JP4046311B2

JP4046311B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4046311B2
Application number: JP2000041705A
Authority: JP
Inventors: 明朗小菅; 孝昭柳澤; 眞澄佐藤; 和彦結城; 義則小澤; 良雄服部; 信人横川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001228668A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を転写材に転写すると共に、トナー像を転写したあとの像担持体表面に残留する転写残トナーをクリーニング装置によって除去する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはその少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は従来より周知である。かかる画像形成装置であって、転写材の搬送方向に沿って複数の像担持体を配置し、その各像担持体にそれぞれ対置された現像装置によって、各像担持体上に互いに色の異なるトナー像を形成し、その各トナー像を転写装置によって転写材上に重ね合せ転写すると共に、各像担持体上の転写残トナーをそれぞれクリーニング装置によって除去する形式の画像形成装置も従来より広く知られている。この形式の画像形成装置は、タンデム方式の画像形成装置とも称せられている。かかるタンデム方式の画像形成装置の各クリーニング装置に回収された転写残トナーを、その各クリーニング装置に対応する現像装置にそれぞれ戻し、そのトナーを当該現像装置において再びトナー像形成のために使用するように構成すると、トナーの消費量を減らすことができ、資源の有効利用を図ることができる。このようにトナーを再使用する方式をトナーリサイクル方式と称することにする。
【０００５】
一方、転写材の搬送方向上流側に位置する像担持体から転写材に転写されたトナー像のトナーが、極く少量ではあるが下流側の像担持体表面に転移することがある。従って、タンデム方式の画像形成装置にトナーリサイクル方式を採用した場合、下流側の像担持体表面に転移したトナーがその像担持体上の転写残トナーと共にクリーニング装置によって当該像担持体から除去され、そのトナーが現像装置に戻されると、転写材から像担持体に転移したトナーの色と、その像担持体上の転写残トナーの色は互いに異なっているので、その現像装置においてトナーの混色が発生する。かかる混色トナーによって像担持体上にトナー像を形成すれば、最終的に得られる記録画像の画質、特に色再現性が劣化する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タンデム方式の画像形成装置にリサイクル方式を採用したとき、現像装置においてトナーの混色が発生することを効果的に抑え、高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、転写材の搬送方向に沿って配列された少なくとも２つの像担持体と、その各像担持体に互いに色の異なるトナー像をそれぞれ形成する現像装置と、転写材にトナー像を転写したあとの各像担持体表面に残留する転写残トナーをそれぞれ除去するクリーニング装置とを具備する画像形成装置において、クリーニング装置によって像担持体から除去した転写残トナーを、その像担持体にトナー像を形成する現像装置に戻すトナー返送手段を、転写材の搬送方向最上流側に位置する像担持体以外の像担持体から転写残トナーを除去するクリーニング装置と該像担持体にトナー像を形成する現像装置との間に設けると共に、転写材の搬送方向最上流側に位置する像担持体以外の像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を設けたことを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項１）。
【００２４】
また、上記請求項１に記載の画像形成装置において、転写材の一方の面に圧接しながら回転し、その転写材をトナー像転写部に向けて送り出す送り出しローラを有し、該送り出しローラが当接した転写材の一方の面と反対側の他方の面が、トナー像の転写時に像担持体に接触するように、像担持体と送り出しローラの位置を設定すると有利である（請求項２）。
【００２５】
さらに、上記請求項１又は２に記載の画像形成装置において、トナー像の転写時に像担持体に接触する側の転写材面に当接しながら当該転写材を、トナー像転写部に向けて搬送する搬送ローラと、該搬送ローラの表面に付着した紙粉を除去する紙粉除去手段とを有していると有利である（請求項３）。
【００２６】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、転写材を挟持しながら回転し、該転写材をトナー像転写部へ向けて搬送する搬送ローラ対を有し、該搬送ローラ対を構成する搬送ローラのうち、トナー像の転写時に像担持体に接触する側の転写材面に当接する方の搬送ローラは、その少なくとも表面部分が金属により構成され、他方の搬送ローラは、その少なくとも表面部分がゴムにより構成されていると有利である（請求項４）。
【００２７】
さらに、上記請求項３又は４に記載の画像形成装置において、前記搬送ローラは、転写材を所定のタイミングでトナー像転写部に送り込むレジストローラであると有利である（請求項５）。
【００２８】
また、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潤滑剤塗布装置は、潤滑剤を固形化して成る潤滑材と、該潤滑材から削られた潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材と、該塗布部材に付着した潤滑剤の帯電極性と同極性の電圧と逆極性の電圧を選択的に前記塗布部材に印加することの可能な電圧印加手段とを具備していると有利である（請求項６）。
【００２９】
さらに、上記請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潤滑剤塗布装置は、潤滑剤を固形化して成る潤滑材と、該潤滑材から削られた潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材と、前記潤滑材と前記塗布部材とを接離させる接離手段とを具備していると有利である（請求項７）。
【００３０】
また、上記請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潤滑剤塗布装置は、潤滑剤を固形化して成る潤滑材と、該潤滑材から削られた潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材と、該塗布部材を像担持体に対して接離させる接離手段とを具備していると有利である（請求項８）。
【００３１】
さらに、上記請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潤滑剤塗布装置は、像担持体表面に塗布すべき潤滑剤の量を検知する検知手段を具備していると有利である（請求項９）。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００３４】
図１はカラープリンタより成るダンデム方式の画像形成装置の一例を示す概略垂直断面図であり、その画像形成装置本体１内には、ドラム状の感光体として構成された４つの像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫが、後述する転写材の搬送方向Ａに沿って配列されている。図示した例では転写材の搬送方向Ａの最上流側の像担持体２Ｙの表面にはイエロートナー像が形成され、次の像担持体２Ｍの表面にはマゼンタトナー像が、さらに次の像担持体２Ｃの表面にはシアントナー像が、さらにその次の像担持体２ＢＫの表面には黒トナー像がそれぞれ形成されるように構成され、これらの像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫはそれぞれ矢印Ｂ方向に回転駆動される。
