JP2006058694A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置の感光体クリーニングにおいて、像担持体表面の摩耗を抑えながら、画像のメダカ状汚れの除去を効果的行う画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラを特定の回転数で回転させる制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも画像形成時において前記ブラシローラを特定の回転数ａで回転させる信号Ａと電源投入後の所定時間において前記ブラシローラを前記回転数ａとは異なる特定の回転数ｂで回転させる信号Ｂとの２種類から成る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、像担持体表面に残留したトナーの除去装置の改良技術に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などの画像形成装置においては、像担持体表面に残留したトナーを除去するために、ブラシローラを回転させる方式が知られている。この方式においては、回転するブラシローラのブラシが像担持体表面に接触するので、像担持体表面がブラシから受ける外力によって比較的早期に摩耗するおそれがある。かかる摩耗が発生すると、転写材に転写された画像が乱され画質が劣化する。
このような不具合を防止するには、像担持体表面の線速度とその表面に接触するブラシローラのブラシの線速度との差を小さくし、像担持体表面に大きな外力が作用しないようにすることが望ましい。一方、像担持体表面にトナー像を形成するトナーには、添加剤が外添されており、かかる添加剤がトナーから遊離すると、これが像担持体表面に付着する。
このことで、像担持体表面に付着した添加剤を起点として、トナーが累積して堆積し、その累積したトナーは添加剤によってブロックされ、そのトナーが徐々に像担持体表面に固着する。かかるトナーの固着が発生すると、トナー像の地肌部にメダカ状の画像より成る汚れが現われ、その画像品質が劣化する。このような汚れの発生を防止するには、ブラシローラのブラシと像担持体との間の前述の速度差を大きく設定し、像担持体表面に大きな外力を与え、その表面に固着したトナーを掻き取るようにすればよい。
ところが、ブラシローラのブラシと像担持体表面の間の線速度の差を大きく設定すると、今度は、前述のように、像担持体表面の摩耗が促進され、これによる画質の劣化が発生する。このように、ブラシと像担持体表面との速度差を小さくすれば、メダカ状の汚れが発生し、逆にその速度差を大きくすると像担持体表面の摩耗による画質劣化が発生するという問題がある。
そこで、像担持体が回転を開始してから停止するまでの間に、像担持体表面に接触しているブラシ部分におけるブラシローラの線速度と像担持体表面の線速度との差の値が変化するように、回転速度を切り換え制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、前述した内容では、連続で大量の印刷を行う場合には、印刷終了時までは、制御機能が働かず、逆に、少量の印刷をこまめに行う場合は、制御機能を頻繁に行うことになり、摩耗が促進する。すなわち、印刷ジョブの内容によっては、効果が十分発揮できないことが考えられる。
特開平１０−２５４３２３号公報

