(57)【要約】【課題】一時回収部材に回収した転写残トナーを適切に分散させて像担持体に戻すことができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の画像形成装置は，感光体ドラム２上のトナー像を被転写体上に転写して画像を形成する装置であって，軸周りに回転しつつ感光体ドラム２に接し，感光体ドラム２上の転写残トナーを一時的に回収するとともに，回収したトナーを感光体ドラム２上に吐き出すブラシローラ５１と，ブラシローラ５１における感光体ドラム２との接触箇所以外の箇所で接触する電極５２とを有し，電極５２のブラシローラ５１に接する接触面が凹凸面とされているものである。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体上のトナー像を被転写体上に転写して画像を形成する画像形成装置において，
軸周りに回転しつつ前記トナー像担持体に接し，前記トナー像担持体上の転写残トナーを一時的に回収するとともに，回収したトナーを前記トナー像担持体上に吐き出す一時回収部材と，
前記一時回収部材における前記トナー像担持体との接触箇所以外の箇所で接触する散らし部材とを有し，
前記散らし部材の前記一時回収部材に接する接触面が凹凸面であ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，
前記散らし部材を振動させる振動機構を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記散らし部材が導電性であり，
前記散らし部材に振動電圧を印加する振動電源を備え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，トナー像担持体上にトナー像を形成し，これを被転写体上に転写して画像を形成する画像形成装置に関する。さらに詳細には，トナー像担持体上の転写残トナーを一時的に回収してその後吐き出す一時回収部材を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では，帯電，露光，現像の手順を踏むことによりトナー像担持体上にトナー像が形成される。このトナー像が被転写体上に転写され，さらに定着されて画像が形成される。ここにおいて，転写後における像担持体上には，若干のトナーが残留している（これを転写残トナーという）。この転写残トナーは，帯電や露光に対する邪魔となる。また，転写残トナーは，転写前のトナー像のパターンに従って不均一に分布している。このため転写残トナーは，次回の形成画像に対するノイズ発生要因となる。
【０００３】
このため従来から，転写後帯電前の位置に，例えば特許文献１に示されるようなクリーナを備えたものがある。しかしクリーナを備える場合には，回収した転写残トナーが廃トナーとなる。このため環境保全の観点で不利である。そこで，特許文献２のようなクリーナレスの画像形成装置が提案されるに至っている。クリーナレスの画像形成装置では，転写残トナーは現像器により回収されることとなる。ここにおいて，現像器での転写残トナーの回収を確実に行うためには，転写残トナーの荷電量をコントロールする必要がある。そのため特許文献２の画像形成装置では，転写後帯電前の位置に，転写残トナーを一時的に回収して像担持体に戻す一時回収部材（ブラシロール）を設けている。そして一時回収部材に適切な電圧を印加するようにしている。これにより，転写残トナーを，荷電量を調整した上で像担持体に戻すようにしているのである。
【特許文献１】特開２００１−２５５７９９号公報
【特許文献２】特開２００２−３７２８７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記した従来のクリーナレスの画像形成装置には，次のような問題があった。回収されたトナーに荷電調整をするのみでそのまま吐き出すと，元のトナーのパターンがそのまま引き継がれるのである。すなわち，トナーはパターン化されたままで再び像担持体に戻される。そのために，トナーが集中して残留した部分では帯電ケラレや露光ケラレの原因となるおそれがあった。特にパターン化された画像を形成した場合等では大きい問題であった。
【０００５】
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，一時回収部材に回収した転写残トナーを適切に分散させて像担持体に戻すことができ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】
【０００６】
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，トナー像担持体上のトナー像を被転写体上に転写して画像を形成する装置であって，軸周りに回転しつつトナー像担持体に接し，トナー像担持体上の転写残トナーを一時的に回収するとともに，回収したトナーをトナー像担持体上に吐き出す一時回収部材と，一時回収部材におけるトナー像担持体との接触箇所以外の箇所で接触する散らし部材とを有し，散らし部材の一時回収部材に接する接触面が凹凸面とされているものである。
【０００７】
