JP2003215998A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潜像担持体上のトナー像を転写紙上に転写す
る際の通紙間隔が長くなった場合に、通紙間隔に相当す
る潜像担持体面（非画像形成部）にトナーの薄膜から成
る地汚れ部を形成するようにしたので、クリーニングブ
レードと潜像担持体間の摩擦力を適正に維持して、クリ
ーニング不良の発生を防止する。 【解決手段】 潜像担持体１と、帯電装置２と、露光手
段３と、現像装置４と、転写装置５と、給紙装置６と、
潜像担持体表面と接することにより転写後に潜像担持体
上に残留するトナーを除去するクリーニングブレード１
１を備えたクリーニング装置１０と、これらを制御する
制御部２０と、を備えた画像形成装置において、制御部
は、給紙装置により転写位置に給紙される転写紙の通紙
間隔に対応する潜像担持体面にトナーから成る地汚れ部
を形成し、該通紙間隔の長さに応じて、地汚れ部のトナ
ー量を増減制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ装置等の電子写真式画像形成装置の改
良に関し、特に感光体をクリーニングするクリーニング
ブレードの性能低下を解消するための技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等
の電子写真式の画像形成装置は、図５（ａ）に示すよう
に感光体ドラム等の潜像担持体１と、潜像担持体１上を
一様に帯電させる帯電装置２と、潜像担持体１の帯電面
に原稿反射光等の光像を照射して静電潜像を形成する露
光手段（書込光学系）３と、静電潜像上の静電潜像にト
ナーＴを供給してトナー像とする現像装置４と、潜像担
持体上のトナー像Ｔを転写紙Ｐ上に転写する転写装置５
と、該転写装置に向けて所定の紙間隔で転写紙を給紙す
るレジストローラ対６（給紙装置）と、潜像担持体表面
と接することにより転写後に潜像担持体上に残留するト
ナーを除去するクリーニングブレード１１を備えたクリ
ーニング装置１０と、除電装置７と、転写紙Ｐ上のトナ
ー像を定着する図示しない定着装置と、これらを制御す
る制御部等を備えている。現像装置４は、ケーシング４
ａと、ケーシング４ａ内に配置されて現像剤Ｄ（キャリ
ア、トナー）を攪拌するトナー攪拌手段４ｂと、現像剤
を保持して潜像担持体１上に供給する現像ローラ４ｃ
と、を備えている。現像ローラ４ｃは、現像ローラ４ｃ
上のトナーＴを静電潜像側に移動させて現像を行う。転
写装置５は、例えば転写ローラであり、潜像担持体１上
のトナー像を静電的に、供給されてきた転写紙上に転写
する。レジストローラ対６の上流側には図示しない給紙
トレイ、給紙機構が配置されており、レジストローラ対
６と共に給紙装置を構成している。クリーニング装置１
０は、ケーシング１２の一部１２ａによってクリーニン
グブレード１１を支持しており、クリーニングブレード
１１の先端部は潜像担持体１の表面に摺接している。ク
リーニングブレード１１の先端部によって潜像担持体１
から掻き落されたトナーＴは、ケーシング１２内部に回
収される。ケーシング１２内には回収されたトナーＴを
紙面と直交する方向へ搬送するスクリュー１３が配置さ
れ、回収したトナーを図示しない廃ボトル等に搬送す
る。

