JP6658604B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に現像剤を供給する現像装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、原稿画像から読み取られた画像情報、或いはコンピューター等の外部機器から伝送等された画像情報に基づく光を像担持体（感光体ドラム）の周面に照射して静電潜像を形成し、この静電潜像に現像装置からトナーを供給してトナー像を形成させた後、当該トナー像を用紙に転写する。転写処理後の用紙は、トナー像の定着処理が施されたのち外部へ排出される。

近年、カラー印刷化や高速処理化の進行に伴い画像形成装置の構成が複雑になると共に、高速処理化に対応するべく現像装置内でのトナー攪拌部材の高速回転が余儀なくされる。特に、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、現像剤を担持する磁気ローラー（トナー供給ローラー）と、トナーのみを担持する現像ローラーとを用いる現像方式では、現像ローラーと磁気ローラーとの対向部分においては、磁気ローラー上に形成された磁気ブラシによって、トナーのみが現像ローラーに担持され、更に現像ローラーから現像に使用されなかったトナーが引き剥がされる。そのため、現像ローラーと磁気ローラーとの対向部分の近傍においてトナーの飛散が発生し易くなり、現像装置内で浮遊するトナーが穂切りブレード（規制ブレード）周辺で堆積し、堆積したトナーが凝集して現像ローラーに付着すると、トナー落ちとなって画像不具合が発生するおそれがある。

そこで、例えば特許文献１には、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用い、現像剤を担持する磁気ローラーと、トナーのみを担持する現像ローラーとを用いる現像装置において、現像ローラー又は磁気ローラーと対向するトナー受け支持部材と、トナー受け支持部材の長手方向に沿って配置され現像ローラーから落下するトナーを受けるトナー受け部材と、トナー受け部材を振動させる振動発生手段と、を設けた現像装置が開示されている。

特開２０１２−２０８４６９号公報

ところで、感光体ドラムと対向する現像ローラーが露出する現像装置の開口部には、トナーの飛散を防止するためのフィルム状のシール部材が像担持体の表面に接触するように設けられている。このシール部材に付着したトナーは振動発生手段による振動では完全に振るい落とすことができず堆積していく。その結果、シール部材に堆積したトナーが直接感光体ドラムに移動し、トナー落ちが発生するという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、像担持体と対向する現像装置の開口部に設けられたシール部材に堆積するトナーを効率良く回収可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、帯電装置と、露光装置と、現像装置と、制御部と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、表面に感光層が形成される。帯電装置は、像担持体の表面を帯電させる。露光装置は、帯電装置によって帯電された像担持体の表面に光照射して静電潜像を形成する。現像装置は、像担持体と対向して配置され、像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、現像容器の開口部に像担持体と接触するように配置され、像担持体と現像容器との隙間からのトナーの漏出を防止するシール部材と、を有し、像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する。制御部は、像担持体、帯電装置、露光装置、および現像装置の駆動を制御する。現像装置は、シール部材を支持する支持部材と、支持部材を振動させる振動発生装置と、を備える。制御部は、非画像形成時に振動発生装置により支持部材を介してシール部材を振動させるとともに、像担持体の画像形成領域の幅方向全域に亘って露光部と非露光部の境界が所定間隔以下で存在する静電潜像パターンを形成し、静電潜像パターンがシール部材を通過するように像担持体を回転駆動するシール部材清掃モードを実行可能である。シール部材清掃モードは、振動発生装置によるシール部材の振動が終了した後も継続して実行される。

