(57)【要約】【課題】  構造を複雑化させることなしに、ファーブラシなどの清掃部材に蓄積されたトナーをより効率よく、除去することができる新規な画像形成装置を提供する。【解決手段】  転写手段２と清掃部材３との間に所定のバイアスを印加することで、清掃部材３に蓄積されたトナーを転写手段２に逆転写し、次いで像担持体１と転写手段２との間に所定のバイアスを印加することで像担持体１に逆転写した後、クリーニング手段７によって清掃、除去する。【選択図】  図３
2005164699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像を担持して回転する像担持体と、
画像形成時に、像担持体の回転と同期回転して被転写体を搬送しながら像担持体と接触させることによって、被転写体にトナー像を転写させるか、または画像形成時に、像担持体の回転と同期回転しながら像担持体と接触することによって、トナー像をその表面に転写後、当該トナー像を被転写体に転写する転写工程を行うための転写手段と、
画像形成時の転写手段と像担持体との間に所定のバイアスを印加することで、像担持体表面のトナー像を被転写体または転写手段に転写させる転写工程を行うための転写用電源と、
転写手段の表面に接触して、当該表面に付着したトナーを清掃、除去するための、導電性を有する清掃部材と、
画像形成時の転写手段と清掃部材との間に所定のバイアスを印加することで、当該転写手段の表面に付着したトナーを静電気的に清掃部材に付着させて清掃、除去するための清掃用電源と、
トナー像の転写後に像担持体の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段と、上記各部を駆動制御するための制御手段と
を備えた画像形成装置であって、制御手段は、転写工程を行っていないときに、
像担持体と転写手段とを回転させながら、転写手段と清掃部材との間に、清掃用電源によって、清掃部材の電位が、転写手段の表面電位に対して低くなるバイアスを印加して、清掃部材に蓄積したトナーのうち、標準と逆の極性に帯電したトナーを転写手段に逆転写させるとともに、像担持体と転写手段との間に、転写用電源によって、転写手段の電位が、像担持体の表面電位に対して低くなるバイアスを印加して、転写手段に逆転写したトナーをさらに像担持体に逆転写させたのち、クリーニング手段によって清掃除去する逆帯電トナー清掃制御部を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
表面にトナー像を担持して回転する像担持体と、
画像形成時に、像担持体の回転と同期回転して被転写体を搬送しながら像担持体と接触させることによって、被転写体にトナー像を転写させるか、または画像形成時に、像担持体の回転と同期回転しながら像担持体と接触することによって、トナー像をその表面に転写後、当該トナー像を被転写体に転写する転写工程を行うための転写手段と、
画像形成時の転写手段と像担持体との間に所定のバイアスを印加することで、像担持体表面のトナー像を被転写体または転写手段に転写させる転写工程を行うための転写用電源と、
転写手段の表面に接触して、当該表面に付着したトナーを清掃、除去するための、導電性を有する清掃部材と、
画像形成時の転写手段と清掃部材との間に所定のバイアスを印加することで、当該転写手段の表面に付着したトナーを静電気的に清掃部材に付着させて清掃、除去するための清掃用電源と、
トナー像の転写後に像担持体の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段と、上記各部を駆動制御するための制御手段と
を備えた画像形成装置であって、制御手段は、転写工程を行っていないときに、
像担持体と転写手段とを回転させながら、転写手段と清掃部材との間に、清掃用電源によって、清掃部材の電位が、転写手段の表面電位に対して高くなるバイアスを印加して、清掃部材に蓄積したトナーのうち、標準の極性に帯電したトナーを転写手段に逆転写させるとともに、像担持体と転写手段との間に、転写用電源によって、転写手段の電位が、像担持体の表面電位に対して高くなるバイアスを印加して、転写手段に逆転写したトナーをさらに像担持体に逆転写させたのち、クリーニング手段によって清掃除去する正規帯電トナー清掃制御部を有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】
