JP2013003374A

JP2013003374A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2013003374A
Application number: JP2011134977A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Kimura; 丈信木村; Yasunori Shigenaga; 靖典茂永
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2013-01-07

Abstract

【課題】トナー捕集ローラを設けた場合に、より確実にトナーによる汚れを防止できる、画像形成装置を提供すること。
【解決手段】感光体ドラム１１０は表面に静電潜像が形成される。現像ローラ１２１は、感光体ドラム１１０にトナーを付着させる。捕集ローラ１２５は、現像ローラ１２１から飛散又はこぼれ落ちるトナーを捕集する。制御部１４０は、捕集ローラ１２５の下部領域に記録紙１３５が存在しないときに、捕集ローラ１２５を回転駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、複写機や、レーザビームプリンタ、ファクシミリ、ディジタル複合機等の画像形成装置に関する。特に、現像ローラから飛散又はこぼれ落ちるトナーを捕集するトナー捕集ローラ（以下これを単に捕集ローラと呼ぶ）を有する画像形成装置に関する。

複写機や、レーザビームプリンタ、ファクシミリ、ディジタル複合機等の画像形成装置においては、像担持体である感光ドラムにトナーを付着させる現像ローラから、トナーが飛散又はこぼれ落ちることがある。現像ローラから飛散又はこぼれ落ちたトナーは、回転ドラムの回転によって生じる空気流に乗って、画像形成装置の装置内に広く飛散して、装置内を汚損するおそれがある。

そこで、従来、この現像ローラから飛散又はこぼれ落ちるトナーを捕集する捕集ローラを備えた画像形成装置が提案されている。この捕集ローラは、例えば特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の捕集ローラは、現像ローラよりも下流側で、かつ、感光体ドラムに近接して配置される。また、捕集ローラは、現像ローラの磁気ブラシに接触する位置に配置される。捕集ローラの回転駆動力は、現像ローラの回転軸から得るようになっている。具体的には、現像ローラからの駆動力が、ギヤ、カム、ワンウェイクラッチ等で減速されて、捕集ローラに伝達される。

特開平９−１３８５８５号公報

確かに、捕集ローラを用いることで、トナーによる画像形成装置内の汚損を格段に低減できると考えられる。

しかしながら、捕集ローラを設けるということは、捕集ローラによってトナーを飛散（拡散）させずに集めることになるので、集めたトナーによって別の汚損が生じないようにすることが大切である。

本発明の目的は、トナー捕集ローラを設けた場合に、より確実にトナーによる汚れを防止できる、画像形成装置を提供することである。

本発明の画像形成装置の一つの態様は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、前記現像ローラから飛散又はこぼれ落ちるトナーを捕集する捕集ローラと、前記捕集ローラの下部領域に記録紙が存在しないときに、前記捕集ローラを回転駆動する制御部と、を具備する。

本発明によれば、トナー捕集ローラから記録紙へのトナーのこぼれ落ちを防止できるので、トナー捕集ローラを設けた場合に、より確実にトナーによる汚れを防止できるようになる。

実施の形態による画像形成装置の要部構成を示す図伝達機構の構成例を示す図であり、伝達機構がＯＦＦの状態を示す図伝達機構の構成例を示す図であり、伝達機構がＯＮの状態を示す図プリント動作の開始直後及び停止前の通紙が行われていないときに、捕集ローラを回転駆動する方法の説明に供するフローチャート連続プリント時の紙間で、捕集ローラを回転駆動する方法の説明に供するフローチャート

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す模式図である。

画像形成装置１００は、感光体ドラム１１０と、感光体ドラム１１０を一様に帯電させる帯電装置１１１と、帯電した感光体ドラム１１０に画像露光を行う露光装置１１２と、露光によって感光体ドラム１１０に形成された静電潜像にトナーで現像を行う現像装置１２０と、を有する。

現像装置１２０は、現像ローラ１２１を有し、現像ローラ１２１から感光体ドラム１１０にトナーを付着させる。また、現像装置１２０のケーシング１２４内部には、トナーを現像ローラ１２１の方向に搬送するための搬送スクリュー１２２や、撹拌パドル１２３等が設けられている。

かかる構成に加えて、現像装置１２０のケーシング１２４内部には、現像ローラ１２１から飛散又はこぼれ落ちるトナーを捕集する捕集ローラ１２５が設けられている。捕集ローラ１２５は、ケーシング１２４の開口部近傍であり、かつ、現像ローラ１２１から感光体ドラム１１０にトナーを付着させる位置よりも現像ローラ１２１の下流側であり、かつ、前記トナーを付着させる位置の下方位置に設けられている。これにより、前記トナーを付着させる位置からこぼれ落ちるトナー、及び、感光体ドラム１１０に付着されずに現像ローラ１２１に残存したトナーを、捕集ローラ１２５の位置で捉えることができる。