【０００３】ところで、図５（ａ）に示した電子写真式
画像形成装置では、潜像担持体１上のトナー像を転写紙
上に転写した後で潜像担持体上に残留した残トナーを、
ポリウレタンゴム等から成るクリーニングブレード１１
により掻き落とし、クリーニングするが、このクリーニ
ング能力を維持するためには、クリーニングブレード１
１と潜像担持体との接触部に適正な摩擦力が作用する必
要がある。ここで求められる適正な摩擦力は、潜像担持
体と接触するクリーニングブレード１１の接触エッジ
に、掻き落としたトナーＴが介在し、このトナーが潤滑
剤の役割を果たすことによって維持される。つまり、ト
ナーを介さずに、クリーニングブレード１１のエッジと
潜像担持体とが直接接触している場合には、摩擦力が過
剰となり、ブレードエッジ１１ａへの過負荷によって、
ブレードエッジの変形、潜像担持体へのダメージ発生等
の不具合が発生する。具体的には例えば、電子写真式の
ファクシミリ装置等において画像を受信する場合には、
転写紙上に出力するための画像形成時間に対して受信の
通信スピードが遅いために、画像形成しない転写紙間の
間隔が長くなり、潜像担持体が空回りする時間が長くな
る場合がある。通常、通紙間隔に相当する時間中に潜像
担持体が空回りすると、クリーニングブレードに付着す
るトナー量が少なくなってしまうために、空回し状態が
長く続くと、ブレードエッジ１１ａと潜像担持体１との
摩擦力を適正に維持できなくなり、クリーニング負荷が
大きくなる。特に、高温高湿環境では、クリーニングブ
レードと潜像担持体との間の摩擦係数が大きくなるため
に、クリーニング負荷が著しく大きくなる。更に潜像担
持体１の空回し時間が長くなると、ブレード１１の接触
エッジに大きなストレスが加わり、やがて変形する（図
５（ｂ））。即ち、図５（ｂ）は、著しい摩擦力の増大
によってブレードエッジ１１ａが必要以上に変形した状
態を示しており、ブレードエッジがこのように変形した
状態で、潜像担持体１上の転写残トナーが移動してくる
と、ブレードエッジの変形により、クリーニングができ
なくなり、クリーニング不良を発生する場合がある。そ
の結果、画像上、縦黒筋が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、潜像担持体上のトナー像を転写紙
上に転写する際の通紙間隔が長くなった場合であって
も、クリーニングブレードと潜像担持体間の摩擦力を適
正に維持して、クリーニング不良の発生を防止すること
を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、潜像担持体と、潜像担持体上を
一様に帯電させる帯電装置と、潜像担持体の帯電面に光
像を照射して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜
像にトナーを供給してトナー像とする現像装置と、潜像
担持体上のトナー像を転写紙上に転写する転写装置と、
該転写装置に向けて所定の紙間隔で転写紙を給紙する給
紙装置と、潜像担持体表面と接することにより転写後に
潜像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング
ブレードを備えたクリーニング装置と、これらを制御す
る制御部と、を備えた画像形成装置において、前記制御
部は、給紙装置により転写位置に給紙される転写紙の通
紙間隔に対応する潜像担持体面にトナーから成る地汚れ
部を形成し、該通紙間隔の違いに応じて、地汚れ部のト
ナー量を増減制御することを特徴とする。クリーニング
ブレードのエッジ部と潜像担持体との間の摩擦係数は、
トナーが介在することによって適正に保持されるが、通
紙間隔が長い場合には、ブレードエッジはトナーが存在
しない担持体面との間で高い摩擦を発生し、捲れ等の変
形を起こし、クリーニング不良をもたらす原因となる。
本発明では、転写紙の通紙間隔が長い場合に、非画像形
成部である潜像担持体面に意図的にトナーの薄膜から成
る地汚れ部を形成すると共に、該通紙間隔の長さに応じ
て地汚れトナー量を増減制御するようにした。このた
め、通紙間隔が長くなっても、潜像担持体をクリーニン
グするのに適正な、ブレードエッジと潜像担持体間の摩
擦力を保つのに必要な量のトナーをブレードエッジへと
供給できるので、ブレードエッジへのトナー供給量不足
による摩擦力増加、摩擦力増加によるクリーニング負荷
の増大、クリーニング負荷増大によるクリーニング不良
の発生、更には、クリーニングブレードめくれといった
問題の発生を防止できる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１において、前
記地汚れ部のトナー量を制御するために、現像バイアス
電圧供給源を制御して、前記現像装置から前記通紙間隔
に対応する潜像担持体面にトナーを供給する際の現像バ
イアス値を変更することを特徴とする。この発明によれ
ば、請求項１と同様に、通紙間隔に対応する潜像担持体
面に対する現像バイアス値を増減させることによって、
地汚れ部のトナー付着量を制御することができる。請求
項３の発明は、請求項１又は２において、前記地汚れ部
のトナー量を制御するために、前記帯電装置の帯電電源
を制御して、前記通紙間隔に対応する潜像担持体面の帯
電電位を変更することを特徴とする。この発明によれ
ば、帯電電源を制御して、通紙間隔に対応する潜像担持
体面の帯電電位を増減変化させることにより、請求項１
と同様に、地汚れ部のトナー量を調整できる。請求項４
の発明は、請求項１，２又は３において、前記通紙間隔
に対応する潜像担持体面に形成された地汚れ部を構成す
るトナーを前記クリーニングブレードにより除去して現
像装置に戻してリサイクル使用することを特徴とする。
地汚れ部を形成することによって、クリーニング装置に
より除去回収されるトナー量が増えるが、回収トナーを
すぐに廃棄せずに、現像装置に戻して再使用されるので
トナーの無駄使いがなくなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した実施
の形態により詳細に説明する。図１は本発明を適用する
画像形成装置に装備される画像形成部の概略構成図であ
る。この画像形成部は、感光体ドラム状の潜像担持体１
と、潜像担持体１上を一様に帯電させる帯電ローラとし
ての帯電装置２と、潜像担持体１の帯電面に原稿反射光
等の光像を照射して静電潜像を形成する露光手段（書込
光学系）３と、静電潜像上の静電潜像にトナーＴを供給
してトナー像とする現像装置４と、潜像担持体上のトナ
ー（像）Ｔを転写紙Ｐ上に転写する転写ローラとしての
転写装置５と、転写装置５に向けて所定の給紙タイミン
グで転写紙Ｐを給紙するレジストローラ対６（給紙装
置）と、潜像担持体表面と接することにより転写後に潜
像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニングブ
レード１１を備えたクリーニング装置１０と、除電装置
７と、転写紙Ｐ上のトナー像を定着する図示しない定着
装置と、これらを制御する制御部２０等を備えている。

