JP2002287599A - 感光体ドラムのクリーニング機構及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ジッタによる画像の乱れを発生させることな
く、ドラム表面の研磨によって画像流れ現象やフィルミ
ング現象を防止することができるクリーニング機構及び
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体ドラム４における静電潜像形成開
始時からトナー像転写終了時までの期間は、クリーニン
グローラ２１がモータ２５によって回転駆動されるよう
にクラッチ２１ａを切り換え、当該期間以外にはクリー
ニングローラ２１がモータ２５によって回転駆動されず
に感光体ドラム４に従動して回転するようにクラッチ２
１ａを切り換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体ドラムのク
リーニング機構及びこれを備えた画像形成装置に関し、
特に、感光体ドラムを摺擦する回転清掃部材の回転駆動
を制御する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式のプリンタやコピー機等の
画像形成装置においては、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリ
コン）からなる感光体ドラムを使用するものがある。こ
のａ−Ｓｉからなる感光体ドラムを用いる場合、ドラム
周りの主帯電、転写、除電の各チャージャから発生する
オゾン、あるいはオゾンによって発生するNOx やSOxな
どの放電生成物がドラム表面に付着した状態で高湿環境
に曝されると空気中の水分と結合してドラム表面が酸化
劣化しやすい。ドラム表面が酸化すると、高湿時にドラ
ム表面の静電潜像が乱れることによる画像流れを生じや
すい。また、ａ−Ｓｉ感光体ドラム以外の場合、例えば
有機感光体を用いた場合、トナー成分が感光体ドラム表
面にフィルミングすると、光感度、帯電能力が低下して
地肌かぶりや画像濃度低下などを生じやすい。そのた
め、このような画像形成装置では、感光体ドラム表面を
積極的に研磨し、常に感光体ドラム表面を清浄な状態に
維持するクリーニング機構が備えられている。

【０００３】このクリーニング機構は、ウレタンフォー
ム等の弾性体で構成される回転清掃部材を備え、この回
転清掃部材を感光体ドラムよりも速い周速で、感光体ド
ラム回転方向の順方向に回転させてドラム表面を摺擦・
研磨することによって、上記画像流れ現象やフィルミン
グ現象の発生を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のクリーニング機構によれば、回転清掃部材
によってドラム表面を研磨する効果は十分に得られ、残
留トナーによる画像品質の低下を防止することはできる
が、回転清掃部材と感光体ドラムの摺擦負荷と負荷変動
の影響で、回転むらや回転位置ずれによるジッタが発生
しやすく、中間調画像の画像形成時には画像の乱れとな
って現れるという問題があり、特にデジタル方式、カラ
ー方式の画像形成装置では目立ちやすいものとなる。

【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ジッタによる画像の乱れを発生
させることなく、ドラム表面の研磨によって画像流れ現
象やフィルミング現象を防止することができるクリーニ
ング機構及び画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、トナー像の転写後に感光体
ドラム上に残留するトナーを除去するクリーニング機構
であって、回転自在に設けられ、前記感光体ドラムによ
るトナー像転写位置の下流側で感光体ドラムに摺擦する
回転清掃部材と、前記回転清掃部材を、前記感光体ドラ
ムとの摺擦面において同一の回転方向となるようにし
て、前記感光体ドラムと周速差を設けて回転駆動する駆
動手段と、前記駆動手段からの駆動力を前記回転清掃部
材に伝達するか否かを切り換える切り換え手段とを備
え、前記切り換え手段によって前記駆動手段からの駆動
力が前記回転清掃部材に伝達されない状態とされている
ときは、前記回転清掃部材は前記感光体ドラムに従動し
て回転するように構成されているものである。

【０００７】この構成では、駆動手段から回転清掃部材
への駆動力伝達の切り換えを可能としたので、ジッタが
発生しやすい状況の場合には回転清掃部材を感光体ドラ
ムに従動させ、回転清掃部材と感光体ドラムの摺擦負荷
と負荷変動を低減することで回転むらや回転位置ずれに
よるジッタ発生を防止して画像乱れをなくすことがで
き、その他の場合には回転清掃部材を駆動して感光体ド
ラム表面を積極的に摺擦・研磨することで、画像流れ現
象やフィルミング現象を防止する効果を維持することが
できる。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のクリーニング機構であって、前記切り換え手段
は、前記感光体ドラムでの静電潜像形成開始時からトナ
ー像転写終了時までの期間は前記駆動手段の駆動力を前
記回転清掃部材に伝達しないようにし、当該期間以外は
前記駆動手段の駆動力を前記回転清掃部材に伝達するも
のである。

