ、トナー像として現像される。なお、現像剤として
は、トナーとフェライト系キャリヤとを主とする２成分
現像剤を使用した。このトナー像は、感光ドラム１ａと
転写ブレード５ａとが対向する転写部位に到来すると、
このときまでに転写材給搬送部６（図２参照）から給紙
された転写材Ｐが転写ベルト（転写部材）７表面に担持
されて矢印Ｋ７方向に搬送され、上述の感光ドラム１ａ
上のトナー像にタイミングを合わせるようにして転写部
位に達し、これとともに転写ブレード５ａによって形成
される電界の作用で感光ドラム１ａ表面から転写材Ｐ上
に転写される。上述の転写ベルト７は、その表面に転写
材Ｐを担持した状態で、４個の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、
Ｐｃ、Ｐｄのそれぞれの転写部位を通過するように構成
されている。

【００１８】トナー像転写後の感光ドラム１ａは、転写
材Ｐに転写されないで表面に残った残留トナーが、クリ
ーニング装置（クリーニング手段）８ａのクリーニング
ブレード９ａによって掻き落とされて除去され、さら
に、前露光ランプ１０ａによって残留電荷が除去され
て、次の画像形成に供される。

【００１９】以上のようにして第１の画像形成部Ｐａに
よって第１のトナー像が形成された転写材Ｐは、搬送ベ
ルト７によって下流側に搬送され、第２の画像形成部Ｐ
ｂ、第３の画像形成部Ｐｃ、そして第４の画像形成装置
Ｐｄによってそれぞれ第１の画像形成部Ｐａのときと同
様にトナー像が転写される。ただし、第１〜第４の画像
形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄで転写されるトナー像の
トナーの色はそれぞれ異なり、転写材Ｐ表面に４色のト
ナー像が重ねられ、後述の定着装置を経ることで４色フ
ルカラーの画像が形成される。なお、上述のクリーニン
グブレード９ａは、そのエッジを感光ドラム１ａ表面に
対して１０〜４０ｇｒの当接圧で当接させている。

【００２０】４色トナー像の転写が終了した転写材Ｐ
は、その後、分離帯電器１１により分離バイアスが印加
されて転写ベルト７から分離され、搬送ベルト１２を介
して定着装置１３に搬送されて、ここで、定着ローラ１
３ａと加圧ローラ１３ｂとによる加熱加圧を受けてトナ
ー像が定着される。このとき、定着ローラ１３ａ表面に
は、離型剤として例えばシリコンオイルが塗布されてい
て、転写材Ｐ上のトナーが定着ローラ１３ａの表面に付
着しないようにしている。

【００２１】表面（第１面）にトナー像が形成された転
写材Ｐは、その画像形成が片面の場合にはフラッパ１５
の上方を通過して排紙トレイ１４上に排出される。これ
に対して、画像形成が両面（第１面と第２面）にわたる
場合には、第１面にトナー像が定着された転写材Ｐは、
フラッパ１５の切り替えによって、排紙トレイ１４に排
出されないで下方の再給送手段１６に導かれる。そし
て、反転装置１７で表裏反転された後、再度、第１〜第
４の画像形成部等Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに供給され、
第２面に４色分のトナー像が転写された後、定着装置１
３にて定着され、フラッパ１５の上方を通って排紙トレ
イ１４上に排出される。これにより両面の画像形成が完
了する。

【００２２】上述のクリーニング装置８ａにおいて、ク
リーニングブレード９ａによって感光ドラム１ａ表面か
ら除去された残留トナー、いわゆる廃トナーはシート部
材９ｅとトナー保持部材９ｆとの間に一時的に貯留され
て、順次、クリーニングブレード９ａのエッジに少量ず
つ供給されて潤滑剤として作用し、感光ドラム１ａとク
リーニングブレード９ａとの間の摩擦を軽減して良好な
クリーニング作用を維持するように構成されているが、
このクリーニングブレード９ａによるクリーニング過程
で以下のように感光ドラム１ａが不均一に摩耗したり、
損傷したりするおそれがある。本発明においては、この
ような不均一な摩耗や損傷を防止するようにしている。
このことについて、以下に説明する。