この画像形成装置では，転写後のトナー像担持体上の転写残トナーは，トナー像担持体と一時回収部材との接触箇所に至ると，そこで一時回収部材に一時的に回収される。一時回収部材上の転写残トナーは，一時回収部材の回転とともに，一時回収部材と散らし部材との接触区間を通過する。一時回収部材はこのときに，散らし部材の凹凸面との接触によって変化する接触圧を受ける。そのため，一時回収部材に回収されている転写残トナーは，一時回収部材の変形による衝撃を受けて移動分散される。そして転写残トナーは，一時回収部材のさらなる回転とともにトナー像担持体と一時回収部材との接触箇所に至る。転写残トナーはそこで，トナー像担持体上に戻される。ここにおいて，転写残トナーは一時回収部材中で分散されているので，分散された状態でトナー像担持体上に戻される。従って，一時回収部材に回収した転写残トナーを適切に分散させて像担持体に戻すことができる画像形成装置となっている。
【０００８】
さらに本発明では，散らし部材を振動させる振動機構を備えることが望ましい。
このようにすれば，散らし部材の凹凸面が振動されるので，一時回収部材との接触状態が変化する。従って，一時回収部材が散らし部材から受ける接触圧は，さらに変化される。
【０００９】
さらに本発明では，散らし部材が導電性であり，散らし部材に振動電圧を印加する振動電源を備えることが望ましい。
このようにすれば，散らし部材と一時回収部材との間に振動電界が発生する。これにより，一時回収部材に回収されている転写残トナーが，電気的に振動される。従って，さらに効率よく分散される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば，一時回収部材に回収した転写残トナーを適切に分散させて像担持体に戻すことができる画像形成装置が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態に係る画像形成装置は概略，図１に示すように構成されている。本形態の画像形成装置は，タンデム型のフルカラー画像形成装置である。すなわち本形態の画像形成装置は，転写ベルト６を有している。転写ベルト６は，ローラ６１，６２に架設されており，図中反時計回りに回転するようになっている。そして転写ベルト６に沿って，ブラック，シアン，マゼンタ，イエローの各色の画像形成部１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙが配置されている。これにより，各色のトナー像を転写ベルト６上に重ね合わせるようになっている。また，ローラ６１に対向して二次転写ローラ８が設けられている。これにより，転写ベルト６上の重ね合わせトナー像を用紙９上に転写するようになっている。また，転写ベルト６上の残留トナーを除去するクリーニングブレード１０が設けられている。
【００１２】
各画像形成部１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙはいずれも，構造的には同じものである。すなわち各画像形成部１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは，それぞれ，感光体ドラム２を有している。そしてその周囲に，帯電チャージャ３，現像器４，トナー荷電装置５が設けられている。現像器４は，負極性トナーを用いるものである。また，一次転写ローラ７が，転写ベルト６を間に挟んで感光体ドラム２と対向する位置に設けられている。感光体ドラム２の回転方向は，転写ベルト６の回転に対し順方向，すなわち図中時計回りである。よって，トナー荷電装置５の位置は，感光体ドラム２の回転方向に対し，一次転写ローラ７より下流で帯電チャージャ３より上流である。また，帯電チャージャ３より下流で現像器４より上流に，露光位置Ｅが設けられている。
【００１３】
トナー荷電装置５について，図２によりさらに説明する。トナー荷電装置５は，ブラシローラ５１と，電極５２と，ケース５３とにより構成されている。ブラシローラ５１は，多数の導電性の針状形状を軸心に植え付けてなるものである。ブラシローラ５１は，柔軟性で全体として円柱状の外形を持つようにされている。ブラシローラ５１は，感光体ドラム２における，一次転写ローラ７より下流で帯電チャージャ３より上流の位置に接触している。ブラシローラ５１は，動作中には軸周りに回転する。その回転方向は，感光体ドラム２の回転に対し順方向とカウンター方向とのいずれの設定も可能である。以下の説明では，特記しない限り，カウンター方向に回転するように設定されているものとする。ブラシローラ５１には，バイアス電圧Ｖ１が印加されている。
【００１４】
電極５２は，ブラシローラ５１とともにケース５３の中に配置されている。ここで，電極５２は，金属等の導電性部材であり，ブラシローラ５１に対面する面に凹凸が形成されている。本形態では，図３に示すように，四角い平板形状の基部５２ａの一面の至る所に円柱形状の突起部５２ｂが設けられたものである。基部５２ａは，その長手方向を感光体ドラム２の軸方向と平行に配置され，少なくとも画像形成領域の幅以上の長さを有している。突起部５２ｂは，それぞれ同じ大きさの円柱形状であり，基部５２ａの一面に対して直角をなすように固着されている。例えば，３００ｍｍ×２０ｍｍの基部５２ａの一面にφ１ｍｍ×長さ２ｍｍの突起部５２ｂが，縦横それぞれ２ｍｍ間隔で並べられているものである。電極５２には，バイアス電圧Ｖ２が印加されている。なお，この突起部５２ｂの形状は円柱に限らず，角柱でも良いし，円錘・角錐等でも良い。さらに，この突起部５２ｂの配置もこれに限らず任意である。例えば，直交配列，斜交配列等のどのようなものでも良い。
【００１５】
