JP2004126202A

JP2004126202A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004126202A
Application number: JP2002289849A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Ishiyama; 石山　竜典; Kenichi Iida; 飯田　健一; Yasuo Yoda; 依田　寧雄
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-02
Also published as: JP4078171B2; US6987939B2; US20050078981A1

Abstract

【課題】クリーナレスの特性を損なうことなく安定して良好な画像を出力することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体と、像担持体に接触して該像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、像担持体上に現像された現像剤像を被転写材上に転写する転写手段と、転写手段で転写された後の像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を備えた画像形成装置において、非画像形成時に、帯電手段をクリーニングする帯電手段クリーニングあるいは帯電補助手段をクリーニングする帯電補助手段クリーニングの少なくともいずれかを実施することを特徴とする。これにより、クリーナレスの特性を損なうことなく、安定して良好な画像を出力することができる。
【選択図】　図２

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などによって画像形成を行う複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に像担持体上に残留した転写残トナーを除去するクリーニング装置のない画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真方式を利用した複写機、プリンタなどの画像形成装置としては、たとえば、図８に示すようなものがある。
【０００３】
この画像形成装置は、感光ドラム１０１を矢印ａ方向（時計方向）に回転駆動し、その回転過程において、以下の工程を順次行っていく。
【０００４】
先ず感光ドラム１０１の表面を、バイアスが印加された帯電ローラ１０２で均一に帯電した後、露光装置１０３によって入力画像信号に応じた画像露光Ｌを行って静電潜像を形成する。
【０００５】
静電潜像は、トナーを表面に薄層担持した現像装置１０４の現像スリーブ１０４ａによりトナー像として現像される。
【０００６】
感光ドラム１０１上に形成されたトナー像は、感光ドラムの回転に伴って転写部Ｎｔ’に搬送される。転写部Ｎｔ’は、感光ドラム１０１と転写ローラ１０５によって構成され、感光ドラム上のトナー像が転写部Ｎｔ’に到達するタイミングに合せて、不図示の給送装置に紙などの転写材Ｐが搬送され、これと同時に転写高圧電源１０６からトナーと逆極性の転写バイアスが転写ローラに印加され、転写材Ｐの背面側にトナーと逆極性の電荷が付与されることで、感光ドラム１０１上のトナー像が転写材Ｐ表面に転写される。
【０００７】
トナー像が転写された転写材Ｐは、分離除電器１０７によって感光ドラム１０１から静電分離されて定着装置（不図示）に搬送される。この定着装置では、トナー像を転写材Ｐ表面に熱定着し、その後機外に転写材Ｐが排出される。
【０００８】
また、上記転写後に感光ドラム１０１上に残留している転写残トナーは、クリーニング装置１０８で除去・回収され、感光ドラム１０１は繰り返し次の画像形成工程に供される。
【０００９】
ところで、このような画像形成装置において、近年、画像形成装置全体の小型化を図るため、帯電・露光・現像・転写・定着・クリーニング等の作像プロセスの各手段，機器等の小型化が進められてきた。しかしながら、装置を構成する感光ドラムや各工程の手段・機器をそれぞれ小型化するだけでは、画像形成装置全体を小型化するには限界があった。
【００１０】
そこで、小型化の新たな方法として、クリーニング機構をなくした、いわゆるクリーナレスシステム（現像同時クリーニングシステム）と呼ばれるシステムが実用化されてきている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
このクリーナレスシステムは、通常、転写工程後の感光ドラム上に残留している転写残トナーを除去するためのクリーニング装置に用いられているブレード，ファーブラシ，ローラ等のクリーニング部材や除去した転写残トナーを回収しておくための廃トナー容器を用いないシステムである。このため、装置全体の大きさを大幅に縮小することができる。
【００１２】
このようなクリーナレスシステムの概略の構成を、図９に示した。
【００１３】
基本的な構成は、前述の図８で示した装置構成と同じであるが、図８中のクリーニング装置１０８（クリーニングブレード）が取り除かれてある。
【００１４】
しかし、単にクリーニング装置１０８を除いただけでは、転写後のドラム上の残トナーが、直接帯電ローラ１０２に付着し、これによって感光ドラム表面が均一に帯電できなくなり、帯電不良を発生させてしまう。
【００１５】
この問題を解消するため、昨今では図９中の感光ドラムの回転方向にみて、帯電ローラ１０２の上流側に帯電補助部材１０９を設ける事が有効であるという結果が得られている。通常、この帯電補助部材１０９は、転写後の転写残トナーやカブリトナーを一時的に保持できるようなブラシ形状のもの（以降、帯電補助ブラシという）が主に使用される。
