(57)【要約】【課題】ブラシローラの摩耗，変形の問題なくして，ブラシローラに回収されたトナーを拡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画像形成装置であって，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，ブラシローラ５１に回収されているトナーを散らすかく乱部材５２と，かく乱部材５２のブラシローラ５１に対する圧接状態を変更する移動装置５３とを有するものである。【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，前記一時回収部材に回収されているトナーを散らす散らし部材と，
前記散らし部材の前記一時回収部材に対する圧接状態を変更する圧接変更手段と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，
前記圧接変更手段による前記散らし部材の圧接状態に，圧接オンと圧接オフとの２つがあ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，
前記圧接変更手段による前記散らし部材の圧接状態に，強圧接と弱圧接との２つがあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の画像形成装置において，
前記圧接変更手段は，
線画の形成の際には圧接オンまたは強圧接とし，線画以外の画像の形成の際には圧接オフまたは弱圧接とすること，
吐き出しモード時には圧接オンまたは強圧接とし，回収モード時には圧接オフまたは弱圧接とすること，および，
画像形成時には圧接オンまたは強圧接とし，非画像形成時には圧接オフまたは弱圧接とすること，
の少なくとも１つを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記圧接変更手段は，前記一時回収部材の累積使用時間に応じて前記散らし部材の圧接状態を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記圧接変更手段は，前記一時回収部材の駆動トルクに応じて前記散らし部材の圧接状態を変更す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。
【０００４】
また，転写残トナーには，パターン形状や塊状となって残留している場合がある。そのため，ブラシロールに回収したトナーをできるだけ散らして戻すことが望まれる。このようにブラシロール状の部材に付着したトナーをたたき落とすために，例えば特許文献３に示されるクリーニング装置では，フリッカー部材を用いている。すなわち，板状のフリッカー部材をブラシの毛に接触させることにより，トナーを分散させている。このフリッカー部材では，ブラシへの食い込み量の違いによってトナーの除去力が変化することが知られている。
【特許文献１】特開２００１−２５５７９９号公報
【特許文献２】特開２００２−３７２８７８号公報
【特許文献３】特許第２９９３７６４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，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。ブラシロールに回収したトナーをたたき落とすために，フリッカー部材のような接触部材を常時配置していると，耐久によりその接触状態が変化する。例えば，ブラシロールの毛が摩耗劣化し，同一の食い込み量であっても拡散率が低下する。あるいは毛の先端部が次第に寝てくることにより，部材のブラシへの食い込み量が変化する。また，食い込み量を大きくしすぎると，拡散率は増加するがブラシロールの回転トルクも増加する。これによってブラシロールの回転ムラを招き，ピッチムラ等の画像劣化が発生するおそれがある。
【０００６】
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，ブラシローラの摩耗，変形の問題なくして，ブラシローラに回収されたトナーを拡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】
【０００７】
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画像形成装置であって，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，一時回収部材に回収されているトナーを散らす散らし部材と，散らし部材の一時回収部材に対する圧接状態を変更する圧接変更手段とを有するものである。
【０００８】
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，散らし部材によって散らされる。ここにおいて，散らし部材の一時回収部材に対する圧接状態が，圧接変更手段によって変更されるので，それによって散らし効果の大きさも変更される。すなわち，散らし部材を強く圧接すれば，一時回収部材に与えるダメージも大きくなるが，散らし効果も大きい。また，圧接を弱くすれば，散らし効果も小さくなる。本発明では，圧接変更手段を有するので，各種の状況に応じて適切な圧接状態を選択することができる。一時回収部材の摩耗，変形の問題なくして，一時回収部材に付着したトナーを拡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。
【０００９】
本発明の画像形成装置では，圧接変更手段による散らし部材の圧接状態に，圧接オンと圧接オフとの２つがあることが望ましい。
圧接オンでは散らし部材によってトナーが散らされ，圧接オフでは散らし部材による散らしが行われない。これらの圧接状態から選択して変更されるので，場合に応じた適切な散らし効果が得られる。
【００１０】
本発明の画像形成装置ではあるいは，圧接変更手段による散らし部材の圧接状態に，強圧接と弱圧接との２つがあることが望ましい。
強圧接では散らし部材によってトナーがよく散らされ，弱圧接では散らし部材による散らしが少ししか行われない。これらの圧接状態から選択して変更されるので，場合に応じた適切な散らし効果が得られる。
【００１１】
