JP2011013349A - Cleaning device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、複写機或いは複合機等の画像形成装置の技術分野に属し、特に、像担持体に残留するトナー等の付着物を除去するクリーニングの技術に関するものである。 The present invention belongs to a technical field of an image forming apparatus such as a printer, a copier, or a multifunction machine, and particularly relates to a cleaning technique for removing deposits such as toner remaining on an image carrier.
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体として感光体ドラムが広く用いられている。この感光体ドラムを用いる画像形成装置では、前記感光体ドラムの周面を帯電装置によって一様に所定電位に帯電し、画像データに基づき、前記感光体ドラムの周面に対して露光装置のLED光等を照射することにより部分的に電位を光減衰させて原稿画像に対応した静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置で現像することにより、感光体ドラムの周面にトナー像を形成し、該トナー像を、感光体ドラムと転写部材とを接触或いは近接させて構成した転写領域を用紙が通過するときに、前記トナー像を該用紙に転写する構成とされている。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a photosensitive drum is widely used as an image carrier. In the image forming apparatus using the photosensitive drum, the peripheral surface of the photosensitive drum is uniformly charged to a predetermined potential by a charging device, and an LED of an exposure device is applied to the peripheral surface of the photosensitive drum based on image data. By irradiating light or the like, the potential is partially attenuated to form an electrostatic latent image corresponding to the original image, and this electrostatic latent image is developed by a developing device, so that the peripheral surface of the photosensitive drum is developed. A toner image is formed, and the toner image is transferred to the sheet when the sheet passes through a transfer region formed by bringing the photosensitive drum and the transfer member into contact with or in close proximity to each other. .
この種の画像形成装置にあっては、トナー像を用紙に転写させた後、一部のトナーが用紙に転写されずに感光体ドラムの周面に付着したまま残留することがある。この感光体ドラムの周面に付着した残留トナーは、次の新たな画像形成の障害となるので、感光体ドラムのクリーニングが必要となる。ここで用いられるクリーニング方法としては、例えば、感光体ドラムの周面に、クリーニングローラや回転ブラシなどの回転部材を押し付けることで、該回転部材に残留トナーを移動させて回収する方法や、感光体ドラムの周面にクリーニングブレードを接触させて残留トナーを掻き取る方法、或いは、これらの方法を組み合わせたクリーニング方法が広く知られている。 In this type of image forming apparatus, after a toner image is transferred to a sheet, some toner may remain on the peripheral surface of the photosensitive drum without being transferred to the sheet. The residual toner adhering to the peripheral surface of the photosensitive drum becomes an obstacle to the next new image formation, and therefore the photosensitive drum needs to be cleaned. The cleaning method used here includes, for example, a method in which a rotating member such as a cleaning roller or a rotating brush is pressed against the peripheral surface of the photosensitive drum to move and collect residual toner on the rotating member, or a photosensitive member. A method of scraping residual toner by bringing a cleaning blade into contact with the peripheral surface of the drum, or a cleaning method combining these methods is widely known.
一方、感光体としてアモルファスシリコン感光体を用いた場合には、その周面に、帯電装置の放電によって生じた放電生成物が付着し易い。この放電生成物が水分を吸収すると、感光体の周面の電気抵抗が低下して、静電潜像を乱す像流れという不具合が発生することがある。このため、トナーに微量の研磨剤を添加し、該トナーをクリーニングローラの周面に担持させ、このトナーによって感光体の周面に付着した放電生成物を研磨するようにしてクリーニングする方法が知られている。 On the other hand, when an amorphous silicon photoconductor is used as the photoconductor, discharge products generated by the discharge of the charging device are likely to adhere to the peripheral surface. If this discharge product absorbs moisture, the electrical resistance of the peripheral surface of the photoreceptor may be reduced, causing a problem of image flow that disturbs the electrostatic latent image. For this reason, a method is known in which a small amount of abrasive is added to the toner, the toner is carried on the peripheral surface of the cleaning roller, and the discharge product adhering to the peripheral surface of the photosensitive member is polished by this toner to be cleaned. It has been.
