JP2006047653A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体の表面が受ける損傷を軽減しつつ、像担持体上に残留する現像剤を確実に除去することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 感光体ドラム１２の回転軸に平行に配置され、感光体ドラム１２の表面を清掃するブラシローラ１８０が、感光体ドラム１２上の現像剤像が実際に形成される画像領域１２０ａを清掃するための第１ブラシ部材１８０ａと、画像領域１２０ａの外側の非画像領域１２０ｂ，１２０ｃを清掃するための第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃとにより構成される。また、第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃは、第１ブラシ部材１８０ａよりも細い径を有し、第１ブラシ部材１８０ａよりも大きい電気抵抗値を有するブラシ材により構成される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、像担持体上に現像剤により形成された画像を転写材に転写した後に、前記像担持体に残留している現像剤を除去するためのクリーニング手段を備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真プロセスを採用したコピー機、プリンタ等の画像形成装置は、帯電させた感光体ドラムに対して、取得した画像データに基づいて露光することにより感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナー（現像剤）を供給することによりトナー像（現像剤像）を形成する。そして、このようにして感光体ドラム上に形成されたトナー像は転写材に転写されて定着されることにより、転写材に画像が形成される。

このような画像形成装置は、感光体ドラムに形成されたトナー像の転写材への転写後に、感光体ドラム上に残留しているトナー、感光体ドラムが吸着した装置内のチリ等を逐次除去して回収するクリーニング手段を備えている。繰り返し行なわれるトナー像の形成処理に際して感光体ドラム上にトナーが残留していると、感光体ドラムの表面を均一的に帯電させることが困難となるため、前の処理で残留したトナーを確実に除去する必要がある。

クリーニング手段は、感光体ドラムの表面に接触して残留したトナーを除去するクリーニングブレード、クリーニングブラシ等をクリーニング部材として有している。クリーニングブレードは、ゴム部材により構成されており、感光体ドラムの表面を擦りながらトナー及びチリを除去する。クリーニングブラシは、電気抵抗値が１．０×１０^6.5〜１．０×１０^9.5Ω・ｃｍ程度の導電性を有するナイロン材により構成されたブラシ部材からなり、感光体ドラムの表面に接触しながらトナー及びチリを除去する。また、このようなクリーニング部材を所定電位に帯電させることにより、逆の電位に帯電しているトナー及びチリをクリーニング部材に吸着させることもできるので、より効率よく感光体ドラムの表面を清掃することができる。

近年では、高速で動作する画像形成装置において、感光体ドラムの長寿命化を図るためにクリーニングブラシを利用することが多くなっている。また、特許文献１には、感光体ドラムの表面を傷付けずに、より確実にトナー及びチリを除去できる材質でクリーニングブラシを構成し、このクリーニングブラシを適切な電位に帯電させるように制御する装置が開示されている。
特許第３１３７９６２号公報

一方、感光体ドラムは、円柱形状の基板部材の周面に、帯電する際に電位を発生させる誘電層、発生した電位を保持する保持層等が積層され、更に照射された光を受光する感光層、表面を保護する表面層が積層されている。感光層は厚さが数１０μｍ〜数１００μｍ程度に形成されるため、高精度に形成することが困難であり、それぞれの感光体ドラムにおける感光層の厚みの変動によって、各感光体ドラムにおける光の感度が若干異なって生成される。

また、感光体ドラムを利用する画像形成装置においては、使用目的及び使用環境、例えば、１分間に画像処理（印刷）する用紙枚数に応じて照射する光の量が調整されており、ユーザは、調整された光量に対応できる感度の感光体ドラムを用いる必要がある。このような事情から通常、感光体ドラムには、自身を識別するための識別番号、自身を利用できる装置の種類、光の感度等を示す指標が付されている。従って、感光体ドラムを装着された画像形成装置は、装着された感光体ドラムに付されている指標に基づいて適切な感光体ドラムが装着されたか否かを判断している。

上述した指標はバーコード等にコード化され、このコード画像が感光体ドラムに積層される感光層と表面層との間に形成されている。従って、画像形成装置は、光センサ等を用いて表面層を介してコード画像を読み取ることができる。また、画像形成装置は、読み取ったコード画像に基づいて適切でない感光体ドラムが装着されたことを検知した場合には、動作を停止させることにより、故障発生等を未然に防止することができる。なお、感光体ドラムに形成されるコード画像は、感光体ドラムへのトナー像の形成を妨げないように、トナー像の形成領域（以下、画像領域ともいう）外に形成されている。