【００１６】
また、この帯電補助ブラシ１０９には、不図示の高圧電源よりトナーと同極性のＤＣバイアスが印加されている。
【００１７】
この帯電補助ブラシを用いたクリーナレスシステムは、次に示すような構成になっている。
【００１８】
感光ドラムの回転に伴って、帯電補助ブラシ１０９に極性の不安定な転写残トナーが到達すると、物理的に補助帯電ブラシに捕集されると同時に、帯電補助ブラシに印加されるＤＣバイアスにより、通常の現像時に帯電される電荷（約−１５〜−４０μＣ／ｇ）よりも高いマイナス電荷（−４０〜−８０μＣ／ｇ）を持つトナー（以後、強ネガトナーという。）に変えられる。
【００１９】
帯電補助ブラシにより強ネガ化されたトナーは、感光ドラムの回転により少しずつブラシをすり抜けて帯電部へ到達する。
【００２０】
帯電部に到達した強ネガトナーは、電気的な力よりも感光ドラム上への付着力が高いため、帯電ローラには付着せずにすり抜けていく。この際、帯電部のＡＣバイアスの効果により、それまで帯電されていたマイナスの電荷量が若干失われ、通常の帯電量に近いネガ極性をもつトナーへと変えられる。
【００２１】
その後、このトナーが現像器位置に到達すると、現像ＡＣバイアスと現像スリーブ回転の効果により現像器内に一旦回収され、再度画像形成に供される。
【００２２】
以上のようなクリーナレスシステムは、転写後の転写残トナーを廃トナーとして廃棄するのではなく、一旦現像器内に回収して再度現像剤として使用するため、エコロジーといった観点からも非常に有効な手段である。
【００２３】
更に、クリーニング部材として用いられるようなブレード，ファーブラシ，ローラといったものを感光ドラムの表面に当接させないので、感光ドラムの磨耗を低減させることができるため、感光ドラムの長寿命化も図ることができるといった利点も有している。
【００２４】
【特許文献１】
特開平５−６１３８３号公報
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなクリーナレスシステムの構成の場合には、下記のような問題が生じていた。
【００２６】
それは、帯電補助ブラシや帯電部材に転写後の残トナーが付着し、帯電補助ブラシや帯電部材の機能が低下し、感光ドラムを正規の電位に帯電できなくなり、画像全域にわたってトナーでカブった帯電不良画像（カブリ画像）を発生させてしまう問題である。
【００２７】
この問題は、特にベタ画像のような印字率の高い画像パターンを出力した場合に発生しやすい。
【００２８】
その理由は、以下の通りである。
【００２９】
印字率の高い画像パターンを出力すると、感光ドラム上の転写残トナーの量が多くなる。従って、帯電補助ブラシに回収されるトナーの量が増大する。回収されたトナー量が増大すると、トナーと帯電補助ブラシとの接触が難くなるため、回収された全てのトナーを強ネガトナーに変えることが困難となる。
【００３０】
そのため、強ネガトナーに帯電されなかったトナーは、感光ドラムの回転に伴う物理的な力により帯電補助ブラシからすり抜けてしまう。
【００３１】
帯電補助ブラシをすり抜けてしまったトナーは、帯電量・極性が安定していないため、帯電部に到達すると帯電ローラに付着し易い。
【００３２】
帯電ローラにトナーが付着すると、トナーは高抵抗であるため、感光ドラム表面の帯電を阻害し、所望の電位に均一に帯電できにくくなる。
【００３３】
感光ドラム表面の電位を均一に帯電できなくなると、その部分の濃度が濃く現像されてしまうため、ハーフトーン画像では濃度ムラのある画像となり、ひどい場合には全面にカブリ画像を生じさせることになる。
【００３４】
特にこのようなカブリ画像は、画像・非画像域を問わずに発生する為、帯電補助ブラシに到達するトナーの量が更に増加する。このため、帯電補助ブラシにおけるトナーの強ネガ化がますますできにくくなり、帯電ローラへのトナー付着が促進され、さらにカブリ濃度の高い帯電不良画像を発生させてしまう。
【００３５】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、クリーナレスの特性を損なうことなく安定して良好な画像を出力することができる画像形成装置を提供することにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、像担持体と、該像担持体に接触して該像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、前記像担持体上に現像された現像剤像を被転写材上に転写する転写手段と、
該転写手段で転写された後の前記像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を備えた画像形成装置において、非画像形成時に、前記帯電手段をクリーニングする帯電手段クリーニングあるいは前記帯電補助手段をクリーニングする帯電補助手段クリーニングの少なくともいずれかを実施することを特徴とする。
【００３７】
これにより、クリーナレスの特性を損なうことなく、安定して良好な画像を出力することができる。
【００３８】
また、像担持体と、該像担持体に接触して該像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、前記像担持体上に現像された現像剤像を被転写材上に転写する転写手段と、該転写手段で転写された後の前記像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を備えた画像形成装置において、非画像形成時に、前記帯電補助手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電補助手段クリーニングを実施した後、前記帯電手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電手段クリーニングを実施するクリーニング制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【００３９】