下記特許文献1,2には、感光体ドラムのクリーニング技術に関し、研磨ローラの回転方向を切り替える手段とクリーニングブレードとを用いて、感光体ドラムの表面に付着した放電生成物の除去を行う点が提案されている。
The following
下記特許文献1には、研磨ローラをクリーニングブレードよりも像担持体の回転方向上流側であってかつ上側に配置し、かつ、研磨ローラの回転方向を、像担持体の表面を研磨する研磨モードの時には前記像担持体の回転方向と同方向とすることで、研磨ローラと感光体ドラムとのニップ出口をニップ部の上側に位置させてそこにトナー溜まりを形成し、このトナー溜まりに溜まっているトナーを用いて感光体ドラムの表面を研磨し、また、研磨モード以外の時には前記像担持体の回転方向と異方向とする点が提案されている。
In
下記特許文献2には、感光体ドラムの周面の各部位における画像面積率のバラツキがあっても、該周面に付着する異物を効果的に除去することを目的として、感光体ドラムの回転時間が所定時間に達するまで、感光体ドラムを主走査方向に6分割したブロック毎に、書き込まれるドット数をカウントし、ブロック毎の画像面積率を求め、求めた画像面積率が基準値以下のブロックについては、所定のトナー消費パターンの静電潜像を感光体上に形成して現像手段でトナーを付着させ、クリーニング手段に強制的にトナーを入力する技術が開示されている。
In
前記特許文献1に係る画像形成装置は、研磨モード以外の時の研磨ローラの回転方向を、前記像担持体の回転方向と異方向とするようにしている。しかしながら、単に、研磨モード以外の時の研磨ローラの回転方向を、前記像担持体の回転方向と異方向とするだけでは、トナー溜まりのトナーがニップ出口から外部に排出されてトナー溜まりにおけるトナーが非常に少ない状態となってクリーニングに必要なトナーが無くなることがある。不足するトナーを補填するために、現像部からトナーを供給することが考えられるが、これはトナー消費量の増加を引き起こすこととなる。
In the image forming apparatus according to
下記特許文献2に係る画像形成装置においては、研磨不良の対策とクリーニングブラシの逆回転による毛倒れや目詰まりの抑制のためのトナーを印字されない部分に供給するため、トナー消費量の増加が問題となる。また、逆転動作を入れながらトナー消費を抑制するため、トナーを供給しない場合は、充分な研磨が行われず画像不良が発生することとなる。
In the image forming apparatus according to
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、トナー消費量の増大を防止又は抑制しつつ効果的なクリーニング動作を行うことのできるクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a cleaning device and an image forming apparatus capable of performing an effective cleaning operation while preventing or suppressing an increase in toner consumption. Objective.
請求項1に記載の発明は、像担持ドラムの周面に接触することにより、該周面に付着したトナーを該周面から除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムの周面から除去されたトナーを所定位置で受けとめて貯留するトナー貯留部を形成するトナー受け部材と、前記像担持ドラムの周面に摺接する周面を有し、この像担持ドラムの周面に摺接する周面が前記トナー貯留部のトナーに接触して該トナーを担持するクリーニングローラと、前記クリーニングローラの回転方向を、前記クリーニングローラの周面が前記像担持ドラムとの接触部位において該像担持ドラムの周面と同方向に移動する正転方向と、前記正転方向と逆方向である逆転方向との間で切り替えるローラ制御部とを備え、前記ローラ制御部は、トナー像を前記像担持ドラムに形成する画像形成期間に、前記クリーニングローラを前記正転方向に回転させることにより、前記像担持ドラムの周面に摺接する動作を前記クリーニングローラに実施させ、前記画像形成期間以外の非画像形成期間に、前記クリーニングローラを前記逆転方向に回転させることにより、前記トナー貯留部のトナーを前記トナー貯留部外に排出する排出動作を前記クリーニングローラに実施させるクリーニング装置である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a cleaning blade that removes toner adhering to the peripheral surface from the peripheral surface by contacting the peripheral surface of the image bearing drum, and a peripheral surface of the image bearing drum by the cleaning blade. A toner receiving member that forms a toner storing portion that receives and stores the toner removed from the toner cartridge at a predetermined position, and a peripheral surface that is in sliding contact with the peripheral surface of the image bearing drum, and is in sliding contact with the peripheral surface of the image supporting drum. The circumferential surface of the cleaning roller that contacts the toner in the toner storage portion and carries the toner, and the rotational direction of the cleaning roller. The circumferential surface of the cleaning roller is in contact with the image bearing drum. A roller control unit that switches between a forward rotation direction that moves in the same direction as the circumferential surface of the roller and a reverse rotation direction that is the reverse direction to the forward rotation direction. The rotating roller rotates the cleaning roller in the forward rotation direction during an image forming period in which a toner image is formed on the image bearing drum, thereby causing the cleaning roller to perform an operation of slidingly contacting the peripheral surface of the image bearing drum. In the non-image forming period other than the image forming period, by rotating the cleaning roller in the reverse direction, the cleaning roller performs a discharging operation for discharging the toner in the toner storage unit to the outside of the toner storage unit. It is a cleaning device.
この発明によれば、前記トナー受け部材を設け、前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムの周面から除去したトナーを前記トナー受け部材によって所定位置で受けとめて貯留し、この貯留したトナーをクリーニング用のトナーとしてクリーニングローラの周面に担持させるようにしたので、クリーニングを実施するたびに新たなトナーを必要とすることなく、前記画像形成期間に像担持ドラムのクリーニング(前記除去動作)を行うことができる。 According to the present invention, the toner receiving member is provided, the toner removed from the peripheral surface of the image bearing drum by the cleaning blade is received and stored at a predetermined position by the toner receiving member, and the stored toner is stored for cleaning. Since the toner is carried on the peripheral surface of the cleaning roller, the image carrying drum can be cleaned (the removal operation) during the image forming period without requiring new toner each time cleaning is performed. it can.
一方、前記非画像形成期間において、前記逆転方向に前記クリーニングローラを回転させて、該クリーニングローラに前記トナー貯留部のトナーを担持させ、該トナーを前記トナー貯留部外に排出する排出動作を行うようにしたので、前記トナー貯留部におけるトナーが過多の状態となって前記像担持ドラムとクリーニングローラとの接触部位の上部に大量のトナーが溜まることに起因して、該トナーと像担持ドラムとの間での放電破壊が発生するのを防止又は抑制することができる。 On the other hand, during the non-image forming period, the cleaning roller is rotated in the reverse direction so that the toner in the toner reservoir is carried on the cleaning roller, and the toner is discharged out of the toner reservoir. As a result, the toner in the toner reservoir becomes excessive and a large amount of toner accumulates above the contact portion between the image carrier drum and the cleaning roller. It is possible to prevent or suppress the occurrence of discharge breakdown between the two.
