JP2002014571A

JP2002014571A - 画像形成装置

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Publication number: JP2002014571A
Application number: JP2000195205A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Suzuki; 秀明鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ブラシ帯電装置の磁気ブラシ中に混入し
た転写残トナーによる、帯電ムラの発生や帯電性能の低
下を防止する。【解決手段】マグネットローラを内包する帯電スリー
ブ表面に、磁性粒子を磁気的に拘束して磁気ブラシを構
成し、この磁気ブラシを感光ドラム１表面に接触させる
とともに、帯電スリーブに帯電バイアス印加電源２ａか
ら電圧を印加して感光ドラム１表面を帯電する。転写残
トナーを磁気ブラシ帯電装置２の磁性ブラシで一旦、回
収した後、感光ドラム１表面に吐き出して現像装置４で
回収する。吐き出し量が少ないと帯電不良が発生し、逆
に多いと装置のダウンタイムが増加する。濃度センサ８
で吐き出し量を検知し、その結果に応じて、次回の吐き
出し量が適宜になるように、吐き出し時間を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を利用した複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミ
リ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを利用した従来の画像
形成装置では、像担持体としての感光ドラムを帯電処理
する手段としてコロナ帯電器が多用されていた。コロナ
帯電器を感光ドラムに非接触に対向配置し、コロナ帯電
器で発生するコロナ放電に感光ドラム表面をさらすこと
で、感光ドラム表面を所定の極性・電位に均一に帯電さ
せるものである。

【０００３】また、近年、コロナ帯電器よりも低オゾ
ン、低電力等の利点を有することから、接触帯電装置
（直接帯電装置）が実用化されている。これは、電圧を
印加した帯電部材を感光ドラムに当接させて感光ドラム
表面を所定の極性・電位に帯電させるものである。この
帯電部材として磁気ブラシを用いる接触帯電装置は、帯
電、接触の安全性等の点から好ましく用いられている。

【０００４】磁気ブラシ方式の接触帯電装置では、導電
性の磁性粒子を直接、マグネット表面に、又はマグネッ
トを内包するスリーブ表面に磁気によってブラシ状に拘
束保持することで磁気ブラシを構成し、この磁気ブラシ
を回転又は停止させた状態で、感光ドラム表面に接触さ
せ、これに電圧を印加することによって感光ドラムの帯
電を行うものである。なお、導電性の繊維をブラシ状に
したもの（ファーブラシ）や導電性ゴムをロール状にし
た導電ゴムロールも、接触帯電部材として用いることが
できる。

【０００５】また、接触帯電において、感光ドラム表層
に電荷注入層を設け、この感光ドラムに、電圧を印加し
た帯電部材を接触させることで電荷注入層に電荷を注入
して感光ドラム表面を所定の極性・電位に帯電させる注
入帯電方式が知られている。この注入帯電によると、帯
電部材に対するＡＣ電圧（交番バイアス）重畳の有無に
かかわらず、印加したＤＣ電圧（直流バイアス）とほぼ
同等に感光ドラム表面を帯電することができる。このた
め、コロナ放電器と異なり、感光ドラムヘの帯電に放電
現像を利用しないので、オゾンの発生がなく、かつ低電
力消費型の帯電が可能となる。

【０００６】さらに、近年、装置の小型化、簡易化等の
目的で、いわゆるクリーナレスシステムも実用化されて
いる。これは、転写時に記録材に転写されないで感光ド
ラム表面に残ったトナー（以下「転写残トナー」とい
う。）を除去する装置としてのクリーニング装置を省略
したものである。転写残トナーは、帯電装置で回収（帯
電同時クリーニング）したり、現像装置で回収（現像同
時クリーニング）したりする。また、記録材を担持する
転写ベルトや、中間転写体を採用した装置においては、
感光ドラム上の転写残トナーを転写ベルトや中間転写体
に一旦、転写して、転写ベルトや中間転写体用のクリー
ナによって回収することもある。

【０００７】特に帯電装置として接触帯電装置である磁
気ブラシ帯電装置を使用した画像形成装置では、転写残
トナーは、一旦、磁気ブラシに回収される。磁気ブラシ
帯電装置は、給電電極を兼ねる回転又は非回転の導電性
の帯電スリーブ（基体）と、この帯電スリーブ表面に磁
気拘束されてブラシ状に担持される導電性の磁性粒子と
を有している。磁気ブラシ帯電装置は、ブラシ状に穂立
ちさせた磁性粒子によって磁気ブラシを構成し、この磁
気ブラシを感光ドラム表面に接触させ、帯電スリーブに
所定の帯電バイアスが印加されることで、感光ドラム表
面を所定の極性・電位に一様に接触帯電処理するもので
ある。

【０００８】上述の、感光ドラム上の転写残トナーは、
感光ドラムの回転により、磁気ブラシの磁性粒子と感光
ドラムとの接触部である帯電領域（帯電ニップ部）に持
ち運ばれて、磁性粒子中に少なくとも一時的に感光ドラ
ム上から回収される（帯電同時クリーニング）。

【０００９】また、転写残トナーを磁性粒子中に一時的
に回収させることで、転写部で帯電極性が反転したトナ
ーも正規の帯電極性に整えられ、さらに、転写残トナー
のパターンが掻き消されて転写残トナーパターンのゴー
スト像の発生が防止される。

【００１０】このようなクリーナレスシステムや上述の
接触帯電方式（磁気ブラシ）を採用することで、小型、
簡易で、オゾン発生がなく、低消費電力の画像形成装置
を構成することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したような、転写
残トナーを磁気ブラシの磁性粒子中に一時的に回収する
方式の従来の画像形成装置においては、高抵抗のトナー
が磁性粒子中に混入することによって、磁気ブラシの抵
抗が上昇し、これによって帯電性能が低下してしまう。