これにより、帯電補助手段クリーニングにより該帯電補助手段から排出されたトナーが帯電手段に付着しても、その後に帯電手段のクリーニングが実行されるため、常にトナーの付着を抑えることができる。
【００４０】
また、像担持体と、該像担持体に接触して該像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、前記像担持体上に現像された現像剤像を被転写材上に転写する転写手段と、該転写手段で転写された後の前記像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を有する複数の画像形成ユニットと、被転写材を搬送する搬送手段と、該搬送手段上の現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、非画像形成時に、前記帯電補助手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電補助手段クリーニングを実施した後、前記帯電手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電手段クリーニングを実施するクリーニング制御を行う制御手段を備え、各画像形成ユニットにおいて実施された前記クリーニング制御後の前記像担持体上の現像剤は、各画像形成ユニットにより被転写材が搬送されていない前記搬送手段上の同じ位置に転写されることを特徴とする。
【００４１】
また、前記搬送手段は、無端ベルト状の転写ベルトであることは好適である。
【００４２】
また、前記搬送手段は、円筒形の転写ドラムであることも好適である。
【００４３】
また、第１の像担持体と、該第１の像担持体に接触して該第１の像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、前記第１の像担持体上に現像された現像剤像を第２の像担持体に一次転写する一次転写手段と、該一次転写手段で転写された後の前記第１の像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を有する複数の画像形成ユニットと、前記第２の像担持体上に転写された現像剤像を被転写材に転写する二次転写手段と、該二次転写手段で転写された後の前記第２の像担持体上の現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、非画像形成時に、前記帯電補助手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電補助手段クリーニングを実施した後、前記帯電手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電手段クリーニングを実施するクリーニング制御を行う制御手段を備え、各画像形成ユニットにおいて実施された前記クリーニング制御後の前記第１の像担持体上の現像剤は、各画像形成ユニットにより前記第２の像担持体上の同じ位置に転写されることを特徴とする。
【００４４】
また、前記第２の像担持体は、無端ベルト状の転写ベルトであることは好適である。
【００４５】
また、前記第２の像担持体は、円筒形の転写ドラムであることは好適である。
【００４６】
また、前記帯電補助手段クリーニングは、該帯電補助手段にバイアスを印加するのを一旦停止した後、再度バイアスを所定間隔で所定回数印加することであることは好適である。
【００４７】
また、前記帯電手段クリーニングは、該帯電手段に印加するバイアス値を段階的に変更することであることは好適である。
【００４８】
また、前記帯電補助手段は、導電性樹脂繊維で構成される帯電補助ブラシを備えることは好適である。
【００４９】
また、前記非画像形成時とは、画像形成過程終了から該画像形成装置が停止するまでの後回転時であることは好適である。
【００５０】
また、印字枚数を積算する印字枚数積算手段を備え、該印字枚数積算手段で積算した印字枚数に基づいて前記クリーニング制御を行うことは好適である。
【００５１】
また、印字画素数を積算する印字画素数積算手段を備え、該印字画素数積算手段で積算した印字画素数に基づいて前記クリーニング制御を行うことは好適である。
【００５２】
また、前記帯電手段で一様に帯電された前記像担持体上に露光によって潜像を形成する露光手段を備え、該露光手段による露光時間の積算値が所定の値になった場合に、前記クリーニング制御を行うことは好適である。
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法，材質，形状，その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００５３】
（第１の実施の形態）
図１〜図３を参照して、第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。
【００５４】
図１において、静電潜像担持体としての円筒型の感光ドラム１は、矢印Ａ方向へ周速１００ｍｍ／ｓｅｃ．で回転駆動されている。また、接触タイプの帯電ローラ２は、導電性の金属芯金の周りに導電ゴム層，抵抗層が形成してあり、感光ドラム１の回転に伴って従動で回転している。この帯電ローラ２は、帯電バイアス電源２−１から−７００ＶのＤＣバイアスと１ＫＶｐ−ｐのＡＣバイアスが印加され、感光ドラム１表面を均一に−７００Ｖに帯電している。
【００５５】
