JP2006330553A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 帯電ブラシに異物が滞留せず、像担持体上のトナーを適切に帯電させられる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナーＴによって画像が形成される回動可能な像担持体１１と、像担持体１１を摺擦し、像担持体１１上のトナーＴを帯電させる帯電ブラシ１５と、トナーＴの静電気力によってトナーＴを回収する清掃手段１６とを有する画像形成装置１において、像担持体１１の帯電ブラシ１５による相対的な摺擦方向が逆方向になるように、像担持体１１および帯電ブラシ１５の少なくともいずれかの動作方向を変更可能とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナーを用いる画像形成装置に関する。

像担持体上に形成したトナーの画像を被転写体に転写する画像形成装置は、転写できずに像担持体上に残留するトナーを取り除く（回収する）清掃手段が設けられる。特許文献１には、像担持体に対してカウンタ方向に回転して像担持体を摺擦する帯電ブラシによって像担持体上のトナーを帯電させ、帯電したトナーの静電気力によってトナーを回収する画像形成装置が開示されている。
特開平９−２１８６２６号公報

図８に示すように、特許文献１の画像形成装置では、帯電ブラシ３１のブラシ繊維３２の間やブラシ繊維３２と像担持体３３との間に紙粉などの異物Ｄが滞留してトナーＴとの接触を妨げ、トナーＴを十分に帯電させられなくなる場合があるという問題があった。

図９に示すように、帯電ブラシ３２の回転速度を速く設定することで、帯電ブラシ３２と像担持体３３との間に滞留する異物Ｄを低減することは可能であるが、その場合にもブラシ繊維３２の間に異物Ｄが挟み込まれることを防止することはできない。

そこで、前記問題点に鑑みて、本発明は、帯電ブラシに異物が滞留せず、像担持体上のトナーを適切に帯電させられ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、トナーによって画像が形成される回動可能な像担持体と、前記像担持体を摺擦し、前記像担持体上のトナーを帯電させる帯電ブラシと、前記トナーの静電気力によって前記トナーを回収する清掃手段とを有し、記像担持体の前記帯電ブラシによる相対的な摺擦方向が逆方向になるように、前記像担持体および前記帯電ブラシの少なくともいずれかの動作方向を変更可能であるものとする。

この構成によれば、像担持体と帯電ブラシとを相対的に逆方向に摺擦させることで、ブラシ繊維に通常と逆向きの撓みを発生させ、これによって、ブラシ繊維の間の隙間を変形させることで挟み込まれた異物を除去することができる。

また、本発明の画像形成装置において、前記帯電ブラシが回転することで前記像担持体を摺擦すれば、前記像担持体の移動量に比べて大きな摺擦量が得られ、前記トナーを帯電させる効果が大きい。また、像担持体に比べて他の構成要素からの独立性が高く、小型で高速に回転させられる前記帯電ブラシを逆回転することで前記像担持体と前記帯電ブラシとを相対的に逆方向に摺擦させてブラシ繊維の間の異物を除去することができる。

また、本発明の画像形成装置において、前記帯電ブラシが前記摺擦方向に直角な方向に移動可能であれば、さらに、ブラシ繊維を前記摺擦方向に直角な方向に撓ませることができ、ブラシ繊維の隙間の変形を大きくして、より確実にブラシ繊維の間の異物を除去することができる。

また、本発明の画像形成装置において、前記帯電ブラシは、該帯電ブラシが前記像担持体を正方向に摺擦するときと逆方向に摺擦するときでは異なるバイアス電圧が印加されれば、前記像担持体と前記帯電ブラシとが逆方向に摺擦するときに異物を引き寄せる静電力を発生させないようにして、或いは、異物を反発させる静電力を付与して帯電ブラシから異物を確実に除去できる。

以上のように、本発明によれば、帯電ブラシのブラシ繊維に通常とは異なる撓みを発生させて、ブラシ繊維の間に挟み込まれた異物までも除去することができる。

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に、本発明の１つの実施形態である画像形成装置１の構成を示す。画像形成装置１は、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を形成する４つの現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを有し、各現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、それぞれ、回転するドラム状の感光体３と、感光体３を帯電させる帯電器４と、帯電した感光体３を露光して静電潜像を形成す露光器５と、静電潜像にトナーを付着させて感光体３表面にトナー画像を形成する現像器６と、感光体３表面のトナーを掻き落とすクリーナ７とからなっている。