【００１２】そこで、帯電性能を向上させるために、画
像形成動作を行っていない非画像形成時に、磁気ブラシ
中に混入されているトナー（混入トナー）を吐き出す帯
電部材クリーニングモード（以下単に「クリーニングモ
ード」という。）を行う画像形成装置が提案されてい
る。このクリーニングモードを有する画像形成装置で
は、画像形成の準備を行う前回転／後回転時や、連続し
て画像形成を行った際の記録材と記録材との間（紙間）
といった、実際に画像形成が行われていないときに、磁
気ブラシヘの印加電圧の調整等を行って磁性粒子中の混
入トナーを感光ドラム表面に吐き出し、現像装置等で回
収するというものである。

【００１３】しかしながら、このようなクリーニングモ
ードを行った際に、混入トナーの吐き出しが十分でない
場合には、磁性粒子中に混入トナーが多量に残留するこ
とにより、感光ドラムの帯電性にムラが生じ、画像品位
が低下するといった問題が発生する。一方、磁性粒子中
に存在する混入トナーが少ないにもかかわらず、長時間
のクリーニングモードを行った場合には、クリーニング
モードによる装置のダウンタイム（実質的な画像形成を
行えない時間）が長く続くことになり、生産性を大きく
低下させることになる。

【００１４】このような問題に対し、従来はトナーの吐
き出し条件を、通紙枚数（画像形成枚数）や画像信号に
基づいて制御していた。しかしながら、これらはいずれ
も、ある程度の予測に基づいた制御方法であり、途中で
現像条件や転写条件が変化した場合には、実際とはかけ
離れた吐き出しの制御を行ってしまうおそれがあった。

【００１５】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、転写残トナーを磁気ブラシ帯電装置で少なくと
も一時的に回収する画像形成装置において、磁気ブラシ
帯電装置から転写残トナーを吐き出すクリーニングモー
ド時に転写残トナーの吐き出しが適切に行われるように
吐き出し条件を制御することで、帯電ムラや帯電性能の
低下を防止し、かつ装置のダウンタイムを短縮して生産
性を向上させることのできる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る本発明は、移動可能な表面を有する
像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電手段と、
帯電後の前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成す
る露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナ
ー像として現像する現像手段と、前記像担持体上のトナ
ー像を転写部において記録材に転写する転写手段とを備
え、前記帯電手段は、前記像担持体に対向配置された保
持部材と前記保持部材により磁気的に担持されて前記像
担持体に接触される導電性の磁性粒子とを有するととも
に、前記トナー像転写後に前記像担持体上に残ったトナ
ーを少なくとも一時的に回収するクリーニング手段を兼
ねる画像形成装置において、前記磁気ブラシ帯電装置の
前記磁性粒子中に回収した前記転写残トナーを前記像担
持体表面に吐き出させるクリーニングモードを行う制御
手段と、前記クリーニングモードによって前記像担持体
表面に吐き出された転写残トナーの濃度を検知する濃度
検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記濃度検知手
段の検知結果に基づいて、次回のクリーニングモード時
における前記転写残トナーの吐き出し条件を決定する、
ことを特徴とする。

【００１７】請求項２に係る本発明は、移動可能な表面
を有する像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電
手段と、帯電後の前記像担持体表面を露光して静電潜像
を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着さ
せてトナー像として現像する現像手段と、記録材を担持
搬送する記録材担持体と、前記記録材担持体上に担持さ
れた記録材に転写部において前記像担持体上のトナー像
を転写する転写手段とを備え、前記帯電手段は、前記像
担持体に対向配置された保持部材と前記保持部材により
磁気的に担持されて前記像担持体に接触される導電性の
磁性粒子とを有するとともに、前記トナー像転写後に前
記像担持体上に残ったトナーを少なくとも一時的に回収
するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記磁気ブラシ帯電装置の前記磁性粒子中に回収した前
記転写残トナーを前記像担持体表面に吐き出させるクリ
ーニングモードを行う制御手段と、前記クリーニングモ
ードによって前記像担持体表面に吐き出され、さらに前
記記録材担持体に転写された転写残トナーの濃度を検知
する濃度検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記濃
度検知手段の検知結果に基づいて、次回のクリーニング
モード時における前記転写残トナーの吐き出し条件を決
定する、ことを特徴とする。

【００１８】請求項３に係る本発明は、移動可能な表面
を有する像担持体と、前記像担持体表面を帯電する帯電
手段と、帯電後の前記像担持体表面を露光して静電潜像
を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着さ
せてトナー像として現像する現像手段と、中間転写体
と、転写部において前記像担持体上のトナー像を前記中
間転写体に転写する転写手段とを備え、前記帯電手段
は、前記像担持体に対向配置された保持部材と前記保持
部材により磁気的に担持されて前記像担持体に接触され
る導電性の磁性粒子とを有するとともに、前記トナー像
転写後に前記像担持体上に残ったトナーを少なくとも一
時的に回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装置
において、前記磁気ブラシ帯電装置の前記磁性粒子中に
回収した前記転写残トナーを前記像担持体表面に吐き出
させるクリーニングモードを行う制御手段と、前記クリ
ーニングモードによって前記像担持体表面に吐き出さ
れ、さらに前記中間転写体に転写された転写残トナーの
濃度を検知する濃度検知手段と、を備え、前記制御手段
は、前記濃度検知手段の検知結果に基づいて、次回のク
リーニングモード時における前記転写残トナーの吐き出
し条件を決定する、ことを特徴とする。

【００１９】請求項４に係る本発明は、請求項１、２、
又は３に記載の画像形成装置において、前記濃度検知手
段が、光学的測定手段である、ことを特徴とする。

【００２０】請求項５に係る本発明は、請求項１、２、
３、又は４に記載の画像形成装置において、次回のクリ
ーニングモード時における前記転写残トナーの吐き出し
条件が、前記転写残トナーの吐き出し時間の長さであ
る、ことを特徴とする。

