(57)【要約】【課題】巻き付け型のブラシローラに対してトナー散らし部材を接触させても，ブラシローラのスムーズな回転とトナーの良好な攪乱とを可能にする画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明のカラープリンタ１は，感光体ドラムを有し，感光体ドラム上に形成したトナー像を媒体上に転写するものであって，回転しつつ感光体ドラムにおける転写後の位置に接触するブラシローラ７１と，ブラシローラ７１における感光体ドラムへの接触箇所以外の箇所で，ブラシローラ７１に取り込まれているトナーを散らすトナー散らし部材７２とを有し，トナー散らし部材７２は，ブラシローラ７１の軸方向に対して傾斜して設けられ，ブラシローラ７１に複数箇所で接触する桟部７２ｂを有するものである。【選択図】            図３
2006323250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持回転体を有し，前記トナー像担持回転体上に形成したトナー像を媒体上に転写する画像形成装置において，
回転しつつ前記トナー像担持回転体における転写後の位置に接触するトナー制御回転体と，
前記トナー制御回転体における前記トナー像担持回転体への接触箇所以外の箇所で，前記トナー制御回転体に取り込まれているトナーを散らすトナー散らし部材とを有し，
前記トナー散らし部材は，前記トナー制御回転体の軸方向に対して傾斜して設けられ，前記トナー制御回転体に複数箇所で接触する桟部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，前記桟部は，
幅が０．１〜５ｍｍの範囲内にあり，
間隔が０．５〜５ｍｍの範囲内にあり，
前記トナー制御回転体の軸方向に対する傾斜角が１０〜８０°の範囲内にあるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，前記トナー制御回転体は，
芯棒にブラシリボンを巻き付けてなるものであり，
ブラシリボンの巻き付け方向は，芯棒の軸方向に対して，前記桟部との接触箇所にて前記桟部の傾斜方向と同じ側に傾斜していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において，
ブラシリボンの巻き付け方向の傾斜角と前記桟部の傾斜角との差が，３５°以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記トナー散らし部材は，２本の柱状部を有し，それらの間に複数の桟部を架け渡してなるものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の画像形成装置において，
前記トナー散らし部材の桟部は，螺旋状の回転体であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，プリンタ，コピー機等の画像形成装置に関する。さらに詳細には，感光体上に残留したトナーを一旦回収するブラシローラに接触して設けられてブラシローラに付着しているトナーを攪乱するトナー散らし部材を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，電子写真方式の画像形成装置では，一般に，感光体ドラム等の像担持体にトナー像を形成し，そのトナー像を用紙等に転写して画像を得ている。また，転写後の感光体上に残った残留トナーを，ブレード等のクリーニング装置によって除去し廃棄する代わりに，現像装置によって回収して再利用するクリーナレスといわれる画像形成装置もある。このクリーナレス方式の画像形成装置においては，帯電不良や露光不良を防止するために，転写装置と帯電装置との間で感光体に対面するトナー制御部材を備えるものがある（例えば，特許文献１，特許文献２参照。）。
【０００３】
特許文献１には，トナー制御部材として感光体に接触する回転ブラシを有し，そのブラシに交流のバイアス電圧を印加させている画像形成装置が開示されている。この文献に記載の画像形成装置では，回転ブラシによって，トナーの掻き乱しと遊離しやすいトナーの回収とを行わせることにより，帯電ブラシへのトナーの固着が防止できるとされている。さらに，回転ブラシに板状や棒状のクリーニング部材を当接させてブラシに過剰にトナーが付着することを防止するとされている。そのために，板状のクリーニング部材が，回転ブラシの回転軸に平行に配置され，その端面が回転ブラシのブラシ毛の先端部に対して，軽く接触するように固定されている。
【０００４】
