JP2006154150A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーの消費量と回収トナー量が増えてしまうという問題を防ぎ、追加部品等によるコストアップをすることなく、クリーニングブレードと像担持体の摩擦によるブレード鳴きの発生しない画像形成装置を提供する。
【解決手段】 少なくとも画像情報に対応した静電潜像が表面に形成される像担持体と、像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置と、残留トナー回収容器を有し、画像印字が行なわれた画像域直後に、像担持体にトナー像の形成を行なう画像形成装置において、画像域後のトナー像は用紙幅より外側に形成し、印字する用紙サイズによってトナー像の長手方向幅を可変する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機、レーザープリンタ、及び普通紙ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に画像形成装置に用いられるクリーニング装置に関する。

電子写真式画像形成装置では、像担持体上に形成したトナー像を、転写シート、中間転写体等の転写材に転写して後、像担持体の表面をクリーニング装置で清掃して再度の画像形成に備える。このようなクリーニング装置として、クリーニングブレードを用い、像担持体の表面に先端を押し当てて画像転写後に像担持体上に残留する残留トナーを除去するものがある。
ところが、クリーニングブレードは、像担持体やトナーとの相性で像担持体との摩擦状態が変わり、像担持体との摩擦が高い状態ではクリーニングブレードの先端エッジと像担持体との共振音が発生することがある。この共振音は、特に画像形成時のプロセス速度では発生しなくても、像担持体の停止直前の低速時に発生しやすい。
この像担持体の停止時に発生する、クリーニングブレードの先端エッジと像担持体との共振音（以下「ブレード鳴き」と称する）を防止するためには、像担持体およびトナーと、クリーニングブレードとの相性が良くなる（クリーニングブレードと像担持体との摩擦が低くなる）ように、像担持体およびトナーを設計すればよいが、まずは良好な画像を形成することを優先する関係上、なかなかそこまで配慮することができないのが現実である。
例えば、特許文献１には、感光体の内部に制御材を貼り付けることにより、印刷デューティが低い場合等に発生するきしみ音の感光体との共鳴を防止して異音発生を防止するようにした画像形成装置のプロセスカートリッジが記載されている。
また、例えば特許文献２には、像担持体の内部に比重が０．５以上の物質を内包させることにより、像担持体の変形を抑えて像担持体の変形による振動をなくし、その振動によって発せられる帯電音を防止するようにした画像形成装置が記載されている。
特許文献１に記載されるプロセスカートリッジでは、感光体の内部に制御材を貼り付け、特許文献２に記載される画像形成装置では、像担持体の内部に比重が０．５以上の物質を内包させ、異音発生を防止している。
しかし、像担持体は交換可能な部品であり、画像形成装置の台数の何倍もの制御材や、比重が０．５以上の物質が必要になってコストが高くなり、像担持体のサイズが大きくて長い画像形成装置では制御材のサイズを大きくしなければならなくなりコストが高くなる。
一方、このブレード鳴きに対してはブレードと像担持体の摩擦を低くするためにブレードエッジにトナーを供給するが有効であることが知られている。例えば、特許文献３には、このブレード鳴きとは異なる像担持体に形成されてしまう被膜による画像流れの問題に対し、像担持体上にトナーを付着させ、クリーニング装置まで供給することによって像担持体表面の研磨効果を上げるような方法がとられている例が開示されている。
特開平２−１１８６８４号公報 特開平５−３５０４８号公報 特開２０００−１８１３２１公報

しかし、像担持体に有効画像幅にてトナーを黒帯として付着するとトナー回収量が飛躍的に増えてしまう問題がある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、トナーの消費量と回収トナー量が増えてしまうという問題を防ぐと共に、追加部品等によるコストアップをすることなく、クリーニングブレードと像担持体の摩擦によるブレード鳴きの発生しない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、少なくとも画像情報に対応した静電潜像が表面に形成される像担持体と、像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置と、残留トナー回収容器を有し、画像印字が行なわれた画像域直後に、像担持体にトナー像の形成を行なう画像形成装置において、画像域後のトナー像は用紙幅より外側に形成し、印字する用紙サイズによってトナー像を形成する画像域の長手方向幅を可変することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、印字する用紙サイズによって、画像印字が行なわれた画像域直後に像担持体に形成するトナー像の周方向の長さを可変する請求項１に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３に記載の発明は、画像形成装置の内部温度に応じて、画像印字が行なわれた画像域直後に像担持体に形成するトナー像の周方向の長さを可変する請求項１、又は２に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項４に記載の発明は、印字する用紙サイズによって、画像印字が行なわれた画像域直後に像担持体にトナー像を形成するシーケンス使用の枚数間隔を可変する請求項１、２、又は３に記載の画像形成装置を主要な特徴とする。