【００３５】
以下の説明では、必要に応じて、上記各像担持体のそれぞれをイエロー用の像担持体２Ｙ、マゼンタ用の像担持体２Ｍ、シアン用の像担持体２Ｃ及びブラック用の像担持体２ＢＫと称することにする。また、転写材の搬送方向に沿って、その上流側から下流側へ向けて配置された各像担持体を、それぞれ第１、第２、第３及び第４の像担持体と称することもある。
【００３６】
上記第１乃至第４の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫに対向して転写材搬送装置３が配置され、本例の転写材搬送装置３は、複数の支持ローラ４，５，６，７と、その支持ローラ４，５，６，７に巻き掛けられた無端ベルトより成る転写ベルト８とを有しており、そのうちの１つの支持ローラ４が図１における反時計方向に回転駆動されることにより、転写ベルト８が転写材の搬送方向Ａに回転駆動される。かかる転写ベルト８の表面に各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫが当接し、しかも転写ベルト８を挟んで、各像担持体に対向した位置には、像担持体上のトナー像を転写材上に転写するための転写装置の一例である転写ブラシ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫがそれぞれ配置されている。
【００３７】
一方、画像形成装置本体１内の下部には、シート給送装置１０のカセット１１が配置され、そのカセット１１内に配置された底板１２上に転写材Ｓが積載されている。転写材としては、転写紙、樹脂フィルム、樹脂シート又は布などのシート状の可撓性部片が用いられる。かかる最上位の転写材Ｓの上面に当接した送り出しローラ１３が反時計方向に回転駆動されることにより、その最上位の転写材Ｓが矢印Ｃ方向に給送され、その給送された転写材Ｓは一対のレジストローラ１４，１４Ａの回転によって所定のタイミングで各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫと転写ベルト８との間のトナー像転写部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に向けて給送される。
【００３８】
ここで、前述のようにイエロー用の像担持体２Ｙの表面にはイエロートナー像が形成されており、かかる像担持体２Ｙと転写ベルト８の間のトナー像転写部Ｔ１を転写材Ｓが通過するとき、像担持体表面のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧を印加された転写ブラシ９Ｙの作用により、像担持体２Ｙの表面に形成されたイエロートナー像が転写材Ｓの表面に転写される。この転写材Ｓは引き続きマゼンタ用の像担持体２Ｍ、シアン用の像担持体３Ｃ及びブラック用の像担持体ＢＫと転写ベルト８との間の各トナー像転写部Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を順次通過し、このとき転写電圧がそれぞれ印加された転写ブラシ９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫの作用により、各像担持体２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ上の各色のトナー像が、既に転写材Ｓ上に転写されたイエロートナー像上に重ね合せて順次転写される。
【００３９】
上述のようにして表面に４色の重ね合せトナー像より成るフルカラートナー像が転写された転写材Ｓは、定着装置４０を通過する。この定着装置４０は、それぞれ矢印方向に回転駆動される定着ローラ１５と加圧ローラ１６を有し、転写材はこれらのローラ１５，１６の間を通り、このとき熱と圧力の作用によって、そのフルカラートナー像が転写材Ｓの表面に定着される。次いで、この転写材Ｓは矢印Ｅで示すように画像形成装置本体外に排出され、その画像形成装置本体の上壁により構成された排紙トレイ１７上にスタックされる。
【００４０】
各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫと、その表面にトナー像を形成する各要素は、それぞれ画像形成装置本体１に対して着脱自在に装着された一体的なプロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８ＢＫとして構成されている。その各プロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８ＢＫは、後述するトナー返送手段を有しているか否かの点で相違することはあるが、その基本構成は実質的に同一であるため、そのうちの１つのブラック用の像担持体２ＢＫを有するプロセスカートリッジ１８ＢＫの基本構成とその作用だけを図２を参照して以下に説明する。
【００４１】
図２に示すように、このプロセスカートリッジ１８ＢＫの像担持体２ＢＫは、ユニットケース１９に回転自在に組み付けられ、図示していない駆動装置によって矢印Ｂ方向に回転駆動される。像担持体２ＢＫの表面には、ユニットケース１９に回転自在に支持された帯電装置の一例である帯電ローラ２０が回転しながら当接し、その帯電ローラ２０により像担持体２ＢＫの表面が所定の極性に帯電される。この例では、像担持体２ＢＫがマイナスに帯電されるものとする。
【００４２】
一方、画像形成装置本体１内には、図１に示すように、各プロセスカートリッジとは別に露光装置の一例であるレーザ書き込みユニット２１が配置され、このユニット２１から出射する光変調されたレーザビームＬによって、図２に示すように帯電後の像担持体２ＢＫの表面が露光され、これによって像担持体表面に黒画像用の静電潜像が形成される。この例では、レーザビームＬが照射されて像担持体の表面電位の絶対値が低下した部分が静電潜像となり、レーザビームの当てられない像担持体の表面部分が地肌部となる。
【００４３】
上記静電潜像は、図２に示した現像装置２２ＢＫによって黒トナー像として可視像化される。この現像装置２２ＢＫは、ユニットケース１９の一部により構成された現像ケース２３と、この現像ケース２３に回転自在に支持されて反時計方向に回転駆動される現像ローラ２４と、同じく現像ケース２３に回転自在に支持された撹拌ローラ２５とを有し、現像ケース２３には、黒色のトナーとキャリアを有する粉体状の二成分系現像剤Ｄが収容されている。キャリアを有さない一成分系現像剤を用いることもできる。
【００４４】
上記現像剤Ｄは、撹拌ローラ２５により撹拌されて、そのトナーとキャリアが互いに逆極性にそれぞれ摩擦帯電される。この例では、トナーがマイナスに、キャリアがプラスに帯電される。かかる現像剤Ｄが、マイナス極性のバイアス電圧を印加された現像ローラ２４上に担持されて搬送され、規制ブレード２６により量を規制された現像剤が現像ローラ２４と像担持体２ＢＫとの間の現像領域に運ばれ、その現像剤中のトナーが像担持体表面に形成された静電潜像に静電的に移行して静電潜像が黒トナー像として可視像化される。
【００４５】
現像装置２２ＢＫはトナー容器３３を有し、このトナー容器３３には、導管３４を通して図示していないトナー貯留容器からトナーが供給される。現像ケース２３内に収容された現像剤Ｄのトナー濃度低下がトナー濃度センサ３５により検知されたとき、トナー補給ローラ３６が回転し、トナー容器３３内のトナーが現像ケース２３内に補給される。
【００４６】
上記黒トナー像は前述のようにして転写材Ｓの表面に転写され、トナー像を転写したあとの像担持体表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置２７ＢＫにより除去される。このクリーニング装置２７ＢＫは、ユニットケース１９の一部により構成されたクリーニングケース２８と、そのクリーニングケース２８に回転自在に支持されて矢印方向に回転駆動されるクリーニングブラシ２９と、基端部がクリーニングケース２８に固定されたクリーニングブレード３０とを有し、そのクリーニングブラシ２９とクリーニングブレード３０が像担持体２ＢＫの表面に当接してその表面の転写残トナーを掻き取り除去する。