また，特許文献２には，残留トナーを捕集ローラに一旦回収し，感光体の非画像部分等に吐き出して，画像への影響を防止する画像形成装置が開示されている。このような回収／吐き出しプロセスでは，回収した残留トナーには画像のパターンが残っており，そのまま感光体へ吐き出すことは好ましくない。そこで，回収したトナーを攪乱するためのトナー散らし部材が設けられることがある。例えば，回収部材としてブラシローラを使用する回収／吐き出しプロセスの画像形成装置では，トナー散らし部材として板部材をブラシローラに接触させて配置することが多く行われる。
【特許文献１】特開２００１−２７２８６０号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，ブラシローラとして，芯棒に帯状のブラシリボンが巻き付けられている巻き付け型のものが使用される場合には，上記の各画像形成装置のように板部材をブラシローラに接触させて配置することには以下のような問題点があった。
【０００６】
一般に，ブラシリボンの幅方向端部には，ブラシ毛が植えられていない部分がわずかにあり，ブラシローラではこれらが重ならないように螺旋状に巻き付けられる。そのため，ブラシローラの表面には，リボン端同士が接する部分において，ブラシ毛の無い螺旋状の隙間ラインができることになる。このようなブラシローラに対して，その先端部がブラシ毛に接触するように板状部材を配置した場合，板状部材は上記の隙間ラインに引っかかるおそれがある。このようになると，ブラシローラの回転に対する抵抗となり，ブラシローラを回転させるためのトルクが大きくなるという問題点があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，巻き付け型のブラシローラに対してトナー散らし部材を接触させても，ブラシローラのスムーズな回転とトナーの良好な攪乱とを可能にする画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，トナー像担持回転体を有し，トナー像担持回転体上に形成したトナー像を媒体上に転写する画像形成装置であって，回転しつつトナー像担持回転体における転写後の位置に接触するトナー制御回転体と，トナー制御回転体におけるトナー像担持回転体への接触箇所以外の箇所で，トナー制御回転体に取り込まれているトナーを散らすトナー散らし部材とを有し，トナー散らし部材は，トナー制御回転体の軸方向に対して傾斜して設けられ，トナー制御回転体に複数箇所で接触する桟部を有するものである。
【０００９】
本発明の画像形成装置によれば，転写後にトナー像担持回転体上に残留したトナーは，トナー制御回転体に一旦取り込まれる。そして，トナー制御回転体に取り込まれているトナーは，トナー散らし部材の桟部にトナー制御回転体の表面が接触することにより散らされる。ここで，トナー散らし部材の桟部が，トナー制御回転体の軸方向に対して傾斜して設けられているので，トナー制御回転体が巻き付け型のブラシローラであっても，トナー制御回転体に対してスムーズに接触回転できる。また，桟部がトナー制御回転体に複数箇所で接触するので，散らし効果が高い。従って，巻き付け型のブラシローラに対してトナー散らし部材を接触させても，ブラシローラのスムーズな回転とトナーの良好な攪乱とが可能にされている。
【００１０】
さらに本発明では，桟部は，幅が０．１〜５ｍｍの範囲内にあることが望ましい。
このようになっていれば，桟部にトナーが乗ることができるので散らし効果が高い。
【００１１】
さらに本発明では，桟部は，間隔が０．５〜５ｍｍの範囲内にあることが望ましい。
このようになっていれば，桟部の間隔にトナー制御回転体の例えばブラシ毛等が適度に入り込むことができるので，散らし効果が高い。
【００１２】
さらに本発明では，桟部は，トナー制御回転体の軸方向に対する傾斜角が１０〜８０°の範囲内にあるものであることが望ましい。
桟部の傾斜角が１０°未満であると，トナー散らし部材の製造がやや困難となる。桟部を傾斜させる効果も小さい。また，桟部の傾斜角が８０°を超えていると，トナー制御回転体のうちに桟部と接触しない箇所ができるおそれがある。１０〜８０°の範囲内であれば，トナー散らし効果が高いとともに，トナー制御回転体の回転もスムーズなものとできる。
【００１３】
さらに本発明では，トナー制御回転体は，芯棒にブラシリボンを巻き付けてなるものであり，ブラシリボンの巻き付け方向は，芯棒の軸方向に対して，桟部との接触箇所にて桟部の傾斜方向と同じ側に傾斜していることが望ましい。
ブラシリボンの端部同士が接する位置にはわずかにブラシ毛のない隙間ができる。このようなものであれば，この隙間に対してトナー散らし部材の桟部が同じ側に傾斜しているので，桟部の接触がトナー制御回転体の回転に対する抵抗となることはほとんど無い。従って，トナー制御回転体のスムーズな回転が可能である。
