JPH11119626A - 画像形成装置におけるクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーニングブレードの摺動負荷に応じてト
ナーを適宜供給し、ブレードの巻き込みやベルトフィル
ミングを未然に防止できる画像形成装置におけるクリー
ニング方法を提供する。 【解決手段】 像担持体１１及び／又は転写体１５ａに
クリーニングブレード１６ａ，１５ｄを当接させ、該ク
リーニングブレードの当接角度をセンサ２５，３１で検
出し、クリーニングブレードの摺動負荷が所定の範囲か
ら外れた場合、像担持体１１上の紙間に付着する地汚れ
トナーの付着量を増減して、クリーニングブレードに供
給されるトナー量を制御する。紙間へのトナー付着量の
制御は、現像バイアス値を変更したり、転写バイアス値
を変更して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成
装置に関し、詳しくは、接触転写装置及びこれを用いた
画像形成装置におけるクリーニング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式を用いた画像形成装
置の転写装置として、接触転写方式の採用が増加してい
る。この方式は、従来のスコロトロン方式に比べて、オ
ゾンの発生が微量である、リークによるトラブルが無
い、転写の搬送性が良い、等のメリットがあるためであ
る。

【０００３】この接触転写方式を用いた電子写真プロセ
スにおいては、通常、紙間（感光体ドラム上の非画像領
域）には、転写時と同じ条件でバイアス電圧を印加して
いた。これは、感光体の紙間上に付着するのは、感光体
電位と紙間現像バイアスの関係から逆極性トナーがほと
んどであり、この逆極性トナーを、正電界によって感光
体から転写ベルトなどの転写体（又は中間転写体）に転
移させないようにするためである。

【０００４】しかし、使用トナーの種類や、同じトナー
でも初期と時間を経たものとによって、紙間上のトナー
には、正、逆両方の極性のものが存在したり、或いは、
正極性トナーがほとんどであったりと、必ずしも逆極性
とは限らなかった。そのため従来は、紙間に付着した地
肌汚れトナーを接触転写手段（転写ベルトや中間転写ベ
ルト等）によって逆に感光体側からベルト表面に付着・
回収してしまい、これによって、紙間領域でクリーニン
グブレードに入力するトナーを極端に減少させ、初期の
クリーニングブレード捲れや、クリーニングブレードの
エッジの破損の余裕度を低下させたり、ベルト表面に紙
間から吸着し蓄積していった微粉トナーのため、ベルト
のクリーニング能力では追いつかず、ベルトがトナーで
覆われるベルトトナーフィルミングが発生し、結果的に
ベルトの寿命を短くすることがあった。

【０００５】逆に、紙間のトナーを感光体側にのみ付
着、回収してしまうと、転写体側のクリーニングブレー
ドへのトナー入力がほとんどなくなり、今度は、ベルト
側のブレードエッジの破損やめくれが発生してしまうこ
とにもなった。したがって、環境、トナーの経時変化と
いった全ての条件に対して最良の条件を満たすことは困
難であった。

【０００６】一方、感光体上あるいは、転写体上の残留
トナーを除去するために採用されているクリーニングブ
レードの支持方式には、ブレード支持体精度や感光体自
体の回転振れをカバーするため、ブレードを支持するブ
ラケットが回動可能な軸によってフレームに支持され、
スプリングや錘等の加圧手段で感光体にブレードの先端
を当接するタイプと、ブレードブラケットを直接フレー
ムに固定し、ブレード先端が感光体に当接するようにし
たタイプとがある。

【０００７】ブラケットが回動自在な前者の方式は、シ
ビアな精度が要求されないという精度上のメリットがあ
り、広幅、中、高速層の機械を中心に採用されている。
その反面、被クリーニング部材である感光体と、クリー
ニングブレードエッジとの摩擦抵抗が変わると、それに
伴ってブレードの当接角度まで変わってしまうというデ
メリットがあった。これに起因する不具合として、高温
高湿環境、あるいはトナー入力減少によって、被クリー
ニング部材とブレードとの摩擦係数が上昇し、ブレード
当接角が大きくなりすぎると、エッジが破損したり、め
くれたりし易くなるということが起こり易かった。

