特許 7467931 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20240409BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 318

G03G21/00 370

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020008154

(22)【出願日】2020-01-22

(65)【公開番号】P2021117241

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】冨家 則夫

(72)【発明者】

【氏名】宇野 浩二

(72)【発明者】

【氏名】石田 英樹

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 浩

【審査官】内藤 万紀子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９７３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８２１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２６１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１５０３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０４７５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０１３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－００６１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１７５０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７５７１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に感光層が形成される像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
前記帯電装置により帯電された前記像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体に形成された前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、
前記像担持体の軸方向に沿って延在し、前記像担持体の表面に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードと、前記像担持体に接触しながら回転して前記像担持体の表面を摺擦する摺擦ローラーと、を有し、前記像担持体の表面の残留トナーを除去するクリーニング装置と、
を含む画像形成部と、
前記画像形成部で形成された前記トナー像が転写される記録媒体のサイズ情報が入力される入力部と、
前記画像形成部を制御する制御部と、
を備えた画像形成装置において、
前記像担持体は、所定サイズの前記記録媒体の幅方向外側であって前記現像装置による現像可能領域の幅方向内側である第１領域と、前記第１領域の幅方向外側の第２領域と、を有し、
前記クリーニングブレードの長手方向の両端部近傍には、前記第１領域と前記第２領域とに対向し、前記第１領域から前記第２領域に向かって幅広となるトナー貯留部を有するトナー溜め部材が配置され、
前記クリーニングブレードおよび前記摺擦ローラーは、前記第２領域の幅方向外側まで延在しており、
前記制御部は、前記入力部に入力された前記記録媒体のサイズが前記所定サイズ以下である場合、前記現像装置により前記第１領域の前記トナー溜め部材と重なる位置にトナーバンドを形成することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記トナー溜め部材は、前記トナー貯留部の前記クリーニングブレードと反対側の端縁に沿って上方に屈曲する堰き止め部を有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】

前記トナー貯留部は、前記クリーニングブレードに向かって下向きに傾斜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4】

前記トナー溜め部材は、少なくとも前記トナー貯留部が前記第２領域の幅方向全域に対向するように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記トナー溜め部材は、前記トナー貯留部の前記堰き止め部と反対側の端縁から下方に延在する支持部を有し、前記支持部が前記クリーニングブレードを支持するブレード支持ステーと前記クリーニング装置のハウジングとの間に挟持されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記トナーバンドは、前記第１領域の幅方向全域に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記所定サイズは、使用可能な複数の前記記録媒体のサイズのうち最も使用頻度が高いサイズであることを特徴とする請求項１乃至請求項６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、感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング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】

電子写真プロセスを用いる画像形成装置では、画像形成を行う場合、帯電装置によって感光体ドラムの表面が一様に帯電された後、露光装置によって露光が行われて感光体ドラムの表面に静電潜像が形成され、さらに静電潜像が現像装置によって現像される。現像されたトナー像は転写部材によって記録媒体上に転写され、記録媒体は定着装置へと搬送されて定着された後、画像形成装置の外部へと排出される。転写後に除電装置によって感光体ドラム上の残留電荷が除去され、感光体ドラムは再び帯電装置によって帯電される。

【0003】

近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置は、高速化、高画質化に加えて、様々な記録媒体への対応性が必要となっている。そのため、対応する用紙サイズにおいても印刷業界で必要とされるＳＲＡ３サイズ用紙（幅３２０ｍｍ）や１３インチ用紙（幅３３０ｍｍ）への対応も必要となっている。その結果、感光体ドラムが長くなり、現像装置や帯電装置、クリーニングブレードも長くなる。

【0004】

しかしながら、一般的にはＡ４サイズ横置きやＡ３サイズ（幅２９７ｍｍ）、または８．５インチ横置きや１１インチの用紙（幅２７９ｍｍ）の使用がほとんどであり、それ以上の大きさの用紙の使用頻度は低い。

