(57)【要約】【課題】  像担持体表面の削れ粉の再付着に起因する画質欠陥の発生を効果的に防止することのできる画像形成装置を得る。【解決手段】  感光体１３に接触しつつ回転されることにより中間転写ベルト１４にトナーが転写された後の感光体１３に存在するトナーを当該感光体１３との接触面にて回収して保持するトナー一時保持ブラシ３４に対して、感光体１３とは異なる位置で当該接触面に接触する接触部材５０を設ける。【選択図】        図３
2006154636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
前記像担持体に圧接されて前記トナーが転写される転写媒体と、
前記転写媒体と前記帯電手段との間に配設され、前記像担持体に接触しつつ回転されることにより前記転写媒体にトナーが転写された後の前記像担持体に存在するトナーを当該像担持体との接触面にて回収して保持する保持手段と、
前記像担持体とは異なる位置で前記保持手段の前記接触面に接触する接触手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記接触手段の電位を前記保持手段と同一とするための電位同一化手段
を更に備えた請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記接触手段を、前記保持手段との接触面が前記像担持体の前記保持手段との接触面と同一の物質で形成されたものとした
請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記接触手段を、前記保持手段との接触面が当該保持手段の前記像担持体との接触面全面に接触するものとした
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に係り、特に、像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像し、像担持体上の現像されたトナー像を転写媒体に転写することによって画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザプリンタやファクシミリ装置、複写機等の画像形成装置には、像担持体としての感光体ドラムを備え、感光体ドラムの表面を均一に帯電させ、その後に画像データに基づく光ビームを照射して感光体ドラム上に静電潜像を形成し、トナーを用いて静電潜像を現像し、感光体ドラム上で現像された画像を転写媒体に転写して画像を形成するものがあった。
【０００３】
この種の画像形成装置では、感光体ドラム上の現像済みの画像を転写する際に、全てのトナーを転写させることができず、転写後の感光体ドラム上には、トナーがわずかに残留する。なお、当該残留したトナーを、以下では転写残トナーという。
【０００４】
また、一旦転写媒体に転写されたものの、再び感光体ドラムに付着するトナーである所謂リトランスファートナーも存在する。なお、カラー画像の形成に対応した画像形成装置では、異なる色の画像を重ねて転写することによってカラー画像を得るようにしているため、転写時に、既に転写済みの他色のトナーが感光体ドラム上に付着することもある。
【０００５】
このような、転写後に感光体ドラム上に付着しているトナーは、感光体ドラムの周囲に設けられた帯電器や露光装置に付着したり、現像器に混入することがあり、以後の良好な画像形成を妨げることになる。
【０００６】
このため、感光体ドラムの周囲には、転写位置の下流側に感光体ドラム上のトナーを回収する機構及び回収したトナーを廃棄する機構を備えたクリーナが配設されることが一般的であった。
【０００７】
しかしながら、近年、このような画像形成装置の普及に伴ない、装置の低廉化、小型化が望まれており、上述したクリーナを簡略化させることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。なお、このクリーナを簡略化させた画像形成装置の構成は、「クリーナレスシステム」と呼ばれることもある。
【０００８】
すなわち、トナーを廃棄する機構には、トナーの貯留スペースや廃棄作業用のスペースの確保等が必要である。よって、当該機構を省くことで、装置を効率よく小型化させることができる。なお、複数の感光体ドラムを備え、各感光体ドラムによって互いに異なるトナー色による画像の転写を行うことによりカラー画像を形成する画像形成装置においては、当該クリーナが各感光体ドラムの数だけ設けられているので、クリーナの簡略化は装置の小型化に特に有効である。
【０００９】
ところで、以上のようなクリーナレスシステムには、中間転写体を有すると共に当該中間転写体に対して一時保持部材を付設しておき、画像形成時に中間転写体に残留するトナーを一時保持部材によって一時的に保持しておき、クリーニングモードの際に当該トナーを一括して集めて回収する構成を採ることにより、クリーニングモードの回数を減少させて、連続画像形成時における単位時間当たりの出力枚数の低下を防止するものがあった（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
