JP2007171374A

JP2007171374A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2007171374A
Application number: JP2005366450A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Iwasaki; 仁岩崎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2025-12-20
Also published as: JP4797616B2

Abstract

【課題】残留トナー帯電手段（接触部材３２）からより多くの転写残留トナーを吐き出させて残留トナー帯電手段を効率的にリフレッシュすることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】接触部材３２に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、感光体ドラム３０が周回駆動されている場合には当該感光体ドラム３０を停止させ、当該感光体ドラム３０の周回駆動の開始と接触部材３２への転写残留トナーの極性と逆の極性となる電圧の印加とを同時に行なうように制御する。
【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置に係り、特に、トナー像転写後の像担持体に残留した転写残留トナーに所定の極性の電圧を印加して転写残留トナーを所定の極性に帯電させ、帯電した転写残留トナーを吸着して回収するクリーニング装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、レーザープリンタやデジタル複写機等の電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置では、一般に、周面が一様に帯電された感光体を周回駆動させ、当該感光体の周面に光ビームを照射して静電潜像を形成し、当該静電潜像にトナーを付着させて現像したトナー像を記録媒体に転写して画像を形成している。

ところで、この種の画像形成装置は、感光体から記録媒体に全てのトナーが転写されず、感光体上に付着したまま残留する転写残留トナーが発生する場合があり、この転写残留トナーを回収する様々なクリーニング機構が提案されている。

例えば、特許文献１には、走行する帯電した誘電体（上記感光体に相当。）上に付着したトナーを除去するための、トナーの帯電極性と逆の極性の電圧が印加され、かつ走行する誘電体に接触する導電性の回転ブラシと、当該回転ブラシから見て走行する誘電体の上流側において誘電体面に接触して配置され、かつ誘電体の除電もしくは誘電体の帯電極性を逆の極性に転換させる極性の電圧が印加された導電性の固定ブラシと、を具備したクリーニング装置が開示されている。

また、特許文献２には、トナー像を転写する転写部の下流に、転写残留トナーを帯電させる第一のトナー帯電量制御手段と第二のトナー帯電量制御手段（共に導電性を持ったブラシ状部材。）があり、第一のトナー帯電量制御手段で正規とは逆の極性で帯電処理し、その帯電された感光体ドラム上の転写残留トナーを第二のトナー帯電量制御手段で正規極に帯電処理し、現像器で転写残留トナーの回収するクリーナレスシステムを採用した画像形成装置が開示されている。

ところで、上記特許文献１及び特許文献２に開示されている画像形成装置では、使用時間の経過に伴って固定ブラシや、第一のトナー帯電量制御手段及び第二のトナー帯電量制御手段等の転写残留トナーを帯電させる残留トナー帯電手段に次第に転写残留トナーが堆積されてしまい、当該堆積された転写残留トナーが感光体上に排出されてクリーニング不良が発生する場合がある。

このため、この種の画像形成装置は、定期的に、感光体を周回駆動させた状態で残留トナー帯電手段に転写残留トナーと逆の極性の電圧を印加して残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを感光体に吐き出させて残留トナー帯電手段をリフレッシュするクリーニングモードを備えているものがある。
特開昭６３−２２３６８１号公報特開２００２−９９１７６号公報

しかしながら、残留トナー帯電手段に転写残留トナーと逆の極性の電圧を印加しても転写残留トナーが十分に吐き出されずに残ってしまい、残留トナー帯電手段を十分にリフレッシュできない場合がある、という問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、残留トナー帯電手段からより多くの転写残留トナーを吐き出させて残留トナー帯電手段を効率的にリフレッシュすることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、電子写真方式によりトナー像が形成された像担持体を所定方向へ周回駆動させる駆動手段と、前記像担持体の前記トナー像を被転写体へ転写する転写手段と、前記トナー像の転写位置よりも前記像担持体の周回方向下流側の当該像担持体の周面に接触配置され、所定の極性の電圧が印加されて、前記転写された後の前記像担持体の周面に残留する転写残留トナーを前記所定の極性に帯電させる残留トナー帯電手段と、前記残留トナー帯電手段よりも前記周回方向下流側の前記像担持体の周面に接触配置され、前記像担持体の周面の電位レベルに対して前記所定の極性と逆の極性となる電圧が印加されて、前記所定の極性に帯電した前記転写残留トナーを吸着して回収する残留トナー回収手段と、前記残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、前記像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させた後に当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に前記残留トナー帯電手段への前記所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御し、前記像担持体の周回駆動が停止している場合には当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に前記残留トナー帯電手段への前記所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御する制御手段と、を備えている。

