JP2005099215A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クリーニングブレードの潤滑剤として作用するトナーを、特別な構成を設けることなく、効率的に供給して、クリーニングブレードの捲れ・ビビリを防止する。
【解決手段】 非画像形成時に、帯電バイアス印加電源Ｓ１により転写ローラ２に直流電流がオフで、交流電圧のみの帯電バイアスを印加して、感光ドラム１表面の非画像形成領域を除電する。この除電部分は、露光せずに、現像装置４によりトナーを付着させて潤滑用のトナー像を形成する。このトナー像は、一次転写ローラ１１を０Ｖにアースした状態で転写を行うことなく、一次転写部Ｔ１を通過させ、感光ドラム表面とクリーニングブレード６ａの当接部Ｃに供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、感光体上の残留トナーを除去するためのクリーニング部材を備えた複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

複写機，プリンタ，ファクシミリ等の画像形成装置において、本来、現像に使用される粉体のトナーを、クリーニングブレード（クリーニング部材）の潤滑剤として流用する技術が知られている（例えば、特許文献１〜４）。

これらの特許文献には、以下のような内容が記載されている。非画像形成時に、感光体の表面（外周面）における非画像形成領域に、画像形成領域全幅（感光体の軸方向に沿っての画像領域の寸法）に相当する長さのトナー像を形成する。ここで、非画像形成時とは、通常の画像形成を行わないとき、すなわちスタンバイ（待機）状態や１枚の記録材（例えば紙）に対する画像形成動作が終了して、次の記録材に対する画像形成動作が開始されるまでの時間をいう。また、非画像形成領域とは、感光体表面のうちの、画像形成が行われない領域をいう。

上述のトナー像は、通常の画像形成時と同様に、帯電、露光、現像の各画像形成プロセスを経て感光体表面に形成する。このトナー像は、感光体表面に担持され、感光体の回転に伴なって転写位置に搬送される。ここで、トナー像は、通常の画像形成時とは異なり、転写位置において記録材（例えば紙）や中間転写体等に転写されることなく、クリーニング位置に搬送される。こうしてクリーニング位置に搬送されたトナーは、感光体表面とクリーニングブレードとの間に入り込んで潤滑剤として作用する。これにより、クリーニングブレードの捲れ・ビビリ（異常振動）や、感光体及びクリーニングブレードの摩耗を抑制している。

上述のような潤滑動作は、例えば、１ジョブの画像形成動作の終了後や所定枚数の記録材に対する画像形成動作の終了後に行われる。なお、所定枚数は、画像サイズに応じて決定される。例えば、画像サイズが大きい場合は多く、逆に画像サイズが小さい場合には少なく設定される。

上述の特許文献１〜４によると、確かにクリーニングブレードの捲れを防止する等の効果はあるが、潤滑に供されないトナーの消費量が多く、潤滑剤としての効率が低いという問題があった。

すなわち、例えば、反転現像においては、トナー像を形成する際に、感光体表面におけるトナー付着部分の電位がトナー極性と同極性に帯電されているため、転写を行うための転写部材（例えば転写ローラ）を非作動でアース（０Ｖ）した場合であっても、トナー付着部分と転写部材との間に、感光体上のトナーを転写部材へ移動させる方向の電界が生じ、この結果、トナーの一部が転写部材に転写されてしまう。このため、転写位置を通過してクリーニング位置まで搬送されるトナーの量が少なくなってしまう。つまり、現像装置によって感光体上に付着されるトナー像に対して、クリーニング位置に到達して潤滑に供されるトナーの量が少なくなり、潤滑剤としての効率が低くなってしまう。

ここで、効率を高める技術が、例えば特許文献５に記載されている。このものは、転写部材が接続されている電源の回路上に、フロート手段を設け、感光体上のトナー像が転写位置を通過する際に転写部材をフロートにすることによって、トナー付着部分と転写部材との間に生じる電界、すなわちトナーが感光体表面から転写部材へ移動する方向の電界を抑制するものである。これにより、転写位置を通過してクリーニング位置に到達するトナーが多くなる。