【０００８】帯電装置２は、例えば帯電ローラであり、
帯電電源２１によって潜像担持体上を帯電させる電位を
調整可能に構成されている。現像装置４は、ケーシング
４ａと、ケーシング４ａ内に配置されて現像剤Ｄ（キャ
リア、トナー）を攪拌するトナー攪拌手段４ｂと、現像
剤を保持して潜像担持体１上に供給する現像ローラ４ｃ
と、を備えている。現像ローラ４ｃは、現像バイアス供
給源２２から供給される現像バイアス電圧によって潜像
担持体１上の静電潜像との間に電位差を発生させて現像
ローラ４ｃ上のトナーＴを静電潜像側に移動させて現像
を行う。転写装置５は、例えば転写ローラであり、転写
バイアス供給源２３からの転写バイアス電流によって、
潜像担持体１上のトナー像を静電的に、供給されてきた
転写紙上に転写する。レジストローラ対６の上流側には
図示しない給紙トレイ、給紙機構が配置されており、レ
ジストローラ対６と共に給紙装置を構成している。給紙
トレイから給紙機構によって一枚ずつ給紙された転写紙
がレジストローラ対６によって転写位置に供給されるタ
イミングは、回転する潜像担持体上のトナー像の先端部
が転写位置に達するタイミングと一致するように制御さ
れるが、ファクシミリ装置等において画像データを受信
する場合や、画像形成装置において密着センサにて画像
を読み取ってコピーする場合には、画像形成部での画像
形成時間に対して、通信速度や画像読取り速度が遅くな
るため、画像形成作業を行わない通紙間隔が長くなり、
潜像担持体の空回りが多くなる。クリーニング装置１０
は、ケーシング１２の一部１２ａによってクリーニング
ブレード１１を支持しており、ポリウレタンゴム等から
成るクリーニングブレード１１の先端部は潜像担持体１
の表面に摺接している。クリーニングブレード１１の先
端部によって潜像担持体１から掻き落されたトナーＴ
は、ケーシング１２内部に回収される。ケーシング１２
内には回収されたトナーＴを紙面と直交する方向へ搬送
するスクリュー１３が配置され、回収したトナーを図示
しない廃ボトル等に搬送する。或いは、スクリュー１３
によって回収したトナーを現像装置４の図示しないトナ
ーホッパ部等に戻してリサイクルトナーとして再利用を
図るように構成されている。上述のように、ポリウレタ
ンゴム製のクリーニングブレード１１により潜像担持体
１からトナーを掻き落としクリーニングする際に、クリ
ーニング能力を維持するためには、クリーニングブレー
ドと潜像担持体との間に適正な摩擦力を作用させる必要
がある。この適正な摩擦力は、クリーニングブレードの
接触エッジ１１ａに適量のトナーが存在して、トナーが
潤滑剤の役割を果たすことによって維持される。