【００４７】
前述のように、図１に示した他のプロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの各現像装置の現像ケースには、イエロートナーとキャリア、マゼンタトナーとキャリア、シアントナーとキャリアをそれぞれ有する二成分系現像剤が収容され、各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに、それぞれイエロートナー像、マゼンタトナー像及びシアントナー像がそれぞれ形成される点を除き、このプロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃの基本構成は上述したプロセスカートリッジ１８ＢＫと異なるところはない。各プロセスカートリッジの現像装置と、そのクリーニング装置を識別するため、図１に示すように、その各現像装置に、符号２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ及び２２ＢＫをそれぞれ付し、かつその各クリーニング装置には、符号２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ及び２７ＢＫをそれぞれ付してある。また、これらの各現像装置を、必要に応じて、イエロー現像装置２２Ｙ、マゼンタ現像装置２２Ｍ、シアン現像装置２２Ｃ及びブラック現像装置２２ＢＫと称することにする。また、転写材Ｓの搬送方向に沿って、その上流側から下流側へ向けて配置された各現像装置２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫをそれぞれ第１、第２、第３及び第４の現像装置と称し、同じく転写材Ｓの搬送方向に沿って上流側から下流側に向けて配置された各クリーニング装置２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７ＢＫをそれぞれ第１、第２、第３及び第４のクリーニング装置と称することもある。
【００４８】
以上説明した画像形成装置がタンデム方式の画像形成装置の一例であるが、その際、前述のドラム状の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫに代えて、複数の支持ローラに巻き掛けられて走行駆動される無端ベルト状の像担持体を用いることもでき、また互いに異なる色のトナー像が形成される像担持体を２個又は３個設けるだけであってもよい。さらに、各像担持体上に先に説明した色以外のトナー像を形成することもできる。また、図１に示した画像形成装置においては、転写材の搬送方向Ａに沿って、その上流側からイエロー用の像担持体２Ｙ、マゼンタ用の像担持体２Ｍ、シアン用の像担持体２Ｃ及びブラック用の像担持体２ＢＫの順に各像担持体を配置したが、その配置順を適宜変えてもよい。要するに、タンデム方式の画像形成装置は、転写材の搬送方向に沿って配列された少なくとも２つの像担持体と、その各像担持体に互いに色の異なるトナー像をそれぞれ形成する現像装置と、転写材にトナー像を転写したあとの各像担持体表面に残留する転写残トナーをそれぞれ除去するクリーニング装置とを具備するものである。かかる構成を、本例の画像形成装置の基本構成とする。
【００４９】
上述のタンデム方式の画像形成装置に前述のトナーリサイクル方式を採用することによって、トナーの消費量を減らすことができ、資源の有効利用を図ることができる。かかるトナーリサイクル方式の具体的構成例を図２を参照して以下に説明する。
【００５０】
図２に示すように、プロセスカートリッジ１８ＢＫはトナー返送手段４１（図１には示さず）を有し、このトナー返送手段４１は、クリーニング装置２７ＢＫのクリーニングケース２８と、現像装置２２ＢＫのトナー容器３３とに接続されてこれらを連通するトナー戻しダクト３１と、そのダクト３１内に配置されたトナー搬送部材の一例であるトナー搬送スクリュー３２と、このトナー搬送スクリュー３２を回転駆動する図示していない駆動装置とを有している。クリーニング部材の一例であるクリーニングブラシ２９とクリーニングブレード３０とによって、像担持体２ＢＫから除去された転写残トナーは、クリーニングケース２８内に配置されて回転駆動されるトナー排出スクリュー４２によって、そのケース２８からトナー戻しダクト３１に運ばれる。このときトナー搬送スクリュー３２は上述の駆動装置により回転駆動されていて、これによりトナー戻しダクト３１に運ばれたトナーは、トナー戻しダクト３１内を搬送され、現像装置２２ＢＫのトナー容器３３に戻される。このトナーは、前述のようにトナー貯留容器からトナー容器３３に運ばれたトナーと共に、トナー補給ローラ３６の回転によって現像ケース２３内の現像剤Ｄ中に補給され、像担持体２ＢＫに形成された静電潜像の可視像化に供される。このように、トナー返送手段４１は、クリーニング装置によって像担持体から除去した転写残トナーを、その像担持体にトナー像を形成する現像装置に戻す用をなすものである。
【００５１】
ところで、トナー像転写部Ｔ４において像担持体２ＢＫからトナー像を転写される転写材には、紙粉などの異物が付着しており、かかる異物が像担持体２ＢＫの表面に付着すると、これが、クリーニング装置２７ＢＫにより像担持体表面から除去され、当該異物が転写残トナーと共に、トナー返送手段４１によって現像装置２２ＢＫに運ばれる。
【００５２】
上述のように、トナー返送手段を設けてクリーニング装置から現像装置へ転写残トナーを返送すると、その現像装置のトナー容器内のトナー中には紙粉などの異物が混入する。その際、その混入量が微量であれば特に問題は発生しないが、その量が多くなった場合には、トナー中の異物を核としてトナーが凝集した小さな凝集体が多数形成される。かかる凝集体を含むトナーによって像担持体表面にトナー像を形成し、これを転写材に転写すると、その転写時に、像担持体表面の凝集体のまわりのトナー像部分と転写材とが密着せず、転写材に転写されたトナー像中に、小さな点状のトナー像と、そのまわりの画像の抜けた部分（所謂白抜け部分）が発生し、その画質が劣化する。このような点状のトナー像とそのまわりの画像抜け部は、「ホタル」とも称せられており、かかるホタルは二成分系現像剤を用いた場合も、また一成分系現像剤を用いた場合にも発生するおそれがある。
【００５３】
ここで、図２を参照して先に説明したトナー返送手段４１を、全てのプロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８ＢＫに設けたと仮定したとき、その第１乃至第４の現像装置２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫの現像剤中に混入する異物の量は、転写材の搬送方向最上流側に位置する第１の現像装置２２Ｙにおいて最も多く、これよりも下流側に位置する現像装置においては比較的少なくなる。実験によると、各現像装置の現像剤中への異物の混入量は、第１の現像装置２２Ｙ＞第２の現像装置２２Ｍ≧第３の現像装置２２Ｃ≧第４の現像装置２２ＢＫであった。これは、転写材が第１乃至第４の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのトナー像転写部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を通過する間に、その転写材に付着した紙粉が順次、各像担持体に移行するので、最上流側の像担持体２Ｙには多量の紙粉が移行するものの、下流側の像担持体に行くに従って、その各像担持体に移行する紙粉の量が減少するためであると考えられる。
【００５４】