【００２３】前述のように、転写材Ｐの両面に画像形成
を行う場合、転写材Ｐの第１面のトナー像を定着する
際、第１面に付着したシリコンオイルが、第２面の画像
形成時に転写ベルト７を介して感光ドラム１ａ〜１ｄに
付着してしまう。このようにして感光ドラム１ａ〜１ｄ
表面に付着したシリコンオイルは、クリーニングブレー
ド９ａのエッジのトナー除去機能を低下させる。例え
ば、Ａ４サイズの転写材Ｐにおいて１枚当たり１０ｍｇ
のシリコンオイルを保持した転写材Ｐがクリーニングブ
レード９ａに５枚以上連続通紙されると、通常のクリー
ニングブレード９ａの当接圧（設定圧）１０〜４０ｇｒ
では、クリーニング不良を生ずることが本出願人らによ
って確認されており、このため、クリーニングブレード
９ａの当接圧を変更しない場合には、シリコンオイルが
クリーニングブレード９ａに到達する以前に除去するこ
とが必要となる。

【００２４】このため、本発明においては、感光ドラム
１ａ〜１ｄの回転方向についてのクリーニング装置８ａ
〜８ｄのそれぞれの上流側において、転写ベルト７によ
って感光ドラム１ａ〜１ｄ表面のシリコンオイルを払拭
するようにしている。すなわち、転写ベルト７を、非画
像形成時である感光ドラム１ａ〜１ｄの後回転中（像形
成後、感光ドラム１ａ〜１ｄ上に残留したトナーをクリ
ーニング装置８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄによって掻き落と
した後、感光ドラム１ａ〜１ｄが停止するまでの回転
中）に、再度、転写ベルト７を感光ドラム１ａ〜１ｄ
に、２．５５sec （感光ドラム１ａ〜１ｄの３回転に相
当する時間）当接させたのち、感光ドラム１ａ〜１ｄか
ら転写ベルト７を離間させた。その後、感光ドラム１ａ
〜１ｄは５回転して、所定の動作を完了する。

【００２５】ここで、感光ドラム１ａ〜１ｄに当接する
転写ベルト７は、カーボンが添加された帯電性のエンド
レスベルトであり、全周長１５００ｍｍ、幅４００ｍ
ｍ、厚さ２００μｍに構成されている。また、表面粗さ
については、転写ベルト７の外周面、つまり感光ドラム
１ａ〜１ｄに当接する側の面の表面粗さが５μｍ以上の
ものを使用した。なお、転写ベルト７の表面粗さは、表
面粗さ測定機（（株）小坂研究所製 ＳＥ−３３００）
を使用し、触針を転写ベルト７の走行方向に対して、垂
直スラスト方向に接触させた状態で転写ベルト７を走行
させて測定した。これにより、ＪＩＳ表面粗さ（Ｂ０６
０１）に準拠したＲｚ（１０点平均粗さ）を測定した。

【００２６】上述構成の転写ベルト７の内側には前述の
転写ブレード５ａが配置されている。転写ブレード５ａ
は、ウレタンを厚さ３ｍｍ、スラスト長さ（感光ドラム
１ａの軸方向に沿った長さ）３６０ｍｍの板状に形成し
たウレタンブレードであり、表面のゴム硬度が７０°程
度となるように形成されている。トナー像転写時には電
源（不図示）によって高圧の転写電圧が印加される。ま
た、転写ブレード５ａは、その基端側を中心として矢印
Ｒ５方向に揺動自在に支持されており、作動位置Ａと退
避位置Ｂとをとるように構成されている。転写ブレード
５ａは、画像形成時（転写動作時）には、作動位置Ａに
移動して、転写ベルト７を裏面側から付勢しその表面側
を感光ドラム１ａ表面に、線圧が１０ｇｒ／cmとなるよ
うに押し付ける（加圧する）。転写ブレード５ａは、こ
の状態で、トナー像転写時には電源（不図示）によって
高圧の転写電圧が印加される。なお、線圧については、
次のように定義した。すなわち、転写ブレード５ａによ
って感光ドラム１ａに均一に当接された転写ベルト７に
おけるブレードスラスト全長をＬｃｍ、感光ドラム１ａ
のスラスト全長に付加されているブレード総圧をＰｇｒ
としたとき、 線圧＝Ｐ／Ｌ（ｇｒ／ｃｍ） と定義した。

