JP2004020700A

JP2004020700A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004020700A
Application number: JP2002172643A
Authority: JP
Inventors: Maki Sudo; 須藤　真樹; Tooru Ikisu; 五十洲　徹
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP4207469B2

Abstract

【課題】感光ドラムにブレード式のクリーニング装置を設置せず、その感光ドラムに存在する不要トナーを電位勾配を利用して他の構成部品（トナー除去回収装置など）に静電的に転移させて排除するクリーニング動作を実行する場合であっても、少なくともクリーニング動作を実行する際における現像装置からのトナーの引き出しを簡易に防止できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置１４を感光ドラム１１に近接対向する現像位置とその像担持体から離れた退避位置との間で変位させる変位機構８を設け、その変位機構８により少なくとも前記クリーニング動作を実行する時間帯には現像装置１４を退避位置に変位させるように構成した。
【選択図】　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等を利用してトナーからなる画像を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に係り、特に、トナー像が形成される像担持体にブレード式のクリーニング装置を設置しないタイプの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真方式等を利用した画像形成装置では、トナー像を形成する感光ドラム等からなる像担持体に転写後等において存在する不要トナーを除去するため、その像担持体の表面にゴム等の弾性ブレードを圧接させて不要トナーを機械的に掻き取る、いわゆるブレード式のクリーニング装置を設置している。
【０００３】
しかし、このようなクリーニング装置を設置した場合には、その弾性ブレードの圧接により像担持体の表面が磨耗してその像担持体の寿命が短くなったり、あるいは、その表面に圧接時の磨耗や摺擦による傷ができて画像の乱れが発生する等の問題がある。また、トナーとして重合法等により作製される球形に近い外形からなるいわゆる球形トナーを使用すると、その球形トナーに対する弾性ブレードのクリーニング性能が低下して球形トナーを十分に除去できないという問題がある。
【０００４】
また、この弾性ブレードによる像担持体表面の摺擦を軽減する観点から、その摺擦の度合いが低い回転ブラシとクリーニングロールとを併用するクリーニング装置を適用することも考えられる（特開昭６３−１５２７８号公報など）。
【０００５】
しかし、この場合には、像担持体表面の摺擦による磨耗等が抑制されて像担持体の長寿命化が見込める一方で、クリーニング装置そのものが複雑なものとなり、そのコストもかかるという難点がある。
【０００６】
そこで、これらの問題を回避するため、像担持体に対してブレード式のクリーニング装置を設置せずに、例えば以下のようなクリーニング動作を実行する画像形成装置が提案されている。
【０００７】
すなわち、画像形成部間（インターイメージ部）等の所定の時期に、像担持体上の不要トナーを、ブレード式のクリーニング装置が設置されている中間転写体側に電位勾配の形成によって静電的に転移させ、その中間転写体において当該クリーニング装置により除去して回収するというクリーニング動作を実行するものである（特開平１１−７２２６号公報）。電位勾配は、不要トナーの帯電極性に応じて、転移させる構成部品間で静電的に転移しやすくなるような所定のバイアスを印加すること等により形成される。
【０００８】
また、像担持体に接触して不要トナーを一時的に保持するための回転ブラシ等からなるトナー一時保持部材を設置し、そのトナー一時保持部材に像担持体上の不要トナーを一旦付着させておき、画像形成部間や画像形成終了時等の所定の時期が到来した段階で、まずそのトナー一時保持部材に付着している不要トナーを電位勾配の形成により像担持体へ静電的に転移させて戻し、さらに像担持体に戻した不要トナーを、トナー除去回収装置（ブレード式のクリーニング装置を含む）が設置されている転写装置（接触式のもの）や中間転写体等に対して電位勾配の形成により静電的に転移させ、その転写装置、中間転写体等の側において当該トナー除去回収装置により最終的に除去して回収するというクリーニング動作を実行するものである（特開２０００−２５０３２７号公報、特開２００１−７５４４８号公報など）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなクリーニング動作を実行する画像形成装置にあっては次のような課題がある。
【００１０】
つまり、像担持体に存在する不要トナーは、転写されなかった未転写トナーがほとんどであり、その未転写トナーについてもトナーの初期帯電極性と同じものがあるほか、転写遍歴によって本来とは異なる極性に帯電するいわゆる逆帯電トナーがある。このため、上記クリーニング動作時には、この極性が異なる不要トナーを中間転写体や転写装置等に電位勾配の形成により転移させるため、電位勾配の向きを両極のトナーに合わせて交互に切り換える必要がある。ところが、この際、逆帯電の不要トナーを前記トナー一時保持部材や帯電部材から像担持体に戻すとともにその像担持体から中間転写体等に転移させるときに、像担持体に近接対向する現像位置に保持されている現像装置（実際には現像ロール上）にその逆極性に帯電の不要トナーが引き込まれてしまう問題が発生する。また、これとは反対に正極性に帯電している不要トナーをトナー一時保持部材や帯電部材から像担持体に戻すとともにその像担持体から中間転写体等に転移させるときに、現像装置（実際には現像ロール上）からトナーが像担持体に同時に引き出されてしまうという問題が発生する。さらに、このような問題は、複数の現像装置を使用する画像形成装置の場合には、その数だけ発生することになる。この場合、現像装置としては、通常磁気ブラシ現像方式のものが使用される。