本発明の第１の構成によれば、像担持体の画像形成領域に所定の静電潜像パターンを形成するとともに、静電潜像パターンがシール部材を通過するように像担持体を回転駆動するシール部材清掃モードを実行することにより、シール部材に付着したトナーを像担持体側に回収することができる。従って、シール部材に堆積したトナーが感光体ドラムに移動することによるトナー落ちの発生を効果的に抑制することができる。また、シール部材清掃モードは、振動発生装置によるシール部材の振動が終了した後も継続して実行されるため、振動によって解された状態のトナーをシール部材から像担持体へ容易に移動させることができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンター１００の概略構成図 カラープリンター１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図 カラープリンター１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図 現像装置３ａに用いられるトナー受け支持部材３５を現像容器２０の内側から見た斜視図 トナー受け支持部材３５を構成する支持部材本体３６の斜視図 トナー受け支持部材３５を構成するトナー受け部材３７を裏面側から見た斜視図 トナー受け部材３７に装着される振動発生装置４０の内部構造を示す斜視図 現像装置３ａのトナー受け支持部材３５周辺の側面断面図であって、振動モーター４３付近の断面を示す図 図８におけるトナー受け支持部材３５の部分拡大図 シール部材清掃モードにおいて形成される静電潜像パターンＰＴの一例であって、４ドット２５％のドットパターンを示す図 静電潜像パターンＰＴによるエッジ効果を比較したグラフ シール部材清掃モードにおいて形成される静電潜像パターンＰＴの他の例であって、４ドット５０％のドットパターンを示す図 シール部材清掃モードにおいて形成される静電潜像パターンＰＴの他の例であって、主走査方向に平行な幅１ドットのラインパターンを示す図 シール部材清掃モードにおいて形成される静電潜像パターンＰＴの他の例であって、幅１ドットの斜めラインパターンを示す図 本実施形態のカラープリンター１００におけるシール部材清掃モードと振動発生装置４０のオン／オフの第１の制御例を示すタイミングチャート 本実施形態のカラープリンター１００におけるシール部材清掃モードと振動発生装置４０のオン／オフの第２の制御例を示すタイミングチャート 本実施形態のカラープリンター１００におけるシール部材清掃モードと振動発生装置４０のオン／オフの第３の制御例を示すタイミングチャート

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）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によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄがそれぞれ配設されており、さらに図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄによりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されており、現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等はクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

トナー像が転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して転写紙Ｐが所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１８に振り分けられ、両面に画像が形成された後）排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

図２は、カラープリンター１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図である。なお、図２は図１の背面側から見た状態を示しており、現像装置３ａ内の各部材の配置は図１と左右が逆になっている。また、以下の説明では図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａを例示するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。

図２に示すように、現像装置３ａは、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤と呼ぶ）が収納される現像容器（ケーシング）２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって攪拌搬送室２１、供給搬送室２２に区画されている。攪拌搬送室２１及び供給搬送室２２には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。

そして、攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図２の紙面と垂直な方向）に搬送され、仕切壁２０ａの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室２１、供給搬送室２２間を循環する。即ち、攪拌搬送室２１、供給搬送室２２、現像剤通過路によって現像容器２０内に現像剤の循環経路が形成されている。

現像容器２０は図２の右斜め上方に延在しており、現像容器２０内において供給搬送スクリュー２５ｂの上方にはトナー供給ローラー３０が配置され、トナー供給ローラー３０の右斜め上方には現像ローラー３１が対向配置されている。そして、現像ローラー３１は現像容器２０の開口側（図２の右側）において感光体ドラム１ａに対向しており、それぞれの回転軸周りに関してトナー供給ローラー３０、現像ローラー３１は図２において反時計回り方向に回転する。

攪拌搬送室２１には、攪拌搬送スクリュー２５ａと対面してトナー濃度センサー２８が配置されている。トナー濃度センサー２８は、現像剤中のキャリアに対するトナーの割合（Ｔ／Ｃ）を検知するものであり、例えば、現像容器２０内における現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。本実施形態においては、トナー濃度センサー２８により現像剤の透磁率を検出し、その検出結果に相当する電圧値を後述する制御部９０（図３参照）に出力するよう構成されており、制御部９０によってトナー濃度センサー２８の出力値からトナー濃度が決定されるようになっている。制御部９０は、決定されたトナー濃度に応じてトナー補給モーター（図示せず）に制御信号を送信し、トナーコンテナ４ａからトナー補給口（図示せず）を介して攪拌搬送室２１に所定量のトナーが補給されるようになっている。

トナー供給ローラー３０は、図２において反時計回り方向に回転する非磁性の回転スリーブと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体で構成されている。

現像ローラー３１は、図２において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された現像ローラー側磁極で構成されており、トナー供給ローラー３０と現像ローラー３１とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。現像ローラー側磁極は、固定マグネット体の対向する磁極（主極）と異極性である。

また、現像容器２０には穂切りブレード３３がトナー供給ローラー３０の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード３３は、トナー供給ローラー３０の回転方向（図２の反時計回り方向）において、現像ローラー３１とトナー供給ローラー３０との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード３３の先端部とトナー供給ローラー３０表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。

現像ローラー３１には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）が印加され、トナー供給ローラー３０には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）が印加されている。これらの直流電圧及び交流電圧は、現像電圧電源５３から電圧制御回路５１（いずれも図３参照）を経由して現像ローラー３１及びトナー供給ローラー３０に印加される。