前述したように、ブラシと像担持体表面との速度差を小さくすれば、メダカ状の汚れが発生し、逆にその速度差を大きくすると像担持体表面の摩耗が促進されることになる。
像担持体表面の摩耗が促進されると、像担持体上の電荷が不均一なものとなるため、中間調（例えば黒系統の色であれば灰色）では、画像ムラとなったり、非画像にトナーが現像されてしまう、いわゆるカブリと称する現象が発生しやすくなる。
このような場合は、一時的に上記不都合な現象が解消することはあっても、像担持体表面を清掃しても継続的な回復は見込めないので、最終的には像担持体を交換して対処しなければならないのが実状である。像担持体は、定期的に交換する部品ではあるが、これらの部品のなかでは高価な部類であるため、交換する頻度が高いと、印刷頁あたりの単価が高くなり、ユーザ負担が大きくなるという問題がある。
そこで、本発明では、上述した実情を考慮してなされたもので、像担持体表面の摩耗を抑えながら、メダカ除去を効果的に行う画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラを特定の回転数で回転させる制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも画像形成時において前記ブラシローラを特定の回転数ａで回転させる信号Ａと電源投入後の所定時間において前記ブラシローラを前記回転数ａとは異なる特定の回転数ｂで回転させる信号Ｂとの２種類から成る画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２に記載の発明は、像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを正逆両方向に回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラの特定の回転方向を決定する制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも電源投入後の所定時間において前記像担持体の回転方向に対して前記ブラシローラの回転方向を異なる方向とする信号Ｃを含む画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項３に記載の発明は、像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラを特定の回転数で回転させる制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも画像形成時において前記ブラシローラを特定の回転数ａで回転させる信号Ａと所定の待機時において前記ブラシローラを前記回転数ａとは異なる特定の回転数ｃで回転させる信号Ｃとの２種類から成る画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項４に記載の発明は、像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを正逆両方向に回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラの特定の回転方向を決定する制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも電源投入後の所定時間において前記像担持体の回転方向に対して前記ブラシローラの回転方向を異なる方向とする信号Ｃを含む画像形成装置を最も主要な特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、像担持体に形成する静電潜像の画像面積率を検知する手段を備え、該画像面積率に応じて、前記クリーニング動作の周期を可変とする画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置において、装置内部の温湿度を検知する手段を設け、該検出値に応じて、前記クリーニング動作間隔を可変とする画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項７に記載の発明は、像担持体に対して転写装置の接離手段と転写装置へ印加する高圧電源の制御手段を備え、前記クリーニング動作時には、像担持体表面に一定量のトナーを付着させた後、該接離手段、制御手段を制御することによって、一定量のトナーをクリーニング装置に入力させ、クリーニング動作を行う請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項８に記載の発明は、ブラシローラのファーブラシの毛断面が異形化処理を施されたブラシ材質とし、ファーブラシの毛断面の最大幅が現像剤の粒径よりも大きくなるように構成する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。

本発明における感光体表面クリーニング手段においては、該ブラシローラの回転方向、回転速度を可変とする機構を備えているので、クリーニング動作を実施することにより、従来、除去するのが困難であったメダカ状汚れを除去することができる。また、クリーニング動作は、電源投入時または、一定枚数印刷後の印刷待機時に行うため、摩耗は最小限に抑えることができ、感光体寿命を飛躍的に大きなものとすることが可能となる。

以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明する。
図１は、画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。ここに示した画像形成装置においては、図示していない画像形成装置本体の機枠に像担持体の一例であるドラム状の感光体１が、その中心軸線のまわりに回転自在に支持され、図示していないプリントボタンが押されると、感光体１は図１に符号Ａで示した時計方向に回転駆動される。
このとき、その感光体１の表面は、帯電装置２によって所定の極性に均一に帯電され、その帯電面には、図示していない書込み手段からの原稿画像の光像Ｌが照射される。このように感光体表面が露光されることによって、ここに原稿画像に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は、これが現像装置３を通過するとき、トナー像として可視像化される。回転駆動される感光体１の表面にトナー像が形成されるのである。
一方、図示していない給紙部から転写材の一例である転写紙４が給送され、その転写紙４が、感光体１上のトナー像に整合するタイミングで矢印Ｃ方向に給送される。このとき、転写部５において、感光体表面に形成されたトナー像が転写装置６の作用によって転写紙４の表面に転写される。この転写紙４は引き続き矢印Ｃ方向に搬送されて感光体１から離れ、図示していない定着装置へ搬送される。ここで、転写紙４上に転写されたトナー像がその転写紙４に定着される。このようにして転写紙４はコピー紙として装置外へ排出される。
一方、トナー像転写後の感光体表面には、転写紙４に転写されなかった転写残トナーＴが付着しており、かかる転写残トナーＴは、クリーニング装置７によって除去され、感光体１の表面が清掃される。その清掃後の感光体１の表面は除電装置１７により除電作用を受けて初期化され、引き続き前述の動作が実行され、次の転写紙上にトナー像が転写される。

