(57)【要約】【課題】本発明は、回収スペースに蓄積された異物を回収スペースから現像器に搬出することで、容量の小さい回収スペースでも異物の除去を継続していくことが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】感光体ドラム１９に接触して紙粉等の異物を除去するクリーニングローラ３５、クリーニングローラ３５から異物を回収する回収ローラ３６を設けて、感光体ドラム１９の表面に付着した異物を回収して蓄積する。蓄積した異物は、現像器の交換時期が検知されると、回収ローラ３６からクリーニングローラ３５に取り出されて感光体ドラム１９に転移し、現像ローラ３２に回収されて現像器１６内に移動する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電された表面を露光して露光部分を露光電位とすることで静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像担持体を備えた現像器と、前記像担持体の表面に付着した異物を除去して回収する清掃手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記現像器の交換時期を検知する検知手段と、前記検知手段からの検知信号に応答して前記清掃手段に回収された異物を前記像担持体に移動するように移動制御手段と、前記像担持体に移動した異物を前記現像担持体に移動させて前記現像器内に回収する回収制御手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記前記清掃手段は、前記像担持体の表面に付着した異物を除去するクリーニングローラと、該クリーニングローラに付着した異物を回収する回収ローラとを有しており、前記移動制御手段は、前記クリーニングローラ及び回収ローラに印加される電圧を制御す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】
前記回収制御手段は、前記現像担持体に印加される電圧を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記回収制御手段は、前記露光手段により露光して前記像担持体の表面電位を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において、現像器を交換可能に装着する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置としては、像担持体として例えば感光体ドラムを用いて、その表面に静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて可視像化し用紙に転写するといった画像形成を行うものが知られている。こうした画像形成装置では、感光体ドラムの表面に紙粉等の異物が付着することが避けられず、異物を付着させたままにしておくと画質の低下等のトラブルの原因となるため、速やかに感光体ドラムから除去する必要がある。
【０００３】
紙粉等の異物を除去する方法としては、例えば、特許文献１には、像担持体上のゴミ・紙粉等の異物を掻き取る掻き取り部材を有し、帯電部材が掻き取られた異物に現像剤を付着させ像担持体を経由して前記現像手段に回収する点が記載されている。また、特許文献２には、非画像形成時に、感光ドラムと転写ローラとを異なる周速度で回転して、転写ローラ表面に付着されたトナー像を感光ドラム表面に摺擦させることによって、像担持体表面に付着した転写材から出た紙粉とタルクを取り除く点が記載されている。
【特許文献１】特開平９−１２７７９０号公報
【特許文献２】特開平１１−１６０９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、感光体ドラムの表面に付着した紙粉等の異物は、画質低下の原因となるため、速やかに除去する必要があるが、除去された異物は外部に排出することなく適当な回収スペースに蓄積されていくことになる。一般に回収スペースは感光体ドラムユニットと一体になっているため、回収スペースが異物で一杯になるとユニットを交換する必要がある。したがって、回収スペースの容量によりユニットの交換時期が決められてしまうことになる。