また、画像露光部３は、記録される画像情報に応じてレーザ光やＬＥＤ光等によって感光ドラム１表面を露光して静電潜像を形成する。
【００５６】
そして、接触式の二成分現像器４は、現像キャリアとトナーを成分とする現像剤を、感光ドラム１と対向する位置に搬送する現像スリーブ４−１と、現像スリーブ４−１内に内包された現像マグネット４−２、及び現像スリーブ４−１上に現像剤のコート量を規制するための現像剤規制ブレード４−３とで構成されている。
【００５７】
現像剤規制ブレード４−３により表面を現像剤で均一にコートされた現像スリーブ４−１は、感光ドラム１に対してカウンタ方向に回転駆動される。この回転により、表面に形成された現像剤が感光ドラムに対向する現像ニップ部Ｎｇへ搬送される。この現像スリーブ４−１に−３００ＶのＤＣ電圧と−１ＫＶｐ−ｐ、周波数２ｋＨｚのＡＣバイアスが印加され、感光ドラム１上にトナーが飛翔していき、感光ドラム１上の静電潜像がトナーで顕像化される。
【００５８】
現像器４によって顕像化された感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１の回転にしたがって感光ドラム１と転写ローラ５で構成される転写部Ｎｔへ搬送される。転写ローラ５は、感光ドラム１に接触して矢印Ｃ方向に回転駆動されている。転写部Ｎｔに感光ドラム１上のトナー像が到達すると、これにタイミングを合せて、不図示の給送機構によって転写材Ｐが転写部Ｎｔへ搬送される。これと同時に転写ローラ５にトナーと逆極性の電圧が高圧電源６から印加され、転写材Ｐ表面に感光ドラム１上のトナー像が転写される。
【００５９】
そして、本実施の形態で用いた転写ローラ５は、半導電性ゴムを発泡させた単層ゴムを芯金表面に巻いて形成した弾性ローラであり、その体積抵抗値は１０^７〜１０^１３Ωにしてある。
【００６０】
感光ドラム上のトナー像を転写された転写材Ｐは、次に感光ドラム１の曲率によって感光ドラム１から分離され、トナー像をのせたまま定着器１１へ搬送される。
【００６１】
定着器１１では熱や圧力の作用によって転写材Ｐ表面のトナー像を溶融・固着させた後に機外へ排出される。
【００６２】
一方、転写材Ｐ上にトナーを転写した後の感光ドラムは、転写できなかった残トナーをのせたまま、帯電補助手段としての帯電補助ブラシ１２に到達する。帯電補助ブラシ１２には、抵抗値が１０^５Ω以下の導電性繊維をブラシ状にしたものを用いた。この帯電補助ブラシ１２には、図中の高圧電源１３より−８００ＶのＤＣバイアスが印加されている。
【００６３】
帯電補助ブラシ１２に転写残トナーが到達すると、正負両方の極性のトナーが入り混じっている転写残トナーは、帯電補助ブラシ１２に回収されると同時に、印加される−８００Ｖのバイアスにより、現像時のトナーの帯電電荷よりも高い帯電電荷を持つ強ネガトナーに変えられる。
【００６４】
強ネガトナーに変えられたトナーは、帯電補助ブラシ１２をすり抜け、帯電ローラ２に到達する。
【００６５】
帯電部に到達した強ネガトナーは、帯電ローラ２に印加されるＤＣバイアスの効果により、帯電ローラ２には付着しない。
【００６６】
また、同時に帯電ローラ２に印加されているＡＣバイアスの効果により、若干除電されて帯電部を通過する。
【００６７】
帯電部を通過したトナーは、現像部Ｎｇにおいて現像スリーブ４−１上に回収され、再度現像器４内で調整されて利用される。
【００６８】
しかしながら、上述したように、印字率の高い画像パターンを出力したときなど、帯電補助ブラシに回収されるトナーの量が多すぎると、回収されたトナーとブラシとが接触し難くなり、トナーを強ネガに電荷させることが困難となる。従って、強ネガに帯電できなかった極性の安定していないトナーが帯電補助ブラシをすり抜け、帯電ローラに付着し、帯電不良を招来してしまう。
【００６９】
そこで、帯電補助ブラシに回収されるトナーの量が許容値を超え、帯電ローラに付着してしまう前に、帯電補助ブラシ及び帯電ローラに付着したトナーをクリーニングするようにした。
【００７０】
以下に、帯電補助ブラシ及び帯電ローラのクリーニングについて、図２（ａ）に示した高圧シーケンスチャートをもとに説明する。
【００７１】
図２（ａ）の中で帯電補助ブラシのクリーニングは、タイミングチャート上のＢ−１で示した部分で実施した。
【００７２】
ここでは、帯電補助ブラシへのバイアスを一旦ＯＦＦした後、−３００ＶのＤＣバイアスを、５０ｍｓ間隔で５回ＯＮ／ＯＦＦしている。このように、印加バイアスをＯＮ／ＯＦＦさせると、バイアスＯＮ時のショックによって、ブラシ中に蓄積されたトナーが感光ドラム表面に付着する。
【００７３】
なお、印加バイアス値及びＯＮ／ＯＦＦ間隔タイミングは、ブラシのクリーニング性と高圧電源の応答性によって決定した。
【００７４】
次に、帯電ローラのクリーニング方法について説明する。
【００７５】
帯電ローラのクリーニングは、ローラ１周全面にわたってクリーニングする必要があることから、帯電補助ブラシの場合と同様に、ＤＣバイアスをパルス状にＯＮ／ＯＦＦする手法では、完全にクリーニングすることが難しかった。また、感光ドラムの電位を除電する必要性もあったことから（現像部でのキャリア付着やカブリを防止するため）、ＡＣバイアスを印加しておく必要があった。
【００７６】
これらの理由から、ＡＣバイアスを印加しながらクリーニングできる手法を検討した結果、ＡＣバイアス（Ｖｐｐ）の値を切り替えることでクリーニングできることが判明した。
【００７７】
図２（ａ）中のＣ−１で示した高圧シーケンスチャートでは、ＡＣ１＝１．４ＫＶｐ−ｐ、ＡＣ２＝１．３ＫＶｐ−ｐ、ＡＣ３＝１．２ＫＶｐ−ｐの３種類のＡＣバイアスが印加されている。また、それぞれのバイアスが印加されている時間は、ローラ１周回転する時間に設定してある。
【００７８】