【０００９】この構成によれば、ジッタの影響が画像に
現れやすい静電潜像形成開始時からトナー像転写終了時
までの期間は、回転清掃部材を感光体ドラムに従動回転
して、回転清掃部材による摺擦負荷と負荷変動を減ら
し、当該期間以外は回転清掃部材を駆動して感光体ドラ
ムを積極的に摺擦するので、感光体ドラム表面に残留す
るトナーを除去する効果を維持しつつ、ジッタによる画
像の乱れを低減することができる。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は請求項２に記載のクリーニング機構であって、前記
駆動手段は、前記感光体ドラムの周速よりも速い周速と
なるように前記回転清掃部材を回転駆動するものであ
る。

【００１１】この構成によれば、回転清掃部材が感光体
ドラムよりも速い周速で回転するのでドラム表面の研磨
効果をより高めることができ、また、回転清掃部材が感
光体ドラムに摺擦するときに感光体ドラムの回転を抑制
する力が働かないため、感光体ドラムの駆動手段に負荷
を与えることがない。

【００１２】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載のクリーニング機構であ
って、前記駆動手段は、前記感光体ドラムを回転駆動す
るための駆動手段であるものである。

【００１３】この構成によれば、回転清掃部材と感光体
ドラムの駆動手段が同一なので、これらの駆動機構の構
成が簡単になり、製造コストも低減される。

【００１４】また、請求項５に記載の発明は、感光体ド
ラム上の静電潜像をトナー像として用紙に形成する画像
形成装置であって、トナー像の転写後に前記感光体ドラ
ム上に残留するトナーを除去するために請求項１乃至請
求項４のいずれかに記載のクリーニング機構を備えたも
のである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
感光体ドラムのクリーニング機構及び画像形成装置につ
いて図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像
形成装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すよ
うに、プリンタ（画像形成装置の一例）１では、プリン
タ本体２内にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの
各色用にそれぞれ現像装置３が備えられている。それぞ
れの現像装置３においては、ａ−Ｓｉ（アモルファスシ
リコン）等からなる感光体ドラム４が備えられ、図中の
矢印方向に回転するようになっている。この感光体ドラ
ム４が帯電部５によって一様に帯電され、外部ＰＣ等か
ら入力された原稿画像データに基づくＬＥＤ光がＬＥＤ
プリントヘッドユニット６からドラム表面上に照射され
て静電潜像が形成され、この静電潜像にトナーが付着し
てトナー像が形成される。このトナーの供給はトナー供
給容器７Ｍ，７Ｃ，７Ｙ，７Ｂからそれぞれ行われる。
これら各色用に４つの感光体ドラム４が並設されている
下方には用紙搬送ベルト８が配設されている。用紙搬送
ベルト８は圧ローラ９によって各感光体ドラム４に押し
付けられた状態とされ、ローラ１０，１１によって感光
体ドラム４の回転方向の順方向に回転されるようになっ
ている。

【００１６】そして感光体ドラム４と用紙搬送ベルト８
との間に、給紙機構１２から用紙搬送路１３を経由して
用紙が搬送され、用紙が各感光体ドラム４と用紙搬送ベ
ルト８との間を搬送されていく間に各感光体ドラム４表
面の各色のトナー像が次々に用紙に転写される。全ての
感光体ドラム４によってトナー像が転写された用紙は定
着ローラ対１４に搬送されてトナー像が定着され、カラ
ー画像が形成される。定着ローラ対１４を通過した用紙
は用紙搬送路１５に送られ、排出部１６から排出され
る。

