JP2010026355A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムに影響を及ぼすことなく、所望のクリーニング効果を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】その駆動によってトナー像を形成するドラム(5a,5b,5c,5d)と、ドラムとは別個独立して駆動可能に構成されており、ドラムの表面をクリーニングする摺擦ローラ(8a,8b,8c,8d)と、当該ローラを駆動するモータ(102,104)を有しており、その駆動によって表面をローラにクリーニングさせるローラ駆動ユニット(100)とを具備する。
【選択図】図５

Description

本発明は、感光体ドラムを摺擦ローラでクリーニングする画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置では感光体ドラムを有しており、ドラムの表面には現像器からトナーが供給され、トナー像が現像される。そして、このトナー像は転写ベルトを介して用紙に間接転写、或いは、転写ベルト上に搬送された用紙に直接転写される。
その後、このドラムの表面は摺擦ローラで研磨され、残留したトナーが除去される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２８０３２２号公報

ところで、この従来技術の如く、摺擦ローラはドラム等の駆動に伴って従動回転するものであり、その回転方向はドラムの回転方向とは反対になり、これら摺擦ローラとドラムとの対峙位置ではトレール方向に移動して接触する。また、その回転速度は、対ドラム線速比の約０．８倍〜約１．２倍に設定される。
しかしながら、これでは、ドラムの回転速度にムラが生ずる、若しくは、ドラムの調整が複雑になる、或いは、所望のクリーニング効果を得られないとの問題がある。

なぜならば、まず、対ドラム線速比の約０．８倍に設定すると、ドラムに対して負荷になり、ドラムの回転速度にムラが生ずるし、一方、対ドラム線速比の約１．２倍に設定すると、ドラムの制動手段を別途要することになるからである。また、対ドラム線速比の約０．９倍に設定した場合には、研磨が不十分になるからである。

よって、ドラムに影響を及ぼすことなく、所望のクリーニング効果を得るための措置が必要になるが、上記従来技術では、この措置については格別な配慮がなされていない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、ドラムに影響を及ぼすことなく、所望のクリーニング効果を得ることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、その駆動によってトナー像を形成する感光体ドラムと、ドラムとは別個独立して駆動可能に構成されており、ドラムの表面をクリーニングする摺擦ローラと、ローラを駆動するモータを有しており、その駆動によって表面をローラにクリーニングさせるローラ駆動ユニットとを具備する。

第１の発明によれば、摺擦ローラが感光体ドラムの表面をクリーニングするが、このローラは、該ドラムとは別個独立して駆動可能に構成されている。よって、従来に比して、その回転速度や回転方向を任意に設定でき、画像形成装置の状態や環境条件によって可変させれば、ドラムの調整を容易にしつつも、ドラムに対して負荷にならずに、所望のクリーニング効果を得ることができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、複数のカラー用ドラムと１つのブラック用ドラムと、それぞれに対応した複数の摺擦ローラとで構成されており、ローラ駆動ユニットは、カラー用ドラムに関する摺擦ローラを駆動させるカラー用モータと、ブラック用ドラムに関する摺擦ローラを駆動させるブラック用モータとを有することを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、摺擦ローラの駆動が、カラー用とブラック用との２系統の専用モータで実施され、これらは別個独立して設けられていることから、モノクロ画像形成とフルカラー画像形成の２つの手段を有し、モノクロ画像形成時にはカラー画像形成は停止することになっても確実に対応できるし、また、総ての摺擦ローラにモータをそれぞれ設けた場合に比して、装置の低廉化に寄与する。

第３の発明は、第２の発明の構成において、カラー用モータ及びブラック用モータは、同一のローラ駆動ユニットに配置されていることを特徴とする。
第３の発明によれば、第２の発明の作用に加えてさらに、これら各モータが同じ駆動ユニットに配置されていれば、各摺擦ローラまでの駆動伝達経路が最短化されるので、装置が組み立て易くなり、その生産性が向上するし、装置をコンパクト化できる。

第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、摺擦ローラの回転方向は、ドラムがトナー像を形成している場合には、ドラムの回転方向とは反対であることを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、摺擦ローラの回転方向を使い分けている。具体的には、画像形成時においては、摺擦ローラとドラムとは、これらの対峙位置ではトレール方向に移動して接触することから、印字中のドラムに対して負荷になり難くなる。