【００１１】
なお、現像装置からのトナーの引き出し現象は、例えばマイナス極性に帯電させる像担持体とマイナス帯電のトナーを使用する現像装置とを備えた画像形成装置を想定して説明すると、その像担持体に接触する一時保持部材や帯電部材表面に存在する不要トナーである正極性の帯電（未転写）トナーを中間転写体等に静電的に転移させるためには、中間転写体側をプラス極性側に保持するとともに像担持体を一時保持部材や帯電部材よりもプラス極性側に帯電させることにより電位勾配を形成する必要がある。この結果、像担持体が画像形成時と異なりプラス極性側に帯電したような状態となるため、現像装置の現像ロールに担持されているマイナス極性のトナーが像担持体に静電的に吸引されて付着してしまうものであると考えられる。
【００１２】
ちなみに、この現象を防止するため、現像装置に印加する現像バイアスの極性を、上記クリーニング動作時の電位勾配のために印加するバイアスの極性に応じて切り換えるという対策も考えられる。しかし、かかる対策では、現像装置のバイアス電源に逆極性の電源を追加しなければならず、また、逆極性の現像バイアスを印加することは現像装置内のトナーの帯電極性に影響等を与えるおそれがあり好ましくない。
【００１３】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その主な目的とするところは、特に像担持体にブレード式のクリーニング装置を設置せず、その像担持体に存在する不要トナーを上記した電位勾配を利用して他の構成部品に静電的に転移させて排除するクリーニング動作を実行する場合、少なくともクリーニング動作を実行する際における現像装置からのトナーの引き出し等を簡易に防止することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、帯電後に静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体上の静電潜像を現像バイアス印加の下でトナーの供給により現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置により現像して形成した前記像担持体上のトナー像を記録用紙若しくは用紙搬送体にて搬送される記録用紙に直接または中間転写体を介して静電的に転写させる転写装置とを備え、その像担持体上に存在する不要トナーを電位勾配の形成により用紙搬送体、中間転写体または転写装置に静電的に転移させて排除するクリーニング動作を実行する画像形成装置において、前記現像装置を前記像担持体に近接対向する現像位置とその像担持体から離れた退避位置との間で変位させる変位機構を設け、その変位機構は少なくとも前記クリーニング動作を実行する時間帯には現像装置を退避位置に変位させることを特徴とするものである。
【００１５】
このような画像形成装置によれば、少なくともクリーニング動作実行時には現像装置が退避位置に変位して像担持体から離れた状態に置かれるため、像担持体上の不要トナーを電位勾配の利用により用紙搬送体、中間転写体または転写装置へ転移させる際に、その像担持体と現像装置の間の電位関係に起因して現像装置のトナーが像担持体側に引き出されてしまうことはない。また、像担持体にブレード式のクリーニング装置を設置しないため、像担持体の表面磨耗等の発生を低減でき、その長寿命化が可能になる。ちなみに、クリーニング動作の実行により像担持体上にある不要トナーについては電位勾配の形成により用紙搬送体、中間転写体または転写装置に静電的に転移させた後、その各構成部品に設置するトナー除去回収装置等によって最終的に除去および回収するようにすればよい。
【００１６】
この画像形成装置において、その現像位置とは、現像装置の現像ロール上に担持される現像剤（トナー）の先端部が少なくとも像担持体に接触して現像し得る位置をいい、退避位置とはその現像剤の先端部が少なくとも像担持体から離れかつその現像剤が像担持体側に静電的に引き寄せられる作用の影響を受けないような距離だけ像担持体から離れた位置をいう。ちなみに、現像装置については、本来の現像動作を実行する観点から、変位機構により像担持体の静電潜像が形成された領域（換言すれば潜像書き込み開始位置から書き込み終了位置までの領域）が現像装置を通過する間は現像位置に変位されることはいうまでもない。
【００１７】
上記変位機構は、像担持体の未帯電領域および帯電未達成領域が通過する時間帯には現像装置を退避位置に変位させるように構成（制御）するとよい。帯電未達成領域とは、像担持体の表面電位が所定の帯電電位までに十分に帯電されていない状況にある領域である。このように構成した場合には、その未帯電領域および帯電未達成領域が現像位置にある現像装置を通過する場合において発生し得る当該現像装置からのトナーの引き出し現象を回避することができる。
【００１８】
また、上記変位機構は、電源投入時または緊急停止時に現像装置が退避位置に変位しているか否かを検知し、退避位置に変位していない場合には当該現像装置を退避位置に変位させるように構成（制御）するとよい。緊急停止時とは、紙詰まり（ジャム）等の非常現象が発生して装置動作の停止が必要な場合に装置動作が強制的に停止されるときをいう。上記検知は、一般的な位置検知センサを用いて行うようにすればよい。このように構成した場合には、現像装置が退避位置にない状態において電源投入後や緊急停止後に実行される予定の動作（例えば上記クリーニング動作、像担持体の帯電動作など）が開始されることはない。これによっても現像装置から像担持体へトナーが引き出される現象が発生することはない。
【００１９】
上記現像装置は、少なくとも退避位置に変位している時間帯には当該現像装置に現像バイアスを印加しないように構成するとよい。現像バイアスを印加しないとはゼロ電位に保持することをいう。これにより、現像装置からのトナー引き出しがより発生しにくくなり、また、現像バイアスの印加を複雑に制御する必要もなくなる。