上述した知見に基づき、本例の画像形成装置においては、転写材の搬送方向最上流側の第１のクリーニング装置２７Ｙと、これに対応する第１の現像装置２２Ｙの間には、トナー返送手段は設けられておらず、これよりも下流側のクリーニング装置２７Ｍ，２７Ｃ，２７ＢＫと、これらにそれぞれ対応する現像装置２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫの間に、図２に示したようにトナー返送手段４１が設けられている。前述のように、第１のクリーニング装置２７Ｙと第１の現像装置２２Ｙとの間にトナー返送手段を設け、その第１の現像装置２２Ｙに転写残トナーを戻したとすると、その現像装置２２Ｙの現像剤中には多量の紙粉が混入することになり、かかる現像剤を用いて像担持体２Ｙ上にトナー像を形成すると、前述のホタルの発生が著しくなる。本例の画像形成装置では、このような不具合を阻止すべく、第１のクリーニング装置２７Ｙと第１の現像装置２２Ｙの間にトナー返送手段を設けることをやめ、転写材上に転写されたトナー像の画質劣化を防止したのである。これに対し、第２乃至第４のクリーニング装置２７Ｍ，２７Ｃ，２７ＢＫにそれぞれ対応する第２乃至第４の現像装置２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫの現像剤中への紙粉の混入量は非常に少ないため、その現像剤によって各像担持体２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫにトナー像を形成し、これを転写材に転写したとき、そのトナー像中にホタルが発生する不具合を効果的に抑え、その画質劣化を防止することができる。トナー消費量の低減を図りつつ、トナー像の画質劣化を防止することができるのである。
【００５５】
クリーニング装置と現像装置の間にトナー返送手段を設けないプロセスカートリッジにおいては、トナー排出スクリュー４２によりクリーニングケース外に排出されたトナーは、図示していない廃トナーボトルに運ばれ、ここに収容される。
【００５６】
図示した例のように、第２乃至第４のクリーニング装置２７Ｍ，２７Ｃ，２７ＢＫと、そのそれぞれに対応する第２乃至第４の現像装置２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫとの間の全てにトナー返送手段を設けてもよいが、これらのうちの少なくとも１つにトナー返送手段を設ければ、上述した効果を奏することができる。要は、前述の基本構成の画像形成装置において、クリーニング装置によって像担持体から除去した転写残トナーを、その像担持体にトナー像を形成する現像装置に戻すトナー返送手段を、転写材の搬送方向最上流側に位置する像担持体以外の少なくとも１つの像担持体から転写残トナーを除去するクリーニング装置と該像担持体にトナー像を形成する現像装置との間にだけ設けるのである。
【００５７】
また、図示した例のように、転写材の搬送方向に沿って、その上流側から下流側へ向けて第１乃至第４の４つの像担持体を設けると共に、各像担持体に互いに色の異なるトナー像をそれぞれ形成する第１乃至第４の現像装置と、各像担持体上の転写残トナーをそれぞれ除去する第１乃至第４のクリーニング装置とを設けた場合には、第２乃至第４のクリーニング装置のうちの少なくとも１つと、そのクリーニング装置に対応する現像装置との間にだけトナー返送手段を設ける。
【００５８】
その際、上記各構成の画像形成装置において、転写材の搬送方向最下流側の像担持体から転写残トナーを除去するクリーニング装置と該像担持体にトナー像を形成する現像装置との間にだけトナー返送手段を設け、紙粉などの異物の混入量が最も少ない転写残トナーだけを再利用するようにすれば、転写材上に形成されたトナー像の画質劣化を一層効果的に防止することができる。
【００５９】
ところで、図１及び図２に示した画像形成装置においては、トナーとキャリアを有する二成分系現像剤を用いた現像装置２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫが採用され、その現像剤のトナー濃度の低下がトナー濃度センサ３５によって検知されると、当該現像剤中にトナーが補給され、そのトナー濃度が所定の適正範囲内の値に維持される。
【００６０】
ここで、各現像装置で用いられる二成分系現像剤のトナー濃度と、その現像剤により形成されたトナー像を転写材に転写したときのホタルの発生率とに一定の相関関係がある。二成分系現像剤のトナー濃度が低くなると、ホタルが発生しやすくなるのである。このことは、本発明者の行った多数の実験によって確認されている。従って、トナー返送手段によって現像装置に戻されたトナー中に多量の紙粉が含まれていても、その戻されたトナーで静電潜像を可視像化する現像装置に収容された二成分系現像剤のトナー濃度を、現像動作に支障を生じない範囲で高く保ってやれば、ホタルの発生を抑えることができる。かかる基本思想を採用すれば、図１に示した全てのクリーニング装置２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７ＢＫと全ての現像装置２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫとの間にトナー返送手段を設けても、ホタルの発生を効果的に抑えることができる。すなわち、前述の構成を少し変え、第１のクリーニング装置２７Ｙと第１の現像装置２２Ｙの間にも、図２に示したトナー返送手段４１を設け、第１の現像装置２２Ｙの二成分系現像剤のトナー濃度が、他の現像装置２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫの二成分系現像剤のトナー濃度よりも高くなるように、各トナー濃度を設定するのである。このようにすれば、全てのクリーニング装置２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７ＢＫにより各像担持体から除去した転写残トナーを全て再利用してトナーの消費量を減少させることができると共に、第１のクリーニング装置２７Ｙから第１の現像装置２２Ｙに戻されるトナー中に比較的多量の紙粉が含まれてはいるが、かかるトナーを用いて形成された転写材上のトナー像にホタルが発生する不具合を効果的に抑制することができる。
【００６１】
かかる構成も、像担持体が２個又は３個設けられた画像形成装置にも適用できる。要は、前述の基本構成の画像形成装置において、クリーニング装置によって各像担持体から除去した転写残トナーを、その各像担持体にトナー像を形成する現像装置にそれぞれ戻すトナー返送手段を設けると共に、各現像装置をトナーとキャリアを有する二成分系現像剤により各像担持体にトナー像を形成する現像装置として構成し、転写材の搬送方向最上流側に位置する像担持体にトナー像を形成する現像装置の二成分系現像剤のトナー濃度が、その像担持体よりも転写材の搬送方向下流側に位置する像担持体にトナー像を形成する現像装置の二成分系現像剤のトナー濃度よりも高くなるように、その各トナー濃度を制御するのである。
【００６２】
その際、図示した画像形成装置のように、転写材の搬送方向に沿って、その上流側から下流側へ向けて第１乃至第４の４つの像担持体を設けると共に、各像担持体に互いに色の異なるトナー像をそれぞれ形成する第１乃至第４の現像装置を設けた場合には、その第１乃至第４の現像装置の二成分系現像剤のトナー濃度をそれぞれＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３及びＴＣ４としたとき、ＴＣ１＞ＴＣ２≧ＴＣ３≧ＴＣ４となるように、その各トナー濃度を制御することが好ましい。かかる構成により、ホタルの発生を効果的に抑制できることは、多数の実験により確認されている。
【００６３】
ところで、図１に示した画像形成装置においては、イエロー現像装置２２Ｙによってイエロー用の像担持体２Ｙにイエロートナー像を形成し、そのトナー像を転写材Ｓに転写するように構成されているが、このイエロー現像装置２２Ｙの現像剤中に比較的多量の紙粉が混入していて、かかる現像剤により形成された転写材上のイエロートナー像に比較的多数のホタルが発生したとしても、イエロー色のトナー像の場合には、そのホタルの存在を視覚上確認し難い。マゼンタトナー像、シアントナー像及び黒トナー像のベタ画像の場合、ホタルは目立ち易いが、イエロートナー像の場合には、ホタルが目立ち難いのである。