【0005】

Ａ４サイズや１１インチの用紙を使用した場合、用紙サイズの幅方向外側の非通紙領域では、感光体ドラムは帯電しているが現像装置からトナーは現像されない。そのため、感光体ドラムの非通紙領域に放電生成物が付着して表面摩擦係数が上昇する一方、クリーニング装置のクリーニングブレードや摺擦ローラーにはトナーが付着しないため、非通紙領域においてクリーニングブレードの摩擦力が上昇する。その結果、ブレード鳴きやブレード捲れ、クリーニング不良等の不具合を生じる。

【0006】

そこで、像担持体とクリーニング部材との間の摩擦力の上昇を抑制する方法が提案されており、例えば特許文献１には、像担持体表面の、トナー像を形成する領域を避けた領域に、像担持体の幅方向に延びるトナーバンドを形成し、像担持体を幅方向に見てトナー像が形成されない部分が生じないようにする装置が開示されている。

【0007】

特許文献２には、クリーニングブレードの両端部に感光体ドラムから掻き落とされたトナー粒子を一時的に貯留する貯留部を形成するトナー溜め部材を取り付け、感光体ドラムの偏摩耗やクリーニングブレードの破損を防止するドラムアセンブリが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００１－１７５０９０号公報

【文献】特開２０１１－７５７１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１、２の方法は、現像装置から現像されたトナーによってクリーニングブレードへのダメージを低減するものであり、クリーニングブレードのダメージを低減できる範囲は現像可能範囲である。このため、特許文献１、２の方法を用いたとしても、通紙領域よりも外側の領域、即ち、感光体ドラムの表面は帯電しているがトナーは現像されない領域では、感光体ドラムに当接するクリーニングブレードや摺擦ローラーにトナーは全く供給されない。その結果、この領域では感光体ドラムの表面を十分に摺擦できず、感光体ドラムの表面摩擦係数が上昇してクリーニングブレードがダメージを受け、クリーニング不良などの不具合を生じる。

【0010】

また、用紙の外側の領域における表面摩擦係数の上昇を防止するために、帯電領域と現像可能領域とをほぼ同一幅とすることも考えられる。この場合、感光体ドラム上の非帯電領域と現像可能領域とが非常に近くなるため、非帯電領域に現像装置からの飛散トナーが現像されてしまい装置内部の汚染等の不具合が生じる。一般的には帯電領域は現像領域から片側３ｍｍは広くする必要がある。

【0011】

本発明は、上記問題点に鑑み、記録媒体の幅方向外側における像担持体の表面摩擦係数の上昇を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、画像形成部と、入力部と、制御部と、を備えた画像形成装置である。画像形成部は、表面に感光層が形成される像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、帯電装置により帯電された像担持体を露光することにより静電潜像を形成する露光装置と、像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、像担持体の表面の残留トナーを除去するクリーニング装置と、を含む。クリーニング装置は、像担持体の軸方向に沿って延在し、像担持体の表面に接触して残留トナーを除去するクリーニングブレードと、像担持体に接触しながら回転して像担持体の表面を摺擦する摺擦ローラーと、を有する。入力部は、画像形成部で形成されたトナー像が転写される記録媒体のサイズ情報が入力される。制御部は、画像形成部を制御する。像担持体は、所定サイズの記録媒体の幅方向外側であって現像装置による現像可能領域の幅方向内側である第１領域と、第１領域の幅方向外側の第２領域と、を有する。クリーニングブレードの長手方向の両端部近傍には、第１領域と第２領域とに対向し、第１領域から第２領域に向かって幅広となるトナー貯留部を有するトナー溜め部材が配置され、クリーニングブレードおよび摺擦ローラーは、第２領域の幅方向外側まで延在している。制御部は、入力部に入力された記録媒体のサイズが所定サイズ以下である場合、現像装置により第１領域のトナー溜め部材と重なる位置にトナーバンドを形成する。

【発明の効果】

【0013】

本発明の第１の構成によれば、記録媒体が所定サイズ以下であるときは第１領域にトナーバンドを形成することにより、第１領域に形成されたトナーバンドがトナー溜め部材によって第２領域に移動し、摺擦ローラーに供給されることで第２領域が研磨される。このため、現像領域の外側の第２領域に付着した放電生成物が除去され、像担持体の表面摩擦係数の上昇も抑制される。また、トナー溜め部材に落下したトナーは、第１領域から第２領域に向かって幅広となるトナー貯留部に沿って広がりながら両端部側へ押し出され、第２領域に円滑に移動する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の構造を示す側面断面図