【００１４】
さらに本発明では，ブラシリボンの巻き付け方向の傾斜角と桟部の傾斜角との差が，３５°以下であることが望ましい。
このようにすれば，ブラシリボン同士の隙間があっても，トナー制御回転体がスムーズに回転できる。
【００１５】
さらに本発明では，トナー散らし部材は，２本の柱状部を有し，それらの間に複数の桟部を架け渡してなるものであることが望ましい。
このようなものであれば，トナー散らし部材の複数の桟部によって，トナー制御回転体の複数箇所が接触されるので，散らし効率が良い。
【００１６】
さらに本発明では，トナー散らし部材の桟部は，螺旋状の回転体であることが望ましい。
このようなものであっても，回転体の回転に伴って，螺旋状の桟部がトナー制御回転体の軸方向に対して傾斜して接触する。従って，同様に，トナー制御回転体のスムーズな回転とトナーの良好な攪乱とが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の画像形成装置によれば，巻き付け型のブラシローラに対してトナー散らし部材を接触させても，ブラシローラのスムーズな回転とトナーの良好な攪乱とが可能にされている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
「第１の形態」
以下，本発明を具体化した第１の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，クリーナレス方式のカラープリンタに本発明を適用したものである。
【００１９】
本発明のカラープリンタ１は，図１にその概略構成を示すように，各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋ，中間転写ベルト１１，２次転写装置１２，ベルトクリーナ１３を有している。各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋは，中間転写ベルト１１に沿って配置され，中間転写ベルト１１上に各色のトナー像を重ね合わせて形成する。重ね合わされたトナー像は，２次転写装置１２で記録紙１４に転写される。また，中間転写ベルト１１上に残ったトナーは，ベルトクリーナ１３によって掻き取られる。なお以下では，特に区別の必要がない場合には，各色の添字ＹＭＣＢｋを省略して記載する。
【００２０】
各色の画像形成部１０はいずれも同じ構成である。各画像形成部１０は，図１に示すように，感光体ドラム２０を中心として，その周囲に帯電装置３０，露光装置４０，現像装置５０，転写装置６０を有している。各装置は一般的なものを使用する。本形態のカラープリンタ１では，さらに，転写装置６０と帯電装置３０との間に残留トナー制御部７０が備えられている。
【００２１】
残留トナー制御部７０は，図２に示すように，感光体ドラム２０の表面に接して設けられるブラシローラ７１と，ブラシローラ７１に接して固定されるトナー散らし部材７２とを有する。ブラシローラ７１は，図中矢印で示すように時計回りに回転され，交流電源７３によって交流バイアスが印加されている。トナー散らし部材７２は，その一部分をブラシローラ７１に接触させた位置に固定され，抵抗７４を介して接地されている。また，感光体ドラム２０は図中矢印で示すように時計回りに回転されるので，感光体ドラム２０とブラシローラ７１とは，互いにカウンター回転されている。
【００２２】
本形態のブラシローラ７１は，図３に破線で示すように，ブラシ毛が密に植毛されたリボンを芯棒に巻き付けた巻き付け型のものである。ここでは短く図示しているが，実際にはより細長い形状のものである。このリボンは，側端部同士が重ならず，また隙間ができないように，一定の間隔で巻き付けられている。また，このブラシローラ７１をトナー散らし部材７２側すなわち図２中左側から見ると，図３に破線で示すように，各リボンの側端部が斜め右上がりの線を描くように巻き付けられている。このリボンの芯棒に対する巻き目角度Ａは，図３のように平面的に見たときの上下中央にて，ブラシローラ７１の軸とリボンの側端部とがなす角度であり，芯棒の太さとリボンの幅および本数とから適切に決定される。ここでは，巻き目角度Ａが約４５°ものを使用している。
【００２３】