バイアス電圧Ｖ１およびバイアス電圧Ｖ２の設定例を説明する。このバイアス設定には，次のようなことが求められる。まず，感光体ドラム２上の転写残トナー，特にそのうち帯電極性が逆転しているもの（以下，「逆帯電トナー」という。），をブラシローラ５１に回収できることが求められる。このことは，バイアス電圧Ｖ１に対して求められる。また，ブラシローラ５１に回収された逆帯電トナーの帯電極性を，本来の帯電極性に戻すことが求められる。このことは，バイアス電圧Ｖ２に対して求められる。また，ブラシローラ５１上のトナーが電極５２に移行しないことが求められる。このことは，バイアス電圧Ｖ１とバイアス電圧Ｖ２との関係に対して求められる。さらに，ブラシローラ５１上で帯電極性が調整されたトナーが，感光体ドラム２上に吐き出されることが求められる。このことは，バイアス電圧Ｖ１に対して求められる。
【００１６】
ここでは，次の各条件に従うバイアス設定を採用した。まず，ブラシローラ５１のバイアス電圧Ｖ１は，ＡＣとＤＣとの重畳であり，次の通りである。
ＤＣ成分Ｖｄｃ ＝ −１００Ｖ（ｖｓ感光体ドラム２の電圧）
ＡＣ成分Ｖｐｐ ＝ ３００Ｖ
周波数ｆ ＝ １００Ｈｚ
波形：矩形波（デューティ５０％）
つまり，Ｖ１ ＝ Ｖｄｃ＋Ｖｐｐである。一方，電極５２のバイアス電圧Ｖ２は，ＤＣであり，−５００Ｖ（ｖｓ感光体ドラム２の電圧）である。
【００１７】
次に，本形態の画像形成装置の動作を説明する。本形態の画像形成装置では，各画像形成部１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙでそれぞれの感光体ドラム２上に，それぞれの色のトナー像が作成される。それらのトナー像は，各画像形成部１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙの一次転写ローラ７により，転写ベルト６上に転写される。これにより転写ベルト６上には，４色のトナー像が重ね合わせられる。こうしてできた重ね合わせトナー像は，二次転写ローラ８により用紙９上に転写される。重ね合わせトナー像の転写を受けた用紙９はその後に定着を受ける。これにより用紙９にカラー画像が形成される。
【００１８】
各画像形成部１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙでは，次のようにしてトナー像が作成される。まず，帯電チャージャ３により，感光体ドラム２の表面の感光層が所定電位に帯電させられる。所定電位に帯電させられた感光層に，露光位置Ｅで静電潜像が書き込まれる。そして，現像器４で静電潜像が現像される。これによりトナー像が形成される。形成されたトナー像は，一次転写ローラ７により転写ベルト６上に転写される。
【００１９】
ここにおいて，感光体ドラム２の表面上には，一次転写ローラ７による転写位置を通過した後においても，ある程度のトナーが残存している。この転写残トナーについて，トナー荷電装置５により次のような処理が施される。転写残トナーは，感光体ドラム２の回転により，感光体ドラム２とブラシローラ５１との接触位置に至る。するとそこで，転写残トナーはブラシローラ５１に回収される。ここで，感光体ドラム２とブラシローラ５１との間のバイアス電圧Ｖ１は前述のように設定されている。このことにより，この位置には，感光体ドラム２上の逆帯電トナーをブラシローラ５１に引きつける方向の電界が掛かっている。このため，ブラシローラ５１に回収されるのは主として，転写残トナーのうち逆帯電トナーである。
【００２０】
ブラシローラ５１に回収された転写残トナーは，ブラシローラ５１の回転により，ブラシローラ５１と電極５２との接触箇所に至る。そのため，電極５２のバイアス電圧Ｖ２により，帯電状況が調整される。具体的には，逆帯電トナーの帯電極性が本来の帯電極性に戻される。こうして，ブラシローラ５１の回転によりブラシローラ５１と電極５２との接触箇所を通過するまでには，逆帯電トナーのほとんどは帯電調整される。そして，帯電調整されたブラシローラ５１上のトナーは，ブラシローラ５１の回転により，再び感光体ドラム２とブラシローラ５１との接触位置に至る。するとそこで，トナーはブラシローラ５１から感光体ドラム２上へ吐き出される。この位置には前述のような電界が掛かっているからである。このため，帯電調整済みのトナーは，ブラシローラ５１から感光体ドラム２上へと引きつけられるのである。
【００２１】
このようにして，感光体ドラム２上の転写残トナーに対し，転写後帯電前の位置で，トナー荷電装置５による帯電調整がなされる。すなわち，トナー荷電装置５を通過した後の感光体ドラム２上には，逆帯電トナーはほとんど存在しない。このため，感光体ドラム２上の転写残トナーは，現像器４にて現像に供されるときとほぼ同じ帯電状態となっている。感光体ドラム２上の転写残トナーは，このような状況で帯電チャージャ３による帯電位置およびそれ以後へ向かう。よって，転写残トナーが帯電や露光に対する邪魔となることはない。また，現像の際には，特にホワイト部においては現像器４に回収される。帯電調整がされているからである。このため，転写残トナーが画像ノイズの原因となることがない。
【００２２】
なお上記より，ブラシローラ５１による転写残トナーの回収は，一時的なものである。よって，ブラシローラ５１にトナーが蓄積していくわけではない。したがってトナー荷電装置５は，いわゆるクリーナではない。すなわち本形態の画像形成装置の各画像形成部１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは，クリーナレスプロセスを採用したものである。