【００２１】請求項６に係る本発明は、請求項１、２、
３、又は４に記載の画像形成装置において、次回のクリ
ーニングモード時における前記転写残トナーの吐き出し
条件が、前記保持部材の回転速度である、ことを特徴と
する。

【００２２】〔作用〕実際に磁気ブラシ帯電装置内に残
留している転写残トナー量に基づいて吐き出しを行うこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る実施の形態について説明する。

【００２４】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る画
像形成装置の一例として、電子写真方式のデジタル複写
機（以下「画像形成装置」という。）を示す。同図に示
す画像形成装置は、帯電手段として磁気ブラシ方式の接
触帯電装置を用い、また、像担持体を清掃するためのク
リーニング手段のない、いわゆるクリーナレスシステム
を採用している。同図は、このような画像形成装置の概
略構成を示す縦断面図である。

【００２５】同図に示す画像形成装置は、像担持体とし
てドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」とい
う。）１を備えており、感光ドラム１の周囲には、磁気
ブラシ帯電装置（接触帯電手段）２、露光装置（露光手
段）３、現像装置（現像手段）４、転写装置（転写手
段）５、導電性ブラシ７等が配設されており、また記録
材Ｐの搬送方向に沿っての転写装置５の下流側には、定
着装置（定着手段）６等が配設されている。

【００２６】感光ドラム１は、本実施の形態では負帯電
の有機感光体であり、直径３０ｍｍのアルミニウム製の
ドラム基体上に感光体層を有しており、所定のプロセス
スピード（例えば１２０ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印ａ方向に
回転駆動され、その回転過程において磁気ブラシ帯電装
置２により負極性の一様な帯電処理を受ける。

【００２７】磁気ブラシ帯電装置２は、図２に示すよう
に、固定のマグネットローラ２ｃと、このマグネットロ
ーラ２ｃに回転自在に外嵌された非磁性のステンレス
（ＳＵＳ）からなる帯電スリーブ２ｄと、この帯電スリ
ーブ２ｄの外周面にマグネットローラ２ｃの磁力で付着
保持させた導電性の磁性粒子（磁性キャリヤ）２ｇで構
成された磁気ブラシ（磁気ブラシ層）２ｅとを有する、
スリーブ回転タイプのものを使用した。本実施の形態で
は、上述のマグネットローラ２ｃと帯電スリーブ２ｄと
によって保持部材を構成している。

【００２８】本実施の形態では外径１６ｍｍの帯電スリ
ーブ２ｄを使用した。また、磁気ブラシ２ｅを構成する
導電性の磁性粒子２ｇとしては、平均粒径１０〜１００
μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ、飽和磁化２０〜２５
０ｅｍｕ／ｃｍ³、体積抵抗率１×１０⁶〜１×１０⁹
Ω・ｃｍのものが好ましい。

【００２９】また、磁性粒子２ｇの構成としては、樹脂
中に磁性材料としてマグネットを分散させて導電化し、
さらに抵抗調整のためにカーボンブラックを分散させて
形成した樹脂キャリヤ、又はフェライト等のマグネタイ
ト単体表面を樹脂でコーティングし、抵抗調整を行った
もの等が用いられている。

【００３０】磁気ブラシ帯電装置２の磁気ブラシ２ｅ
は、感光ドラム１表面に接するようにして配設されてお
り、帯電スリーブ２ｄに、帯電バイアス印加電源２ａか
らＤＣバイアスにＡＣバイアスが重畳された帯電バイア
スが印加され、磁気ブラシ２ｅと感光ドラム１との間の
帯電ニップ部Ａにおいて、感光ドラム１の周速度に対し
てほぼ同じ周速度で矢印ｂ方向に回転駆動させること
で、感光ドラム１表面が帯電バイアス電圧の印加された
磁気ブラシ２ｅで摺擦され、感光ドラム１表面が帯電バ
イアスのＤＣバイアス成分とほぼ同電位に注入帯電方式
で一様に帯電処理される。そして、感光ドラム１の帯電
面に対して露光装置（例えば、レーザ走査装置）３から
出力される画像信号に対応して変調されたレーザ光Ｌに
よる走査露光がなされることで、感光ドラム１上に目的
の画像情報に対応した静電潜像が順次形成される。感光
ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４により
順次可視像として現像される。

【００３１】現像装置４は、現像容器４ｂ内の現像剤Ｔ
を表面に担持し、感光ドラム１との対向部へ搬送するた
めの現像スリーブ４ａが備わっており、この現像スリー
ブ４ａには現像バイアス印加電源４ｃから直流（ＤＣ）
電圧及び交流（ＡＣ）電圧が印加される。本実施の形態
では、−２７０Ｖの直流電圧と、周波数２０００Ｈｚで
ピーク間電圧２０００Ｖの交流電圧が印加される。これ
により、感光ドラム１上の静電潜像にトナーが付着され
てトナー像として現像される。

【００３２】感光ドラム１上のトナー像は、転写装置
（転写手段）５に転写バイアス電源５ａからトナーと逆
極性の電圧を印加することで、記録材Ｐ上に転写され
る。この記録材Ｐは、給紙カセット９内に収納されてい
たものが、給紙ローラ１０、搬送ローラ１１等によって
感光ドラム１と転写装置５との間の転写部に供給され、
ここで感光ドラム１上のトナー像が転写される。

【００３３】トナー像転写後の記録材Ｐは、定着装置６
に搬送され、ここで定着ローラ６ａと加圧ローラ６ｂと
によって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着され
る。