本発明によれば、用紙への画像印字が行なわれた画像域直後の像担持体に印字する黒帯のトナー像が、長手方向の用紙幅の外側にのみ印字することで、部品追加によるコストアップすることなくブレード鳴きの発生を抑えつつも、従来の黒帯印字よりトナーの消費量を少なく出来、さらに回収されるトナー量を減らすことが可能となる。

以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、プリンタと称する）とこれに用いられる現像装置に適用した一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタ全体の構成及び動作について、図面を参照しつつ本発明の実施形態を詳細に説明する。図１はプリンタ全体の概略構成図である。図２は、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジの構成を示す概略構成図である。
図１において、潜像担持体としての感光体１の周面は、所定の周速度で回転駆動されながら、帯電装置２によって正又は負の所定電位に一様に帯電せしめられた後、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光装置３によって画像情報に基づいた走査露光処理がなされて静電潜像が形成される。
感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４によって現像されてトナー像となる。感光体１上に形成されたトナー像は、給紙カセット５からレジストローラ６、搬送ガイド板７上を通過して感光体１と転写ローラ８との間に感光体１の回転と同期して給送された転写材上に、転写ローラ８によって転写される。
このようにして、トナー像が転写された転写材は、感光体１の周面から分離されて像定着装置９に送り出され、ここでトナー像が定着せしめられた後、複写物（コピー）としてとして装置外に排出される。なお、像転写後の感光体１上の表面は、クリーニング装置１０によって転写残トナーが除去されて清浄面化され、図示しない除電装置により除電され、次の画像形成に使用される。
又、図１及び図２に示すように、上述した感光体１、帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置１０の各構成要素は、一体に構成されたプロセスカートリッジ１１としてプリンタ本体に着脱可能に支持されている。

斯かるプリンタにおいて、像担持体とクリーニングブレードの摩擦によってブレード鳴きが発生する。ブレード鳴きは、雰囲気温度が高い時のほうが発生しやすいことは良く知られている。これは、温度が高い状態では弾性体であるクリーニングブレードが軟化するために像担持体との接触幅が多くなり摩擦が高くなるためである。反対に低温下ではクリーニングブレードは硬化するために接触幅は狭くなり摩擦は低くなりブレード鳴きは発生しない。
また、用紙サイズによってもブレード鳴きの発生に差が出ることも良く知られている。
前述したように像担持体とブレードの摩擦が高くなることによってブレード鳴きが発生するが、ブレードエッジにトナー等を供給することで摩擦が低くなり鳴きの発生は抑えられることはわかっている。
ここで用紙のサイズが大きく像担持体幅とほぼ同等のサイズである場合、用紙と像担持体の接触により紙粉が像担持体に付着し、また印字されたトナー像の残転写トナーが像担持体に付着することで、クリーニングブレードエッジの長手方向ほぼ全面にトナーや紙粉が供給されブレード鳴きの発生は非常に少ない。
ところが、長手方向に用紙サイズ幅が小さくなると、用紙幅以外の外側部分への紙粉の供給は無くなり、残転写トナー量も像担持体へのかぶりトナーの転写残りだけで非常に微量であるため、摩擦が高くなってしまいブレード鳴きが発生しやすくなるものである。
図３はブレード鳴き防止のシーケンスを示したものである。モード選択により、画像域の印字終了後のシーケンスは帯電出力および現像バイアスが画像域と同様の制御値で出力し、レーザにより像担持体を露光するものである。露光時間は黒帯の周方向幅の相当時間である。また、黒帯シーケンスは通常５０枚に１回入るように設定してある。