特開平２−１１６８８３号公報 特開平２−１４８０８４号公報 特開平２−２８９８８５号公報 特開平４−１９８９７４号公報 特開２００１−２９６７６１号公報

上述の特許文献５によると、クリーニング位置に到達するトナーの量を減少させることなく、感光体とクリーニングブレード間を効率よく潤滑することができる。

しかしながら、回路上にフロート手段を設けているため、構成が複雑になる上、電気的ノイズが発生するおそれがある。

そこで、本発明は、構成を複雑化することなく、また電気ノイズを伴うことなく、トナーをクリーニング位置に効率よく供給し、もってクリーニングブレードの捲れ・ビビリ（異常振動）を防止し、感光体及びクリーニングブレードの摩耗を抑制するようにした画像形成装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、帯電時の極性と同極性のトナーによって前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記感光体表面のトナー像を他部材に転写させる転写手段と、前記感光体表面に当接されたクリーニング部材によってトナー像転写後の前記感光体表面の異物を掻き落とすクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
通常の画像形成時とは異なる非画像形成時に、前記帯電手段により前記感光体表面を除電して除電部分を形成し、
前記現像手段により前記除電部分にトナーを付着させて潤滑用のトナー像を形成し、
前記感光体表面の前記潤滑用のトナー像を、前記他部材に転写させることなく、前記感光体表面と前記クリーニング部材との当接部に供給する、
ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記露光手段は、前記帯電手段によって前記感光体表面に形成された前記除電部分を現像前に露光する、
ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、通常の画像形成時に、前記現像手段に対し現像バイアスとして直流電圧と交番電圧とが重畳された振動電圧を印加する現像バイアス印加電源を有し、
前記現像バイアス印加電源は、前記潤滑用のトナー像形成時には、直流電圧、交番電圧の周波数、前記交番電圧のピーク間電圧のうちの少なくとも１つが前記通常の画像形成時の現像バイアスとは、異なる現像バイアスを前記現像手段に印加する、
ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、通常の画像形成時に、前記帯電手段に対し帯電バイアスとして直流電圧と交番電圧とが重畳された振動電圧を印加する帯電バイアス印加電源を有し、
前記帯電バイアス印加電源は、前記潤滑用のトナー像形成時には、前記直流電圧をオフして前記交番電圧のみの帯電バイアスを前記帯電手段に印加する、
ことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記クリーニング手段は、前記クリーニング部材として、前記感光体表面にその移動方向に対してカウンタ方向に当接されて前記当接部を形成するクリーニングブレードを有する、
ことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記潤滑用のトナー像は、前記感光体の軸方向の長さが、前記クリーニングブレードの当接部の軸方向の長さよりも長い、
ことを特徴とする。

請求項１の発明によると、感光体表面の除電部分に潤滑用のトナーが付着されるので、この潤滑用のトナーが転写部を通過する際に、トナーを除電部分から他部材に転写させる方向の電界の形成を抑制することができる。これにより、他部材に転写されるトナー量を減少させて、クリーニング部材の当接部に供給されるトナー量を増加させることができる。この結果、供給されたトナーが潤滑剤として作用し、特別な構成を付加して構成を複雑にすることなく、また電気ノイズを伴なうことなく、効率的にクリーニング部材の捲れ・ビビリ（異常振動）を防止し、感光体及びクリーニング部材の摩耗を抑制することができる。

請求項２の発明によると、帯電手段だけでは除電が不十分であった場合に、露光手段による除電部分の露光により、十分な除電を行うことが可能となる。

請求項３の発明によると、構成を変更したり新たな構成を付加したりすることなく、潤滑用のトナー像形成時の現像バイアスの条件を、通常の画像形成時とは変更することで、潤滑用のトナー像を形成することができる。

請求項４の発明によると、帯電手段に対して、通常の画像形成時には帯電バイアスとして直流電圧と交番電圧とが重畳された振動電圧を印加するところ、潤滑用のトナー像形成時には、上述の帯電バイアスの直流電圧をオフするといった簡単な動作で、帯電手段による感光体表面の除電を行うことができる。

請求項５に発明によると、カウンタ方向に当接されて捲れやビビリが発生しやすいクリーニングブレードに対して、感光体表面との当接部に潤滑用のトナーを効率的に供給することができるので、クリーニングブレードの捲れやビビリを有効に防止することができる。

請求項６の発明によると、クリーニングブレードの軸方向の全長にわたって、潤滑用のトナーを供給することができる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において、同一の符号を付したものは、同様の構成又は作用を有するものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。

＜実施の形態１＞
図１〜図４を参照して、本発明に係る画像形成装置の一例として、実施の形態１（請求項１）に係る画像形成装置を示す。このうち図１は、画像形成装置の一例として、電子写真方式の４色フルカラーのプリンタの概略構成を模式的に示す図である。図２は感光ドラム（感光体）の、その軸に直角な方向の縦断面図の一部、及び帯電ローラ（帯電手段）の、その軸に直角な方向の縦断面図である。図３は、クリーニングブレードにより感光ドラム表面の残留トナーを除去するようすを示す図である。図４は、感光ドラム表面のうちのトナー像を担持する部分の電位と、トナー量との関係を示す図である。なお、以下の説明では、「帯電」という言葉は、被帯電体（例えば、後述の感光ドラム）に正又は負の電荷を付与する場合、及びすでに正又は負に帯電されている被帯電体の電荷を除去する場合の双方を含めた意味で使用する。