前記トナー受け部材としては、請求項2に記載の発明のように、前記クリーニングローラの周面から、該ローラの断面における径方向外側に所定の間隙を介して設置し、前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムから除去されたトナーを貯留するものが想定される。
The toner receiving member is installed from a peripheral surface of the cleaning roller to a radially outer side in a cross section of the roller via a predetermined gap as in the invention according to
請求項3に記載の発明は、前記像担持ドラムと、前記像担持ドラムの周面を均一に帯電する帯電部と、前記帯電部による帯電動作後の像担持ドラムの周面に対して画像データに基づく露光動作を行って静電潜像を形成する露光部と、前記像担持ドラムの周面に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像部と、前記像担持ドラムの周面に形成されたトナー像を所定の記録媒体に転写する転写部と、前記転写部による転写後の前記像担持ドラムの周面に付着する付着物を除去するための請求項1又は2に記載のクリーニング装置とを備える画像形成装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided image data for the image bearing drum, a charging unit that uniformly charges the circumferential surface of the image bearing drum, and the circumferential surface of the image bearing drum after the charging operation by the charging unit. An exposure unit that forms an electrostatic latent image by performing an exposure operation based on the image, a developing unit that visualizes the electrostatic latent image formed on the peripheral surface of the image carrying drum with toner, and a peripheral portion of the image carrying drum. The transfer part which transfers the toner image formed on the surface to a predetermined recording medium, and the deposits attached to the peripheral surface of the image carrying drum after the transfer by the transfer part are removed. An image forming apparatus including the cleaning device.
この発明によれば、画像形成装置において、請求項1又は2に記載の発明による効果が得られる。
According to this invention, in the image forming apparatus, the effect of the invention according to
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、前記画像データに基づく画像を前記所定の記録媒体に形成する指示を入力するための入力操作部を更に備え、前記現像部は、画像形成期間中に、前記所定の記録媒体に画像を形成するためのトナーを前記像担持ドラムに供給する供給動作と、当該現像部が保持しているトナーを不要トナーとして前記像担持ドラムに吐出する吐出動作とを実施し、前記ローラ制御部は、前記入力操作部により前記指示が入力されると、該指示に対応する画像形成期間中の前記吐出動作によって前記像担持ドラムに吐出された不要トナーの吐出量と該吐出量について予め定められた閾値とを比較し、前記吐出量が前記閾値より大きいとき、前記指示に基づく画像形成期間の終了直後の非画像形成期間において、前記クリーニングローラを前記逆転方向に回転させて前記トナー貯留部のトナーの前記排出動作を前記クリーニングローラに実施させるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the image forming apparatus further includes an input operation unit for inputting an instruction to form an image based on the image data on the predetermined recording medium. The image forming unit supplies a toner for forming an image on the predetermined recording medium to the image bearing drum during an image forming period, and the image bearing unit uses the toner held by the developing unit as an unnecessary toner. When the instruction is input from the input operation unit, the roller controller discharges to the image carrier drum by the discharge operation during the image forming period corresponding to the instruction. When the discharge amount of the unnecessary toner is compared with a predetermined threshold for the discharge amount, and the discharge amount is larger than the threshold, the non-image form immediately after the end of the image forming period based on the instruction In the period, is the discharge operation of the toner of the cleaning roller is rotated in the reverse direction the toner storage shall be carried out on the cleaning roller.
この発明によれば、前記入力操作部による画像形成指示に基づく画像形成期間中に前記吐出動作で前記像担持ドラムに供給された不要トナーの供給量が前記閾値より大きいときには、前記指示に基づく画像形成期間の終了直後の非画像形成期間において、前記クリーニングローラを前記逆転方向に回転させて前記トナー貯留部におけるトナーの前記排出動作を前記クリーニングローラに実施させるようにしたので、前記トナー貯留部のトナーが過多になるのを防止又は抑制することができる。 According to this invention, when the supply amount of the unnecessary toner supplied to the image bearing drum in the ejection operation during the image forming period based on the image forming instruction by the input operation unit is larger than the threshold, the image based on the instruction In the non-image forming period immediately after the end of the forming period, the cleaning roller is rotated in the reverse direction to cause the cleaning roller to perform the discharging operation of the toner in the toner storing unit. An excessive amount of toner can be prevented or suppressed.
前記予め定められた閾値については、例えば、前記非画像形成期間に実施予定の前記排出動作で回転する前記クリーニングローラの回転時間が長いと、該排出動作によって前記トナー貯留部から排出されるトナーの量が多くなるため、前記クリーニングローラの回転時間の増大に伴って前記トナー貯留部におけるトナーの貯留許容量を大きく設定しなければ、トナー貯留部におけるトナーが枯渇することから、請求項5に記載の発明のように、前記非画像形成期間に実施予定の前記排出動作に係る前記クリーニングローラの回転時間に応じて設定するとよい。 With respect to the predetermined threshold value, for example, if the rotation time of the cleaning roller that rotates in the discharge operation scheduled to be performed in the non-image forming period is long, the toner discharged from the toner storage unit by the discharge operation The toner amount in the toner storage portion is depleted unless the toner storage allowable amount in the toner storage portion is set large as the rotation time of the cleaning roller increases as the amount of the cleaning roller increases. As in the first aspect of the invention, it may be set according to the rotation time of the cleaning roller related to the discharge operation scheduled to be performed in the non-image forming period.