本発明の画像形成装置ではさらに，圧接変更手段は，線画か否かにより，線画の形成の際には圧接オンまたは強圧接とし，線画以外の画像の形成の際には圧接オフまたは弱圧接とするものであっても良い。このようにすれば，トナーのパターンが残りやすい線画の場合に特によく散らされる。
あるいは，吐き出しモードか回収モードかによって，吐き出しモード時には圧接オンまたは強圧接とし，回収モード時には圧接オフまたは弱圧接とするものであっても良い。吐き出しモードとは，一時回収部材からトナー像担持体へとトナーが吐き出されるモードであり，回収モードとは，トナー像担持体から一時回収部材へとトナーが回収されるモードである。強力な散らしを行うと，一時回収部材からトナーが飛ばされるので，トナーの回収の障害となるおそれがある。吐き出しモード持には，強力な散らしを行えば，さらに効率よくトナーを吐き出すことができる。
またあるいは，画像形成時か否かによって，画像形成時には圧接オンまたは強圧接とし，非画像形成時には圧接オフまたは弱圧接とするものであっても良い。非画像形成時にはトナー像を形成しないので，散らしの必要はない。
【００１２】
本発明の画像形成装置ではまた，圧接変更手段は，一時回収部材の累積使用時間に応じて散らし部材の圧接状態を変更することが望ましい。
このようにすれば，一時回収部材の経年変化等に対応して散らし部材の状態を変化させることができる。例えば，寿命が近くなった一時回収部材に対して，散らし部材を強く圧接することは，一時回収部材のダメージを進行させることになるので好ましくない。あるいは，一時回収部材がブラシである場合には，使用につれてその毛の先端部が寝てくることがある。この場合には，その分強く散らし部材を圧接しなければ，適切な散らし効果が得られない。
【００１３】
本発明の画像形成装置ではまた，圧接変更手段は，一時回収部材の駆動トルクに応じて散らし部材の圧接状態を変更することが望ましい。
このようにすれば，例えば一時回収部材の状態変化による散らし効果の変化をカバーできる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば，ブラシローラの摩耗，変形の問題なくして，ブラシローラに回収されたトナーを拡散させて像担持体に戻すことができる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】
【００１５】
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。
【００１６】
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，トナー分散装置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，トナー分散装置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。
【００１７】
トナー分散装置５について，図２によりさらに説明する。トナー分散装置５は，ブラシローラ５１と，かく乱部材５２と，その移動装置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。
【００１８】
さらに，ブラシローラ５１には，バイアス電圧Ｖ１が印加されている。このバイアス設定には感光体ドラム２上の転写残トナーをブラシローラ５１に回収できるとともに，そのトナーを再び感光体ドラム２上に吐き出し得ることが求められる。そのために，例えば感光体ドラム２の転写後の平均電圧に対して−１００Ｖ程度のＡＣ重畳バイアスを印加するとよい。あるいは，画像形成時に＋１００Ｖ程度を印加して転写残トナーを回収し，非画像形成時に−２００Ｖ程度を印加して回収したトナーを感光体ドラム２に吐き出すようにしてもよい。
【００１９】
かく乱部材５２は，ブラシローラ５１に平行に設けられた平板状の部材である。かく乱部材５２の先端部は，通常ではブラシローラ５１にやや食い込んだ位置に配置される。移動装置５３は，かく乱部材５２をブラシローラ５１に対して当接あるいは離間するように移動させるものである。本形態では移動装置５３は，図３に示すように，かく乱部材５２の軸方向中央部に取り付けられたソレノイド５４と，かく乱部材５２の両端部に取り付けられたバネ５５とを有している。かく乱部材５２は，バネ５５によって姿勢を保持されつつ，ソレノイド５４によってブラシローラ５１の中心に向かって上下する。これにより，かく乱部材５２のブラシローラ５１への食い込み量を変更することができる。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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，トナー分散装置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。
【００２３】
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とかく乱部材５２との接触箇所に至る。ブラシローラ５１の毛がかく乱部材５２に接触すると，回収されているトナーはブラシローラ５１の内部で拡散される。そして，さらなるブラシローラ５１の回転によって，トナーが再び感光体ドラム２とブラシローラ５１との接触位置に至る。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。
【００２４】
このとき，図４に示すように，かく乱部材５２の食い込み量とトナーの拡散率との間には相関がある。所定の範囲内では，かく乱部材５２のブラシローラ５１への食い込み量が増加するにつれて，ブラシ内トナーの拡散率も増加している。従って，良好にトナーが分散されるためには，かく乱部材５２の食い込み量を大きくすればよい。その一方で，食い込み量が増加するにつれて，ブラシローラ５１の回転トルクも増加する。トルクが大きくなりすぎると回転ムラの原因となるおそれもある。また，食い込み量が大きいと，ブラシローラ５１の摩耗劣化も加速される。これらのことから，かく乱部材５２の食い込み量は適切に制御する必要がある。
【００２５】