前述のように、攪拌搬送スクリュー２５ａ及び供給搬送スクリュー２５ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内の攪拌搬送室２１及び供給搬送室２２を循環してトナーを帯電させ、供給搬送スクリュー２５ｂによって現像剤がトナー供給ローラー３０に搬送される。そして、トナー供給ローラー３０上に磁気ブラシ（図示せず）を形成し、トナー供給ローラー３０上の磁気ブラシは穂切りブレード３３によって層厚規制された後、トナー供給ローラー３０と現像ローラー３１との対向部分に搬送され、トナー供給ローラー３０に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー３１に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラー３１上にトナー薄層を形成する。

現像ローラー３１上のトナー層厚は現像剤の抵抗やトナー供給ローラー３０と現像ローラー３１との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラー３１上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。

トナー供給ローラー３０上の磁気ブラシとの接触によって現像ローラー３１上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー３１の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラー３１との対向部分（対向領域）に搬送される。現像ローラー３１にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。

現像に用いられずに残ったトナーは、再度現像ローラー３１とトナー供給ローラー３０との対向部分に搬送され、トナー供給ローラー３０上の磁気ブラシによって回収される。そして、磁気ブラシは固定マグネット体の同極部分でトナー供給ローラー３０から引き剥がされた後、供給搬送室２２内に落下する。

その後、トナー濃度センサー２８の検知結果に基づいてトナー補給口（不図示）から所定量のトナーが補給され、供給搬送室２２及び攪拌搬送室２１を循環する間に再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤となる。この現像剤が再び供給搬送スクリュー２５ｂによりトナー供給ローラー３０上に供給されて磁気ブラシを形成し、穂切りブレード３３へ搬送される。

現像容器２０における図２の右側壁において現像ローラー３１の近傍には、現像容器２０の内側に突出する断面三角形状のトナー受け支持部材３５が設けられている。図２に示すように、トナー受け支持部材３５は現像容器２０の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿って配置されており、トナー受け支持部材３５の上面はトナー供給ローラー３０及び現像ローラー３１に対向するとともに、現像ローラー３１からトナー供給ローラー３０方向に向かって下方に傾斜する壁部を構成している。トナー受け支持部材３５の上面には長手方向に沿って、現像ローラー３１から引き剥がされて落下するトナーを受けるトナー受け部材３７が取り付けられている。

図３は、本発明のカラープリンター１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、カラープリンター１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、カラープリンター１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、及び転写電圧電源５４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させるものであり、これらの各電源は電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は帯電装置２ａ〜２ｄ内の帯電ローラーに、現像電圧電源５３は現像装置３ａ〜３ｄ内のトナー供給ローラー３０及び現像ローラー３１に、転写電圧電源５４は一次転写ローラー６ａ〜６ｄ及び二次転写ローラー９に、それぞれ所定の電圧を印加する。

画像入力部６０は、カラープリンター１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部６０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

操作部７０には、液晶表示部７１、各種の状態を示すＬＥＤ７２が設けられており、カラープリンター１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。カラープリンター１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

その他、操作部７０には、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、カラープリンター１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、カラープリンター１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部５０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御部９０は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。

ＲＯＭ９２には、カラープリンター１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、カラープリンター１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、カラープリンター１００の制御途中で発生した必要なデータや、カラープリンター１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＡＭ９３（或いはＲＯＭ９２）には、後述するシール部材清掃モードにおいて感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成される静電潜像パターンも記憶される。一時記憶部９４は、パソコン等から送信される画像データを受信する画像入力部（図示せず）より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター９５は、印字枚数を累積してカウントする。

また、制御部９０は、カラープリンター１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、露光装置５、中間転写ベルト８、二次転写ローラー９、定着部１３、電圧制御回路５１、画像入力部６０、操作部７０等が挙げられる。

図４は、現像装置３ａ〜３ｄに用いられるトナー受け支持部材３５を現像容器２０の内側（図２の左側）から見た斜視図、図５は、トナー受け支持部材３５を構成する支持部材本体３６の斜視図、図６は、トナー受け支持部材３５を構成するトナー受け部材３７をトナー受け支持部材３５の内側から見た斜視図である。なお、図５では支持部材本体３６をトナー受け部材３７の装着方向から見た状態を示している。

トナー受け支持部材３５は、樹脂製の支持部材本体３６と、支持部材本体３６に揺動可能に支持される板金製のトナー受け部材３７と、トナー受け部材３７の長手方向の略中央部に付設される振動発生装置４０とを有する。支持部材本体３６には、トナー受け部材３７を装着したとき振動発生装置４０が収納される収納部３６ａが形成されている。

