(57)【要約】【課題】ブレード自動交換に起因する画像不良やブレードの損傷等によるクリーニング不良が生じることがない、高画質な画像形成ができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】使用済みのブレードと新規のブレードとを交換する際に、制御手段は、駆動手段とブレード自動交換手段を作動させ、ブレード交換位置で使用済みのブレードを新規のブレードに交換させた後に、感光体を作像方向とは異なる逆方向に所定量回転させ、次に、新規のブレードをクリーニング位置に復帰させた後に、感光体を作像方向に回転させながら少なくとも現像手段を作動させて感光体の表面上にトナーを付着させるようにしたこと。【選択図】        図１
2004325856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、感光体を回転させる駆動手段と、前記駆動手段が前記感光体を予め設定された作像方向に回転させているときに、原稿の画像情報に基づき前記感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記感光体上の残留トナーを除去するための複数のブレードを有し、前記ブレードの１つを前記感光体の表面に当接させたクリーニング位置から前記感光体から離間したブレード交換位置に全ての前記ブレードを移動させた後に、使用済みの前記ブレードと新規の前記ブレードとを自動的に交換するブレード自動交換手段を備えたクリーニング手段と、各手段を予め設定されたプログラムに基づき制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、使用済みの前記ブレードと新規の前記ブレードとを交換する際に、前記制御手段は、前記駆動手段と前記ブレード自動交換手段を作動させ、前記ブレード交換位置で使用済みの前記ブレードを新規の前記ブレードに交換させた後に、前記感光体を前記作像方向とは異なる逆方向に所定量回転させ、次に、新規の前記ブレードを前記クリーニング位置に復帰させた後に、前記感光体を前記作像方向に回転させながら少なくとも前記現像手段を作動させて前記感光体の表面上にトナーを付着させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記クリーニング手段は、前記クリーニング位置にある前記ブレードに対して前記感光体の作像方向の回転の上流側に、前記感光体と接触する部分で前記感光体の作像方向の回転と同方向の回転作動を行うクリーニング補助部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記クリーニング手段は、クリーニング補助部材及び前記クリーニング位置にある前記ブレードが前記感光体の表面と接触する側に開口部を有する筐体の内部に設けられ、前記感光体の作像方向の回転に対して上流側に位置する前記開口部の下端側の前記筐体に、一端が前記感光体の表面に接触するように取り付けられたシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンターあるいはファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、感光体の周面上に付着する残留トナーを掻き落とすためのブレードを自動的に交換するブレード自動交換装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機やプリンターあるいはファクシミリ等の画像形成装置では、例えば、感光体ドラムの周面上に形成されるトナー像が転写紙に完全には転写されず未転写のトナーが残留することがあるので、高画質で高品質の綺麗な画像を形成するためには、この残留トナーを感光体ドラムから完全に剥離、清掃（クリーニング）する必要がある。
【０００３】
前述の感光体ドラムをクリーニングするためのクリーニング部材としては、例えば、ポリウレタン樹脂等を素材として硬化剤等を適宜に添加した弾性体により形成されたブレードが多く用いられている。
【０００４】
このブレードを用いるクリーニング方式は、ブレードのエッジを感光体ドラムに所定の押圧力で当接して残留トナーを掻き落すようにしたものであり、長期間使用するとブレードのエッジが損耗することによりクリーニング不良が発生する。
【０００５】
そこで、クリーニング不良を防止するためには、定期的に新規なブレードに交換する必要がある。
【０００６】
ブレードを交換する時期は、一般に、画像形成装置の機能や性能等に基づき画像形成装置ごとに設定された所定の総部数、例えば、Ａ４サイズで２０〜５０万部程度の画像形成を完了した時点で、定期的に新規なブレードに交換されるように設定されている。
【０００７】
従来の画像形成装置では、例えば、メンテナンスを行う作業員が、前述の総部数が完了した時点に相当する時期に定期的に訪れ、使用済みのブレードを新規のブレードに交換し、感光体ドラム等を清掃すると共に新規のブレードを感光体ドラムにセッティングする作業を行っていた。
【０００８】
ところが、新規のブレードを清掃した感光体ドラムに直接当接すると摩擦抵抗が大きすぎてブレードを損傷する可能性があるため、ブレードや感光体ドラムにセッティングパウダーをまぶしたり、更には感光体ドラムにトナーを付着して相互の摩擦抵抗を減じる作業をブレード交換作業の一環として同時に作業員が行っていた。
【０００９】
この付帯作業を伴うブレード交換作業は、多量に画像を形成する画像形成装置の場合は、必然的にブレード交換サイクルが短くなり、しかも、トナーやセッティングパウダー等で衣服や周囲の床等を汚したりすることが多いので、極めて煩雑な作業であった。
【００１０】
そこで、作業員のメンテナンスのための出動回数を減らし、かつ、ブレード交換作業を簡素化すると共に、新規のブレードに交換しても感光体ドラムの作像のための回転開始時に、ブレードの損傷によるクリーニング不良が生じないようにするために、感光体ドラムと当接するブレードエッジへのトナーの塗布を自動化した画像形成装置が提案された。