第５の発明は、第１から第４の発明の構成において、摺擦ローラの回転方向は、ドラムがトナー像を形成していない場合には、ドラムの回転方向と同じであることを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、非画像形成時においては、摺擦ローラとドラムとは、これらの対峙位置ではカウンタ方向に移動して接触するので、ドラムに対する十分な研磨を実施可能になる。

第６の発明は、第４や第５の発明の構成において、摺擦ローラの回転速度は、ドラムがトナー像を形成していない場合には、ドラムがトナー像を形成している場合よりも大きく設定されていることを特徴とする。
第６の発明によれば、第４や第５の発明の作用に加えてさらに、摺擦ローラの回転速度は、ドラムによる画像形成時と非画像形成時とでは異なる値に設定されている。つまり、非画像形成時の摺擦ローラの速度は、画像形成時の摺擦ローラの速度よりも大きく設定されているので、ドラムの研磨機能は低下せず、所望のクリーニングを行うことができる。

本発明によれば、摺擦ローラが感光体ドラムとは別個独立して駆動可能に構成されており、このドラムに影響を及ぼすことなく、所望のクリーニング効果を得られる画像形成装置を提供することができる。

以下、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、本実施例に係るタンデム方式のカラープリンタの正面から見た断面図であり、同図の右方向や左方向が側面に対応し、左方向が背面に対応している。
同図に示されるように、この装置本体２の下部には用紙のカセット３が配置されており、カセット３には画像形成前の用紙Ｐが積層状態で収容され、この用紙Ｐはピックアップローラ２１を介して１枚ずつ分離され、カセット３から同図の左方向に向けて送出される。

カセット３から送出された用紙Ｐは本体２の左側面に沿って上方に向けて搬送される。この本体２の内部には、用紙搬送方向でみて下流側にフィードローラ２２、レジストローラ２４、画像形成部４及び転写部７１が順番に配置されている。この画像形成部４の下方には露光ユニット２０が備えられており、このユニット２０からは画像形成部４の感光体ドラム５に向けてレーザ光が照射される。

また、用紙搬送方向でみて転写部７１の下流側には、定着部７２及び排出分岐部７４が順番に配置され、片面印刷の場合には、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４を経て排紙トレイ７６に排出される。
一方、この排出分岐部７４とカセット３との間には両面印刷用ユニット７８が配置されており、このユニット７８では定着部７２から排出された用紙Ｐをレジストローラ２４に戻し、画像形成部４に向けて再び送出する。

ここで、本実施例の画像形成部４は、４つの画像形成ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄで構成されている。これら各ユニット４ａ〜４ｄは、プリンタ１の正面側から背面側に向けて順に配列され、異なる４色（イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程を通じてイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像を順次形成している。

具体的には、各ユニット４ａ〜４ｄには、各対応色の可視像（トナー画像）を担持するドラム５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが設けられている。各ドラム５ａ〜５ｄは、図１の裏側、つまり、このプリンタ１の内部を右側面から見た図２のドラム駆動ユニット２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂにそれぞれ連結されており、本体２に対して回転自在に設置され、図２の各駆動モータ３２によって図１の反時計回りに駆動する。

再び図１に戻り、各ドラム５ａ〜５ｄの周囲の適宜位置には、それぞれ対応する帯電器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、現像器７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、摺擦ローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄや、中間転写ローラ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられている。

この帯電器６ａ〜６ｄでは、カラー用のドラム５ａ〜５ｃ及びブラック用のドラム５ｄの表面を一様に帯電させる。また、現像器７ａ〜７ｄでは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナーが図示しないトナーコンテナやホッパーを経由して供給され、このトナーを用いてドラム５ａ〜５ｄの表面に静電的に付着させる。

これにより、ドラム５ａ〜５ｄの表面には、露光ユニット２０による静電潜像に応じたトナー画像が現像される。そして、これらドラム５ａ〜５ｄ上に形成されたトナー画像は、本実施例では転写ベルト１０上に順次転写され、１ページ分のトナー画像として合成される。