画像形成装置は、回転駆動されつつ表面にトナー像が形成される感光体１より成る像担持体と、その像担持体表面に形成されたトナー像を転写紙４より成る転写材に転写する転写装置６と、トナー像転写後の像担持体表面に付着する転写残トナーＴを除去して像担持体表面を清掃するクリーニング装置７とを備えている。
クリーニング装置７は、図２にも示すように、クリーニングケース８と、クリーニングブレード９と、ブラシローラ１０と、トナー排出部材１１を有する。クリーニングブレード９は、ゴムなどの弾性材によって構成され、その基端部は取付ブラケット１２を介してクリーニングケース８に固定支持され、その自由端側の先端エッジ部が感光体１の表面に圧接している。
またブラシローラ１０は、クリーニングケース８内に収容されていて、感光体１と平行に延びる剛体により構成された芯軸１３と、その芯軸１３のまわりに設けられたブラシ１４を有している。芯軸１３はクリーニングケース８の前後の側壁に回転自在に支持され、図２に模式的に示したモータ（駆動手段）１５によって回転駆動され、これによってブラシローラ１０の全体がその中心軸線のまわりに回転駆動される。ブラシローラ１０の回転方向は、図２における時計方向であっても、また反時計方向であってもよいが、図示した例では、図２に矢印Ｂで示すように反時計方向に回転駆動されるものとする。このようにして、ブラシローラ１０は、そのブラシ１４がトナー像転写後の感光体表面に接触しながら回転する。クリーニングブレード９とブラシローラ１０は、感光体１の軸方向における画像領域、すなわち転写残トナーＴが付着する領域の全体に亘って、図の紙面に対して垂直な方向に長く延びている。

転写残トナーＴがクリーニング装置７に運ばれてくると、その転写残トナーＴはクリーニングブレード９の先端エッジ部でせき止められて感光体１の表面から掻き取られる。これにより、クリーニング装置７よりも下流側の感光体表面にトナーが付着することが防止される。感光体１の表面が清掃されるのである。クリーニングブレード９により掻き取られた転写残トナーは、下方に落下してブラシローラ１０のブラシ１４に受け止められ、そのブラシローラ１０の回転によって、感光体表面から離れる向きに搬送される。このとき、基端部がクリーニングケース８の上壁内面に固定されたフリッカーバー１６より成る掻き落し部材の先端がブラシ１４に接触しており、ブラシ１４に受け止められ、ブラシローラ１０の回転によって運ばれる転写残トナーが、フリッカーバー１６によって叩き落され、トナー排出部材１１へ向けて放出される。
トナー排出部材１１は、例えばスクリュー又はコイルなどから成り、矢印Ｄ方向に回転駆動されている。これにより、このトナー排出部材１１へ放出された転写残トナーはクリーニングケース８外に搬送され、図示していない回収タンクに送り込まれ、ここに収容される。
また、回転するブラシローラ１０のブラシ１４も、トナー像転写後の感光体表面に接触して、転写残トナーを掻き取る作用をなす。上述のように、図示した画像形成装置のクリーニング装置７は、回転駆動される芯軸１３と、そのまわりに設けられたブラシ１４とを有するブラシローラ１０を具備し、該ブラシローラ１０は、そのブラシ１４がトナー像転写後の像担持体表面に接触しながら回転する。

以上説明した画像形成装置の構成自体は、従来の画像形成装置と変りはない。その際、感光体表面に接触しているブラシ部分１４ａにおけるブラシローラの線速度をＶ１、感光体１の表面の線速度をＶ２、その両線速度の差（Ｖ１−Ｖ２）をＶ３とすると、その線速度の差Ｖ３の値が大きくなりすぎると、先にも説明したように、感光体表面がブラシ１４によって受ける外力が大きくなり、その感光体表面の感光層の摩耗が促進される。特に、その摩耗が感光体１の軸方向において不均一となると、その軸方向における感光体上の帯電量が不均一となり、転写紙に転写されたトナー像に乱れが発生し、その画像品質が劣化する。
また、先に説明したように、トナー像を形成するトナー中には添加剤が外添されており、しかも転写紙４にも添加剤が含まれている。このような添加剤が経時にてトナーや転写紙から遊離すると、感光体１の表面に付着する。すると、この添加剤は微粒子であるため、クリーニングブレード９によって感光体表面から除去することが困難となる。
図３は、このときの様子を模式的に示す説明図であり、感光体１の表面に付着した添加剤を符号Ｐで示してある。このような添加剤Ｐの微粒子が感光体表面に付着すると、図３に模式的に示すように、この添加剤Ｐを起点としてトナーＴが累積する。かかるトナーＴが添加剤によってブロックされると、このトナーをクリーニングブレード９によって除去することは難しい。従って、これを放置すると、徐々に累積したトナーによって感光体表面には大きなトナーの固着が発生する。
すると、例えば、光の照射によって地肌部を決定する画像形成装置においては、上記トナーの固着した部分で、光が感光体１の感光層に伝わらず、このため転写紙４上には、図４に示すようにメダカ状の画像より成る汚れＱが発生する。この汚れは、感光体１の周長に相当するピッチＺで転写紙４上に現われる。
上述した不具合の発生を防止するには、前述の線速度の差Ｖ３を大きく設定し、感光体表面にブラシ１４によって大きな外力を与えるとよい。これによって感光体表面に固着するトナーを掻き取ることができ、メダカ状の汚れＱの発生を阻止できる。ところが、このように線速度の差Ｖ３を大きくすると、前述のように、感光体表面の摩耗が促進され、これによって画像の乱れが発生する。