また、画像形成装置１は、駆動ローラ８、自由ローラ９およびテンションローラ１０に掛け渡された転写ベルト（像担持体）１１と、各現像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの感光体３との間にそれぞれ転写ベルト１１を挟み込み、感光体３上に形成されたトナー画像を、静電力によって転写ベルトに転写する１次転写ローラ１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと、駆動ローラ８との間に転写ベルト１１および記録紙Ｓを挟み込み、転写ベルト１１上に転写されたトナー画像を静電力によって記録紙Ｓに転写する２次転写ローラ１３と、自由ローラ９上の転写ベルト１１を覆うように設けられ、転写ベルト１１上に残留するトナーを回収するトナー回収装置１４とを有している。トナー回収装置１４は、転写ベルト１１上のトナーを帯電させる帯電ブラシ１５と、静電力によってトナーを吸着する回収ブラシ（清掃手段）１６と、回収ブラシ１６に吸着されたトナーをさらに吸着して回収ブラシ１６から除去する回収ローラ１７とを有している。

記録紙Ｓは、給紙トレイ１８に供給され、給紙ローラ１９によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラ２０によって駆動ローラ８と２次転写ローラ１３との間に送り込まれる。２次転写ローラ１３の静電力によって転写ベルト１１からトナー画像が転写された記録紙Ｓは、定着器２１に送られ、加熱されることでトナー画像が定着されてから画像形成装置１上部の排紙部２２に排出される。

図２にトナー回収装置１４を詳しく示す。トナー回収装置１４は、ハウジング１４ａの内部に、帯電ブラシ１５、回収ブラシ１６および回収ローラ１７に加え、回収ローラ１７からトナーを掻き落とすクリーニングブレード２３と、掻き落とされたトナーが回収ブラシ１６の方へ飛散しないように回収ローラ１６とハウジング１４ａとの隙間を塞ぐシール部材２４と、掻き落としたトナーを搬送する搬送スクリュー２５とを有している。

続いて、帯電ブラシ１５の動作について説明する。
図３に、画像形成装置１が記録紙Ｓにトナー画像を形成しているとき（通常時）の帯電ブラシの様子を示す。帯電ブラシ１５は、円筒表面にブラシ繊維２６が植毛されており、転写ベルト１１の搬送方向（図では右から左）に逆らう方向（図では反時計回り）に回転しており、転写ベルト１１の表面を摺擦している。帯電ブラシ１５にはマイナスのバイアス電圧が印加されており、ブラシ繊維２６が転写ベルト１１上のトナーＴに接触すると、トナーＴをマイナスに帯電させる。また、図示するように。転写ベルト１１に付着した紙粉などの異物Ｄは、ブラシ繊維２６に阻まれて転写ベルト１１と共に通過することができずに帯電ブラシ１５と転写ベルト１１との間に滞留する。また、異物Ｄは、ブラシ繊維２６とブラシ繊維２６との間に挟み込まれるものもある。異物Ｄが多く滞留すると、ブラシ繊維２６とトナーＴとの接触を妨げ、トナーＴを帯電させないまま通過させてしまう事態となる。

本実施形態では、所定枚数の記録紙Ｓに画像を形成する度に、帯電ブラシ１５のバイアス電圧の印加を停止してグランドに接地すると共に、帯電ブラシ１５を転写ベルト１１の搬送速度よりも速い周速度で通常時とは逆方向（図では時計回りで、転写ベルト１１の搬送方向に沿った方向）に回転する。

通常時（図３）、転写ベルト１１に当接するブラシ繊維２６は、先端が転写ベルト１１の搬送方向下流側に倒れるように撓むことで、転写ベルト１１の表面を摺擦する。しかし、図４に示すように、帯電ブラシ１５を逆回転させると、先ずブラシ繊維２６の根元がそれまでと逆方向（時計回り）に回動し出すので、ブラシ繊維２６の根元側から順に通常時とは逆向きに撓み始める。このとき、異物Ｄを挟み込んでいるブラシ繊維２６の隙間は、拡げられたり狭められたりしながら撓み状態が変化してゆく、異物Ｄは、隙間が拡がった瞬間に下向き（ブラシ繊維２６の先端側）に滑り落ち、ブラシ繊維２６の間から離脱する。最終的に、図５に示すように、ブラシ繊維２６は、通常時と逆向き、先端が転写ベルト１１の搬送方向上流側に倒れるように撓んだ状態になり、異物Ｄは、転写ベルト１１と共に帯電ブラシ１５の下流側に移動する。こうして、異物Ｄは、トナーＴと共に回収ブラシ１６で回収される。所定の時間、帯電ブラシ１５を逆回転したならば、再び帯電ブラシ１５をバイアス電圧を印加しながら正方向（図では反時計回りで、転写ベルト１１の搬送方向に逆らう方向）に回転する。