ここで、実際に図２（ａ）に示したシーケンスを行ってみると、帯電補助ブラシから吐き出されたトナーが、帯電ローラに付着してしまった。
【００７９】
この原因を調査してみると、帯電補助ブラシのクリーニング制御（Ｂ−１）と、帯電ローラのクリーニング制御（Ｃ−１）とが同じタイミングで実行されているため、感光ドラム上で両者の制御領域が重なり、帯電補助ブラシからクリーニングされたトナーが、帯電のバイアスによって帯電ローラに吸着されている事が判明した。
【００８０】
そこで、帯電ローラに実際に印加するバイアスの種類により、トナー付着がどのように変化するのかを検討した結果を示したものが下の表１である。
【００８１】
【表１】

【００８２】
表１の結果から、以下の二つのことが判明した。
【００８３】
（１）；帯電ローラに最もトナーが付着しないのは、バイアスを印加しない場合である。
（２）；バイアスを印加しない場合でも、若干の付着は発生する。
【００８４】
従って、
（１）’；帯電補助ブラシと帯電ローラのクリーニング制御は、同時に実施しない。
（２）’；帯電補助ブラシクリーニング制御は、帯電ローラクリーニング制御の前に実施する（逆の順で制御すると、クリーニング後の帯電ローラにまた若干のトナー付着が発生するため）。
の結論が得られた。
【００８５】
このことから、それぞれのクリーニング制御の方法は、図２（ｂ）に示したように制御することがよいと考えられ、実際に装置上で制御してみても、帯電補助ブラシと帯電ローラに付着したトナーが、ほぼ完全にクリーニングできるようになることがわかった。
【００８６】
一方、図２（ｂ）に示したようなクリーニングシーケンスを実行するタイミングについては、シーケンス実行に要する時間が、３秒以上にもなってしまっているため、頻繁にクリーニングシーケンス実施すると、スループット（ｐｐｍ）に影響を与えてしまうことが懸念された。
【００８７】
そこで、本発明においては、スループット（ｐｐｍ）に影響を与え難いタイミング、即ち、装置の電源がＯＮされてからレディ状態になるまでの前多回転時や、一つの印字ジョブが終了してから再度レディ状態になるまでの後回転時に実施する事とした。
【００８８】
しかしながら、数十枚の出力を行う使用環境下においては、全く帯電不良画像（カブリ画像）を発生することが無くなったが、数百枚の連続印字を行った場合には、上記のクリーニング制御が実行されるタイミングがないため、連続印字後半の画像には、帯電不良画像が出力される場合があった。
【００８９】
ここで、最も印字率の高いベタ画像を印字した場合、連続通紙時にどの程度帯電補助ブラシにトナーが回収されているかを表２に示す。
【００９０】
【表２】

【００９１】
上記の表２をみると、帯電補助ブラシは５０枚印字した時点から徐々に汚れ始め、１００枚を超えると汚れがＮＧレベル（×：トナーすり抜けが激しいレベル）に到達している。
【００９２】
また、帯電ローラの汚れは、帯電補助ブラシの汚れ具合に比べると、枚数的に若干遅れて推移しており、１００枚で汚れ始め（△：ハーフトーン画像に薄く表れるレベル）、１５０枚でひどくトナーが付着している（×：ベタ画像でも確認できるレベル）。
【００９３】
この表の結果から、一つのジョブが１００枚以上の連続印字を行う場合には、連続印字中でも前述のクリーニングシーケンスを実行する必要があることがわかった。
【００９４】
以下に、クリーニングシーケンスを実行するか否かを判断する過程を、図３に示した制御フローに沿って順に説明する。
【００９５】
図３において、まずジョブが開始されるとＣＰＵで印字枚数をカウントし始める（本実施の形態ではＡ４換算でカウント）。また、印字枚数が予め設定してあるクリーニングシーケンスを実行すべき枚数（本実施の形態では１００枚に設定）に達したかどうかを常に監視しておく。（Ｓｔｅｐ１−１）
【００９６】
もし印字枚数のカウントが１００枚に達する前にジョブが終了した場合（後回転の制御が行われる場合）には、枚数カウントを０枚にリセットする。（Ｓｔｅｐ１−２）
【００９７】
次に、印字ジョブが終了する前に枚数のカウントが１００枚に達した場合には、印字のためのシーケンスを中断し、帯電補助ブラシ及び帯電ローラのクリーニングシーケンスを実行する。そして、クリーニングシーケンスを実行終了した後には、枚数のカウントを０枚にリセットし、再度印字シーケンスを再開する。（Ｓｔｅｐ１−３）
【００９８】
このように、連続印字中に印字枚数をカウントし、所定枚数になった時点でクリーニングシーケンスを実行することで、スループットに大きな影響を及ぼさずに、帯電不良画像発生を抑えることができるようになる。
【００９９】
以上に説明してきたように、本実施の形態に係るクリーナレスシステムの画像形成装置においては、帯電補助ブラシと帯電ローラのクリーニング制御を、
（１）；帯電補助ブラシクリーニング制御、帯電ローラクリーニング制御の順に実施する。
【０１００】
（２）；制御実行のタイミングは、通常ジョブ終了時の後回転時に行い、所定枚数を越える印字ジョブの場合には、所定枚数に到達したところで印字ジョブを中断して両方のクリーニングを行う。
【０１０１】
このようにすることで、どのような場合においても、帯電不良画像の発生を防止することが可能になり、長期にわたって安定した良好な画像が出力できるようになる。
【０１０２】
これによって、クリーナレスの効果を損なうことなく、画像形成ユニットの小型化を図ることができる。
【０１０３】
（第２の実施の形態）
次に、連続印字時の帯電補助ブラシ及び帯電ローラのクリーニング実施タイミングについて、画像印字画素数もしくは露光時間に応じて決定する手法について説明する。
【０１０４】
装置の構成については、前述した第１の実施の形態と同様な構成であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１０５】