【０００８】また、他方では、紙添加物としてタルクが
多量に入っている酸性紙、又は、炭酸カルシウム等添加
剤の多い中性紙を使用した場合、紙成分の微粒子がブレ
ードエッジの表面に固着し易く、その結果、感光体とブ
レードとの摩擦係数が低下し、ブレードが腹当たり気味
になって、トナー等のすり抜けが発生するという不具合
を招き易かった。

【０００９】以上のことから、最適なブレード条件は、
画像形成装置の使用条件、設置環境、あるいは使用サイ
ズなどの諸条件によって異なり、全ての使用条件を１つ
の設定でカバーするのは困難であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の欠点に鑑み、クリーニングブレードの摺動負荷に
応じて、像担持体上の紙間に付着させた地汚れトナーを
感光体、転写体の両方に適宜供給し、それぞれ適正なク
リーニング条件を設定し、初期のブレード巻き込みやベ
ルトフィルミングを未然に防止できる画像形成装置にお
けるクリーニング方法を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、像担持体及び／又は転写体にクリーニン
グブレードを当接させておこなう画像形成装置における
クリーニング方法において、上記クリーニングブレード
の摺動負荷をセンサで測定し、該摺動負荷が所定の範囲
から外れた場合、像担持体上の紙間に付着する地汚れト
ナーの付着量を増減して、クリーニングブレードに供給
されるトナー量を制御し、適正な摺動負荷に保つことを
特徴としている。

【００１２】また、上記紙間へのトナー付着量の制御
が、現像バイアス値を変更することにより行われること
とすることができる。または、上記紙間に付着したトナ
ーを転写バイアス値を変更して転写体へのトナーの移行
量を制御することを含んでもよい。また、上記トナー付
着量の制御が、上記像担持体上の紙間に作成する濃度パ
ターンの形状を切り替えることにより行われることとし
てもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
り具体的に説明する。図１は、本発明の実施例を示す概
略構成図である。この画像形成装置は、像担持体として
の感光体１１の表面に、接触帯電回転体である帯電ロー
ラ１２と、書き込み光学系（最終の第６ミラー１３のみ
が図示されている）と、現像装置１４と、転写装置１５
と、クリーニングユニット１６と除電ランプ１７とを有
している。感光体１１は図１において時計方向に回転す
るが、現像装置１４の手前にはイレーサ１８が、現像装
置１４の後方にはＰＴＬ１９が設けられている。そし
て、これらの下方には給紙トレイ２０が、左方には定着
ローラ２１があり、給紙トレイ２０と感光体１１との中
間にはレジストローラ２２がある。

【００１４】感光体１１は、ＯＰＣなどの光導電層を有
する像担持体であり、作像時は時計方向に回転する。帯
電ローラ１２は作像時に高圧電圧が印加され、感光体１
１の表面に一様に電荷を付与して帯電させる。

【００１５】ハロゲンランプにより、照射された図示し
ない原稿は、やはり図示しない第１ミラーから第６ミラ
ー１３及び光学系により感光体１１上に投影される。そ
して、その光の強弱により、感光体１１上のマイナス電
荷が消え、静電潜像が形成される。

【００１６】この静電潜像は感光体１１の回転に伴い、
現像装置１４に達する。現像装置１４は内部にトナーを
収容しており、現像スリーブ１４ａの回転によりトナー
を感光体ドラム１１上の静電潜像に付着させ、そこに形
成されている静電潜像をトナー画像として可視化する。

【００１７】感光体１１上に形成されたトナー画像は、
感光体１１の回転により転写装置１５に向かうが、その
直前で転写効率を向上させるためにＰＴＬ１９によって
光除電される。

【００１８】次に、レジストローラ２２まで搬送され、
ここに待機していた転写紙Ｔは、感光体１１上のトナー
画像とタイミングを合わせて感光体１１へと送り出され
る。

【００１９】転写ベルトからなる転写体１５ａは転写紙
Ｔの先端がニップ部に進入すると同時に転写バイアスが
バイアスローラ１５ｂに印加され、転写体１５ａ上には
感光体上トナーと逆極性の電荷が付与されてトナー画像
は感光体１１から転写紙Ｔへと移行して転写が行われ
る。

【００２０】転写体１５ａの駆動ローラ１５ｆ側にはク
リーニングブレード１５ｄの先端が当接している。これ
は、クリーニング装置１６内に設けられたクリーニング
ブレード１６ａと同じくポリウレタンゴムからなる。転
写体１５ａの表面はフッ素（ポリフッ化ビニリデン）コ
ーティングが施されており、摩擦係数μ（対クリーニン
グブレード）は十分低くしてある。そして、ベルト上に
残留した異物（トナー、紙粉等）を除去し、下方に位置
する受け部に貯める。

