JP2006317479A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 清掃手段に異物の噛み込みがなく、像担持体のトナーおよび異物を残さずに除去して汚れのない画像を形成できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 被転写媒体Ｐに転写するためにトナーＴの画像が形成される像担持体１，２５と、像担持体１，２５に圧接し、像担持体１，２５に残留するトナーＴを除去する清掃手段７，３５とを有する画像形成装置であって、清掃手段７，３５は、被転写媒体Ｐへの基準量の転写動作の終了後、次の転写動作の開始時までに、像担持体１から離間してから再び像担持体１に圧接する。
【選択図】図１

Description

本発明はトナーにより画像を形成する画像形成装置に関する。

記録紙などの記録媒体上にトナーにより画像を形成する複写機やプリンタなどの画像形成装置は、像担持体上に一時的にトナーによる画像を形成して、像担持体から記録媒体に画像を転写する。像担持体表面には、トナーの一部が記録媒体に転写できずに残ることがある。このため、像担持体に残留するトナーを取り除く清掃手段が設けられる。代表的な清掃手段として、移動方向斜め前方から像担持体に先端が圧接するクリーニングブレードが用いられる。

像担持体には、トナーだけでなく記録紙の紙粉などの異物も付着し、クリーニングブレードは、像担持体から異物も除去する。しかしながら、長時間使用すると、クリーニングブレードと像担持体との間に異物を噛み込んでしまい、クリーニングブレードと像担持体との間に部分的な隙間を発生させてしまう。すると、クリーニングブレードは異物による隙間部分で像担持体の表面からトナーを掻き落とすことができず、像担持体の移動方向に筋状にトナーが残ってしまう。像担持体の表面から掻き落とすことができなかったトナーの筋は、次の被転写媒体に転写されることになり、印刷の汚れとして認識される。

このような印刷の汚れを防止するために、特許文献１および２に記載されている従来の画像形成装置は、像担持体を逆転させることで、クリーニングブレードと像担持体との間の異物を除去するクリーニングを行う。
特開平９−２０４１２７号公報 特開２００２−３１１７７１号公報

図７に、従来の画像形成装置において、像担持体４１にクリーニングブレード４２が圧接する様子を示す。像担持体４１表面のトナーＴは、クリーニングブレード４２によって掻き落とされるが、一部のトナーＴがクリーニングブレード４２の先端部と像担持体４１との間に噛み込まれている。さらに、記録紙の紙粉などの異物Ｄもクリーニングブレード４２の先端部と像担持体４１との間に噛み込まれている。

ここで、図８に示すように、像担持体４１を逆転させると、クリーニングブレード４２と像担持体４１との間に噛み込まれているトナーＴおよび異物Ｄは、クリーニングブレード４２の先端部から離脱する。しかしながら、クリーニングブレード４２と像担持体４１との間に噛み込まれていたトナーＴおよび異物Ｄの多くは、像担持体４１上に付着している。このため、像担持体４１を再び正転させると、一度クリーニングブレード４２の先端部から離脱した異物が、再度、クリーニングブレード４２と像担持体４１との間に噛み込まれる可能性がある。

従来の画像形成装置で、紙粉の多い再生紙に画像を形成（印刷）すると、像担持体４１を逆転するクリーニングを行っても、一度除去した紙粉が再びクリーニングブレード４２と像担持体４１との間に噛み込まれ、印刷の汚れが発生する危険性が高いという問題がある。

また、近年、高画質化を図るために、より小径のトナーが用いられるようになってきており、紙粉などの異物による印刷の汚れが発生しやすくなってきている。

そこで、前記問題点に鑑みて、本発明は、清掃手段に異物の噛み込みがなく、像担持体のトナーおよび異物を残さずに除去して汚れのない画像を形成できる画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明による画像形成装置は、被転写媒体に転写するためにトナー画像が形成される像担持体と、前記像担持体に圧接し、前記像担持体に残留するトナーを除去する清掃手段とを有し、前記清掃手段は、前記像担持体から離間した後再び前記像担持体に圧接するものとする。

この構成によれば、清掃手段を像担持体から離間させることで、清掃手段と像担持体との間の異物を、像担持体から離脱させるように除去するクリーニングを行うので、再び清掃手段を圧接したときに、一旦除去した異物を清掃手段と像担持体との間に再度噛み込む危険性が低い。これによって、清掃手段が像担持体に適正に密接して、像担持体に残留するトナーを残さずに除去できる。

