JPH11237825A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置のプロセス装置において、感光
体ドラムに対して配置するメモリ除去ブラシに対して、
トナーが過剰に付着した際のクリーニングの作用を随時
行い得るようにする。 【解決手段】 プロセス装置において、感光体ドラム２
１に付着したトナーを掻き乱すメモリ除去ブラシ２３に
対して電圧降下検出回路３８を配置し、制御・検知装置
３０の検出回路３８での抵抗値の変化により汚れの情報
を得る。そして、汚れの情報にもとづいて、感光体ドラ
ム２１と帯電ローラ２２の各々には電圧を印加せずに、
現像ローラにプラスの電圧を印加しながら装置を駆動し
てクリーニングを行う。また、帯電ブラシに対しても、
同様な検知手段を用いて汚れの検知と清掃とを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クリーニング装置
を設けない方式の画像形成装置に関し、特に、メモリ除
去ブラシに付着するトナーを所定のタイミングで除去す
るとともに、そのクリーニングの動作の情報を報知手段
を用いて出力させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の電子写真方式を用いた画像形成装
置においてはベルト状またはドラム状の感光体を一様に
帯電させる帯電器、前記感光体の表面に光を照射して静
電潜像を形成するための露光装置、その静電潜像にトナ
ーを付着させてトナー画像を形成させる現像器、およ
び、感光体に形成したトナー画像を用紙に転写する転写
器としての転写ローラを備えている。前記現像器におい
ては、トナー容器内部でトナーを攪拌しながら送り出す
攪拌器（アジテータ）と、感光体に対してトナーを供給
するための現像ローラを配置しており、前記現像ローラ
ではブレードによりローラの表面にトナーの薄層を形成
させ、感光体に形成した静電潜像に向けてトナーの供給
の動作を良好に行わせるように構成している。

【０００３】そして、前記感光体に形成した静電潜像に
対して、トナーを付着させることによりトナー画像が形
成され、そのトナー画像を用紙に転写させている。ま
た、一般の画像形成装置においては、感光体から用紙に
トナー画像を転写した後で、前記ドラムの表面に残留す
るトナーを、クリーニング装置により回収する手段を設
けている。ところが、前述したようなトナーを回収する
方式の画像形成装置では、クリーニング装置を設ける必
要があるために、その装置の設置スペースを装置内部に
必要とすることの他に、クリーニング装置のブレード等
のメンテナンスが面倒である等の問題がある。

【０００４】そこで、前述したようなクリーニング装置
の問題を解消するために、クリーナレス方式の画像形成
装置を構成することが提案されている。前記クリーナレ
ス画像形成装置においては、用紙にトナー画像を転写し
た後で、感光体の表面に残留するトナーを、現像器に戻
して再び使用するようにしているもので、廃トナーを外
部に排出する形式のクリーニング装置を装備することな
しに、プロセス装置を構成可能であり、画像形成装置の
全体の構造を簡素化できるという特徴がある。前記クリ
ーナレス画像形成装置においては、トナー画像を用紙に
転写した後で、感光体に残留するトナーの付着力を弱め
てから、帯電ローラによりトナーに帯電させて、現像ロ
ーラに向けて移転させるような手段を用いている。な
お、前記帯電ローラとしては、導電性の繊維によるロー
ラブラシ状のものを用い、感光体ドラムに対して所定の
電圧を印加して、感光体の表面に一様な帯電を行わせる
ものとして構成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記クリー
ナレス画像形成装置において、感光体に付着したトナー
を掻き乱す作用を行うメモリ除去ブラシに、トナーが付
着して汚れが発生すると、感光体表面に付着しているト
ナーを散らす効果が低下するという問題がある。そこ
で、前記メモリ除去ブラシに対して通常時とは逆の電圧
を印加し、メモリ除去ブラシに溜まったトナーを感光体
上に戻す作用を行わせるようなクリーニングの動作を、
画像形成装置のスイッチをいれた際等の、一定のタイミ
ングを設定して行うようにしている。しかし、前記クリ
ーニングの動作は一定のタイミングで、決まった時間に
のみ行われるのみであるから、トナーが異常にメモリ除
去ブラシに付着すると、前記クリーニングのみでは十分
に除去することができない場合がある。そして、メモリ
除去ブラシに汚れが付着したままでコピーを作成する場
合には、用紙に転写した画像に前の画像メモリが残った
り、さらには、トナーが感光体に硬く固着する（フィル
ミング）現象が発生し、画像の白抜け等が生じることが
ある。