図１に示すプリンタ（以下「画像形成装置」という。）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を備えている。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転自在に支持されている。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って上流側からほぼ順に、帯電ローラ（帯電手段）２と、露光装置（露光手段）３と、現像装置（現像手段）４と、中間転写ベルト５と、クリーニング装置（クリーニング手段）６とが配設されている。また、中間転写ベルト５の下方には、転写搬送ベルト７が配設されている。さらに、記録材（例えばシート状の紙、透明フィルム）Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿っての転写搬送ベルト７の下流側には、定着装置（定着手段）８が配設されている。以下、感光ドラム１〜定着装置８の順に詳述する。

感光ドラム１としては、本実施の形態では直径が６０ｍｍのものを用いている。感光ドラム１は、図２に示すように、接地されたアルミニウムなどの導電材製のドラム基体１ａの外周面に、通常の有機光導電体層（ＯＰＣ）からなる感光層１ｂを形成塗布し、その上に耐摩耗性に優れた保護層（ＯＣＬ）１ｃを塗布形成したものである。上述のＯＰＣは負の帯電特性を有している。感光層１ｂは、下引き層（ＣＰＬ）１ｂ１、注入阻止層（ＵＣＬ）１ｂ２、電荷発生層（ＣＧＬ）１ｂ３、電荷輸送層（ＣＴＬ）１ｂ４の４層によって構成されている。感光層１ｂは、通常は絶縁体であり、特定の波長の光を照射することによって導電体となるという特徴を有している。これは、光照射により電荷発生層１ｂ３内に正孔（電子対）が生成し、それらが電荷の流れの担い手となるからである。電荷発生層１ｂ３は厚さ０．２μｍのフタロシニアン化合物で構成され、また電荷輸送層１ｂ４は厚さ２５μｍ程度のヒドラゾン化合物を分散させたポリカーボネートで構成されている。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって所定のプロセススピード（周速度）で矢印Ｒ１方向に回転駆動される。

帯電ローラ２は、図２に示すように、ローラ状に形成された接触帯電部材である。帯電ローラ２は感光ドラム１表面（外周面）を所定の極性・電位に一様に帯電処理する部材である。帯電ローラ２は、金属製の芯金２ａの外周面を、弾性層２ｂ、抵抗層２ｃ、表面層ｄで覆って構成されている。芯金２ａは、その長手方向の両端部がそれぞれ軸受部材（不図示）によって回転自在に保持されている。軸受部材は、付勢部材としての押圧ばね（圧縮ばね）２ｅによって感光ドラム１に向けて付勢されており、これにより帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に対して所定の押圧力をもって圧接させて感光ドラム１表面との間に帯電部（帯電ニップ部）ａを形成している。帯電ローラ２は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って、矢印Ｒ２方向に従動回転する。

帯電ローラ２は、帯電バイアス印加電源Ｓ１によって帯電バイアスが印加される。帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電ローラ２の芯金２ａに対して、帯電バイアスとして、直流電圧と交番電圧とを重畳させた振動電圧が印加される。これにより、回転中の感光ドラム１表面は、所定の極性・電位に均一に（一様に）帯電処理される。

露光装置３としては、図１に示すように、画像情報に応じてレーザ光をＯＮ／ＯＦＦ制御するレーザスキャナ３ａが使用されている。レーザスキャナ３ａから発生されたレーザ光は、反射ミラー３ｂを介して、帯電後の感光ドラム１表面に照射される。これにより、レーザ光照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成されるようになっている。

現像装置４としては、回転現像方式が採用されている。軸４ａを中心にモータ（不図示）によって矢印Ｒ４方向に回転駆動される回転体４Ａと、これに搭載された４個の現像器、すなわちイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋとを有している。例えば、感光ドラム１上にブラックの現像剤像（トナー像）を形成するときは、回転体４Ａの矢印Ｒ４方向に回転によって、ブラックの現像器４Ｋが感光ドラム１表面に対向する現像部（現像位置）Ｄに搬送され、その現像スリーブ４ｂに、現像バイアス印加電源Ｓ２によって現像バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１上の静電潜像がブラックのトナーで現像されるようになっている。同様にイエローのトナー像を形成するときは、回転体４Ａを矢印Ｒ１方向に９０°回転させて、現像位置Ｄにイエロー用の現像器４Ｙを配置させ、現像を行う。マゼンタ，シアンのトナー像の形成も同様にして行うようになっている。なお、本実施の形態においては、感光ドラム１の帯電特性と同じ極性（負）の電荷を有するトナーによって現像を行う、いわゆる反転現像を採用している。また、現像バイアスとしては、直流電圧に交番電圧を重畳させた振動電圧を使用している。なお、以下の説明において、特に色を区別する必要がないときは、単に、現像器という。