【００１１】
具体的には、ブレードを画像形成装置本体から脱着し清掃又は交換した後に、ブレードを感光体ドラムに当接させると共に、感光体ドラムを作像方向とは異なる方向に逆回転させながら反転現像手段によって感光体ドラムの周面上に所定のトナー像を作像し、そのトナー像がブレードと感光体ドラムとの当接部位を通過したときに、制御手段により、感光体ドラムを正回転させるようにした技術が公開されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
つまり、この技術では、新規のブレードエッジを感光体ドラムに当接させていても、感光体ドラムの回転方向が作像時の回転方向とは逆方向に回転するため、感光体ドラムとブレードエッジとの間をトナーが通過し、ブレードエッジに潤滑剤としてのトナーが付着した状態で擦られることにより、新規のブレードの摩擦抵抗を減じることができるものである。
【００１３】
しかしながら、この技術では、複数のブレードを有さないので、作業員のメンテナンスのための出動回数を減らすことができず、ブレードと現像手段の間に作られたトナー像が感光体ドラムの気流で飛散し、帯電ワイヤに付着して白スジが発生することがあった。
【００１４】
そこで、更に、ブレードを自動的に交換できるようにすると共に、交換後の新規のブレードにトナーを付着して感光体ドラムとの摩擦抵抗を減ずる手段を備える画像形成装置が提案された。
【００１５】
具体的には、複数のブレードを保持し自動的にブレードを交換するブレード自動交換装置を備え、使用済みのブレードを新規のブレードに交換する時には、ブレード移動手段により、ブレード自動交換装置を感光体ドラムにブレードを当接するブレード当接位置から感光体ドラムから離れたブレード離隔位置に移動させて、ブレードを交換する。ブレード交換後に感光体ドラムを作像方向に回転させながら現像ユニットを作動して感光体ドラムの全周面上にトナーを付着する。次に、ブレード移動手段により、ブレード自動交換装置をブレード当接位置に復帰させ、新規のブレードを感光体ドラムに付着されたトナーに接触させながら、感光体ドラムを作像方向に１回転以上回転させる。新規のブレードはトナーを付着しながら擦られて感光体ドラムとの摩擦抵抗が減じられるようになると共に、感光体ドラムに付着したトナーを掻き落としてクリーニングすることができるようにした技術が公開されている。（例えば、特許文献２参照。）
この技術により、ブレードの交換作業とブレードエッジへのトナーの塗布作業が自動化され、作業員はブレード交換の煩雑な作業から解放されることになったたが、ブレード自動交換直後のハーフトーン画像形成において、黒スジや白スジが発生するという問題が発生していた。
【００１６】
この問題は、ブレード交換の自動化により、従来、ブレード交換に際して作業員が行っていた感光体ドラムやブレード取付け部等の画像形成装置内の清掃が行われなくなったことに起因するものであった。
【００１７】
つまり、画像形成装置の画像形成作動と共に実行されるクリーニング作動中に、クリーニング装置内に飛散していたトナーが、長期にわたって、ブレードホルダーに付着しており、その状態でブレードを自動的に交換する時に、例えば、ブレードを所定の位置にセットするために、移動させたり停止させたりする作動や衝撃、または振動等により、ブレードホルダーに付着していたトナーが感光体ドラムの周面上に多量に飛散し落下することがある。
【００１８】
特に、感光体ドラムの作像方向の回転に対してブレードより下流側に位置する現像装置に至る間の感光体ドラムの周面上に飛散し落下した多量のトナーは、ブレードで掻き落とせない。このトナーが飛散して帯電装置の放電ワイヤに付着すると放電ムラが発生し画像上に白スジが現れる。また、現像装置の上流側の現像装置の筐体に一端が固着され、他端が感光体ドラムに接触するように設けられた現像ウレタンシートに付着し溜まったトナーは、感光体ドラムの周面上に形成されたハーフトーンの静電潜像に付着すると、
トナーが付着した部分は二重に現像されることになるので濃度が他の部分より濃くなって、ハーフトーンの画像上に黒スジが現れる画像不良が発生する。
【００１９】
従って、このような問題による画像不良を防止するためには、ブレードと現像装置との間に飛散し落下して付着したトナーを除去する必要があるが、単に、感光体ドラムを作像方向に１回転以上回転させるだけでは、多量のトナーは現像ウレタンシートに付着し溜まるだけで除去することができなくなるという問題があった。
【００２０】
【特許文献１】
特開平５−１８８８３０号公報
【００２１】
【特許文献２】
特開平６−９５４４８号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑み、ブレード自動交換に起因する画像不良やブレードの損傷等によるクリーニング不良が生じることがない、高画質な画像形成ができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、ブレード自動交換時におけるブレード自動交換装置に付着したトナーの飛散し落下する状況を調査し検討した結果、ブレード自動交換時に飛散し落下するトナーは、感光体ドラムの作像方向の回転に対してブレードの近傍で下流側に配置された現像装置側の感光ドラムの周面上の或る範囲内に集中することを突き止め、この範囲を最初に新規のブレードでクリーニングするようにしたものである。
【００２４】
つまり、ブレード自動交換の際に、まず、ブレード交換が完了した時点で、感光体ドラムの周面上のトナーが飛散し落下して付着した範囲にほぼ相当する量だけ感光体ドラムを作像方向とは異なる逆方向に回転させる。
【００２５】
次に、新規のブレードを感光体ドラムに当接させ、感光体ドラムを作像方向に回転させながら新規のブレードで感光体ドラム上に付着したトナーを掻き落として感光体ドラムの周面上をクリーニングする。