ところで、感光体ドラムのトナー像が形成されない表面は、帯電させる必要がなく、トナーも供給されない。しかし従来は、感光体ドラムの表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段は、感光体ドラムの画像領域と、それ以外の領域（以下、非画像領域ともいう）とを同じ条件で清掃するようなクリーニング部材を有していたため、感光体ドラムの非画像領域は、画像領域よりもクリーニング部材による損傷を受け易いという問題がある。

また、感光体ドラムの非画像領域が損傷を受けた場合、従来の画像形成装置では、装着された感光体ドラムを識別するためのコード画像を正確に読み取ることができなくなるおそれがあり、適切な感光体ドラムが装着されたにもかかわらず、動作を停止してしまう場合がある。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、像担持体の回転軸方向に材質が異なるクリーニング部材を使用することにより、例えば、像担持体の表面のトナー像が形成される領域と、それ以外の領域とのそれぞれにおいて損傷を軽減しつつ、残留する現像剤を確実に除去することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、像担持体の表面において、トナー像が形成されない非画像領域がクリーニング部材から受ける力を、トナー像が形成される画像領域がクリーニング部材から受ける力よりも小さくし、また、クリーニング部材を帯電させた場合に、クリーニング部材を介して非画像領域に印加される電圧を、画像領域に印加される電圧よりも低くすることにより、前記像担持体の非画像領域に加わる負荷を、画像領域に加わる負荷よりも小さくすることが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、画像データに基づいて帯電させた現像剤による画像を回転する像担持体上に形成する形成手段と、該形成手段が形成した像担持体上の画像を転写材に転写する転写手段と、該転写手段が画像を転写した後に前記像担持体上に残留している現像剤を除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、前記クリーニング手段は、前記像担持体の回転軸方向に異なる材質からなるクリーニング部材を配置してあることを特徴とする。

本発明によれば、画像データに基づいて帯電させた現像剤による画像を回転する像担持体上に形成し、形成した像担持体上の画像を転写材に転写した後に、前記像担持体上に残留している現像剤を除去するクリーニング手段が、前記像担持体の回転軸方向に異なる材質からなるクリーニング部材を備えることにより、現像剤が残留する像担持体の表面を回転軸方向に異なる材質によって清掃することが可能となる。

本発明に係る画像形成装置は、前記クリーニング部材は、前記形成手段によって現像剤による画像が形成される像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する第１クリーニング部材と、該第１クリーニング部材とは異なる材質からなり、前記像担持体の画像領域以外の領域上に残留する現像剤を除去する第２クリーニング部材とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の表面の現像剤による画像が形成される画像領域内に残留する現像剤を除去する第１クリーニング部材と、前記像担持体の表面の画像領域以外の領域内に残留する現像剤を除去する第２クリーニング部材とをそれぞれ異なる材質で構成することにより、像担持体上の画像の形成領域と、それ以外の領域とを異なる材質のクリーニング部材によって清掃することが可能となる。

本発明に係る画像形成装置は、前記クリーニング部材は、前記像担持体の回転軸方向に平行に配置されたローラ形状のブラシ部材であることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の回転軸方向に平行に配置されたローラ形状のブラシ部材によりクリーニング部材を構成することによって、像担持体上の画像の形成領域と、それ以外の領域とをそれぞれ異なる材質により清掃できるクリーニング部材を容易に生成することが可能となる。

本発明に係る画像形成装置は、前記クリーニング部材は、現像剤による画像が形成される前記像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する第１ブラシ部材と、該第１ブラシ部材よりも細い径を有し、前記像担持体の画像領域以外の領域上に残留する現像剤を除去する第２ブラシ部材とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する第１ブラシ部材の径よりも、像担持体の画像領域以外の領域を清掃する第２ブラシ部材の径を細くしてクリーニング部材を構成することにより、像担持体の画像領域を清掃する第１ブラシ部材よりも柔らかい第２ブラシ部材によって、像担持体の画像領域以外の領域を清掃することが可能となる。

本発明に係る画像形成装置は、前記クリーニング部材は、現像剤による画像が形成される前記像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する導電性を有する第１ブラシ部材と、該第１ブラシ部材よりも大きい電気抵抗値を有し、前記像担持体の画像領域以外の領域上に残留する現像剤を除去する第２ブラシ部材とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する第１ブラシ部材が有する電気抵抗値よりも、像担持体の画像領域以外の領域を清掃する第２ブラシ部材が有する電気抵抗値の方が大きいクリーニング部材を構成することにより、クリーニング部材に電圧を印加した場合に、クリーニング部材を介して像担持体の画像領域以外の領域に印加される電圧を、クリーニング部材を介して像担持体の画像領域に印加される電圧よりも低くすることが可能となる。