中間転写ベルト５は、駆動ローラ１０、一次転写ローラ（一次転写帯電器）１１、従動ローラ１２、二次転写対向ローラ１３に掛け渡されており、駆動ローラ１０の矢印Ｒ１０方向の回転に伴って矢印Ｒ５方向に回転する。中間転写ベルト５は、感光ドラム１表面に当接されて感光ドラム１との間に一次転写部（一次転写ニップ部）Ｔ１を形成している。一次転写ローラ１１には、これに一次転写バイアスを印加する一次転写バイアス印加電源Ｓ３がアースされた状態で接続されている。また、中間転写ベルト５には、従動ローラ１２に掛け渡されている部分の表面に、ベルトクリーナ１４が当接されている。

クリーニング装置６は、感光ドラム１の回転方向に沿っての一次点転写ニップ部Ｔ１の下流側（転写ローラ２の上流側）に配置されている。クリーニング装置６は、感光ドラム１表面に当接されたクリーニングブレード（クリーニング部材）６ａと、このクリーニングブレード６ａによって書き落とされたトナーを回収するクリーニング容器６ｂとを有している。なお、クリーニング装置６については後に詳述する。

転写搬送ベルト７は、駆動ローラ１５、二次転写ローラ１６、従動ローラ１７に掛け渡されており、駆動ローラ１５の矢印Ｒ１５方向の回転に伴って矢印Ｒ７方向に回転する。転写搬送ベルト７は、中間転写ベルト５に当接されて中間転写ベルト５との間に二次転写部（二次転写ニップ部）Ｔ２を構成している。二次転写ローラ１６には、これに二次転写バイアスを印加する二次転写印加電源Ｓ４がアースされた状態で接続されている。

定着装置８は、ヒータ（不図示）を内蔵した定着ローラ１８と、これに押圧されて定着部Ｎを構成する加圧ローラ２０とを有している。

上述構成の画像形成装置の画像形成動作を説明する。なお、以下では、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの順に４色フルカラーを形成する場合を例に説明する。また以下にあげる数値は、一例を示すものであって、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。

感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（例えば、１３０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。回転状態の感光ドラム１は、表面に当接されている転写ローラ２に帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電バイアスが印加されることにより、所定の極性・電位に（例えば、−６００Ｖ）に均一に帯電される。帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置３によって、画像情報に基づく露光が行われ、露光部分（明部）の電荷が除去されて（例えば、−１５０Ｖ）静電潜像が形成される。

この静電潜像は、回転体４Ａの矢印Ｒ４方向の回転により、感光ドラム１表面に対向する現像位置Ｄに配置されたブラックの現像器４Ｋによって現像される。このとき、ブラックの現像器４Ｋの現像スリーブ４ｂには、現像バイアス印加電源Ｓ２によって、直流電圧（例えば、−４５０Ｖ）に交番電圧（例えば、ピーク間電圧１.５ｋＶ、周波数２ｋＨｚの交流電圧）が重畳された振動電圧が印加される。これにより、感光ドラム１表面の明部に負の電荷をもったブラックのトナーが付着され、トナー像として現像される。

こうして感光ドラム１表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５に一次転写される。感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って一次転写部Ｔ１に搬送され、一次転写ローラ１１に一次転写バイアス印加電源Ｓ３から一次転写バイアス（例えば、＋４００Ｖ）が印加されることにより、中間転写ベルト５上に一次転写される。感光ドラム１は、この一次転写時に中間転写ベルト５に転写されないで表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去されて、次のイエローの画像形成に供される。

感光ドラム１は、ブラックの場合と同様に、帯電、露光が行われて静電潜像が形成される。この静電潜像は、回転体４Ａを矢印Ｒ４方向に９０°回転させて、イエローの現像器４Ｙを現像位置Ｄに配置し、その現像スリーブ４ｂに現像バイアス印加電源Ｓ２から現像バイアスを印加することで、イエローのトナー像として現像される。このイエローのトナー像は、一次転写部Ｔ１において、一次転写ローラ１１に一次転写バイアス印加電源Ｓ３から印加される一次転写バイアスによって、中間転写ベルト５上に、先のブラックのトナー像に重ねあわされるようにして一次転写される。トナー像転写後の感光ドラム１は、表面に残った残留トナーがクリーニング装置６によって除去され、次の、マゼンタの画像形成に供される。