【０００９】本発明では、画像形成装置が例えばファク
シミリ装置である場合に、受信時等、潜像担持体１の転
写位置に給紙される転写紙間の通紙間隔が長くなる場合
に、制御部が、現像バイアス電圧供給源２２からの現像
バイアス電圧を図２のように部分的に高めて、潜像担持
体１上に薄膜状のトナーから成る地汚れ部を意図的に形
成する。トナーの薄膜から成る地汚れ部は、転写紙の通
紙間隔に相当する潜像担持体上の画像形成領域に形成さ
れる。即ち、通紙間隔が通常値である場合には、現像バ
イアスは細線で示すように通紙間隔に対応する時間中低
くなっている（現像を行わない区間であるため）。一
方、潜像担持体の表面電位は通紙間隔に相当する部分
（潜像が存在しない領域）では高くなっている（ネガポ
ジの場合。ポジネガの場合は逆に低くなる）。これに対
して本発明の実施形態では、通紙間隔が所定以上長くな
る場合には、図２中に点線で示すように現像バイアス電
圧が紙間において部分的に潜像担持体表面電位よりも高
くなるように現像バイアス電源供給源２２を制御し、こ
の現像バイアス値が潜像担持体表面電位よりも高い部分
（斜線図示）において潜像担持体上に地汚れを形成する
ようにしている。換言すれば、通紙間隔に対応する潜像
担持体表面の電位を現像バイアス値に対して相対的に低
くすることによって、地汚れ部を構成するトナー薄膜を
形成することができる。このため、図３に示すように、
地汚れ部分を構成するトナーＴをクリーニングブレード
１１が掻き落とす時にブレードエッジ１１ａと潜像担持
体１との間に潤滑剤となるトナーが供給されて介在し続
け、クリーニングブレード１１と潜像担持体１間の摩擦
力が適正に維持されるので、クリーニングブレードへの
負荷増大によるブレードエッジの過剰な変形がなくな
り、クリーニング不良が発生しない。

【００１０】次に、通紙間隔に相当する潜像担持体表面
部分に、意図的にトナーによる地汚れ状態を作る方法と
しては、紙間に相当する期間における現像バイアス電圧
を高める以外にも、帯電電源２１を制御して紙間に相当
する潜像担持体表面の帯電電位を変化させることにより
潜像を形成した上でこれを現像して地汚れ部としてもよ
い。或いは現像バイアスを制御する方法、或いは帯電電
圧を制御する方法と、転写バイアス供給電源２３を制御
して転写電流を変化させる方法を組み合わせても同様の
効果が得られる。要するに上記３つの制御方法を適宜組
み合わせても良い。更に、本発明では、制御部２０は、
図４に示すように転写位置に給紙される転写紙の通紙間
隔（ｌ）が長くなるに連れて地汚れ部分の周方向長さ
（Ｊ）が順次長くなるように変化させるための制御デー
タ（現像バイアス値データ、帯電電圧値データ、転写バ
イアス値データ）を保持し、各データに従って地汚れ部
分の周方向長を変化させるように制御する。このように
通紙間隔が長くなるに連れてブレードエッジ１１ａに過
負荷が加わる距離（時間）が増大するという不具合に対
応するために、地汚れを形成するトナー薄膜の周方向長
さ（面積）を長く（大きく）して過負荷を低減している
ので、過負荷の発生を確実に防止してクリーニング不良
の発生を防止できる。