この技術を、感光体ドラムに一時保持部材を付設するものとして適用することにより、トナー像の転写後に感光体ドラムに付着している不要なトナーを効率よく除去することができる。
【特許文献１】特開平９−２１１９７８号公報
【特許文献２】特開２００１−７５４４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、この感光体ドラムに一時保持部材を付設する技術では、帯電器による帯電によってダメージを受けた感光体ドラムの表面が一時保持部材との接触によって削られ、これによって生じた削れ粉が一時保持部材に溜まり、これが感光体ドラムに再付着することで感光体ドラムの表面に筋状の固着物が生じる結果、画質欠陥が発生してしまう、という問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、像担持体表面の削れ粉の再付着に起因する画質欠陥の発生を効果的に防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体に圧接されて前記トナーが転写される転写媒体と、前記転写媒体と前記帯電手段との間に配設され、前記像担持体に接触しつつ回転されることにより前記転写媒体にトナーが転写された後の前記像担持体に存在するトナーを当該像担持体との接触面にて回収して保持する保持手段と、前記像担持体とは異なる位置で前記保持手段の前記接触面に接触する接触手段と、を備えている。
【００１４】
請求項１に記載の画像形成装置によれば、像担持体が帯電手段によって帯電され、当該帯電された像担持体の帯電面が露光手段によって露光されて静電潜像が形成され、当該静電潜像が現像手段によってトナーで現像され、このトナーが、像担持体に圧接された転写媒体に転写される。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置では、前記転写媒体と前記帯電手段との間に配設された保持手段によって、前記像担持体に接触しつつ回転されることにより前記転写媒体にトナーが転写された後の前記像担持体に存在するトナーが当該像担持体との接触面にて回収されて保持される。
【００１６】
ここで、本発明では、前記像担持体とは異なる位置で前記保持手段の前記接触面が接触手段によって接触される。
【００１７】
このように、請求項１記載の画像形成装置によれば、像担持体に接触しつつ回転されることにより転写媒体にトナーが転写された後の像担持体に存在するトナーを当該像担持体との接触面にて回収して保持する保持手段に対して、像担持体とは異なる位置で当該接触面に接触する接触手段が設けられているので、保持手段に溜まった像担持体表面の削れ粉を像担持体に再付着される前に接触手段に付着させることができ、この結果として像担持体表面の削れ粉の再付着に起因する画質欠陥の発生を効果的に防止することができる。
【００１８】
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記接触手段の電位を前記保持手段と同一とするための電位同一化手段を更に備えるものとしてもよい。
【００１９】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記接触手段を、前記保持手段との接触面が前記像担持体の前記保持手段との接触面と同一の物質で形成されたものとしてもよい。
【００２０】
更に、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記接触手段を、前記保持手段との接触面が当該保持手段の前記像担持体との接触面全面に接触するものとしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、像担持体に接触しつつ回転されることにより転写媒体にトナーが転写された後の像担持体に存在するトナーを当該像担持体との接触面にて回収して保持する保持手段に対して、像担持体とは異なる位置で当該接触面に接触する接触手段が設けられているので、保持手段に溜まった像担持体表面の削れ粉を像担持体に再付着される前に接触手段に付着させることができ、この結果として像担持体表面の削れ粉の再付着に起因する画質欠陥の発生を効果的に防止することができる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では説明の便宜上、具体的数値や材料を挙げることがあるが、本発明はこれらの数値や材料に限定されないことはもちろんである。また、電圧波形を示す各グラフでは、交流電圧の波形の振幅を、直流電圧の波形の振幅よりも相対的に小さく示している。
【００２３】
図１には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタ１０（以下、プリンタという）が示されている。プリンタ１０は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが中間転写ベルト１４に面して並列して配置され、中間転写ベルト１４が１周する間に４色のトナー像を重ね合せる、いわゆるタンデム式のフルカラーレーザープリンタである。
【００２４】