【００２７】転写動作が完了すると、転写ブレード５ａ
は、転写ベルト７の裏面から離れる方向に揺動して退避
位置Ｂに移動し、これにより、感光ドラム１ａに対する
転写ベルト７の加圧動作を解除する。

【００２８】一方、転写動作終了後、残留トナーを担持
した感光ドラム１ａは、クリーニング装置８ａへと回転
して、クリーニング装置８ａ内のクリーニングブレード
９ａによって残留トナーが掻き落とされる。このクリー
ニングブレード９ａは、厚さ２ｍｍ、スラスト長さ３３
０ｍｍの板状のウレタン系のブレードによって形成され
ており、表面の硬度が６５°、感光ドラム１ａ表面に対
する当接圧（線圧）が３０ｇｒ／cmに設定されている。

【００２９】クリーニング装置８ａのクリーニングブレ
ード９ａによって残留トナーを掻き落とされた感光ドラ
ム１ａは、さらに後回転動作に入る。この際、転写ブレ
ード５ａは、再度、転写ベルト７を感光ドラム１ａに当
接させるべく作動位置Ａに配置される。これにより転写
ベルト７表面は、感光ドラム１ａ表面に当接され感光ド
ラム１ａ表面を摺擦して、シリコンオイルを払拭する。

【００３０】このとき転写ベルト７表面が感光ドラム１
ａ表面に当接している時間は、前述の通り２．５５sec
であり、その後、転写ブレード５ａを転写ベルト７から
離間させて退避位置Ｂに配置し、さらに、感光ドラム１
ａを所定回転だけ後回転させて、画像形成の全動作が完
了する。

【００３１】以上では、第１の画像形成部Ｐａについて
の転写ベルト７、転写ブレード５ａ等によって、感光ド
ラム１ａ表面のシリコンオイルを払拭する例を説明した
が、他の画像形成部、すなわち第２、第３、第４の画像
形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについても同様であり、これら
についての説明は省略するものとする。

【００３２】ここで、転写ブレード５ａ〜５ｄによる、
感光ドラム１ａ〜１ｄに対する転写ベルト７の当接圧
（線圧）を、シリコンオイルの払拭時には２０ｇｒ／cm
とし、画像形成時（転写時）の１０ｇｒ／cmよりも大き
く設定して、払拭性を強化して実験を行った。その結
果、従来、１万枚の画像形成以前に画像不良が発生して
いたものが、３万枚の画像形成においても画像不良が発
生しなくなった（詳細は図３参照）。 〈実施の形態２〉本実施の形態２においては、前述の実
施の形態１におけるクリーニング装置８ａのクリーニン
グブレード９ａ〜９ｄが各感光ドラム１ａ〜１ｄに当接
する線圧を３０ｇｒ／cmと設定し、後回転時のシリコン
オイル払拭時における転写ベルト７が各感光ドラム１ａ
〜１ｄに当接する線圧を３５ｇｒ／cmとした。すなわ
ち、転写ベルト７の線圧を、クリーニングブレード９ａ
〜９ｄの線圧よりも大きく設定して、クリーニングブレ
ード９ａ〜９ｄによって掻き落とされなかった感光ドラ
ム１ａ〜１ｄ上の付着物を、転写ベルト７が掻き落とす
能力をさらに高める構成とした。