上述した事実を明らかにするため、図１及び図２に示した装置を用いて本発明者が行った実験例を紹介する。この実験例では、感光体１として、導体ドラムの表面にポリカーボネイト系の感光層をコーティングしたものを用い、その表面の線速度Ｖ２を３００ｍｍ／秒とした。またブラシローラ１０のブラシ１４としては、アクリル系のものを用い、その毛の太さを６デニール／フィラメントとし、かかる毛をループ状に基布に織り込み、その密度を５００デニール／平方インチとし、かつその毛の高さを４ｍｍとした。かかる基布をステンレス製の円柱状芯軸１３のまわりにらせん状に巻き付け固定してブラシローラ１０を構成した。かかるブラシローラ１０のブラシ１４を、感光体表面に１ｍｍの食い込み量で押し当て、感光体表面に接したブラシ部分１４ａの線速度Ｖ１が３６０ｍｍ／秒、すなわちＶ３が６０ｍｍ／秒となるようにブラシローラ１０を矢印Ｂ方向に回転させた。転写紙４としてはＡ４サイズのものを用い、これを横送りし、その転写紙に形成されるトナー像の画像面積率を２５％とした。
上述した状態で画像形成動作を繰返し行ったところ、約３０Ｋ（Ｋ＝１０００）枚コピー後にメダカ状の汚れが発生した。この後、感光体１、ブラシローラ１０を始めとする機構部を通常の印刷時と同じ状態で、３０秒間駆動して、メダカ状汚れがどのように低減できるか検討を行った。

図５は、線速度Ｖ１を可変した場合にメダカ状汚れが改善した結果を示したものであり、横軸に線速度Ｖ１を縦軸に速度差Ｖ３の絶対値を表しており、線速度Ｖ１のマイナスは、感光体１に対し逆回転方向に、プラスは、感光体１に対して同じ方向、すなわち正回転方向に駆動していることを示す。結果の判定は、一定画像面積中のメダカ状汚れをスキャナで読み込み、面積率が５０％以上減少したものを○、１０以上５０％未満減少したものを△、１０％未満を×で表している。線速度｜Ｖ３｜が５００ｍｍ／秒以下では、ブラシ１４のメダカ状汚れを除去する力が弱いので、３０秒間のクリーング動作では、効果を上げることができない。しかしながら、線速度Ｖ１を上げ、速度差が５００ｍｍ／秒を超えるようになると、徐々にメダカを除去できるようになる。ただし、面積率５０％以上のはっきりとした効果を得るには、速度差｜Ｖ３｜を１０００ｍｍ／秒以上に設定する必要がある。
このように同方向では、速度差を得るために、線速度を上げる必要があるが、ブラシ１４を逆回転で駆動させると、線速度Ｖ１を上げなくても、速度差を得ることができるので、大きなモータを採用しなくても良い利点がある。一般的にブラシローラ１０などの機構部を駆動するモータには、ＤＣブラシレスモータ、ステッピングモータが多用されているが、本体の制御部からの信号により、回転方向を切り替えることができる。複数の駆動部をタイミングベルトで駆動する構成の場合、逆転に伴い不都合を生じる箇所の駆動プーリには、ワンウエイクラッチを実装すればよいが、実装が困難な場合は、ブラシローラ１０を専用のモータで駆動することも考えられる。
ブラシ１４の回転が正回転の場合、線速度Ｖ１は、１０００ｍｍ／秒、すなわち、通常の約３倍程度に上げる必要がある。一般的にモータは、高回転になるとトルクが低下するので、ブラシ１４の負荷によっては、線速度Ｖ１を上げるのが困難となることがある。そこで、ブラシ１４にトナーを付着させれば、ブラシ１４に付着したトナーによって、感光体１表面を摺擦するので、メダカ状汚れが取れやすくなると考えられる。
トナーを強制的にブラシ１４に入力させるには、感光体１上に形成したトナー画像を転写させることなく、ブラシ１４に入力させる必要がある。コロナ放電によって用紙裏面から電荷を与え、転写を行うコロトロン転写の場合は、高圧電源を切れば、転写されることがないので、トナー画像は、そのままブラシ１４に至る。