【００２１】転写紙Ｔに転写されずに感光体１１上に残
留したトナー等は、クリーニング装置１６のクリーニン
グブレード１６ａで剥離され、スパイラル１６ｂを用い
たコンベア装置によって図示しない搬送パイプ内を搬送
されて現像装置１４内に戻され、再利用される。感光体
１１は、最後に除電ランプ１７により全面が露光されて
残留電荷を消去され、次のコピーに備える。

【００２２】図２は図１のクリーニングブレード１６ａ
及び１５ｄの部分の詳細な構造を示す図である。感光体
１１の上に残留したトナーをクリーニングするクリーニ
ングブレード１６ａは、ブラケット２３で一端を保持さ
れ、先端のエッジが感光体１１に接触可能となってい
る。ブラケット２３は軸２３ａを支軸として図示しない
フレームに回転可能に支持されており、スプリング２４
によってクリーニングブレード１６ａの先端が感光体１
１に加圧された状態で接触する。クリーニングブレード
１６ａはポリウレタンゴムからなるもので、突き出し量
１０ｍｍ、幅３２６ｍｍ、ゴム硬度７０度である。ブラ
ケット２３の可動端にはセンサ２５が配置され、ブラケ
ット２３の姿勢はセンサ２５で検知可能となっている。

【００２３】センサ２５からの信号は増幅器２６で増幅
され、メイン制御盤２８に現状クリーニングブレード負
荷の代用値として入力される。この負荷の推移をモニタ
ーすると、図３に示すように経時的に小さくなっていっ
た。これは、ブレードエッジのトナーすり抜けによるエ
ッジフィルミング、エッジ摩耗、感光体の表面の粗面
化、ブレードのへたり等によるものと考えられる。

【００２４】なお、コピー動作中でも転写紙画像領域と
非画像領域（紙間）ではブラケット２３の姿勢は差異が
生じ、感光体１１に対するクリーニングブレード１６ａ
の摺動負荷が異なることが確認できる。転写紙画像領域
でのブラケット２３の位置に比べ、紙間ではブラケット
２３は支軸２３ａを中心に時計方向にシフトした位置
（上昇位置）でバランスが釣り合う。

【００２５】一方、転写体１５ａの表面をクリーニング
するクリーニングブレード１５ｄは、ブラケット３０に
保持され、ブラケット３０は支軸３０ａを中心に回動
し、図示しないコイルスプリングによってブレード１５
ｄのエッジ先端の稜線を転写体１５ａに所定の加圧力で
圧接させる。

【００２６】なお、クリーニングブレード１５ｄの長手
方向の長さ、突き出し量、硬度は、クリーニングブレー
ド１６ａと同一である。このクリーニングブレード１５
ｄを支持するブラケット３０もセンサ３１で検知され、
増幅器３２で増幅されてメインの制御盤２８に入力され
る。

【００２７】コピー動作が開始すると、感光体１１は約
−９００Ｖに帯電されるが、紙間ではＰＴＬ１９の照射
により電荷は消去され、ほぼ０Ｖ電位となる。この領域
では、現像スリーブ１４ａに−２００Ｖのバイアスを印
加し、現像装置１４内の逆極性トナー（このシステムの
場合は、マイナストナーである）を感光体１１の紙間に
付着させる。

【００２８】しかし、本発明の実施例のトナーで実際に
調査したところ、この逆バイアスで移行するトナーおよ
びトナー凝集体も正帯電であることが判明した。これは
トナー種類や同じトナーでも初期と経時とで異なると考
えられるためである。

【００２９】したがって、従来のように紙間でもバイア
スローラ１５ｂに画像領域と同じ一定のバイアス（トナ
ー極性と逆）を印加したままだと、感光体１１上の紙間
の正帯電トナーまでも転写体１５ａに静電的に吸着して
しまい、場合によっては転写体１５ａ側のクリーニング
ブレード１５ｄのクリーニング能力を上回り、転写体１
５ａはトナーフィルミングしてしまう結果となった。