本発明に係る画像形成装置は、現像剤による画像が形成される前記像担持体の画像領域以外の領域に、前記像担持体を識別するための識別子を形成してあることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤による画像が形成されない領域に、自身を識別するための識別子が形成された像担持体を、上述したようなクリーニング部材を用いて清掃することによって、像担持体の表面がクリーニング部材から受ける損傷を軽減すると共に、像担持体の表面から前記識別子を精度よく読み取ることが可能となる。

本発明では、画像データに基づいて帯電させた現像剤による画像を回転する像担持体上に形成し、形成した像担持体上の画像を転写材に転写した後に、前記像担持体上に残留している現像剤を除去するクリーニング手段を、前記像担持体の回転軸方向に異なる材質からなるクリーニング部材を配置して構成する。よって、前記像担持体の回転軸方向に材質が異なるクリーニング部材を使用することにより、現像剤が残留する像担持体の表面を回転軸方向に異なる材質によって清掃することができる。

本発明では、画像形成装置に利用するクリーニング部材において、像担持体上の表面の現像剤による画像が形成される画像領域内に残留する現像剤を除去する第１クリーニング部材と、前記像担持体の表面の画像領域以外の領域内に残留する現像剤を除去する第２クリーニング部材とをそれぞれ異なる材質で構成する。よって、像担持体上の画像の形成領域と、それ以外の領域とを異なる材質のクリーニング部材によって清掃することができる。

本発明では、像担持体の回転軸方向に平行に配置されたローラ形状のブラシ部材によりクリーニング部材を構成することによって、像担持体上の画像の形成領域と、それ以外の領域とをそれぞれ異なる材質により清掃できるクリーニング部材を容易に生成することができる。

本発明では、像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する第１ブラシ部材の径よりも、像担持体の画像領域以外の領域を清掃する第２ブラシ部材の径を細くして構成されたクリーニング部材を画像形成装置に利用する。これにより、像担持体の画像領域を清掃する第１ブラシ部材よりも柔らかい第２ブラシ部材によって、像担持体の画像領域以外の領域を清掃することができる。従って、像担持体の表面において、画像領域以外の領域がクリーニング部材から受ける力を、画像領域が受ける力よりも小さくすることができる。

本発明では、像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する第１ブラシ部材の電気抵抗値よりも、像担持体の画像領域以外の領域を清掃する第２ブラシ部材の電気抵抗値の方が大きいクリーニング部材を画像形成装置に利用する。これにより、クリーニング部材を帯電させた場合に、クリーニング部材を介して像担持体の画像領域以外の領域に印加される電圧を、クリーニング部材を介して像担持体の画像領域に印加される電圧よりも低くすることができる。従って、像担持体の表面において、画像領域以外の領域がクリーニング部材から受ける電気的負荷を、画像領域が受ける電気的負荷よりも小さくすることができる。

本発明では、現像剤による画像が形成されない領域に、自身を識別するための識別子が形成された像担持体を、上述したようなクリーニング部材を用いて清掃することによって、像担持体の表面がクリーニング部材から受ける損傷を軽減すると共に、像担持体の表面から前記識別子を精度よく読み取ることができる。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の外観を示す斜視図である。図中１は本発明に係る画像形成装置であり、具体的にはデジタルカラープリンタである。画像形成装置１には、下部に、記録用紙又はＯＨＰ(Over Head Projector)シート等のシートを収容する収容部２２（図２参照）を有する引出し式の給紙カセット２０が配設されている。この給紙カセット２０は、ユーザが手前側に引き出すことにより収容部２２を開放することができ、収容部２２を開放させた状態でシートの補充を行なうことができる。

また、画像形成装置１には、中央部に、外部から与えられた画像データに基づく画像を給紙カセット２０から搬送されてくるシート上に形成する画像形成部１０を備えている。画像形成部１０の左側面には、少量のシートを載置する手差しトレイ２３が取り付けられており、手差しトレイ２３に載置されたシートも画像形成部１０内部に取り込まれて画像形成部１０によって画像形成される。更に、画像形成装置１には、上部に、画像形成部１０によって画像形成されたシートが排出される排紙トレイ２８，２９と、ユーザが画像形成装置１を操作するための操作パネル１０５（図５参照）とが設けられている。