【００２６】
同時に、現像装置により感光体ドラムにトナーを付着させ、新規のブレードエッジにトナーを付着させた状態で感光体ドラム周面上で擦って摩擦抵抗を減じさせるようにした。
【００２７】
すなわち、請求項１に記載の発明は、少なくとも、感光体を回転させる駆動手段と、前記駆動手段が前記感光体を予め設定された作像方向に回転させているときに、原稿の画像情報に基づき前記感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記感光体上の残留トナーを除去するための複数のブレードを有し、前記ブレードの１つを前記感光体の表面に当接させたクリーニング位置から前記感光体から離間したブレード交換位置に全ての前記ブレードを移動させた後に、使用済みの前記ブレードと新規の前記ブレードとを自動的に交換するブレード自動交換手段を備えたクリーニング手段と、各手段を予め設定されたプログラムに基づき制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、使用済みの前記ブレードと新規の前記ブレードとを交換する際に、前記制御手段は、前記駆動手段と前記ブレード自動交換手段を作動させ、前記ブレード交換位置で使用済みの前記ブレードを新規の前記ブレードに交換させた後に、前記感光体を前記作像方向とは異なる逆方向に所定量回転させ、次に、新規の前記ブレードを前記クリーニング位置に復帰させた後に、前記感光体を前記作像方向に回転させながら少なくとも前記現像手段を作動させて前記感光体の表面上にトナーを付着させるようにしたことを特徴とする。
【００２８】
これにより、ブレード交換時にブレード自動交換手段から飛散し感光体ドラムの周面上に付着したトナーを、ブレード交換後に、新規のブレードで掻き落とすことができ、現像手段により感光体ドラムに付着させたトナーで新規のブレードの摩擦抵抗を低減できるので、ブレード自動交換に起因する画像不良やブレードの損傷等によるクリーニング不良が生じることがない、高画質な画像形成ができる画像形成装置を提供することができる。
【００２９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記クリーニング手段は、前記クリーニング位置にある前記ブレードに対して前記感光体の作像方向の回転の上流側に、前記感光体と接触する部分で前記感光体の作像方向の回転と同方向の回転作動を行うクリーニング補助部材を備えていることを特徴とする。
【００３０】
これにより、クリーニング補助部材を感光体ドラムと接触する部分で感光体ドラムの回転方向と同方向に回転させることにより、感光体ドラムに付着したトナーを更に効率よく除去でき、しかも、クリーニング手段の筐体と感光体ドラムとの隙間から除去したトナーがこぼれ落ちることがないので、画像形成装置内を綺麗に維持でき故障のない高画質な画像形成ができる画像形成装置を提供できる。
【００３１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記クリーニング手段は、クリーニング補助部材及び前記クリーニング位置にある前記ブレードが前記感光体の表面と接触する側に開口部を有する筐体の内部に設けられ、前記感光体の作像方向の回転に対して上流側に位置する前記開口部の下端側の前記筐体に、一端が前記感光体の表面に接触するように取り付けられたシール部材が設けられていることを特徴とする。
【００３２】
これにより、クリーニング手段の筐体と感光体ドラムとの隙間から除去したトナーがこぼれ落ちることを更に防止できるので、画像形成装置内を綺麗に維持でき更に故障のない高画質な画像形成ができる画像形成装置を提供できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３４】
図１は本発明に係る画像形成装置の画像形成手段を示す概略図、図２は本発明に係るブレード自動交換手段を備えたクリーニング手段を示す概略図、図３は本発明に係るブレード自動交換手段によるブレードの作動状態を示す概略図、図４は本発明に係るブレード交換制御の手順を示すシーケンス図、図５は本発明に係る画像形成装置の回路構成を示すブロック図、である。
【００３５】
本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式により画像を形成する複写機やプリンターあるいはファクシミリ等に係るものであり、図１により画像形成装置の内部に設けられた画像形成手段について説明する。
【００３６】
なお、電子写真方式の画像形成装置は、一般に、よく知られているので、本発明に直接関連しない部分については、詳細な説明を割愛する。
【００３７】
１は感光体ドラムで、感光体ドラム１の周面上には静電潜像を形成するための感光層（図示せず。）が形成されていて、モーター等の駆動源及び歯車やベルト等を用いた回転伝達機構からなる駆動手段（図示せず。）により、通常は作像方向（矢印Ｍ）に回転するようになっている。
【００３８】
２は感光体ドラム１の感光層に対して一様に電荷を付与するための帯電手段である。
【００３９】
３は感光体ドラム１の周面上に、露光手段（図示せず。）からの原稿情報に基く露光光Ｅにより形成された静電潜像をトナーにより顕像化してトナー像を形成するための現像手段である。
【００４０】
現像手段３は、一般に、内包するトナーが飛散しないように全体が筐体３ｂで覆われており、感光体ドラム１と対向する側に感光体ドラム１の周面上にトナーを供給するための現像領域としての開口部３ｃが設けられている。
【００４１】
この開口部３ｃには感光体ドラム１と対向する位置に、回転しながらトナーを供給する現像スリーブ３ａが設けられており、また、開口部３ｃを形成する筐体３ｂの感光体ドラム１の作像方向の回転に対して上流側には、不用なトナーや紙粉等が、前述の現像領域内に侵入して感光体ドラム１に形成された静電潜像に付着しないようにするためのシール部材として機能する現像ウレタンシート３ｄが設けられている。