また、本発明の画像形成装置において、前記清掃手段の前記像担持体に対する離間および圧接は、前記被転写媒体への基準量の転写動作の終了後、次の転写動作の開始時までに行ってもよい。

この構成によれば、清掃手段を像担持体から離間させて異物を除去するクリーニングの間隔が転写動作の基準量を基に適切に定められる。これによって、画像形成装置は、過剰なクリーニングを行わないので稼働可能な時間が長く、無駄なエネルギーを消費しない。

また、本発明の画像形成装置において、環境温度が低いほど、前記基準量を少なくしてもよい。

この構成によれば、記録紙がより多くの紙粉を発生し、清掃手段と像担持体との間に紙粉が多量に蓄積されて清掃手段によるトナー除去を阻害しやすくなる低温時には、清掃手段をクリーニングする頻度を高くするように基準量を少なくするので、環境温度に合わせて必要且つ最低限の頻度で清掃手段をクリーニングできる。

また、本発明の画像形成装置において、前記清掃手段は、前記像担持体に先端部を当接させて残留するトナーを掻き落とすクリーニングブレードであってもよい。

この構成によれば、簡単な構成の清掃手段で、像担持体に残留するトナーを残さずに除去できる。

また、本発明の画像形成装置において、前記像担持体は、予め形成されたトナー画像が転写され、該転写されたトナー画像を前記被転写媒体に転写する中間転写体であってもよい。

この構成によれば、異物によって印刷の汚れが発生しやすい中間転写体に、清掃手段を適切に密接させられるので中間転写体に残留するトナーを残さずに除去できる。このため、印刷に汚れが発生しない。

また、本発明の画像形成装置において、前記像担持体は、前記清掃手段が離間している間に回転してもよい。

この構成によれば、像担持体上に被転写媒体に転写しないトナー画像を形成し、該トナー画像上に清掃手段を着接することで、清掃手段と像担持体との摩擦をトナーによって低減することができ、着接時の清掃手段の圧接状態を安定させられるので、像担持体のトナーを安定して残さず除去できる。

また、本発明によれば、被転写媒体に転写するためにトナー画像が形成される像担持体に残留するトナーを除去する清掃手段のクリーニング方法は、前記被転写媒体への基準量の転写動作の終了後、次の転写動作の開始時までに、前記清掃手段を前記像担持体から離間した後再び圧接する方法とする。

この方法によれば、清掃手段を像担持体から離間させることで、清掃手段と像担持体との間の異物を、像担持体から離脱させるように除去できる。像担持体上に異物が残りにくいので、再び清掃手段を圧接したときに、一旦除去した異物を清掃手段と像担持体との間に噛み込む危険性が低い。これによって、清掃手段を像担時体に適正に密接できるように異物を除去するクリーニングが行える。

以上のように、本発明によれば、清掃手段を像担持体から離間させることで、像担持体から異物を引き離すように除去するクリーニングを行う。これにより、異物が噛み込まないように清掃手段を像担持体に圧接して、像担持体上のトナーを清掃手段によって完全に掻き落として、印刷状態を良好に保つことができる。

これより、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態の画像形成装置の構成を示す。本実施形態は、矢印方向に回転する感光体（像担持体）１と、感光体を帯電させる帯電ユニット２と、帯電した感光体１に部分的に光を照射し、画像データ対応した静電潜像を形成する露光ユニット３と、感光体１の静電潜像に、静電力によりトナーを付着させて現像する現像ユニット４と、記録紙などの被転写媒体を感光体１に圧接して静電力によって感光体１表面のトナー画像を被転写媒体に転写させる転写ローラ５と、感光体１の表面のトナーや異物を取り除くクリーナユニット６とからなっている。クリーナユニット６は、例えばウレタンゴムや金属からなるクリーニングブレード（清掃手段）７を固定した支持体８を支持軸８ａで枢支し、支持体８をばね９で付勢することで、クリーニングブレード７の先端を感光体１に圧接させている。また、クリーナユニット６は、ばね９の付勢力に抗して支持体８を回動させることができるブレードカム１０を有している。