画像形成装置１は、上述した構成のほかにも、例えば、サイズが異なる複数種のシートを収容できる給紙カセット、数千枚単位のシートを収容できる大容量給紙カセット、複数の排紙トレイ及び画像形成されたシートを各排紙トレイに搬送するための搬送機構等を備えることもでき、また、これらをオプション機能として後付けできる構成とすることもできる。

図２は本発明に係る画像形成装置１の内部構成例を示す縦断面図である。画像形成装置１は、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置（図示せず）からの印刷ジョブに基づく画像をシート上に形成する。本実施形態において、画像形成装置１の画像形成部１０は、光走査ユニット１１、感光体ドラム１２、帯電器１３、現像器１４、転写器１６、定着器１７等を備えており、電子写真方式によりシート上に画像形成（印刷）を行なう。

帯電器１３は、感光体ドラム（像担持体）１２の表面を所定の電位に均一的に帯電させる。帯電器１３は、感光体ドラム１２に接触するローラ型、ブラシ型の他に、感光体ドラム１２に接触しないチャージャー型等が利用可能である。図２に示した画像形成装置１ではチャージャー型帯電器を用いている。なお、帯電器１３は、感光体ドラム１２の表面をマイナス極性に帯電させる。

光走査ユニット１１は、本実施形態では、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ：Laser Scanning Unit）により構成されている。なお、光走査ユニット１１には、ＬＳＵのほかに、例えばＥＬ（Electro Luminescence：エレクトロルミネセンス）やＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の発光素子をアレイ状に並べた書込みヘッドを用いることもできる。

光走査ユニット１１は、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２の表面にレーザ光を照射して感光体ドラム１２上のマイナス電荷を除去する。従って、光走査ユニット１１は、画像メモリ１０４（図５参照）から転送されてきた画像データに基づいてレーザ光を感光体ドラム１２に照射することにより、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム１２上に形成する。

現像器１４は、隣接する現像剤供給容器１５内の現像剤を取り出してマイナス極性に帯電させ、この現像剤を感光体ドラム１２上に形成された静電潜像に対して供給する。マイナス極性に帯電している現像剤は、感光体ドラム１２の表面において、レーザ光によってマイナス電荷が除去された部分に吸着し、これにより、現像器１４は、感光体ドラム１２上の静電潜像を顕像化した現像剤像（現像剤による画像）を形成する形成手段として動作する。

転写器１６は、搬送されてくるシートに現像剤の帯電極性（マイナス極性）とは逆極性（プラス極性）の高電圧を印加することにより、感光体ドラム１２上に形成された現像剤像をシート（転写材）上に転写する転写手段として動作する。転写器１６は、コロナ転写方式、ローラ転写方式、ブラシ転写方式及びベルト転写方式等が利用可能である。図２に示した画像形成装置１ではベルト転写方式の転写器１６を用いている。

定着器１７は、加熱ローラ１７ａ及び加圧ローラ１７ｂを備えており、図示しない温度検出器の検出値に基づいてヒータランプ等の加熱手段を制御することにより加熱ローラ１７ａを所定の定着温度に保つと共に、現像剤像が転写されたシートを加熱ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間に挟んで回転させ、加熱ローラ１７ａ及び加圧ローラ１７ｂからの熱及び圧力によりシート上に現像剤像を熱定着させる。

感光体ドラム１２の周囲には、上述した帯電器１３、現像器１４及び転写器１６のほかに、感光体ドラム１２の表面に顕像化された現像剤像をシートに転写した後に感光体ドラム１２の表面に残留する現像剤を回収及び除去するクリーニングユニット（クリーニング手段）１８と、感光体ドラム１２の表面の電荷を除去する除電ランプ１９とが設けられている。なお、クリーニングユニット１８を含む感光体ドラム１２の周辺の構成については、図３に基づいて後述する。

画像形成装置１には、給紙カセット２０内に設けられた収容部２２だけでなく、画像形成部１０内部の下方にもシートを収容する収容部２１が設けられている。収容部２１，２２及び手差しトレイ２３は、それぞれに積層されたシートの先端近傍にピックアップローラ２１ａ，２２ａ，２３ａをそれぞれ有しており、各ピックアップローラ２１ａ，２２ａ，２３ａにより分離給送されたシートが搬送路Ｒを通じて画像形成部１０内部へ搬送されてくる。なお、収容部２２に収容されているシートは、ピックアップローラ２２ａにより分離給送されて搬送ローラ２４まで搬送された後、搬送ローラ２４によって画像形成部１０の内部に取り込まれる。