特に、近年画像形成装置のコンパクト化が進められ、ユニット内の回収スペースの容量が大きく取れないようになっており、感光体ドラムの交換時期が到来する前に回収スペースが異物で一杯となってしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、回収スペースに蓄積された異物を回収スペースから現像器に搬出することで、容量の小さい回収スペースでも異物の除去を継続していくことが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の帯電された表面を露光して露光部分を露光電位とすることで静電潜像を形成する露光手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化する現像担持体を備えた現像器と、前記像担持体の表面に付着した異物を除去して回収する清掃手段と、前記像担持体を回転制御するとともに用紙に画像形成するように前記各手段を制御する制御手段とを備えた画像形成装置において、前記制御手段は、前記現像器の交換時期を検知する検知手段と、前記検知手段からの検知信号に応答して前記清掃手段に回収された異物を前記像担持体に移動するように移動制御手段と、前記像担持体に移動した異物を前記現像担持体に移動させて前記現像器内に回収する回収制御手段とを備えていることを特徴とする。さらに、前記前記清掃手段は、前記像担持体の表面に付着した異物を除去するクリーニングローラと、該クリーニングローラに付着した異物を回収する回収ローラとを有しており、前記移動制御手段は、前記クリーニングローラ及び回収ローラに印加される電圧を制御することを特徴とする。さらに、前記回収制御手段は、前記現像担持体に印加される電圧を制御することを特徴とする。さらに、前記回収制御手段は、前記露光手段により露光して前記像担持体の表面電位を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記のような構成を有することで、現像器の交換時期が検知されると、清掃手段により回収された異物が像担持体に一旦移動した後像担持体から現像担持体に移動して、現像器内に回収され、現像器とともに外部に取り出すことができるようになる。したがって、異物の回収スペースの容量が小さい場合でも、現像器を交換する毎に回収スペースから異物が搬出されるため、回収スペースに空きが生じて異物の除去を継続することが可能となる。
【０００８】
また、清掃手段が像担持体の表面に付着した異物を除去するクリーニングローラと、該クリーニングローラに付着した異物を回収する回収ローラを備えることで、確実に除去した異物を回収することができ、クリーニングローラ及び回収ローラに印加される電圧を制御することで、回収された異物を像担持体に効率よく移動させることができる。
【０００９】
また、像担持体に移動した異物を現像担持体に移動させる場合に、現像担持体に印加される電圧を制御したり、露光手段により露光して像担持体の表面電位を制御することで、像担持体に移動した異物を効率よく現像担持体に移動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明に係る画像形成装置全体の概略断面図である。画像形成装置１の上部には用紙排出トレイ１０が設けられ、その下部には、記録部２及び給紙部３が配されている。
【００１２】
給紙部３では、給紙カセット１１が配置されており、フラッパ１２に所定のサイズの用紙が複数枚積載されている。給紙カセット１１の右端部には、ピックアップローラ１３が配置されている。フラッパ１２は、積載された用紙の上面がピックアップローラ１３に圧接するように、図示しないバネ部材により上方に付勢されている。この状態でピックアップローラ１３が回転駆動すると、摩擦力により用紙が１枚ずつ用紙搬送路に給紙されるようになる。
【００１３】
給紙された用紙は、まずフィードローラ１４及びプレスローラ１５により記録部２に搬送される。記録部２では、搬送された用紙に記録するために、現像器１６、清掃手段１７、コロナ帯電器１８、感光体ドラム１９、転写ローラ２０、露光ヘッド２１及び定着ローラ２２が備えられている。清掃手段１７は、転写後の感光体ドラム１９の表面に付着した残留トナーや紙粉等の異物を捕捉して感光体ドラム１９の表面を清掃する。コロナ帯電器１８は、コロトロンからの放電により感光体ドラム１９の表面を一様に帯電する。一様に帯電された感光体ドラム１９に、露光ヘッド（ＬＥＤヘッド）２１で画像記録信号に応じて露光することで静電潜像が形成される。そして、現像器１６内のトナーを感光体ドラム１９に形成された静電潜像に転移させて、静電潜像を可視像化する。転写ローラ２０は、用紙を挟んで感光体ドラム１９と対向する位置に設置されており、所定の電圧が印加されると感光体ドラム１９表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、転写されたトナー像は、定着ローラ２２及びプレスローラ２３によって挟持されて加熱・プレスされ用紙に定着される。定着された用紙は、排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて用紙排出トレイ１０に搬出される。
【００１４】