また，トナー散らし部材７２は，図３に示すように，斜め梯子状の部材である。すなわち，ブラシローラ７１の軸方向と平行に配置される２本の柱状部７２ａと，それらの間に斜めに架け渡された多数の桟部７２ｂとを有している。図３に示すように，桟部７２ｂは，ブラシローラ７１の巻き方向と同じ向きに傾いた斜め方向となっている。さらに，図２と図３とから分かるように，ブラシローラ７１のブラシ毛と接触するのは桟部７２ｂのみであり，柱状部７２ａは桟部７２ｂを保持する役目を担っている。なお，図３では，柱状部７２ａの両端部は，ブラシローラ７１の軸方向の両外部でつながれているが，これはトナー散らし部材７２を補強するためのものであり，なくても良い。
【００２４】
さらに，トナー散らし部材７２は，図４に示すように，桟部７２ｂの幅Ｌ，間隔Ｄ，傾斜角Ｂを設定した場合，Ｌ＝０．１〜５ｍｍ，Ｄ＝０．５〜５ｍｍ，Ｂ＝１０〜８０°の範囲とすることが好ましい。桟部７２ｂの幅Ｌは，少なくともトナーがその上に乗る程度の幅が必要である。また，間隔Ｄは，少なくともその間にブラシ毛が入り込む程度の大きさが必要である。逆にこれらがあまり大きいと，トナー散らし効果が低減する。また，傾斜角Ｂを１０°未満とすると製造が困難である。また，傾斜角Ｂが８０°を超えると散らし効果が低いものとなるおそれがある。
【００２５】
このように形成したトナー散らし部材７２をブラシローラ７１に対して，図３に示すように配置する。すなわち，ブラシローラ７１の巻き目角度Ａの傾斜方向とトナー散らし部材７２の桟部７２ｂの傾斜角Ｂの傾斜方向とを，同じ側に傾斜しているようにするのである。そして，ブラシローラ７１に接して配置した状態で，桟部７２ｂがブラシローラ７１の軸方向となす角度を設置角度Ｃとすると，｜Ａ−Ｃ｜≦３５°程度が好ましい。ここでは，巻き目角度Ａと設置角度Ｃとは，図３のように同一方向から見たときの角度とする。ブラシローラ７１が巻き目角度Ａ＝４５°のものである場合では，傾斜角Ｂが，Ｂ＝１０〜８０°のトナー散らし部材７２を同じ側に傾斜させて配置すれば，この条件が満たされる。
【００２６】
次に，本形態の残留トナー制御部７０の動作を説明する。まず，各画像形成部１０は，一般的な画像形成動作を行う。すなわち，感光体ドラム２０の表面は，帯電装置３０で帯電され，露光装置４０で露光され，現像装置５０で現像されて，トナー像が形成される。さらに，そのトナー像は，転写装置６０で中間転写ベルト１１上に転写された後も，わずかに感光体ドラム２０の表面に残留する。
【００２７】
この残留トナーは，感光体ドラム２０の回転につれて，残留トナー制御部７０においてブラシローラ７１に対面する。ブラシローラ７１には交流バイアスが印加されているので，残留トナーはブラシローラ７１に引きつけられ，一旦回収される。この段階では，残留トナーは前回の印字パターンのままであり，例えば線画パターン等ではその形状が残っている。ブラシローラ７１に回収されたトナーは，ブラシローラ７１に付着した状態でブラシローラ７１の回転とともに移動され，トナー散らし部材７２に対面する。
【００２８】
このとき，ブラシローラ７１のブラシ毛の先端部は，トナー散らし部材７２の桟部７２ｂと桟部７２ｂとの間に入る。あるいは，桟部７２ｂに接触してはじかれる。桟部７２ｂが斜めに設けられているので，ブラシローラ７１の回転によってこれらの動作が繰り返され，ブラシローラ７１に付着していたトナーは散らされる。従って，残留トナーに残っていた印字パターンが消去される。
【００２９】
このとき，ブラシローラ７１は巻き付け型であるので，上記のようにリボンの側端部によるブラシ毛のない隙間部分が螺旋状にできている。一方，トナー散らし部材７２の桟部７２ｂは，その隙間部分と同じ傾斜方向の斜め梯子状になっている。これらから，ブラシローラ７１の隙間部分は，桟部７２ｂによって無理なく斜めに導かれる。従って，トナー散らし部材７２が接触しても，ブラシローラ７１の回転に対して大きな抵抗になることはなく，ブラシローラ７１はスムーズに回転される。
【００３０】
次に，リボンの巻き目角度Ａが４５°であるブラシローラ７１に対して，桟部７２ｂの傾斜角Ｂ＝３０°のトナー散らし部材７２を設置角度Ｃを変えて配置し，回転トルクの測定を行った。その結果，図５に示すように，桟部７２ｂの設置角度Ｃ＝３０°（すなわち，｜Ａ−Ｃ｜＝１５°で３５°以下である。）ではトルク値の平均は０．８２Ｎ・ｃｍであった。一方，設置角度Ｃ＝１５０°（すなわち，｜Ａ−Ｃ｜＝１０５°で３５°より大きい。）ではトルク値の平均は１．１０Ｎ・ｃｍであった。
【００３１】
この設置角度Ｃ＝１５０°とは，傾斜角Ｂ＝３０°のトナー散らし部材７２を裏向きに配置したものである。これらの結果から，桟部７２ｂの傾斜方向をリボンの巻き目の傾斜方向と同じ側とした方が，逆の場合よりブラシローラ７１の回転に対する抵抗が小さく，回転に要するトルク値が小さいことが確認された。従って，ブラシローラ７１のリボンの巻き目角度Ａと桟部７２ｂの傾斜角Ｂとが同じ側に傾斜するように配置することが好ましい。