【０００６】本発明は、前述したような従来のプロセス
装置の問題を解消するもので、通常のクリーニングの動
作では除去できないメモリ除去ブラシの汚れを、随時除
去できるような装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、感光体と、感
光体を帯電する帯電手段と、感光体上に静電潜像を形成
する手段と、前記静電潜像をトナー画像として可視像化
する現像手段と、前記トナー画像を用紙に転写する転写
手段と、転写後の感光体上のトナーを再現像に向けて使
用するメモリ除去手段とを備えた画像形成装置に関す
る。本発明の請求項１の発明は、帯電手段および／また
はメモリ除去手段に流入する電流を検出する電流検出手
段と、前記電流検出手段で検出された電流値にもとづい
てクリーニングシーケンスを実行する制御手段を備えた
ことを特徴とする。請求項２の発明は、前記制御手段
は、電流検出手段で検出された電流が所定の値以下に達
したら、クリーニングシーケンスを実行することを特徴
とする。請求項３の発明は、前記制御手段は報知手段を
備え、クリーニングシーケンスを行った回数をカウント
し、その回数が所定の回数に達した時には、報知手段を
動作させることを特徴とする。

【０００８】前述したように構成したことにより、通常
のクリーニング動作では除去できなかったメモリ除去ブ
ラシのトナーの汚れを、帯電ローラまたはメモリ除去ブ
ラシに流れる電流の検知の情報を用いて、随時容易に実
施することができる。また、前記クリーニングシーケン
スを所定の回数行った時には、その状態をオペレータの
報知し、プロセスユニットの交換を促すことができる。
そして、前述したようなメモリ除去ブラシの汚れの除去
を随時行うことにより、メモリ除去ブラシに過剰な汚れ
が生じることを防止して、長期間に亘り安定した画像形
成の動作を行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図示される例にしたがって、本発
明の装置の構成を説明する。図１において、画像形成装
置の画像形成部に配置するプロセスユニットを、現像器
ユニット１０と感光体ユニット２０とを組み合わせて構
成する場合の例を示しているもので、前記２つのユニッ
トの詳細な構成と、クリーナレス方式の装置の構成等は
後で説明する。前記プロセス装置において、感光体ユニ
ットに設ける感光体ドラム２１には、帯電ローラ２２に
より一様な帯電を行わせた後、ＬＥＤにより構成される
書き込み装置２５からの光を照射して静電潜像を形成
し、その静電潜像に対して現像ローラ１４からトナーを
供給し、トナー画像として可視像化させる。前記現像ロ
ーラ１４から感光体ドラムに向けてトナーを供給する現
像装置は、トナー容器の内部でアジテータ１２により攪
拌して、供給ローラ１３を介して現像ローラ１４に所定
の厚さの薄層として付着させ、感光体ドラムに形成され
る静電潜像に向けて移転させ、トナー画像を形成させ
る。なお、前記プロセス装置の駆動は、モータＭを用い
て行うものとして構成し、現像器ユニットと感光体ユニ
ットの双方を連動させて駆動するようにしている。

【００１０】前記感光体ドラム２１に形成されるトナー
画像は、転写ローラ２６に対応する転写位置で、用紙の
裏面から前記転写ローラにより、所定の電位が印加され
ることにより用紙に移転される。前記トナー画像を用紙
に転写した後で、感光体ドラムに残留するトナーは、メ
モリ除去ブラシ２３により掻き乱されて付着力が弱めら
れた状態で、帯電ローラ２２によりさらに分散されて、
現像ローラ１４に回収される。そして、トナー容器から
新たに供給されるトナーと回収トナーとを混合して、現
像ローラに再び付着させることによって、クリーニング
装置を用いずにプロセス装置を正常に動作させて、コピ
ーの品質を良好に維持できる装置を構成する。前記プロ
セス装置において、感光体ドラムに対して通常の動作に
よりトナー画像を形成する際には、帯電ローラ２２とメ
モリ除去ブラシ２３および転写ローラに対して、電源３
５〜３７を介して所定の値の電圧を印加する。また、現
像ローラ１４には電源３４を接続して設け、前記現像ロ
ーラに印加する電圧により帯電されているトナーを、感
光体ドラムに形成されている静電潜像に向けて移転させ
て、トナー画像を形成させる。