【００２０】
そして、このような画像形成装置において、上記像担持体としてはドラム状、ベルト状等からなる感光体、誘電体等が使用される。この像担持体を帯電させる帯電装置としては、例えばロール状の接触型のものを使用すると、その帯電ロールに付着する不要トナーをクリーニング動作時に除去することができる。上記現像装置としては、例えばトナーとキャリアを含む二成分現像剤を使用して磁気ブラシ現像を行うものが使用される。この現像装置は、像担持体を複数使用する場合には、通常その像担持体に数に相応した数のものが使用される。上記変位機構は、現像装置を現像位置と退避位置との間で変位させることができるものであればよく、その形式等については特に制約されない。上記記録用紙は、普通紙、塗工紙、厚紙、ＯＨＰシート等であるが、画像形成装置内で搬送が可能であってトナー像の静電的な転写が可能なものであれば他のものであってものであってもよい。
【００２１】
上記用紙搬送体は、記録用紙を担持して像担持体上のトナー像が転写される位置等に搬送するものであり、通常はベルト状またはドラム状のものが使用される。上記中間転写体は、像担持体上のトナーを担持して記録用紙へ転写する位置まで搬送し得るものであればよく、例えばベルト状、ドラム状等のものが使用される。上記転写装置は、像担持体上のトナー像または中間転写体上のトナー像を記録用紙に静電的に転写させるためのものであって、通常はロール式の接触型転写装置であるが、他の形式のものであっても構わない。これらのうち転写装置は、用紙搬送体および中間転写体の有無に関係なく常備されるものであるのに対し、用紙搬送体および中間転写体は任意であっていずれか一方が装備されることがある。
【００２２】
また、この画像形成装置では、用紙搬送体および中間転写体を設けない場合は転写装置にクリーニング動作時に転移される不要トナーを除去して回収するためのトナー除去回収装置を設けるとよい。また、用紙搬送体または中間転写体の少なくとも一方を設ける場合には、その少なくとも一方または転写装置ならびそのいずれにクリーニング動作時に転移される不要トナーを除去回収するためのトナー除去回収装置を設けるとよい。
【００２３】
また、この画像形成装置では、クリーニング動作の実行時に必要な電位勾配を形成するために、像担持体、中間転写体、用紙搬送体、転写装置等の少なくとも１つに所定のクリーニング用バイアスを印加したりまたは電圧の印加をしないように構成する。
【００２４】
また、像担持体、用紙搬送体および中間転写体のうちの少なくとも１つに不要トナーを電位勾配の利用により一時的に保持するとともにクリーニング動作時に像担持体等に吐き出すように戻すトナー一時保持部材を設けるとよい。また、像担持体、用紙搬送体および中間転写体のうちの少なくとも１つに、トナー一時保持部材と併せてまたは単独で、不要トナーを電位勾配の利用によりトナー回収部に回収するためのトナー回収ロールを設けるとよい。
【００２５】
さらに、この画像形成装置においては、必要であれば、像担持体に対してブレード式以外であって像担持体の表面に圧接して表面を磨耗させることが少ないクリーニング装置（例えば回転ブラシ式のクリーニング装置など）を設置しても構わない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を適用したカラープリンタの１例を示す概略構成図である。図中の実線矢印は各構成部品の回転方向を示している。
【００２７】
＜プリンタの全体構成＞
このフルカラープリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）及びシアン（Ｃ）の各色専用の作像エンジン１Ｙ，１Ｍ，１Ｋ，１Ｃを並列的に配置してなる所謂タンデム型のプリンタであり、かかる４色のトナー像からなるフルカラーの画像をプリントすることができるほか、単色の画像をプリントすることもできるものである。また、このプリンタは、各作像エンジン１の感光ドラム１１上に形成するトナー像を中間転写ドラム２１〜２３を介して記録用紙Ｐに転写する中間転写方式を採用している。
【００２８】
このプリンタによるフルカラー画像のプリントは概略以下のようにして行われる。まず各作像エンジン１において上記色毎の画情報に応じたトナー像を所定のタイミングで感光体ドラム１１上に形成した後、その各感光体ドラム１１上のトナー像を第１中間転写ドラム２１、２２にそれぞれ一次転写してから第２中間転写ドラム２３へ二次転写し、最後に、第２中間転写ドラム２３に接する最終転写ロール２５によって第２中間転写ドラム２３から記録用紙Ｐへ最終転写されることによって行われる。
【００２９】
詳しくは、イエロー及びマゼンタの作像エンジン１Ｙ，１Ｍで形成されるトナー像が一方の第１中間転写ドラム２１に順次転写される一方で、ブラック及びシアンの作像エンジン１Ｋ，１Ｃで形成されるトナー像が他方の第１中間転写ドラム２２に順次転写される。次いで、この各第１中間転写ドラム２１、２２上で重ね合わせられた２色のトナー像が第２中間転写ドラム２３に転写されて４色のトナー像が重ね合わせられ、その４色のトナー像がレジロール対３１により所定の送り込まれる記録用紙Ｐに最終的に転写される。このように４色のトナー像が転写された記録用紙Ｐは定着装置３２を経由して図示外の排紙トレーに排出される。以上によりフルカラーの画像が記録用紙Ｐ上に形成される。
【００３０】
各作像エンジン１はいずれも、感光ドラム１１と、この感光体ドラム１１を所定の背景部電位に帯電させる帯電ロール１２と、画情報で変調された光ビームＢｍで感光ドラム１１を露光する不図示のレーザ光学ユニットと、露光によって感光ドラム１１上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置１４と、トナー像を一次転写した後の感光ドラム１１の表面から不要トナーを除去して一時的に保持しておくトナー一時保持ブラシロール１６とから構成されており、感光ドラム１１の現像装置１４よりも回転下流側となる転写部位で第１中間転写ドラム２１，２２と接するようになっている。そして、この各作像エンジン１では、感光ドラム１１の回転に伴い、その感光ドラム１１の表面に対して帯電、露光、現像、転写の各工程が連続して行われ、各色の画情報に応じたトナー像が第１中間転写ドラム２１，２２にそれぞれ一次転写される。