【００３３】ただし、上述の転写ベルト７の線圧３５ｇ
ｒ／cmは、一般的に、画像形成（トナー像の転写）に必
要と考えられている線圧よりもかなり大きいため、転写
ベルト７の破損等、寿命低下が予想されるため、感光ド
ラム１ａ〜１ｄの後回転時における転写ベルト７の当接
をシーケンス的に画像形成枚数が１０００枚となるごと
に行うように設定した。これにより、耐久枚数を４万枚
以上とすることができた（詳細は図３参照）。 〈実施の形態３〉本実施の形態３においては、前述の実
施の形態１における感光ドラム１ａ〜１ｄの後回転時に
おける転写ベルト７の当接時に、当接以前に感光ドラム
１ａ〜１ｄ上にトナー像（トナー帯：スラスト長２８０
ｍｍ、感光ドラム全周１８８．４ｍｍ）を形成した後
に、転写ベルト７を当接させ、トナーを感光ドラム１ａ
〜１ｄと転写ベルト７との間に介在させた状態で、トナ
ー中に含まれる研磨剤を利用して、さらなる転写ベルト
７による感光ドラム１ａ〜１ｄの研磨力の強化を図っ
た。

【００３４】この際には、転写ブレード５ａに印加する
転写電流は、ＯＦＦ状態としておき、転写ベルト７にト
ナーが残って転写ベルト７を汚すことを極力避けるよう
にした（詳細は図３参照）。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
像担持体表面に対する転写部材の当接圧について、非画
像形成時の当接圧Ｐ₂ を画像形成時の当接圧Ｐ₁ よりも
大きく設定することにより、全体構成を複雑化すること
なく、非画像形成時における、像担持体表面に対する転
写部材のクリーニング性能を向上させることができるの
で、長期使用に伴うフィルミングの発生やシリコンオイ
ル付着によるクリーニング不良の発生を確実に防止する
ことができる。

【００３６】また、非画像形成時において像担持体表面
に転写部材を当接させる以前に、像担持体表面にトナー
を静電的に付着させることにより、トナー中に含まれる
研磨剤を利用して、転写部材のクリーニング性能をさら
に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置における第１の画像
形成部の概略構成を示す縦断面図。

【図２】本発明に係る画像形成装置全体の概略構成を示
す縦断面図。

【図３】実験方法及び結果の詳細を示す図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ像担持体（感光ドラム） ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄトナー像形成手段（１次帯電
器） ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄトナー像形成手段（現像器） ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ転写ブレード ７ 転写部材（転写ベルト） ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄクリーニング手段（クリーニン
グ装置） ９ａ クリーニングブレード １３ 定着装置 Ｈ トナー像形成手段（光学系）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動可能な表面を有する像担持体と、前
   記像担持体表面にトナー像を形成するトナー像形成手段
   と、前記像担持体表面に当接されるとともに前記像担持
   体表面のトナー像を転写材に転写させる転写部材と、前
   記像担持体表面にクリーニング部材を当接させてトナー
   像転写後の前記像担持体表面に残る残留トナーを除去す
   るクリーニング手段と、を備えた画像形成装置におい
   て、 前記像担持体表面の移動方向についての前記クリーニン
   グ手段の上流側に配設された前記転写部材の、前記像担
   持体表面に対する当接圧を変更可能に構成するととも
   に、 画像形成時の前記当接圧をＰ_１、非画像形成時の前記当
   接圧をＰ_２、前記クリーニング部材の前記像担持体表面
   に対する当接圧をＰ _３ 、としたときに、 Ｐ_１＜Ｐ_２ Ｐ _３ ＜Ｐ _２ の関係が成り立つ、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 非画像形成時において、前記像担持体表
   面に前記転写部材を当接させる以前に、前記像担持体表
   面にトナー像を静電的に付着させる、ことを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。