JP2011133769A - 画像形成装置および感光ドラムの周面のクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】感光ドラムの周面に固着したトナーを効果的に除去することができる、画像形成装置および感光ドラムの周面のクリーニング方法を提供する。
【解決手段】第１回転工程では、感光ドラム５が正回転されるとともに、現像ローラ１０が回転される。第２回転工程では、感光ドラム５が逆回転されるとともに、現像ローラ１０が回転される。このとき、感光ドラム５の周面上のフィルミング層が削られ、トナーの削りかすが生じる。第３回転工程では、感光ドラム５の逆回転が継続され、現像ローラ１０の回転が停止される。このとき、削りかすとなったトナーが、感光ドラム５の周面と現像ローラ１０の周面との接触位置の近傍に集められる。第４回転工程では、感光ドラム５が正回転されるとともに、現像ローラ１０が回転される。第３回転工程で集められたトナーは、現像ローラ１０の周面に担持されて、現像ローラ１０の回転方向の下流側へ運ばれる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、およびこれに備えられる感光ドラムの周面のクリーニング方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、感光ドラムの回転に伴って、感光ドラムの周面に静電潜像が形成された後、現像ローラから感光ドラムの周面にトナーが供給される。これにより、静電潜像がトナー像に現像され、感光ドラムの周面にトナー像が担持される。そして、そのトナー像が感光ドラムの周面から用紙に転写されることにより、用紙への画像（トナー像）の形成が達成される。

このような画像形成装置において、トナー像が用紙に転写された後の感光ドラム上に残存するトナーなどが感光ドラムの周面に固着し、いわゆるトナーフィルミングを生じる場合がある。とりわけ、感光ドラムの周面に現像ローラの周面が接触している構成では、現像ローラの周面上に担持されるトナーが感光ドラムに摺擦するため、トナーフィルミングが生じやすい。トナーフィルミングは、画像品質の低下を招き、感光ドラムの寿命を短くする要因となる。

そのため、用紙に画像が形成されない非画像形成時に、感光ドラムを画像形成時における回転方向と同方向に回転させ、その状態で現像ローラの回転を停止させて、感光ドラムの周面に現像ローラの周面を摺擦させることが提案されている。

特開２００２−２１５００２号公報

前記の提案にかかる手法では、トナーフィルミングを生じている層状のトナー（フィルミング層）が現像ローラの周面により摺擦して削られるので、トナーフィルミングを解消することができる。しかしながら、削りかすとなったトナーを感光ドラムの周面上から上手く除去することができず、感光ドラムの周面上には、そのトナーが依然として残留する。

本発明の目的は、感光ドラムの周面に固着したトナーをその周面上から効果的に除去することができる、画像形成装置、およびこれに備えられる感光ドラムの周面のクリーニング方法を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明は、画像形成装置であって、感光ドラムと、その周面が前記感光ドラムの周面に接触するように設けられ、前記感光ドラムの周面に現像剤を供給するための現像ローラと、前記感光ドラムおよび前記現像ローラの回転を制御して、前記現像ローラを所定方向に回転させるとともに、前記感光ドラムをその周面が前記現像ローラの周面との接触位置において前記現像ローラの周面と同方向に移動するように正回転させる第１回転制御手段と、前記第１回転制御手段による制御後に、前記感光ドラムおよび前記現像ローラの回転を制御して、前記現像ローラを前記所定方向に回転させるとともに、前記感光ドラムを正回転と逆方向に逆回転させる第２回転制御手段と、前記第２回転制御手段による制御後に、前記感光ドラムおよび前記現像ローラの回転を制御して、前記現像ローラの回転を停止させた状態で、前記感光ドラムを逆回転させる第３回転制御手段と、前記第３回転制御手段による制御後に、前記現像ローラの回転を制御して、前記現像ローラを前記所定方向に回転させる第４回転制御手段とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、感光ドラムおよび現像ローラは、それらの周面が互いに接触するように設けられている。
現像ローラが所定方向に回転されるとともに、感光ドラムの周面が現像ローラの周面との接触位置において現像ローラの周面と同方向に移動するように、感光ドラムが正回転される。

その後、現像ローラが所定方向に回転されるとともに、感光ドラムが正回転と逆方向に逆回転される。このとき、感光ドラムの周面と現像ローラの周面とがそれらの接触位置で互いに逆方向に移動し、それらの周面が互いに強く擦れ合う。これにより、現像ローラの周面が感光ドラムの周面に付着している紙粉を摺擦し、感光ドラムの周面に対する紙粉の付着力が弱められる。また、感光ドラムの周面にフィルミング層が存在する場合には、そのフィルミング層が現像ローラの周面により摺擦して削られる。