【００３４】一方、トナー像転写後の感光ドラム１表面
には転写残トナーが残留している。この転写残トナー
は、引き続く感光ドラム１の回転で感光ドラム１と磁気
ブラシ２ｅとの帯電ニップ部Ａに至り、感光ドラム１表
面に接触している磁性粒子２ｇ中に少なくとも一時的に
回収される。このため、高抵抗のトナーが磁気ブラシ２
ｅを構成する導電性の磁性粒子２ｇ中に混入することに
よって磁気ブラシ２ｅの抵抗が大きくなり、磁気ブラシ
２ｅの帯電性能が低下してしまうため、これを防止すべ
く以下に記述するクリーニングモードが実行される。な
お、図１中の符号７はトナー像転写後の感光ドラム１表
面の電荷を整える導電性ブラシ、７ａはこれに電圧を印
加する電源である。

【００３５】クリーニングモードは、磁気ブラシ帯電装
置２の磁気ブラシ２ｅを構成する導電性の磁性粒子２ｇ
中に混入した転写残トナーを、電気的に感光ドラム１上
に吐き出し、これにより磁気ブラシ２ｅの抵抗を元の状
態に戻して、磁気ブラシ帯電装置２の帯電性を回復しよ
うとするものである。さらに、感光ドラム１上に吐き出
されたトナーは、感光ドラム１の回転方向下流側の現像
装置４で回収される。

【００３６】このようにクリーニングモードは、転写残
トナーを磁気ブラシ帯電装置２から吐き出して現像装置
４で回収する構成のため、感光ドラム１上の転写残トナ
ーが途中、露光装置（レーザ走査装置）による露光部を
通過することになる。このため、この露光部を通過する
転写残トナーが画像形成の像露光を妨げないように、制
御装置（ＣＰＵ）１３の制御によりクリーニングモード
を非画像形成中に行うようにする。

【００３７】具体的には、画像形成の準備を行う感光ド
ラム１の前回転時、後回転時、又は連続して画像形成を
行った際の記録材Ｐと記録材Ｐとの間の紙間時に、帯電
スリーブ２ｄに印加する帯電バイアスの交流成分をＯＦ
Ｆにし、帯電スリーブ２ｄに印加される帯電バイアスの
直流成分と感光ドラム１が帯電されたときの表面電位と
の間の電位差によって、磁気ブラシ２ｅを構成する導電
性の磁性粒子２ｇ中に混入した転写残トナーを電気的に
吐き出すようにしている。帯電バイアスの交流成分をＯ
ＦＦするのは、感光ドラム１に対する帯電性を低くする
ことで表面電位を下げ、トナーの吐き出しの電位差を大
きくするためである。磁気ブラシ２ｅを構成する導電性
の磁性粒子２ｇ中に混入した転写残トナーは、この磁性
粒子２ｇとの摩擦により電荷をマイナス（ネガトナー）
にそろえられるため、上述の電位差によって感光ドラム
１上に移動（吐き出し）する。

【００３８】上述のクリーニングモードにおいて、トナ
ーの吐き出しが十分に行われなかった場合は、磁気ブラ
シ２ｅを構成する導電性の磁性粒子２ｇ中に多くのトナ
ーが残留することになり、磁気ブラシ２ｅの抵抗が高い
ままであることから、帯電性能が低下し画像品位が低下
する。

【００３９】そこで、本実施の形態では、クリーニング
モード時に感光ドラム１上に吐き出されたトナーの濃度
を検知することで、磁気ブラシ２ｅ中に含まれるトナー
量を見積もり、それに基づいて次回のクリーニングモー
ド時における吐き出し時間の長さを適切に制御する。

【００４０】以下に吐き出し時間制御の具体的な方法に
ついて述べる。

【００４１】クリーニングモードによって磁気ブラシ帯
電装置２から感光ドラム１上に吐き出されたトナーは、
感光ドラム１の回転によって現像装置４まで搬送される
が、その経路の途中に設けられた濃度検知手段である光
学的測定手段（以下「濃度センサ」という。）８によっ
て、吐き出されたトナーの濃度が検知される。吐き出し
が行われるときに印加されるバイアス等の条件が毎回同
じであれば、吐き出されるトナーの量、すなわち濃度セ
ンサ８が検知するトナー濃度は、磁気ブラシ２ｅ内に残
留しているトナー量にほぼ比例するため、この吐き出さ
れたトナー濃度を検知することで磁気ブラシ２ｅ内に残
留しているトナー量を見積もることができる。

【００４２】図３に、濃度センサ８の概略構成を示す。
同図中の符号１は感光ドラム、Ｔは感光ドラム１上のト
ナー、８ａは発光素子、８ｂは受光素子である。濃度セ
ンサ８は、発光素子８ａからトナーに向けて照射されト
ナーＴによって反射された反射光を受光素子８ｂによっ
て検知し、この光量によってトナー濃度を検知するもの
である。

【００４３】濃度センサ８によって検知されたトナー濃
度が高い場合には、磁気ブラシ２ｅの中に残留している
トナー量が多いと判断され、次回の吐き出し時、例えば
前回転時や後回転時や紙間時に行うクリーニングモード
における吐き出し時間の長さをトナー濃度に応じて長く
する。例えば、１つのコピージョブが終了する時の後回
転時に行われるクリーニングモードにおいて、ある所定
の時間でトナーの吐き出しが実行される。ここでの「あ
る所定の時間」とは、前回のクリーニングモード時にお
いて決定された時間である。吐き出されたトナーの濃度
は濃度センサ８によって検知され、制御装置１３によっ
て次回のクリーニングモードにおけるトナーの吐き出し
時間が決定される。

【００４４】濃度センサ８によるトナー濃度の検知は、
トナーの吐き出され方にある程度のムラがあることを考
慮して１０ｍｓｅｃ間隔で５回検知を行い、それらの最
大値と最小値を除外した３点の平均値をトナー濃度とす
る。このときのトナー濃度と吐き出し時間との関係を図
４に示す。同図に示すように、トナー濃度が０．１未満
の場合には、吐き出し時間の長さ０ｓｅｃに保つように
したのは、磁気ブラシ２ｅ内の転写残トナーが非常に少
ない場合には吐き出し動作を省略することで、吐き出し
動作による前回転、後回転、又は紙間の時間が長くなる
ことを極力避けるためである。