図４は本発明の特徴であるところの、印字する用紙サイズによって、用紙幅外側のトナー像による黒帯の長手方向幅を可変する説明図である。画像印字有効幅が３００ｍｍである場合、用紙を中央基準で合わせたときに、左右に用紙が通過しない感光体領域が出来る。この幅は左右対称であり、この幅をＡとする。幅Ａは、用紙サイズにより異なり、用紙が大きければ幅Ａは小さく、用紙が小さければ幅Ａは大きくなる。
また、長さＢは像担持体周方向の長さであり、本装置（プロセススピード１５０ｍｍ／ｓｅｃ）では５０ｍｍｓｅｃの露光時間（約７．５ｍｍ相当）に設定してある。
図５は、モード選択により画像域の印字終了後の黒帯を制御するためのテーブルである。モード１は、印字する用紙サイズによって用紙幅より外側に形成するトナー像の黒帯の長手方向幅が異なる設定にしてある。（画像印字有効幅−用紙長手幅）／２で求められた値が両サイドの非通紙部であり、幅Ａはその値にほぼ近い値に設定してある。
図３のシーケンスにある黒帯用レーザ露光を、長手方向で見たときに、両サイドの幅Ａの像担持体上を露光することによって、像担持体にトナー像が現像され、用紙の通過しない像担持体とクリーニングブレードの接触するニップ部に、トナーが供給されブレード鳴きの発生が抑えられる。また長手方向全面のトナー黒帯ではないためトナーの消費量を抑えられ、トナー回収量も少なくすることが可能となる。
モード２は、印字する用紙サイズによって黒帯の像担持体周方向の長さが異なる設定にしてある。図４に示すように黒帯の周方向の長さは長さＢとして設定するものである。長手方向の用紙サイズが小さいほどブレード鳴きが発生しやすいため、用紙サイズが小さくなるに従い長さＢを長くなるように設定してある。この結果、小サイズ用紙のブレード鳴きに対して余裕度が増すことが確認できた。

図６は黒帯の像担持体周方向の長さＢを可変するシーケンスである。長さＢは任意に変更できるもので、実施例ではテーブルの値を使用した。
モード３はプリンタ内部の温度に応じて、長さＢを可変する設定である。前述したように、ブレード鳴きは高温下で発生しやすいことがわかっており、温度による制御を行なうことでブレード鳴きに対し有効である。ここでは、プリンタ内部の温度が３０℃を境に黒帯の長さを可変した。また、用紙サイズによる幅Ａの変更も行なっている。ここでは一つの変更点であるが、当然多段階制御を行なうことも有効である。実施例では、温度センサーを用いて温度による制御を行なったが、それ以外のセンサーも可能である。
モード４は印字する用紙サイズによって、黒帯を入れる枚数間隔を可変する設定である。これは用紙サイズが小さいほどブレード鳴きの発生枚数が早いためであり、小サイズ用紙ほど黒帯を入れる枚数間隔を短くしている。これにより、小サイズの用紙を使用してもブレード鳴きの発生を抑えることが可能になった。

本発明のプリンタの概略構成図。 本発明のプリンタのプロセスカートリッジの概略構成を示す断面図。 ブレード鳴き防止黒帯シーケンスの第１の例を示す図。 本発明の黒帯に関する説明図である。 モード別黒帯制御テーブルの例を示す図 ブレード鳴き防止黒帯シーケンスの第２の例を示す図。

符号の説明

１ 感光体ドラム、２ 帯電装置、３ 像露光装置、４ 現像装置、５ 給紙カセット、６ レジストローラ、７ 搬送ガイド板、８ 転写ローラ、９ 定着装置、１０ クリーニング装置、１１ プロセスカートリッジ

Claims (4)

1. 少なくとも画像情報に対応した静電潜像が表面に形成される像担持体と、像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置と、残留トナー回収容器を有し、画像印字が行なわれた画像域直後に、像担持体にトナー像の形成を行なう画像形成装置において、画像域後のトナー像は用紙幅より外側に形成し、印字する用紙サイズによってトナー像を形成する画像域の長手方向幅を可変することを特徴とする画像形成装置。
2. 印字する用紙サイズによって、画像印字が行なわれた画像域直後に像担持体に形成するトナー像の周方向の長さを可変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. 画像形成装置の内部温度に応じて、画像印字が行なわれた画像域直後に像担持体に形成するトナー像の周方向の長さを可変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. 印字する用紙サイズによって、画像印字が行なわれた画像域直後に像担持体にトナー像を形成するシーケンス使用の枚数間隔を可変することを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の画像形成装置。
   

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