以下同様にして、感光ドラム１上に順次にマゼンタ，シアンのトナー像が形成され、さらに中間転写ベルト５上に順次に一次転写される。これにより、中間転写ベルト５上で、４色のトナー像が重ね合わされる。

中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、記録材Ｐに二次転写される。二次転写に先立ち、転写搬送ベルト７が中間転写ベルト５に接触されて二次転写部Ｔ２が形成される。中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、中間転写ベルト５の矢印Ｒ５方向の回転に伴って二次転写部Ｔ２に搬送される。一方、給紙カセット（不図示）に収納されていた記録材Ｐは、給搬送装置（不図示）によって給搬送されて、転写搬送ベルト７表面に担持され、転写搬送ベルト７の矢印Ｒ７方向に回転によって二次転写部Ｔ２に搬送される。このとき、二次転写バイアス印加電源Ｓ４によって二次転写ローラ１６に二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト５上の４色のトナー像が一括で記録材Ｐ上に二次転写される。

トナー像の二次転写後の記録材Ｐは、中間転写ベルト５から剥離されて、矢印Ｋ方向に搬送され、定着装置８において、定着ローラ１８と加圧ローラ２０とによって挟持搬送されながら、加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。これにより１枚の記録材Ｐに対する４色フルカラーの画像形成が終了する。一方、トナー像の二次転写後の中間転写ベルト５は、表面に残ったトナー（残留トナー）がベルトクリーナ１４によって除去される。

なお、単色の画像形成を行う場合は、感光ドラム１上に形成された静電潜像を、所望の色のトナーを収容する現像器によって現像する。このトナー像は、中間転写ベルト５上に一次転写された後、すぐに記録材Ｐ上に二次転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、転写搬送ベルト７から剥離されて、定着装置８によって加熱・加圧されて表面にトナー像が定着される。

つづいて、感光ドラム１表面を清掃するクリーニング装置６について詳述する。

本実施の形態では、クリーニング装置６は、感光ドラム１表面の残留トナーをブレード状のクリーニング部材で掻き落とす、いわゆるクリーニングブレード方式を採用している。クリーニング装置６は、図１に示すように、クリーニング容器６ｂと、クリーニングブレード６ａとを備えている。クリーニングブレード６ａは、例えば、ウレタンゴムで形成されたほぼ長方形の板状の部材であり、適度な弾性（可撓性）を有している。クリーニングブレード６ａは、その長手方向を感光ドラム１の軸に沿った方向（以下単に「軸方向」という。）に向けた状態で、クリーニング容器６ｂによって支持されている。クリーニングブレード６ａの軸方向の長さは、感光ドラム１表面の軸方向の長さとほぼ同じに設定されている。さらに詳しくは、感光ドラム１表面における画像形成領域（トナー像が形成される領域）の軸方向の長さよりも長く設定されている。

また、クリーニングブレード６ａは、図１に示すようにその基端部６ｃがクリーニング容器６ｂに固定され、先端部６ｄが自由端となっている。そして、この自由端６ｄのうちの、感光ドラム１に近い側のエッジ６ｅを感光ドラム１表面に当接させている。このとき、図３に示すように、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に対してカウンタ方向に、かつ適宜な当接圧（押圧力）をもって当接されている。これにより、感光ドラム１表面とクリーニングブレード６ａのエッジ６ｅとの間には、クリーニング部（クリーニング位置）Ｃが形成される。ここで、カウンタ方向とは、感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）に対して、クリーニングブレード６ａの当接部であるエッジ６ｄが上流側に配置され、クリーニング容器６ｂに固定される基端部６ｃが下流側に配置される方向をいう。

上述構成のクリーニングブレード６ａは、感光ドラム１表面に担持されて、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴ってクリーニング部Ｃに搬送されていくる残留トナー２１を、エッジ６ｅによって掻き落としてクリーニング容器６ｂに回収する。残留トナー２１は、上述のように、一次転写時に感光ドラム１から中間転写ベルト５に転写されないで感光ドラム１表面に残ったものである。なお、クリーニング装置６は、残留トナーと比較して微量ではあるが、紙粉や現像剤の外添剤などの異物も残留トナーといっしょに除去するようにしている。

上述のように、クリーニング装置６のクリーニングブレード６ａは、感光ドラム１表面に対してそのエッジ６ｅを常時、加圧接触（当接）させている。そして、感光ドラム１表面とエッジ６ｅとの間のクリーニング部Ｃには、残留トナーが介在し、両者間の潤滑剤として摩擦係数をある程度、低減させる機能を果たしている。そして、このように潤滑剤として機能するトナーが不足する場合には、前述のように、クリーニングブレード６ａの捲れ・ビビリ（異常振動）や、感光ドラム１及びクリーニングブレード６ａの摩耗が発生するおそれがある。