【００４２】
現像ウレタンシート３ｄは、一端が現像手段３の筐体３ｂに固着され、他端が感光体ドラム１の周面と接触するように設けられている。なお、本発明の実施の形態では素材としてウレタン樹脂を用いたが、これに限るものではない。
【００４３】
４は感光体ドラム１の周面上に形成されたトナー像を紙やＯＨＰシート等の転写材（図示せず。）に転写・分離するための転写・分離手段である。
【００４４】
転写材は搬送路５を通って１点鎖線で示す矢印Ｆ方向に、モーター等の駆動源や複数のローラ等から構成される給排紙手段（図示せず。）により、転写材収納手段（図示せず。）から適切なタイミングで搬送される。
【００４５】
３０は本発明に係るクリーニング手段で、感光体ドラム１と対向する側に、感光体ドラム１の作像方向（矢印Ｍ）の回転に対して上流側の筐体１１の端部１１ａと下流側の筐体１１の端部１１ｂとの間にクリーニング用開口部が設けられている以外は、トナー飛散を防止するために、筐体１１により全体が覆われている。
【００４６】
クリーニング用開口部が設けられている筐体１１の内部には、ブレード自動交換手段やクリーニング補助部材６、及び、感光体ドラム１の周面上をクリーニングすることにより溜まったトナーを回収し、例えば、現像手段３に戻すためのトナー循環手段１２が設けられている。
【００４７】
ブレード自動交換手段は、ブレード２１Ａ及びブレード２１Ｂの複数のブレードが着脱自在に取り付けられたブレード交換手段２０、モーター等の駆動源や駆動機構からなるブレード交換駆動手段（図示せず。）で、ブレード交換手段２０を連結して回転軸８を中心に矢印Ｑ方向に往復作動させることにより、ブレード交換手段２０を感光体ドラム１と近接するクリーニング位置と感光ドラムから離れるブレード交換位置に移動可能な移動手段９、及び、移動手段９の回転位置を規制し、ブレード交換手段２０のクリーニング位置を設定するためのストッパー１０等から構成されている。
【００４８】
クリーニング補助部材６は、ブラシローラにより構成されており、ブレードにより掻き落とすトナー量を減少させ効率的なトナー除去ができるようにするためのもので、感光体ドラム１の周面と接触する部分で同方向に回転（矢印Ｎ）することにより、トナーがクリーニング用開口部を形成する筐体１１の端部１１ａと感光体ドラム１との隙間から落下し、画像形成装置内がトナーで汚れるのを防止している。
【００４９】
画像形成装置内がトナーで汚れるということは、トナーが制御手段である各種センサや電気回路、各種機構及び転写材等に付着することを意味し、種々の故障や画像不良等を発生させる原因となる。
【００５０】
また、更に、トナーが筐体１１の端部１１ａと感光体ドラム１との隙間から落下しないようにするために、一端が筐体１１の端部１１ａに取り付けられ、他端が感光ドラム１の周面に接触する下端部シール部材７が設けらている。なお、下端部シール部材７は、例えば、ウレタン樹脂やポリエチレン樹脂等からなるシート状に形成されている。
【００５１】
本発明の実施の形態におけるクリーニング補助部材（以下、ブラシローラという。）６は、材質が導電性のアクリルやレーヨン、あるいはナイロン等の樹脂で植毛された円柱状のブラシとして形成され、植毛の密度（硬さ）としては、繊維直径は５〜３０デニール、単位面積当たりの本数は４，６５０〜１８，６００本／ｃｍ２が好ましい。
【００５２】
因に、デニールとは、合成繊維や化学繊維の太さを示す単位で、９０００ｍ当たりの質量が１ｇの物を１デニールという。
【００５３】
繊維径５デーニール、本数４，６５０本／ｃｍより小さいと、ブラシローラ６が軟らかくなりすぎて、紙粉・トナー回収能力が不足し、クリーニング不良、フィルミング（薄い膜状に付着する現象）による画像ボケが発生しやすくなり、繊維径３０デニール、本数１８，６００本／ｃｍ２より大きいと、ブラシローラ６が硬くなりすぎて、過剰に感光体ドラム１の感光層が研磨されて、電気的な性質が変化し電位が乗りにくくなる等により、複写されたものが薄く灰色っぽくなる現象、すなわち、かぶりが発生しやすくなる。
【００５４】
また、感光体ドラム１に対する食い込み量は、０．４〜１．５ｍｍが好ましく、０．４ｍｍより小さいと擦過力が弱くなり過ぎて、紙粉・トナー回収能力が不足し、スポットソイレイジ（転写紙の一部に紙粉とトナーが混ざったものが点状にこぼれ落ちる現象）、クリーニング不良、フィルミングによる画像ボケが発生しやすくなり、１．５ｍｍより大きいと擦過力が強くなりすぎて、感光体が過剰に研磨されてかぶりが発生しやすくなる。
【００５５】
更に、感光体ドラム１に対する線速比は、１．４〜２．０が好ましく、１．４より小さいと紙粉・トナー回収能力が不足し、スポットソイレイジ、クリーニング不良、フィルミングによる画像ボケが発生しやすくなり、２．０より大きいと、感光体が過剰に研磨されてかぶりが発生し易くなる。
【００５６】
本発明の実施の形態におけるクリーニング手段３０は、クリーニング用開口部からトナーが飛散しないようにするために、感光体ドラム１の作像方向に対して、上流側は感光体ドラム１と接触するブラシローラ６で、下流側は感光体ドラム１と接触するブレード２１Ａで密封する構造にして、掻き落とされたトナーの飛散を防止し、更に、下端部シール部材７を設けることにより、掻き落とされたトナーが筐体１１の一端部１１ａと感光体ドラム１との隙間からこぼれ落ちたりしないようにしている。
【００５７】
図２により、ブレード交換手段２０におけるブレードの取付け、取り外しについて説明する。
【００５８】
ブレード交換手段２０は、ブレード取付け軸２３、ブレードホルダー２２Ａ、２２Ｂに取り付けられたブレード２１Ａ、２１Ｂ、及び、２本の段付きネジ２４により構成されている。
【００５９】