【００３１】
ここで、感光ドラム１１、帯電ロール１２及びトナー一時保持ブラシロール１６は、単一のドラムユニット１０として一体化されている。また、一対の第１中間転写ドラム２１，２２と第２中間転写ドラム２３をメインにしてトナー一時保持ブラシロール２６、２７及びトナー回収部材２８、２９は、単一の画像転写ユニット２０として一体化されている。これにより、例えば感光ドラム１１の劣化等によって画像品質が低下する場合等には、上記ドラムユニット１０を帯電ロール１２と共にそのまま新品に交換するようになっている。さらに、４つの現像装置１４は単一の現像ユニット４として一体化されており、しかも、後述するようにその各現像装置１４が感光ドラム１１と近接対向する現像位置と感光ドラム１１から少し離れた退避位置との間で変位可能に支持されている。
【００３２】
また、感光ドラム１１は、そのいずれも有機感光材料等からなる感光層が形成された同じ外径の円筒状のドラム本体を回転支軸に支持した構造からなるものである。帯電ロール１２は、金属製のロール体の周囲に導電性の弾性体を一定の厚さに被覆形成してなるものであって、その弾性体層が感光ドラム１１の回転方向上流側の表面部分に当接して回転するように取り付けられている。また、帯電ロール１２は、そのロール体に帯電用電圧としてのＤＣ電圧が印加され、その弾性体層と感光ドラム１１の周面との間における微小間隙で放電を発生させることにより感光ドラム１１の周面を帯電させるようになっている。
【００３３】
トナー一時保持用ブラシロール１６は、金属製のロール体の周囲に複数のブラシ毛が所定の分布密度となるように立設されたものであり、感光ドラム１１の表面を摺擦することにより一次転写後の感光ドラム１１の表面に付着している正極性トナー（この例ではマイナス極性トナー）や逆極性トナー（この例ではプラス極性トナー）、帯電ロール１２による帯電時に感光ドラム１１に付着した放電生成物を除去し、これらの物質が下流側の帯電ロール１２の表面に付着するのを防止している。そして、このブラシロール１６は不要トナー等をプリントジョブの実行中に一時的に蓄積しておき、またその蓄積したトナーを後述するクリーニングモードにおいて感光ドラム１１上に静電的に転移して吐き出すようになっている。このため、感光ドラム１１とブラシロール１６の間でトナーを静電的に転移させるために両者間で電位勾配を形成するように、ブラシロール１６に可変電源を接続してＤＣ成分からなるクリーニング用のバイアスを印加するようになっている。
【００３４】
一方、第１中間転写ドラム２１、２２および第２中間転写ドラム２３は、そのいずれも鉄、アルミニウム等からなる同じ外径の金属パイプに導電性シリコーンゴム等からなる厚さ０．１〜１０ｍｍ程度の低抵抗弾性層（抵抗値：１０^２〜１０^３Ω）を被覆したうえで、さらにその低抵抗弾性層の表面にフッ素ゴム等からなる厚さ３〜１００μｍの高離型層（抵抗値：１０^５〜１０^１３Ω程度）を形成してなるドラム本体を回転支軸に支持した構造からなるものである。この例では、第１中間転写ドラム２１、２２の抵抗値が１０^８Ω程度に、第２中間転写ドラム３の抵抗値は１０^１０Ω程度に設定されている。
【００３５】
また、第１中間転写ドラム２１、２２には、その両転写ドラムに各感光ドラム１１上のトナー像を静電的にそれぞれ一次転写させるため、そのドラム本体の表面電位を所定の電位（例えば＋２５０〜５００Ｖ程度）に保つための第１バイアスが印加されるようになっている。同じく、第２中間転写ドラム２３には、そのドラムに前記両転写ドラム２１、２２上のトナー像を静電的にそれぞれ二次転写させるため、そのドラム本体の表面電位を所定の電位（例えば＋６００〜１２００Ｖ程度）に保持するための第２転写バイアスが印加されるようになっている。
【００３６】
トナー一時保持用ブラシロール２６、２７は、感光ドラムユニット１０に使用している前記トナー一時保持用ブラシロール１６と同じ構造のものであり、各中間転写ドラム２１〜２３にそれぞれ接触して回転するように取り付けられている。このブラシロール２７、２７にも可変電源からクリーニング用のバイアスを印加するようになっている。
【００３７】
トナー回収部材２８、２９は、各中間転写ドラム２１〜２３に接触して回転する金属製のバイアスロールと、そのバイアスロールに吸着回収されたトナーをそのロールに当接して掻き取るクリーニングブレードと、そのブレードで掻き取られたトナーを不図示の回収ボックスまで搬送して送り込む不図示の搬送用オーガーとで構成されている。また、中間転写ドラム２１〜２３に付着するトナーを静電誘引力でトナー回収部材２８，２９に転移させるために両者間に電位勾配を形成する必要があり、このためトナー回収部材２８，２９に可変電源を接続してＤＣ成分からなるクリーニング用のバイアスを印加している。このクリーニングバイアスは可変であり、プリントジョブの実行時と後述するクリーニングモードの実行時とでは、異なる大きさ、異なる極性のクリーニングバイアスを各回収部材のバイアスロールに印加している。
【００３８】
現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｋ，Ｃ）はいずれも、所謂磁気ブラシ現像方式を採用するものであり、その装置内部にはトナーとキャリアを含む二成分現像剤が収容されており、２列の現像剤攪拌搬送路内で回転する攪拌搬送部材（例えばオーガー）４３ａ，４３ｂで攪拌搬送されるようになっている。また、各現像装置１４は、感光ドラム１１に所定の微小間隔を保って近接対向した位置で回転する現像ロール（内部にマグネットロールが配置されて回転する円筒スリーブ）４２を備えており、その現像ロール４２に所定の現像バイアスを印加するようになっている。そして、この現像ロール４２には、前記現像剤が供給された後に層厚規制部材を通過して所定の高さに調整された磁気ブラシが形成され、その磁気ブラシを現像ロール４２の回転に伴って感光ドラム１１と対向する現像領域に搬送供給してドラム１１表面を摺擦するようになっている。また、現像ロール４２には、交流成分に直流成分を重畳した現像バイアス電圧が印加されており、これにより感光ドラム１１の前記静電潜像（画像部）のみにトナーを静電的に付着させてトナー像の形成を行うようになっている。