また、支持部材本体３６の上端にはフィルム状のシール部材４４が設けられている。シール部材４４は、先端部が感光体ドラム１ａの表面に接触するように支持部材本体３６の長手方向（図４の左右方向）に延在しており、現像容器２０（図２参照）内のトナーが外部に漏出しないように遮蔽する機能を有している。シール部材４４の材質としては、ウレタンシート等が挙げられる。

トナー受け部材３７は、長手方向に沿って屈曲部３７ａが形成された屈曲形状であり、屈曲部３７ａを挟んで現像ローラー３１（図２参照）に対向するトナー受け面３７ｂと、トナー供給ローラー３０に対向する略垂直なトナー落下面３７ｃとに区画される。トナー受け部材３７の長手方向の一端側には、トナー受け部材３７を接地（アース）する接点バネ４８が係合する係合部３８が形成されている。接点バネ４８の下端部は導電性のバネ受け部材（図示せず）を介して穂切りブレード３３（図２参照）に接触する。トナー受け部材３７の長手方向略中央部には、振動発生装置４０を保持する一対の保持爪３９ａを有する保持部３９が形成されている。振動発生装置４０には、振動モーター４３（図７参照）の駆動を制御するための回路や電子部品（図示せず）が実装された基板４５がビス４６によって固定されている。

トナー受け部材３７の表面（現像ローラー３１又はトナー供給ローラー３０との対向面）にはシート部材４１ａ、４１ｂが貼り付けられている。シート部材４１ａ、４１ｂは、トナー受け部材３７へのトナー付着を抑制するために、トナー受け部材３７よりもトナーが付着し難い材質で形成されている。シート部材４１ａ、４１ｂの材質としては、例えばフッ素樹脂製シート等が挙げられる。

図７は、振動発生装置４０の斜視図である。なお、図７では振動発生装置４０の内部が見えるように、モーター取付ホルダー４２から基板４５（図６参照）を取り外した状態を示している。振動発生装置４０は、モーター取付ホルダー４２と振動モーター４３とを含み、モーター取付ホルダー４２には振動モーター４３を保持するモーター保持部４２ａ、ビス４６が締結されるビス穴４２ｂが形成されている。振動モーター４３の出力軸４３ａには加振用ウェイト５０が固定されている。振動発生装置４０をトナー受け部材３７に取り付けたとき、振動モーター４３の出力軸４３ａがトナー受け部材３７の長手方向に沿うように固定されている。また、モーター取付ホルダー４２には振動モーター４３に電力を供給するためのリード線（図示せず）が接続されている。

加振用ウェイト５０は、振動モーター４３の出力軸４３ａ方向（図７の左方向）から見ると、円板の一部が切り欠かれたカム形状をなしており、出力軸４３ａに対し非対称な形状となっている。出力軸４３ａが所定以上の速度で回転するとき、切り欠き部に作用する遠心力は他の部分に比べて小さいため、加振用ウェイト５０には不均一な遠心力が加わる。この遠心力が出力軸４３ａに伝達されることにより、振動モーター４３が振動する。なお、加振用ウェイト５０の形状はカム形状に限定されず、出力軸４３ａに対し重心がずれるような任意の形状とすることができる。

図８は、現像装置３ａに用いられるトナー受け支持部材３５の振動モーター４３付近の断面（図４のＸＸ′矢視断面）構造を示す側面断面図、図９は、図８におけるトナー受け支持部材３５の部分拡大図である。

図８及び図９に示すように、トナー受け部材３７はトナー供給ローラー３０側の端縁３７ｄのみが支持部材本体３６に当接しており、反対側（感光体ドラム１ａ側）の端縁３７ｅは自由端となっている。そして、トナー受け面３７ｂの幅方向（図９の左右方向）の略中央部は振動発生装置４０を介して支持部材本体３６に支持されている。これにより、トナー受け部材３７は端縁３７ｄを支点として揺動可能に構成されている。また、振動モーター４３は、出力軸４３ａがトナー受け部材３７の長手方向と略平行になるように配置されている。

トナー受け部材３７は現像ローラー３１に対向するトナー受け面３７ｂがトナー供給ローラー３０側から感光体ドラム１ａ側に向かって上り勾配となるように傾斜し、トナー供給ローラー３０に対向するトナー落下面３７ｃが略垂直になるように配置されている。