まず、この装置構成でどのような制御が実施されているかを、図４に示した制御フローに基づいて説明する。
【０１０６】
図４に示した制御フローでは、まず印字ジョブが開始されると、印字画像に対応した画素数（以後、「ピクセル」という。）もしくは露光時間をカウントし始める。
【０１０７】
そして、ピクセルカウント値もしくは露光時間の積算値が、予めＣＰＵ内に設定してある値ＣＰ（クリーニングシーケンスを実行すべき値）に達したかどうかを常に判断する。（Ｓｔｅｐ２−１）
【０１０８】
もし、ピクセルカウント値もしくは露光時間の積算値が、ＣＰに達する前にジョブが終了する場合には、後回転でのクリーニングシーケンスを実行し、それまでに積算されたカウント値を０にリセットし、装置をレディ状態にする。（Ｓｔｅｐ２−２）
【０１０９】
反対に、印字ジョブが終了する前にピクセルカウント値もしくは露光時間の積算値が、ＣＰに達した場合には、印字のためのシーケンスを中断して、帯電補助ブラシ及び帯電ローラのクリーニングシーケンスを実行する。そして、クリーニングシーケンスを実行終了した後には、ＣＰ値を０にリセットし、再度印字のためのシーケンスを再開する。（Ｓｔｅｐ２−３）
【０１１０】
このように、連続印字中にピクセル値もしくは露光時間の積算値をカウントし、所定の値（ＣＰ）になったところでクリーニングシーケンスを実行すると、さらにスループットに対する影響を少なくすることができるようになる。従って、帯電不良画像の発生を確実に防止することができるようになると同時に、装置のダウンタイムといったユーザビリティの観点も向上することができる。
【０１１１】
（第３の実施の形態）
上記第１および第２の実施の形態では、１つ画像形成ユニットのみを有する画像形成装置の場合について説明したが、本実施の形態では、複数の画像形成ユニットを有するカラー画像形成装置の場合について説明する。
【０１１２】
その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１１３】
本実施の形態では、代表的な例として、図５に示したような４ドラム・中間転写ベルトを用いたものについて説明する。ただし、中間転写ベルトの代わりに、円筒形のドラム形状をした中間転写ドラムを用いた装置構成でも同様である。
【０１１４】
本画像形成装置は、４色の画像形成ユニットＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫを持つフルカラー画像形成装置であり、各色の画像形成ユニットＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫの構成及び画像形成工程は同一である。
【０１１５】
また、画像形成ユニット毎の画像形成工程は、上述した第１の実施の形態と同じであるので、以後の説明は現像工程以後の部分についてのみ行う。
【０１１６】
まず、各画像形成ユニットＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫによって可視化されたトナー像は、感光ドラム１ｙの回転に伴い、感光ドラム１ｙと一次転写ローラ８ｙとで形成される一次転写部Ｎｔ１−ｙへ到達する。
【０１１７】
一次転写部Ｎｔ１−ｙでは、第二の像担持体である中間転写体（以後、「中間転写ベルト」という。）９が、感光ドラム１ｙと、中間転写ベルト９の裏面（内周面側）に配置された一次転写ローラ８ｙとによって挟持されている。
【０１１８】
一次転写ローラ８ｙには、トナーと逆極性のバイアスを印加する一次転写バイアス電源１５が備えてある。
【０１１９】
中間転写ベルト９は、無端（エンドレス）ベルトで、駆動ローラ７−１、テンションローラ（従動ローラ）７−２及び二次転写対向ローラ７−３に掛け渡され、矢印ｆ方向に回転・搬送される。
【０１２０】
感光ドラム１ｙ上に形成されたトナー像が一次転写部Ｎｔ１−ｙに達すると、一次転写バイアス電源１５から一次転写ローラ８ｙに、＋３００〜＋５００Ｖ程度のＤＣバイアスが印加され、中間転写ベルト９上にトナー像が転写される。
【０１２１】
中間転写ベルト９上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト９の回転に伴い、順次ＵＭ，ＵＣ，ＵＫの画像形成ユニットの一次転写部Ｎｔ１−ｍ，Ｎｔ１−ｃ，Ｎｔ１−ｋに達していく。
【０１２２】
この到達タイミングに合せ、Ｕｙの場合と同様に、トナー画像が中間転写ベルト９上に順次重ね合わせられ、４色のトナー画像が形成される。
【０１２３】
中間転写ベルト９上に形成された４色のトナー像は、さらに中間転写ベルト９が搬送されるのに伴って第二の転写部Ｎｔ２に到達する。
【０１２４】
第二の転写部Ｎｔ２（以後、「二次転写部Ｎｔ２」という。）では、中間転写ベルト９の表面側に配置された二次転写ローラ１６と、裏面側に配置された二次転写対向ローラ７−３とで構成されている。
【０１２５】
これらの２つのローラによって中間転写ベルト９を挟持し、二次転写ローラ１６と中間転写ベルト９との間に帯状の二次転写ニップを形成している。二次転写ローラ１６は、二次転写時には不図示の二次転写バイアス源から、トナーと逆極性のＤＣバイアスが印加される。これにより、紙などの転写材Ｐ上にトナー像が一括して二次転写される。
【０１２６】
二次転写工程を終了した転写材Ｐは、不図示の分離搬送ガイド上を搬送され、定着装置１１に到達する。定着装置では、熱と圧力の作用により、転写材Ｐ上にトナーが溶融・固着されて外部へ出力・排出される。
【０１２７】
一方、二次転写後の中間転写ベルト９は、クリーニングブレード（ファーブラシなどでも良い。）を有するクリーニング手段１８により表面の二次転写残トナーなどが除去・清掃され、以後の画像形成に繰り返し用いられる。