【００３９】
＜現像装置の変位機構等に関する構成＞
図２は現像ユニット４の斜視図である。図２等における矢印Ｘ１およびＸ２の方向はプリンタのフロント側およびリア側を示し、矢印Ｙ１，Ｙ２はプリンタの上方向および下方向を示し、矢印Ｚ１，Ｚ２はプリンタのフロント側から見て左方向（現像位置側）および右方向（退避位置側）を示す。
【００４０】
現像ユニット４の前記４色（Ｙ，Ｍ，Ｋ，Ｃ）に対応した現像装置１４（Ｙ，Ｍ，Ｋ，Ｃ）は、現像装置４１の長手方向（現像ロール４２の軸方向であり、図中の矢印Ｘ１およびＸ２の方向）の一端部側（プリンタフロント側）と他端部側（プリンタリア側）に対向するようにプリンタ本体の内部で立設された２つの支持フレーム４０Ａ，４０Ｂの間に、上下方向Ｙ１，Ｙ２方向に並べられた状態であって、感光ドラム１１に接近した現像位置とその感光ドラム１１から離れた退避位置との間で変位可能に取り付けられている。
【００４１】
すなわち、各現像装置４１は、その現像装置を保持する保持フレーム４５であってその長手方向の両端部にそれぞれ突出形成された支持ピン４６を、支持フレーム４０等に連結されている変位保持部４７に矢印Ｚ２の方向にそって開設された２つのガイド長孔４８にスライド可能に差し込んで装着することで、矢印Ｚ１，Ｚ２方向に変位可能に支持されている。また、現像装置４１は、変位保持部４７において現像位置から退避位置の方向（矢印Ｚ２方向）にむけて不図示のバネにより常に付勢力Ｆでもって付勢されている。
【００４２】
そして、この現像ユニット４には４つの現像装置４１を現像位置および退避位置の間で変位させるための変位機構８が装備されている。
【００４３】
変位機構８は、図２や図３に示すように、揺動して各現像装置４１の両端部を現像位置側にむけてそれぞれ押圧するほぼ逆三角形状からなる複数の押し付け揺動体８０と、この複数の押し付け揺動体８０を一斉に揺動させるために上下方向Ｙ１，Ｙ２に所定の範囲内で往復動するほぼＬ字形状からなる２つの連結部材（リンク）８３Ａ，８３Ｂと、この２つのリンク８３Ａ，８３Ｂをそれぞれ上下方向Ｙ１，Ｙ２に上下動させる２つの偏心カム８４Ａ，８４Ｂと、この偏心カム８４Ａ，８４Ｂが固定されて回転させられるカム軸８５と、このカム軸８５を所定の角度だけ矢印Ｊ１，Ｊ２方向に回転させるため筐体１側に固定設置される駆動モータ８６とでその主要部が構成されている。駆動モータ８６は、減速ギヤ列機構などとともに駆動源ボックス８７内に収容されており、筐体１の所定の部位に固定配置されている。図２において符号８８はカム軸８５に所定の位置条件下で固定された扇形状の被検出板、８９は被検出板８８の有無について光学的に検出するセンサを示す。
【００４４】
押し付け揺動体８０は、逆三角形状の最下部８０ａが支持フレーム４０の支軸４０ｅによって揺動可能に取り付けられている。また、その現像装置４１とは反対側に位置する揺動アーム端部８０ｂに突出形成されたピン８０ｃがリンク８３の矢印Ｚ１，Ｚ２方向にそって開設されたガイド長孔８３ａにスライド可能に挿入されている。これにより、押し付け揺動体８０は、リンク８３が上下方向Ｙ１，Ｙ２に変位すると、その支軸４０ｅを中心にして所定の角度範囲だけ矢印Ｍ１，Ｎ２方向に同様に揺動するようになっている。
【００４５】
そして、この変位機構８による現像装置１４の退避位置から現像位置への変位は、次のようにして行われる。
【００４６】
まず、駆動モータ８６が回転駆動してカム軸８５を通じて偏心カム８４が矢印Ｊ２方向に所定の角度だけ回転する。この際、カム軸８５の回転状態は、そのカム軸８５の端部に取り付けられた前記した被検出板８８の位置をセンサ８９で検知することで把握されている。これにより、リンク８３が上方方向Ｙ１に上昇移動することによって全押し付け揺動体８０が支軸４０ｅを中心にして矢印Ｍ１方向に揺動してその押し付け端部が各現像装置１４に当接する。この押し付け全揺動体８０の揺動により、退避位置にある各現像装置１４がいずれも付勢力Ｆに抗して現像位置側となる矢印Ｚ１方向に押圧され、もって現像位置に変位する。
【００４７】
反対に、この変位機構８による現像装置１４の現像位置から退避位置への変位は、次のようにして行われる。
【００４８】
すなわち、駆動モータ８６が回転駆動してカム軸８５を通じて偏心カム８４が矢印Ｊ１方向に所定の角度だけ回転する。これにより、リンク８３が下方方向Ｙ２に下降移動することによって全押し付け揺動体８０が支軸４０ｅを中心にして矢印Ｍ２方向に揺動してその押し付け端部が各現像装置１４との当接から開放されるように動く。この全押し付け揺動体８０の揺動により、現像位置にある各現像装置１４がいずれも付勢力Ｆ等により退避位置側となる矢印Ｚ２方向に押圧され、もって退避位置に変位する。
【００４９】
＜クリーニング動作や現像装置の変位動作に関する構成＞
図３は、このカラープリンタにおける各ユニット１０、２０等の電源部と現像ユニット４の変位機構部に関する制御系の構成を示すブロック図である。
【００５０】
図中の符号３５は電源部を示す。この電源部３５は、感光ドラム１１の周囲に配される帯電ロール１２への帯電バイアス、現像装置１４への現像バイアスおよびトナー一時保持ブラシロール１６へのクリーニングバイアスの給電と、各中間転写ドラム２１〜２３への一次転写又は二次転写バイアス、トナー一時保持ブラシロール２６、２７へのクリーニングバイアスおよびトナー回収部材２８、２９へのクリーニングバイアスの給電と、最終転写ロール２５への最終転写バイアスの給電等を行うためのＤＣ電源等を備えたものである。また、符号３６は現像装置１４の変位機構８における駆動モータ８６の駆動を制御するモータ制御部である。