シート部材４１ａは穂切りブレード３３側の支持部材本体３６とトナー受け部材３７との境界を含むトナー受け部材３７表面（トナー落下面３７ｃ）を覆うように貼り付けられている。また、シート部材４１ｂはシール部材４４側の支持部材本体３６とトナー受け部材３７との境界、係合部３８、及び保持部３９（図６参照）を含むトナー受け面３７ｂの全域を覆うように貼り付けられている。シート部材４１ａ、４１ｂは、トナー受け面３７ｂ、トナー落下面３７ｃへのトナーの付着を抑制するとともに、トナー受け支持部材３５とトナー受け部材３７との境界からのトナーの漏出、トナー受け支持部材３５の内部へのトナーの進入や、トナーの進入に起因する振動モーター４３の動作不良を防止する。

非画像形成時に振動モーター４３の出力軸４３ａを高速回転（例えば１０，０００ｒｐｍ程度）させることにより、加振用ウェイト５０も出力軸４３ａと共に高速回転する。このとき、加振用ウェイト５０には不均一な遠心力が加わるため、出力軸４３ａを介して振動モーター４３及びモーター取付ホルダー４２を含む振動発生装置４０が振動する。そして、振動発生装置４０が取り付けられたトナー受け部材３７も振動する。具体的には、トナー受け部材３７のトナー受け面３７ｂは端縁３７ｄを支点として端縁３７ｅに向かうにつれて振幅が大きくなるように振動する。

トナー受け面３７ｂの振動により、図９に示すように、トナー受け面３７ｂに堆積したトナーＴはトナー受け面３７ｂの傾斜に沿って下方（図９の白矢印方向）に滑り落ち、略垂直なトナー落下面３７ｃとトナー供給ローラー３０とで挟まれた領域Ｒに自由落下する。領域Ｒに落下したトナーの一部は、そのまま穂切りブレード３３とトナー供給ローラー３０の隙間を通過して供給搬送室２２内に落下する。

ここで、現像ローラー３１から引き剥がされて落下するトナーは、支持部材本体３６の上端に設けられたシール部材４４の先端にも付着する。振動発生装置４０が振動すると、支持部材本体３６を介してシール部材４４も僅かに振動するが、シール部材４４の先端に付着したトナーは解れる程度でありトナー受け部材３７上に落下しない。その結果、シール部材４４の先端にトナーが徐々に堆積していく。そして、堆積したトナーの塊が感光体ドラム１ａに移動するとトナー落ちとなって画像不良が発生する。

そこで、本実施形態では、非画像形成時にシール部材４４に付着したトナーを除去するシール部材清掃モードを実行可能としている。以下、現像装置３ａにおけるシール部材清掃モードの実行手順について詳細に説明する。なお、現像装置３ｂ〜３ｄにおいても全く同様の手順でシール部材清掃モードが実行される。

シール部材清掃モードを行う場合、先ず帯電装置２ａ（図１参照）によって感光体ドラム１ａの表面を一様に帯電させる。次に、露光装置５（図１参照）によって感光体ドラム１ａの表面に所定の静電潜像パターンを形成する。そして、形成された静電潜像パターンがシール部材４４を通過するように感光体ドラム１ａを回転させる。シール部材４４の先端は感光体ドラム１ａに接触しているため、静電潜像のエッジ効果（エッジ電界）によってシール部材４４の先端に付着したトナーが静電潜像を現像する。これにより、シール部材４４に付着したトナーを感光体ドラム１ａ側に回収する。

図１０は、シール部材清掃モードにおいて形成される静電潜像パターンＰＴの一例を示す図であり、直径（一辺）４ドットで印字率２５％（以下、４ドット２５％という）のドットパターンについて示している。図１０に示す静電潜像パターンＰＴは、解像度６００ｄｐｉ（１ドット＝０．０４２ｍｍ）の４×４＝１６ドットのうち２×２＝４ドット（２５％）を露光部Ｄ、残りの１６−４＝１２ドットを非露光部（白地部）Ｗとしたものを、主走査方向（図１０の左右方向）及び副走査方向（図１０の上下方向）に連続して形成している。

図１１は、静電潜像パターンＰＴによるエッジ効果を比較したグラフである。図１１（ａ）は、図１０に示した４ドット２５％のドットパターンを示しており、静電潜像のエッジ部（境界）におけるエッジ効果（破線矢印）により、感光体ドラム１ａの表面電位が白地部（非露光部）電位（暗電位）Ｖｏから露光部電位（明電位）ＶＬに急激に低下している。ドットパターンではエッジ部がパターン全域に亘って存在するため、エッジ効果もパターン全域に亘って発現する。このエッジ効果によってシール部材４４の全域に付着したトナーがドットパターンを現像するため、感光体ドラム１ａ側に移動する。