【００４５】そして次のコピー（画像形成）ジョブがス
タートした後の最初に行われるクリーニングモードにお
いて、制御装置１３によって決定された時間でトナーの
吐き出しが行われ、さらにその吐き出されたトナーの濃
度を再び検出する、という動作が繰り返される。

【００４６】図５に、この制御の流れを示す。コピージ
ョブが開始される（ステップＳ１。以下「Ｓ１」のよう
に記す。）と、前回転時にクリーニングモードが実行さ
れる（Ｓ２）。これにより、磁気ブラシ２ｅ中のトナー
が、感光ドラム１表面に吐き出される。この吐き出され
たトナーの濃度を、濃度センサ８によって検知する（Ｓ
３）。そして、濃度センサ８の検知結果に応じて、次に
クリーニングモードを行うときの、吐き出し時間を決定
する（Ｓ４）。ここで、コピー枚数が１枚のときと、２
枚以上のときとで制御が異なる（Ｓ５）。まず、１枚の
ときは、１枚のコピーを行う（Ｓ６）。コピー後の後回
転時にクリーニングモードを行う（Ｓ７）。このときの
吐き出し時間は、Ｓ４で決定された時間とする。クリー
ニングモードで吐き出されたトナーの濃度を検知する
（Ｓ８）。この検知結果に応じて、次のクリーニングモ
ード時の吐き出し時間を決定し（Ｓ９）、コピージョブ
を終了する（Ｓ１０）。

【００４７】上述のＳ５において、コピー枚数が２枚以
上のときは、１枚目をコピーの終了後（Ｓ１１）、２枚
目との紙間において、クリーニングモードを行い（Ｓ１
２）、Ｓ４で決定した時間だけトナー吐き出しを行う。
吐き出されたトナーの濃度を検知し（Ｓ１３）、次のク
リーニングモード時の吐き出し時間を決定する（Ｓ１
４）。つづいて、２枚日のコピー動作に入り（Ｓ１
５）、以下Ｎ枚目のコピーを行う（Ｓ１６）。その後、
Ｓ７に移行して、前述のＳ７〜Ｓ１０のステップを経て
コピージョブを終了する。

【００４８】このような制御を行うことでトナーの吐き
出し時間の長さを、実際に磁気ブラシ２ｅ内に含まれる
転写残トナーのトナー量に則して最適化できるため、吐
き出し量が少ないことによる帯電不良の発生や、吐き出
し時間を不要に多くとることによる画像形成装置のダウ
ンタイムをなくすことができる。さらに、磁気ブラシ帯
電装置２の磁気ブラシ２ｅ内に混入した転写残トナーを
常に適切な長さの時間で吐き出すことができるため、長
期にわたり帯電の安定化が可能となり、高画質な画像を
形成することができる。

【００４９】〈実施の形態２〉本実施の形態は、濃度セ
ンサ８により検知されたトナー濃度に基づいて、次回の
クリーニングモードにおいてトナーを吐き出す際の磁気
ブラシ２ｅの回転速度、つまり帯電スリーブ２ｄの回転
速度を適切に制御することを特徴とする。

【００５０】前述したように、吐き出しが行われるとき
に印加される帯電バイアス等の条件が毎回同じであれ
ば、吐き出されるトナーの量、すなわち濃度センサ８に
より検知されるトナー濃度は磁気ブラシ２内に残留して
いるトナー量にほぼ比例する。このため、吐き出された
トナー濃度を検知することで磁気ブラシ２ｅ内に残留し
ているトナー量を見積もることができる。

【００５１】そこで、本実施の形態では濃度センサ８で
検出されたトナー濃度がある一定値よりも高ければ磁気
ブラシ２ｅ内のトナー量が多いと判断し、次回の吐き出
し時における磁気ブラシ２ｅの回転速度をトナー濃度に
応じて速くするように制御を行う。

【００５２】例えば、１つのコピージョブが終了する時
の後回転時に行われる次回のモードクリーニングモード
において、磁気ブラシ２はある所定の回転速度でトナー
の吐き出しが実行される。ここでの「ある所定の回転速
度」とは、前回のクリーニングモード時において決定さ
れた回転速度である。吐き出されたトナーの濃度は濃度
センサ８によって検知され、制御装置１３によっておけ
るトナーの吐き出しの回転速度が決定される。

【００５３】このときのトナー濃度と回転速度との関係
を図６に示す。ここで回転速度は、感光ドラム１に対す
る速度比（％）で示している。同図に示すようにトナー
濃度が０．１未満の場合、すなわち磁気ブラシ２ｅに含
まれる転写残トナー量が非常に少ない場合でも磁気ブラ
シ２ｅの回転速度を一定（１００％）に保つようにした
のは、転写残トナーの回収効率を落とさないためであ
る。そして次のコピージョブがスタートしたあとで最初
に行われるクリーニングモードにおいて、制御装置１３
によって決定された回転速度でトナーの吐き出しが行わ
れ、さらにその吐き出されたトナーの濃度を再び検出す
る、という動作が繰り返される。このような制御を行う
ことでトナーの吐き出し時における磁気ブラシ２ｅ（帯
電スリーブ２ｄ）の回転速度を、実際に磁気ブラシ２ｅ
内に含まれる転写残トナー量に則して最適化できるた
め、吐き出し量が少ないことによる帯電不良の発生をな
くすことができる。

【００５４】また本実施の形態の構成の利点としては、
次のような点が挙げられる。実施の形態１のように吐き
出し時間の長さを制御する構成では、検知したトナー濃
度が非常に高かった場合、すなわち磁気ブラシ２ｅに残
留するトナー量が非常に多いと判断された場合は、吐き
出し時間がかなり長くなるため、紙間や後回転の時間が
長くなり、そのために生産性が大きく低下することとな
る。それに対して本実施の形態の構成では、検知された
トナー濃度に対して磁気ブラシ２ｅの回転速度を制御す
る構成であるため、トナーの吐き出しのために費やされ
る時間は常に一定に保つことができ、磁気ブラシ２ｅ内
に残留するトナー量が非常に多い場合でも紙間や後回転
の時間が長くなることはない。このため、本実施の形態
の構成を採用した画像形成装置では、常に高い生産性を
実現することが可能となる。