【００６４】
そこで、図１に示したように、転写材の搬送方向最上流側にイエロー用の像担持体２Ｙを配置すれば、この像担持体２Ｙから転写残トナーを除去するクリーニング装置２７Ｙと、この像担持体２Ｙにイエロートナー像を形成する現像装置２２Ｙとの間にも、図２に示したトナー返送手段４１を設け、全ての現像装置２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫにおいて、転写残トナーを再利用するように構成しても、転写材Ｓ上に転写されたトナー像の画質を実質的に劣化させないようにすることができる。この構成によると、第１の像担持体２Ｙから転写材Ｓに転写されたイエロートナー像中にはホタルが比較的多数存在するが、これは、前述のように目立たず、第２乃至第４の像担持体２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫから転写材Ｓにそれぞれ転写されたトナー像中には、前述のように、ホタルの数は少ない。このため、転写材Ｓ上の完成したトナー像の画質が実質的に劣化することを防止できる。
【００６５】
このように、前述の基本構成の画像形成装置において、クリーニング装置によって各像担持体から除去した転写残トナーを、その各像担持体にトナー像を形成する各現像装置にそれぞれ戻すトナー返送手段を設けると共に、複数の現像装置のうちの１つを、像担持体にイエロートナー像を形成するイエロー現像装置２２Ｙとして構成し、該イエロー現像装置２２Ｙによりイエロートナー像が形成される像担持体２Ｙを転写材の搬送方向最上流側に配置することにより、転写材上の画像の画質劣化を実質的に防止することができるのである。
【００６６】
またブラック現像装置２２ＢＫにより形成されるトナー像は、多くの場合、文字画像である。ベタ画像は広い面状の画像であるが、文字画像は細い線状の画像で構成される。このような文字画像にホタルが発生しても、そのホタルは目立たず、実質的にその画質が劣化することはない。従って、図１に示したブラック用像担持体２ＢＫと、これに黒トナー像を形成するブラック現像装置２２ＢＫなどを有するプロセスカートリッジ１８ＢＫを、転写材Ｓの搬送方向最上流側に配置すれば、全てのクリーニング装置と全ての現像装置の間に、それぞれトナー返送手段４１を設けて、全ての転写残トナーを再利用するように構成しても、転写材Ｓ上に最終的に形成されるトナー像の実質的な画質劣化を防止することができる。第１の像担持体をブラック用の像担持体とするのである。このブラック用の像担持体に黒トナー像を形成するブラック現像装置に戻されたトナー中には比較的多量の紙粉が含まれ、かかるトナーにより形成される転写材上のトナー像にホタルが発生しやすくなるが、そのトナー像は文字画像であることが多いため、当該ホタルが目立つことはない。またこのブラック現像装置よりも下流側に位置する各現像装置に各クリーニング装置から戻されたトナー中に混入した紙粉の量は元々少ないので、その現像装置により形成されたトナー像中に多数ホタルができることはない。
【００６７】
上述のように、前述の基本構成の画像形成装置において、クリーニング装置によって各像担持体から除去した転写残トナーを、その各像担持体にトナー像を形成する各現像装置にそれぞれ戻すトナー返送手段を設けると共に、複数の現像装置のうちの１つを、像担持体に黒トナー像を形成するブラック現像装置として構成し、該ブラック現像装置により黒トナー像が形成される像担持体を転写材の搬送方向最上流側に配置することによって、転写材上の画像の画質劣化を実質的に防止することができる。
【００６８】
ところで、図１に示した画像形成装置において、転写材Ｓ上にイエロー用の像担持体２Ｙからイエロートナー像が転写され、次いでそのイエロートナー像に重ね合せ状態で、マゼンタ用の像担持体２Ｍからマゼンタトナー像を転写される。このとき、仮に、転写材Ｓ上に形成されたイエロートナー像のトナーがマゼンタ用の像担持体２Ｍに多量に転移したとすると、そのイエロートナー像も、マゼンタ色の転写残トナーと共に、クリーニング装置２７Ｍによって像担持体２Ｍから除去される。かかるトナーがトナー返送手段により現像装置２２Ｍに戻されるが、このトナーには少量のイエロートナーが混入しているので、このトナーにより、像担持体２Ｍ上にトナー像を形成すると、その画質が劣化する。
【００６９】
そこで、図１及び図２に示した画像形成装置においては、第１乃至第４の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫのそれぞれに潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置が設けられている。図２に、ブラック用の像担持体２ＢＫ用の潤滑剤塗布装置４３の具体例が示されているが、他の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃに潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置も、図２に示した潤滑剤塗布装置４３と全く同様に構成することができる。
【００７０】
図２に例示した潤滑剤塗布装置４３は、潤滑材４４と、その潤滑材４４から削られた潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材の一例である塗布ブラシ４５と、潤滑材４４を保持するホルダ４６と、潤滑材４４を塗布ブラシ４５に対して当接させる加圧部材４７の一例である圧縮コイルばねとを有している。本明細書では、潤滑剤が固形状になったものを潤滑材と称し、その潤滑材から削り取られて像担持体表面に塗布され、ないしは塗布される状態となった粉末状の潤滑剤と区別することにする。かかる潤滑剤ないしは潤滑材としては、フッ素系樹脂、特にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を有利に使用することができる。
【００７１】
塗布ブラシ４５は、クリーニングケース２８又は画像形成装置本体１に回転自在に支持され、像担持体２ＢＫの表面に当接しながら、図示していない駆動装置によって回転駆動される。このとき潤滑材４４が塗布ブラシ４５に圧接するので、潤滑材４４から潤滑剤が削り取られ、その粉体状の潤滑剤が塗布ブラシ４５に付着し、次いで当該潤滑剤が像担持体２ＢＫの表面の全幅に亘って塗布される。塗布ブラシに代え、例えば発泡体又は布などによって構成されたローラより成る塗布部材を用いることもできる。またクリーニング装置のクリーニングブラシや帯電ローラ２０などを塗布部材として用いることもできる。
【００７２】
上述のように各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫの表面には、潤滑剤がそれぞれ塗布されるので、その表面エネルギーが低下する。このため、イエロー用の像担持体２Ｙから転写材Ｓに転写されたイエロートナー像が、トナー像転写部Ｔ２においてマゼンタ用の像担持体２Ｍと接触しても、そのイエロートナー像がマゼンタ用の像担持体２Ｍに転移することを防止し、ないしはその転移量を極く少量にすることができる。同様にシアン用の像担持体２Ｃと、ブラック用の像担持体２ＢＫに、転写材Ｓの側からその表面のトナーが転移することを阻止し、ないしはその転移を効果的に抑制できる。従って、第２乃至第４の現像装置２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫの現像剤中に他の色のトナーが混入する混色が発生することを抑制することができる。また、各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫに潤滑剤を塗布することにより、その各表面に形成されたトナー像を転写材Ｓに転写するときの転写効率が高められ、しかも像担持体表面の摩耗量を低減し、当該像担持体の長寿命化も達成できる。
【００７３】