しかしながら近年、高画質化のため、誘電体からなる弾性ベルトやローラによって、用紙裏面から電荷を与え、転写を行う方式が多用されている。このような方式では、高圧電源を切っても、転写ベルト、ローラが感光体と機械的に接触していれば、トナー像を転写してしまい、印刷再開時に裏汚れとなるばかりでなく、ブラシ１４の入力トナーが減少してしまうので、本来の効果が得られないことになる。従って、転写ベルトもしくは、転写ローラ方式の場合は、高圧電源を切るだけではなく、接離手段によって、感光体１から離すことが必要となる。接離手段は、詳細構成を省略するが、ステッピングモータやソレノイドを用いて行われており、クリーニング動作と同期して、転写ベルトもしくは、転写ローラを離接するようにすればよい。
このように、トナーを強制的にブラシ１４に入力させ、同様の実験を行った結果を図６に示す。図５と比較すると、７００ｍｍ／秒（通常の約２倍）と低い線速度において、メダカ状汚れを面積率で５０％以上減少させることができる。従って、クリーニング動作を行う際のブラシ１４の線速度を抑えることができるので、モータの制約を受けることがない。更に、モータの回転速度の制約がない場合は、短時間でメダカ状汚れを除去できるので、クリーニング動作時間を短縮できる利点がある。

このようなクリーニング動作は、電源投入時は、ウオームアップ動作時間を利用して行うことができる。このクリーニング動作は、印刷ジョブ実行中に行うことは困難であるので、電源投入以降は、印刷枚数に応じて周期的に行い、印刷終了時のジョブ待機時間に行うようにする。印刷終了時のジョブ待機時間とは、給紙部に装填した用紙が無くなったり、スタッカやフィニッシャのような排紙部に用紙が満杯になった状態である。従って、オペレータが用紙を取り除いたり、用紙を装填している間に実行されるので、極端に印刷業務に支障が生じることはないと考えられる。
即ち、本発明の一つの特徴は、像担持体１の表面と接触し転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラ１０と、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段１５と、駆動手段に対してブラシローラを特定の回転数で回転させる制御信号を伝達する制御手段１８とを有する画像形成装置において、制御信号は、少なくとも画像形成時においてブラシローラを特定の回転数ａで回転させる信号Ａと、電源投入後の所定時間において前記ブラシローラを前記回転数ａとは異なる特定の回転数ｂで回転させる信号Ｂとの２種類から成る点にある。即ち、ブラシローラ１０を同一方向に回転させる場合に、その回転数を任意に異ならせることができる。
また、本発明の他の特徴は、前記制御信号が、少なくとも電源投入後の所定時間において像担持体１の回転方向に対してブラシローラ１０の回転方向を異なる方向とする信号Ｃを含む点にある。即ち、ブラシローラ１０の回転方向を逆転させることができる。
また、本発明の他の特徴は、前記制御信号が、少なくとも画像形成時においてブラシローラ１０を特定の回転数ａで回転させる信号Ａと、所定の待機時（ウォームアップ時間等）においてブラシローラを前記回転数ａとは異なる特定の回転数ｃで回転させる信号Ｃとの２種類から成る点にある。つまり、画像形成動作時以外の待機時には異なった回転数にて回転させることにより、効率的に付着物を除去できる。
また、本発明の他の特徴は、像担持体１０の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラ１０と、該ブラシローラを正逆両方向に回転駆動させる駆動手段１５と、駆動手段に対して前記ブラシローラの特定の回転方向を決定する制御信号を伝達する制御手段１８とを有する画像形成装置において、制御信号は、少なくとも電源投入後の所定時間において前記像担持体の回転方向に対してブラシローラの回転方向を異なる方向とする信号Ｃを含む点が特徴的である。このように任意の時期にブラシローラの回転数を逆転させることによっても効率的な異物の除去が可能となる。