本実施の形態では、潤滑剤として作用するトナーによって形成されたトナー像（以下「潤滑用のトナー像」という。）を、積極的に、しかも効率よく供給するようにしている。なお、潤滑用のトナー像を構成するトナーについては、潤滑用のトナーという。

本実施の形態では、非画像形成形成時に、感光ドラム１表面のうちの非画像形成領域に潤滑用のトナー像を形成するようにした。ここで、非画像形成時とは、通常の画像形成を行わないとき、すなわちスタンバイ（待機）状態や１枚の記録材に対する画像形成動作が終了して、次の記録材に対する画像形成動作が開始されるまでの間の時間等をいう。また、非画像形成領域とは、感光ドラム１表面のうちの、画像形成が行われない領域、すなわち画像形成領域以外の領域をいう。

上述の潤滑用のトナー像は、現像装置４から感光ドラム１表面に供給されたトナーがそのままクリーニング位置Ｃに供給された場合には、効率が１００％ということになる。

しかしながら実際には、潤滑用のトナーは、その一部が一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト５に転写されるなどするため、効率は１００％にはならない。

図４に、感光ドラム１表面のうちの潤滑用のトナー像が付着される部分（トナー付着部分）の表面電位と、一次転写ローラ１１をアース（０Ｖ）としたときの転写残トナー量（残留トナー量）／転写前トナー量（％）との関係を示す。ここで転写前トナー量とは、一次転写部Ｔ１に到達する前のトナー量をいい、また残留トナー量とは、一次転写部Ｔ１を通過してクリーニング位置Ｃに到達するトナー量をいう。

同図に示すように、トナー像を形成する際、感光ドラム１表面のトナー付着部分がトナーと同極性（負極性）に帯電している場合には、一次転写ローラ１１がアースされていても、トナー付着部分と一次転写ローラ１１との間に、トナーをトナー付着部分から一次転写ローラ１１に向けて移動させる方向の電界が生じ、その結果、トナー付着部分に付着しているトナーの一部が中間転写ベルト５に転写されてしまうことがわかる。転写されるトナーの量は、トナー付着部分の表面電位の絶対値が大きいほど多くなる。つまり効率が低下する。

そこで、本実施の形態においては、感光ドラム１表面のうちのトナー付着部分の電荷を除去するようにした。すなわち、非画像形成時に、帯電ローラ２に対して、帯電バイアス印加電源Ｓ１から直流電圧０Ｖと交番電圧とを重畳させた振動電圧を印加する。これにより、感光ドラム１表面のうちの非画像形成領域の一部を、感光ドラム１のほぼ全幅（軸方向長さの全長）にわたって除電し、除電部分の表面電位を、負極性でその絶対値が１５程度となるまで低下させる。除電部分の周方向の長さについては、例えば、感光ドラム１の周長の４分の１程度とする。なお、除電部分の周方向に長さは、長いほど、クリーニング部Ｃに到達するトナー量が多くなるが、その分、トナーの消費量も増加することになる。また、長過ぎる場合には、クリーニング性の問題でトナーのすり抜けが発生するおそれがある。したがって、潤滑用のトナー像を形成する頻度に応じて、除電部分の周方向長さを決定するとよい。例えば、潤滑用のトナー像を、１枚の記録材Ｐに画像形成を行うごとに形成する場合は短く、所定枚数（２枚以上）の記録材Ｐに画像形成を行うごとに形成する場合には、長くするとよい。なお、この除電部分は、後に現像装置４によって潤滑用のトナーが付着される部分である。

帯電後、露光装置３による露光は行わずに、現像装置４によって現像を行う。例えば、現像装置４の回転体４Ａの回転によってブラックの現像器４Ｋを現像位置Ｄに配置し、現像バイアス印加電源Ｓ２により、現像スリーブ４ｂに現像バイアスを印加することによって、感光ドラム１表面の除電部分にトナーを付着させて潤滑用のトナー像を形成する。このときの現像バイアス印加電源Ｓ２が、現像スリーブ４ｂに印加する現像バイアスは、通常の画像形成時とは、直流電圧の電圧、交流電圧（交番電圧）のピーク間電圧、交流電圧の周波数のうちの少なくとも１つの値を異なるものとする。例えば、上述のように通常の画像形成時には、直流電圧−４５０Ｖ、交流電圧のピーク間電圧１.５ｋＶ、周波数２ｋＨｚに対して、潤滑用のトナー像の現像では、直流電圧−１５０Ｖ、交流電圧のピーク間電圧１.５ｋＶ、周波数２ｋＨｚに設定した。このように潤滑用のトナー像を形成する際、現像バイアスの直流電圧を変化させることにより、除電部分の表面電位からの電位差を大きくすることで付着するトナー量は増加し、小さくすることで減少するといった制御が可能である。また、潤滑用のトナー像を形成する際、現像バイアスを直流電圧−４５０Ｖ、交流電圧のピーク間電圧１.８ｋＶ、周波数２ｋＨｚに設定し、交流電圧のピーク間電圧を変化させることにより、ピーク間電圧を大きくすることで付着するトナー量は増加し、小さくすることで減少するといった制御が可能である。また、潤滑用のトナー像を形成する際、現像バイアスを直流電圧−４５０Ｖ、交流電圧のピーク間電圧１.５ｋＶ、周波数１.８ｋＨｚに設定し、周波数を変化させることにより、除電部分の表面電位と現像バイアスの直流電圧の電位差を変化させなくても、付着するトナー量の増減を制御することが可能である。

