JP2008116752A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ローラの外周面に付着したトナーや紙粉等の異物を除去するための手段としてクリーニングローラを備えた画像形成装置において、そのクリーニングローラの耐久寿命を早めることなく、無駄なく、極めて効率的にクリーニングローラを使用できる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】外周面がメラミン樹脂発泡体３１で構成されたクリーニングローラ３を移動可能に支持させ、所定の画像形成数毎、または、所定の画像形成経過時間毎に、所定時間（例えば１０秒〜２０秒）に亘ってクリーニングローラ３を帯電ローラ２に当接させてクリーニングさせると共に、その後、クリーニングローラ３を帯電ローラ２から離間させるクリーニングローラ移動手段とを備えて構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式によって画像形成を行う画像形成装置に関する。

電子写真式の画像形成装置においては、感光体を帯電手段によって予め一様に帯電させてから、原稿反射光等の光学的な画像情報を照射することによって静電潜像を形成し、この静電潜像に対して現像装置から供給したトナーを塗布することによってトナー像を形成する。次いで、このトナー像を転写紙上に転写してから定着させることによって画像形成を行っている。
従来、電子写真式の画像形成装置には、帯電手段としての帯電ローラの外周面に付着したトナーや紙粉等の異物を除去する手段を備えたものがある。

異物除去手段としては、例えば、帯電ローラの外周面に付着した異物を捕集するメラミン樹脂発泡体からなるクリーニングローラと、そのクリーニングローラを帯電ローラから離反する位置に移動させる離反機構とを備えたものが知られている。
この異物除去手段によれば、帯電ローラの性能を長期間にわたって良好に維持することができるため、極めて好適なものである（例えば特許文献１）。
特開２００６−３５９３公報

特許文献１に開示された画像形成装置にあっては、クリーニングローラを清掃するタイミングとして、用紙が定着装置から排出されたことをセンサーで検知した後、所定時間経過後に、クリーニングローラで帯電ローラを清掃することのみを開示しているため、仮に、画像品質に何ら問題がないにも関わらず、用紙が定着装置から排出される度に、帯電ローラを清掃するとした場合、クリーニングローラの耐久寿命を早めてしまう恐れがあった。もっとも、清掃を要しない状況下の帯電ローラに対し、クリーニングローラを当接させることは、無駄でもあり、また帯電ローラにとっても好ましいものではない。 そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記技術課題を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる画像形成装置は、回動可能に構成され、静電潜像を形成させる感光体を均一に帯電させる帯電ローラと、外周面がメラミン樹脂発泡体で構成され、前記帯電ローラに当接されると共に該帯電ローラの回動に従動されて、該帯電ローラを清掃させるクリーニングローラと、該クリーニングローラを移動可能に支持させ、所定の画像形成間隔毎に該クリーニングローラを前記帯電ローラに所定時間に亘って当接させると共に、前記クリーニングローラを前記帯電ローラから離間させるクリーニングローラ移動手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２にかかる画像形成装置は、請求項１において、前記所定の画像形成間隔は、所定の画像形成数、または、所定の画像形成経過時間であることを特徴とする。
請求項３にかかる画像形成装置は、請求項１または２において、前記クリーニングローラ移動手段は、画像形成動作時に前記帯電ローラから前記クリーニングローラを離間させると共に、非画像形成動作時に前記帯電ローラに前記クリーニングローラを当接させることを特徴とする。

請求項４にかかる画像形成装置は、請求項１〜３何れか１項において、前記クリーニングローラ移動手段は、前記所定の画像形成間隔を可変させる清掃タイミング可変手段を備えてなることを特徴とする。
請求項５にかかる画像形成装置は、請求項１〜４の何れか１項において、前記帯電ローラと前記感光体との間に微小空間が形成されるように、前記帯電ローラと前記感光体とが配設されていることを特徴とする。
請求項６にかかる画像形成装置は、請求項１〜５の何れか１項において、前記帯電ローラと前記感光体とがアッセンブリされて構成されたプロセスカートリッジ、または、前記感光体と該感光体を清掃させるクリーニング装置とがアッセンブリされて構成されたプロセスカートリッジ、または、これら全てがアッセンブリされて構成されたプロセスカートリッジの構成をとることを特徴とする。

本発明によれば、所定の画像形成回数毎に、または、所定の画像形成時間毎に、クリーニングローラを帯電ローラに所定時間に亘って当接させるクリーニングローラ移動手段を設けたから、クリーニングローラの耐久寿命を早めることなく、極めて効率的にクリーニングローラを使用できる。また、清掃を要しない状況下の帯電ローラに対し、クリーニングローラを当接させることがないので無駄を省くことができる。