この発明は、電子写真法を利用した静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、レーザープリンタおよびこれらの複合機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記の画像形成装置においては、ドラム状の像担持体の外周面に形成したトナー像を、当該像担持体に当接させた搬送転写ローラや搬送転写ベルト等の搬送転写手段によって搬送途中の、紙等の被転写体上に転写したのち定着させるか、あるいはトナー像を、像担持体に当接させた中間転写ローラや中間転写ベルト等の中間転写手段上に転写した後、このトナー像を被転写体上に再転写して定着させることが行われる。
【０００３】
しかし、上記搬送転写手段や中間転写手段（以下「転写手段」と総称する場合がある）を用いた画像形成装置においては、当該転写手段の表面に付着したトナーが、例えば搬送転写手段の場合は被転写体の裏面に再付着して裏汚れを生じるという問題があり、中間転写手段の場合はトナー像に混入して画像汚れを生じるという問題がある。そこで、転写手段の表面に付着したトナーを清掃、除去するための清掃部材を設けるのが一般的である。
【０００４】
例えば特許文献１には、転写手段の表面に、清掃部材としてブレードを当接させ、当該ブレードの機械的な掻き取り力によって、転写手段の表面に付着したトナーを清掃、除去することが記載されている。
しかし、例えば像担持体などの清掃用として一般的なウレタンブレードなどを、ゴムベルトやゴムローラ等の弾性体からなる転写手段と組み合わせた場合には、ブレードのめくれや、ブレードと転写手段との間をトナーが通過するすり抜け等の余裕が無いため、長期間に亘って安定して、転写手段の表面に付着したトナーを清掃、除去するのが難しいという問題がある。
【０００５】
そこで特許文献２においては、清掃部材として導電性のファーブラシを用いるとともに、このファーブラシと転写手段との間に所定のバイアスを印加することで、当該転写手段の表面に付着したトナーを静電気的に、ファーブラシに付着させて清掃、除去することが提案されている。
【特許文献１】特許第３３８５１３４号公報（請求項１、第０００５欄、第００１２欄〜第００１３欄、図１）
【特許文献２】特開２００２−２２９３４４号公報（請求項１、第００１４欄〜第００１７欄、第００８１欄〜第００８３欄、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記のファーブラシを用いて、転写手段の表面の清掃を長期間に亘って連続して行うと、除去したトナーがファーブラシの毛の回りや毛と毛の間などに蓄積されて、清掃の効果が徐々に低下するという問題がある。そこで、ファーブラシからトナーを除去してやる必要がある。
ファーブラシからトナーを除去する方法としては、例えばファーブラシの毛に当接するように金属ローラを配設し、当該金属ローラを回転させながら、ファーブラシと金属ローラとの間に所定のバイアスを印加することで、静電気的に、ファーブラシに蓄積されたトナーを金属ローラに転移させた後、この金属ローラに当接させたブレードによって転移したトナーを掻き取って除去することが考えられる。
【０００７】
この方法によれば、ファーブラシに蓄積されたトナーを効率よく、除去することができる。しかし部品点数が多くなる上、可動部分や高圧電源、その制御回路などが必要となるため、画像形成装置が複雑化してコストアップにつながるという問題がある。
また、ファーブラシの毛に当接するようにスクレーパを配設し、当該毛がスクレーパに当接した状態で、ファーブラシの回転に伴って徐々に変形したのち、スクレーパの先端から離れる際に、自身の弾力性によって元に戻る動きを利用して、個々の毛に付着したトナーを叩き落すようにして除去することも考えられる。この方法によれば、可動部分の追加が無く、固定部材であるスクレーパのみを追加するだけでよいため、画像形成装置が複雑化することはないものの、ファーブラシに蓄積されたトナーの除去効率があまり高くないという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、構造を複雑化させることなしに、ファーブラシなどの清掃部材に蓄積されたトナーをより効率よく、除去することができる新規な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】