【００５５】以上説明したように、磁気ブラシ帯電装置
２を用いた画像形成装置において本実施の形態に記述し
た構成で制御を行うことにより、磁気ブラシ帯電装置２
内に混入した転写残トナーを常に適切な回転時間で吐き
出すことができるため、長期にわたり帯電の安定化が可
能となり、高画質でかつ生産性に優れた画像形成装置を
提供することができた。

【００５６】〈実施の形態３〉図７に、実施の形態３に
係る画像形成装置の概略構成を示す。同図に示す画像形
成装置は、電子写真プロセス利用のデジタルフルカラー
複写機であり、４個の画像形成部、すなわちマゼンタの
トナー像を形成する第１の画像形成部ＵＭ、シアンのト
ナー像を形成する第２の画像形成部ＵＣ、イエローのト
ナー像を形成する第３の画像形成部ＵＹ、ブラックのト
ナー像を形成する第４の画像形成部ＵＢｋが、転写ベル
ト（記録材担持体）１４の移動方向（矢印Ｒ１４方向）
に沿って一列に配置されていて、高速でフルカラー画像
を形成できるようになっている。本実施の形態において
も像担持体（感光ドラム）の帯電手段として、接触帯電
装置である磁気ブラシ帯電装置を用いている。なお、各
画像形成部の構成は同じであるので、以下では、シアン
の画像形成部ＵＣを例に説明する。

【００５７】画像形成部ＵＣには、像担持体としての感
光ドラム１が配設されている。感光ドラム１は、回転自
在に支持されていて、駆動手段（不図示）によって矢印
ａ方向に回転駆動される。感光ドラム１は、磁気ブラシ
帯電装置２によって一様に帯電された後、露光装置（不
図示）からのレーザビームの照射によって表面に静電潜
像が形成される。

【００５８】ここで用いた磁気ブラシ帯電装置２の構成
は、上述の実施の形態１で説明した磁気ブラシ帯電装置
と同様である。その後、静電潜像は現像装置４によっ
て、現像され、可視像化されたトナー像となる。本実施
の形態では非磁性トナーと磁性キャリヤからなる二成分
現像剤を使用している。画像形成部ＵＣで形成されたト
ナー像は転写ベルト１４によって搬送されてきた紙など
の記録材Ｐ上に転写装置５によって転写される。上述の
転写ベルト１４は、ポリイミドの素材に、カーボンを添
加して体積抵抗率を約１０¹³Ω・ｃｍに調整すること
で、良好な転写が得られるようにしている。転写ベルト
１４は、ローラ１５、１６に張設されており、ローラ１
５の矢印ｂ方向に回転によって、矢印Ｒ１４方向に回転
駆動される。記録材Ｐは、この転写ベルト１４表面に担
持されて搬送される。

【００５９】他の画像形成部ＵＭ、ＵＹ、ＵＢｋにおい
ても、同様にトナー像が形成される。すなわち、画像形
成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋでそれぞれ形成されたマ
ゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー像
が、転写ベルト１４上の記録材Ｐ上にそれぞれの転写部
において順次に転写されていく。

【００６０】こうして４色のトナー像が転写された記録
材Ｐは、転写ベルト１４によって定着装置６に搬送さ
れ、ここで加熱・加圧されて定着される。これにより、
４色フルカラーの永久画像が得られる。

【００６１】一方、トナー像転写後の各感光ドラム１表
面に残留した転写残トナーは、引き続く感光ドラム１の
回転により、感光ドラム１と磁気ブラシ２ｅとの帯電ニ
ップ部Ａ（図２参照）に至り、磁気ブラシ２ｅに一時的
に回収される。このため、磁気ブラシ２ｅの抵抗が大き
くなり、磁気ブラシ２ｅの帯電性能が低下してしまう。
これを防止すべく実施の形態１、２に記述したようなク
リーニングモードが実行される。

【００６２】実施の形態１、２ではクリーニングモード
において、磁気ブラシ２ｅに混入した転写残トナーを電
気的に感光ドラム１上に吐き出し、これにより磁気ブラ
シ２ｅの抵抗を元の状態に戻して、磁気ブラシ帯電装置
２の帯電性を回復し、さらに感光ドラム１上に吐き出さ
れたトナーは、感光ドラム１の回転方向下流側の現像装
置４で回収する構成となっているが、本実施の形態では
吐き出されたトナーを現像装置４では回収せずに、転写
ベルト１４上に各色とも次々に転写し、これを各色分ま
とめて転写ベルト１４に設けられた転写ベルトクリーナ
１７によって回収する構成となっている。

【００６３】本実施の形態に記載のフルカラー複写機の
ように複数の画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋをも
つ画像形成装置の場合、各画像形成部ＵＭ、ＵＣ、Ｕ
Ｙ、ＵＢｋにおいて実施の形態１、２に記述したよう
な、クリーニングモードで感光ドラム１上に吐き出され
たトナーの濃度を検知しようとすると、各画像形成部Ｕ
Ｍ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋごとに濃度センサが必要で、本
実施の形態では４個の濃度センサが必要となる。このよ
うな構成は、コストの面からは好ましくない。

【００６４】そこで、各画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹ、
ＵＢｋから吐き出されたトナーを転写ベルト１４上にす
べて転写し、転写後のトナー濃度を転写ベルト１４に対
向するように設けられた１個の濃度センサ（濃度検知手
段）１８で検知する構成にすれば、画像形成部が幾つあ
っても濃度センサ１８は１個のみで済むことからコスト
的に非常に有利となるため、本実施の形態ではそのよう
な構成を採用した。１個の濃度センサ１８は、転写ベル
ト１４の回転方向に沿っての、最下流側の画像形成部Ｕ
Ｂｋの少し下流側において、転写ベルト１４表面に対向
するように配置されている。