【００１７】上記の各感光体ドラム４には、感光体ドラ
ム４上の残留トナー等を除去するために本発明の特徴で
あるクリーニング機構２０が備えられている。このクリ
ーニング機構２０は、感光体ドラム４の表面を清掃する
ためのクリーニングローラ２１及びクリーニングブレー
ド２２、これらクリーニングローラ２１及びクリーニン
グブレード２２によってドラム表面から除去されたトナ
ーを一箇所に集めるためのスパイラル２３を有してい
る。

【００１８】次に、上記クリーニング機構２０について
説明する。図２は当該クリーニング機構の概略構成を示
す側面図である。

【００１９】クリーニング機構２０は、上記のようにク
リーニングローラ２１、クリーニングブレード２２及び
スパイラル２３を有している。クリーニングローラ２１
はウレタンフォーム等の弾性体からなり、感光体ドラム
４に対向する位置に配設されている。このクリーニング
ローラ２１は、感光体ドラム４によるトナー像転写位置
Ａの下流側で感光体ドラム４の表面に摺擦するように配
置され、感光体ドラム４の回転方向（図２矢印方向）の
順方向に回転自在に設けられている。クリーニングロー
ラ２１の回転速度は、感光体ドラム４との摺擦面におい
て感光体ドラム４の周速に対して約１.２倍の周速とな
るように設定され、感光体ドラム４との周速差によりド
ラム表面が摺擦されるようになっている。このクリーニ
ングローラ２１の摺擦で感光体ドラム４の表面のトナー
がクリーニングローラ２１の表面に付着し、このトナー
が付着した表面状態のクリーニングローラ２１によって
再び感光体ドラム４が摺擦されると、トナー表面に分散
されている酸化チタン等が研磨剤の役割を果たして感光
体ドラム４の表面が研磨されるようになっている。

【００２０】クリーニングブレード２２は板状体の部材
からなり、その一端部がクリーニングローラ２１よりも
更に下流側で感光体ドラム４に摺擦するように配置さ
れ、クリーニングローラ２１による清掃後に感光体ドラ
ム４の表面に残留するトナーを掻き取るために設けられ
ている。

【００２１】スパイラル２３は回転軸の周囲に螺旋形状
の羽根が形成されてなり、回転自在に設けられている。
スパイラル２３は、上記クリーニングローラ２１及びク
リーニングブレード２２によって感光体ドラム４の表面
から除去されたトナーを一箇所に集めるためにクリーニ
ングローラ２１に隣接する位置に配設されている。

【００２２】上記クリーニングローラ２１及びスパイラ
ル２３の駆動機構について説明する。図３（ａ）は感光
体ドラム、クリーニングローラ及びスパイラル部分を示
す平面図、（ｂ）は感光体ドラム、クリーニングローラ
及びスパイラルの各ギヤを示す側面図である。クリーニ
ングローラ２１及びスパイラル２３は、感光体ドラム４
の駆動源となるモータ２５によって駆動される。モータ
２５の駆動力は、モータ２５のギア２５ａに噛合する感
光体ドラム４のギア４ａを介してクリーニングローラ２
１に伝達される。クリーニングローラ２１の回転軸に
は、感光体ドラム４のギア４ａに噛合するか否かを切り
換え可能なクラッチ２１ａが設けられている。このクラ
ッチ２１ａはギア４ａに噛合していない位置（図３
（ａ）に示す位置）と、ギア４ａに噛合する位置との間
で移動自在に構成され、プリンタ１全体の動作制御を司
る制御部（図外）によって動作が制御される。また、ク
ラッチ２１ａの径は、クリーニングローラ２１がモータ
２５によって駆動されるときに感光体ドラム４の周速に
対して約１.２倍の周速で回転されるように、その径の
大きさ及びギア歯数が設定されている。

【００２３】クラッチ２１ａは、感光体ドラム４のギア
４ａに噛合可能とされる一方、スパイラル２３の回転軸
に設けられているギア２３ａにも噛合可能に構成されて
おり、クラッチ２１ａが感光体ドラム４のギア４ａに噛
合する状態のときにスパイラル２３のギア２３ａにも噛
合するようになっている。従って、ギア４ａ、クラッチ
２１ａ及びギア２３ａは図３（ｂ）に示すように噛合
し、クリーニングローラ２１がモータ２５によって回転
駆動されるときはスパイラル２３も同時に回転駆動され
る。