【０１２８】
このような装置において、帯電補助ブラシ及び帯電ローラのクリーニング制御タイミングを示すタイミングチャートを図６（ａ），図６（ｂ）に示した。
【０１２９】
図６（ａ）には、Ｕｙユニットでの帯電補助ブラシ／帯電ローラのクリーニング制御の方法について示したが、基本的には第１の実施の形態で示した制御とほぼ同じである。
【０１３０】
異なる点は、現像ＡＣ／ＤＣバイアス及び現像スリーブ回転がＯＦＦしてあり、一次転写バイアスはＯＮしてあるところである。これは、再転写トナーの混色を防止するために帯電補助ブラシ１２及び帯電ローラから吐き出されたトナーを現像器で回収しないようにするためである。
【０１３１】
図６（ｂ）では、装置全体の制御タイミングチャートについて示した。
【０１３２】
まず、クリーニング制御は、第一画像形成ユニットＵｙでクリーニング制御が実行される。ここでクリーニング制御開始されると、画像形成ユニット間の時間差分（Ｔｙ−ｍ）だけ遅れて次の画像形成ユニットＵｍでもクリーニング制御が開始する。以降は同じ様なタイミングでＵｃ，Ｕｋの画像形成ユニットでも開始されていく。
【０１３３】
帯電補助ブラシと帯電ローラから吐き出されたトナーは、通常の画像形成工程のときと同じように中間転写ベルト上に順次一次転写されていく。
【０１３４】
中間転写ベルト上に転写されたトナーは、中間転写ベルトの回転に伴ってＴ１−２時間後に二次転写部Ｎｔ２に到達する。このタイミングに合せて、二次転写ローラを中間転写ベルトから離間し、二次転写ローラにトナーが付着しないようにする。中間転写ベルト上のトナーは、二次転写部Ｎｔ２をそのまま通過し、Ｔ２−ＣＬ時間後に中間転写ベルトクリーナに到達し、クリーニングブレードによって中間転写ベルト表面から掻き落とされ、クリーナ容器内に回収される。
【０１３５】
このように、各画像形成ユニットでクリーニングされたトナーを、中間転写ベルト上の同一位置で転写する理由は、クリーニングされたトナーの再転写を抑えたり、クリーニング制御に要する時間を短縮したりするためである。
【０１３６】
また、クリーニングシーケンスを起動させるタイミングは、第１の実施の形態で説明してきたように、電源ＯＮ直後の前多回転時や、ジョブ終了後の後回転時に行い、連続印字には枚数カウント及びピクセルカウント、露光時間によりクリーニングシーケンスの起動を判断する。
【０１３７】
以上説明したように、本実施の形態で示した４ドラムで中間転写体を使用したクリーナレスシステムのカラー画像形成装置においても、第１の実施の形態と同様な帯電補助ブラシや帯電ローラのクリーニング制御を実施することにより、帯電不良画像の発生を防止できるようになる。
【０１３８】
また、ここで説明した４ドラムで中間転写体の装置構成ではなく、図７に示したように、転写材Ｐを転写ベルト２０に吸着搬送しながら順次転写を行っていく装置についても同様な効果が得られる事は言うまでもない。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、帯電補助手段および帯電手段に過度に現像剤が付着することがないので、クリーナレスの特性を損なうことなく、帯電補助手段が転写後に残った現像剤を常に強ネガに帯電でき、帯電手段に現像剤が付着することを防止し、帯電不良が発生することを防ぐことで、装置の破損をなくすことができるとともに安定して良好な画像を出力することができる。
【０１４０】
また、印字枚数あるいは露光時間等の積算値に基づき、定期的に帯電補助手段および帯電手段をクリーニングすることで、長期にわたって常に良好な画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成断面図である。
【図２】第１の実施の形態で採用したクリーニングシーケンスのタイミングチャートである。
【図３】第１の実施の形態で採用したクリーニングシーケンス実行タイミング制御フローを示す図である。
【図４】第２の実施の形態で採用したクリーニングシーケンス実行タイミング制御フローを示す図である。
【図５】第３の実施の形態に係る中間転写体採用の４ドラムカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図６】第３の実施の形態で採用したクリーニングシーケンスのタイミングチャートである。
【図７】第３の実施の形態に係る転写ベルト方式を採用した４ドラムカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図８】従来のクリーニング装置を備えている画像形成装置の概略構成断面図である。
【図９】従来のクリーナレスシステムを採用した画像形成装置の概略構成断面図である。
【符号の説明】
１　感光体
２　帯電ローラ（帯電手段）
３　露光装置（露光手段）
４　現像装置（２成分現像器）
５　転写ローラ（転写手段）
６　転写高圧電源
１１　定着器
１２　帯電補助ブラシ（帯電補助手段）
Ｎｇ　現像部
Ｎｔ　転写部

Claims

像担持体と、
該像担持体に接触して該像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、
前記像担持体上に現像された現像剤像を被転写材上に転写する転写手段と、
該転写手段で転写された後の前記像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を備えた画像形成装置において、
非画像形成時に、前記帯電手段をクリーニングする帯電手段クリーニングあるいは前記帯電補助手段をクリーニングする帯電補助手段クリーニングの少なくともいずれかを実施することを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、