なお、捕集ローラ１２５と現像ローラ１２１の間隔は、特許文献１に記載されているように、現像ローラ１２１の磁気ブラシに捕集ローラ１２５が接触するような値に設定されていることが好ましい。また、捕集ローラ１２５を、トナーとは逆の磁性に帯電させることが好ましい。このようにすることで、汚れの原因となるトナーをより捕集し易くなる。ただし、本発明の捕集ローラ１２５の構成は、これに限定されるものではない。

捕集ローラ１２５は、現像ローラ１２１とは逆方向に回転する。図の例の場合、現像ローラ１２１は紙面方向から見て逆時計方向に回転し、捕集ローラ１２５は時計方向に回転する。捕集ローラ１２５が回転すると、捕集ローラ１２５の位置に積もった（捕集された）トナーは、捕集ローラ１２５の回転によって図の右方向の撹拌パドル１２３の方向に移送され、捕集ローラに当接設置されたスクレーパによってかきとられ、撹拌パドル１２３の位置に戻される。

画像形成装置１００は、給紙カセット１３０に収納された記録紙１３５を、紙搬送部１３１によって転写搬送ベルト１３２の位置まで搬送する。転写搬送ベルト１３２は、ベルト上に載置された記録紙１３５を感光体ドラム１１０の画像転写位置に搬送する。感光体ドラム１１０によって画像が転写された記録紙１３５は、下流側の定着装置（図示せず）へと搬送される。また、転写搬送ベルト１３２の下流側終端位置には、クリーニング装置１３３が設けられている。クリーニング装置１３３は、転写搬送ベルト１３２の表面に付着したトナーを除去する。

次に、画像形成装置１００の駆動系について説明する。駆動系は、制御部１４０によって制御される。制御部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを備えて構成されており、予め設定されたプログラムを実行することで、各駆動系を制御する。

制御部１４０は、画像形成部１４１を制御することで、感光ドラム１１０に入力画像に応じた静電潜像が形成されるように制御する。また、制御部１４０は、現像ローラ駆動モータ１４２を制御することで、現像ローラ１２１が決められたタイミングで回転するように制御する。また、制御部１４０は、モータや複数の伝達機構等で構成される紙搬送駆動部１４３を制御することで、記録紙１３５の搬送動作を制御する。

また、制御部１４０は、駆動伝達ＯＮ／ＯＦＦ切換部１４４を制御することで、捕集ローラ１２５の回転のＯＮ／ＯＦＦを制御する。具体的には、本実施の形態の場合、捕集ローラ１２５は、伝達機構によって現像ローラ１２１の回転力が伝達されることで、回転駆動されるようになっている。そして、この伝達機構がＯＮとされているときには捕集ローラ１２５が回転駆動され、ＯＦＦとされているときには捕集ローラ１２５の回転が停止される。

図２Ａ及び図２Ｂに、伝達機構の構成例を示す。図２Ａは伝達機構がＯＦＦの状態を示し、図２Ｂは伝達機構がＯＮの状態を示す。図の例では、伝達機構として、ワンウェイクラッチ１５１と偏芯カム１５２が用いられている。図２Ａに示すように、伝達機構をＯＦＦ制御するときには、現像ローラ１２１の駆動軸を偏芯カム１５２に連結しない。一方、伝達機構をＯＮ制御するときには、現像ローラ１２１の駆動軸を偏芯カム１５２に連結することで、捕集ローラ１２５が回転駆動される。

ところで、捕集ローラ１２５は非常に小径であり、かつ、周りにスペースが少ないことが多いので、単独で駆動源を設置できないことが多い。このため、捕集ローラ１２５専用の駆動源を設けて、低速で回転させることは困難である。よって、図２Ａ及び図２Ｂのように、偏芯カム１５２、ワンウェイクラッチ１５１等を用いて、現像ローラ１２１の回転を減速して捕集ローラ１２５に伝達する構成は非常に有効である。本実施の形態の場合には、現像ローラ１２１が１回転すると、ワンウェイクラッチ１５１によって捕集ローラ１２５が５°時計回り方向（紙面前面から見て）に回転するようになっている。