ピックアップローラ２１ａ，２２ａ，２３ａによりそれぞれ分離給送されたシートは、転写器１６の上流位置に設けられたレジストローラ２５まで搬送路Ｒを通じて搬送される。レジストローラ２５の近傍にはレジスト前検知スイッチ（図示せず）が設置されており、搬送されてきたシートを回転していないレジストローラ２５によって一旦保持して感光体ドラム１２上の現像剤像と搬送するシートとの位置合わせを行なった後、所定のタイミングにてレジストローラ２５の回転を開始させることにより感光体ドラム１２と対向する位置へ向けてシートを搬送する。感光体ドラム１２の対向位置まで搬送されたシートには、転写器１６により感光体ドラム１２上の現像剤像が転写される。

転写器１６で現像剤像が転写されたシートは、定着器１７へ向けて搬送され、定着器１７によって熱及び圧力が加えられることにより、転写された現像剤像がシート上に熱定着される。現像剤像を定着されたシートは、搬送ローラ２６によって切替ガイド２７まで搬送され、切替ガイド２７で２方向に切り替えられた搬送路Ｒを通じて排紙ローラ２８ａ又は２９ａを介して排紙トレイ２８又は２９へ排出される。なお、排紙トレイ２８には画像形成されたシートがフェイスダウンで排出され、排紙トレイ２９には画像形成されたシートがフェイスアップで排出される。

次に、画像形成部１０の感光体ドラム１２の周辺の構成について説明する。図３は感光体ドラム１２の周辺の構成例を示す縦断面図、図４は感光体ドラム１２及びクリーニング部材であるクリーニングブラシの構成を説明するための模式的平面図である。なお、図４には、感光体ドラム１２及びクリーニングブラシを図３の右側から見た図を示している。

まず、転写器１６は、図３に示すように、転写ベルト１６０、転写ベルト１６０を介して感光体ドラム１２に当接する転写ローラ１６ｂ、転写ベルト駆動ローラ１６ｃ、転写ベルト従動ローラ１６ａ、転写ベルトテンションローラ１６ｅ、転写ベルトクリーニングローラ１６ｄ、現像剤回収容器１６２等を備える。転写ベルト１６０は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、各ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅによって張架されると共に、図３中の矢符Ａで示した方向に回転駆動される。

転写ベルト駆動ローラ１６ｃは、ローラ駆動回路（図示せず）により図３上で反時計回りに回転され、これにより転写ベルト１６０を矢符Ａの方向に回転させる。転写ベルト従動ローラ１６ａは、回動可能に構成されており、転写ベルト駆動ローラ１６ｃによる転写ベルト１６０の回転に従動して回転する。また、転写ベルト従動ローラ１６ａは、電源装置（図示せず）に接続されており、転写ベルト１６０と接触する領域において転写ベルト１６０に所定電圧を印加し、転写ベルト１６０を帯電させる。

転写ローラ１６ｂは、直径８〜１０ｍｍの金属軸をベースとし、その表面はＥＰＤＭ（Ethylene Propylene Diene Monomer：エチレンプロピレンゴム）、発泡ウレタン等の導電性の弾性材によって覆われている。また、転写ローラ１６ｂは、高圧電源（図示せず）に接続されており、表面の導電性の弾性材により転写ベルト１６０を介して感光体ドラム１２と当接する部分１６１において、感光体ドラム１２と転写ベルト１６０との間に転写バイアスを印加する。

本実施形態では、上述したように現像剤をマイナス極性に帯電させているため、転写バイアスの印加時において転写ローラ１６ｂにはプラス極性の転写バイアス（例えば、２ｋＶ）が印加される。従って、転写ベルト１６０に吸着されて搬送されてくるシートに対して転写ローラ１６ｂがプラス極性の高電圧を均一に印加することができるので、感光体ドラム１２に形成された現像剤像をシートに転写することができる。なお、転写ローラ１６ｂと感光体ドラム１２との当接部分１６１において現像剤像が転写されたシートは、転写ベルト１６０の回転に従って搬送路Ｒ上を搬送される。