【図2】図１における画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図

【図3】図２におけるクリーニング装置７ａ周辺の部分拡大図

【図4】クリーニング装置７ａの長手方向の一端側を示す部分斜視図

【図5】クリーニング装置７ａ～７ｄに装着されるトナー溜め部材５０をクリーニングブレード３２側から見た斜視図

【図6】本実施形態の画像形成装置１００に搭載される感光体ドラム１ａ～１ｄの現像領域および帯電領域とトナー溜め部材５０との位置関係を示す模式図

【図7】画像形成装置１００の制御経路の一例を示すブロック図

【図8】本実施形態の画像形成装置１００における画像形成動作の制御例を示すフローチャート

【図9】本実施形態の画像形成装置１００の変形例におけるクリーニング装置７ａ周辺の部分拡大図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの画像を順次形成する。

【0016】

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄがそれぞれ配設されている。感光体ドラム１ａ～１ｄは、例えばアルミニウム製のドラム素管の外周面に有機感光層（ＯＰＣ）が積層され、さらに有機感光層の表面にコート層が積層された有機感光体であり、メインモーター（図示せず）によって回転駆動される。なお、有機感光体ドラムに代えて、ドラム素管の外周面にアモルファスシリコン感光層が形成されたアモルファスシリコン感光体ドラムを用いることもできる。

【0017】

また、ベルト駆動モーター（図示せず）により図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

【0018】

トナー像が二次転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。

【0019】

次に、画像形成部Ｐａ～Ｐｄについて説明する。図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。なお、画像形成部Ｐｂ～Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。図２に示すように、回転可能に配設された感光体ドラム１ａの周囲および下方には、感光体ドラム１ａを帯電させる帯電装置２ａと、感光体ドラム１ａに画像情報を露光する露光装置５（図１参照）と、感光体ドラム１ａ上にトナー像を形成する現像装置３ａと、感光体ドラム１ａ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａと、除電装置２０と、が配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラー６ａが配置されている。

【0020】

帯電装置２ａは、感光体ドラム１ａに接触して感光体ドラム１ａの表面を帯電させる帯電ローラー２１と、帯電ローラー２１をクリーニングする帯電クリーニングローラー２２を有している。帯電ローラー２１には直流電圧、若しくは直流電圧に交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。

【0021】

現像装置３ａは、感光体ドラム１ａに対向する現像ローラー３１を備える。現像装置３ａ内には磁性キャリアおよびトナーからなる二成分現像剤が収容されており、攪拌搬送スクリュー２６ａおよび供給搬送スクリュー２６ｂによって現像ローラー３１に二成分現像剤が供給され、現像ローラー３１上に磁気ブラシが形成される。現像ローラー３１には、直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧が印加される。

【0022】

現像装置３ａから供給されるトナーは研磨材を含むトナーであり、感光体ドラム１ａ上の静電潜像に付着してトナー像を形成するだけでなく、一次転写ローラー６ａで中間転写ベルト８に転写されなかった残留トナーを利用して感光体ドラム１ａの表面を研磨するために用いられる。

【0023】

クリーニング装置７ａは、感光体ドラム１ａの表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード３２と、感光体ドラム１ａ表面の残留トナーを除去するとともに感光体ドラム１ａの表面を摺擦して研磨する摺擦ローラー３３と、クリーニングブレード３２および摺擦ローラー３３によって感光体ドラム１ａから除去された残留トナーをクリーニング装置７ａの外部に排出する搬送スパイラル３５と、を含む。

【0024】

除電装置２０は、感光体ドラム１ａの回転方向に対し一次転写ローラー６ａの下流側、且つクリーニング装置７ａの上流側に配置されている。除電装置２０は、感光体ドラム１ａ～１ｄに除電光を照射して感光体ドラム１ａの表面の残留電荷を所定電位以下まで除去する。

【0025】

また、感光体ドラム１ａと、帯電装置２ａと、クリーニング装置７ａとはユニット化されている。各画像形成部Ｐａ～Ｐｄにおいて、感光体ドラム１ａ～１ｄと、帯電装置２ａ～２ｄと、クリーニング装置７ａ～７ｄと、から成るユニットをドラムユニット４０ａ～４０ｄと称する。