このプリンタ１０は、底部に給紙トレイ１６を備える。この給紙トレイ１６にセットされた用紙Ｐの搬送方向の先端部には給紙ローラ１８が当接しており、この給紙ローラ１８と図示しない用紙捌き手段によって、用紙Ｐが１枚ずつ給紙トレイ１６から搬送方向下流側へ給紙される。そして、給紙ローラ１８の搬送方向下流側には、２組の搬送ローラ２０が配置されており、用紙Ｐは、この搬送ローラ２０からの搬送力で上方の転写部２２へ搬送される。
【００２５】
この転写部２２には、中間転写ベルト１４が巻き掛けられたベルト搬送ローラ２４Ａと、このベルト搬送ローラ２４Ａに圧接された転写ローラ２６が配設されている。ベルト搬送ローラ２４Ａと転写ローラ２６とのニップ部には、中間転写ベルト１４が挟み込まれており、用紙Ｐはこのニップ部を通過する際に中間転写ベルト１４からトナー像を転写される。
【００２６】
そして、転写部２２の上方且つ搬送方向下流側には定着ユニット２８が配設されている。この定着ユニット２８には、高温になるヒートローラ２８Ａと、このヒートローラ２８Ａに圧接されたバックアップローラ２８Ｂが配設されており、用紙Ｐが、ヒートローラ２８Ａとバックアップローラ２８Ｂとのニップ部を通過する際に、トナーが溶融、凝固して用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、定着ユニット２８の搬送方向下流側に配置された排紙ローラ２９によって排紙される。
【００２７】
ここで、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが、中間転写ベルト１４にトナー像を重ね合せるプリント部３０について説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを付加して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは省略する。
【００２８】
図２に示すように、中間転写ベルト１４は、上述したベルト搬送ローラ２４Ａと、ベルト搬送ローラ２４Ａの下方に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｂと、ベルト搬送ローラ２４Ｂの斜め上方且つ用紙搬送路の反対側に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｃに巻き掛けられている。
【００２９】
中間転写ベルト１４のベルト搬送ローラ２４Ｂとベルト搬送ローラ２４Ｃとの間の斜め下方を向いた面が感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋからトナー像を転写される転写面１４Ａとなっている。この転写面１４Ａに面して、現像ユニット１２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋと、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが並列して配置されており、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが転写面１４Ａに当接している。また、転写ローラ３２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが、転写面１４Ａを介して感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋに圧接されている。
【００３０】
図３（Ａ）に示すように、感光体１３の感光面１３Ａには、回転方向に順に、中間転写ベルト１４、トナー一時保持ブラシ３４、帯電ローラ３６、現像ローラ３８が当接している。現像ローラ３８は、感光体１３の回転方向と同方向に回転している。即ち、現像ローラ３８は、ニップ部においては感光体１３に対して逆回転している。これによって、現像ローラ３８から感光体１３への現像効率が高められている。また、帯電ローラ３６と現像ローラ３８との間には、感光面１３Ａをライン露光するＬＥＤアレイヘッド４０が配置されている。
【００３１】
トナー一時保持ブラシ３４は、感光体１３と平行な回転軸まわりに回転可能とされ、周囲に多数のブラシが植毛されている。トナー一時保持ブラシ３４には、接続線４８を介して交流電源６２、プラス電源６４及びマイナス電源６６が接続され、これら３つの電源から１つが選択されて、周囲のブラシに所定の電圧が印加されるようになっている。本実施の形態では一例として、交流電源６２はピーク・トゥ・ピークの電圧ＶPP＝６００Ｖ、周波数ｆ＝３ｋＨｚ、プラス電源６４は電圧Ｖ+＝４００Ｖ（直流）、マイナス電源６６は電圧Ｖ-＝−４００Ｖ（直流）とされている。図３（Ｂ）には、トナー一時保持ブラシ３４に印加される電圧が示されている。
【００３２】
一方、トナー一時保持ブラシ３４の感光体１３の反対側には接触部材５０が配置されている。
【００３３】