【００１１】前記電圧の変化の検知と、制御の動作を行
うために制御・検知装置３０を配置しており、前記制御
・検知装置３０には、制御回路３１により印加電圧が制
御される高圧電源３４〜３７と、電圧降下検出回路３
８、３９を組み合わせている。また、前記制御回路３１
には、制御条件等のデータを保持するメモリ３２と、オ
ペレータに対して制御の状態を知らせるための出力回路
３３とを組み合わせている。そして、前記制御・検知装
置３０に配置する電源の各々においては、現像ローラ１
４と転写ローラ２６、帯電ローラ２２とメモリ除去ブラ
シ２３の各々に対して、各高圧電源から（後述する）所
定の値の電圧を印加するが、本発明の制御・検知装置３
０においては、帯電ローラ２２とメモリ除去ブラシ２３
の給電回路には、ブラシとローラに対する電圧降下検出
回路３８、３９とを配置して、前記２つの給電回路での
電圧の変化の情報を得るようにしている。

【００１２】前記制御・検知装置において、メモリ除去
ブラシ２３にトナーが過剰に付着して、そのトナーによ
り抵抗値が上がって、ブラシに流入する電流値が所定の
値以下となった場合には、電圧降下検出回路３８の検知
情報にもとづいて制御回路３１で判断される。前述ブラ
シにトナーが多く付着した状態では、感光体ドラムの表
面に残留するトナーが、ブラシによる掻き取り作用によ
っても分散できないことになるので、前記電圧降下検出
回路３８により検知される電圧降下の情報を、メモリ３
２に設定している情報にもとづいて判断することによ
り、異常状態を容易に判断することができる。そこで、
前述したような異常状態が発生した場合には、制御回路
によりクリーニングシーケンスを動作させて、図２のタ
イミングチャートに示すような動作を行わせる。

【００１３】図２に示すタイミングチャートに示すよう
に、クリーニングシーケンスを実施する場合には、プロ
セス装置のモータＭを駆動して感光体ドラムと現像ロー
ラとを駆動しながら、メモリ除去ブラシに付着している
トナーを感光体ドラムに移転させ、現像器に回収させる
動作を行う。その際には、帯電ローラと転写ローラ、お
よびメモリ除去ブラシには電圧を印加せずにＯＦＦ状態
とし、現像ローラに対しては＋３００Ｖの電圧を印加す
る。そして、マイナスに帯電しているトナーがメモリ除
去ブラシから感光体ドラムに向けて移転され、次いで、
感光体ドラムに移転されたトナーを現像ローラに移転さ
せることにより、メモリ除去ブラシからトナーを現像器
に回収させる。したがって、前記クリーニングシーケン
スにおいては、メモリ除去ブラシに流入する電流が所定
の値以下になったことが検知される都度、メモリ除去ブ
ラシからトナーを除去するプロセスが実行され、メモリ
除去ブラシには過剰なトナーが溜まったままになること
を防止できる。

【００１４】また、前記クリーニングシーケンスは、前
記メモリ除去ブラシのトナーを除去する際のみではな
く、帯電ローラにトナーが過剰に溜まった場合にも、同
様に実施することができる。その場合には、前記帯電ロ
ーラの給電回路に設けた電圧降下検出回路３９におい
て、トナーが多量に付着したことにより帯電ローラに流
入する電流の値が所定の値以下になった場合に、クリー
ニングシーケンスを実施することができる。