【００２４】上記クリーニングローラ２１のクラッチ２
１ａの切り換え動作について説明する。図４は当該クラ
ッチ切り換え制御を示すフローチャートである。感光体
ドラム４が回転駆動され、画像形成が開始される場合、
図１のＬＥＤプリントヘッドユニット６によるドラム表
面へのＬＥＤ光の照射が開始されると（Ｓ１でＹＥ
Ｓ）、クラッチ２１ａをギア４ａから切り離した状態と
される（Ｓ２）。従って、このときモータ２５からの駆
動力はクリーニングローラ２１に伝達されず、クリーニ
ングローラ２１は感光体ドラム４との摺擦により感光体
ドラム４に従動して回転するのみである。そして、感光
体ドラム４から用紙へのトナー像転写が終了するまでは
クラッチ２１ａをギア４ａから切り離した状態とされ
（Ｓ３でＮＯ）、トナー像転写が終了すると（Ｓ３でＹ
ＥＳ）、クラッチ２１ａをギア４ａに接続させ、モータ
２５の駆動力でクリーニングローラ２１を回転駆動し
（Ｓ４）、上述したように感光体ドラム４の周速に対し
て約１.２倍の周速でクリーニングローラ２１を回転さ
せて研磨効果を十分に得るようにする。このとき、上述
のようにスパイラル２３も同時に回転駆動され、クリー
ニングローラ２１によってドラム表面から除去されたト
ナーはスパイラル２３によって一箇所に集められる。

【００２５】また、感光体ドラム４が回転駆動されても
ＬＥＤプリントヘッドユニット６によるドラム表面への
ＬＥＤ光の照射が開始されないとき、すなわち画像形成
時以外は（Ｓ１でＮＯ）、クラッチ２１ａをギア４ａに
接続し、モータ２５の駆動力でクリーニングローラ２１
を回転駆動し（Ｓ４）、研磨効果を十分に得るようにす
る。

【００２６】なお、本発明は上記実施の形態の構成に限
られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形
態では、クリーニングローラ２１と感光体ドラム４とが
同一のモータ２５で駆動されるように構成されている
が、クリーニングローラ２１と感光体ドラム４をそれぞ
れ別個のモータで駆動する構成としてもよい。この場合
は、プリンタに備えられる制御部によって、クリーニン
グローラ２１の駆動源となるモータを、感光体ドラム４
のトナー像転写時には停止させ、トナー像転写時以外に
は駆動するように制御する。この場合は当該制御部が、
モータからの駆動力をクリーニングローラ２１に伝達す
るか否かを切り換える切り換え手段として機能する。

【００２７】また、上記実施形態では、感光体ドラム４
の周速に対して約１.２倍の周速でクリーニングローラ
２１が回転するようにその回転速度を設定しているが、
クリーニングローラ２１の回転速度はこれに限定される
ものではなく、感光体ドラム４と周速差を有するもので
あればよい。例えば、感光体ドラム４の周速よりも遅い
周速となるように回転駆動したり、上記感光体ドラム４
の周速の約１.２倍よりも速い周速で回転するようにし
てもよい。

【００２８】また、上記実施形態では、クリーニングロ
ーラ２１によって感光体ドラム４を清掃する場合につい
て説明しているが、クリーニングローラ２１以外の回転
清掃部材、例えばファーブラシや磁気ブラシ等の回転清
掃部材に対しても本発明を適用することが可能である。

【００２９】また、上記実施形態では、トナー表面に分
散されている酸化チタン等が研磨剤の役割を果たしてい
るが、それに限定されず、トナー表面に分散されたマグ
ネタイト、アルミナ、シリカ等の微粉末を利用してドラ
ム表面を研磨するようにしてもよい。さらには、磁性ト
ナーを使用する場合は、トナーに含有されるマグネタイ
ト等を利用してトナー自身でドラム表面を研磨するよう
にしてもよい。また、このようなトナーやトナーに含ま
れる成分を利用した研磨に代えて、研磨剤を含んだクリ
ーニングローラを用いてドラム表面を研磨するようにし
てもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ジッタの
影響が画像に現れやすいときは、回転清掃部材を感光体
ドラムに従動回転させて感光体ドラムへの摺擦負荷と負
荷変動を軽減し、その他の場合には回転清掃部材を駆動
して感光体ドラムを積極的に摺擦するように切り換える
ことが可能なので、ジッタによる画像の乱れを発生させ
ることなく、ドラム表面を研磨して画像流れ現象やフィ
ルミング現象の発生を防止することができる。