【００５１】
また、符号５０は演算処理装置、記憶装置等にて構成される中央制御部であり、この中央制御部５０には上記電源部３５およびモータ制御部３６が接続されているほか、変位機構８における検知センサ８９等が接続されている。そして、この中央制御部５０においては、検知センサ８９等からの各種検知信号が入力されるとともに、電源部３５やモータ駆動部３６等に対して図５に示すような動作タイミングや供給電圧値等の条件からなる制御信号が送信されて各バイアスの給電や現像装置の変位動作などの制御が実行されるようになっている。
【００５２】
次に、この制御系による各動作について説明する。
【００５３】
まず、プリンタがプリントジョブ（印字）の開始信号を受けた場合には、作像エンジン１や中間転写ドラム２１〜２３等の回転部品を駆動させる駆動モータが始動する。これと同時に、−９５０Ｖの帯電バイアスが印加されて感光ドラム１１がマイナス極性に帯電され始めるとともに、一時保持ブラシロール１６への−６５０Ｖのクリーニングバイアスが印加されて感光ドラム１１上の逆極性トナーの捕獲がなされる。
【００５４】
この際、現像装置１４は退避位置にあるとともに、その現像ロール４２には現像バイアスが印加されない状態（０Ｖの状態）に置かれる。これにより、かりに感光ドラム１１の帯電が不十分な帯電未到達領域が現像装置１４との対向位置を通過するようなことがあっても、現像装置１４が退避位置にあるため、現像装置１４の現像ロール４２に形成されている磁気ブラシ内の正極性トナー（マイナス帯電トナー）が（現像バイアスの印加がないにもかかわらず）感光ドラム１１の帯電未達成領域に引き出されることはない。
【００５５】
また、各中間転写ドラム２１〜２３に＋４５０Ｖの第１転写バイアスと＋１０００Ｖの第２転写バイアスがそれぞれ印加される。さらに、各中間転写ドラム２１〜２３に設置された一時保持ブラシロール２６、２７に＋８５０Ｖや＋１４００Ｖのクリーニングバイアスがそれぞれ印加されるとともに、一次中間転写ドラム２１、２２に設置されたトナー回収部材２８にはバイアスが印加されない一方で、二次中間転写ドラム２９に設置されたトナー回収部材２９に＋２４００Ｖのクリーニングバイアスが印加される。このような各バイアスの印加により、低い帯電のため一時保持ブラシロール２６、２７やトナー回収部材２８、２９で回収されずに各中間転写ドラム２１〜２３に在留していたトナーは各転写ドラム間のニップ（圧接部）や一時保持ブラシロールとの接触部が通過することによって、強制的に逆極性に帯電されることととなり、電位勾配の関係で第１中間転写ドラム２１、２２に設置されたトナー回収部材２８に回収される。
【００５６】
そして、このような印字準備が終了した後に作像プロセスが開始される。この際、まず帯電された感光ドラム１１への露光により静電潜像の形成が開始されるが、その露光開始に先立って現像装置１４が変位機構８によって退避位置から現像位置に変位させられる。また、露光開始直後に現像バイアスの印加がなされる。この現像装置１４は、少なくとも感光ドラム１１のうち上記露光の開始された地点からその露光が終了した地点が通過する間は現像位置に保持され、これにより現像が行われる。
【００５７】
ここで、図６はプリントジョブ中、すなわち感光体ドラム１１で形成されたトナー像が記録シートＰに転写されている最中におけるトナーの流れを簡略的に示したものである。図中の数字は各部材に印加されているバイアス電圧である。このジョブ中において、正極性トナーは、感光体ドラム１１から第１中間転写ドラム２１、２２へ一次転写され、更に第２中間転写ドラム２３へ二次転写され、最終的に記録用紙Ｐへ最終転写される。
【００５８】
この際、一次転写時に発生した逆極性トナーは、帯電ロール１２へ逆流する途中で一時保持ブラシロール１６によって捕獲される。また、第１中間転写ドラム２１、２１から第２中間転写ドラム２３へ転写されなかった正極性の残留トナーは、感光体ドラム１１へ戻る途中で一時保持ブラシロール（第１クリーナ）２６に捕獲される。さらに、第２中間転写ドラム２３から記録用紙Ｐへ転写されなかった正極性の残留トナーは第１中間転写ドラム２１、２２へ戻る途中でトナー回収部材２９によってプロセス外へ排出され、この回収部材２９を通り抜けた残留トナーは一時保持ブラシロール２６によって捕獲される。一方、最終転写時に極性反転してしまった逆極性トナーは、第２中間転写ドラム２３から第１中間転写ドラム２１、２２へと逆方向に遡るように転写され、トナー回収部材２８によってプロセス外へ排出される。
【００５９】
このプリンタでは、プリントジョブの実行中において、第１中間転写ドラム２１、２２に対して設けられたトナー回収部材２８が逆極性トナーをその転写ドラム２１、２２の表面から除去している。これは、トナー像を記録用紙Ｐへ最終転写する際に生じた逆極性トナー、及びトナー像を第２中間転写ドラム２３へ二次転写する際に生じた逆極性トナーが電位勾配を逆上って感光体ドラム１１に付着するのを防止するためである、また、これにより特に、マゼンタ及びシアンの現像装置１４Ｍ，１４Ｃに対する他色トナーの混色を防止することができる。
【００６０】
これに対し、第２中間転写ドラム２３に対して設けられたトナー回収部材２９は、プリントジョブの実行中、正極性トナーをその転写ドラム２３の表面から除去している。これは、特にフルカラー画像の形成時には、第２中間転写ドラム２３上に４色のトナー像が重ねて形成されているので最終転写後の第２中間転写ドラム２３の表面には第１中間転写ドラム２１、２２に比較して多くの転写残留トナーが発生し易い傾向にある。このため、かりに記録用紙Ｐへ転写されなかった正極性トナーを第２中間転写ドラム２３上から確実に除去しない場合には、かかる正極性トナーが第２中間ドラム２３の周囲を一周し、記録用紙Ｐ上にゴースト像として転写されてしまう。したがって、このような問題を回避するために行っているものである。
【００６１】