【００１５】前記メモリ除去ブラシに対するクリーニン
グシーケンスを実行することは、プロセス装置に対する
環境条件、または装置の動作に、何等かの正常ではない
状態が発生していることを示すものであると考えられ
る。そこで、前述したようなクリーニングシーケンスを
実行した場合には、制御・検知装置の制御回路におい
て、前記シーケンスを実行した場合には、その情報をメ
モリ３２に蓄積しておき、そのシーケンスを所定回数行
ったときに、出力回路３３に向けて出力して、オペレー
タに知らせるようにする。そして、前記出力回路に表示
された情報により、プロセス装置に異常が発生している
ことが容易に判断できることから、画像形成装置の点検
を行うこと、またはプロセス装置を交換することによ
り、その異常な状態を解消する処理を行うことができ
る。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明を適用可能な画像形成装置の
全体の構成を、図３、４にしたがって説明する。本発明
の対象とする検知手段を設ける画像形成装置１には、そ
の本体の下部に給紙カセット２を装着して、給紙を行う
ものとして構成している。前記給紙カセット２には、用
紙を載置するボトムプレート２ａと、用紙の分離を行う
ための分離爪２ｂとを設けている。また、給紙カセット
からの給紙のためにピックアップローラ３を設けてお
り、前記ローラ３としては、半月ローラを用いている。
前記給紙カセットから送り出した用紙を案内する用紙搬
送路には、搬送ローラ装置４、５を配置し、転写ローラ
２６による画像転写部の下流部には定着装置２８を設け
て、排出ローラ装置２９を介してコピーを排出させる経
路を構成する。そして、前記ローラ装置５により、感光
体ドラム２１に形成されるトナー画像にタイミングを合
わせて用紙を送りながら、転写ローラ２６から電圧を印
加することにより、感光体ドラムに形成したトナー画像
を用紙に転写するように構成している。

【００１７】本実施例に示す画像形成装置においては、
給紙カセット２からの用紙搬送路の途中の部分に、装置
本体の側板７を開閉可能に設けて、用紙搬送路での紙詰
り等が生じた際に、側板と一体に設けたガイド板を開い
てジャム処理を行う際等に使用する。また、前記側板７
の上部分に設けた開口を介して手差しトレイ６を設けて
おり、その給紙路に対応させて手差し給紙ローラ８を配
置し、搬送ローラ装置５に向けて用紙を送る別の給紙系
統を構成している。さらに、前記用紙搬送路には用紙の
検知のためのセンサＳ１、Ｓ２等を配置して、前記セン
サの検知情報を用いて用紙搬送路内での用紙の搬送の制
御を行うようにしている。

【００１８】前記画像形成装置本体において、そのフレ
ームの上部に配置するプロセスユニットは、現像器ユニ
ット１０と感光体ユニット２０とを組み合わせて構成し
ている。前記プロセスユニットを構成する２つのユニッ
ト１０、２０は、装置本体の上部に設けた上蓋部材９を
支点９ａを介して開いた状態で、上側に向けて取出すこ
とができるように設けられている。また、前記上蓋部材
９には、感光体ドラムに対して画像の書き込みを行うた
めの画像書き込み装置２５を設けて、前記上蓋部材９を
閉じた状態で、感光体ドラム２１に対する画像書き込み
装置の書き込み位置に自動的に設定される。

【００１９】前記プロセスユニットに設ける現像器ユニ
ット１０は、１成分トナーを収容するトナー容器１１内
でトナーの攪拌を行う攪拌器１２と、感光体ドラムに対
応させて配置する現像ローラ１４、および、前記現像ロ
ーラ１４に対してトナーを帯電させながら供給する供給
ローラ１３と、現像ローラ１４の表面に付着させたトナ
ーを薄層として形成するブレード１５とを配置してい
る。前記供給ローラ１３と現像ローラ１４とは、圧接さ
れる状態で同一方向に駆動されることにより、２つのロ
ーラの間でトナーを摩擦により帯電させ、現像ローラの
表面にトナーを付着させるようにする。そして、前記現
像ローラ１４の表面に付着されたトナーは、ブレード１
５が押圧されることにより一定の厚さの薄層として形成
され、感光体ドラム２１に対する現像位置に向けて露出
される。