次に、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態にかかる画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の所謂電子写真方式の画像形成装置である。
電子写真式の画像形成装置においては、感光体を帯電手段によって予め一様に帯電させてから、原稿反射光等の光学的な画像情報を照射することによって静電潜像を形成し、この静電潜像に対して現像装置から供給したトナーを塗布することによってトナー像を形成する。次いで、このトナー像を転写紙上に転写してから定着させることによって画像形成を行っている。

図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の画像形成部に構成を示す略図であり、この画像形成部は感光体１と、感光体１の外周に順次配置された帯電ローラ２、帯電ローラ２に接してこれを清掃するクリーニングローラ３と、書き込み部４と、現像装備５と、転写装置６と、クリーニング装置７と、を有している。レジストローラ８によって所定のタイミングで転写装置６に供給された転写紙Ｐ上には感光体１上のトナー像が転写される。転写されたトナー像は下流側に位置する定着装置によって定着される。
帯電ローラ２は、ゴムもしくは樹脂で構成され、静電潜像を形成させる感光体１を均一に帯電させるための周知のもので、図示しない機枠等に回動可能に支持されると共に図示しない駆動機構によって回動されるようになっている。また、この帯電ローラ２は、感光体１との間に微小空間（例えば概ね５０μｍの間隙）が形成されるように、かつ、感光体１の垂直方向の中心線上に軸心が位置するように配設されている。なお、図１において、画像形成時、感光体１は反時計周り（帯電ローラ２は時計周り）に回動するようになっている。また、この帯電ローラ２は、感光体１に接触するように配設しても良い。

クリーニング装置７は、感光体１上に残留したトナー等の異物を掻き取り可能な板状に形成されたクリーニングブレード７ａと、回動可能に構成され、感光体１上に残留したトナーを払い取り可能な略円柱状に形成されたファーブラシ７ｂとを備えて構成され、感光体１の水平方向の中心線上にファーブラシ７ｂ軸心が位置するように、かつ、帯電ローラ２とファーブラシ７ｂとの間にクリーニングブレード７ａが位置するように配設されている。
クリーニングローラ３は、帯電ローラ２の外径より僅かに縮径された略円筒状のメラミン樹脂発泡体３１と、両端が突出するようにメラミン樹脂発泡体３１を挿嵌させた支持軸３２とを備えて構成され、その支持軸３２の両端が、後述するクリーニングローラ移動手段の機構部に枢着されている。

クリーニングローラ移動手段は、機構部（クリーニングローラ移動手段）Ａと、機構部の動作を制御する制御部２０とを備えて構成されている。
機構部Ａは、図２に示すように、クリーニングローラ３の支持軸３２が上下にスライド可能に遊挿され上下に向かって機枠等の固定体に延設された長孔状の軸受け９と、一端が機枠等の固定体に枢着され、軸受け９から突出した支持軸３２を支承させるレバー１０と、レバー１０の他端上方に回動可能に設けられ所要のカム曲線で形成された板カム１１と、軸受け９と板カム１１との間のレバー１０上部とその上方に位置した機枠等の固定体とを結ぶように張架され、レバー１０を板カム１１の外周面に向かって付勢させる引っ張りスプリング１２とを備えて構成されている。
また、板カム１１は、所要の角度回動するソレノイド（図示せず）に接続されて、時計回りの回動と反時計回りの回動が可能になっている。

このように構成された機構部Ａは、軸１１ａを中心とした板カム１１の回動（時計回りと反時計回りに反復回動）によって、レバー１０が、一端を回動中心として他端側が上下に揺動し、これに伴ってレバー１０で支承されたクリーニングローラ３が軸受け９に沿って上下動して、クリーニングローラ３が帯電ローラ２に当接、または、帯電ローラ２からクリーニングローラ３が離間するようになっている。なお、クリーニングローラ３が帯電ローラ２に当接する際、クリーニングローラ３の変形を極力防止するために、そのクリーニングローラ３の自重でもって帯電ローラ２に圧接されるようになっている。
制御部２０は、機構部の動作を制御させるもので、所定の制御プログラムと、この制御プログラムを実行させる演算処理部とを備えて構成されている。なお、この後者の演算処理部は、ＣＰＵやメモリなどからなる周知のハードウェアであるため、その詳細な説明は省略し、前者の制御プログラムの構成は、後述する動作説明をもって換えるものとする。例えば、板カム１１を駆動するソレノイド、或いはモータを制御部は制御することによって上記動作を実現する。