次いで、感光ドラムの逆回転が継続されたまま、現像ローラの回転が停止される。これにより、感光ドラムの周面に対する付着力の弱められた紙粉やフィルミング層が削られることにより削りかすとなったトナーが、感光ドラムの周面と現像ローラの周面との接触位置に対して感光ドラムの逆回転方向の上流側に隣接する位置に集められる。
その後、現像ローラが所定方向に回転される。このとき、感光ドラムは、正回転または逆回転されいてもよいし、その回転が停止されていてもよい。現像ローラの所定方向の回転により、感光ドラムの周面と現像ローラの周面との接触位置と隣接する位置に集められた紙粉やトナーが、現像ローラの周面に担持されて、所定方向の下流側へ運ばれる。

よって、感光ドラムの周面にトナーの固着によるフィルミング層が存在する場合に、そのフィルミング層を削るだけでなく、削りかすとなったトナーを感光ドラムの周面上から効果的に除去することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るプリンタの断面図である。 図２は、プリンタの電気的構成を示すブロック図である。 図３は、感光ドラムおよび現像ローラの回転制御について説明するためのタイミングチャートである。 図４は、感光ドラムおよび現像ローラの動作状態を図解的に示す図である。 図５は、感光ドラムおよび現像ローラの他の回転制御（第２実施形態）について説明するためのタイミングチャートである。 図６は、感光ドラムおよび現像ローラのさらに他の回転制御（第３実施形態）について説明するためのタイミングチャートである。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
１．プリンタの全体構成
図１に示すように、画像形成装置の一例としてのプリンタ１は、本体ケーシング２を備えている。本体ケーシング２内の中央部には、プロセス部３が設けられている。プロセス部３の上方には、レーザなどを備える露光器４が配置されている。

プロセス部３は、感光ドラム５、帯電器６、現像器７および転写ローラ８を備えている。
感光ドラム５は、図１の紙面に垂直な方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。
帯電器６は、スコロトロン型帯電器であり、感光ドラム５の周面に対して間隔を空けて対向配置されている。

現像器７は、トナーを収容する現像筐体９と、現像筐体９に回転可能に保持された現像ローラ１０とを備えている。現像ローラ１０は、その周面の一部が現像筐体９から露出している。そして、現像器７は、現像ローラ１０の周面が感光ドラム５の周面と接触するように配置されている。
転写ローラ８は、感光ドラム５の下方において、感光ドラム５の回転軸線と平行な軸線を中心に回転可能に設けられ、その周面が感光ドラム５の周面に接触するように配置されている。

画像形成時には、感光ドラム５が図１における時計回りに一定速度で回転される。感光ドラム５の回転に伴って、感光ドラム５の周面（表面）は、帯電器６からの放電により、一定の正電位（たとえば、＋８００Ｖ）に一様に帯電される。一方、プリンタ１に接続されたパーソナルコンピュータ（図示せず）から受信する画像データに基づいて、露光器４からレーザビームが出射される。レーザビームは、帯電器６と現像器７との間を通り、一様に正帯電された感光ドラム５の周面に照射される。これにより、感光ドラム５の周面が選択的に露光され、その露光された部分から電荷が選択的に除去されて、感光ドラム５の周面に静電潜像が形成される。

現像ローラ１０には、正の現像バイアス（たとえば、＋３００Ｖ）が印加されている。感光ドラム５の回転により、静電潜像が現像ローラ１０に対向すると、静電潜像（露光により電荷が除去された部分）と現像ローラ１０との間の電位差により、現像ローラ１０から静電潜像に正極性に帯電したトナーが供給される。これによって、感光ドラム５の周面にトナー像が形成される。

本体ケーシング２の底部には、用紙Ｐを収容する給紙カセット１１が配置されている。給紙カセット１１の上方には、給紙カセット１１から用紙を送り出すためのピックアップローラ１２が設けられている。
また、本体ケーシング２内には、側面視Ｓ字状の搬送路１４が形成されている。この搬送路１４は、給紙カセット１１から感光ドラム５と転写ローラ８との間を経由して、本体ケーシング２の上面に形成された排紙トレイ１３に至る。搬送路１４上には、互いに対向配置される分離ローラ１５および分離パッド１６、１対の給紙ローラ１７、１対のレジストローラ１８ならびに１対の排紙ローラ１９が設けられている。