詳しくは、上記ベルト１０は、誘電体樹脂製のシート材の両端部分を重ね合わせて接合したエンドレス形状のベルトや、継ぎ目を有しないシームレスのベルトが用いられており、駆動ローラ１２と搬送ローラ１１との間に掛け回されている。そして、この駆動ローラ１２の近傍に配置された図示しない駆動モータによって同図の時計回りに走行する。

このベルト１０は、ドラム５ａ〜５ｄと中間転写ローラ９ａ〜９ｄとの間を走行しており、これにより、ドラム５ａ〜５ｄ上に形成されたトナー画像はベルト１０上に１次転写される。そして、カラー用の摺擦ローラ８ａ〜８ｃ及びブラック用の摺擦ローラ８ｄは、ドラム５ａ〜５ｄ上に残留したトナーをそれぞれ除去する。

上述した転写部７１は駆動ローラ１２に隣接して設けられ、この転写部７１のローラとベルト１０との間を用紙Ｐが通過すると、ベルト１０上に転写されたトナー画像は用紙Ｐに２次転写され、この用紙Ｐは定着部７２に向けて搬送される。
ところで、上述したドラム駆動ユニット２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂは対応する各ドラム５ａ〜５ｄをそれぞれ別個に駆動する。

具体的には、図２〜４に示される如く、これら各ユニット２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂはユニットハウジング８０に配設されており、このハウジング８０は連結部８２などを介して本体２にネジ固定されている。
また、ハウジング８０はギアケース８１を有し（図３）、このケース８１内には後述するギア列８４が配置されている（図６）。

再び図３に戻り、このケース８１の上方には、各駆動ユニット２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂからそれぞれ延びたドラム駆動軸４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｂがハウジング８０を貫通して設置されており、これら駆動軸４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｂは各駆動ユニット２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂに回転自在に支持され、上述した各駆動モータ３２の回転に伴って駆動する。

さらに、各駆動軸４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｂの周囲には、対応する現像器７ａ〜７ｄのカラー用の駆動軸９６Ｙ，９６Ｍ，９６Ｃ及びブラック用の駆動軸９６Ｂや、対応する摺擦ローラ８ａ〜８ｄのカラー用の駆動軸１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃ及びブラック用の駆動軸１０６Ｂがハウジング８０に回転自在に支持されている。

ところで、上述した各駆動モータ３２にはブラシレスモータが用いられている。詳しくは、図４に示されるように、各駆動ユニット２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂの略中央部分にはブラシレスモータ３２が減速機とともにそれぞれ配置されている。
これに対し、各モータ３２の上方には、１枚の駆動制御基板５０がこれら各モータ３２とは別個独立して形成されている（図２）。

具体的には、駆動制御基板５０は、プリンタ１の背面に沿って延び、各駆動ユニット２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂに亘って設けられており、各モータ３２の近傍に設置されている。
一方、本実施例では、現像器７ａ〜７ｄ及び摺擦ローラ８ａ〜８ｄは、各駆動モータ３２の駆動力が伝達されて従動するのではなく、それぞれ独立して駆動可能に構成されている。

より詳しくは、ハウジング８０と各駆動ユニット２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂとの間には、現像器駆動ユニット９０及びローラ駆動ユニット１００が配設されており、図４，５に示される如く、まず、ハウジング８０とマゼンタ用のドラム駆動ユニット２６Ｍとの間には、カラー用の摺擦ローラ８ａ〜８ｃを駆動するローラ駆動ユニット１００が設けられている。

また、ハウジング８０とブラック用のドラム駆動ユニット２６Ｂとの間には、ブラック用の摺擦ローラ８ｄを駆動するローラ駆動ユニット１００が設けられている。
これら各駆動ユニット１００は、カラー用モータ（モータ）１０２及びブラック用モータ（モータ）１０４をそれぞれ有しており、カラー用モータ１０２が図示しないコントローラからの信号に基づいて駆動すると、ギア列８４に噛合したカラー用の駆動軸１０６Ｙ，１０６Ｍ，１０６Ｃが駆動し、摺擦ローラ８ａ〜８ｃがドラム５ａ〜５ｃの表面を研磨する。