転写ベルトクリーニングローラ１６ｄは、転写ベルト１６０のシートを吸着させる側の面の所定部分に当接されている。転写ベルトクリーニングローラ１６ｄの外周面は、転写ベルト１６０との当接部分において、転写ベルト１６０の外周面の移動方向とは逆方向に移動しており、転写ベルト１６０に付着した現像剤を摺擦作用によって除去する。また、転写ベルトクリーニングローラ１６ｄによって転写ベルト１６０から除去された現像剤は、現像剤回収容器１６２内に落下して回収される。

転写ベルトクリーニングローラ１６ｄは、高圧電源（図示せず）に接続されており、この高圧電源から供給される電力により、転写ローラ１６ｂによって転写ベルト１６０に印加された転写バイアスとは逆極性（マイナス極性）の電圧（例えば、−１ｋＶ）を転写ベルト１６０に印加する。これにより、転写ベルト１６０の帯電電位は０Ｖに近いプラス極性の電位となるので効率よく転写ベルト１６０に付着した現像剤を除去することができる。

感光体ドラム１２の回転方向において転写ベルト１６０との当接部分１６１の下流側には、ブラシローラ（クリーニング部材）１８０、ブラシローラ１８０を回転駆動させる駆動ギア１８２等を有するクリーニングユニット１８が配置されている。駆動ギア１８２は、図示しない駆動モータに接続されており、この駆動モータからの駆動力をブラシローラ１８０に伝達する。詳細な構成については図示していないが、駆動ギア１８２は、駆動モータからの駆動力に基づいて、ブラシローラ１８０の回転軸となるシャフト１８１を回転させる。

シャフト１８１は、金属又は合成樹脂材により形成された円形断面を有する軸であり、感光体ドラム１２の回転軸に平行に支持されている。ブラシローラ１８０は、このようなシャフト１８１の両端から適宜領域を除いた周面に、弾力性を有する合成樹脂材により形成された針状又は短冊状のブラシ材（繊維）を放射状に配した円筒状のブラシである。なお、シャフト１８１のブラシ材が設けられていない端部を駆動ギア１８２に連動させることにより、駆動モータからの駆動力に従って、ブラシローラ１８０を回転させることができる。

また、ブラシローラ１８０は、図示しない電源装置に接続されており、電源装置から印加される電圧によって所定電位に帯電することにより、感光体ドラム１２の表面に残留する現像剤をより効率よく回収することができる。

一方、感光体ドラム１２は、円柱状の感光体本体１２０と、感光体本体１２０の両端部に取り付けられた感光体保持フランジ１２１，１２１とを備えており、図示しない駆動モータからの駆動力に基づいて、感光体保持フランジ１２１を介して感光体ドラム１２を回転させることができる。なお、ブラシローラ１８０は、上述したように駆動ギア１８２からの駆動力によって独立して回転するように構成することもできるが、感光体ドラム１２の回転に従動して回転するように構成することもできる。

感光体ドラム１２は、現像器１４によって実際に現像剤像が形成される画像領域１２０ａと、実際には現像剤像が形成されない非画像領域１２０ｂ，１２０ｃとを有する。画像領域１２０ａは、画像形成装置１によって画像形成（印字）される可能性のあるシートの最大の幅よりも少し広い幅を有しており、例えば画像形成装置１がＡ４サイズのシートへの画像形成を行なう場合には、Ａ４サイズのシートの長手方向の長さよりも少し長い３００ｍｍ〜３２０ｍｍ程度の幅を有し、非画像領域１２０ｂ，１２０ｃはそれぞれ、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の幅を有する。

なお、この画像領域１２０ａの幅は、画像形成装置１の用途に応じて変更すればよい。例えばＡ４サイズよりも大きいサイズのシートへの画像形成を行なう装置では、３２０ｍｍ以上の幅にし、はがきサイズ程度のシートへの画像形成のみを行なう装置では、３００ｍｍよりも狭い幅にすればよい。また、感光体ドラム１２には、非画像領域１２０ｂ，１２０ｃの一方に、自身を識別する識別子１２ａが形成してある。

ここで、感光体ドラム１２は、円柱形状の基板部材の周面に、帯電する際に電位を発生させる誘電層、発生した電位を保持する保持層、光走査ユニット１１から照射された光を受光する感光層、表面を保護する表面層が順次積層されて構成されており、感光層と表面層との間に識別子１２ａが形成されている。なお、感光体ドラム１２に付される識別子１２ａは、例えば、自身を識別するための識別番号、自身を利用できる装置の種類、光の感度等を示しており、これらをバーコード等にコード化して得られたコード画像である。