請求項6に記載の発明は、請求項3乃至5の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記像担持ドラムは、前記クリーニングローラが前記排出動作を実施している間は回転しないものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the third to fifth aspects, the image bearing drum does not rotate while the cleaning roller performs the discharging operation. It is.
前記クリーニングローラが前記排出動作を実施している間も引き続き前記像担持ドラムを回転させると、該像担持ドラムの表面に作用するトルクが過大となり、前記トナーと像担持ドラムとの間で放電が発生し、像担持ドラムの周面が損傷する可能性があるが、本発明のように、前記クリーニングローラが前記排出動作を実施している間は、前記像担持ドラムを回転しないようにすることで、このような不具合が発生するのを防止又は抑制することができる。 If the image bearing drum is continuously rotated while the cleaning roller is performing the discharging operation, the torque acting on the surface of the image bearing drum becomes excessive, and a discharge occurs between the toner and the image bearing drum. The peripheral surface of the image bearing drum may be damaged, but the image bearing drum should not be rotated while the cleaning roller is performing the discharging operation as in the present invention. Thus, it is possible to prevent or suppress the occurrence of such a problem.
本発明によれば、像担持ドラムとクリーニングローラとの接触部位の上部に大量のトナーが溜まることに起因して、該トナーと像担持ドラムとの間での放電破壊が発生するのを防止又は抑制しつつ、新たなトナーを供給することなく前記画像形成期間に像担持ドラムのクリーニングを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of discharge breakdown between the toner and the image bearing drum due to the accumulation of a large amount of toner on the contact portion between the image bearing drum and the cleaning roller. While being suppressed, the image bearing drum can be cleaned during the image forming period without supplying new toner.
以下、図面を用いて、本発明に係るクリーニング装置を備えた画像形成装置の実施形態について説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す正面図である。 Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus including a cleaning device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing an example of an image forming apparatus according to the present invention.
図1に示すように、画像形成装置1は、像担持ドラムとして周面がアモルファスシリコンからなる円柱状の感光体ドラム2を有し、その感光体ドラム2の周囲に、帯電器(帯電部に相当)3、現像装置(現像部に相当)4、転写体の一例としての転写ローラ(転写部に相当)5、クリーニングユニット6及び除電器7が、感光体ドラム2の回転方向に沿って配置されている。現像装置4には、トナーが保持されている。トナーは、バインダー樹脂をその母粒子として、その周面にシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどの研磨剤が付着した構成を有している。なお、トナーには、前記バインダー樹脂の他、顔料、ワックス、帯電制御剤などが例えば30%程度含有されている。
As shown in FIG. 1, the
この画像形成装置1による画像形成動作は、以下のように行われる。帯電器3によって感光体ドラム2の周面を所定電位に均一に帯電した後、感光体ドラム2の周面に、図略の露光部により画像データに応じてレーザ光9を照射することによる露光を行い、これにより感光体ドラム2上に静電潜像が形成される。その後、現像装置4によって感光体ドラム2上の静電潜像が現像されてトナー像とされ、感光体ドラム2上のトナー像は、転写ローラ5によって転写材、例えば記録用紙12に転写される。この転写の際、感光体ドラム2と転写ローラ5との間に転写バイアス電界を印加し、帯電したトナーを、記録媒体としての記録用紙12にスムーズに移動させるようにしている。なお、記録媒体には、中間転写体等、一時的にトナー像を担持する部材も含むものとする。
The image forming operation by the
転写後に感光体ドラム2上に残留したトナーは、クリーニングユニット6により除去される。その後、感光体ドラム2上の残留電位が除電器7によって消去される。そして、再び帯電器3によって帯電されて、以上の画像形成処理が繰り返される。
The toner remaining on the
一方、記録用紙12は、用紙カセット13から繰り出されて搬送ライン14に沿って搬送され、感光体ドラム2と転写ローラ5との間に送られ、ここで転写ローラ5によって感光体ドラム2上のトナー像が転写され、その後、定着ユニット15を経て排紙トレイ16に排紙される。なお、搬送ライン14の転写ローラ5よりも上流側にはレジストローラ対17が設けられていて、このレジストローラ対17に記録用紙Pが突き当たって一旦停止され、感光体ドラム2への画像形成とタイミングを合わせて、レジストローラ対17が駆動され、記録用紙Pを感光体ドラム2と転写ローラ5との間の転写ニップに向けて送り出す。
On the other hand, the
このように構成された画像形成装置1にあっては、感光体ドラム2の上方に転写ローラ5が配置され、感光体ドラム2と転写ローラ5との間を通るように搬送ライン14が設けられている。また、その搬送ライン14の下側であって、転写ローラ5よりも感光体ドラム2の回転方向下流側にはクリーニングユニット6が設けられている。
In the
図2は、クリーニングユニット6の構成を示す拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing the configuration of the