図４に示すように、接触部材５０は、導電性及び剛性を有し、且つ断面形状が円弧形状とされた基体５２を含んで構成されており、その円弧形状の内面がトナー一時保持ブラシ３４の外周に対し、トナー一時保持ブラシ３４の回転軸方向の全域にわたって所定の押圧力で接触するように配置されている。なお、本実施の形態に係るプリンタ１０では、トナー一時保持ブラシ３４として、ブラシ材質がナイロン、ブラシのパイルハイト（毛長）が２．５ｍｍ、ブラシ１本当たりの太さが２ｄ（デニール）、ブラシの毛密度が１２０ｋｆ／ｉｎｃｈ2、感光体１３への食い込み量が０．５ｍｍ、とされたものを採用しており、この条件に好適な上記所定の押圧力として、本発明の発明者による実験によって導出された４０〜４５ｇｆ／３００ｍｍを適用している。
【００３４】
また、本実施の形態に係る接触部材５０は、トナー一時保持ブラシ３４との接触面５４に感光体１３のトナー一時保持ブラシ３４との接触面と同一の物質がコーティングされている。なお、本実施の形態に係るプリンタ１０では、当該物質として、ポリカーボネートをバインダーとする高分子樹脂とトリフェニルアミン系の電荷輸送剤で構成されたものを採用している。
【００３５】
そして、図３に示すように、接触部材５０の基体５２には接続線４８から分岐された分岐接続線４９が接続されており、接触部材５０の電位が常にトナー一時保持ブラシ３４と同一となるように構成されている。
【００３６】
以下、トナー像を中間転写ベルト１４に転写するまでの流れを説明する。
【００３７】
感光体１３が図中反時計回りに回転すると、まず、感光面１３Ａが、帯電ローラ３６によって均一に所定の極性電位に帯電される。本実施の形態では、−１１００Ｖが印加され、感光面１３Ａは、たとえば−２００Ｖに帯電される。
【００３８】
そして、更に感光体１３が回転すると、感光面１３Ａの帯電面が、ＬＥＤアレイヘッド４０によって露光され、帯電面の露光された部分の電位が低下して（たとえば−２００Ｖ）、静電潜像が形成される。その後、感光体１３の帯電極性と同極性に帯電している現像トナーを、現像ローラ３８によって、帯電面の電位低下部に電気的に付着させることで、静電潜像を現像（可視化）する。そして、このトナーと逆極性の転写電圧が印加された転写ローラ３２に、トナーが電気的に引き寄せられる。これによって、トナー像が、感光体１３から中間転写ベルト１４へ転写される。
【００３９】
ここで、感光体１３から中間転写ベルト１４へトナー像が転写される際に、中間転写ベルト１４に転写されずに感光体１３に残留する転写残トナーが発生する。また、中間転写ベルト１４に上流側で転写されたトナーが下流側の感光体１３にオフセットするリトランスファートナー（以下、リトラトナーと言う）が発生する。このため、この転写残トナー、リトラトナーを感光体１３から除去する必要がある。
【００４０】
そこで、図３（Ｂ）に示すように、画像形成時に、トナー一時保持ブラシ３４には交流電源６２から交流電圧を印加する。感光体１３から中間転写ベルト１４へのトナー像の転写後に感光体１３上に残存する転写残トナーには、プラス帯電のものとマイナス帯電のものが存在するが、交流電圧を印加することで、これら双方の転写残トナーを一時的にトナー一時保持ブラシ３４に保持させて、感光体１３の感光面１３Ａをクリーニングできる。
【００４１】
次に、本実施の形態では、トナー一時保持ブラシ３４に保持されている転写残トナーを除去するために、以下のトナー吐き出しモードを行う。
【００４２】
まず、非画像形成時に、トナー一時保持ブラシ３４に所定時間だけマイナス電源６６からマイナスの電圧（本実施形態では−４００Ｖ）を印加する。これにより、トナー一時保持ブラシ３４に保持されたマイナス帯電のトナーが感光体１３上に吐き出される。ついで、プラス電源６４から、プラスの電圧（本実施形態では＋４００Ｖ）を印加する。これにより、トナー一時保持ブラシ３４に保持されたプラス帯電のトナーが感光体１３上に吐き出される。
【００４３】
トナー一時保持ブラシ３４から吐き出されたトナーは、ＬＥＤアレイヘッド４０による露光領域を通過し、さらに、所定の電圧（たとえば−４００Ｖ）を印加された現像ローラ３８に電気的に回収され、現像ユニット１２内で現像ローラ３８に摺接するブレード３９によって現像ローラ３８からトナー収容部４１へ掻き落される。回収されずに感光体１３上に残留したトナーは、中間転写ベルト１４に転写され、中間転写ベルト１４上のクリーナー４２（図１及び図２参照）で回収される。
【００４４】
ところで、以上のようなトナー像の転写の工程では、感光体１３の表面が帯電ローラ３６による帯電によってダメージを受けるため、当該表面がトナー一時保持ブラシ３４との接触によって削られ、これによって生じた削れ粉がトナー一時保持ブラシ３４に溜まることになる。
【００４５】
しかしながら、このトナー一時保持ブラシ３４に溜まった削れ粉は、感光体１３に再付着される前に接触部材５０のトナー一時保持ブラシ３４との接触面に付着されるため、この結果として感光体１３表面の削れ粉の再付着に起因する画質欠陥の発生を効果的に防止することができる。