上述した感光体ドラム１２の構成に対応して、本実施形態のブラシローラ１８０は、感光体ドラム１２の表面における画像領域１２０ａ上に残留した現像剤を除去することを主たる目的とする第１ブラシ部材１８０ａと、感光体ドラム１２の表面における非画像領域１２０ｂ，１２０ｃ上に吸着した現像剤及びチリを除去することを主たる目的とする第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃとを有する。

このようにブラシローラ１８０が第１ブラシ部材１８０ａ及び第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃを有する理由は、感光体ドラム１２の非画像領域１２０ｂ，１２０ｃには現像剤像が形成されないため、電圧が印加されることがないので、画像領域１２０ａと比較して付着するチリが少ないからである。従って、本実施形態では、第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃを、第１ブラシ部材１８０ａよりも細い径を有するブラシ材により構成することにより、第１ブラシ部材１８０ａよりも柔らかくなるように構成する。例えば、第１ブラシ部材１８０ａに繊維径が３３０デニールのブラシ材を用いた場合、第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃには繊維径が２００デニール程度のブラシ材を用いればよい。なお、デニールとは、繊維を９０００ｍの長さに引き伸ばした場合の重さによって繊維径を示す単位である。

また、ブラシローラ１８０は、上述したように電源装置から電圧が印加されて所定電位に帯電するように構成されているが、第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃを、第１ブラシ部材１８０ａよりも大きい電気抵抗値を有するブラシ材により構成する。これにより、第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃを介して感光体ドラム１２の非画像領域１２０ｂ，１２０ｃに印加される電圧を、第１ブラシ部材１８０ａを介して感光体ドラム１２の画像領域１２０ａに印加される電圧よりも小さくすることができる。例えば、第１ブラシ部材１８０ａに電気抵抗値が１．０×１０⁷Ω・ｃｍのブラシ材を用いた場合、第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃには電気抵抗値が１．０×１０⁹Ω・ｃｍ程度のブラシ材を用いればよい。

上述したように、感光体ドラム１２の画像領域１２０ａ上の現像剤を除去する第１ブラシ部材１８０ａと、感光体ドラム１２の非画像領域１２０ｂ，１２０ｃ上の現像剤を除去する第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃとを異なる材質により構成することにより、画像領域１２０ａ上に残留する現像剤を確実に除去すると共に、非画像領域１２０ｂ，１２０ｃの表面が第２ブラシ部材１８０ｂ，１８０ｃから受ける損傷を軽減することができる。

図５は本発明に係る画像形成装置１の制御系の構成例を示すブロック図である。画像形成装置１はＣＰＵ１０１を備えている。ＣＰＵ１０１には、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、画像メモリ１０４、操作パネル１０５、通信ポート１０６、給紙部１０７、識別子読取部１０８及び上述したような画像形成部１０等の各種ハードウェアがバス１ａを介して接続されている。また、画像形成装置１は図示しない電源装置を備えており、電源装置から供給される電力によって上述したようなハードウェア各部が動作することができる。

ＲＯＭ１０２は、上述したようなハードウェア各部をＣＰＵ１０１が制御するための制御プログラムを予め格納している。ＲＡＭ１０３は揮発性の半導体メモリであり、ＣＰＵ１０１による制御プログラムの実行中に発生するデータを一時的に記憶する。ＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２に記憶してある制御プログラムをＲＡＭ１０３に読み出して順次実行することにより、画像形成装置１に本発明の画像形成装置としての動作を行なわせることができる。

画像メモリ１０４は揮発性の半導体メモリであり、通信ポート１０６を通じて受信した印刷ジョブを展開して得られる印刷用の画像データを一時的に記憶する。記憶された画像データはＣＰＵ１０１が指示するタイミングで画像形成部１０へ読み出され、画像形成部１０の光走査ユニット１１へ送出される。操作パネル１０５は、ユーザからの操作指示を受け付けるための各種操作ボタンを備えた操作部と、ユーザに対して報知すべき情報を表示するＬＥＤディスプレイ、液晶ディスプレイのような表示部とにより構成されている。

通信ポート１０６は、外部にパーソナルコンピュータ等の情報処理装置を接続するための通信インタフェースを備えており、通信ケーブル又は通信ネットワークを介して接続された情報処理装置からの印刷ジョブを受信すると共に、情報処理装置に対して報知すべき情報を送信する。通信ポート１０６はこのような各種情報の送受信を制御する。