【００２３】
ここにおいて本形態の画像形成装置では，電極５２の形状により特有の利点がある。電極５２は前述のように，ブラシローラ５１に対面する面に凹凸が設けられている。このために，ブラシローラ５１に対する接触面が平滑面である場合と比較して，次のような利点がある。
【００２４】
すなわち，ブラシローラ５１の毛先が，電極５２の突起部５２ｂに接することによって曲げ伸ばしされる。このため，ブラシローラ５１に回収され付着しているトナーが散らされる。特に，パターン化されたトナー像の場合には，トナーの集中して残留している部分がある。そのような部分のトナーは特に移動されやすい。従って，トナー荷電装置５を経由することにより，元のトナー像のパターンが解消される。すなわち，良好な散らしがなされる。
【００２５】
また，ケース５３内でブラシローラ５１に接触する電極は，図４あるいは図５に示すようなものであっても良い。図４に示すのは，全体が波板状に形成された電極５４である。また，図５に示すのは，全体がギザギザ状に形成された電極５５である。これらはいずれも，その波の方向は図示のものに限らず，縦・横・斜め等いずれでもかまわない。また，波の方向が板面中で変化するものであっても良い。このような形状の電極を使用しても，ブラシローラ５１の毛先を曲げ伸ばしするので，良好な散らしが可能である。
【００２６】
さらに，これらの電極５２，５４，５５に駆動装置を取り付けて，振動させても良い。図６に示すものは，振動装置の一例である。感光体ドラム２の一端部には回転駆動させるためのギア２ａがもともと取り付けられている。そこで，ギア付きのカム５６を用いて，この回転運動を電極５２，５４，５５の往復運動に変換して利用する。図示の例では，電極５２，５４，５５の振動をスムーズにするために，バネ５７をさらに設けている。これにより，電極５２，５４，５５は感光体ドラム２の軸方向に平行に往復動される。従って，さらに散らし効果が高まる。また，感光体ドラム２の駆動装置とは別に，電極５２，５４，５５を振動させるための独自の駆動装置を備えても良い。
【００２７】
また，電極５２，５４，５５に印加されているバイアス電圧Ｖ２に交流のような振動電界を重畳させることによっても，同様の効果が得られる。ブラシローラ５１に付着しているトナーに対して，振動力が働くからである。この重畳させる振動電界としては，例えば，周波数ｆ＝１００Ｈｚ，Ｖｐｐ＝３００Ｖの矩形波等である。ただし，本形態の画像形成装置では，ブラシローラ５１にも振動電圧が印加されているので，相互の電気的反発力等により電極自体が振動することもある。
【００２８】
以上詳細に説明したように本形態に係る画像形成装置の各画像形成部１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙでは，感光体ドラム２上の転写残トナーをトナー荷電装置５で帯電調整して帯電チャージャ３以降へ送るクリーナレスプロセスを採用している。そして，そのトナー荷電装置５に，複数の凹凸が設けられた面でブラシローラ５１と接触する電極５２，５４，５５を設けている。これにより，ブラシローラ５１の毛先が曲げ伸ばしされ，付着しているトナーの良好な散らしがなされる。このようにして，ブラシローラ５１に回収した転写残トナーを適切に分散させて感光体ドラム２に戻すことができる画像形成装置が実現されている。また，転写残トナーの荷電調整をも適切に行うことができる。
【００２９】
また，感光体ドラム２に加えられている駆動力や振動電界を利用して，電極５２，５４，５５を振動させる形態もある。これによれば，さらに良好な散らし効果が得られる。
【００３０】
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，本形態では，図１に示したように，タンデム型のフルカラー画像形成装置を対象としている。しかしこれに限らず，モノクロ機にも適用可能である。また，対象とする画像形成装置は，コピー機，プリンタ，ファクス機，複合機の区別を問わない。また，本形態では，一時回収部材としてブラシローラを用いたが，これに限らず導電性であれば，スポンジローラやゴムローラでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【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における画像形成部の構造を示す構成図である。
【図３】電極の形状の例を示す説明図である。
【図４】電極の形状の別例を示す説明図である。
【図５】電極の形状の別例を示す説明図である。
【図６】電極を振動させるための構成を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
２    感光体ドラム（トナー像担持体）
５    トナー荷電装置
５１  ブラシローラ（一時回収部材）
５２，５４，５５  電極（散らし部材）
５６  カム（振動機構）
Ｖ２  バイアス電圧（振動電源）
【図１】
2006126466.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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