次に、メダカ状汚れは、高密度印刷や低温低湿において発生しやすいという特徴がある。メダカ状汚れは、前述したように感光体１上に残留した添加剤を起点に発生するが、高密度印刷では、感光体１上に残留する添加剤が増加するので、低密度印刷時に比べて発生しやすくなるものである。プリンタで多用される反転現像方式の場合、感光体に露光を行うことにより潜像を形成するので、レーザの発光を検知することにより、検出することが可能である。
又、図２に示した発光制御装置１９は、レーザの発光を制御または発光密度を検知するものであり、発光制御装置１９が検出した値（画像面積率）に応じて、制御部（制御手段）１８がクリーニング動作の周期を通常よりも短い周期で行うようにする。
一方、低温低湿時においては、添加剤がトナーから遊離しやすくなるため、メダカ状汚れが発生しやすくなると考えられている。機械の設置環境、季節によっては、メダカ状汚れが発生しやすい環境（低温低湿）となることがあるので、機械の内部に温湿度センサ２０を備え、温湿度を検出する。このように、低温低湿においても、温湿度センサ２０により検出した情報を基にして、制御部１８がクリーニング動作を通常より短い周期で行うようにする（図２参照）。
従って、印刷密度、設置環境により、メダカ状汚れが発生しやすいような状況下においても、クリーング周期を通常より短い周期で行えば、残留した添加剤がメダカ状汚れとなる前、あるいはメダカ状汚れとなっても、固着する前であれば、ジョブ待機時に行われるクリーニング動作により、ブラシ１４で除去することができる。

また、ブラシ１４の断面形状として、従来は図７（ａ）左のように円形状をしたものが主によく使用されてきた。円形状では感光体長手にて図７（ａ）右にて示した様に点でしか接触させることができないためにどうしても異物の掻き取り能力はさほど向上させることはできない。また図７（ｆ）のようにループ状繊維にて構成することで感光体長手方向に対し線で接触させることは可能となるが、かなり長い線での接触にしかならない。また感光体長手方向線接触部での接触圧差が均一にはならないため、感光体１は経時にて、ムラをもったように磨耗する。その結果として、感光体１上電位が均一にのらなくなり、画像ムラとして異常画像が発生してしまう。
それに対し本発明においては図７（ｂ）左〜図７（ｅ）左に示した様に異形化処理を施された毛断面をした毛にてファーブラシを構成することで、感光体１の長手方向に対し各図の右図に示したように線で接触させることが可能となるものである。また毛断面最大幅ｘは現像剤粒径よりも大きく構成させている。そのため感光体１長手方向においては、感光体１上に現像剤にてできた傷よりも大きな範囲で感光体１長手方向を摺擦することが可能となり、感光体１上のメダカ状汚れは確実に掻き取ることが可能となるものである。このように毛断面が異形化処理されたブラシ１４を使用することで、トナーを入力させるのと同様に、ブラシ１４の線速度を下げて使用することができる。