ブレード取付け軸２３には、ブレードホルダー２２Ａ、２２Ｂを取り付ける際に、図２において水平方向の位置決めを行う平坦部２３ａ、２３ｂが両側面に設けられ、図２において垂直方向の位置決めを兼ねた取付け面２３ｃ、２３ｄが上下に設けられており、ブレード取付け軸２３の軸方向の中心に対して回転対称に形成されている。
【００６０】
新規のブレードをブレード取付け軸２３に取り付ける場合は、例えば、ブレード２１Ａが取り付けられたブレードホルダー２２Ａをブレード取付け軸２３の取付け面２３ｃに押し付け、次に、ブレードホルダー２２Ａの側面部２２Ａ１をブレード取付け軸２３の側面の平坦部２３ａに突き当てながら、段付きネジ２４により固定する。
【００６１】
ブレード取付け軸２３にブレード２１Ｂを取り付けるときは、同様に、ブレード２１Ｂが取り付けられたブレードホルダー２２Ｂを取付け面２３ｄに押し付け、次に、ブレードホルダー２２Ｂの側面部２２Ｂ１をブレード取付け軸２３の側面の平坦部２３ｂに突き当てながら、段付きネジ２４により固定すると、ブレード取付け軸２３に対してブレード２１Ａ、２１Ｂが上下左右方向の位置が適切な位置になるように取り付けられる。
【００６２】
使用済みのブレードを取り外して新規のブレードに交換する場合は、段付きネジ２６を外して、使用済みのブレード２１Ａ，２１Ｂをブレードホルダー２２Ａ、２２Ｂと一緒にブレード取付け軸２３から取り外し、前述の取付け手順で新規のブレードを取り付ければよい。
【００６３】
なお、本発明の実施の形態におけるブレード交換手段２０は、ブレード２１Ａ、２１Ｂは、同種類の同形状の物を使用し、ブレードホルダー２２Ａ、２２Ｂにそれぞれ取り付けられユニット化されたものを使用するようにしており、１個毎に取り付け取り外しが可能で位置決め等も簡単に行える構造になっているが、ブレードの着脱が自在にできるものであれば、ブレード交換手段２０の構造は、他の構造でも良く、これに限るものではないことはいうまでもない。
【００６４】
次に、図１及び図２を参照して、ブレード自動交換手段によりブレードを自動的に交換する場合の作動について説明する。
【００６５】
画像形成装置の各種センサやＣＰＵ等からなる電気回路で構成された制御手段（図示せず。）が、例えば、総部数をカウントしており、ブレード交換のために予め設定された部数に達したとき、ブレード自動交換モードに入る。
【００６６】
ブレード自動交換モードに入ると、制御手段は、ブレード交換駆動手段（図示せず。）を作動させ、まず、図１における移動手段９を矢印Ｑに示す時計方向に作動させることにより、ブレード交換手段２０を感光体ドラム１と近接するクリーニング位置から感光ドラムから離れるブレード交換位置に移動する。
【００６７】
ブレード交換位置にブレード交換手段２０が移動完了した後に、使用済みのブレードを新規のブレードに交換する。
【００６８】
例えば、使用済みのブレード２１Ａを新規のブレード２１Ｂに交換するために、ブレード取付け軸２３を反時計方向（矢印Ｘ方向）に回転させ、新規のブレード２１Ｂと使用済みのブレード２１Ａとの位置を入れ替えて、位置決めした後に停止させる。
【００６９】
ブレード交換手段２０に長期にわたり積もって多量に付着したトナーが感光体ドラム１の周面上に波線Ｔで示す領域に飛散して付着する現象は、主に、ブレード交換手段２０がブレード交換のために作動する時に発生することが多く、例えば、クリーニング位置からブレード交換位置に移動を開始する際や、ブレードを交換するためのブレード取付け軸２３の回転作動と回転停止時の衝撃等により発生する。
【００７０】
そこで、制御手段は、波線Ｔで示す領域より若干余裕を取った範囲に相当する移動量Ｄだけ、感光体ドラム１を作像方向の回転（矢印Ｍ）とは逆方向に回転させ、停止させる。
【００７１】
次に、移動手段９を作動させて、移動手段２０がストッパー１０に当接する位置まで移動させることにより、ブレード交換手段２０をクリーニング位置に復帰させる。
【００７２】
クリーニング位置では、新規のブレード２１Ｂが図２に示すブレード２１Ａの位置に入れ替わっており、以降は新規のブレード２１Ａとして作動するように設定され、感光体ドラム１の周面上に所定の押圧力で接触するようになっている。
【００７３】
ブレード２１Ａを感光体ダラム１に当接させた後に、感光体ドラム１を作像方向に回転させ、波線Ｔの領域にあるトナーを新規のブレード２１Ａで掻き落として回収（クリーニングともいう。）すると同時に、感光体ドラム１の周面上に現像手段３を作動させトナーを付着する。
【００７４】
そして、感光体ドラム１が、例えば、１回転して停止する間に、感光体ドラム１に当接する新規のブレード２１Ａが、このトナーを掻き落とすことで、ブレードエッジ２１Ａｅが付着したトナーや感光体ドラム１の周面に擦られ、適度な摩擦抵抗を有するようになる。
【００７５】
なお、このときに、ブラシローラ６は、矢印Ｎ方向に回転させても良い。
勿論、このときの感光体ドラム１の作像方向の回転は、ブレード２１Ａのブレードエッジ２１Ａｅが適切な摩擦抵抗を有するように調整させることと、感光体ドラム１の周面上をクリーニングするためのものであるから、一連のブレード交換に要する時間を短縮するためにも１回転以下の回転数にすることが好ましい。
【００７６】
ブレード自動交換手段は感光体ドラム１が停止すると、ほぼ同時にブレード２１Ａを感光体ドラム１に当接させる押圧状態を後述する待機状態の微圧着状態にして、画像形成の開始を待つことになる。
【００７７】
本発明の実施の形態においては、感光体ドラム１を逆回転させるときは、移動量Ｄが３０〜５０ｍｍとなるように設定することが好ましく、３０ｍｍより小さいとトナーの回収が不十分となり、軽微ではあるがハーフトーン画像に黒スジが発生し、５０ｍｍより大きいと感光体ドラム１と接触する下端部シール部材７がめくれて、クリーニング装置の下端部からのトナーこぼれが発生する可能性がある。
【００７８】