【００２０】前記現像器ユニットと組み合わせられる感
光体ユニット２０では、感光体ドラム２１と、前記感光
体ドラムに対して一様な帯電を行わせるための帯電ロー
ラ２２を設けており、前記感光体ドラム２１は本体フレ
ームのアースに接続されて接地されている。また、前記
感光体ユニット２０のフレームの下部にはメモリ除去ブ
ラシ２３を設けて、感光体ドラムに残留するトナーを掻
き乱してそのトナーの付着力を弱める作用を行わせる。

【００２１】前述したように構成してなるプロセスユニ
ットにおいて、現像器ユニット１０に設ける供給ローラ
１３は、軸にスポンジ状の導電性を有する弾性体または
導電性の繊維を有する植毛体を所定の厚さで設けた弾性
体ローラとして構成することができる。そして、前記図
１に示される制御・検知装置に設けた電圧印加用電源か
ら、前記供給ローラ１３の軸には、図示を省略した給電
部材より−５００〜−７００Ｖ、望ましくは−６００Ｖ
前後の値のバイアス電圧が印加される。また、前記現像
ローラ１４はステンレス等の金属製のローラ軸に、導電
性のゴム（シリコンゴム、ウレタンゴム、ＮＢＲ）を所
定の厚さで被覆したもので構成されており、そのローラ
表面を平滑なものとして構成する。前記現像ローラ１４
に対しては−２００〜−４００Ｖ、望ましくは−３００
Ｖ前後の値のバイアス電圧が印加される。また、前記現
像ローラ１４に対して配置するブレード１５は、現像ロ
ーラ１４の表面に形成するトナーの薄層の均一に設定す
るためのもので、ウレタン樹脂シートまたはステンレス
製の板部材からなるバネ性を有するものとして構成す
る。そして、前記ブレード１５に対しては−３００Ｖ〜
−５００Ｖの範囲、望ましくは−４００Ｖ前後の値のバ
イアス電圧が印加される。

【００２２】前記供給ローラ１３と現像ローラ１４との
軸芯間距離は、２つのローラの半径の合計よりも若干小
さく設定されており、両ローラを同一方向（矢印Ｘ方
向）に回転させることにより、両ローラの接触部では圧
接されながら反対方向に摺動される状態となる。そし
て、両ローラの摩擦作用と各々のローラに印加されてい
る電圧の差により両ローラ間でトナーが帯電されて、現
像ローラ１４の表面にトナーが付着される。さらに、前
記現像ローラ１４の表面に付着されたトナーをブレード
１５により均一な厚さに形成し、感光体ドラムに向けて
露出させ、感光体ドラムに形成された潜像にトナーを移
転させてトナー画像を形成する。

【００２３】前記現像器ユニット１０に組み合わせて配
置する感光体ユニット２０には、感光体ドラム２１と、
表面が植毛部材等により構成されるブラシローラのよう
な帯電ローラ２２とを設けている。そして、感光体ドラ
ム２１に対して画像書き込み装置２５を配置して画像の
書き込みを行うとともに、感光体ドラムに形成したトナ
ー画像を転写ローラ２６により用紙に転写する。また、
前記画像書き込み装置２５はＬＥＤヘッドアレイより構
成されるもので、画像情報出力装置からの情報にもとづ
いて、ＬＥＤを発光させて感光体ドラムに光を照射す
る。前記感光体ドラム２１の表面はアースされた光導電
体よりなるもので、帯電ローラ２２により−７５０Ｖの
帯電が行われ、画像書き込み装置２５より光が照射され
た部位、すなわち画像情報の黒に対する部分の電位が−
８０Ｖ程度となり、光の照射部位と非照射部位（画像情
報の白に対応する部分）とで電位差が生じ、画像情報に
対応する静電潜像が形成される。