転写材の搬送方向最上流側に位置する第１の像担持体２Ｙには、転写材Ｓからの異色トナーの転移はないので、この像担持体２Ｙには潤滑剤を塗布しなくともよい。また潤滑剤塗布装置４３を設ける構成は、全てのクリーニング装置２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７ＢＫと、そのそれぞれに対応する現像装置２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫとの間にトナー返送手段４１を設けた場合のほか、最上流側のクリーニング装置２７Ｙと現像装置２２Ｙとの間には、トナー返送手段を設けない場合にも適用できる。要は、前述の基本構成の画像形成装置において、クリーニング装置によって像担持体から除去した転写残トナーを、その各像担持体にトナー像を形成する現像装置に戻すトナー返送手段を、少なくとも、転写材の搬送方向最上流側に位置する像担持体以外の像担持体から転写残トナーを除去するクリーニング装置と該像担持体にトナー像を形成する現像装置との間に設けると共に、少なくとも、転写材の搬送方向最上流側に位置する像担持体以外の像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を設けるのである。
【００７４】
その際、全てのクリーニング装置のそれぞれと、その各クリーニング装置に対応する各現像装置との間にトナー返送手段を設けると共に、全ての像担持体のそれぞれに潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を設けることもでき、これによってトナーの消費量の低減と、像担持体の長寿命化を同時に達成できる。
【００７５】
また、上記各構成を採用した際、像担持体に塗布する潤滑剤の量が少なすぎると、像担持体に潤滑剤を塗布した目的を達成できない。そこで、本発明者は、図１に示した各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫの表面に次の表１に示す各量の潤滑剤をそれぞれ塗布し、図３に示すようにＡ４サイズの紙より成る転写材Ｓをその長手方向の辺Ｓ１が転写材搬送方向Ａに対して直交する向き、すなわち横向きにして搬送し、その表面に各像担持体からトナー像を転写する画像形成の実験を行った。潤滑剤の各塗布量につき、転写材を連続して１０００枚給送してその転写材にフルカラートナー像を形成したのであるが、このとき、潤滑剤の各塗布量に対する各像担持体の表面の静止摩擦係数の値は表１に示すとおりであった。なお、この静止摩擦係数の測定は、特開平１１−１７４７６４号公報にも記載されているオイラーベルト法を用いた。
【００７６】
【表１】

【００７７】
上記実験の結果、各像担持体表面への潤滑剤の塗布量が０．２ｍｇ以上であって、その表面の静止摩擦係数が０．３以下となると、各現像装置２２Ｍ，２２Ｃ，２２ＢＫでのトナーの混色を効果的に抑え、高品質な画像が得られると共に、トナー像の転写効率が向上することが確認された。
【００７８】
上述した事実から、前述の潤滑剤塗布装置を設けた各構成の画像形成装置において、潤滑剤塗布装置が、長手方向の辺が転写材搬送方向に直交する向きにして、Ａ４サイズの転写材を１０００枚搬送しながら連続して画像形成動作を行う間に、像担持体に０．２ｍｇ以上の潤滑剤を塗布するように潤滑剤塗布装置を構成することが有利である。
【００７９】
上述のように像担持体に塗布する潤滑剤の量が多い程、その効果が高められる。ところが、像担持体からクリーニング装置によって回収した転写残トナーを現像装置に戻すトナー返送手段を設けた場合、像担持体への潤滑剤塗布量が多くなると、クリーニング装置によって像担持体から除去される潤滑剤の量も多くなる。このような多量の潤滑剤が転写残トナーと共に現像装置に運ばれると、現像装置の現像剤中の潤滑剤の含有比率が高まり、これにより、トナーの帯電が正常に行われず、異常画像が発生するおそれがある。
【００８０】
上述した点を確認するため、本発明者は次の実験を行った。
【００８１】
先ず、実験用の容器にトナーとキャリアを有する粉体状の二成分系現像剤を２５０ｇ入れると共に、その現像剤中に、表２の混入量の欄にそれぞれ示した各量のＰＴＦＥ粉末（ダイキン製ルブロンＬ−２）を混入した。ここでは実験を簡素化するため、固体状の潤滑材を削るのではなく、粉末状の潤滑剤を使用した。その後、その容器内の現像剤を混合撹拌し、次いでブローオフ法によって、容器内のトナー濃度（ＴＣ）と、トナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）を測定した。その結果は表２に示すとおりである。
【００８２】
【表２】

【００８３】
表２から判るように、潤滑剤の混入量が増大しても、現像剤のトナー濃度（ＴＣ）は大きくは変化しない。これに対し、潤滑剤の混入量が１ｇまでは、トナーの帯電量に大きな変化は見られないものの、その混入量が２．０ｇとなると、トナーの帯電量の絶対値が急激に減少し、潤滑剤の混入量が５．０ｇとなると、トナーの帯電量は、所定の極性から逆転したプラスの値となった。トナーの帯電量がこのような値では、高品質なトナーを形成できず、地汚れが著しくなり、トナー帯電極性が逆転すれば、普通の画像を形成することはできない。表２中の判定の欄の○×はこのことを示している。
【００８４】
上述したところから判るように、２５０ｇの二成分系現像剤に混入する潤滑剤が１．０ｇ以下であれば、トナーの帯電量の絶対値が大きく低下することはなく、高い品質のトナー像を像担持体上に形成することができる。この潤滑剤の量を現像剤１ｇ当りに換算すると、０．００４ｇ以下となる。
【００８５】
上述した事実に基づき、図１に示した画像形成装置においては、その現像装置において使用される現像剤の重量をＤ（ｇ）としたとき、当該現像装置の現像剤使用開始時から、その現像剤の使用終了時までに、像担持体に０．００４×Ｄ（ｇ）以下の潤滑剤を塗布するように構成されている。現像装置に収容された二成分系現像剤は、そのキャリアが経時劣化したとき、新たな現像剤と交換されるが、新たな現像剤を使用し始めてから、これを交換するまでに、上述した量の潤滑剤を像担持体に塗布するのである。このようにすれば、仮に、像担持体に塗布した潤滑剤が全てクリーニング装置を介して現像装置に回収され、全ての潤滑剤が当該現像装置に留まったとしても、現像剤の交換時の現像剤中には、０．００４×Ｄ（ｇ）の潤滑剤が存在するだけである。このような量の潤滑剤が現像装置に留ったとしても、その現像剤の１ｇ当りの潤滑剤の量は０．００４ｇとなり、当該現像剤のトナーの帯電量が著しく減少したり、その帯電極性が逆転することはなく、この現像剤によって高品質なトナー像を像担持体上に形成することができる。実際には、像担持体に塗布された潤滑剤の一部は、転写材に付着して持ち去られるので、現像装置中に上述の如き量の潤滑剤が留まることはなく、トナー帯電量の低下を一層確実に防止することができる。
【００８６】
なお、上述の現像剤の交換は、図２に示した現像装置２２ＢＫの現像ケース２３中の現像剤を、図示していない開口から抜き出し、新たな現像剤を現像ケース２３中に入れることにより行うようにしてもよいが、プロセスカートリッジ１８ＢＫの全体を新たなプロセスカートリッジと交換することによって、現像剤の交換を行うようにしてもよい。或いは、現像装置の現像ケース２３を、他のユニットケース１９の部分から分離できるように構成し、現像装置２２ＢＫだけを新たなものと交換することにより、現像剤を交換するように構成することもできる。
【００８７】
像担持体に０．００４×Ｄ（ｇ）以下の潤滑剤を塗布する上記構成は、タンデム方式の現像装置に限らず、１つの像担持体を有する画像形成装置などにも適用できる。要は、像担持体と、トナーとキャリアを有する二成分系現像剤を用いて前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、転写材にトナー像を転写したあとの像担持体表面に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置と、その除去した転写残トナーを上記現像装置に戻すトナー返送手段と、上記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置とを具備する画像形成装置には、全て適用することができるのである。