なお、移動量Ｄは、ブレード自動交換手段や感光体ドラム１等が変更された場合には、トナーの飛散し落下する状況を再確認した上で、変更されたブレード自動交換手段や感光体ドラム１に適した移動量Ｄを求め、設定するようにすることが好ましい。
【００７９】
また、本発明の実施の形態においては、ブレード２１Ａが感光体ドラム１に接触する前に移動量Ｄ分だけ逆回転させるようにしたが、これは、多量のトナーを自然に落下させた後に、新規のブレードで波線Ｔで示す領域のトナーを書き落とせるようにするためである。
【００８０】
また、仮に、新規のブレード２１Ａが感光体ドラム１に接触した後に、感光体ドラム１を逆回転させても、図２に示すように、新規のブレード２１Ａの感光体ドラム１に対する逆回転時の接触方向が逃げ方向となるため、食い込むことはないが、感光体ドラム１が逆回転する際に、新規のブレード２１Ａの背面（波線Ｔで示す領域側の面）と感光体ドラム１の間に隙間がないために溜まったトナーが、次の作像方向の回転時に、溜まって積もった状態で回転する恐れが有り、これを防止するためにも、ブレードが感光体ドラムに接触する前に感光体ドラム１を逆回転させる必要がある。
【００８１】
新規のブレード２１Ａの感光体ドラム１に対する摩擦抵抗を減じる調整のために、トナーを感光体ドラム１に付着する場合は、本発明の実施の形態においては、特に、帯電手段２や露光手段（図示せず。）を作動させずに、感光体ドラム１と現像手段３との間に現像バイアスを付与し現像スリーブ３ａを回転させると、現像手段３内で攪拌され摩擦帯電により電荷を持ったトナーが感光体ドラム１の周面上にほぼ均一に付着するようになっている。
【００８２】
勿論、これに限らず、帯電手段２や露光手段を作動させて、感光体ドラム１にトナーを付着させるようにしても良い。
【００８３】
図３により、ブレードの感光体ドラムに対する設定位置について説明する。
図３は、ブレード２１Ａの感光体ドラム１に対する押圧状態を模式化したもので、ブレードの感光体ドラムに対する設定位置は、ブレードの押圧状態と関連し、感光体ドラム１に強く押圧される圧着位置、感光体ドラム１に触れる程度の微圧着位置、感光体ドラム１から離れた位置でブレードを交換するためのブレード交換位置とがある。
【００８４】
２２Ａはブレード２１Ａが取り付けられたブレードホルダーで、図３において反時計方向に付勢されているものとする。２５は回転するカムで、ブレードホルダー２２Ａが当接して作動するようになっている。
【００８５】
（イ）図は、圧着位置を示し、感光体ドラム１が画像形成のために回転してブレード２１Ａが残留トナーを掻き落としクリーニングを実行するときのブレード位置である。
【００８６】
ブレードホルダー２２Ａとカム２５との当接が解除されている時が、最も押圧力が強いものとなるように設定されており、例えば、ブレード２１Ａが、２５℃環境下での反発弾性が４０〜７５（％）のウレタンゴムの場合に、感光体ドラム１の中心方向への当接荷重が単位長さ当たり０．１４７〜０．２４５（Ｎ／ｃｍ）に設定されている。
【００８７】
勿論、ブレードの当接荷重は、上記数値に限定されるものではなく、画像形成装置の構成や機能あるいは性能等により適宜設定されるものである。
【００８８】
（ロ）図は、微圧着位置を示し、感光体ドラム１が回転していない待機状態にあるときのブレード位置である。
【００８９】
ブレード２１Ａの先端部分がわずかに感光体ドラム１に振れる程度の押圧状態となるようにカム２５とブレードホルダー２２Ａとの当接位置が設定されている。
【００９０】
（ハ）図は、ブレード交換位置を示し、ブレード２１Ａが感光体ドラム１に接触しないブレード位置になっている。ブレード交換時に感光体ドラム１にブレード２１Ａが誤って接触しないように、カム２５がブレードホルダー２２Ａを大きく移動させるように設定されている。
【００９１】
本発明に係る圧着位置、微圧着位置、ブレード交換位置の３つの位置制御に関し、詳細な説明は割愛するが、本発明の実施の形態においては、図１及び図２に示すブレード自動交換手段のブレード取付け軸２３の回転角度や移動手段９の移動量等を各種センサ（図示せず。）で検出して適切な位置になるように制御される。なお、ブレード自動交換を行う画像形成装置において、微圧着位置を設けることが必須の要件ではないことは言うまでもない。
【００９２】
図４により、本発明に係るブレード交換制御のシーケンスを説明する。
図４は、縦方向には各手段の動作とその状態等を並べて記載し、横方向には各手段の動作に対応する状態を時間軸で示したタイムチャートを記載したものである。
【００９３】
符号のＳは動作の開始（スタート）、Ｅは動作の終了（エンド）を示し、符号のイ〜リ点は、縦方向に記載した各手段の動作の開始又は終了時点を示している。以下、符号に基づいて制御手段（図示せず。）によるブレード自動交換モードにおけるシーケンス制御を、図１〜図３を参照して、詳細に説明する。
【００９４】
イ点）ブレード駆動
制御手段は、まず最初に、イ点で、ブレード駆動を行う。図１に示す移動手段９によりブレード交換手段２０を移動させることにより、ブレード取付け軸２３に取り付けられたブレードを図３に示す圧着位置（クリーニング位置ともいう。）から交換位置（ブレード交換位置ともいう。）へと移動する。
【００９５】
ロ〜ハ点）ブレード交換
ブレード交換位置にブレード交換手段２０が移動すると、ロ点で、図２に示すようにブレード交換手段２０のブレード取付け軸２３を回転（矢印Ｘ方向）させ、例えば、使用済みブレード２１Ａをブレード２１Ｂ位置に、新規のブレード２１Ｂをブレード２１Ａ位置に設定位置を入れ替えて、ハ点で、ブレードの交換が終了する。
【００９６】
ニ〜ホ点）感光体駆動
ブレードの交換が終了すると、ニ点で、図２に示すように感光体ドラム１を移動量Ｄ分だけ、作像方向とは逆方向に回転させ、ホ点で、回転を停止させる。
【００９７】
ヘ点）ブレード駆動
感光体ドラム１の回転が停止すると、ヘ点で、移動手段９によりブレード交換手段２０を移動させることにより、交換位置から圧着位置とブレード交換手段２０を移動させ、新規のブレードを感光体ドラム１に所定の押圧力で当接する。