上述のようにして感光ドラム１表面に形成されたトナー像は、通常の画像形成時とは異なり、一次転写を行うことなく一次転写部Ｔ１を通過させる。このとき、一次転写ローラ１１は転写バイアスを印加することなく、アースとする。

上述のように、トナー付着部分の表面電位が−１５Ｖ程度まで低下しているので、一次帯電ローラ１１がアース状態であっても、トナー付着部分と一次転写ローラ１１との間に作用する電界、すなわちトナーをトナー付着部分から中間転写ベルト５に転写させる方向の電界を弱めることができる。この結果、クリーニング６ａのクリーニング位置６ｃまで到達するトナー量を、転写前トナー量の５０％以上に増加させることができる。これにより、クリーニングブレード６ａの捲れ・ビビリ（異常振動）や、感光ドラム１及びクリーニングブレード６ａの摩耗を抑制することができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明に係る画像形成装置の他の例として、実施の形態２に係る画像形成装置を説明する。なお、本実施の形態に係る画像形成装置としては、上述の実施の形態１の画像形成装置を使用することができるので、その説明は省略する。

本実施の形態では、通常の画像形成において、画像比率の低い画像が連続出力されたときなど、帯電ローラ２による除電を行う前の感光ドラム１表面に高い残留電位が存在した場合を考慮する。例えば、画像比率の低い画像が連続出力された場合、現像及び転写を経て、クリーニングブレード６ａによりトナーを清掃された後であっても、感光ドラム１表面−数百Ｖの残留電位が存在していることが多い。このような残留電位が存在している状態で、非画像形成時に潤滑用のトナー像を形成した場合には、帯電ローラ２による除電だけでは、除電部分の表面電位を０Ｖ近傍（少なくとも−１５Ｖ以下）まで除電することは困難となる。

そこで、本実施の形態では、非画像形成時に、潤滑用のトナー像を形成する際、感光ドラム１表面のうちのトナー付着部分の表面電位を、帯電ローラ２により除電する（例えば帯電バイアスとして、直流電圧０Ｖと交番電圧とを重畳させた振動電圧を印加する）ことで電位を低下させ、さらに、その除電部分を露光装置３により露光する。これにより、帯電ローラ２では除電しきれない残留電位をも除電することができた。

その結果、感光ドラム１表面のトナー付着部分の表面電位はほぼ０Ｖまで低下し、一次転写ローラ１１がアース（０Ｖ）であっても、トナー付着部分と一次転写ローラ１１との間に、潤滑用のトナーがトナー付着部分から中間転写ベルト５に転写される方向の電界が生じない。このため、クリーニングブレード６ａのクリーニング部６ｅに到達するトナー量を転写前の７０％程度まで増加させることができるため、クリーニングブレード６ａの捲れ・ビビリ（異常振動）や、感光ドラム１及びクリーニングブレード６ａの摩耗を抑制することができる。

以上の実施の形態１，２では、感光ドラム１が負の帯電特性を有する場合を例に説明したが、これに代えて、正の帯電特性を有するもの（例えばアモルファスシリコン）であってもよい。この場合には、通常のトナー像及び潤滑用のトナー像は、正の帯電特性を有するトナーによって形成されることになる。そして、感光ドラム表面のうちのトナー付着部分の表面電位は、＋１５Ｖ程度まで低下させるようにする。

また、上述では、感光体がドラム状の感光ドラムである場合を例に説明したが、感光体としては、この他に例えば、ベルト状の感光ベルトを使用してもよい。

また、上述では、画像形成装置が４色フルカラーの画像形成装置である場合を例に説明したが、これに代えて、単色（白黒）の画像形成装置であってもよい。この場合には、感光ドラム上に形成された、通常の画像形成時のトナー像及び潤滑用のトナー像は、感光ドラムから直接、記録材Ｐに転写されることになる。