また、帯電ローラ２、感光体１、クリーニング装置は、帯電ローラ２と感光体１、帯電ローラ２とクリーニング装置、感光体１とクリーニング装置、帯電ローラ２と感光体１とクリーニング装置等の任意の組み合わせでアッセンブリされてユニット化されており、交換可能なプロセスカートリッジになっている。なお、クリーニングローラ３と機構部も、上記の組み合わせの一構成部材としても良いものである。
さらに、この任意の組み合わせからなるプロセスカートリッジは、その交換の度に当該装置側が新品であると判断するための検知機構が設けられている。この検知機構は、プロセスカートリッジ側から電気的な信号が発信されたり、または、プロセスカートリッジの交換の度に当該装置に設けたセンサーが検出するようにしたり、あるいは、当該画像形成装置の情報入出力部であるオペレーティングパネルを用いてのユーザーによる入力でも良いもので、その態様は特に限定されない。

次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる画像形成装置の一連の動作を、図３のフローチャートを用いて説明する。
まず、制御プログラムは、プロセスカートリッジの交換が行われたか否かの判断処理を行う。例えば、上記したようにプロセスカートリッジの検知機構の信号が受信されたか、または、当該画像形成装置の情報入出力部であるオペレーティングパネルからの入力による信号が受信されたか否かを判断する（Ｓ１）。
プロセスカートリッジの交換が行われた場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、制御部内のメモリまたはカウンタに記録されていたカートリッジの総使用時間または総画像形成枚数をリセットする（Ｓ２）。

次に、制御部内のメモリまたはカウンタに記録されていた、前回のクリーニング直後からの総使用時間または総画像形成枚数をリセットする。すなわち、帯電ローラ２をクリーニングローラ３で清掃した時を起点として、積算したカートリッジの総使用時間または総画像形成枚数をリセットする（Ｓ３）。
Ｓ２及びＳ３の処理が終了したら、または、Ｓ１において、プロセスカートリッジの交換が行われなかった場合（Ｓ１：Ｎｏ）は、以下の処理を行う。
まず、ユーザーによって画像形成処理が実行されると（Ｓ４）、カートリッジの使用時間、または、処理した画像形成枚数を、プロセスカートリッジの交換が行われたときを起点とした、これまでのカートリッジの総使用時間または総画像形成枚数に積算して、カートリッジの総使用時間または総画像形成枚数を、制御部内のメモリまたはカウンタに更新記録する。

また、これと同時に、カートリッジの使用時間または処理した画像形成枚数を、帯電ローラ２を前回クリーニングしたときを起点とした、これまでのカートリッジの総使用時間または総画像形成枚数に積算して、クリーニング後のカートリッジの総使用時間または総画像形成枚数を、制御部内のメモリまたはカウンタに更新記録する（Ｓ５）。
すなわち、プロセスカートリッジの交換を行ってから一度も帯電ローラ２のクリーニングが行われていない場合、上記した両者のカートリッジの総使用時間または総画像形成枚数は同じであり、一度でも帯電ローラ２のクリーニングが行われれば、上記した両者のカートリッジの総使用時間または総画像形成枚数は異なることになる。
次いで、プロセスカートリッジの交換時を起点としたカートリッジの使用時間毎または画像形成枚数毎に応じて区分けされた間隔データをメモリからロードする（Ｓ６：清掃タイミング可変手段）。なお、この間隔データは予め設定された値であるが、当該画像形成装置の情報入出力部であるオペレーティングパネル等を用いて入力設定可能としても良いものである。

この間隔データは、帯電ローラ２のクリーニング間隔を表すデータであり、例えば、プロセスカートリッジの交換が行われて１回目のクリーニングを画像形成枚数が５０００枚終了時とし、２回目のクリーニングを画像形成枚数が２０００枚終了時とし、さらに３回目のクリーニングを画像形成枚数が１５００枚終了時とする等といった具合である。なお、各部の劣化を考慮すれば、このようにクリーニング回数を追うごとに間隔データを小さくするのが好適であるが、同じ値としても良いものである。
そして、例えば、現時点での総画像形成枚数（プロセスカートリッジの交換時を起点）が６１００枚の場合、上記の例で言えば、１回目以上２回目未満の枚数であることから、間隔データは「２０００」となる。なお、図３において、規定値Ａ、Ｂ、Ｃとは、上記の例で言えば、５０００、７０００（１回目の５０００＋２回目の２０００）、８５００（１回目の５０００＋２回目の２０００＋３回目の１５００）となる。