【００９８】
ト〜チ点）感光体駆動、現像スリーブ駆動、現像バイアス
ト点で、感光体ドラム１を作像方向に回転させると同時に、現像手段３の現像スリーブ３ａを回転させ、現像バイアスを付与して感光体ドラム１の周面上にトナーを付着させ、チ点で、感光体ドラム１の回転を停止させる。
【００９９】
新規のブレードは、感光体ドラム１が回転している間に、ブレード交換時に感光体ドラム１に飛散して付着したトナーと、感光体ドラム１の周面上に付着したトナーを掻き落とすことにより、感光体ドラム１の周面上をクリーニングすると共に、適切な摩擦抵抗になるように調整される。
リ）ブレード駆動
感光体ドラム１の回転が停止すると、リ点で、ブレード交換手段２０の作動によりブレードを解除位置、すなわち図３に示す微圧着位置にして、画像形成作動の開始を待機する待機状態となる。
【０１００】
以上により、ブレード自動交換モードにおいて、使用済みブレードを新規のブレードに交換して、交換された新規のブレードの摩擦抵抗を調整すると共に感光体ドラム１の周面上をクリーニングする一連のブレード交換工程を終了する。
【０１０１】
そして、画像形成装置が画像を形成するときは、常に高画質な画像形成ができるようにしている。
【０１０２】
図５により、本発明の実施の形態における画像形成装置の回路構成を簡単に説明する。
【０１０３】
１００は画像形成装置全体の回路を示し、１１０は画像形成装置全体の制御を行うＣＰＵで、画像形成装置を制御するための各種モードのプログラムやプログラムを実行するために必要なデータ等が予め記憶されている。
【０１０４】
ＣＰＵ１１０には、情報制御回路１２０、画像処理回路１４０、駆動制御回路１５０および電源回路４００等が接続され、これらの回路を介して画像形成装置全体の制御ができるようになっている。
【０１０５】
情報制御回路１２０は、ＣＰＵ１１０の指示により、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３０を介して外部情報機器５００からの文字や画像等の画像情報や画像形成等に必要な各種情報を入力し、入力した各種情報を記憶手段１６０に記憶させると共に、必要に応じて画像処理回路１４０や駆動制御回路１５０、あるいは表示手段３００等に記憶手段１６０に記憶された各種情報を出力するようになっている。
【０１０６】
また、情報制御回路１２０は、外部情報機器５００から入力した各種情報の他に、画像処理回路１４０や駆動制御回路１５０等を含む各手段の作動に必要な各種情報の入出力や操作入力手段２００で入力された情報等が画像形成装置の作動に支障がないように適宜円滑に各回路や各手段に伝達されるように作動する。
【０１０７】
特に、本発明の実施の形態においては、画像形成が実行された回数を画像形成工程が実行される毎にカウントして総部数を更新しながら記憶手段１６０に記憶させ、カウントした総部数が記憶手段１６０に予め設定され記憶された所定の部数に達したときに、ＣＰＵ１１０に対して後述するクリーニング手段１９０のブレード自動交換手段１９１を作動させ、ブレードを交換させるためのブレード交換情報を出力する機能も備えている。
【０１０８】
なお、外部情報機器５００としては、コンピュータやインターネット・サーバー、あるいは、デジタル・カメラや計測した情報を出力可能な計測装置等の本発明の実施の形態における画像形成装置に接続可能な情報機器が想定される。
【０１０９】
操作入力手段２００は、例えば、キーボードやタッチパネル等で構成され、画像が形成された転写材の出力枚数や種類（例えば、普通紙、再生紙、厚紙、ＯＨＰシート等）、あるいは拡大縮小等の倍率や出力画像の濃度設定情報等の情報が入力できるようになっている。
【０１１０】
表示手段３００は、例えば、液晶表示装置等で構成され、操作入力手段２００で情報を入力する際の操作手順や各種情報の一覧表示および設定情報確認表示、あるいは記憶手段１６０に記憶された情報の表示、画像形成装置の作動中の状態表示や警告表示等が表示されるようになっている。
【０１１１】
画像画像処理回路１４０は、ＣＰＵ１１０の指示により、記憶手段１６０に記憶されている画像情報等を画像形成装置に適したデータや信号等に変換し、駆動制御回路１５０等と協働して画像形成手段１７０により画像形成ができるようにするための回路である。
【０１１２】
駆動制御回路１５０は、ＣＰＵ１１０の指示により、画像形成手段１７０、給排紙手段１８０およびクリーニング手段１９０等を作動させ画像形成作動を行うための回路である。また、ブレード交換モードでブレードを交換する際には、ブレード自動交換手段１９１を駆動させるようになっている。
【０１１３】
画像形成手段１７０は、駆動制御回路１５０により作動され、画像画像処理回路１４０から出力される画像情報に基づく信号により画像形成を行うもので、例えば、図１に示すように、駆動手段（図示せず。）により感光体ドラム１を回転させ、感光体ドラム１の周面上を帯電手段２により帯電し、露光手段（図示せず。）により原稿の画像情報に基づく露光光Ｅで露光する。感光体ドラム１の周面上に形成された潜像を現像手段３によりトナーで現像し、転写材収納部（図示せず。）から給排紙手段１８０により適切なタイミングで給紙されてくる転写材上に、感光体ドラム１の周面上に顕像化されたトナー像を転写・分離手段４により転写し分離した後に定着手段（図示せず。）でトナー像を溶融固着し、排紙皿（図示せず。）に排出する。また、転写・分離後の感光体ドラム１をクリーニング手段３０によりクリーニング（清掃）して、次回の画像形成ができるようにする作動を行う手段である。
【０１１４】
なお、画像形成装置が、複写機やファクシミリの場合には、画像形成手段１７０に原稿を読み取る読取手段（図示せず。）が含まれるものとする。
【０１１５】