図１１（ｂ）は、ベタ画像（ソリッド画像）の静電潜像パターンを示しており、図１１（ｃ）は、白地画像の静電潜像パターンを示している。図１１（ｂ）に示すように、ベタ画像では露光部Ｄの両端のみにエッジ部（境界）が存在し、図１１（ｃ）に示すように、白地画像では非露光部Ｗのみでエッジ部が存在しないため、静電潜像のエッジ効果によりシール部材４４のトナーを清掃することはできない。

図１２は、静電潜像パターンＰＴの他の例を示す図であり、４ドット５０％のドットパターンを示している。図１２に示す静電潜像パターンＰＴは、解像度６００ｄｐｉ（１ドット＝０．０４２ｍｍ）の４×４＝１６ドットのうち２×２×２＝８ドット（５０％）を露光部Ｄ、残りの１６−８＝８ドットを非露光部（白地部）Ｗとしたものを、主走査方向（図１２の左右方向）及び副走査方向（図１２の上下方向）に連続して形成している。

図１２では、露光部Ｄが千鳥状（ジグザグ状）に配置されているため、図１０の電潜像パターンＰＴに比べて主走査方向及び副走査方向におけるエッジ部（境界）の出現割合が高くなる。従って、図１１に示したエッジ効果も高くなるため、シール部材４４に付着したトナーをより効果的に回収することができる。なお、ドットパターンは４ドットに限らず、例えば１ドット２５％のパターンを用いることもできる。

静電潜像パターンＰＴは、図１０や図１２に示すようなドットパターンが最も清掃効果があったが、それに限らず、露光部と白地部（非露光部）のエッジが所定間隔以下で存在するパターンであれば他のパターンを用いることも可能である。例えば、幅１ドット〜２ドットのラインパターンでも効果がある。

静電潜像パターンＰＴをラインパターンとする場合は、図１３に示すような主走査方向に平行なラインパターンや、図１４に示す斜めラインパターンのように幅走査方向に所定の角度を有するラインパターンとすることにより、主走査方向におけるエッジ部（境界）の出現割合が高くなる。従って、シール部材４４に付着したトナーをより効果的に回収することができる。

また、シール部材４４の長手方向全域に付着したトナーを清掃するためには、シール部材４４が対向する感光体ドラム１ａの画像形成領域の幅方向（ドラム軸方向）全域に亘って静電潜像パターンＰＴを形成する必要がある。

また、シール部材４４に付着したトナーの清掃効果を高めるために、静電潜像パターンＰＴを形成する際に帯電装置２ａに印加する帯電電圧を画像形成時よりも高くして、感光体ドラム１ａの表面電位（暗電位）Ｖｏを画像形成時よりも高くする。また、露光装置５から感光体ドラム１ａに照射する光の光量を画像形成時よりも高くして、感光体ドラム１ａの露光部電位（明電位）ＶＬを画像形成時よりも低くする。これにより、静電潜像のエッジ部における電位差ΔＶ（＝Ｖｏ−ＶＬ）が大きくなるためエッジ効果が強くなり、シール部材４４の清掃効果をより向上させることができる。

図１５は、本実施形態のカラープリンター１００におけるシール部材清掃モードと振動発生装置４０のオン／オフの第１の制御例を示すタイミングチャートである。図１５に示す第１の制御例では、ｔ１において振動発生装置４０の振動を開始し、ｔ２において振動発生装置４０の振動を終了した後のｔ３においてシール部材清掃モードを開始し、ｔ４においてシール部材清掃モードを終了している。これにより、シール部材清掃モードの実行前にシール部材４４に付着したトナーを解すことができる。その結果、シール部材４４から感光体ドラム１ａへトナーが移動し易くなり、シール部材４４の清掃効果が向上する。

図１６および図１７は、それぞれ本実施形態のカラープリンター１００におけるシール部材清掃モードと振動発生装置４０のオン／オフの第２および第３の制御例を示すタイミングチャートである。図１６に示す第２の制御例では、ｔ１において振動発生装置４０の振動を開始し、ｔ２においてシール部材清掃モードを開始している。そして、ｔ３において振動発生装置４０の振動を終了した後、ｔ４においてシール部材清掃モードを終了している。図１７に示す第３の制御例では、ｔ１において振動発生装置４０の振動、およびシール部材清掃モードを同時に開始している。そして、ｔ２において振動発生装置４０の振動を終了した後、ｔ３においてシール部材清掃モードを終了している。