そこで本形態では，トナーの拡散が特に必要であると判断された場合にのみかく乱部材５２の食い込み量を大きくする。それ以外では食い込み量を小さくするか，あるいはかく乱部材５２をブラシローラ５１から離間させる。ここで，拡散処理が特に必要とされる場合としては，次のような場合がある。まず，線画画像を描画した後には，はっきりしたパターン状の転写残トナーが残りやすいので必要である。また，非画像形成時に行うクリーニングシーケンスの吐き出しモード時には，比較的多量のトナーを吐き出すのでよく拡散させることが望まれる。さらに，画像形成時の画像と画像との隙間に吐き出す場合には，次の画像形成への悪影響のおそれがあるので，拡散処理が必要である。そこで移動装置５３は，上記のように大きな拡散率が要求される場合には，ソレノイド５４を駆動し可動軸を突出させて，かく乱部材５２の食い込み量を大きくする。
【００２６】
一方これ以外の場合では，ソレノイド５４の可動軸を縮めて，かく乱部材５２の食い込み量を小さくしておく。特に以下の場合には，移動装置５３はソレノイド５４を停止状態とし，かく乱部材５２をブラシローラ５１と離間させるとよい。それは，クリーニングシーケンスのトナー回収モードの時，および，画像形成ユニットの寿命が近い場合である。画像形成を繰り返して摩耗劣化が進んだブラシローラ５１に，かく乱部材５２を強く食い込ませるとブラシのダメージをさらに進行させることになるからである。また，画像形成やクリーニングシーケンスを実行していない待機時間中や電源ＯＦＦ時も，かく乱部材５２をブラシローラ５１から離間させておく。
【００２７】
あるいは，耐久が進んでブラシローラ５１の毛の先端部が寝てくると，ソレノイド５４を同じ程度の突出状態としても，ブラシローラ５１への食い込み量が減少し拡散効果が薄れてくる。そこで，このような場合には，使用の初期に比較してやや食い込み量（ソレノイド５４の突出量）を大きくするとよい。例えば，ブラシローラ５１の駆動トルクが，使用の初期とほぼ同程度となるように制御しても良い。また，画像形成枚数に応じて標準の食い込み量を増加させていくようにしてもよい。
【００２８】
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，トナー分散装置５によって分散処理が行われる。すなわち，トナー分散装置５を通過した後の感光体ドラム２上には，集中的に厚く残留しているトナーはなくなっている。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。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。
【００２９】
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。したがってトナー分散装置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。
【００３０】
また，移動装置５３の構成は，図５に示すようなものであっても良い。図５に示すのは，複数の部分かく乱部材５６を用いた形態である。各部分かく乱部材５６は，互いに隣り合って配置され，全部材をあわせると図３に示すかく乱部材５２とほぼ同じ幅をカバーしている。各部分かく乱部材５６には，それぞれカム５７が設けられている。このカム５７の回転によって，各部分かく乱部材５６はそれぞれ単独で図中上下方向に移動可能にされている。従って，ブラシローラ５１の回転軸方向について，それぞれの箇所に適切な食い込み量とすることができる。
【００３１】
このような移動装置５３であれば，用紙の送り方向に沿ったラインパターンを含む画像を形成した場合に，そのライン部分の部分かく乱部材５６のみを特に食い込み量の大きいものとすることができる。従って，パターン状の転写残トナーをよく分散させることができる。また，用紙幅の小さい用紙への画像形成時には，画像形成幅の部分かく乱部材５６の食い込み量のみを大きくして，用紙幅の外側では小さくしておいても良い。このようにして，必要とされる部分のみを食い込ませることにより，ブラシローラ５１の摩耗劣化をできるだけ防ぐことができる。
【００３２】
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分散装置５で分散している。そして感光体ドラム２に吐き出して，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，そのトナー分散装置５に，かく乱部材５２のブラシローラ５１への食い込み量を調整する移動装置５３を設けている。これにより，特に必要とされるときにのみ食い込み量を大きくし，それ以外では離間させることができる。このようにして，ブラシローラ５１の摩耗，変形の問題なくして，ブラシローラ５１に回収されたトナーを拡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。
【００３３】
また，かく乱部材５２の食い込み量を，ブラシローラ５１の軸方向で一定としない形態もある。具体的には，複数の部分かく乱部材５６を設けて，そのそれぞれを単独で移動できるようにしている。これにより，必要とされるときに必要とされる部分のみの食い込み量を大きくすることを可能にしている。
【００３４】
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。また，本形態では，圧接変更手段としてソレノイドを用いたが，これに限らず散らし部材を適切に移動できるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本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】かく乱部材と移動装置の形状および配置の例を示す説明図である。
【図４】拡散率およびトルクの食い込み量に対する関係を示す説明図である。
【図５】かく乱部材と移動装置の形状および配置の別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
２    感光体ドラム（トナー像担持体）
５１  ブラシローラ（一時回収部材）
５２  かく乱部材（散らし部材）
５３  移動装置（圧接変更手段）
５６  部分かく乱部材（散らし部材）
【図１】
2006133628.tif 000003
【図２】
2006133628.tif 000004
【図３】
2006133628.tif 000005
【図４】
2006133628.tif 000006
【図５】
2006133628.tif 000007