さらに、ブラック用モータ１０４が駆動すれば、ブラック用の駆動軸１０６Ｂが駆動し、摺擦ローラ８ｄがドラム５ｄの表面を研磨する。
次に、ハウジング８０とイエロー用のドラム駆動ユニット２６Ｙとの間には、カラー用の現像器７ａ〜７ｃを駆動する現像器駆動ユニット９０が設けられ、ハウジング８０とシアン用のドラム駆動ユニット２６Ｃとの間には、ブラック用の現像器７ｄを駆動する現像器駆動ユニット９０が設けられている。

そして、これら各駆動ユニット９０もまた、カラー用モータ９２及びブラック用モータ９４をそれぞれ有しており、カラー用モータ９２が駆動すると、ギア列８４に噛合したカラー用の駆動軸９６Ｙ，９６Ｍ，９６Ｃが駆動し、また、ブラック用モータ９４が駆動すれば、ブラック用の駆動軸９６Ｂが駆動し、各ドラム５ａ〜５ｄの表面にトナー画像を形成する。

ここで、上述した駆動制御基板５０には図示しないＩＣチップが実装され、ドラム５ａ〜５ｄを駆動する各モータ３２やベルト１０を駆動する上述したモータの他、摺擦ローラ８ａ〜８ｃを駆動するモータ１０２，１０４及び現像器７ａ〜７ｃを駆動するモータ９２，９４の駆動制御が制御基板５０に集約されている。

これにより、ＩＣチップとドラム５ａ〜５ｄの各モータ３２やベルト１０のモータ、摺擦ローラ８ａ〜８ｃのモータ１０２，１０４や現像器７ａ〜７ｃのモータ９２，９４とが電気的に接続され、ドラム５ａ〜５ｄやベルト１０、摺擦ローラ８ａ〜８ｃ並びに現像器７ａ〜７ｃの駆動制御が可能になる。
上述したプリンタ１では、カセット３から用紙Ｐが１枚ずつ分離して送出され、この用紙Ｐはレジストローラ２４に到達する。このローラ２４は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部４で形成されるトナー画像とのタイミングを計りながら、用紙Ｐを転写部７１へと送出する。

また、上記コントローラからの画像データに基づき、プリンタ１では露光ユニット２０によるレーザ光の照射が制御される。これにより、画像形成部４において各ドラム５ａ〜５ｄ上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの潜像から各ドラム５ａ〜５ｄ上にトナー画像が形成され、転写ベルト１０に転写合成される。続いて、このベルト１０に転写合成されたトナー画像は転写部７１にて用紙Ｐに転写される。

この画像形成時には、モータ１０２，１０４が摺擦ローラ８ａ〜８ｃをドラム５ａ〜５ｄの回転方向とは反対方向、つまり、図１の時計回りに駆動し、各ローラ８ａ〜８ｃの回転速度を対ドラム線速比の約０．９倍の速度に設定する。
その後、用紙Ｐは未定着トナー画像を担持した状態で定着部７２に向けて送られる。次いで、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４を通ってトレイ７６に排出される。

この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４にてユニット７８側に引き戻され、この用紙Ｐはレジストローラ２４を経て、再び転写部７１に向けて送られる。そして、この場合には、用紙Ｐの未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。
そして、非画像形成時には、モータ１０２，１０４が摺擦ローラ８ａ〜８ｃをドラム５ａ〜５ｄの回転方向と同じ方向、つまり、図１の反時計回りに駆動し、各ローラ８ａ〜８ｃの回転速度を対ドラム線速比の約０．９倍以上、特に、プリンタ１が高温環境下に置かれた場合には例えば約１．０倍〜約１．２倍の速度に設定する。

以上のように、本実施例によれば、摺擦ローラ８ａ〜８ｄがドラム５ａ〜５ｄの表面をクリーニングするが、このローラ８ａ〜８ｄは、ドラム５ａ〜５ｄとは別個独立して駆動可能に構成されている。よって、従来に比して、その回転速度や回転方向を任意に設定でき、プリンタ１の印字枚数や環境条件によって可変させれば、ドラム５ａ〜５ｄの調整を容易にしつつも、ドラム５ａ〜５ｄに対して負荷にならずに、所望のクリーニング効果を得ることができる。