また、上述では、クリーニング装置６のクリーニング部材が、クリーニングブレード６ａである場合を例に説明したが、これに代えて、ブロック状のクリーニング部材を使用することも可能である。

また、上述では、潤滑用のトナー像を、ブラックの現像器４Ｋによって形成する場合を例に説明したが、これに代えて、他の色の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｋによって形成するようにしてもよい。これによると、例えば、ブラックの現像器４Ｋ内にトナーの残量が少ない場合に、有効である。

また、感光ドラム１表面のうちの潤滑用のトナー付着部分を、実施の形態１では、帯電ローラ（帯電手段）２によって、また実施の形態２では、帯電ローラ（帯電上手段）２及び露光装置（露光手段）３によって行っていたが、原理的には、帯電ローラ２は使用せずに露光装置３で行うことも可能である。なお、例えば、感光ドラム１の回転方向に沿ってのクリーニング装置６の下流側で、かつ転写ローラ２の上流側に、クリーニング後の感光ドラム１表面を除電する前露光装置（不図示）を有する場合には、露光装置３に代えて、この前露光装置による除電で、潤滑用のトナーを付着させるための除電部分を形成することも可能である。

以上説明したように、本発明によると、特別な構成をふかして全体構成を複雑化することなく、また電気ノイズを伴うことなく、トナーをクリーニング位置に効率よく供給し、もってクリーニングブレードの捲れ・ビビリ（異常振動）の防止や、感光体及びクリーニングブレードの摩耗を有効に抑制することができる。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を模式的に示す縦断面図である。 感光ドラム及び帯電ローラの層構成を模式的に示す縦断面図である。 クリーニングブレードにより感光ドラム表面の残留トナーを除去するようすを示す図である。 感光ドラム表面のうちの潤滑用のトナー像が付着される部分（トナー付着部分）の表面電位と、一次転写ローラをアース（０Ｖ）としたときの転写残トナー量／転写前トナー量（％）との関係を示す図である。

符号の説明

１ 感光体（感光ドラム）
２ 帯電手段（帯電ローラ）
３ 露光手段（露光装置）
４ 現像手段（現像装置）
５ 他部材（中間転写ベルト）
６ クリーニング手段（クリーニング装置）
６ａ クリーニング部材（クリーニングブレード）
１１ 転写手段（一次転写ローラ）
Ｃ 当接部（クリーニング位置）
Ｓ１ 帯電バイアス印加電源
Ｓ２ 現像バイアス印加電源
Ｓ３ 転写バイアス印加電源（一次転写バイアス印加電源）
Ｓ４ 転写バイアス印加電源（二次転写バイアス印加電源）

Claims (6)

1. 感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電後の前記感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、帯電時の極性と同極性のトナーによって前記静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、前記感光体表面のトナー像を他部材に転写させる転写手段と、前記感光体表面に当接されたクリーニング部材によってトナー像転写後の前記感光体表面の異物を掻き落とすクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
   通常の画像形成時とは異なる非画像形成時に、前記帯電手段により前記感光体表面を除電して除電部分を形成し、
   前記現像手段により前記除電部分にトナーを付着させて潤滑用のトナー像を形成し、
   前記感光体表面の前記潤滑用のトナー像を、前記他部材に転写させることなく、前記感光体表面と前記クリーニング部材との当接部に供給する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記露光手段は、前記帯電手段によって前記感光体表面に形成された前記除電部分を現像前に露光する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 通常の画像形成時に、前記現像手段に対し現像バイアスとして直流電圧と交番電圧とが重畳された振動電圧を印加する現像バイアス印加電源を有し、
   前記現像バイアス印加電源は、前記潤滑用のトナー像形成時には、直流電圧、交番電圧の周波数、前記交番電圧のピーク間電圧のうちの少なくとも１つが前記通常の画像形成時の現像バイアスとは、異なる現像バイアスを前記現像手段に印加する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 通常の画像形成時に、前記帯電手段に対し帯電バイアスとして直流電圧と交番電圧とが重畳された振動電圧を印加する帯電バイアス印加電源を有し、
   前記帯電バイアス印加電源は、前記潤滑用のトナー像形成時には、前記直流電圧をオフして前記交番電圧のみの帯電バイアスを前記帯電手段に印加する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング手段は、前記クリーニング部材として、前記感光体表面にその移動方向に対してカウンタ方向に当接されて前記当接部を形成するクリーニングブレードを有する、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記潤滑用のトナー像は、前記感光体の軸方向の長さが、前記クリーニングブレードの当接部の軸方向の長さよりも長い、
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
   

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