【0026】

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

【0027】

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。また、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面の残留電荷が除電装置２０によって除去される。

【0028】

中間転写ベルト８が時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから駆動ローラー１１と二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ所定のタイミングで搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が転写紙Ｐ上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。

【0029】

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

【0030】

図３は、図２におけるクリーニング装置７ａ周辺の部分拡大図である。図４は、クリーニング装置７ａの長手方向の一端側（図３の紙面手前側）を示す部分斜視図である。クリーニング装置７ａは、クリーニングブレード３２と、摺擦ローラー３３と、搬送スパイラル３５とを保持するハウジング４１を備える。クリーニングブレード３２は、ハウジング４１に固定されたブレード支持ステー４３に支持されている。

【0031】

クリーニングブレード３２は、感光体ドラム１ａとの当接点において感光体ドラム１ａの接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。より詳細には、クリーニングブレード３２は感光体ドラム１ａの回転方向（図３の反時計回り方向）に対しカウンター方向（下方向）からトナーを掻き落とす位置に配置されている。クリーニングブレード３２の材質としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられる。クリーニングブレード３２の材質、硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量および圧接力、取り付け角度等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。

【0032】

摺擦ローラー３３は、感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されている。摺擦ローラー３３は、図示しない駆動機構により、感光体ドラム１ａとの当接面において感光体ドラム１ａの外周面の移動方向と同一方向（図３の時計回り方向）に、感光体ドラム１ａに対し所定の線速差をもって回転駆動される。摺擦ローラー３３としては、例えば金属シャフトの周囲にローラー体としてＥＰＤＭ（エチレン－プロピレン－ジエンゴム）製でアスカーＣ硬度５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。

【0033】

クリーニングブレード３２の背面側（感光体ドラム１ａと反対側、図３の左側）にはトナー溜め部材５０が配置されている。トナー溜め部材５０は、クリーニングブレード３２の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）の両端部に１箇所ずつ、一対配置されている。

【0034】

図５は、トナー溜め部材５０をクリーニングブレード３２側から見た斜視図である。トナー溜め部材５０は、金属板を折り曲げて形成されており、ハウジング４１とブレード支持ステー４３との間に挟持される支持部５１と、支持部５１の上端から略水平に延在するトナー貯留部５２と、トナー貯留部５２のクリーニングブレード３２と反対側の端縁に沿って上方に屈曲する堰き止め部５３とを有する。

【0035】

トナー貯留部５２は平面視台形状であり、図４に示すように、クリーニングブレード３２の長手方向の中央部から両端部に向かってトナー貯留部５２が幅広となる（面積が大きくなる）向きに配置されている。即ち、図５の左側のトナー溜め部材５０がクリーニングブレード３２の一端側（図３の紙面手前側）に、図５の右側のトナー溜め部材５０がクリーニングブレード３２の他端側（図３の紙面奥側）に、それぞれ配置される。

【0036】

図６は、本実施形態の画像形成装置１００に搭載される感光体ドラム１ａ～１ｄの現像領域および帯電領域とトナー溜め部材５０との位置関係を示す模式図である。感光体ドラム１ａ～１ｄの外周面は３つの領域Ａ、Ｂ、Ｃに区画される。領域Ａは、所定サイズ（ここではＡ４横サイズ）の用紙幅ｗ１（２９７ｍｍ）の内側の領域である。領域Ｂ（第１領域）は、Ａ４横サイズの用紙幅ｗ１の外側、且つ、最大サイズ（ここでは１３インチサイズ）の用紙幅ｗ２（３３０ｍｍ）の内側の領域である。１３インチサイズの用紙幅ｗ２は、現像装置３ａ～３ｄの現像領域幅（３３２ｍｍ）と略同一幅である。

【0037】

領域Ｃ（第２領域）は、１３インチサイズの用紙幅ｗ２（３３０ｍｍ）の外側、且つ、帯電装置２ａ～２ｄの帯電領域幅ｗ３（３４０ｍｍ）の内側の領域である。クリーニングブレード３２のブレード幅および摺擦ローラー３３のローラー幅ｗ４（３５０ｍｍ）は、いずれも帯電領域幅ｗ３よりも大きく、且つ、感光体ドラム１ａ～１ｄの軸方向長さ（３６０ｍｍ）よりも小さい。