なお、伝達機構の構成は、図２Ａ及び図２Ｂに示した構成に限らない。要は、現像ローラ１２１から捕集ローラ１２５への回転力の伝達をＯＮ／ＯＦＦでき、かつ、現像ローラ１２１の回転を減速して捕集ローラ１２５に伝達できる構成であればよい。さらに、捕集ローラ１２５の駆動源は現像ローラ１２１である必要はなく、捕集ローラ１２５の近くにある他の駆動源、例えば感光体ドラム１１０の駆動力、撹拌パドル１２３の駆動力を伝達機構を介して得るようにしてもよい。

かかる構成において、本実施の形態の画像形成装置１００は、捕集ローラ１２５の下部領域に記録紙１３５が存在しないときに、捕集ローラ１２５を回転駆動するようにする。換言すれば、捕集ローラ１２５の下部領域に記録紙１３５が存在するときには、捕集ローラ１２５を回転駆動しないようにする。これにより、捕集ローラ１２５から記録紙１３５へのトナーのこぼれ落ちを防止できる。

ところで、捕集ローラ１２５からのトナーのこぼれ落ちは、捕集ローラ１２５を回転駆動又は停止したときの捕集ローラ１２５の振動、或いは伝達機構の振動によって、捕集ローラ１２５上に溜まったトナーがこぼれ落ちることが主な原因である。

そこで、本実施の形態の画像形成装置１００では、捕集ローラ１２５の下部領域に記録紙１３５が存在しないときに、捕集ローラ１２５を回転駆動するようにしたことで、捕集ローラ１２５から記録紙１３５へのトナーのこぼれ落ちを防止するようにした。

また、捕集ローラ１２５は、下部領域に記録紙１３５が存在しないときに回転駆動され、このとき捕集ローラ１２５からこぼれ落ちたトナーは転写搬送ベルト１３２上に付着するが、このトナーはクリーニング装置１３３によって除去される。

本実施の形態では、捕集ローラ１２５の下部領域に記録紙１３５が存在しないときに、捕集ローラ１２５を回転駆動する方法として、
（i）プリント動作の開始直後及び又は停止前の通紙が行われていないときに、捕集ローラ１２５を回転駆動する方法
（ii）連続プリント時の紙間で、捕集ローラ１２５を回転駆動する方法、
（iii）定期画像補正時に、捕集ローラ１２５を回転駆動する方法、
を提示する。

図３は、上記（i）の方法を用いて捕集ローラ１２５を回転駆動するときの、フローチャートである。先ず、ステップＳ１０でプリント動作が開始されると、続くステップＳ１１で現像ローラ１２１の回転駆動が開始される。続くステップＳ１２で伝達機構がＯＮ制御されることで捕集ローラ１２５がＯＮ駆動（すなわち回転駆動）され、続くステップＳ１３で伝達機構がＯＦＦ制御されることで捕集ローラ１２５がＯＦＦ駆動（すなわち回転が停止）される。

このように、捕集ローラ１２５の回転が停止されると、続くステップＳ１４で紙搬送駆動部１４３がＯＮ制御されることで通紙が開始され、ステップＳ１５でプリント枚数が所定枚数になり通紙を終了すると判断されるまで、プリントが行われる。ステップＳ１５で肯定結果が得られ通紙が終了すると、ステップＳ１６で伝達機構がＯＮ制御されることで捕集ローラ１２５がＯＮ駆動（すなわち回転駆動）され、続くステップＳ１７で伝達機構がＯＦＦ制御されることで捕集ローラ１２５がＯＦＦ駆動（すなわち回転が停止）される。続くステップＳ１８では現像ローラ１２１の回転が停止され、ステップＳ１９で所定枚数のプリントが終了する。

図４は、上記（ii）の方法を用いて捕集ローラ１２５を回転駆動するときの、フローチャートを示す。先ず、ステップＳ２０でプリント動作が開始されると、続くステップＳ２１で現像ローラ１２１の回転駆動が開始される。続くステップＳ２２で１枚目の給紙が開始され、ステップＳ２３で１枚目の通紙が終了する。つまり、ステップＳ２２及びステップＳ２３の間に１枚目のプリントが行われる。続くステップＳ２４で伝達機構がＯＮ制御されることで捕集ローラ１２５がＯＮ駆動（すなわち回転駆動）され、続くステップＳ２５で伝達機構がＯＦＦ制御されることで捕集ローラ１２５がＯＦＦ駆動（すなわち回転が停止）される。

同様に、ステップＳ２６で２枚目の給紙が開始され、ステップＳ２７で２枚目の通紙が終了する。つまり、ステップＳ２６及びステップＳ２７の間に２枚目のプリントが行われる。続くステップＳ２８で伝達機構がＯＮ制御されることで捕集ローラ１２５がＯＮ駆動（すなわち回転駆動）され、続くステップＳ２９で伝達機構がＯＦＦ制御されることで捕集ローラ１２５がＯＦＦ駆動（すなわち回転が停止）される。