該像担持体に接触して該像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、
前記像担持体上に現像された現像剤像を被転写材上に転写する転写手段と、
該転写手段で転写された後の前記像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を備えた画像形成装置において、
非画像形成時に、前記帯電補助手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電補助手段クリーニングを実施した後、前記帯電手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電手段クリーニングを実施するクリーニング制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、該像担持体に接触して該像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、前記像担持体上に現像された現像剤像を被転写材上に転写する転写手段と、該転写手段で転写された後の前記像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を有する複数の画像形成ユニットと、
被転写材を搬送する搬送手段と、
該搬送手段上の現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、
を備えた画像形成装置において、
非画像形成時に、前記帯電補助手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電補助手段クリーニングを実施した後、前記帯電手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電手段クリーニングを実施するクリーニング制御を行う制御手段を備え、
各画像形成ユニットにおいて実施された前記クリーニング制御後の前記像担持体上の現像剤は、各画像形成ユニットにより被転写材が搬送されていない前記搬送手段上の同じ位置に転写されることを特徴とする画像形成装置。
第１の像担持体と、該第１の像担持体に接触して該第１の像担持体にバイアスを印加して帯電させる帯電手段と、前記第１の像担持体上に現像された現像剤像を第２の像担持体に一次転写する一次転写手段と、該一次転写手段で転写された後の前記第１の像担持体にバイアスを印加する帯電補助手段と、を有する複数の画像形成ユニットと、
前記第２の像担持体上に転写された現像剤像を被転写材に転写する二次転写手段と、
該二次転写手段で転写された後の前記第２の像担持体上の現像剤をクリーニングするクリーニング手段と、
を備えた画像形成装置において、
非画像形成時に、前記帯電補助手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電補助手段クリーニングを実施した後、前記帯電手段に付着した現像剤をクリーニングする帯電手段クリーニングを実施するクリーニング制御を行う制御手段を備え、
各画像形成ユニットにおいて実施された前記クリーニング制御後の前記第１の像担持体上の現像剤は、各画像形成ユニットにより前記第２の像担持体上の同じ位置に転写されることを特徴とする画像形成装置。
前記帯電補助手段クリーニングは、該帯電補助手段にバイアスを印加するのを一旦停止した後、再度バイアスを所定間隔で所定回数印加することであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記帯電手段クリーニングは、該帯電手段に印加するバイアス値を段階的に変更することであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記帯電補助手段は、導電性樹脂繊維で構成される帯電補助ブラシを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記非画像形成時とは、画像形成過程終了から該画像形成装置が停止するまでの後回転時であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
印字枚数を積算する印字枚数積算手段を備え、
該印字枚数積算手段で積算した印字枚数に基づいて前記クリーニング制御を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
印字画素数を積算する印字画素数積算手段を備え、
該印字画素数積算手段で積算した印字画素数に基づいて前記クリーニング制御を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記帯電手段で一様に帯電された前記像担持体上に露光によって潜像を形成する露光手段を備え、
該露光手段による露光時間の積算値が所定の値になった場合に、前記クリーニング制御を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記搬送手段は、無端ベルト状の転写ベルトであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記搬送手段は、円筒形の転写ドラムであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記第２の像担持体は、無端ベルト状の転写ベルトであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記第２の像担持体は、円筒形の転写ドラムであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。