【0038】

トナー溜め部材５０は、感光体ドラム１ａ～１ｄの長手方向の両端部において領域Ｂから領域Ｃに跨って対向配置されている。より詳細には、トナー貯留部５２は領域Ｂの幅方向（図６の左右方向）の少なくとも一部に対向するように配置されており、領域Ｃの幅方向の全域に対向するように配置されている。

【0039】

図７は、画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

【0040】

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部８０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御部９０は、画像形成装置１００の本体内部の任意の場所に配置可能である。

【0041】

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。カウンター９５は、印字枚数を積算してカウントする。

【0042】

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ～Ｐｄ、定着部１３、電圧制御回路６１、画像入力部７０、操作部８０等が挙げられる。

【0043】

電圧制御回路６１は、帯電電圧電源６２、現像電圧電源６３、転写電圧電源６４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。これらの各電源は、電圧制御回路６１からの制御信号によって、帯電電圧電源６２は帯電装置２ａ～２ｄ内の帯電ローラー２１に、現像電圧電源６３は現像装置３ａ～３ｄ内の現像ローラー３１に、転写電圧電源６４は一次転写ローラー６ａ～６ｄおよび二次転写ローラー９に、それぞれ所定の電圧を印加する。

【0044】

画像入力部７０は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部７０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

【0045】

操作部８０には、液晶表示部８１、各種の状態を示すＬＥＤ８２が設けられており、ユーザーは操作部８０のストップ／クリアボタンを操作して画像形成を中止し、リセットボタンを操作して画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする。液晶表示部８１は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

【0046】

前述したように、画像形成装置１００では帯電装置２ａ～２ｄの帯電ローラー２１に帯電電圧（直流電圧）を印加して感光体ドラム１ａ～１ｄを帯電させる。そして、露光、現像、転写およびクリーニングの各工程が行われた後、感光体ドラム１ａ～１ｄの残留電荷を除電するために除電装置２０から除電光を照射する。このとき、感光体ドラム１ａ～１ｄの帯電および除電が繰り返されることにより、帯電ローラー２１による近接放電により生成したＮＯｘなどの放電生成物が感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に付着する。

【0047】

画像領域（図６の領域Ａ、Ｂ）においてはクリーニングブレード３２および摺擦ローラー３３にトナーが供給され、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面が研磨される。そのため、放電生成物の付着もほとんどなく、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面摩擦係数の上昇も少ない。しかしながら、画像領域の外側（図６の領域Ｃ）においては画像形成時にクリーニングブレード３２および摺擦ローラー３３にトナーが供給されず、放電生成物が除去されない。その結果、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面摩擦係数が上昇してクリーニングブレードの摩擦力が増加し、ブレード鳴きやブレード捲れ、クリーニング不良等の不具合が発生する。

【0048】

そこで、本実施形態の画像形成装置１００では、上述した画像領域の外側にもトナーを十分に供給するために、領域Ｂから領域Ｃに跨ってトナー溜め部材５０を配置する。そして、一般的に使用されるＡ４横サイズへの印字時には、通紙領域の外側、且つ現像領域の内側（図６の領域Ｂ）にトナーバンドＴＢ（図６参照）を形成する。

【0049】

これにより、領域Ｃにトナーを供給してクリーニングブレード３２および摺擦ローラー３３による感光体ドラム１ａ～１ｄの表面の研磨を促進し、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面摩擦係数の上昇を抑えることとしている。

【0050】

図８は、実施形態の画像形成装置１００における画像形成動作の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図７を参照しながら、図５のステップに沿って画像形成装置１００の画像形成手順について詳細に説明する。

【0051】

先ず、制御部９０は印字命令を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。印字命令が受信されない場合は（ステップＳ１でＮｏ）印字待機状態を継続する。印字命令を受信した場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、制御部９０は印字に使用される用紙サイズを検出する（ステップＳ２）。用紙サイズは、給紙カセット２ａや手差し給紙トレイ２ｂに配置される用紙サイズ検知センサー（図示せず）や、パソコン等の外部機器から画像入力部７０に送信された画像データにより判定される。