【００６５】以下では具体的な制御方法について述べ
る。

【００６６】例えば１つのコピージョブが終了する際に
行われる後回転時において、磁気ブラシ２ｅから転写残
トナーを吐き出すためのクリーニングモードが実行され
る。クリーニングモードは前述したように、非画像形成
部に対して、帯電スリーブ２ｄに印加する帯電バイアス
の交流成分をＯＦＦにし、帯電スリーブ２ｄに印加され
る帯電バイアスの直流成分と感光ドラム１Ｃが帯電され
たときの表面電位との間の電位羞によって転写残トナー
を電気的に吐き出すようにしている。

【００６７】このとき、感光ドラム１上に吐き出された
トナーは、感光ドラム１の回転によって露光部、現像部
を通過して転写部へと達する。吐き出されたトナーが、
現像部を通過する際に現像装置４に回収されないように
するために、現像スリーブ４ａの回転を停止するように
制御が行われる。転写部へと達したトナーは転写装置５
によって転写ベルト１４上に転写されるが、各画像形成
部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋで吐き出されたトナーが重
ならないように各色ごとに位置をずらして転写が行われ
るように制御される。

【００６８】転写ベルト１４上に転写されたトナーは転
写ベルト１４の回転によって搬送され、濃度センサ１８
によって各色のトナー濃度が次々と検知される。ここで
検知されたトナー濃度によって、各画像形成部ＵＭ、Ｕ
Ｃ、ＵＹ、ＵＢｋにおける磁気ブラシ２ｅ中に残留する
トナー量が見積もられ、これに基づいて次回のクリーニ
ングモードにおける最適な吐き出し時間の長さが制御装
置１３によって各色ごとに決定される。そしてその各色
ごとの最適な吐き出し時間で吐き出されたトナーの濃度
が再び転写ベルト１４上で検知される、というサイクル
を繰り返す。

【００６９】本実施の形態では実施の形態１と同様に吐
き出し時間の長さを制御する構成を採用したが、実施の
形態２のように、磁気ブラシ２ｅ（帯電スリーブ２ｄ）
の回転速度を制御する構成を採用してもよい。

【００７０】以上説明したように、複数の画像形成部Ｕ
Ｍ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋを有する画像形成装置におい
て、本実施の形態のような制御を行うことにより、磁気
ブラシ帯電装置２から最適なトナーの吐き出しが各色ご
とに行われることで帯電性能がすべての画像形成部Ｕ
Ｍ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋにおいて安定化し、高画質なカ
ラー画像を形成することができる。また濃度センサ１８
が１個のみで済むことからコストの上昇を極力抑えるこ
とができる。

【００７１】〈実施の形態４〉図８に、実施の形態４に
係る画像形成装置の概略構成を示す。各画像形成部Ｕ
Ｍ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋの構成は、上述の実施の形態３
と同様であるが、本実施の形態では各画像形成部ＵＭ、
ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋで形成されたトナー像は、１次転写
装置５ａにより、一旦、中間転写体としての中間転写ベ
ルト（中間転写体）２０に転写された後、２次転写ロー
ラ（２次転写手段）２４によって紙等の記録材Ｐに一括
転写される構成となっている。上述の中間転写ベルト２
０は、ローラ２１、２２、２３に掛け渡されており、ロ
ーラ２１の矢印ｂ方向の回転に伴って矢印Ｒ２０方向に
回転駆動される。本実施の形態においては、磁気ブラシ
２ｅから感光ドラム１上の吐き出されたトナーは、中間
転写ベルト２０に転写されて濃度センサ（濃度検知手
段）２６に到達するが、途中、２次転写ローラ２４、中
間転写ベルトクリーナ２５を通過する際には、これら２
次転写ローラ２４及び中間転写ベルトクリーナ２５は、
中間転写ベルト２０表面から離間されるようになってい
る。

【００７２】このように中間転写ベルト２０を用いる
と、定着装置６を下方に配置することができるために、
画像形成装置本体の幅（記録材Ｐの搬送方向の長さ）の
短縮が可能なこと、また、各画像形成部ＵＭ、ＵＣ、Ｕ
Ｙ、ＵＢｋが記録材Ｐと接触しないために紙粉等の異物
の影響を受けずに済むことなどの利点がある。また、濃
度センサ２６を、中間転写ベルト２０の回転方向に沿っ
てのマゼンタの画像形成部ＵＭの上流側の位置で、か
つ、図８に示すように、中間転写ベルト２６のうちの上
部に位置する部分の上面に対向する位置に配設したこと
により、紙詰まり時に未定着トナー像を処理することに
よって発生する飛散トナーによって、濃度センサ２６が
汚染されることを防止することができる。したがって、
汚染によるセンサ出力の低下を防止することができる。

【００７３】ここで用いた中間転写ベルト２０は、素材
としてポリイミドを使用し、これにカーボンを添加し、
体積抵抗率を約１０¹⁰Ω・ｃｍに調整することで良好な
転写が得られている。この場合も、上述の実施の形態３
と同様に、クリーニングモードで吐き出されたトナーを
中間転写ベルト２０に転写し、転写後のトナー濃度を濃
度センサ２６で検知することにより、磁気ブラシ２ｅに
含まれるトナー量を見積もる構成となっている。具体的
な制御の方法は実施の形態３と同様である。

【００７４】なお、上述では、中間転写体としてベルト
状の中間転写ベルト２０を使用した例を説明したが、こ
れに代えて、ドラム状に形成された中間転写ドラム（不
図示）を使用することもできる。