同様に、紙間で捕集ローラ１２５を回転駆動する処理が、ステップＳ３０で設定枚数の通紙が終了したと判断される（つまり、設定枚数のプリントが終了したと判断される）まで行われる。ステップＳ３０で肯定結果が得られと、ステップＳ３１では現像ローラ１２１の回転が停止され、ステップＳ３２で所定枚数のプリントが終了する。

なお、上記（ii）の方法、つまり、紙間で捕集ローラ１２５を回転駆動させる方法は、高速プリントの状況下では制御が難しくなる可能性があるので、トナー補給量が増加し現像ローラ１２１からのトナー飛散が多い、高濃度を連続出力する時のみ行うようにすることが好ましい。つまり、紙間で捕集ローラ１２５を回転駆動させる方法は、頻繁に捕集ローラ１２５を回転駆動させる必要がある場合のみ適用することが好ましい。

また、上述したように、トナーこぼれが発生しやすいのは、トナー飛散が多い条件、例えばトナー補給量が増加する、高濃度を連続出力するような場合である。しかし、その場合においても、捕集ローラ１２５を駆動せず振動させない限り、トナーは捕集ローラ１２５上に沢山積もってこぼれる状況まで溜まらなければこぼれ落ちることはない。従って、プリント枚数が例えば１００枚程度に一度捕集ローラを駆動させることでも、十分にトナーこぼれを発生させずに、トナーを回収することが可能である。また、例えば１００枚以上の連続プリントを行う場合、１００枚のプリントを終了したときに、紙間を通常よりも拡げて実施すれば、記録紙１３５へのトナーこぼれをより確実に防止できる。

また、捕集ローラ１２５の駆動は、捕集ローラ１２５上に積もるトナーの量がある程度多くならないと発生しないことから、紙間で捕集ローラ１２５の駆動をＯＮする頻度を、プリント濃度等の条件により変更すると好適である。つまり、プリント濃度が高いほど、少ないプリント枚数で捕集ローラをＯＮ動作させるようにする。

なお、捕集ローラ１２５の下部領域に記録紙が存在しないときに、捕集ローラ１２５を回転駆動するといった制御は、制御部１４０が、紙搬送駆動部１４３による給紙及び通紙タイミングと、駆動伝達ＯＮ／ＯＦＦ切換部１４４による切換タイミングとを、調整することで容易に実現可能である。また、捕集ローラ１２５の下部領域にセンサを設け、当該下部領域に記録紙１３５が無いことをセンサにて検知したときに、捕集ローラ１２５を回転駆動してもよい。

ここで、捕集ローラ１２５の下部領域は、捕集ローラ１２５の真下を含み、記録紙１３５の搬送方向に所定の長さを有する領域である。具体的には、捕集ローラ１２５からこぼれ落ちたトナーが記録紙１３５上に落ちなければよいので、下部領域はこれを考慮して設定すればよい。具体的には、下部領域は、捕集ローラ１２５からその真下の転写搬送ベルト１３２までの距離や、記録紙１３５の搬送速度（通紙速度）等に基づいて設定すればよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、捕集ローラ１２５の下部領域に記録紙１３５が存在しないときに、捕集ローラ１２５を回転駆動するようにしたことにより、捕集ローラ１２５から記録紙１３５へのトナーのこぼれ落ちを確実に防止できる。

以上、本発明の各実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記各装置の構成及び動作についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

１００画像形成装置
１１０感光体ドラム
１２０現像装置
１２１現像ローラ
１２５捕集ローラ
１３１紙搬送部
１３２転写搬送ベルト
１３５記録紙
１４０制御部

Claims

表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、
前記感光体ドラムにトナーを付着させる現像ローラと、
前記現像ローラから飛散又はこぼれ落ちるトナーを捕集する捕集ローラと、
前記捕集ローラの下部領域に記録紙が存在しないときに、前記捕集ローラを回転駆動する制御部と、
を具備する画像形成装置。
前記捕集ローラの下部領域に記録紙が存在しないときとは、連続プリント時の紙間であり、
前記捕集ローラは、前記紙間で回転駆動される、
請求項１に記載の画像形成装置。
前記捕集ローラは、所定枚数のプリントが終了したときに回転駆動される、
請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記所定枚数は、プリント濃度に応じて変更される、
請求項３に記載の画像形成装置。