さらに、帯電ブラシ１５は、摺擦する方向（転写ベルト１１の搬送方向）に直角な回転軸の方向（図では紙面奥または手前）に往復移動する。これによって、ブラシ繊維２６を摺擦方向に直角な方向にも撓ませることができ、異物Ｄを挟み込んでいるブラシ繊維２６の隙間が拡がる機会を増加させ、より確実に異物Ｄを除去することができる。

また、帯電ブラシ１５を逆回転する間、帯電ブラシ１５にバイアス電圧を印加しないで接地しているので、静電気力によって異物Ｄをブラシ繊維２６に付着させずに除去可能となっている。帯電ブラシ１５を逆回転する間、帯電ブラシ１５に逆バイアスを印加することで異物Ｄを反発させて取り除いてもよい。

また、本実施形態において、帯電ブラシ１５を逆回転する代わりに、帯電ブラシ１５の周速度よりも速い速度で転写ベルト１１を逆方向に移動させてもよい。これによっても、図６に示すように、ブラシ繊維２６の撓み状態を変化させることができ、最終的に、図７に示すように、異物Ｄを除去できる。当然、帯電ブラシ１５と転写ベルト１１の両方の速度（方向変化を含む）を変化させて相対的な摺擦方向を逆転させることで異物Ｄを除去してもよい。

帯電ブラシ１５と転写ベルト１１との摺擦方向を逆転する処理は、画像形成の度に行ってもよく、運転時間やトナー消費量など、他のいかなる基準によって定めてもよく、例えば、ＡＩＤＣセンサがトナーの拭き残しを検知したときに帯電ブラシ１５を逆転するようにしてもよい。また、温度や湿度などの環境、記録紙Ｓの種類、帯電ブラシの使用時間などによって、その頻度を変化させてもよい。

また、本発明は、転写ベルト１１だけでなく感光体３など、トナー画像が形成される他のいかなる像担持体に適用してもよい。トナーの回収は回収ブラシ１６によらずローラなど他の手段で行ってもよい。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図。 図１の画像形成装置のトナー回収装置の断面図。 図２の帯電ブラシの通常時の様子を示す模式図。 図３の帯電ブラシの逆転直後の様子を示す模式図。 図３の帯電ブラシの逆転終了時の様子を示す模式図。 図３の転写ベルト逆転直後の帯電ブラシの様子を示す模式図。 図３の転写ベルト逆転終了時の帯電ブラシの様子を示す模式図。 従来の帯電ブラシの通常時の様子を示す模式図。 図８の帯電ブラシを高速回転したときの様子を示す模式図。

符号の説明

１ 画像形成装置
１１ 転写ベルト（像担持体）
１５ 帯電ブラシ
１６ 回収ブラシ（清掃手段）
２６ ブラシ繊維
Ｄ 異物
Ｔ トナー

Claims (5)

1. トナーによって画像が形成される回動可能な像担持体と、
   前記像担持体を摺擦し、前記像担持体上のトナーを帯電させる帯電ブラシと、
   前記トナーの静電気力によって前記トナーを回収する清掃手段とを有し、
   前記像担持体の前記帯電ブラシによる相対的な摺擦方向が逆方向になるように、前記像担持体および前記帯電ブラシの少なくともいずれかの動作方向を変更可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電ブラシは、回転することで前記像担持体を摺擦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. 前記帯電ブラシは、逆回転可能であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記帯電ブラシは、前記摺擦方向に直角な方向に移動可能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. 前記帯電ブラシは、該帯電ブラシが前記像担持体を正方向に摺擦するときと逆方向に摺擦するときでは異なるバイアス電圧が印加され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。

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