【０００９】
請求項１記載の発明は、表面にトナー像を担持して回転する像担持体と、
画像形成時に、像担持体の回転と同期回転して被転写体を搬送しながら像担持体と接触させることによって、被転写体にトナー像を転写させるか、または画像形成時に、像担持体の回転と同期回転しながら像担持体と接触することによって、トナー像をその表面に転写後、当該トナー像を被転写体に転写する転写工程を行うための転写手段と、
画像形成時の転写手段と像担持体との間に所定のバイアスを印加することで、像担持体表面のトナー像を被転写体または転写手段に転写させる転写工程を行うための転写用電源と、
転写手段の表面に接触して、当該表面に付着したトナーを清掃、除去するための、導電性を有する清掃部材と、
画像形成時の転写手段と清掃部材との間に所定のバイアスを印加することで、当該転写手段の表面に付着したトナーを静電気的に清掃部材に付着させて清掃、除去するための清掃用電源と、
トナー像の転写後に像担持体の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段と、上記各部を駆動制御するための制御手段と
を備えた画像形成装置であって、制御手段は、転写工程を行っていないときに、
像担持体と転写手段とを回転させながら、転写手段と清掃部材との間に、清掃用電源によって、清掃部材の電位が、転写手段の表面電位に対して低くなるバイアスを印加して、清掃部材に蓄積したトナーのうち、標準と逆の極性に帯電したトナーを転写手段に逆転写させるとともに、像担持体と転写手段との間に、転写用電源によって、転写手段の電位が、像担持体の表面電位に対して低くなるバイアスを印加して、転写手段に逆転写したトナーをさらに像担持体に逆転写させたのち、クリーニング手段によって清掃除去する逆帯電トナー清掃制御部を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、表面にトナー像を担持して回転する像担持体と、
画像形成時に、像担持体の回転と同期回転して被転写体を搬送しながら像担持体と接触させることによって、被転写体にトナー像を転写させるか、または画像形成時に、像担持体の回転と同期回転しながら像担持体と接触することによって、トナー像をその表面に転写後、当該トナー像を被転写体に転写する転写工程を行うための転写手段と、
画像形成時の転写手段と像担持体との間に所定のバイアスを印加することで、像担持体表面のトナー像を被転写体または転写手段に転写させる転写工程を行うための転写用電源と、
転写手段の表面に接触して、当該表面に付着したトナーを清掃、除去するための、導電性を有する清掃部材と、
画像形成時の転写手段と清掃部材との間に所定のバイアスを印加することで、当該転写手段の表面に付着したトナーを静電気的に清掃部材に付着させて清掃、除去するための清掃用電源と、
トナー像の転写後に像担持体の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段と、上記各部を駆動制御するための制御手段と
を備えた画像形成装置であって、制御手段は、転写工程を行っていないときに、
像担持体と転写手段とを回転させながら、転写手段と清掃部材との間に、清掃用電源によって、清掃部材の電位が、転写手段の表面電位に対して高くなるバイアスを印加して、清掃部材に蓄積したトナーのうち、標準の極性に帯電したトナーを転写手段に逆転写させるとともに、像担持体と転写手段との間に、転写用電源によって、転写手段の電位が、像担持体の表面電位に対して高くなるバイアスを印加して、転写手段に逆転写したトナーをさらに像担持体に逆転写させたのち、クリーニング手段によって清掃除去する正規帯電トナー清掃制御部を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１、２の構成では、制御手段が、転写工程を行っていないときに逆帯電トナー清掃制御部および／または正規帯電トナー清掃制御部を作動させて、清掃部材に蓄積された所定の電位に帯電したトナーを転写手段、つまり搬送転写手段または中間転写手段に静電気的に逆転写し、さらに転写手段から像担持体に静電気的に逆転写して、クリーニング手段によって清掃、除去することができる。したがって、従来の金属ローラによる清掃、除去などと同程度に効率よく、清掃部材に蓄積されたトナーを除去することができる。