続いて、本実施形態の画像形成装置のクリーナユニット６の動作について説明する。
図２は、印刷（画像形成）時のクリーニングブレード７の先端部の様子を示す。感光体１の上流側の表面には、記録紙に転写できずに残留したトナーＴが付着しており、クリーニングブレード７によって掻き落とされる。クリーニングブレード７の先端部の感光体１に当接する角は、感光体１の回転方向に引っ張られるように変形し、クリーニングブレード７と感光体１との間にくさび形の隙間を生じ、その隙間に感光体１から掻き落とされたトナーＴが滞留している。また、感光体１の表面には、記録紙から生じた紙粉などの異物Ｄも付着し、トナーＴと共にくさび形の隙間に滞留している。この異物Ｄがくさび形の隙間の先端部に移動すると、クリーニングブレード７と感光体１との間にトナーＴが通過できる隙間を生じさせる。

そこで、本実施形態の画像形成装置は、所定の枚数（基準量）の印刷（画像形成）を行う毎に、印刷が終了して感光体１の回転が停止してから、クリーナユニット６がクリーニングブレード７と感光体１との間に滞留するトナーＴおよび異物Ｄを取り除くクリーニングを行う。画像形成装置がクリーニングブレード７の次のクリーニングを行うまでの印刷枚数は、環境温度が高いときは多く、環境温度が低いときは少なくなる。

図３は、クリーニングブレード７のクリーニングの手順を示す。ステップＳ１において、クリーナユニット６は、ブレードカム１０を回転させて、ばね９の付勢力に抗して支持体８を回動させることで、クリーニングブレード７を感光体１から離間させる。すると、図４に示すように、クリーニングブレード７と感光体１との隙間に滞留していたトナーＴと異物Ｄとは、元の形状に復元するクリーニングブレード７と共に感光体１から離脱する。

このため、ステップＳ２においてクリーニングブレード７を再び感光体１に圧接しても、クリーニングブレード７と感光体１との隙間に滞留していた異物Ｄが、再びクリーニングブレード７と感光体１との隙間に噛み込まれる危険性が低い。つまり、クリーニングブレード７が感光体１に隙間なく接することができるので、感光体１の表面に残留するトナーＴを残さずに除去することができる。

低温時には、紙粉が発生しやすく、クリーニングブレード７と感光体１との間に捕らえられて滞留する紙粉（異物Ｄ）が多くなり、クリーニングブレード７を感光体１から浮き上がらせてトナーＴを下流側に漏洩させることがある。このため、本実施形態では、低温時には、クリーニングブレード７のクリーニングを行うまでの印刷枚数を少なくして、クリーニングブレード７と感光体１との間に噛み込んだトナーＴと異物Ｄとを頻繁に除去する。紙粉の発生は湿度にも左右されるので、湿度に応じてクリーニングまでの印刷枚数を変更してもよい。また、用紙の種類によって紙粉の量が異なるので、用紙の種類に応じて次のクリーニングまでの印刷枚数を変更してもよい。

また、クリーニングブレード７のクリーニングの要否を判断する基準量は、印刷枚数ではなく時間やデータ量などでもよく、それらを組み合わせて判断してもよい。

また、所定の基準量毎に、図３のクリーニング手順を複数回繰り返してもよい。クリーニングのタイミングは、印刷終了直後であっても、印刷開始時の予備動作として行ってもよく、印刷終了時にクリーニングブレード７を離間し、次の印刷開始時に再度圧接してもよい。また、クリーニングを、例えば感光体１の予備回転などのマシンプロセスに連動して行ってもよい。

図５は、図３のクリーニング手順の代案を示す。このクリーニング手順では、先ず、ステップＳ１１において、ブレードカム１０を回転してクリーニングブレード７を感光体１から離間させ、クリーニングブレード７と感光体１との間に噛み込んだトナーＴと異物Ｄとを除去する。そして、ステップＳ１２において、感光体１上に記録紙に転写しないトナー画像を形成し、感光体１を回転して感光体１上に形成されたトナー画像をクリーニングブレード７が着接する位置に移動してから、ステップＳ１３において、クリーニングブレード７を感光体１に再度圧接する。

クリーニングブレード７を感光体１に記録紙に形成したトナー画像上に着接することで、クリーニングブレード７と感光体１との間にトナーＴの層を形成させる。こうして形成したトナーＴの層により、感光体１とクリーニングブレード７との過剰な摩擦を防止することで、クリーニングブレード７の感光体１に対する圧接状態を安定させることができる。このための感光体１の回転は、正回転であっても逆回転であってもよい。