また、第１中間転写ドラム２１、２２に対して設けられた一時保持ブラシロール２６は、トナー像の二次転写部とトナー回収部材２８との間で各中間転写ドラム２１、２２の表面を摺擦しており、プリントジョブの実行中はバイアス電圧の印加によって正極性トナーを捕まえている。本来、正極性トナーは第１中間転写ドラム２から第２中間転写ドラム３へ転写されていくので、この第１クリーナ２３が捕える正極性トナーは二次転写における転写残留トナーである。しかし、二次転写では２色のトナー像のみが第２中間転写ドラム３へ転写されるので、最終転写に比べて転写残留トナーは少ない。それ故、この一時保持ブラシロール２６によって第１中間転写ドラム上の正極性トナーの除去を行うようにしているのである。
【００６２】
そして、このプリンタにおいては、プリントジョブの動作が終了すると、図５に示すようにクリーニング動作（モード）が実行される。このクリーニング動作が実行される前において、現像装置１４が変位機構８により現像位置から退避位置に変位させられるとともに、その退避位置への変位後に現像バイアスの印加も停止される。なお、かりに感光ドラム１１に一時保持ロール１６がない場合においても、このクリーニング動作の実行時における制御内容は同じであって何ら変わらない。
【００６３】
図７は、プリントジョブの合間に行われるクリーニングモードを示すものである。このクリーニングモードは２つのステップからなり、同図ａは第１ステップにおけるトナーの流れを、同図ｂは第２ステップにおけるトナーの流れを示している。
【００６４】
まず、クリーニングモードの第１ステップでは、一時保持ブラシロール２６、２７にそれぞれ捕獲されている正極性トナーのプロセス外への排出と、最終転写ロール２５に付着している正極性トナーのプロセス外への排出が行われる。前述した通りプリントジョブの実行中は、一時保持ブラシロール２６、２７では共に正極性トナーを捕獲しているが、最終転写ロール２５上にも第２中間転写ドラム２３から正極性トナーが転移し、かかる最終転写ロール２５の表面には徐々に正極性トナーが蓄積されている。このように最終転写ロール２５に付着した正極性トナーは記録用紙Ｐの裏面汚れを引き起こすほか、記録用紙Ｐに対するトナー像の転写不良をも引き起こす原因となる。
【００６５】
従って、この第１ステップが開始されると、一時保持ブラシロール２６、２７へのバイアスの印加が停止（０Ｖ）される一方で、最終転写ロール２５に印加されているバイアスの電圧が低減（＋３００Ｖ）に変更される。これにより、一時保持ブラシロール２６に捕獲されていた正極性トナーが第１中間転写ドラム２１、２２上に吐き出される一方、一時保持ブラシロール２７及び最終転写ロール２５に付着していた正極性トナーが第２中間転写ドラム２３上に吐き出される。そして、第２中間転写ドラム２３上に吐き出された正極性トナーはトナー回収部材２９によってプロセス外へ排出される。また、トナー回収部材２８には＋５０Ｖのバイアスが印加される。これにより、かかる回収部材２８は一時保持ブラシロール２６によって第１中間転写ドラム２１、２２上に吐き出された正極性トナーをプロセス外へ排出する。
【００６６】
続いて、クリーニングモードの第２ステップでは、一時保持ブラシロール１６に捕獲された逆極性トナーや帯電ロール１１に付着してしまった逆極性トナーのプロセス外への排出が行われる。また、意図せずして一時保持ブラシロール２６、２７および最終転写ロール２５に付着していた逆極性トナーのプロセス外への排出も同時に行われる。
【００６７】
この第２ステップが開始されると、感光体ドラム１１と一時保持ブラシロール１６および帯電ロール１２との間に形成されていた電位勾配が逆転され、これら帯電ロール１２および一時保持ブラシロール１６から感光体ドラム１１上に逆極性トナーが吐き出される。吐き出された逆極性トナーは感光体ドラム１１から第１中間転写ドラム２１、２２へ転移した後、トナー回収部材２８によってプロセス外へ排出される。また、第２中間転写ドラム２３と一時保持ブラシロール２７、最終転写ロール２５との間にも第１ステップと逆の電位勾配が形成され、これにより一時保持ブラシロール２７および最終転写ロール２５に付着していた逆極性トナーは第２中間転写ドラム３上に吐き出される。一時保持ブラシロール２７から吐き出された逆極性トナーは、第２中間転写ドラム２３から第１中間転写ドラム２１、２２へと転移した後、トナー回収部材２８によってプロセス外へ排出される。一方、最終転写ロール２５から第２中間転写ドラム２３へ吐き出された逆極性トナーは、トナー回収部材２９によってプロセス外へ排出される。
【００６８】
このようなクリーニングモードの実行により、プリントジョブ中に帯電ロール１２、一時保持ブラシロール１６、一時保持ブラシロール２６、２７及び最終転写ロール２５に付着していた正極性トナーまたは逆極性トナーをプロセス外へ排出することができ、このクリーニングモードに引き続いて行われる次のプリントジョブでは、リフレッシュされたこれらの部材を用いて画像形成を行うことが可能となる。その結果、濃度むらやゴースト像の発生のない高品位の記録画像を記録シートＰ上に形成することができる。
【００６９】
また、このクリーニングモードのうち特に第２ステップでは、現像装置１４が感光ドラム１１から離れた退避位置に変位しているため、感光ドラム１１と現像ロール４２の間において電位勾配があったとしても、かかる静電的な吸引力が及ばないため、その現像装置１４の現像ロール４２からトナーが感光ドラム１１に引き出されることはない。しかも、この際、現像装置１４の現像ロール４２への現像バイアスは印加されていない状態（０Ｖ）にあり、このため、上記した現像装置１４からのトナーの引き出し防止効果については現像バイアスとして逆極性のものを印加する等の特別な制御をすることなく容易に得ることができる。
【００７０】
＜電源投入時および緊急停止時における動作に関する構成＞
このカラープリンタにおいては、そのプリンタ本体の電源が投入された時や、記録用紙Ｐの紙詰まり等の非常事態が発生してプリンタの動作が緊急に停止された時になると、その検知信号Ｅ１等が中央制御部５０に入力され（図４）、その制御部５０によって以下の制御が実行されるようになっている。
【００７１】