給紙部１０７は、上述したシートの収容部２１，２２、手差しトレイ２３等からなり、ＣＰＵ１０１から指示されるタイミングでピックアップローラ２１ａ，２２ａ又は２３ａを駆動し、収容部２１，２２又は手差しトレイ２３に積層されたシートを１枚ずつ画像形成部１０へ分離給送する。

識別子読取部１０８は、例えば光センサを利用したバーコード読取装置であり、上述したように感光体ドラム１２の非画像領域１２０ｃ（又は１２０ｂ）に設けられた識別子１２ａを読み取り、読み取った情報をＣＰＵ１０１へ通知する。ＣＰＵ１０１は、識別子読取部１０８から通知された情報に基づいて、装着されている感光体ドラム１２が適切なものであるか否かを判断し、適切でないと判断した場合には、その旨を操作パネル１０５によって外部へ通知し、画像形成処理を停止させる。

画像形成部１０は、前述した如く、光走査ユニット１１、感光体ドラム１２、帯電器１３、現像器１４、転写器１６、定着器１７、クリーニングユニット１８等を備えており、画像メモリ１０４から転送されてくる画像データに基づく画像を、給紙部１０７によって給送されてくるシート上に形成する。

上述した実施形態では、本発明の画像形成装置をデジタルカラープリンタに適用した形態を例に説明したが、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能を有する各種の画像形成装置、及びこれらの機能を複合した複合機に適用することもできる。また、上述した実施形態では、感光体ドラム１２の表面に残留する現像剤を除去するためのクリーニング部材としてブラシローラ１８０を利用する構成について説明したが、ブラシ形状のクリーニング部材には限られず、ブレード形状のクリーニング部材においても適用することができる。

更に、上述した実施形態では、感光体ドラム１２の表面に残留する現像剤を除去するためのクリーニング部材について説明したが、各色に対応する感光体ドラムに形成された現像剤像を転写ベルト上に一旦重ねて転写し、その後記録用紙に一括して再度転写して多色画像を形成する中間転写方式の画像形成装置において、前記転写ベルトの表面に残留する現像剤を除去するためのクリーニング部材においても、前記転写ベルトの移動方向に交差する方向に異なる材質からなる部材によって構成することにより、同様の効果が得られる。

本発明に係る画像形成装置の外観を示す斜視図である。 本発明に係る画像形成装置の内部構成例を示す縦断面図である。 感光体ドラムの周辺の構成例を示す縦断面図である。 感光体ドラム及びクリーニングブラシの構成を説明するための模式的平面図である。 本発明に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム（像担持体）
１２ａ 識別子
１４ 現像器（形成手段）
１６ 転写器（転写手段）
１８ クリーニングユニット（クリーニング手段）
１８０ ブラシローラ（クリーニング部材）
１８０ａ 第１ブラシ部材
１８０ｂ，１８０ｃ 第２ブラシ部材

Claims (6)

1. 画像データに基づいて帯電させた現像剤による画像を回転する像担持体上に形成する形成手段と、該形成手段が形成した像担持体上の画像を転写材に転写する転写手段と、該転写手段が画像を転写した後に前記像担持体上に残留している現像剤を除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
   前記クリーニング手段は、前記像担持体の回転軸方向に異なる材質からなるクリーニング部材を配置してあることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記クリーニング部材は、
   前記形成手段によって現像剤による画像が形成される像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する第１クリーニング部材と、
   該第１クリーニング部材とは異なる材質からなり、前記像担持体の画像領域以外の領域上に残留する現像剤を除去する第２クリーニング部材と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニング部材は、前記像担持体の回転軸方向に平行に配置されたローラ形状のブラシ部材であ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. 前記クリーニング部材は、
   現像剤による画像が形成される前記像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する第１ブラシ部材と、
   該第１ブラシ部材よりも細い径を有し、前記像担持体の画像領域以外の領域上に残留する現像剤を除去する第２ブラシ部材と
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング部材は、
   現像剤による画像が形成される前記像担持体の画像領域上に残留する現像剤を除去する導電性を有する第１ブラシ部材と、
   該第１ブラシ部材よりも大きい電気抵抗値を有し、前記像担持体の画像領域以外の領域上に残留する現像剤を除去する第２ブラシ部材と
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 現像剤による画像が形成される前記像担持体の画像領域以外の領域に、前記像担持体を識別するための識別子を形成してあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかひとつに記載の画像形成装置。

Images