【００８８】
ところで、図１に示した画像形成装置のシート給送装置１０には、そのカセット１１に収容された転写材Ｓの一方の面（図の例では上面）に圧接しながら回転し、その転写材をトナー像転写部に向けて送り出す送り出しローラ１３を有している。かかる送り出しローラ１３は、その外周面が例えばゴムなどの高摩擦材料で構成され、かかる外周面が転写材Ｓの上面に強く摩擦接触して、転写材Ｓを送り出すように構成されている。このように送り出しローラ１３が転写材Ｓに強く接触するとき、転写材Ｓが紙の場合、紙粉が発生しやすくなる。かかる紙粉が転写材Ｓに付着し、この転写材Ｓが各トナー像転写部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を通るとき、当該紙粉がそのまま各像担持体に転移したとすれば、多量の紙粉がトナー返送手段を介して現像装置に送られ、転写材上のトナー像にホタルが形成されやすくなる。
【００８９】
そこで、図１に示した画像形成装置においては、送り出しローラ１３が当接した転写材Ｓの一方の面と反対側の他方の面が、トナー像の転写時に像担持体に接触するように、像担持体と送り出しローラ１３の位置が設定されている。回転する送り出しローラ１３と、転写材Ｓの一方の面との摩擦により生じた紙粉は、その一方の面に付着し、その他方の面に付着した紙粉の量は極く少量である。このような紙粉の付着量の少ない面が、像担持体に接触してトナー像の転写が行われるのである。このため、各像担持体に移行する紙粉を少なくすることができ、前述の各構成と相俟って、転写材Ｓ上のトナー像にホタルが形成される不具合を低減することができる。
【００９０】
また図１に示した画像形成装置には、トナー像の転写時に像担持体に接触する側の転写材面に当接しながら当該転写材を、トナー像転写部に向けて搬送する搬送ローラ４７，４８，４９，１４が設けられているが、これらのローラの少なくとも１つには、図４に示すように、当該搬送ローラの表面に付着した紙粉を除去する紙粉除去手段の一例であるブレード５０が設けられている。ブレード５０は、例えば樹脂製又は金属製の薄いシート材により構成され、その先端部が搬送ローラの周面に圧接して、ここに付着した紙粉を除去する。これらの搬送ローラに紙粉が付着していると、これが転写材Ｓの面に移行し、その移行した紙粉が像担持体に転移することになるが、かかる紙粉を搬送ローラの表面からブレード５０によって掻き取ることにより、像担持体に紙粉が移行することを抑制でき、ホタルの発生をより効果的に抑えることができる。
【００９１】
また、図１に示した画像形成装置には、転写材を挟持しながら回転し、その転写材をトナー像転写部へ向けて搬送する複数の搬送ローラ対を有しているが、その少なくとも１つの搬送ローラ対を構成する搬送ローラのうち、トナー像の転写時に像担持体に接触する側の転写材面に当接する方の搬送ローラ４７，４８，４９，１４は、その少なくとも表面部分が金属により構成され、他方の搬送ローラ４７Ａ，４８Ａ，４９Ａ，１４Ａは、その少なくとも表面部分がゴムにより構成されている。搬送ローラ対の両搬送ローラの表面を金属で構成すると、転写材Ｓに大きな搬送力を与えることができないため、一方の搬送ローラの表面を金属で構成し、他方の搬送ローラの表面をゴムにより構成し、転写材Ｓに大きな搬送力を与えることが望ましい。その際、表面がゴムより成る搬送ローラと転写材は強く摩擦接触し、そのゴム表面が転写材に擦り付けられるので、紙粉が発生しやすくなる。従って、表面がゴムより成る搬送ローラに接触した転写材の面が像担持体に接触したとすると、多量の紙粉が像担持体に転移するおそれがある。前述のように、表面が金属より成る搬送ローラが、像担持体に接する側の転写材面に当接するように構成することにより、上記不具合を防止することができる。
【００９２】
レジストローラ１４，１４Ａは、所定のタイミングで回転を開始して転写材を所定のタイミングでトナー像転写部に送り込む働きをなすものであるため、特に転写材Ｓとの摩擦力が大きくなり、紙粉が発生しやすくなる。従って、紙粉除去手段により紙粉を除去される搬送ローラ及び表面が金属とゴムとでそれぞれ構成される搬送ローラが、レジストローラ１４，１４Ａであると、特にその効果を発揮することができる。
【００９３】
ところで、潤滑剤を固形化して成る潤滑材と、その潤滑材から削られた潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材とを有する潤滑剤塗布装置に関する具体的構成例は先に説明したが、本例の潤滑剤塗布装置４３は、さらに、像担持体表面に適正な量の潤滑剤を塗布した状態を維持できるように、次の如く構成されている。
【００９４】
図２において、塗布部材の一例である塗布ブラシ４５は、導電性材料により構成され、この塗布ブラシ４５は、切換スイッチ５１を介して、第１の電源５２又は第２の電源５３に接続される。この例では潤滑材４４がフッ素系樹脂より成り、かかる潤滑材４４から削り取られた潤滑剤は非常にマイナスに帯電しやすい。
【００９５】
ここで、像担持体２ＢＫの表面への潤滑剤の塗布を促進すべきときは、切換スイッチ５１が図２に実線で示す位置に切り換えられ、これにより塗布ブラシ４５は第１の電源５２に接続され、当該塗布ブラシ４５には第１の電源５２によってマイナスの電圧が印加される。このため、塗布ブラシ４５に付着したマイナス極性の潤滑剤が静電的に像担持体２ＢＫの表面に移行しやすくなり、像担持体２ＢＫへの潤滑剤の塗布が促進される。
【００９６】
逆に像担持体２ＢＫへの潤滑剤の塗布を抑制し、ないしは像担持体表面に付着した潤滑剤を塗布ブラシ４５の側に剥ぎ取るべきときは、スイッチ５１が図２に鎖線で示した位置に切り換えられる。これによって塗布ブラシ４５は第２の電源５３に接続され、当該ブラシ４５にプラスの電圧が印加される。このため、塗布ブラシ４５に付着したマイナス極性の潤滑剤は、その塗布ブラシ４５に静電的に引かれ、像担持体２ＢＫへの潤滑剤の塗布が抑制され、或いは像担持体２ＢＫの側から潤滑剤が塗布ブラシ側に移行する。
【００９７】
上述のスイッチ５１、第１の電源５２及び第２の電源５３は、塗布部材の一例である塗布ブラシ４５に付着した潤滑剤の帯電極性と同極性の電圧と逆極性の電圧を選択的に塗布部材に印加することの可能な電圧印加手段の一例を構成し、かかる電圧印加手段を潤滑剤塗布装置に設け、塗布部材に印加する電圧の極性を選択することにより、像担持体表面に適正量の潤滑剤を塗布することができ、像担持体表面の摩擦係数を所望する範囲の値に安定した状態で維持することができる。かかる構成に加え、塗布部材の回転数を調整したり、塗布部材に対する潤滑材の圧接力を調整するなどして、像担持体表面への潤滑剤の塗布量を制御することもできる。
【００９８】
さらに、潤滑材４４と、塗布部材の一例である塗布ブラシ４５とを接離させる接離手段を設けたり、塗布部材を像担持体の表面に対して接離させる接離手段を設けることもできる。像担持体への潤滑剤の塗布を促進させるときは、図２に示すように潤滑材４４を塗布ブラシ４５に圧接させ、かつその塗布ブラシ４５を像担持体２ＢＫの表面に当接させる。これに対し、像担持体２ＢＫへの潤滑剤の塗布を抑制すべきときは、潤滑材４４を塗布ブラシ４５から離間させ、或いは塗布ブラシ４５を像担持体から離間させる。
【００９９】
上述の接離手段は、例えば、潤滑材４４又は塗布ブラシ４５を駆動するソレノイド或いはモータなどにより構成することができる。
【０１００】
また、上述した各潤滑剤塗布装置に、像担持体表面に塗布すべき潤滑剤の量を検知する検知手段を設け、その検知結果に基づいて、塗布ブラシ４５への印加電圧の極性を選択し、或いは塗布ブラシ４５に対する潤滑材４４の接離、又は像担持体に対する塗布ブラシ４５の接離を制御して、像担持体表面に塗布された潤滑剤の量が適正量となるように、像担持体に対する潤滑剤の塗布量を規制すると特に有利である。