【００３１】また、ジッタが発生しやすい静電潜像形成
開始時からトナー像転写終了時までの期間は回転清掃部
材を感光体ドラムに従動回転させ、当該期間以外は回転
清掃部材を駆動して感光体ドラムを積極的に摺擦するよ
うにすれば、感光体ドラム表面に残留するトナーを除去
する効果を維持しつつ、ジッタによる画像の乱れを低減
することができる。

【００３２】また、回転清掃部材が感光体ドラムよりも
速い周速で回転するようにすれば、ドラム表面の研磨効
果をより高めることができ、また、回転清掃部材が感光
体ドラムに摺擦するときに感光体ドラムの回転を抑制す
る力が働かないため、感光体ドラムの駆動手段に負荷を
与えることがない。

【００３３】また、回転清掃部材を感光体ドラムの駆動
手段によって回転駆動するようにすれば、駆動機構の構
成が簡単になり、製造コストも低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す模
式図である。

【図２】本発明に係るクリーニング機構の概略構成を示
す側断面図である。

【図３】（ａ）は当該クリーニング機構の感光体ドラ
ム、クリーニングローラ及びスパイラル部分を示す平面
図、（ｂ）は感光体ドラム、クリーニングローラ及びス
パイラルの各ギヤを示す側面図である。

【図４】クリーニングローラのクラッチの切り換え制御
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ プリンタ ４ 感光体ドラム ２０ クリーニング機構 ２１ クリーニングローラ ２１ａ クラッチ ２２ クリーニングブレード ２３ スパイラル ２５ モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA31 DE07 ED27 EE03 EF06 EF09 EF11 2H035 CA07 CB01 CG03 2H134 GA01 GB02 GB08 HA07 HA09 HA16 HD01 JA02 KA40 KB06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像の転写後に感光体ドラム上に残
   留するトナーを除去するクリーニング機構であって、 回転自在に設けられ、前記感光体ドラムによるトナー像
   転写位置の下流側で感光体ドラムに摺擦する回転清掃部
   材と、 前記回転清掃部材を、前記感光体ドラムとの摺擦面にお
   いて同一の回転方向となるようにして、前記感光体ドラ
   ムと周速差を設けて回転駆動する駆動手段と、 前記駆動手段からの駆動力を前記回転清掃部材に伝達す
   るか否かを切り換える切り換え手段とを備え、 前記切り換え手段によって前記駆動手段からの駆動力が
   前記回転清掃部材に伝達されない状態とされているとき
   は、前記回転清掃部材は前記感光体ドラムに従動して回
   転するように構成されていることを特徴とするクリーニ
   ング機構。
2. 【請求項２】 前記切り換え手段は、前記感光体ドラム
   での静電潜像形成開始時からトナー像転写終了時までの
   期間は前記駆動手段の駆動力を前記回転清掃部材に伝達
   しないようにし、当該期間以外は前記駆動手段の駆動力
   を前記回転清掃部材に伝達することを特徴とする請求項
   １に記載のクリーニング機構。
3. 【請求項３】 前記駆動手段は、前記感光体ドラムの周
   速よりも速い周速となるように前記回転清掃部材を回転
   駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載
   のクリーニング機構。
4. 【請求項４】 前記駆動手段は、前記感光体ドラムを回
   転駆動するための駆動手段であることを特徴とする請求
   項１乃至請求項３のいずれかに記載のクリーニング機
   構。
5. 【請求項５】 感光体ドラム上の静電潜像をトナー像と
   して用紙に形成する画像形成装置であって、 トナー像の転写後に前記感光体ドラム上に残留するトナ
   ーを除去するために請求項１乃至請求項４のいずれかに
   記載のクリーニング機構を備えたことを特徴とする画像
   形成装置。