上記第１〜第３の制御例のように、振動発生装置４０の振動が終了した後もシール部材清掃モードが継続して実行されるような制御とすることで、振動発生装置４０によって解された状態のトナーをシール部材４４から感光体ドラム１ａへトナーを移動させることができる。

シール部材清掃モードの実行タイミングとしては、印字動作の終了毎に行っても良いし、連続印字枚数、或いは累積印字枚数が所定枚数に到達した時点等、所定のタイミングで行うようにしても良い。また、所定の印字枚数に到達する毎にシール部材清掃モードを実行することにより、印字枚数に応じて自動的にシール部材４４が清掃される。従って、ユーザー自身がシール部材４４の清掃を手動で設定する必要がなくなり、設定ミスや設定忘れ、或いは不必要なシール部材の清掃を回避することができる。

なお、シール部材清掃モードの実行中は、少なくとも感光体ドラム１ａが回転して静電潜像パターンがシール部材４４を通過すればよく、現像装置３ａの各部材（トナー供給ローラー３０、現像ローラー３１等）は非駆動としてもよい。また、シール部材清掃モードの実行中にトナー供給ローラー３０、現像ローラー３１に電圧を印加すると、現像ローラー３１から静電潜像パターンにトナーが現像されてしまい、シール部材４４の清掃効果が低下するとともに不必要なトナーが消費される。従って、シール部材清掃モードの実行中はトナー供給ローラー３０、現像ローラー３１に印加する電圧をオフとしておく。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態に示したトナー受け支持部材３５やトナー受け部材３７の形状や構成は一例であって上記実施形態に特に限定されるものではなく、これらは装置構成等に応じて適宜設定することができる。

また、上記実施形態では、本発明を、二成分現像剤を用い、トナー供給ローラー３０上に磁気ブラシを形成し、トナー供給ローラー３０から現像ローラー３１にトナーのみを移動させ、現像ローラー３１から感光体ドラム１ａ〜１ｄにトナーを供給する現像装置３ａ〜３ｄに適用したが、トナー供給ローラー３０を用いずに現像ローラー３１の外周面に形成された磁気ブラシを用いて感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像を現像する二成分現像方式の現像装置にも適用することができる。以下、実施例を用いて本発明の効果を更に詳細に説明する。

シール部材清掃モードを実行した場合のシール部材４４の清掃効果について調査した。試験機として、図２に示した現像装置３ａ〜３ｄが搭載された、図１に示したカラープリンター１００（ＴＡＳＫａｌｆａ７５５１ｃｉ、京セラドキュメントソリューションズ社製）を用いた。そして、Ａ３サイズの用紙にハーフ画像を連続印字し、連続印字中５００枚毎に印字を中断してシール部材清掃モードを実行するか、或いはジョブ終了後、累積５０枚印字毎にシール部材清掃モードを実行した場合（本発明１、２）と、シール部材清掃モードを実行しなかった場合（比較例）とでハーフ画像上のトナー落ちの発生個数を比較した。

シール部材清掃モードは、トナー供給ローラー３０、現像ローラー３１に印加する電圧をオフとし、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に図１０に示した４ドット２５％の静電潜像パターンＰＴを形成した。その後、静電潜像パターンＰＴがシール部材４４を通過するように感光体ドラム１ａ〜１ｄを回転させた。また、振動発生装置４０を振動させた後にシール部材清掃モードを実行した。

試験機の条件として、画像形成時における感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位を２３０Ｖとし、本発明１のシール部材清掃モードにおける感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位を画像形成時と同じ２３０Ｖとした。また、本発明２のシール部材清掃モードにおける感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位を３７０Ｖとした。また、画像形成時における露光装置５の光量を１００％としたとき、本発明１のシール部材清掃モードにおける露光装置５の光量を画像形成時と同じ１００％とした。また、本発明２のシール部材清掃モードにおける露光装置５の光量を１５０％とした。

シール部材清掃モードを実行した本発明１では、１２，０００枚印字後のトナー落ちの累計発生個数は２３個であり、連続印字１０００枚当たりのトナー落ちの発生頻度は１．９個／ｋ枚であった。一方、シール部材清掃モードを実行しなかった比較例では、８，０００枚印字後からトナー落ちの発生が急激に増加し、１２，０００枚印字後のトナー落ちの累計発生個数は５８個であり、連続印字１０００枚当たりのトナー落ちの発生頻度は４．８個／ｋ枚であった。この結果より、シール部材清掃モードの実行により耐久印字後のトナー落ちの発生を効果的に抑制できることが確認された。