クリーニングユニット6は、クリーニングローラ10と、該クリーニングローラ10よりも下側、つまり、クリーニングローラ10から見て感光体ドラム2の回転方向下流側に設置されたクリーニングブレード11と、クリーニングローラ10の近傍に設置されたプレートロール12(トナー受け部材に相当)とを有する。
The
クリーニングローラ10は、円柱形状を有し、前記感光体ドラム2の回転軸Oと平行な回転軸Qを回転中心として、周面が前記感光体ドラム2の周面に摺接(接触)しながら回転するものである。クリーニングローラ10は、駆動モータ20(図1参照)により駆動される。駆動モータ20は、正逆両方向に回転可能に構成されており、クリーニングローラ10は、該駆動モータ20の回転方向に応じた方向に回転する。駆動モータ20の回転方向の切替えは、例えば電圧印加方向を切替える後述のローラ制御部21(図3参照)により行われる。
The cleaning
クリーニングローラ10は、例えば発泡ゴムを用いて構成されており、周面に細かな凹凸を有する。クリーニングローラ10の周面には、この凹凸によってトナーが付着する。
The cleaning
クリーニングブレード11は、クリーニングローラ10より下側の所定位置(感光体ドラム2の回転方向下流側の位置)で感光体ドラム2の周面に接触して該感光体ドラム2の周面からトナー(残留トナー)を掻き取るものである。
The cleaning blade 11 contacts the circumferential surface of the
プレートロール12は、前記クリーニングブレード11により掻き取られたトナーの貯留スペース(前記貯留部の一例)を形成するための部材である。すなわち、プレートロール12は、クリーニングローラ10の断面における径方向外側にクリーニングローラ10の周面から所定長さの間隙を介しクリーニングローラ10の周面に沿って湾曲する湾曲面を有して成り、該プレートロール12、前記クリーニングローラ10及び感光体ドラム2の周面及びクリーニングブレード11により囲まれるスペースが前記貯留スペースとして形成されている。
The
なお、感光体ドラム2の半径が例えば20mmから50mmの範囲で設定され、クリーニングローラ10の半径が例えば10mm〜30mmの範囲で設定された場合には、プレートロール12と前記クリーニングローラ10との離間距離は、例えば1mm〜5mmの範囲で設定される。
When the radius of the
クリーニングユニット6においては、現像装置4から供給され感光体ドラム2の周面に形成された静電潜像が現像装置4によってトナー像とされ、このトナー像が記録用紙Pに転写される際に、記録用紙Pに転写されずに感光体ドラム2の周面に残留したトナーをクリーニングブレード11により掻き取る。この掻き取られたトナーは、前記貯留スペースに貯留される。前記貯留スペースに貯留されるトナーがクリーニングローラ10の周面の位置まで達すると、前記クリーニングローラ10は周面で該トナーを担持する。
In the
ここで、図2の矢印Bで示すように、前記クリーニングローラ10が感光体ドラム2の回転方向と逆方向に回転するとき(前記クリーニングローラ10の周面が感光体ドラム2との接触部位において該感光体ドラム2の周面と同方向に移動する方向に回転するとき)には、クリーニングローラ10は、担持したトナーを前記感光体ドラム2との前記接触部位に供給する。このとき、該トナーを研磨剤として感光体ドラム2の周面に付着した付着物を除去する動作が行われる。このときのクリーニングローラ10の回転方向は前記正転方向に対応する。
Here, as indicated by an arrow B in FIG. 2, when the cleaning
一方、図2の矢印Cで示すように、前記クリーニングローラ10が感光体ドラム2の回転方向と同方向に回転するとき(前記クリーニングローラ10の周面が感光体ドラム2との接触部位において該感光体ドラム2の周面と逆方向に移動する方向に回転するとき)には、クリーニングローラ10は、担持したトナーを前記接触部位を経て矢印Dに示すように、前記貯留スペースの外部に排出する。このときのクリーニングローラ10の回転方向は前記逆転方向に対応する。
On the other hand, as indicated by an arrow C in FIG. 2, when the cleaning
なお、プレートロール12は、前記貯留スペースに貯留されたトナーがクリーニングローラ10の周面に付着し易くするために、上端部がクリーニングローラ10と感光体ドラム2との接触部位(以下、ニップ部という)と同等の高さ位置又はそれより高い位置まで延びるように構成されているのが好ましい。なお、ここで、前記高さとは地面と垂直な方向における高さをいう。
The
図3は、図1に示す画像形成装置11の電気的構成の一例を示すブロック図である。図3に示すように、画像形成装置1は、前述の感光体ドラム2、帯電器3、現像装置4、転写ローラ5、クリーニングユニット6及び除電器7に加えて、入力操作部18と、制御部21を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the image forming apparatus 11 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the
入力操作部18は、詳細には説明しないが、印刷枚数等を入力するための数字キー、印刷動作等を開始させるためのスタートボタン、印刷動作等の停止、入力操作の取り消しを行うためのストップ/クリアボタン、各種設定を初期状態又は標準動作状態にするリセットボタン等を含むものである。
Although not described in detail, the
制御部21は、例えば所定の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)と、所定の制御プログラムが記憶されたROM(Read Only Memory)と、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)等とを備えて構成されており、制御部21には、前述の感光体ドラム2、帯電器3、現像装置4、転写ローラ5、クリーニングユニット6及び除電器7が接続されている。
The
本実施形態における制御部21は、ドラム制御部22と、ローラ制御部23と、トナー吐出量検出部24として機能する。
The
ドラム制御部22は、感光体ドラム2の回転動作を制御するものであり、本実施形態においては、当該画像形成装置1で画像形成動作を実施するときには、感光体ドラム2を予め定められた回転方向(図1の矢印Aで示す方向)に回転させ、当該画像形成装置1で画像形成動作を実施しないときには、感光体ドラム2の回転動作を停止させる。
The
トナー吐出量検出部24は、画像形成期間中に現像装置4から感光体ドラム2に吐出される不要トナーの吐出量を検出するものである。
The toner discharge
現像装置4においては、図略の現像ローラとトナーコンテナとを有し、画像形成動作を実施するときには、トナーコンテナ内のトナーが現像ローラの周面に供給される。ここで、現像ローラの周面に供給されたトナーの一部は、該現像ローラから感光体ドラム2にトナーが供給されて画像形成に利用され、残りは、画像形成に利用されずに(現像ローラから感光体ドラム2に供給されずに)現像装置4の図略の現像ローラに付着したまま残留する。例えば低印字率の画像形成動作を行う場合には、現像ローラに残留するトナー量が特に多くなる。このように残留するトナーは、現像ローラに付着したまま放置すると、所要の帯電量を持たなくなり、次回以降の画像形成時において、現像ローラから感光体ドラム2に供給されるトナー量が設定値より少なくなる結果、画像の濃度に悪影響を及ぼす可能性がある。