【００７５】以上説明したように、複数の画像形成部Ｕ
Ｍ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋで形成されたトナー像を中間転
写体に転写し、その後、紙などの記録材Ｐに一括転写す
る構成の画像形成装置においても、本実施の形態のよう
な制御を行うことにより、各画像形成部ＵＭ、ＵＣ、Ｕ
Ｙ、ＵＢｋの磁気ブラシ帯電装置２から最適なトナーの
吐き出しを各色ごとに行うことができるので、帯電性能
がすべての画像形成部ＵＭ、ＵＣ、ＵＹ、ＵＢｋにおい
て安定し、高画質なカラー画像を形成することができ
る。また濃度センサが１個のみで済むことからコストの
上昇を極力抑えることができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
転写残トナーを磁気ブラシ帯電装置で少なくとも一時的
に回収する画像形成装置において、磁気ブラシ帯電装置
から転写残トナーを吐き出すクリーニングモード時に転
写残トナーの吐き出しが適切に行われるように吐き出し
条件を制御することで、帯電ムラや帯電性能の低下を防
止し、かつ装置のダウンタイムを短縮して生産性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図２】磁気ブラシ帯電装置の構成を示す縦断面図。

【図３】濃度センサの構成を示す縦断面図。

【図４】実施の形態１におけるトナー濃度と吐き出し時
間との関係を示す図。

【図５】吐き出し時間の制御を示すフローチャート。

【図６】実施の形態２におけるトナー濃度と磁気ブラシ
の回転速度との関係を示す図。

【図７】実施の形態３の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図８】実施の形態４の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【符号の説明】

１像担持体（感光ドラム）２帯電手段（磁気ブラシ帯電装置）２ｃ保持部材（マグネットローラ）２ｄ保持部材（帯電スリーブ）２ｅ磁気ブラシ２ｇ磁性粒子３露光手段（露光装置）４現像手段（現像装置）５転写手段（転写装置）８、１８、２６濃度検知手段（濃度センサ）１３制御手段（ＣＰＵ）１４記録材担持体（転写ベルト）２０中間転写体（中間転写ベルト）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H003 AA12 BB11 BB13 CC04 DD03 DD14 2H027 DA10 DE02 DE07 DE09 EA01 ED03 ED08 ED30 EE03 EF12 2H034 CB00 2H077 AA37 AC16 AD06 AD36 DA10 DA47 DA63 DB12 EA03 GA01 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能な表面を有する像担持体と、前
記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像
担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像
する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写部に
おいて記録材に転写する転写手段とを備え、前記帯電手
段は、前記像担持体に対向配置された保持部材と前記保
持部材により磁気的に担持されて前記像担持体に接触さ
れる導電性の磁性粒子とを有するとともに、前記トナー
像転写後に前記像担持体上に残ったトナーを少なくとも
一時的に回収するクリーニング手段を兼ねる画像形成装
置において、前記磁気ブラシ帯電装置の前記磁性粒子中に回収した前
記転写残トナーを前記像担持体表面に吐き出させるクリ
ーニングモードを行う制御手段と、前記クリーニングモードによって前記像担持体表面に吐
き出された転写残トナーの濃度を検知する濃度検知手段
と、を備え、前記制御手段は、前記濃度検知手段の検知結果に基づい
て、次回のクリーニングモード時における前記転写残ト
ナーの吐き出し条件を決定する、ことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】移動可能な表面を有する像担持体と、前
記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像
担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像
する現像手段と、記録材を担持搬送する記録材担持体
と、前記記録材担持体上に担持された記録材に転写部に
おいて前記像担持体上のトナー像を転写する転写手段と
を備え、前記帯電手段は、前記像担持体に対向配置され
た保持部材と前記保持部材により磁気的に担持されて前
記像担持体に接触される導電性の磁性粒子とを有すると
ともに、前記トナー像転写後に前記像担持体上に残った
トナーを少なくとも一時的に回収するクリーニング手段
を兼ねる画像形成装置において、前記磁気ブラシ帯電装置の前記磁性粒子中に回収した前
記転写残トナーを前記像担持体表面に吐き出させるクリ
ーニングモードを行う制御手段と、前記クリーニングモードによって前記像担持体表面に吐
き出され、さらに前記記録材担持体に転写された転写残
トナーの濃度を検知する濃度検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記濃度検知手段の検知結果に基づい
て、次回のクリーニングモード時における前記転写残ト
ナーの吐き出し条件を決定する、ことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項３】移動可能な表面を有する像担持体と、前
記像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記像
担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像
する現像手段と、中間転写体と、転写部において前記像
担持体上のトナー像を前記中間転写体に転写する転写手
段とを備え、前記帯電手段は、前記像担持体に対向配置
された保持部材と前記保持郡材により磁気的に担持され
て前記像担持体に接触される導電性の磁性粒子とを有す
るとともに、前記トナー像転写後に前記像担持体上に残
ったトナーを少なくとも一時的に回収するクリーニング
手段を兼ねる画像形成装置において、前記磁気ブラシ帯電装置の前記磁性粒子中に回収した前
記転写残トナーを前記像担持体表面に吐き出させるクリ
ーニングモードを行う制御手段と、前記クリーニングモードによって前記像担持体表面に吐
き出され、さらに前記中間転写体に転写された転写残ト
ナーの濃度を検知する濃度検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記濃度検知手段の検知結果に基づい
て、次回のクリーニングモード時における前記転写残ト
ナーの吐き出し条件を決定する、ことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項４】前記濃度検知手段が、光学的測定手段で
ある、ことを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の画像形
成装置。
【請求項５】次回のクリーニングモード時における前
記転写残トナーの吐き出し条件が、前記転写残トナーの
吐き出し時間の長さである、ことを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載の画
像形成装置。
【請求項６】次回のクリーニングモード時における前
記転写残トナーの吐き出し条件が、前記保持部材の回転
速度である、ことを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載の画
像形成装置。