【００２４】前記感光体ドラムに形成される静電潜像に
対して、現像ローラ１４の表面に付着している略−６８
０Ｖに帯電しているトナーが接すると、トナーは感光体
ドラム２１の表面の光照射部位に吸引され、感光体ドラ
ムの表面にはトナー画像が形成される（反転現像）。前
記トナー画像の転写位置では、用紙の裏面から転写ロー
ラ２６により８００〜２ｋＶのバイアス電圧が印加され
ることによって、用紙にトナー画像が転写される。前記
トナー画像が転写された用紙は、感光体ドラムの回転に
より定着器２８に向けて送られる。また、前記トナー画
像を用紙に転写した後で、感光体ドラムの表面に残留す
るトナーは、帯電ローラ２２により掻き乱されて感光体
ドラムの表面に分散されるとともに、感光体ドラムの表
面の帯電と同じ電位に帯電される。そして、感光体ドラ
ムが現像ローラ１４に接する位置で、両者の間の電位差
により現像ローラ１４側に移転され、容器部から新たに
供給されるトナーに混合されて再使用される。

【００２５】前記図３、４に示される装置においては、
図１に示されるような構成の制御・検知装置を組み合わ
せて構成し、メモリ除去ブラシに流れる電流の変化の情
報を得て、メモリ除去ブラシに付着するトナーの状態を
知り、クリーニングシーケンスを実施することにより、
メモリ除去ブラシを正常に作動させる処理を行うことが
できる。また、前記クリーニングシーケンスを実施する
場合には、通常のトナー画像を形成して用紙にトナー画
像を転写させる場合の各装置の動作とは別に、各部材に
対する電圧の印加の状態を変化させて、メモリ除去ブラ
シに付着しているトナーを現像器に向けて回収させるこ
とができる。そして、前記画像形成装置のプロセス装置
におけるクリーニングシーケンスの実行回数が所定の回
数以上となった時には、ユニットの構成部材等に異常が
発生していると考えられることから、その状態を出力回
路を介してオペレータに知らせて、ユニットの交換等の
処理を行わせることができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の装置は、前述したように構成し
ているものであるから、通常のクリーニング動作では除
去できなかったメモリ除去ブラシのトナーの汚れを、帯
電ローラまたはメモリ除去ブラシに流れる電流の検知の
情報を用いて、随時容易に実施することができる。ま
た、前記クリーニングシーケンスを所定の回数行った時
には、その状態をオペレータに報知し、プロセスユニッ
トの交換を促すことができる。そして、前述したような
メモリ除去ブラシの汚れの除去を随時行うことにより、
メモリ除去ブラシに過剰な汚れが生じることを防止し
て、長期間に亘り安定した画像形成の動作を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の制御装置の構成を示す説明図であ
る。

【図２】 クリーニングシーケンス実施時の各部材に対
する電圧印加のタイミングチャートである。

【図３】 図１の制御装置を適用可能な画像形成装置の
説明図である。

【図４】 図３の画像形成装置に配置するプロセス装置
の説明図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置、 １０ 現像器ユニット、 １
１ トナー容器、１４ 現像ローラ、 ２０ 感
光体ユニット、 ２１ 感光体ドラム、２２ 帯電
ブラシ、 ２３ メモリ除去ブラシ、２５ 書き込
み装置、 ２６ 転写ローラ、 ３０ 制御・検知
装置、３１ 制御回路、 ３２ メモリ、 ３３
出力回路、３４・３５・３６・３７ 高圧電源、
３８・３９ 電圧降下検出回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、感光体を帯電する帯電手段
   と、感光体上に静電潜像を形成する手段と、前記静電潜
   像をトナー画像として可視像化する現像手段と、前記ト
   ナー画像を用紙に転写する転写手段と、転写後の感光体
   上のトナーを再現像に向けて使用するメモリ除去手段と
   を備えた画像形成装置であって、 帯電手段および／またはメモリ除去手段に流入する電流
   を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出さ
   れた電流値にもとづいてクリーニングシーケンスを実行
   する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、電流検出手段で検出さ
   れた電流が所定の値以下に達したら、クリーニングシー
   ケンスを実行することを特徴とする請求項１に記載の画
   像形成装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は報知手段を備え、クリー
   ニングシーケンスを行った回数をカウントし、その回数
   が所定の回数に達した時には、報知手段を動作させるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装
   置。