給紙カセット１１から送り出された用紙Ｐは、分離ローラ１５と分離パッド１６との間を通過し、その際に１枚ずつに捌かれる。その後、用紙Ｐは、給紙ローラ１７により、レジストローラ１８に向けて搬送される。そして、その用紙Ｐは、レジストローラ１８によるレジスト後に、レジストローラ１８により、感光ドラム５と転写ローラ８との間に向けて搬送される。

転写ローラ８には、負の転写バイアス（たとえば、−１０００Ｖ）が印加されている。感光ドラム５の周面上のトナー像は、感光ドラム５の回転により、感光ドラム５と転写ローラ８との間を通過する用紙Ｐと対向したときに、転写ローラ８により電気的に引き寄せられて、用紙Ｐに転写される。
搬送路１４上には、転写ローラ８に対して用紙Ｐの搬送方向の下流側に、定着器２０が設けられている。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送路１４を搬送されて、定着器２０を通過する。定着器２０では、加熱および加圧により、トナー像が画像となって用紙Ｐに定着される。

このプリンタ１は、動作モードとして、用紙Ｐの片面に画像（トナー像）を形成する片面モードと、用紙Ｐの一方面に画像を形成した後、その用紙Ｐの一方面と反対の他方面に画像を形成する両面モードとを有している。
片面モードでは、一方面に画像が形成された用紙Ｐは、排紙ローラ１９により、排紙トレイ１３に排出される。

両面モードを実現するための構成として、本体ケーシング２内には、反転搬送路２１が形成されている。反転搬送路２１は、排紙ローラ１９の近傍から搬送路１４と給紙カセット１１との間を延び、搬送路１４における給紙ローラ１７とレジストローラ１８との間の部分に接続されている。反転搬送路２１上には、１対の第１反転搬送ローラ２２および１対の第２反転搬送ローラ２３が設けられている。

両面モードでは、用紙Ｐの一方面に画像が形成された後、その用紙Ｐは、排紙トレイ１３に排出されずに、反転搬送路２１に送り込まれる。そして、用紙Ｐは、第１反転搬送ローラ２２および第２反転搬送ローラ２３により、反転搬送路２１を搬送され、その表裏が反転されて、画像が形成されていない他方面が感光ドラム５の周面と対向する姿勢で搬送路１４に送り込まれる。そして、用紙Ｐの他方面に画像が形成されることにより、用紙Ｐの両面への画像の形成が達成される。
２．プリンタの電気的構成
図２に示すように、プリンタ１は、ドラムモータ３１および現像モータ３２を備えている。

ドラムモータ３１は、正回転および逆回転可能なモータである。ドラムモータ３１の正回転時の出力により、感光ドラム５が静電潜像の現像時の回転方向（図１における時計回り）に正回転される。一方、ドラムモータ３１の逆回転時の出力により、感光ドラム５が正回転と反対方向（図１における反時計回り）に逆回転される。
現像モータ３２は、たとえば、一方向に回転可能なモータである。現像モータの出力により、現像ローラ１０が所定方向、つまり現像ローラ１０の周面が正回転している感光ドラム５の周面との接触位置において感光ドラム５の周面と同方向に移動する方向に回転される。なお、現像ローラ１０の回転方向は、所定方向のみであるから、以下では、現像ローラ１０の回転方向をとくに記載しない。

また、プリンタ１は、各種の指示の入力のために使用者に操作される操作パネル３３を備えている。操作パネル３３は、本体ケーシング２の上面に配置されている。
そして、プリンタ１は、マイクロコンピュータ３４を備えている。操作パネル３３から入力された指示は、マイクロコンピュータ３４に与えられるようになっている。また、マイクロコンピュータ３４には、プリンタ１に接続されたパーソナルコンピュータ（図示せず）から、画像データやパーソナルコンピュータ上で設定された各種の条件などが入力される。

マイクロコンピュータ３４は、ハードウェア構成として、ＣＰＵおよびメモリなどを備えている。また、マイクロコンピュータ３４は、ＣＰＵによるプログラム処理によってソフトウエア的に実現される構成として、第１回転制御手段の一例としての第１回転制御部３５、第２回転制御手段の一例としての第２回転制御部３６、第３回転制御手段の一例としての第３回転制御部３７および第４回転制御手段の一例としての第４回転制御部３８を実質的に備えている。