図６は、本発明の第２実施形態の画像形成装置の構成を示す。本実施形態の画像形成装置は、４つの感光体２１，２２，２３，２４上に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナー画像が形成され、感光体２１，２２，２３，２４上に形成されたトナー画像が像担持体である転写ベルト２５に転写され、転写ベルト２５からトナー画像が記録紙Ｐに転写される。各感光体２１，２２，２３，２４は、それぞれ、１次転写ローラ２６，２７，２８，２９との間に転写ベルト２５を挟み込んで、転写ベルト２５に圧接することでその表面に形成したトナー画像を、１次転写ローラ２６，２７，２８，２９の静電力によって転写ベルト２５に転写することができる。転写ベルト２５は、モータで駆動される駆動ローラ３０と駆動ローラ７から離間する方向に付勢された対向ローラ３１とに掛け渡され、矢印方向に回動させられる。２次転写ローラ３２は、駆動ローラ３０との間に転写ベルト２５と記録紙Ｐとを互いに圧接するように挟み込むことで、転写ベルト２５に感光体２１，２２，２３，２４から転写されたトナー画像を記録紙Ｐに転写する。つまり、転写ベルト２５は、一時的にトナー画像が転写される中間転写体である。トナー画像が転写された記録紙Ｐは、定着器３３で加熱され、トナー画像が定着される。転写ベルト２５上のトナー画像は、記録紙Ｐに完全に転写されず、転写ベルト２５上に残留することがある。転写ベルト２５上に残留するトナーは、クリーナユニット３４のクリーニングブレード３５によって掻き落とされるようになっている。

クリーニングブレード３５は、クリーニングユニット３４に枢支された支持体３６に支持され、ばね３７の付勢力によって転写ベルト２５に先端が圧接させられる。また、クリーナユニット３４は、ユニット軸３４ａで回動可能に枢支され、ユニットカム３８は、クリーニングブレード３５が転写ベルト２５から離間するようにクリーナユニット３４全体を回動させることができる。

本実施形態においても、クリーニングブレード３５を転写ベルト２５に対して離間してから圧接することで、クリーニングブレード３５と転写ベルト２５との間に噛み込まれたトナーＴや異物Ｄを除去することができる。

また、第１実施形態同様に、クリーニングまでの印刷枚数を環境に応じて変化させてもよい。また、クリーナユニット３４の回動によるクリーニングブレード３５の転写ベルトに対する離間と圧接は、基準量の印刷が終了してから次の印刷を行うまでのいずれのタイミングで行ってもよい。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の概略図。 図１の画像形成装置のクリーニングブレード先端部の概略図。 図１の画像形成装置のクリーニングブレードのクリーニング手順を示す流れ図。 クリーニング時の図１のクリーニングブレード先端部の概略図。 図３の代案のクリーニング手順を示す流れ図。 本発明の第２実施形態の画像形成装置の概略図。 従来の画像形成装置の印刷時のクリーニングブレード先端部の概略図。 従来の画像形成装置のクリーニング時のクリーニングブレード先端部の概略図。

符号の説明

１ 感光体（像担持体）
６ クリーナユニット
７ クリーニングブレード（清掃手段）
１０ ブレードカム
２５ 転写ベルト（中間転写体）
３４ クリーナユニット
３５ クリーニングブレード（清掃手段）
３８ ユニットカム
Ｔ トナー
Ｄ 異物
Ｐ 記録紙（被転写媒体）

Claims (7)

1. 被転写媒体に転写するためにトナー画像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に圧接し、前記像担持体に残留するトナーを除去する清掃手段とを有し、
   前記清掃手段は、前記像担持体から離間した後再び前記像担持体に圧接することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記清掃手段の前記像担持体に対する離間および圧接は、前記被転写媒体への基準量の転写動作の終了後、次の転写動作の開始時までに行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 環境温度が低いほど、前記基準量を少なくすることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記清掃手段は、前記像担持体に先端部を当接させて残留するトナーを掻き落とすクリーニングブレードであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体は、予め形成されたトナー画像が転写され、該転写されたトナー画像を前記被転写媒体に転写する中間転写体であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体は、前記清掃手段が離間している間に回転することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 被転写媒体に転写するためにトナー画像が形成される像担持体に残留するトナーを除去する清掃手段のクリーニング方法であって、
   前記被転写媒体への基準量の転写動作の終了後、次の転写動作の開始時までに、前記清掃手段を前記像担持体から離間した後再び前記像担持体に圧接することを特徴とする清掃手段のクリーニング方法。

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