このように、本発明における感光体表面クリーニング手段においては、画像面積率を検知する手段を備え、該画像面積率に応じて、前記クリーニング動作の周期を可変とするので、メダカ状汚れが発生しやすい印刷ジョブにおいては、通常よりも短い周期でクリーング動作を行うことができ、メダカ状汚れの発生を抑制することができる。画像面積率の検知手段としては、上記以外にも、例えば原稿画像データに基づいて画像面積率を制御手段により算出するようにしてもよい。また、感光体上に形成されたトナー像を光学的に読取ることにより画像面積率を得ることも可能である。
また、本発明における感光体表面クリーニング手段においては、装置内部の温湿度を検知する手段を設け、該検出値に応じて、前記クリーニング動作間隔を可変とするので、メダカ状汚れが発生しやすい環境下に設置されている場合においては、通常よりも短い周期でクリーング動作を行うことができ、メダカ状汚れの発生を抑制することができる。
また、本発明における感光体表面クリーニング手段においては、転写装置の接離手段と転写装置へ印加する高圧電源の制御手段を備え、前記クリーニング動作時には、像担持体表面に一定量のトナーを付着させた後、該接離手段、制御手段を制御することによって、一定量のトナーをクリーニング装置に入力させるものであるため、トナー入力のない場合と比較して、ブラシ回転速度を抑えることができモータの制約を受けることのない画像形成装置を提供することができる。
更に、本発明における感光体表面クリーニング手段においては、ブラシローラのファーブラシの毛断面が異形化処理を施されたブラシ材質とするので、感光体長手方向に対し線で接触させることが可能となる。また、また毛断面最大幅ｘは現像剤粒径よりも大きく構成させているので、感光体長手方向においては、感光体上に現像剤にてできた傷よりも大きな範囲ｚで感光体長手方向を摺擦することが可能となり、感光体上のメダカ状汚れは、確実に掻き取ることが可能となる。

画像形成装置の一例を示す部分断面概略図である。 クリーニング装置の説明図である。 添加剤が感光体表面から除去することが困難となった様子を模式的に示す説明図である。 メダカ状の画像より成る汚れＱが発生した例を示す図である。 線速度Ｖ１を可変した場合にメダカ状汚れが改善した結果を示す図である。 トナーを強制的にブラシに入力させ、同様の実験を行った結果を示す図である。 ブラシの断面形状を示す図である。

符号の説明

１ 感光体
７ クリーニング装置
８ クリーニングケース
９ クリーニングブレード
１０ ブラシローラ
１１ トナー排出部材
１２ 取付ブラケット
１３ 芯軸
１４ ブラシ
１５ モータ
１６ フリッカーバー
１８ 制御部
１９ 発光制御装置
２０ 温湿度センサ

Claims (8)

1. 像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラを特定の回転数で回転させる制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも画像形成時において前記ブラシローラを特定の回転数ａで回転させる信号Ａと電源投入後の所定時間において前記ブラシローラを前記回転数ａとは異なる特定の回転数ｂで回転させる信号Ｂとの２種類から成ることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを正逆両方向に回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラの特定の回転方向を決定する制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも電源投入後の所定時間において前記像担持体の回転方向に対して前記ブラシローラの回転方向を異なる方向とする信号Ｃを含むことを特徴とする画像形成装置。
3. 像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラを特定の回転数で回転させる制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも画像形成時において前記ブラシローラを特定の回転数ａで回転させる信号Ａと所定の待機時において前記ブラシローラを前記回転数ａとは異なる特定の回転数ｃで回転させる信号Ｃとの２種類から成ることを特徴とする画像形成装置。
4. 像担持体と、該像担持体の表面と接触し、転写工程後に前記像担持体表面に残留するトナーを除去するブラシローラと、該ブラシローラを正逆両方向に回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段に対して前記ブラシローラの特定の回転方向を決定する制御信号を伝達する制御手段とを有する画像形成装置において、前記制御信号は、少なくとも電源投入後の所定時間において前記像担持体の回転方向に対して前記ブラシローラの回転方向を異なる方向とする信号Ｃを含むことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置において、像担持体に形成する静電潜像の画像面積率を検知する手段を備え、前記制御手段は、該画像面積率に応じて前記クリーニング動作の周期を可変とすることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の画像形成装置において、装置内部の温湿度を検知する温湿度センサを設け、前記制御手段は、温湿度センサによる検出値に応じて前記クリーニング動作間隔を可変とすることを特徴とする画像形成装置。
7. 像担持体に対する転写装置の接離手段と転写装置へ印加する高圧電源の制御手段を備え、前記クリーニング動作時には、像担持体表面に一定量のトナーを付着させた後、該接離手段、制御手段を制御することによって、一定量のトナーをクリーニング装置に入力させ、クリーニング動作を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. ブラシローラのファーブラシの毛断面が異形化処理を施されたブラシ材質とし、ファーブラシの毛断面の最大幅が現像剤の粒径よりも大きくなるように構成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images