The developing
そこで、本実施形態では、トナー吐出量検出部24は、入力操作部(スタートボタン)により画像形成指示が入力されるたびに、当該画像形成期間における所定のタイミング、例えば1枚目の画像を形成する前のタイミングや、複数枚の記録用紙に画像を形成する場合に、或る用紙に対する画像形成動作が終了してから次の用紙に対する画像形成動作を開始するまでの間のタイミングなどにおいて、現像ローラの周面に付着したトナーを現像装置4から感光体ドラム2に吐出し、この吐出したトナーを、クリーニング用のトナーとして利用するべく、クリーニングブレード11を用いて貯留スペースに回収するようにしている。なお、以下の説明においては、このトナーを、転写動作の時点で感光体ドラム2に残留するトナーと区別するべく不要トナーという。なお、吐出動作1回当りのトナーの吐出量は予め定められており、形成すべき画像の印字率に応じて吐出回数が設定される。トナー吐出量検出部24は、各画像形成期間において現像装置4から感光体ドラム2に吐出される不要トナーの吐出量を検出する。
Therefore, in the present embodiment, the toner discharge
ローラ制御部23は、クリーニングローラ10の回転動作を制御するものである。ローラ制御部23は、前記画像形成処理を実施するときには、感光体ドラム2の回転方向と反対方向にクリーニングローラ10を回転させる(前記クリーニングローラ10の周面と前記感光体ドラム2の周面との接触部位で前記感光体ドラム2の周面と同方向に移動する方向に前記クリーニングローラ10を回転させる)。
The
なお、前記画像形成時においては、感光体ドラム2の周速は、例えば75mm/秒〜400mm/秒の範囲で設定される一方、クリーニングローラ10の周速は、感光体ドラム2の周速に対して0.6倍〜1.5倍程度の周速に設定される。
During the image formation, the peripheral speed of the
これにより、前記貯留スペースに貯留されたトナーを担持したときに、該トナーを用いて前記感光体ドラム2の周面の付着物を除去する除去動作が前記クリーニングローラ10により行われることとなる。
As a result, when the toner stored in the storage space is carried, the cleaning
一方、前記画像形成処理を実施していないとき(非画像形成期間)においては、ローラ制御部23は、前記トナー吐出量検出部24により検出されたトナーの吐出量に応じてクリーニングローラ10の制御が異なる。
On the other hand, when the image forming process is not performed (non-image forming period), the
すなわち、ローラ制御部23は、前記トナー吐出量検出部24により検出されたトナーの吐出量が予め定められた閾値より小さい場合には、クリーニングローラ10の回転動作を実施しない。
In other words, the
一方、ローラ制御部23は、前記非画像形成期間において、前記トナー吐出量検出部24により検出されたトナーの吐出量が予め定められた閾値以上であるときには、クリーニングローラ10を前記画像形成時におけるクリーニングローラ10の回転方向と逆方向(図2の矢印Cで示す方向)に回転させる。これは、次の理由に因る。
On the other hand, when the toner discharge amount detected by the toner discharge
前記貯留スペースに貯留されるトナーには、転写されずに感光体ドラム2の周面に残留した残留トナーだけでなく前述の不要トナーが含まれている。この不要トナーの量が過多となると、前記貯留スペースにおけるトナー量が過多となり、その結果、感光体ドラム2とクリーニングローラ10との接触部位の上部(ニップ上部)にトナーの溜りが発生する。この部分でのトナーの溜り量が多くなると、このトナーと感光体ドラム2との間で放電破壊が発生する虞がある。そこで、クリーニングローラ10を前記画像形成時におけるクリーニングローラ10の回転方向と逆方向(図2の矢印Cで示す方向)に回転し前記貯留スペースに溜まったトナーを外部に排出することで、前記接触部位の上部におけるトナー量をコントロールするようにしている。
The toner stored in the storage space includes the above-described unnecessary toner as well as the residual toner that remains on the peripheral surface of the
図4は、制御部21による処理を示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing processing by the
図4に示すように、入力操作部18により画像形成動作の指示が入力されると(ステップ♯1でYES)、ドラム制御部22は、感光体ドラム2を所定の方向(図2の矢印Aで示す方向)に回転させ、また、ローラ制御部23は、クリーニングローラ10を所定の速度で正回転(感光体ドラム2の回転方向と逆方向に回転)させる(ステップ♯2)。これにより、画像形成動作により感光体ドラム2の周面に付着した付着物を、感光体ドラム2の周面から除去することができる。
As shown in FIG. 4, when an image forming operation instruction is input by the input operation unit 18 (YES in step # 1), the
ローラ制御部23は、画像形成動作が完了するまでステップ♯2の処理を実施し(ステップ♯3でNO)、画像形成動作が完了すると(ステップ♯3でYES)、該動作が完了するまでに吐出された不要トナーの吐出量が予め定められた閾値以上であるか否かを判断し(ステップ♯4)、前記不要トナーの吐出量が前記閾値以上である場合には(ステップ♯4でYES)、クリーニングローラを所定時間だけ所定速度で逆回転させる(ステップ♯5)。これにより、前記貯留スペースにおけるトナー量の過多状態に因り、感光体ドラム2とクリーニングローラ10との接触部位の上部(ニップ上部)に溜まるトナーと感光体ドラム2との間で放電破壊が発生するのを防止又は抑制することができる。
The
以上のように、本実施形態では、プレートロール12を設け、転写されずに感光体ドラム2の周面に残留したトナーや、画像形成動作に利用されずに現像装置4に残留し不要トナーとして感光体ドラム2に吐出されたトナーをクリーニングブレード11により掻き取り、この掻き取ったトナーをプレートロール12で受けとめて溜めるようにしたので、このトナーの貯留スペースにトナーが供給される量が少ない低印字率(例えば約2%以下の印字率)の画像形成処理が実施される場合でも、クリーニングローラ10の周面にはトナーが確実に供給され、トナー不足によるクリーニング不良が発生するのを防止又は抑制することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、非画像形成期間にクリーニングローラ10を逆回転して前記貯留スペースに溜まったトナーを外部に排出する動作を行うようにしたので、ニップ上部に溜まったトナーと感光体ドラム2との間で放電破壊が発生するのを防止又は抑制することができる。