また、装置本体の側面には、手差し給紙機構及び反転搬送機構が設けられており、手差し給紙を行う場合には、側面カバー２６を開いて給紙ローラ２７に用紙を差し込むことで行われる。差し込まれた用紙は、給紙ローラ２７によりフィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されて記録動作が行われる。また、反転搬送を行う場合には、片面に記録した用紙が一旦排紙ローラ２４及びプレスローラ２５の間に挟持されて搬出された後排紙ローラ２４を逆回転して反転搬送路に搬送して、フィードローラ２８及びプレスローラ２９、フィードローラ３０及びプレスローラ３１の２対の搬送ローラにより下方に向けて搬送する。そして、再度フィードローラ１４及びプレスローラ１５に搬送されてもう一方の面に記録動作が行われ、用紙の両面に記録されるようになる。
【００１５】
図２は、図１における記録部２に関する一部拡大断面図を示している。上述したように、感光体ドラム１９の周囲には、現像器１６、清掃手段１７、コロナ帯電器１８及び転写ローラ２０が配置されており、コロナ帯電器１８と現像器１６との間の隙間に、露光ヘッド２１からレーザー光が画像記録信号に応じて感光体ドラム１９の表面に照射されるようになっている。現像器１６には現像ローラ３２が設けられており、現像ローラ３２は補給室内のトナーが供給ローラ３３を介して供給されて表面にほぼ均一なトナー層が形成され、感光体ドラム１９の表面に接触することで、トナーが転移するようになっている。
【００１６】
清掃手段１７は、保持フレーム３４の内部に、クリーニングローラ３５、回収ローラ３６及びスポンジ体３７が配設されて構成されている。クリーニングローラ３５は、感光体ドラム１９に圧接してその表面に付着した紙粉等の異物（図２では黒い点で模式的に図示）を除去するもので、ウレタンやシリコン等の材料からなる導電性のスポンジが用いられる。回収ローラ３６は、クリーニングローラ３６に圧接してその表面に付着した異物を回収するもので、ステンレス等の金属材料が用いられる。クリーニングローラ３５が柔軟性のある材質で作成されている場合回収ローラ３６に金属のような硬い材質のものを用いることで、クリーニングローラ３５に回収ローラ３６を圧接して効率よく異物を転移させることができる。スポンジ体３７は、回収ローラ３６に摺接してその表面に付着した異物を回収して蓄積するもので、ウレタンスポンジが使用される。回収された異物は回収スペース３８に蓄積されるとともに、スポンジ体３７の内部にも異物が入り込んで蓄積される。紙粉等の異物は軽いために、スポンジ体３７から回収ローラ３６に沿うように溜まっていくが、落下してクリーニングローラ３５に付着するのを防止するために落下防止シート３９が保持フレーム３４に取り付けられており、その先端が回収ローラ３６に近接して配置されている。
【００１７】
図３は、記録部２における回路構成を示す概略図である。記録動作全体の制御を行う記録制御部４０は、コロナ帯電器１８に所定の電圧を印加する帯電電圧印加回路４１、現像ローラ３２及び供給ローラ３３に所定の電圧を印加する現像電圧印加回路４２、クリーニングローラ３５、回収ローラ３６及びスポンジ体３７に所定の電圧を印加するクリーニング電圧印加回路４３に制御信号を送信してそれぞれの部材の電圧制御を行う。なお、記録制御部４０は、転写ローラ２０や定着ローラ２２等の部材の電圧制御も行うようになっているが、本実施形態では省略している。また、記録制御部４０は、画像信号に基づいてＬＥＤヘッド２１の露光制御を行うとともに、現像器１６内のトナー残量を検知するトナー残量検知回路４４からの検知信号に基づいて現像器１６の交換時期を報知する。
【００１８】
図４は、通常の記録動作時の各部材の印加電圧制御を示した概略図である。まず、帯電電圧印加回路４１を制御してコロナ帯電器１８に帯電電圧を発生させて感光体ドラム１９の表面を＋８００Ｖ程度に一様に帯電し、ＬＥＤヘッド２１を制御して帯電された感光体ドラム１９の表面を露光して露光部分を＋６００Ｖ程度に低下させて静電潜像を形成する。そして、現像電圧印加回路４２を制御して現像ローラ３２に＋４００Ｖの電圧を印加して、感光体ドラム１９の表面に形成された静電潜像にトナーを転移させた後転写ローラ２０との間に搬送される用紙にトナー像を転写する。その際に用紙の紙粉等に異物が感光体ドラム１９の表面に付着するが、クリーニング電圧印加回路４３を制御してクリーニングローラ３５に＋９００Ｖの電圧を印加して、表面に付着した異物をクリーニングローラに転移させる。さらに、クリーニング電圧印加回路４３を制御して回収ローラ３６に＋８００Ｖの電圧を印加してクリーニングローラ３５の表面の異物を回収する。回収された異物はスポンジ体３７に制止されて回収スペース３８に蓄積されていく。この場合、感光体ドラム１９の回転速度よりも早くクリーニングローラ３５を回転させ、回収ローラ３６をクリーニングローラ３５よりも遅い速度で回転させることで、スムーズに異物を転移させていくことが可能となる。