【００１２】
しかも上記の除去操作は、既に画像形成装置に備えられている転写手段、像担持体およびクリーニング手段のみを利用して、制御プログラムを変更するだけで、あるいは電源の極性逆転のために僅かな回路部品を追加するだけで実施することができ、可動部分の大幅な追加を必要としない。
したがって請求項１、２記載の発明によれば、画像形成装置の構造を複雑化させることなしに、ファーブラシなどの清掃部材に蓄積されたトナーをより効率よく、除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明の画像形成装置の、実施の形態の一例における、像担持体としての電子写真感光体１の付近を示す概略図である。
図に見るようにこの例の画像形成装置は、ドラム状に形成され、図中に実線の矢印で示す方向に回転駆動される電子写真感光体１と、駆動ローラ２１と従動ローラ２２との間に掛け渡した状態で、上記駆動ローラ２１を図中に太線の矢印で示す方向に回転させることで、図中に一点鎖線の矢印で示す方向に回転され、それによって紙等の被転写体（図示せず）を、図中に破線の矢印で示す方向に搬送しながら電子写真感光体１と接触させて、当該電子写真感光体１上に形成したトナー像を被転写体上に転写させる転写工程を行うための搬送転写ベルト２とを備えている。搬送転写ベルト２の具体例としては、これに限定されないが、例えばその表面をＰＶＤＦ（ポリふっ化ビニリデン）にて形成した、体積抵抗値が１０１１Ω・ｃｍ程度であるものなどを挙げることができる。
【００１４】
また搬送転写ベルト２の裏面側の、電子写真感光体１と対応する位置には転写ローラ２３を配設してあり、当該転写ローラ２３を、搬送転写ベルト２の裏面側から電子写真感光体１の方向に所定の当接力で当接させることによって、電子写真感光体１と搬送転写ベルト２とを当接させている。
また搬送転写ベルト２の表面側の、従動ローラ２２と対応する位置には、清掃手段としてのファーブラシ３を配設してある。ファーブラシ３は導電性の軸３１の周囲に、導電化したポリエステルの繊維などからなる多数の毛３２を放射状に植えるとともに、それぞれの毛の外周を図中に二点鎖線で示すように円柱状となるように切り揃えて形成される。ファーブラシ３の具体例としては、これに限定されないが、例えば太さが３００デニール／４８本程度の微細な、そして体積抵抗値が１０７Ω・ｃｍ程度の導電化ポリエステルの繊維を、１ｃｍ２あたり９３×１０３本程度植毛したものなどを挙げることができる。
【００１５】
また図の例では、ファーブラシ３の毛３２に当接するように、前記のように毛に付着したトナーを叩き落すためのスクレーパ３３を配設してあり、これによってトナーの除去効率をさらに向上することができる。
電子写真感光体１の周囲には、図では記載を省略しているが、その回転方向に沿って順に、当該電子写真感光体１の表面を一様に帯電させるための帯電手段（図２中の符号４、以下、同様に図２中の符号を付して説明する）、帯電した電子写真感光体１の表面を露光して静電潜像を形成するための露光手段５、形成した静電潜像をトナー像に現像するための現像手段６、上記搬送転写ベルト２、および被転写体へのトナー像の転写後に、電子写真感光体１の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段７を配設してある。
【００１６】
このうちクリーニング手段７は、図１に示すように電子写真感光体１の表面に当接させたブレード７１と、ブレード７１によって電子写真感光体１の表面から掻き落としたトナーを収容するためのハウジング７２とを備えている。