すなわち、このプリンタでは、現像装置１４のホームポジションが退避位置とされている関係から、上記電源投入時や緊急停止時になると、図８に示すように、まず現像装置１４がホームポジションとしての退避位置に変位しているか否かが判断される（ステップＳ１０）。この際、現像装置１４が退避位置に変位しているかについての検知は、例えば変位機構８におけるカム軸に対する検知センサ８９からの検知信号Ｅ２によって検知される。
【００７２】
このとき退避位置にあれば、その後に設定されている制御動作、例えばクリーニング動作等が実行される（Ｓ１１）。一方、退避位置にない場合には、まず変位機構８により現像装置１４をホームポジションである退避位置に変位させた後（Ｓ１２）、クリーニングモードが実行される（Ｓ１１）。これにより、電源投入後や非常停止後において実行されるクリーニング動作は、現像装置１４が確実に退避位置にある状態で実行されることになるため、特に現像装置１４から感光ドラム１１へトナーが引き出される現象が発生することを的確に防止することができる。
【００７３】
［他の実施の形態］
なお、前記した実施の形態に係るカラープリンタにおいて、ドラム形式の画像転写ユニット２０に代えて、ベルト形式の画像転写ユニットを適用してもよい。この場合、中間転写ベルトは、各作像エンジン１の感光ドラム１１に接するとともに最終転写ロール２５にも接した状態で回転するように配置する。また、各感光ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルトに一次転写させるための一次転写装置（例えば転写ロールを使用する接触式の転写装置）を配置する。そして、その中間転写ベルトまたは最終転写ロールにトナーを除去して回収する装置を設置し、かかるトナー除去回収装置によって感光ドラムユニット１０側で発生する不要なトナーをクリーニング動作の実行により最終的にプロセス外に排出するように構成する。そのうえで、そのクリーニング動作の実行時に少なくとも現像装置１４を退避位置に変位させるようにする。これにより、前記実施の形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【００７４】
また、そのドラム形式の画像転写ユニット２０や最終転写ロール２５に代えて、用紙搬送ベルトまたはドラム（ユニット）を適用してもよい。この場合、その用紙搬送ベルトまたはドラムは、記録用紙Ｐを静電的に吸着保持して各作像エンジン１の感光ドラム１１に接した状態で回転するように配置する。また、その用紙搬送ベルトまたはドラムに上記トナー除去回収装置を設置する。そして、そのトナー除去回収装置によって感光ドラムユニット１０側で発生する不要なトナーを最終的にプロセス外に排出するためのクリーニング動作の実行するように構成する。そのうえで、そのクリーニング動作の実行時に少なくとも現像装置１４を退避位置に変位させるようにする。これによっても、前記実施の形態の場合と同様の作用効果が得られる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、特に像担持体にブレード式のクリーニング装置を設置せず、その像担持体に存在する不要トナーを電位勾配を利用して他の構成部品に静電的に転移させて排除するクリーニング動作を実行する場合であっても、少なくともそのクリーニング動作を実行する際における現像装置からのトナーの引き出し等を簡易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るカラープリンタを示す概略構成図。
【図２】変位機構を備えた現像ユニットを示す概略斜視図。
【図３】図２の変位機構の概略斜視図。
【図４】クリーニング動作や現像装置の変位動作等に係る制御系の構成を示すブロック図。
【図５】プリント動作およびクリーニング動作のタイミングチャート。
【図６】プリントジョブ時のトナーの流れなどを示す説明図。
【図７】（ａ）はクリーニングモードの第１ステップ時におけるトナーの流れなどを示す説明図、（ｂ）はその第２ステップ時におけるトナーの流れなどを示す説明図。
【図８】電源投入時や緊急停止時における動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
８…変位機構、１１…感光ドラム（像担持体）、１２…帯電ロール、１４…現像装置、２１〜２３…中間転写ドラム（中間転写体）、１６，２６，２７…トナー一時保持ブラシロール、２８，２９…トナー回収部材、Ｐ…記録用紙。

Claims

帯電後に静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体上の静電潜像を現像バイアス印加の下でトナーの供給により現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置により現像して形成した前記像担持体上のトナー像を記録用紙若しくは用紙搬送体にて搬送される記録用紙に直接または中間転写体を介して静電的に転写させる転写装置とを備え、その像担持体上に存在する不要トナーを電位勾配の形成により用紙搬送体、中間転写体または転写装置に静電的に転移させて排除するクリーニング動作を実行する画像形成装置において、
前記現像装置を前記像担持体に近接対向する現像位置とその像担持体から離れた退避位置との間で変位させる変位機構を設け、その変位機構は少なくとも前記クリーニング動作を実行する時間帯には現像装置を退避位置に変位させることを特徴とする画像形成装置。
前記変位機構は、前記像担持体の未帯電領域および帯電未達成領域が通過する時間帯には現像装置を退避位置に変位させる請求項１に記載の画像形成装置。
前記変位機構は、電源投入時または緊急停止時に現像装置が退避位置に変位しているか否かを検知し、退避位置に変位していない場合には当該現像装置を退避位置に変位させる請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記現像装置が少なくとも退避位置に変位している時間帯には当該現像装置に現像バイアスを印加しない請求項１に記載の画像形成装置。