【００３０】そこで、本発明の装置では、センサ２５と
増幅器２６からの信号によりクリーニングブレード１６
ａの当接角度を知り、この角度が所定の範囲より大きく
なる（ブラケット２３が上昇している）と、摺動負荷が
大きいと判断し、高圧電源３３を介して現像スリーブ１
４ａの紙間バイアスを切り替え、電位を−２００Ｖ→−
３００Ｖとし、紙間地汚れトナーを増加させ、クリーニ
ングブレード１６ａに供給されるトナーを増加して摺動
負荷を低減させる。

【００３１】あるいは、高圧電源３４を介してバイアス
ローラ１５ｂの転写バイアス値を０Ｖとし（定電流制御
の場合は転写電流を０μＡ）、転写体１５ａに吸着され
る紙間地汚れトナーを感光体１１側に戻して、クリーニ
ングブレード１６ａに入力させ、ブレード１６ａのエッ
ジの摺動負荷を低減させる。

【００３２】また、センサ３１と増幅器３２の信号によ
りブラケット３０が支軸３０ａを中心に反時計方向に所
定量より偏倚して動作している場合、クリーニングブレ
ード１５ｄの摺動抵抗が高すぎる（摺動負荷が大きすぎ
る）と判断し、高圧電源３４の出力値を切り替え、紙間
の転写バイアスを増加させる。実施例では定電流制御の
ため、転写電流を３０μＡ→４０μＡにした。すると、
感光体１１の紙間における正帯電の地汚れトナーはより
多量に感光体１１から転写体１５ａに静電的に移行する
ため、クリーニングブレード１５ｄの摺動負荷は低減
し、クリーニングブレード１５ｄの巻き込み、破損を未
然に防止できる。

【００３３】なお、この信号は高圧電源３３にフィード
バックさせ、現像バイアス値を切り替え、紙間の地汚れ
トナーを増加させることでも同様の効果を期待できる。

【００３４】逆にクリーニングブレード１５ｄのクリー
ニング負荷が大きすぎる場合（摺動負荷が小さすぎる場
合）は、クリーニングブレード１５ｄは転写体１５ａに
対して腹当たり気味、つまり、ブラケット３０は支軸３
０ａを中心に時計方向に偏倚した位置で釣り合いがとれ
て動作するので、その位置をセンサ３１と増幅器３２と
で検知した場合は、高圧電源３４を介してバイアスロー
ラ１５ｂに印加するバイアスを０Ｖとする。実施例の場
合は、転写電流を０μＡとすることで感光体１１の紙間
に付着した地汚れトナーは転写体１５ａから感光体１１
に積極的に転移するようになり、転写体１５ａの汚れを
防止できる。あるいは、現像スリーブ１４ａの紙間現像
バイアスを例えば、−２００Ｖ→０Ｖとし、紙間に付着
させる正帯電トナーを少なくすることによっても転写体
１５ａのクリーニング負荷を低減させることは可能であ
る。ただし、この場合、クリーニングブレード１６ａの
摺動負荷が大きくない場合に限る。もし、クリーニング
ブレード１６ａの摺動負荷が大きい場合は、感光体１１
の紙間に付着するトナーを多くし、転写体１５ａに移行
するトナーが少なくなるようにすればよい。

【００３５】上記の操作によって、紙間の地汚れトナー
はクリーニングブレード１６ａあるいはクリーニングブ
レード１５ｄに適宜入力させ、それぞれのクリーニング
ブレードの摺動負荷を低減、あるいは増加させ、クリー
ニング性を維持することが可能である。

【００３６】次に、上記とは逆に、転写紙にタルク、炭
酸カルシウムなどの紙添加材が多量に含まれている紙を
使用したときの本発明の実施例を説明する。

【００３７】この場合、上記実施例とは逆に感光体１１
又は転写体１５ａに紙の添加剤が付着すると、ブレード
エッジとの間に入り、摩擦係数が極端に低下する。その
結果、たとえば、ブラケット２３の動作姿勢は支軸２３
ａを中心に反時計方向に大きく回転し、クリーニングブ
レード１６ａは当接角が小さくなる（腹当たり方向）。
この状態が続くと、さらにエッジへの微粉のフィルミン
グが加速され、ついにはクリーニングブレード１６ａは
腹当たり状態になり、トナーがブレードのエッジをすり
抜ける結果となる。