In addition, since the cleaning
本件は、前記実施形態に代えて、或いは前記実施形態に加えて、次のような変形形態も採用可能である。 In this case, the following modifications may be employed instead of or in addition to the embodiment.
(1)前記第1の実施形態においては、非画像形成期間において、不要トナーを現像装置4から感光体ドラム2に吐出する量が予め定められた閾値以上である場合に、クリーニングローラ10を逆回転して貯留スペースのトナーを外部に排出するようにしたが、前記吐出量に関係無く(吐出量に係る判断を行うこと無く)、非画像形成期間においてクリーニングローラ10を逆回転して貯留スペースのトナーを外部に排出するようにしてもよい。
(1) In the first embodiment, when the amount of unnecessary toner discharged from the developing
(2)前記第1の実施形態においては、クリーニングローラ10による逆回転動作(トナーを外部に排出する動作)の実施時間に関係なく、不要トナーの吐出量についての閾値を固定値としたが、前記排出動作に係るクリーニングローラ10の回転時間が長いと、該排出動作によって前記貯留スペースから排出されるトナーの量が多くなる。そのため、前記貯留スペースにおけるトナーの貯留許容量を大きく設定しなければ、貯留スペースにおけるクリーニング用のトナーが枯渇することとなる。そこで、前記閾値を、前記非画像形成期間に実施する予定の前記排出動作に係る前記クリーニングローラ10の回転時間に応じて設定するとよい。
(2) In the first embodiment, the threshold for the discharge amount of unnecessary toner is set to a fixed value regardless of the execution time of the reverse rotation operation (operation for discharging the toner to the outside) by the cleaning
例えば、前記クリーニングローラ10の回転時間に比例して前記閾値を増大させるようにしてもよいし、或いは、前記クリーニングローラ10の回転時間について複数の段階を設定し、各クリーニングローラ10の回転時間が長い段階ほど、前記閾値を大きく設定するようにしてもよい。
For example, the threshold value may be increased in proportion to the rotation time of the cleaning
(3)前記第1の実施形態においては、非画像形成時における感光体ドラム2の回転動作を停止させるようにしたが、引き続き回転させるようにしてもよい。ただし、画像形成時に引き続き回転させるようにすると、クリーニングローラ10が排出動作に係る回転動作を行ったときに感光体ドラム2に過大なトルクが作用し、感光体ドラム2の周面やクリーニングローラ10の周面に付着しているトナー等に悪影響を及ぼす虞があるため、前記第1の実施形態のように感光体ドラム2の回転動作を停止させる方が好ましい。
(3) In the first embodiment, the rotation operation of the
(4)前記第1の実施形態においては、感光体ドラム2に吐出された不要トナーの吐出量に応じて、クリーニングローラ10によるトナーの排出動作の有無を決定するようにしたが、これに限らず、貯留スペースにおけるトナーの貯留量を検出する貯留量検出部を備え、この貯留量検出部により検出されるトナーの貯留量に応じて、クリーニングローラ10によるトナーの排出動作の有無を決定するようにしてもよい。
(4) In the first embodiment, the presence / absence of the toner discharge operation by the cleaning
1 画像形成装置
2 感光体ドラム
3 帯電器
4 現像装置
5 転写ローラ
6 クリーニングユニット
7 除電器
10 クリーニングローラ
11 クリーニングブレード
12 プレートロール
18 入力操作部
21 制御部
22 ドラム制御部
23 ローラ制御部
24 トナー吐出量検出部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記クリーニングブレードにより前記像担持ドラムの周面から除去されたトナーを所定位置で受けとめて貯留するトナー貯留部を形成するトナー受け部材と、
前記像担持ドラムの周面に摺接する周面を有し、この像担持ドラムの周面に摺接する周面が前記トナー貯留部のトナーに接触して該トナーを担持するクリーニングローラと、
前記クリーニングローラの回転方向を、前記クリーニングローラの周面が前記像担持ドラムとの接触部位において該像担持ドラムの周面と同方向に移動する正転方向と、前記正転方向と逆方向である逆転方向との間で切り替えるローラ制御部と
を備え、
前記ローラ制御部は、
トナー像を前記像担持ドラムに形成する画像形成期間に、前記クリーニングローラを前記正転方向に回転させることにより、前記像担持ドラムの周面に摺接する動作を前記クリーニングローラに実施させ、
前記画像形成期間以外の非画像形成期間に、前記クリーニングローラを前記逆転方向に回転させることにより、前記トナー貯留部のトナーを前記トナー貯留部外に排出する排出動作を前記クリーニングローラに実施させるクリーニング装置。 A cleaning blade for removing toner adhering to the peripheral surface from the peripheral surface by contacting the peripheral surface of the image bearing drum;
A toner receiving member that forms a toner storage portion that receives and stores toner removed from the peripheral surface of the image bearing drum at a predetermined position by the cleaning blade;
A cleaning roller having a peripheral surface slidably contacting the peripheral surface of the image bearing drum, and a peripheral surface slidably contacting the peripheral surface of the image bearing drum contacting the toner of the toner storage unit and supporting the toner;