【００１９】
記録動作を行っていくと回収スペース３８に紙粉等の異物が蓄積していくが、記録制御部４０は、トナー残量検知回路４４からの検知信号に基づいて現像器１６の交換時期が来たことを判定すると、図５に示すように、異物を回収スペース３８から現像器１６内に回収するように制御する。図６は、その際の各部材の印加電圧制御を示した概略図である。まず、回収スペース３８から異物を取り出すために、回収ローラ３６及びクリーニングローラ３５を記録動作とは逆方向に回転させる。その際に、クリーニング電圧印加回路４３を制御して回収ローラ３６に−１００Ｖの電圧を印加し、クリーニングローラ３５を０Ｖとする。紙粉等の異物はマイナスに帯電するため、このように印加制御することで、回収スペース３８に蓄積された異物がクリーニングローラ３５の表面に転移するようになる。そして、感光体ドラム１９の表面電位は＋８００Ｖとなっていることから、クリーニングローラ３５から感光体ドラム１９の表面に異物が移動していくようになる。こうして感光体ドラム１９に移動した異物は、感光体ドラム１９が回転して現像ローラ３２に回収されて現像器１６内に蓄積される。現像ローラ３２は、感光体ドラム１９よりも早く回転しながら接触することで、表面に付着した異物を掻き取ることができる。
【００２０】
こうして、回収スペース３８内の異物が現像器１６内に回収されることで、回収スペース３８内に再び蓄積可能な空きが生じるようになる。したがって、回収スペース３８の容量は、現像器１６の交換時期が到来するまでに蓄積される異物の量に基づいて決めればよく、小さい容量とすることができる。また、現像器１６を交換する際に異物を一緒に取り出すことができ、紙粉等の異物が飛散することもない。
【００２１】
図７は、異物の回収動作時の各部材の印加電圧制御の別の例を示した概略図である。この例では、回収ローラ３６から感光体ドラム１９に異物を転移させるまでは図６と同様であるが、感光体ドラム１９から現像ローラ３２に回収する際に、現像ローラ３２に＋６００Ｖの電圧を印加して、感光体ドラム１９の表面電位との差を小さくし、紙粉等の異物に電界の影響が及ぶのを極力小さくして効率よく回収できるようにしている。
【００２２】
図８は、さらに印加電圧制御の別の例を示す概略図である。この例では、現像ローラ３２への回収動作に積極的に電界による力を利用している。回収ローラ３６から感光体ドラム１９に異物を転移させるまでは図６と同様であるが、紙粉等の異物が付着した感光体ドラム１９の表面をＬＥＤヘッド２１により一様に露光することで、表面電位を＋１００Ｖに低下させる。そして、現像ローラ３２に＋３００Ｖの電圧を印加すれば、感光体ドラム１９との間の電位差により異物が現像ローラ３２に引き寄せられるようになり、物理的に掻き取るとともに電界の力によっても紙粉等の異物を回収することができる。
【００２３】
同様に図９は、電界の力を利用した別の例を示す概略図である。この例では、図８に示す例を同様に、紙粉等の異物が付着した感光体ドラム１９の表面をＬＥＤヘッド２１により一様に露光して表面電位を＋１００Ｖに低下させ、現像ローラ３２に＋６００Ｖの電圧を印加することで感光体ドラム１９との間の電位差をさらに大きくなるように設定し、より強力に異物を現像ローラ３２に引き寄せることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る実施形態に関する画像形成装置全体の概略断面図である。
【図２】記録部に関する一部拡大図である。
【図３】記録部の回路構成に関する概略図である。
【図４】記録動作時の電圧印加制御を示す概略図である。
【図５】回収動作時の記録部の一部拡大図である。
【図６】回収動作時の電圧印加制御を示す概略図である。
【図７】回収動作時の電圧印加制御を示す別の概略図である。
【図８】回収動作時の電圧印加制御を示す別の概略図である。
【図９】回収動作時の電圧印加制御を示す別の概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    画像形成装置
２    記録部
３    給紙部
17    清掃手段
18    コロナ帯電器
19    感光体ドラム
20    転写ローラ
21    露光ヘッド
32    現像ローラ
35    クリーニングローラ
36    回収ローラ
37    スポンジ体
【図１】
2005250404.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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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