【００３８】これに対する防止策として、ブラケット２
３の変位をセンサ２４で検知し、ブラケット２３が下が
りすぎた場合、図４のように、紙間で感光体１１上に作
っている濃度センサのパターン３８の幅を大きくする。
実施例では、通常紙間において（ａ）に示す３５×３５
ｍｍのパターン３８を１０枚に１回の割合（ジョブが１
０枚以上ならジョブ終了時）で作成し、その濃度パター
ンを図示しない濃度センサで検知して画像濃度をコント
ロールしている。

【００３９】なお、このパターン３８の作成時、転写体
１５ａは図示しないソレノイドによってバイアスローラ
１５ｂを下降させ、転写体１５ａを感光体１１から離間
する。センサ２５の信号によってブラケット２３の姿勢
が所定の位置以下になったと検知したら、この濃度セン
サのパターンを（ａ）の３５×３５→（ｂ）に示す３５
×３００とし、積極的にニュートナーをブレードエッジ
に入力する。この操作によって、ブレードエッジに蓄積
していた紙成分の微粉をトナー粒子に付着させて洗浄す
ることができる。

【００４０】なお、これは初期的にブレード負荷が大き
い場合にも有効である。つまり、クリーニングブレード
１６ａと感光体１１とが新品で摺動負荷が不安定であっ
たり、大きすぎる場合、ブラケット２３は支軸２３ａを
中心に時計方向に偏倚した状態で釣り合いをとりながら
動作するために、その位置をセンサ２５で検知し、所定
の位置以上であれば、濃度センサーパターン３８を上記
のように３５×３５→３５×３００ｍｍと長手方向に大
きくする。その結果、ブレードの潤滑効果が上がり、ブ
レード巻き込みやエッジ破損が未然に防止できる。な
お、紙間濃度パターンの作成タイミングも１０枚に１回
から５枚に１回に切り替えする構成とするとさらに効果
的である。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
クリーニングブレードの摺動負荷をセンサで検出し、摺
動負荷が所定の範囲から外れた場合、像担持体上の紙間
に付着する地汚れトナーの付着量を増減して、クリーニ
ングブレードに供給されるトナー量を制御し、適正な摩
擦係数に保つので、クリーニングブレードと像担持体と
の摺動負荷（摩擦係数）を常に一定の範囲内に保つこと
ができ、クリーニングブレードがトナー不足で破損した
り、めくれるということを未然に防止できる。

【００４２】また、上記紙間に付着したトナーを転写バ
イアス値を変更して転写体へのトナーの移行量を制御す
るようにすれば、転写体へのトナーの移行量も制御でき
るので、転写体と、そのクリーニングブレードとの摩擦
係数を一定の範囲内に保つことができる。上記トナー付
着量の制御が、上記像担持体上の紙間に作成する濃度パ
ターンの形状を切り替えることによっても、上記と同様
の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を使用する画像形成装置の構成を
示す図である。

【図２】上記の画像形成装置におけるクリーニングブレ
ード周辺の構成を示す図である。

【図３】感光体とクリーニングブレードとの摺動負荷の
推移を示す図である。

【図４】濃度センサパターンを示す図である。

【符号の説明】

１１ 像担持体 １４ａ 現像スリーブ １５ａ 転写体 １６ａ，１５ｄ クリーニングブレード ２５，３１ センサ １５ｂ バイアスローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体及び／又は転写体にクリーニン
   グブレードを当接させておこなう画像形成装置における
   クリーニング方法において、上記クリーニングブレード
   の摺動負荷をセンサで測定し、該摺動負荷が所定の範囲
   から外れた場合、像担持体上の紙間に付着する地汚れト
   ナーの付着量を増減して、クリーニングブレードに供給
   されるトナー量を制御し、適正な摺動負荷に保つことを
   特徴とする画像形成装置におけるクリーニング方法。
2. 【請求項２】 上記紙間へのトナー付着量の制御が、現
   像バイアス値を変更することにより行われることを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置におけるクリーニン
   グ方法。
3. 【請求項３】 上記紙間に付着したトナーを転写バイア
   ス値を変更して転写体へのトナーの移行量を制御するこ
   とを含む請求項１又は２記載の画像形成装置におけるク
   リーニング方法。
4. 【請求項４】 上記トナー付着量の制御が、上記像担持
   体上の紙間に作成する濃度パターンの形状を切り替える
   ことにより行われることを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置におけるクリーニング方法。