第１回転制御部３５、第２回転制御部３６、第３回転制御部３７および第４回転制御部３８は、ドラムモータ３１および現像モータ３２を制御して、次に述べるクリーニング処理を実行する。
３．クリーニング処理
クリーニング処理は、感光ドラム５の周面から紙粉やその周面に固着したトナーを除去するための処理であり、用紙Ｐへの画像の形成が行われていない非画像形成時に実行される。クリーニング処理が開始される契機は、たとえば、画像形成動作が一定回数に達したこと（一定枚数の用紙Ｐに画像が形成されたこと）であってもよいし、使用者による操作パネル３３またはパーソナルコンピュータからのクリーニング処理の開始の入力であってもよい。

クリーニング処理の開始に先立ち、プリンタ１では、第１回転制御部３５の制御により、第１回転工程が実行される。第１回転工程では、ドラムモータ３１が正回転駆動されるとともに、現像モータ３２が回転駆動される。ドラムモータ３１からの出力により、図３，４に示すように、感光ドラム５が正回転される。また、現像モータ３２からの出力により、図３，４に示すように、現像ローラ１０が回転される。すなわち、第１回転工程における感光ドラム５および現像モータ３２の回転方向は、感光ドラム５の周面にトナー像が形成される時の感光ドラム５および現像モータ３２の回転方向と同じである。したがって、第１回転工程は、感光ドラム５の周面にトナー像を形成する工程と同一の工程である。そのため、クリーニング処理のために、第１回転工程を感光ドラム５の周面にトナー像を形成する工程に追加して行う必要はない。

クリーニング処理では、まず、第２回転制御部３６の制御により、第２回転工程が実行される。第２回転工程では、ドラムモータ３１が逆回転駆動されるとともに、現像モータ３２が回転駆動される。ドラムモータ３１からの出力により、図３，４に示すように、感光ドラム５が逆回転される。また、現像モータ３２からの出力により、図３，４に示すように、現像ローラ１０が回転される。

このとき、感光ドラム５の周面と現像ローラ１０の周面とがそれらの接触位置で互いに逆方向に移動し、それらの周面が互いに強く擦れ合う。これにより、現像ローラ１０の周面が感光ドラム５の周面に付着している紙粉を摺擦し、感光ドラム５の周面に対する紙粉の付着力が弱められる。また、感光ドラム５の周面にフィルミング層が存在する場合には、そのフィルミング層が現像ローラ１０の周面により摺擦して削られる。

第２回転工程は、少なくとも感光ドラム５が１周以上逆回転するまで続けられる。これにより、感光ドラム５の全周にわたって、感光ドラム５の周面に対する紙粉の付着力を弱めることができ、フィルミング層を削ることができる。
次に、第３回転制御部３７の制御により、第３回転工程が実行される。第３回転工程では、ドラムモータ３１の逆回転駆動が継続されたまま、現像モータ３２が停止される。そのため、図３，４に示すように、感光ドラム５の逆回転が継続され、現像ローラ１０の回転が停止される。

このとき、感光ドラム５の周面に対する付着力の弱められた紙粉やフィルミング層が削られることにより削りかすとなったトナーが、感光ドラム５の周面と現像ローラ１０の周面との接触位置に対して感光ドラム５の逆回転方向の上流側に隣接する位置に集められる。
第３回転工程は、少なくとも感光ドラム５が１周以上逆回転するまで続けられる。これにより、感光ドラム５の全周にわたって、感光ドラム５の周面上の紙粉およびトナーを感光ドラム５の周面と現像ローラ１０の周面との接触位置と隣接する位置に集めることができる。

その後、第４回転制御部３８の制御により、第４回転工程が実行される。第４回転工程では、ドラムモータ３１が正回転駆動されるとともに、現像モータ３２が回転駆動される。ドラムモータ３１からの出力により、図３，４に示すように、感光ドラム５が正回転される。また、現像モータ３２からの出力により、図３，４に示すように、現像ローラ１０が回転される。すなわち、第４回転工程における感光ドラム５および現像ローラ１０の動作は、第１回転工程における感光ドラム５および現像ローラ１０の動作と同じである。したがって、第４回転工程は、感光ドラム５の周面にトナー像を形成する工程と同一の工程である。そのため、クリーニング処理のために、第４回転工程を感光ドラム５の周面にトナー像を形成する工程に追加して行う必要はなく、第３回転工程後に用紙Ｐへの画像の形成が行われることにより、第４回転工程の実行が自動的に達成される。