また、シール部材清掃モードの実行時における感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位、露光装置５の光量を増加させた本発明２では、１８万枚印字後のトナー落ちの累計発生個数は１９個であり、連続印字１０００枚当たりのトナー落ちの発生頻度は０．１個／ｋ枚であった。この結果より、シール部材清掃モードの実行時に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面電位、露光装置５の光量を増加させることで、トナー落ちの発生をより一層効果的に抑制できることが確認された。

本発明は、像担持体と対向する現像ローラーが露出する現像装置の開口部に、トナーの飛散を防止するためのシール部材を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、シール部材に堆積したトナーを効率良く回収可能な画像形成装置を提供することができる。

Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
３ａ〜３ｄ 現像装置
５ 露光装置
２０ 現像容器
３０ トナー供給ローラー
３１ 現像ローラー
３３ 穂切りブレード
３５ トナー受け支持部材
３６ 支持部材本体（支持部材）
３７ トナー受け部材
４０ 振動発生装置
４４ シール部材
９０ 制御部
１００ カラープリンター（画像形成装置）
ＰＴ 静電潜像パターン

Claims (8)

1. 表面に感光層が形成された像担持体と、
   該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
   該帯電装置によって帯電された前記像担持体の表面に光照射して静電潜像を形成する露光装置と、
   前記像担持体と対向して配置され、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の開口部に前記像担持体と接触するように配置され、前記像担持体と前記現像容器との隙間からのトナーの漏出を防止するシール部材と、を有し、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
   前記像担持体、前記帯電装置、前記露光装置、および前記現像装置の駆動を制御する制御部と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記現像装置は、前記シール部材を支持する支持部材と、該支持部材を振動させる振動発生装置と、を備え、
   前記制御部は、非画像形成時に前記振動発生装置により前記支持部材を介して前記シール部材を振動させるとともに、前記像担持体の画像形成領域の幅方向全域に亘って露光部と非露光部の境界が所定間隔以下で存在する静電潜像パターンを形成し、前記静電潜像パターンが前記シール部材を通過するように前記像担持体を回転駆動するシール部材清掃モードを実行可能であり、
   前記シール部材清掃モードは、前記振動発生装置による前記シール部材の振動が終了した後も継続して実行されることを特徴とする画像形成装置。
2. 表面に感光層が形成された像担持体と、
   該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
   該帯電装置によって帯電された前記像担持体の表面に光照射して静電潜像を形成する露光装置と、
   前記像担持体と対向して配置され、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、トナーを含む現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の開口部に前記像担持体と接触するように配置され、前記像担持体と前記現像容器との隙間からのトナーの漏出を防止するシール部材と、を有し、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナー像に現像する現像装置と、
   前記像担持体、前記帯電装置、前記露光装置、および前記現像装置の駆動を制御する制御部と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記現像装置は、前記シール部材を支持する支持部材と、該支持部材を振動させる振動発生装置と、を備え、
   前記制御部は、非画像形成時に前記振動発生装置により前記支持部材を介して前記シール部材を振動させるとともに、前記像担持体の画像形成領域の幅方向全域に亘って露光部と非露光部の境界が所定間隔以下で存在する静電潜像パターンを形成し、前記静電潜像パターンが前記シール部材を通過するように前記像担持体を回転駆動するシール部材清掃モードを実行可能であり、
   前記シール部材清掃モードは、前記振動発生装置による前記シール部材の振動が終了した後に開始されることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記静電潜像パターンの形成時における前記像担持体の表面電位、および前記露光装置から前記像担持体に照射される光量の少なくとも一方を画像形成時に比べて高くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記静電潜像パターンは、直径１ドット〜４ドットで印字率２５％のドットパターンであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記静電潜像パターンは、直径１ドット〜４ドットで印字率５０％の千鳥状のドットパターンであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記静電潜像パターンは、幅１ドット〜２ドットのラインパターンであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記ラインパターンは、副走査方向に対し所定の角度を有する斜めラインで構成されることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記現像装置は、
   前記現像ローラーと対向して配置され、前記現像ローラーとの対向領域において前記現像ローラーにトナーを供給するトナー供給ローラーと、
   前記現像ローラー又は前記トナー供給ローラーと対向する前記支持部材の長手方向に沿って配置され、前記現像ローラーから落下するトナーを受けるトナー受け部材と、
   を備え、前記振動発生装置は前記トナー受け部材を振動させることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。

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