次いで、メモリからロードされた間隔データと、帯電ローラ２を前回クリーニングしたときを起点とした現時点でのカートリッジの総使用時間または総画像形成枚数とを比較する（Ｓ７）。すなわち、上記の例で言えば、１回目のクリーニングは終了しており、その１回目のクリーニングを起点とした現時点でのカートリッジの総画像形成枚数は１１００枚であることから、この「１１００」と間隔データ「２０００」とを比較することになる。
このＳ７において、クリーニング後の総使用時間または総画像形成枚数がロードされた間隔データを超えていない場合（Ｓ７：Ｎｏ）、クリーニングは実行されずに、そのまま画像形成可能となり、その逆に、クリーニング後の総使用時間または総画像形成枚数がロードされた間隔データを超えた場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）即座に帯電ローラ２のクリーニングを実行する。

すなわち、図示しないソレノイドが所要の角度だけ回動して、レバー１０、軸受けを介してクリーニングローラ３が下方へ移動し、クリーニングローラ３が帯電ローラ２に当接する。帯電ローラ２に当接したクリーニングローラ３は、帯電ローラ２の回動に従動して、帯電ローラ２の外周面に残留したトナー等の異物をメラミン樹脂発泡体３１で捕集する。
所定時間が経過したら、図示しないソレノイドが所要の角度だけ回動して、レバー１０、軸受けを介してクリーニングローラ３が上方へ移動し、帯電ローラ２からクリーニングローラ３が離間して一連のクリーニング動作が終了する（Ｓ８）。

なお、クリーニングローラ３を帯電ローラ２に当接させる際の当該画像形成装置の動作状況としては、帯電ローラが回動中の画像形成処理を終えた直後（非画像形成動作時）が好ましい。また、その逆に、画像形成動作時に帯電ローラからクリーニングローラを離間させておくことが好ましい。
また、帯電ローラ２にクリーニングローラ３が当接する時間（所定時間）は、概ね１０〜２０秒程度で十分なクリーニング効果があることが判明している。

このように本実施の形態にかかる画像形成装置は、所定の画像形成数毎に、または、所定の画像形成時間毎に、クリーニングローラ３を帯電ローラ２に所定時間に亘って当接させるクリーニングローラ移動手段を設けて、クリーニングローラ３の耐久寿命を早めることなく、極めて効率的にクリーニングローラ３を使用できるようになっている。また、清掃を要しない状況下の帯電ローラ２に対し、クリーニングローラ３を当接させることがないので無駄を省くことができる。
以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

本実施の形態にかかる画像形成装置における要部の概略を示した正面図である。 クリーニングローラ廻りの概略を示した正面図である。 一連の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電ローラ
３ クリーニングローラ
３１ メラミン樹脂発泡体
３２ 支持軸
４ クリーニングブレード
５ ファーブラシ
６ レバー
７ 引っ張りスプリング
８ 板カム
９ 軸受け

Claims (6)

1. 回動可能に構成され、静電潜像を形成させる感光体を均一に帯電させる帯電ローラと、
   外周面がメラミン樹脂発泡体で構成され、前記帯電ローラに当接されると共に該帯電ローラの回動に従動されて、該帯電ローラを清掃させるクリーニングローラと、
   該クリーニングローラを移動可能に支持させ、所定の画像形成間隔毎に該クリーニングローラを前記帯電ローラに所定時間に亘って当接させると共に、前記クリーニングローラを前記帯電ローラから離間させるクリーニングローラ移動手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記所定の画像形成間隔は、所定の画像形成回数、または、所定の画像形成経過時間であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニングローラ移動手段は、画像形成動作時に前記帯電ローラから前記クリーニングローラを離間させると共に、非画像形成動作時に前記帯電ローラに前記クリーニングローラを当接させることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニングローラ移動手段は、前記所定の画像形成間隔を可変させる清掃タイミング可変手段を備えてなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電ローラと前記感光体との間に微小空間が形成されるように、前記帯電ローラと前記感光体とが配設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記帯電ローラと前記感光体とがアッセンブリされて構成されたプロセスカートリッジ、または、前記感光体と該感光体を清掃させるクリーニング装置とがアッセンブリされて構成されたプロセスカートリッジ、または、これら全てがアッセンブリされて構成されたプロセスカートリッジの構成をとることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。

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