【0052】

次に、制御部９０は、ステップＳ２で検出された用紙サイズがＡ４横サイズ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。用紙サイズがＡ４横サイズ以下である場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）、感光体ドラム１ａ～１ｄの領域ＢにトナーバンドＴＢを形成しながら（ステップＳ４）印字を実行する（ステップＳ５）。一方、用紙サイズがＡ４横サイズよりも大きい場合は（ステップＳ３でＮｏ）トナーバンドＴＢを形成せずに印字を実行する（ステップＳ５）。

【0053】

その後、印字が終了したか否かを判定し（ステップＳ６）、印字が継続している場合は（ステップＳ６でＮｏ）ステップＳ２に戻り用紙サイズの検知および印字動作を継続する（ステップＳ２～Ｓ５）。印字が終了している場合は（ステップＳ６でＹｅｓ）処理を終了する。

【0054】

本実施形態の構成によれば、用紙サイズがＡ４横サイズ以下であるときは領域ＢにトナーバンドＴＢが形成されるため、クリーニングブレード３２および摺擦ローラー３３で掻き落とされたトナーバンドＴＢがトナー溜め部材５０のトナー貯留部５２に断続的に落下して堆積する。トナー貯留部５２に落下したトナーは、トナー貯留部５２のクリーニングブレード３２と反対側の端縁に形成された堰き止め部５３によって後方（図６の下方向）への移動が規制される。また、トナー貯留部５２は領域Ｂから領域Ｃに向かって幅広となっている。

【0055】

そのため、トナー貯留部５２に落下して堆積したトナーはトナー貯留部５２の形状に沿って広がりながら感光体ドラム１ａ～１ｄの軸方向外側へ押し出され、現像領域の外側の領域Ｃに対向する位置まで移動する。このトナーが摺擦ローラー３３に供給されて領域Ｃが研磨される。

【0056】

一方、用紙サイズがＡ４横サイズより大きい場合（例えば１３インチ用紙の場合）は、領域Ａ、Ｂに印字画像が形成されるため、上記と同様に領域Ｂに残存したトナーがトナー溜め部材５０に堆積し、領域Ｃに移動する。このため、領域Ｃに付着した放電生成物が除去され、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面摩擦係数の上昇が抑制される。

【0057】

従って、感光体ドラム１ａ～１ｄのクリーニングブレード３２の両端部に対向する部分の表面摩擦係数の上昇が抑えられるため、クリーニングブレード３２のブレード鳴きや捲れ、クリーニング不良の発生を効果的に抑制することができる。

【0058】

図６に示すように、トナー溜め部材５０はトナー貯留部５２が領域Ｃの幅方向（図６の左右方向）の全域に対向するように配置することが好ましい。これにより、領域Ｃの全域に亘ってトナーを十分に供給することができる。

【0059】

また、図６ではトナーバンドＴＢは領域Ｂの幅方向全域に形成されているが、感光体ドラム１ａ～１ｄの軸方向においてトナー貯留部５２に重なる位置に形成されていればよい。

【0060】

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では用紙サイズがＡ４横サイズ以下の場合とＡ４横サイズよりも大きい場合とでトナーバンドＴＢの形成の要否を判定するようにしたが、トナーバンドＴＢの形成のトリガーとなる用紙サイズは任意に設定可能である。但し、画像形成装置１００において最も使用頻度が高いサイズを要否判定のトリガーとなるサイズとしておくことが好ましい。

【0061】

また、トナー溜め部材５０の支持部５１、トナー貯留部５２、堰き止め部５３の寸法や形状等は、クリーニングブレード３２や摺擦ローラー３３の仕様に応じて適宜変更することができる。例えば、上記実施形態ではクリーニングブレード３２と反対側へのトナーの移動を規制する堰き止め部５３をトナー貯留部５２の端縁に沿って形成したが、図９に示す変形例のように、堰き止め部５３を形成する代わりにトナー貯留部５２をクリーニングブレード３２に向かって下向きに傾斜させることでトナーの移動を規制するようにしてもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、画像形成装置１００として、図１に示したようなカラープリンターを例に挙げて示したが、本発明は、モノクロプリンター、モノクロ複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の他の画像形成装置であってもよい。以下、実施例により本発明の効果について更に詳細に説明する。