The rotation direction of the cleaning roller is a forward rotation direction in which the circumferential surface of the cleaning roller moves in the same direction as the circumferential surface of the image bearing drum at a contact portion with the image bearing drum, and a direction opposite to the forward rotation direction. A roller control unit that switches between a reverse direction,
The roller control unit
During the image forming period in which a toner image is formed on the image bearing drum, the cleaning roller is rotated in the forward rotation direction to cause the cleaning roller to perform an operation of slidingly contacting the peripheral surface of the image bearing drum;
Cleaning that causes the cleaning roller to discharge the toner in the toner reservoir outside the toner reservoir by rotating the cleaning roller in the reverse direction during a non-image formation period other than the image formation period. apparatus.
前記像担持ドラムの周面を均一に帯電する帯電部と、
前記帯電部による帯電動作後の像担持ドラムの周面に対して画像データに基づく露光動作を行って静電潜像を形成する露光部と、
前記像担持ドラムの周面に形成された静電潜像をトナーで顕像化する現像部と、
前記像担持ドラムの周面に形成されたトナー像を所定の記録媒体に転写する転写部と、
前記転写部による転写後の前記像担持ドラムの周面に付着する付着物を除去するための請求項1又は2に記載のクリーニング装置と
を備える画像形成装置。 The image bearing drum;
A charging unit for uniformly charging the peripheral surface of the image bearing drum;
An exposure unit that forms an electrostatic latent image by performing an exposure operation based on image data on the peripheral surface of the image bearing drum after the charging operation by the charging unit;
A developing unit that visualizes the electrostatic latent image formed on the peripheral surface of the image bearing drum with toner;
A transfer unit for transferring a toner image formed on the peripheral surface of the image bearing drum to a predetermined recording medium;
An image forming apparatus comprising: the cleaning device according to claim 1 or 2 for removing deposits attached to a peripheral surface of the image bearing drum after being transferred by the transfer unit.
前記現像部は、画像形成期間中に、前記所定の記録媒体に画像を形成するためのトナーを前記像担持ドラムに供給する供給動作と、当該現像部が保持しているトナーを不要トナーとして前記像担持ドラムに吐出する吐出動作とを実施し、
前記ローラ制御部は、前記入力操作部により前記指示が入力されると、該指示に対応する画像形成期間中の前記吐出動作によって前記像担持ドラムに吐出された不要トナーの吐出量と該吐出量について予め定められた閾値とを比較し、前記吐出量が前記閾値より大きいとき、前記指示に基づく画像形成期間の終了直後の非画像形成期間において、前記クリーニングローラを前記逆転方向に回転させて前記トナー貯留部のトナーの前記排出動作を前記クリーニングローラに実施させる請求項3に記載の画像形成装置。 An input operation unit for inputting an instruction to form an image based on the image data on the predetermined recording medium;
The developing unit supplies a toner for forming an image on the predetermined recording medium to the image bearing drum during an image forming period, and uses the toner held by the developing unit as an unnecessary toner. The discharge operation to discharge to the image bearing drum is performed,
When the instruction is input from the input operation unit, the roller control unit discharges unnecessary toner discharged onto the image bearing drum by the discharge operation during the image forming period corresponding to the instruction and the discharge amount. When the discharge amount is larger than the threshold, the cleaning roller is rotated in the reverse direction during the non-image forming period immediately after the end of the image forming period based on the instruction. The image forming apparatus according to claim 3, wherein the cleaning roller performs the discharging operation of the toner in the toner storage unit.
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