【００３２】
以上詳細に説明したように本形態のカラープリンタ１によれば，トナー散らし部材７２は，斜め梯子状であるので，ブラシローラ７１が巻き付け型であっても，抵抗は小さい。従って，巻き付け型のブラシローラ７１に対してトナー散らし部材７２を接触させても，ブラシローラ７１のスムーズな回転とトナーの良好な攪乱とを可能にするカラープリンタ１となっている。なお，リボンの巻き方向が逆のブラシローラ７１に対しては，桟部７２ｂの傾き方向が逆のトナー散らし部材７２を用いればよい。また，このトナー散らし部材７２は，図６に示すように，ブラシローラ７１に対して２個以上設けても良い。
【００３３】
「第２の形態」
以下，本発明を具体化した第２の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，第１の形態と残留トナー制御部７０のトナー散らし部材の形状が異なるのみであり，それ以外の部分は共通であるので説明を省略する。
【００３４】
本形態のトナー散らし部材７５は，図７に示すように，回転軸７５ａに螺旋状の散らし部材７５ｂを取り付けたものである。散らし部材７５ｂは，第１の形態の桟部７２ｂと同様に，その幅や傾斜角が設定されている。すなわち，散らし部材７５ｂの幅，間隔は，第１の形態と同様に幅が０．１〜５ｍｍの範囲内，間隔が０．５〜５ｍｍの範囲内にされている。また，傾斜角は，ブラシローラ７１のリボンの巻き目角度Ａと同様に平面視での上下中央での角度であり，１０〜８０°の範囲内である。
【００３５】
さらに，図７に示すように，トナー散らし部材７５の散らし部材７５ｂは，ブラシローラ７１との対面位置にて，その傾斜方向がブラシローラ７１のリボンの巻き目の傾斜方向と同じ側に傾斜するように形成される。このようになるために，図７に示すように，ブラシローラ７１とトナー散らし部材７５との螺旋の向きは逆向きとなる。
【００３６】
このトナー散らし部材７５を，ブラシローラ７１に接するように配置し，ブラシローラ７１の回転方向に対してカウンター方向に回転させる。これにより，散らし部材７５ｂが，ブラシローラ７１のブラシ毛の先端部をはじくので，ブラシローラ７１に回収されている残留トナーが攪乱される。そして，散らし部材７５ｂがブラシローラ７１のリボンの巻き目の傾斜方向と同じ側に傾斜しているので，ブラシローラ７１の回転の抵抗とはならず，スムーズである。
【００３７】
以上詳細に説明したように本形態によっても，第１の形態と同様に，巻き付け型のブラシローラ７１に対してトナー散らし部材７５を接触させても，ブラシローラ７１のスムーズな回転とトナーの良好な攪乱とが可能にされている。
【００３８】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記の形態では，トナー散らし部材７２は斜め梯子状であり，桟部７２ａの間は貫通孔であるとしたが，貫通孔に代えて自然状態でのブラシ毛の先端に触れない程度の溝が形成された平板としてもよい。
また例えば，第１の形態のトナー散らし部材７２は，図２等の側面視で直線の略平板形状としたが，曲面形状であっても良い。ただし，ブラシローラ７１の外周部に対して凹向きの曲面である場合は，柱状部７２ａがブラシローラ７１に接しないように，ブラシローラ７１の外周部以上の曲率を有するものとすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１の形態に係るカラープリンタの主要部の概略構成図である。
【図２】第１の形態に係る残留トナー制御部を示す概略構成図である。
【図３】トナー散らし部材を示す説明図である。
【図４】トナー散らし部材を示す説明図である。
【図５】トナー散らし部材の桟部の傾斜角と回転トルクとの関係を示す説明図である。
【図６】残留トナー制御部を示す概略構成図である。
【図７】第２の形態に係る残留トナー制御部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  カラープリンタ
２０  感光体ドラム（トナー像担持回転体）
７１  ブラシローラ（トナー制御回転体）
７２，７５  トナー散らし部材
７２ａ  柱状部
７２ｂ  桟部
７５ｂ  散らし部材
【図１】
2006323250.tif 000003
【図２】
2006323250.tif 000004
【図３】
2006323250.tif 000005
【図４】
2006323250.tif 000006
【図５】
2006323250.tif 000007
【図６】
2006323250.tif 000008
【図７】
2006323250.tif 000009