【００４６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、像担持体（ここでは、感光体１３）に接触しつつ回転されることにより転写媒体（ここでは、中間転写ベルト１４）にトナーが転写された後の像担持体に存在するトナーを当該像担持体との接触面にて回収して保持する保持手段（ここでは、トナー一時保持ブラシ３４）に対して、像担持体とは異なる位置で当該接触面に接触する接触手段（ここでは、接触部材５０）が設けられているので、保持手段に溜まった像担持体表面の削れ粉を像担持体に再付着される前に接触手段に付着させることができ、この結果として像担持体表面の削れ粉の再付着に起因する画質欠陥の発生を効果的に防止することができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、前記接触手段の電位を前記保持手段と同一とするための電位同一化手段（ここでは、分岐接続線４９）を備えているので、前記接触手段と前記保持手段との間での放電の発生を防止することができるため、前記接触手段の前記保持手段との接触面は当該放電によるダメージを受けることがなく、当該接触面が前記保持手段との接触により削られることを防止できる結果、像担持体表面の削れ粉の再付着に起因する画質欠陥の発生を、より効果的に防止することができる。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、前記接触手段を、前記保持手段との接触面が前記像担持体の前記保持手段との接触面と同一の物質で形成されたものとしているので、前記保持手段に溜まった削れ粉を前記接触手段に、より効果的に付着させることができる。
【００４９】
更に、本実施の形態によれば、前記接触手段を、前記保持手段との接触面が当該保持手段の前記像担持体との接触面全面に接触するものとしているので、前記保持手段に溜まった削れ粉を前記接触手段に、より効果的に付着させることができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、本発明の保持手段としてトナー一時保持ブラシ３４を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図５に示すように、保持手段としてトナー一時保持ローラ３５を適用する形態とすることもできる。トナー一時保持ローラ３５は、表面でトナーを保持するので、感光体１３へのトナーの吐き出しを容易に行うことができる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
その他、本実施の形態で説明したプリンタ１０の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００５２】
例えば、本実施の形態では、本発明の接触手段として断面形状が円弧形状とされた接触部材５０を適用した場合について説明したが、本発明の接触手段の形状は特に限定されるものではなく、例えば、断面形状がＬ字状とされたものや、断面形状がＩ字状とされたもの等、本発明の保持手段としてのトナー一時保持ブラシ３４に接触することのできる如何なる形状でも適用することができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、タンデム型の画像形成装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、単一の画像形成ユニットのみを有する画像形成装置に本発明を適用する形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置のプリント部の概略構成図である。
【図３】（Ａ）は、実施の形態に係る画像形成装置のプリント部の構成を拡大して示す図であり、（Ｂ）はこの画像形成装置のトナー一時保持ブラシへの印加電圧を示すグラフである。
【図４】実施の形態に係る画像形成装置のトナー一時保持ブラシ及び接触部材の構成を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は、実施の形態の変形例に係る画像形成装置のプリント部の構成を拡大して示す図であり、（Ｂ）はこの画像形成装置のトナー一時保持ローラへの印加電圧を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１０    カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
１２    現像ユニット
１３    感光体（像担持体）
１３Ａ    感光面
１４    中間転写ベルト（転写媒体）
１４Ａ    転写面
２２    転写部
２６    転写ローラ
３０    プリント部
３２    転写ローラ
３４    トナー一時保持ブラシ（保持手段）
３５    トナー一時保持ローラ（保持手段）
３６    帯電ローラ（帯電手段）
３８    現像ローラ（現像手段）
４０    ＬＥＤアレイヘッド（露光手段）
４９    分岐接続線（電位同一化手段）
５０    接触部材（接触手段）
６２    交流電源
６４    プラス電源
６６    マイナス電源
Ｐ    用紙
【図１】
2006154636.tif 000003
【図２】
2006154636.tif 000004
【図３】
2006154636.tif 000005
【図４】
2006154636.tif 000006
【図５】
2006154636.tif 000007