第４回転工程における現像ローラ１０の回転により、感光ドラム５の周面と現像ローラ１０の周面との接触位置と隣接する位置に集められた紙粉やトナーは、現像ローラ１０の周面に担持されて、現像ローラ１０の回転方向（所定方向）の下流側へ運ばれる。そして、その紙粉やトナーは、現像筐体９内に回収される。
よって、感光ドラム５の周面にトナーの固着によるフィルミング層が存在する場合に、そのフィルミング層を削るだけでなく、削りかすとなったトナーを感光ドラム５の周面上から効果的に除去することができる。また、感光ドラム５の周面上から紙粉を効果的に除去することができる。
４．第２実施形態
第４回転工程は、感光ドラム５の周面にトナー像を形成する工程と別工程であってもよい。第４回転工程において、たとえば、ドラムモータ３１が停止された状態で、現像モータ３２が回転駆動されることにより、図５に示すように、感光ドラム５の回転が停止した状態で、現像ローラ１０が回転されてもよい。
５．第３実施形態
また、第４回転工程において、ドラムモータ３１が逆回転駆動されるとともに、現像モータ３２が回転駆動されることにより、図６に示すように、感光ドラム５が逆回転されるとともに、現像ローラ１０が回転されてもよい。
６．変形例
本発明は、モノクロプリンタに限らず、カラープリンタに適用することもできる。

１ プリンタ
５ 感光ドラム
１０ 現像ローラ
３４ マイクロコンピュータ
３５ 第１回転制御部
３６ 第２回転制御部
３７ 第３回転制御部
３８ 第４回転制御部

Claims (6)

1. 感光ドラムと、
   その周面が前記感光ドラムの周面に接触するように設けられ、前記感光ドラムの周面に現像剤を供給するための現像ローラと、
   前記感光ドラムおよび前記現像ローラの回転を制御して、前記現像ローラを所定方向に回転させるとともに、前記感光ドラムをその周面が前記現像ローラの周面との接触位置において前記現像ローラの周面と同方向に移動するように正回転させる第１回転制御手段と、
   前記第１回転制御手段による制御後に、前記感光ドラムおよび前記現像ローラの回転を制御して、前記現像ローラを前記所定方向に回転させるとともに、前記感光ドラムを正回転と逆方向に逆回転させる第２回転制御手段と、
   前記第２回転制御手段による制御後に、前記感光ドラムおよび前記現像ローラの回転を制御して、前記現像ローラの回転を停止させた状態で、前記感光ドラムを逆回転させる第３回転制御手段と、
   前記第３回転制御手段による制御後に、前記現像ローラの回転を制御して、前記現像ローラを前記所定方向に回転させる第４回転制御手段とを備える、画像形成装置。
2. 前記第２回転制御手段は、前記感光ドラムを１周以上逆回転させ、
   前記第３回転制御手段は、前記感光ドラムを１周以上逆回転させる、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１回転制御手段による制御は、前記現像ローラからの現像剤の供給により前記感光ドラムの周面に現像剤像が形成される工程時に行われる、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 感光ドラムと、その周面が前記感光ドラムの周面に接触するように設けられる現像ローラとを備える画像形成装置において、前記感光ドラムの周面をクリーニングするための方法であって、
   前記現像ローラを所定方向に回転させるとともに、前記感光ドラムをその周面が前記現像ローラの周面との接触位置において前記現像ローラの周面と同方向に移動するように正回転させる第１回転工程と、
   前記第１回転工程後に、前記現像ローラを前記所定方向に回転させるとともに、前記感光ドラムを正回転と逆方向に逆回転させる第２回転工程と、
   前記第２回転工程後に、前記現像ローラの回転を停止させた状態で、前記感光ドラムを逆回転させる第３回転工程と、
   前記第３回転工程後に、前記現像ローラを前記所定方向に回転させる第４回転工程とを含む、感光ドラムの周面のクリーニング方法。
5. 前記第２回転工程では、前記感光ドラムが１周以上逆回転され、
   前記第３回転工程では、前記感光ドラムが１周以上逆回転される、請求項４に記載の感光ドラムの周面のクリーニング方法。
6. 前記第１回転工程は、前記現像ローラからの現像剤の供給により前記感光ドラムの周面に現像剤像が形成される工程と同一の工程である、請求項４または５に記載の感光ドラムの周面のクリーニング方法。

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