【００１１】次に、通紙間隔に相当する潜像担持体面に
地汚れ状態を作り、クリーニング装置により廃トナーと
して回収させると、廃トナー量が増加して、トナーの無
駄使いになってしまう。しかし、本発明の画像形成装置
では、クリーニング装置により回収したトナーをスクリ
ュー１３を初めとしたトナーリサイクル機構によって現
像装置４に戻してリサイクル使用するので、トナーの無
駄使いにならずに、有効に使用される。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、潜像担持
体上のトナー像を転写紙上に転写する際の通紙間隔が長
くなった場合に、通紙間隔に相当する潜像担持体面（非
画像形成部）にトナーの薄膜から成る地汚れ部を形成す
るようにしたので、クリーニングブレードと潜像担持体
間の摩擦力を適正に維持して、クリーニング不良の発生
を防止することができる。即ち、請求項１の発明では、
制御部は、給紙装置により転写位置に給紙される転写紙
の通紙間隔に対応する潜像担持体面にトナーから成る地
汚れ部を形成し、該通紙間隔の長さに応じて、地汚れ部
のトナー量を増減制御する。このことにより、転写紙の
通紙間隔が長い場合に、非画像形成部である潜像担持体
面にトナーの薄膜から成る地汚れ部を形成すると共に、
該通紙間隔の長さに応じて地汚れトナー量を増減制御す
るようにした。このため、通紙間隔が長くなっても、潜
像担持体をクリーニングするのに適正な、ブレードエッ
ジと潜像担持体間の摩擦力を保つのに必要な量のトナー
をブレードエッジへと供給できるので、ブレードエッジ
へのトナー供給量不足による摩擦力増加、摩擦力増加に
よるクリーニング負荷の増大、クリーニング負荷増大に
よるクリーニング不良の発生、更には、クリーニングブ
レードめくれといった問題の発生を防止できる。請求項
２の発明によれば、通紙間隔に対応する潜像担持体面に
対する現像バイアス値を増減させることによって、地汚
れ部のトナー付着量を制御することができる。請求項３
の発明によれば、帯電電源を制御して、通紙間隔に対応
する潜像担持体面の帯電電位を増減変化させることによ
り、請求項１と同様に、地汚れ部のトナー量を調整でき
る。請求項４の発明では、地汚れ部を形成したとして
も、回収トナーをすぐに廃棄せずに、現像装置に戻して
再使用されるのでトナーの無駄使いがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する画像形成装置に装備される画
像形成部の概略構成図。

【図２】本発明の一実施形態による地汚れ形成方法を説
明するための図。

【図３】本発明の実施形態におけるブレードエッジ部の
拡大図。

【図４】紙間長さに応じて地汚れ部長さを変更する方法
を説明する図。

【図５】従来例の説明図。

【符号の説明】

１ 潜像担持体、２ 帯電装置、３ 露光手段（書込光
学系）、４ 現像装置、５ 転写装置、６ レジストロ
ーラ対（給紙装置）、１０ クリーニング装置、１１
クリーニングブレード、２０ 制御部、２１ 帯電電
源、２２ 現像バイアス供給源、２３ 転写バイアス供
給源。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像担持体と、潜像担持体上を一様に帯
   電させる帯電装置と、潜像担持体の帯電面に光像を照射
   して静電潜像を形成する露光手段と、該静電潜像にトナ
   ーを供給してトナー像とする現像装置と、潜像担持体上
   のトナー像を転写紙上に転写する転写装置と、該転写装
   置に向けて所定の紙間隔で転写紙を給紙する給紙装置
   と、潜像担持体表面と接することにより転写後に潜像担
   持体上に残留するトナーを除去するクリーニングブレー
   ドを備えたクリーニング装置と、これらを制御する制御
   部と、を備えた画像形成装置において、 前記制御部は、給紙装置により転写位置に給紙される転
   写紙の通紙間隔に対応する潜像担持体面にトナーから成
   る地汚れ部を形成し、該通紙間隔の違いに応じて、地汚
   れ部のトナー量を増減制御することを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 前記地汚れ部のトナー量を制御するため
   に、現像バイアス電圧供給源を制御して、前記現像装置
   から前記通紙間隔に対応する潜像担持体面にトナーを供
   給する際の現像バイアス値を変更することを特徴とする
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記地汚れ部のトナー量を制御するため
   に、前記帯電装置の帯電電源を制御して、前記通紙間隔
   に対応する潜像担持体面の帯電電位を変更することを特
   徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記通紙間隔に対応する潜像担持体面に
   形成された地汚れ部を構成するトナーを前記クリーニン
   グブレードにより除去して現像装置に戻してリサイクル
   使用することを特徴とする請求項１，２又は３の何れか
   一項に記載の画像形成装置。