【０１０１】
上記検知手段としては、例えば、像担持体表面の摩擦係数を検知する摩擦係数検知装置などを適宜採用できる。摩擦係数検知装置により、像担持体表面の摩擦係数が予め定められた上限値よりも上昇したことが検知されたとき、塗布ブラシ４５に対して、潤滑剤の帯電極性と同極性の電圧を印加し、或いは潤滑材４４を塗布ブラシ４５に当接させ、或いはまた塗布ブラシ４５を像担持体２ＢＫの表面に当接させて像担持体への潤滑剤の塗布を促進させる。逆に、像担持体表面の摩擦係数が予め決められた下限値よりも低下したことが検知されたときは、塗布ブラシ４５に対し、潤滑剤の帯電極性と逆極性の電圧を印加し、或いは潤滑材４４を塗布ブラシ４５から離間させ、或いはまた塗布ブラシ４５を像担持体から離間させて、像担持体表面への潤滑剤の塗布を抑制し、ないしは像担持体表面から潤滑剤を剥ぎ取るのである。
【０１０２】
或いは、像担持体表面に形成される静電潜像の面積、すなわちレーザビームＬによる像担持体表面への書き込み画素数を画像形成装置の制御部にて検出することにより、像担持体表面へ塗布すべき潤滑剤の量を検知することもできる。クリーニング装置に入る像担持体上の転写残トナーが多いとき、すなわち像担持体上の静電潜像の面積が多いときは、クリーニング装置において転写残トナーと共に除去される潤滑剤の量が増大するので、この場合には、前述のようにして、像担持体への潤滑剤の塗布を促進させる。逆に像担持体上の静電潜像の面積が小さく、クリーニング装置に入る転写残トナーの量が少ないときは、クリーニング装置によって像担持体から除去される潤滑剤の量が減少するので、この場合には像担持体への潤滑剤の塗布を抑制する。
【０１０３】
以上説明した潤滑剤塗布装置に関する各構成は、タンデム方式以外の画像形成装置、例えば像担持体が１つだけ設けられた画像形成装置の潤滑剤塗布装置にも適用できる。また像担持体が感光体以外のものから成るときにも適用できる。例えば、現像装置により感光体上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写体より成る像担持体上に一次転写し、さらにそのトナー像を転写材に二次転写する形式の画像形成装置においては、中間転写体より成る像担持体に潤滑剤を塗布することが従来より行われているが、かかる像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置にも、前述の各構成を採用することができる。
【０１０４】
本発明は、プリンタ以外の各種画像形成装置にも適用でき、また上述した実施形態例の構成に限定されるものではない。さらに、上述した各構成を適宜組み合せて、画像形成装置ないしは潤滑剤塗布装置を構成することもできる。
【０１１０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、像担持体に潤滑剤を塗布するので、上流側の像担持体から転写材上に転移したトナーが下流側の像担持体に付着し難くすることができ、その下流側の像担持体から除去した転写残トナーを現像装置にて再使用し、該トナーでトナー像を形成したときの画質劣化を効果的に抑えることができる。
【０１１３】
請求項２乃至５に係る発明によれば、像担持体に紙粉が移行する不具合を効果的に抑制することができる。
【０１１４】
請求項６乃至８に係る発明によれば、像担持体に適正量の潤滑剤を塗布することが可能である。
【０１１５】
請求項９に係る発明によれば、像担持体に塗布すべき潤滑剤の量を検知するので、より一層、像担持体に適正量の潤滑剤を塗布することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す垂直断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】搬送される転写材の向きを説明する平面図である。
【図４】搬送ローラに付着した紙粉を除去するブレードを示す図である。
【符号の説明】
２Ｙ像担持体
２Ｍ像担持体
２Ｃ像担持体
２ＢＫ像担持体
１３送り出しローラ
１４レジストローラ
１４Ａレジストローラ
２２Ｙ現像装置
２２Ｍ現像装置
２２Ｃ現像装置
２２ＢＫ現像装置
２７Ｙクリーニング装置
２７Ｍクリーニング装置
２７Ｃクリーニング装置
２７ＢＫクリーニング装置
４１トナー返送手段
４３潤滑剤塗布装置
４４潤滑材
４７トナー搬送ローラ
４７Ａトナー搬送ローラ
４８トナー搬送ローラ
４８Ａトナー搬送ローラ
４９トナー搬送ローラ
４９Ａトナー搬送ローラ
Ａ転写材搬送方向
Ｄ現像剤
Ｓ転写材

Claims

転写材の搬送方向に沿って配列された少なくとも２つの像担持体と、その各像担持体に互いに色の異なるトナー像をそれぞれ形成する現像装置と、転写材にトナー像を転写したあとの各像担持体表面に残留する転写残トナーをそれぞれ除去するクリーニング装置とを具備する画像形成装置において、
クリーニング装置によって像担持体から除去した転写残トナーを、その像担持体にトナー像を形成する現像装置に戻すトナー返送手段を、転写材の搬送方向最上流側に位置する像担持体以外の像担持体から転写残トナーを除去するクリーニング装置と該像担持体にトナー像を形成する現像装置との間に設けると共に、転写材の搬送方向最上流側に位置する像担持体以外の像担持体に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
転写材の一方の面に圧接しながら回転し、その転写材をトナー像転写部に向けて送り出す送り出しローラを有し、該送り出しローラが当接した転写材の一方の面と反対側の他方の面が、トナー像の転写時に像担持体に接触するように、像担持体と送り出しローラの位置を設定した請求項１に記載の画像形成装置。
トナー像の転写時に像担持体に接触する側の転写材面に当接しながら当該転写材を、トナー像転写部に向けて搬送する搬送ローラと、該搬送ローラの表面に付着した紙粉を除去する紙粉除去手段とを有する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
転写材を挟持しながら回転し、該転写材をトナー像転写部へ向けて搬送する搬送ローラ対を有し、該搬送ローラ対を構成する搬送ローラのうち、トナー像の転写時に像担持体に接触する側の転写材面に当接する方の搬送ローラは、その少なくとも表面部分が金属により構成され、他方の搬送ローラは、その少なくとも表面部分がゴムにより構成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記搬送ローラは、転写材を所定のタイミングでトナー像転写部に送り込むレジストローラである請求項３又は４に記載の画像形成装置。
前記潤滑剤塗布装置は、潤滑剤を固形化して成る潤滑材と、該潤滑材から削られた潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材と、該塗布部材に付着した潤滑剤の帯電極性と同極性の電圧と逆極性の電圧を選択的に前記塗布部材に印加することの可能な電圧印加手段とを具備する請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記潤滑剤塗布装置は、潤滑剤を固形化して成る潤滑材と、該潤滑材から削られた潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材と、前記潤滑材と前記塗布部材とを接離させる接離手段とを具備する請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
前記潤滑剤塗布装置は、潤滑剤を固形化して成る潤滑材と、該潤滑材から削られた潤滑剤を像担持体表面に塗布する塗布部材と、該塗布部材を像担持体に対して接離させる接離手段とを具備する請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
前記潤滑剤塗布装置は、像担持体表面に塗布すべき潤滑剤の量を検知する検知手段を具備する請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。