【実施例】

【0063】

本発明の画像形成装置１００における感光体ドラム１ａ～１ｄの表面摩擦係数の上昇抑制効果についての検証試験を行った。試験機としては、図１に示したような中間転写式の画像形成装置１００に、図５に示したようなトナー溜め部材５０を配置したクリーニング装置７ａ～７ｄを搭載し、図８に示すように用紙サイズに応じてトナーバンドＴＢを形成した場合（本発明）、トナー溜め部材５０を配置するがトナーバンドＴＢを形成しなかった場合（比較例１）、トナー溜め部材５０を配置せずトナーバンドＴＢのみを形成した場合（比較例２）、トナー溜め部材５０を配置せずトナーバンドＴＢも形成しなかった場合（比較例３）で、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面摩擦係数を比較した。

【0064】

試験方法としては、プロセス線速１５２ｍｍ／ｓｅｃでＡ４横サイズの普通紙（用紙幅２９７ｍｍ）に印字率５％のテスト画像を１０００枚連続印字し、印字終了後に摩擦係数測定用治具を用いて感光体ドラム１ａ～１ｄの通紙領域の幅方向外側（図６の領域Ｃ）の表面摩擦係数を測定した。

【0065】

画像形成条件は、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面電位（明電位）Ｖ０＝３５０Ｖ、露光後電位（暗電位）ＶＬ＝１５０Ｖとした。３５０Ｖの直流電圧に、周波数５ｋＨｚ、Ｖｐｐ＝１１００Ｖ、Ｄｕｔｙ＝５０％の矩形波の交流電圧を重畳した現像電圧を印加した。また、平均粒子径６．８μｍの正帯電性トナーと、平均粒子径３５μｍのフェライト・樹脂コートキャリアとからなる二成分現像剤を用い、トナー濃度を６％とした。結果を表１に示す。

【0066】

【表1】

【0067】

表１に示すように、トナー溜め部材５０を配置してトナーバンドＴＢを形成した本発明では、領域Ｃの表面摩擦係数が０．３に抑えられた。この理由としては、トナー溜め部材５０によってトナーバンドＴＢのトナーが領域Ｃに移動し、摺擦ローラー３３に供給されることによって領域Ｃが研磨され、領域Ｃに付着した放電生成物が除去されためであると考えられる。

【0068】

一方、トナー溜め部材５０を配置したがトナーバンドＴＢを形成しなかった比較例１では、領域Ｃの表面摩擦係数が０．５５に上昇した。また、トナー溜め部材５０を配置せずトナーバンドＴＢのみを形成した比較例２、トナー溜め部材５０を配置せずトナーバンドＴＢも形成しなかった比較例３では、領域Ｃの表面摩擦係数が０．６に上昇した。この理由としては、領域Ｃにトナーが供給されず、摺擦ローラー３３によって領域Ｃが研磨されなかったためであると考えられる。

【0069】

なお、比較例１においては比較例２、３に比べて表面摩擦係数が若干低下しているが、これはトナー溜め部材５０によって印字画像のトナーや飛散トナーが僅かに領域Ｃに供給されたためと考えられる。

【0070】

以上の結果より、トナー溜め部材５０を配置し、用紙サイズが所定サイズ（ここではＡ４横サイズ）以下の場合にトナーバンドＴＢを形成する本発明により、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面摩擦係数の上昇が効果的に抑制されることが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明は、感光体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング部材を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、記録媒体の幅方向外側における像担持体の表面摩擦係数の上昇を抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0072】

Ｐａ～Ｐｄ 画像形成部
１ａ～１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ～２ｄ 帯電装置
３ａ～３ｄ 現像装置
５ 露光装置
７ａ～７ｄ クリーニング装置
２０ 除電装置
３２ クリーニングブレード
３３ 摺擦ローラー
４１ ハウジング
４３ ブレード支持ステー
５０ トナー溜め部材
５１ 支持部
５２ トナー貯留部
５３ 堰き止め部
７０ 画像入力部（入力部）
９０ 制御部
１００ 画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】