また上記各部のうち、電子写真感光体１と転写ローラ２３との間には、画像形成時や、あるいは逆帯電トナー清掃制御部および／または正規帯電トナー清掃制御部の作動時に、電子写真感光体１と搬送転写ベルト２との間に所定のバイアスを印加して転写工程を行うための転写用電源８１が接続されており、従動ローラ２２とファーブラシ３の軸３１との間には、画像形成時や上記両清掃制御部の作動時に、搬送転写ベルト２とファーブラシ３との間に所定のバイアスを印加するための清掃用電源８２が接続されている。
【００１７】
図２は、図１の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。
図に見るように画像形成装置は、装置を構成する各部を動作させる制御手段Ｃを備えている。
画像形成装置の操作部としてのコントロールパネルＣＰへの入力は、制御手段Ｃへ与えられる。制御手段Ｃ内には、各種動作のタイミングを規定するためのタイマＣ１と、各種動作の基準となる初期値などを登録したメモリＣ２とを設けてある。
【００１８】
制御手段Ｃは、コントロールパネルＣＰへの入力、タイマＣ１によって規定したタイミング、並びにメモリＣ２に記録した初期値などに基づいて種々の演算を行い、それに基づいて制御信号をドライバＤへ与える。そしてドライバＤは、与えられる信号に基づいて電子写真感光体１を回転させながら、帯電手段４、露光手段５、現像手段６、搬送転写ベルト２、転写用電源８１、および清掃用電源８２の駆動制御を行う。
【００１９】
図３(a)(b)は、図１の画像形成装置により、転写工程を行っていないときに、上記制御手段Ｃに含まれる逆帯電トナー清掃制御部、正規帯電トナー清掃制御部を作動させて、ファーブラシ３に蓄積されたトナーを除去する操作を説明する図である。
なお以下は、画像形成装置に使用するトナーの、標準の帯電極性がプラスである例であって、図３(a)は、逆帯電トナー清掃制御部の機能によって、標準と逆のマイナス帯電のトナーをファーブラシ３から除去する場合を示している。
【００２０】
まず制御手段Ｃは、転写工程を行っていないときに逆帯電トナー清掃制御部を起動させて、電子写真感光体１を、図中に実線の矢印で示す方向に回転開始させるとともに、駆動ローラ２１を太線の矢印で示す方向に回転開始させることによって、搬送転写ベルト２を、一点鎖線の矢印で示す方向に回転開始させる。
次いで制御手段Ｃは、搬送転写ベルト２とファーブラシ３との間に、清掃用電源８２によって、ファーブラシ３の電位が、搬送転写ベルト２の表面電位に対して低くなるバイアスを印加する。
【００２１】
それとともに制御手段Ｃは、電子写真感光体１と搬送転写ベルト２との間に、転写用電源８１によって、搬送転写ベルト２の電位が、電子写真感光体１の表面電位に対して低くなるバイアスを印加する。
そうすると、ファーブラシ３に蓄積されたトナーのうち、図に示すようにマイナスに帯電したトナー（逆帯電トナー）が、まず搬送転写ベルト２の表面に逆転写される。
【００２２】
すなわち搬送転写ベルト２の表面には、像転写時に、転写ローラ２３を介して裏側から印加した転写電圧（−１０００Ｖ程度）と、電子写真感光体１の表面電位（例えば＋３００Ｖ）との電位差によって分極が生じることで誘起されたプラス電荷（ファーブラシ３との対向位置でおよそ＋６００Ｖ程度）が残留しており、このプラス電荷より低くなるバイアス（例えば−１００Ｖ、通常の清掃時は−５００Ｖ）を印加したファーブラシ３から、電位差によって逆帯電トナーが搬送転写ベルト２の表面に逆転写される。
【００２３】
次に、逆転写された逆帯電トナーは、搬送転写ベルト２の回転に伴って電子写真感光体１との当接部まで搬送され、上に述べた電子写真感光体１の表面電位（＋３００Ｖ）と、搬送転写ベルト２に印加されたバイアス（−２００Ｖ）との電位差によって電子写真感光体１の表面に逆転写される。
そして、電子写真感光体１の回転に伴ってクリーニング手段７まで搬送されたのち、当該クリーニング手段７のブレード７１によって電子写真感光体１の表面から清掃、除去されて、クリーニング手段７のハウジング７２に収容される。
【００２４】
上記の操作を一定時間、連続して行うと、ファーブラシ３に蓄積された逆帯電トナーを静電気的に除去することができる。またこの際、スクレーパ３３の作用によっても、ファーブラシ３に蓄積されたトナーの一部を除去することができる。