給排紙手段１８０は、感光体ドラム１の周面上に顕像化されたトナー像を転写材に転写できるように、転写材収納部から適切なタイミングで転写材を感光体ドラム１に対して供給搬送し、転写・分離作動が終了した転写材上のトナー像を溶融固着させるために定着装置（図示せず。）に搬送し、その後、排紙皿（図示せず。）に排紙搬送する作動を行う手段である。
【０１１６】
クリーニング手段１９０は、本発明の実施の形態においては、ブレード自動交換手段１９１を備えており、図１に示す転写・分離後の感光体ドラム１をブレード２１Ａやブラシローラ６でクリーニングする作動を行う手段である。
【０１１７】
ブレード自動交換手段１９１は、図１に示す移動手段９を作動させ、ブレード交換手段２０をクリーニング位置からブレード交換位置に移動し、図２に示すようにブレード交換手段２０のブレード取付け軸を２３を回転させることで、例えば、使用済みブレード２１Ａをブレード２１Ｂ位置に、新規のブレード２１Ｂをブレード２１Ａ位置に設定位置を入れ替えて、使用済みのブレードを新規のブレードに交換した後に、トナーが付着されて回転する感光体ドラム１の周面上にブレードを当接させ、新規のブレードを適切な摩擦抵抗に調整するための一連のブレード交換作動を行う。
【０１１８】
本発明の実施の形態におけるブレード交換の制御は、前述したように画像形成が実行された転写材の総部数が所定の部数に達したときに実行されるもので、例えば、情報制御回路１２０がＣＰＵ１１０にブレード交換情報を出力した際に、ＣＰＵ１１０が画像形成作動を実行している場合は、画像形成作動が終了した時点で、画像形成作動を実行していない場合には直ちにブレード自動交換モードを実行するようになっている。
【０１１９】
ブレード自動交換モードにおいては、ＣＰＵ１１０は駆動制御回路１５０を介してクリーニング自動交換手段１９１と画像形成手段１７０の感光体ドラム１や現像手段３を協働して作動させ、前述した一連のブレード交換作動を実行するようになっている。
【０１２０】
そして、ブレードの交換作動が実行されると、ブレード自動交換モードの終了時点で、情報制御回路１２０がカウントしていた転写材の総部数がクリアされて、次のブレード交換までの部数を新たにカウントできるようになっている。
【０１２１】
なお、本発明の実施の形態においては、情報制御回路１２０がＣＰＵ１１０にブレード交換情報を出力した際に、直ちにブレード自動交換モードを実行するようにしているが、業務の都合等で、ブレード自動交換モードが自動的に実行されて画像形成ができなくなると困る事態が発生する可能性があることを考慮すると、例えば、ブレード交換情報が出力されたときに表示手段３００にブレード交換表示を行い、使用者が操作入力手段２００を操作してブレード自動交換モードの実行を選択したときに、ブレード自動交換モードが実行されるようにしても良い。
【０１２２】
電源回路４００は、電源スイッチ（図示せず。）が投入されると、電源から適切な通電が画像形成装置全体に行われ、電源スイッチが遮断されると、通電が遮断されるようになっている。また、例えば、ＣＰＵ１１０の指示により、画像形成作動が終了したときには、画像形成装置を待機状態における省電状態にするため、あるいは、一時的なメモリの記憶内容等の保存のために必要な一部の通電を除いて他の通電を遮断する等の作動が行えるようになっている。
【０１２３】
以上により、本発明の実施の形態においては、ブレードの交換が終了した時点で、感光体ドラムを所定量だけ作像方向とは異なる逆方向に回転させ、新規のブレードを感光体ドラムに当接させた後に、感光体ドラムを作像方向に回転させるようにしたので、ブレード交換時に、感光体ドラムのブレード当接位置より作像方向の回転に対して下流側の所定量に相当する周面上の領域に付着したトナーを新規のブレードで掻き落としクリーニングすることができ、ブレード交換後の画像形成において感光体ドラムの周面上に付着したトナーによる画像不良が発生しないようになった。
【０１２４】
また、新規ブレードを感光体ドラムに当接した際に、現像手段によりトナーを付着させた感光体ドラムを作像方向に回転することで、新規のブレードの摩擦抵抗を減じる調整を行うようにしたので、感光体ドラムへの適切な当接状態が確保され、新規のブレードに交換したことによるブレードや感光体ドラムの破損等を防止でき、しかも、高画質な画像形成を継続して維持することができるようになった。
【０１２５】
なお、本発明の実施の形態においては、画像形成装置の感光体として感光体ドラムを用いて説明したが、本発明は、感光体ドラムに限るものではなく、ベルト上の感光体を用いた画像形成装置にも適用できるものである。
【０１２６】
【発明の効果】
ブレード自動交換に起因する画像不良やブレードの損傷等によるクリーニング不良が生じることがない、高画質な画像形成ができる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の画像形成手段を示す概略図である。
【図２】本発明に係るブレード自動交換手段を備えたクリーニング手段を示す概略図である。
【図３】本発明に係るブレード自動交換手段によるブレードの作動状態を示す概略図である。
【図４】本発明に係るブレード交換制御の手順を示すシーケンス図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  帯電手段
３  現像手段
４  転写・分離手段
５  搬送路
６  ブラシローラ
７  下端部シール部材
８  回転軸
９  移動手段
１０  ストッパー
１１  筐体
１２  トナー循環手段
２０  ブレード交換手段
２１  ブレード
２２  ブレードホルダー
２３  ブレード取付け軸
２４  段付きネジ
【図１】
2004325856.tif 000003
【図２】
2004325856.tif 000004
【図３】
2004325856.tif 000005
【図４】
2004325856.tif 000006
【図５】
2004325856.tif 000007