また、摺擦ローラ８ａ〜８ｄの駆動が、カラー用とブラック用との２系統の専用モータ１０２，１０４で実施され、これらは別個独立して設けられているので、モノクロ画像形成時にカラー画像形成を停止することになっても確実に対応できるし、また、総ての摺擦ローラに専用モータをそれぞれ設けた場合に比して、プリンタ１の低廉化に寄与する。
さらに、これら各モータ１０２，１０４が同じ駆動ユニット１００に配置されていれば、各摺擦ローラ８ａ〜８ｄまでの駆動伝達経路が最短化され、プリンタ１が組み立て易くなり、その生産性が向上するし、プリンタ１をコンパクト化できる。

さらにまた、摺擦ローラ８ａ〜８ｄの回転方向を使い分けている。具体的には、画像形成時においては、摺擦ローラ８ａ〜８ｄとドラム５ａ〜５ｄとは、これらの対峙位置ではトレール方向に移動して接触することから、印字中のドラム５ａ〜５ｄに対して負荷が生じ難くなる。
一方、非画像形成時においては、摺擦ローラ８ａ〜８ｄとドラム５ａ〜５ｄとは、これらの対峙位置ではカウンタ方向に移動して接触するので、ドラム５ａ〜５ｄに対する十分な研磨を実施できる。

また、摺擦ローラ８ａ〜８ｄの回転速度は、ドラム５ａ〜５ｄによる画像形成時と非画像形成時とでは異なる値に設定されている。詳しくは、摺擦ローラ８ａ〜８ｄの速度は、画像形成時には対ドラム線速比の０．９倍に設定されているので、ドラムには回転ムラも生じない。よって、画質の向上が可能になる。これに対し、非画像形成時には対ドラム線速比の約１．０倍〜約１．２倍に設定されていることから、仮にプリンタ１が高温環境下に置かれた場合であっても、ドラム５ａ〜５ｄの研磨機能は低下せず、所望のクリーニングを行うことができる。

本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、本発明の感光体ドラムは４個に限定されるものではなく、また、このドラムのトナー像は、ベルトを介して用紙に間接転写される他、ベルト上に搬送された用紙に直接転写されても良い。

さらに、上記実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。

本実施例の画像形成装置の概略構成図である。 図１の装置内部を背面から見た斜視図である。 図２を装置の正面から見た斜視図である。 図２のハウジング及びドラム駆動ユニットの斜視図である。 図４からドラム駆動ユニットを取り外した状態の斜視図である。 図３からギアケース及びドラム駆動ユニットを取り外した状態の斜視図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
５ａ，５ｂ，５ｃ 感光体ドラム（カラー用ドラム）
５ｄ 感光体ドラム（ブラック用ドラム）
８ａ，８ｂ，８ｃ カラー用摺擦ローラ（摺擦ローラ）
８ｄ ブラック用摺擦ローラ（摺擦ローラ）
１００ ローラ駆動ユニット
１０２ カラー用モータ（モータ）
１０４ ブラック用モータ（モータ）

Claims (6)

1. その駆動によってトナー像を形成する感光体ドラムと、
   該ドラムとは別個独立して駆動可能に構成されており、該ドラムの表面をクリーニングする摺擦ローラと、
   該ローラを駆動するモータを有しており、その駆動によって前記表面を前記ローラにクリーニングさせるローラ駆動ユニットと
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   複数のカラー用ドラムと１つのブラック用ドラムと、それぞれに対応した複数の摺擦ローラとで構成されており、
   前記ローラ駆動ユニットは、
   該カラー用ドラムに関する摺擦ローラを駆動させるカラー用モータと、
   前記ブラック用ドラムに関する摺擦ローラを駆動させるブラック用モータと
   を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置であって、
   前記カラー用モータ及び前記ブラック用モータは、同一のローラ駆動ユニットに配置されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記摺擦ローラの回転方向は、前記ドラムが前記トナー像を形成している場合には、該ドラムの回転方向とは反対であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記摺擦ローラの回転方向は、前記ドラムが前記トナー像を形成していない場合には、該ドラムの回転方向と同じであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４又は５に記載の画像形成装置であって、
   前記摺擦ローラの回転速度は、前記ドラムが前記トナー像を形成していない場合には、前記ドラムが前記トナー像を形成している場合よりも大きく設定されていることを特徴とする画像形成装置。
   

Images