図３(b)は、正規帯電トナー清掃制御部の機能によって、標準であるプラス帯電のトナーをファーブラシ３から除去する場合を示している。
【００２５】
制御手段Ｃは、転写工程を行っていないときに正規帯電トナー清掃制御部を起動させて、電子写真感光体１を、図中に実線の矢印で示す方向に回転開始させるとともに、駆動ローラ２１を太線の矢印で示す方向に回転開始させることによって、搬送転写ベルト２を、一点鎖線の矢印で示す方向に回転開始させる。
次いで制御手段Ｃは、搬送転写ベルト２とファーブラシ３との間に、清掃用電源８２によって、ファーブラシ３の電位が、搬送転写ベルト２の表面電位に対して高くなるバイアスを印加する。
【００２６】
それとともに制御手段Ｃは、電子写真感光体１と搬送転写ベルト２との間に、転写用電源８１によって、搬送転写ベルト２の電位が、電子写真感光体１の表面電位に対して高くなるバイアスを印加する。
そうすると、ファーブラシ３に蓄積されたトナーのうち、図に示すようにプラスに帯電したトナー（正規帯電トナー）が、まず搬送転写ベルト２の表面に逆転写される。
【００２７】
すなわち搬送転写ベルト２の表面には、前記のように像転写時に誘起されたプラス電荷（ファーブラシ３との対向位置でおよそ＋６００Ｖ程度）が残留しており、このプラス電荷より高くなるバイアス（例えば＋１１００Ｖ）を印加したファーブラシ３から、電位差によって正規帯電トナーが搬送転写ベルト２の表面に逆転写される。
次に、逆転写された正規帯電トナーは、搬送転写ベルト２の回転に伴って電子写真感光体１との当接部まで搬送され、電子写真感光体１の表面電位（＋３００Ｖ）と、搬送転写ベルト２に印加されたバイアス（＋６００Ｖ）との電位差によって電子写真感光体１の表面に逆転写される。
【００２８】
そして、電子写真感光体１の回転に伴ってクリーニング手段７まで搬送されたのち、当該クリーニング手段７のブレード７１によって電子写真感光体１の表面から清掃、除去されて、クリーニング手段７のハウジング７２に収容される。
上記の操作を一定時間、連続して行うと、ファーブラシ３に蓄積された正規帯電トナーを静電気的に除去することができる。またこの際、スクレーパ３３の作用によっても、ファーブラシ３に蓄積されたトナーの一部を除去することができる。
【００２９】
さらに前述した逆帯電トナー清掃制御部による逆帯電トナーの除去と、上記正規帯電トナー清掃制御部による正規帯電トナーの除去とを連続して行うと（その順序はとくに問わない）、ファーブラシ３に蓄積された殆ど全てのトナーを静電気的に、さらにはスクレーパ３３の作用によってきれいに除去することができる。
なおこの発明の構成は、図示していないが、搬送転写ベルトに代えて中間転写ベルトを備えた画像形成装置に適用することもできる。またトナーの標準の帯電極性がマイナスであるときは、以上で説明した各図の極性を全て逆転させればよい。
【００３０】
その他、この発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の画像形成装置の、実施の形態の一例における、像担持体としての電子写真感光体１の付近を示す概略図である。
【図２】図１の画像形成装置の、電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】同図(a)は、図１の画像形成装置により、転写工程を行っていないときに、逆帯電トナー清掃制御部を作動させて、ファーブラシに蓄積された逆帯電トナーを除去する操作を説明する図、同図(b)は、図１の画像形成装置により、転写工程を行っていないときに、正規帯電トナー清掃制御部を作動させて、ファーブラシに蓄積された正規帯電トナーを除去する操作を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  電子写真感光体（像担持体）
２  搬送転写ベルト（転写手段）
３  ファーブラシ（清掃部材）
７  クリーニング手段
８１  転写用電源
８２  清掃用電源
Ｃ  制御手段
【図１】
2005164699.tif 000003
【図２】
2005164699.tif 000004
【図３】
2005164699.tif 000005