請求項１記載の発明によれば、駆動手段により、電子写真方式によりトナー像が形成された像担持体を所定方向へ周回駆動させ、転写手段により、像担持体のトナー像を被転写体へ転写しており、トナー像の転写位置よりも像担持体の周回方向下流側の当該像担持体の周面に接触配置された残留トナー帯電手段に所定の極性の電圧を印加して、トナー像が転写された後の像担持体の周面に残留する転写残留トナーを所定の極性に帯電させ、残留トナー帯電手段よりも周回方向下流側の像担持体の周面に接触配置された残留トナー回収手段に像担持体の周面の電位レベルに対して所定の極性と逆の極性となる電圧を印加して、所定の極性に帯電した転写残留トナーを吸着して回収している。なお、上記被転写体は、例えば、記録用紙等のトナー像を最終的に記録する記録媒体でもよく、また、例えば、中間転写ベルト等のトナー像を一時的に保持する中間転体であってもよい。

そして、本発明によれば、制御手段により、残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させた後に当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段への所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御し、像担持体の周回駆動が停止している場合には当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段への所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御される。

このように、請求項１記載の発明によれば、残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させ、像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段に所定の極性と逆の極性となる電圧を印加しているので、残留トナー帯電手段から多量の転写残留トナーを吐き出させることができるため、残留トナー帯電手段を効率的にリフレッシュすることができる。

なお、本発明は、請求項２記載の発明のように、前記制御手段は、前記残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、前記像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させ、前記残留トナー帯電手段に前記逆の極性となる電圧を印加した後に当該像担持体の周回駆動を開始させるように制御し、前記像担持体の周回駆動が停止している場合には前記残留トナー帯電手段に前記逆の極性となる電圧を印加した後に当該像担持体の周回駆動を開始させるように制御してもよい。

また、本発明は、請求項３記載の発明のように、前記制御手段は、前記残留トナー帯電手段に前記逆の極性となる電圧を印加されている間に前記像担持体の周回駆動を間欠的に一旦停止させるように制御してもよい。

また、本発明は、請求項４記載の発明のように、前記残留トナー帯電手段を、少なくとも一部が導電性繊維により構成されたブラシ又は不織布としてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させ、像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段に所定の極性と逆の極性となる電圧を印加しているので、残留トナー帯電手段から多量の転写残留トナーを吐き出させることができるため、残留トナー帯電手段を効率的にリフレッシュすることができる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では説明の便宜上、具体的数値を挙げることがあるが、本発明はこれらの数値に限定されるものではない。

［第１の実施の形態］
図１には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタ１０（以下、プリンタという）が示されている。プリンタ１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成する画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを備えており、当該画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが中間転写体ベルト１４に面して並列に配置され、中間転写体ベルト１４が１周する間に４色のトナー像を重ね合せる、いわゆるタンデム式のフルカラーレーザープリンタである。

このプリンタ１０は、底部に給紙トレイ１６を備えている。この給紙トレイ１６にセットされた用紙Ｐの搬送方向の先端部には給紙ロール１８が当接しており、この給紙ロール１８と図示しない用紙捌き手段によって、用紙Ｐが１枚ずつ給紙トレイ１６から搬送方向下流側へ給紙される。そして、給紙ロール１８の搬送方向下流側には、１組の搬送ロール２０が配置されており、用紙Ｐは、この搬送ロール２０からの搬送力で上方の転写部２２へ搬送される。

この転写部２２には、中間転写体ベルト１４が巻き掛けられたベルト搬送ロール２４Ａと、このベルト搬送ロール２４Ａに圧接された転写ロール２６が配設されている。ベルト搬送ロール２４Ａと転写ロール２６とのニップ部には、中間転写体ベルト１４が挟み込まれており、用紙Ｐがニップ部を通過する際に中間転写体ベルト１４からトナー像が転写される。

そして、転写部２２の搬送方向下流側には、定着ユニット２８が配設されている。この定着ユニット２８には、高温になるヒートロール２８Ａと、このヒートロール２８Ａに圧接されたバックアップロール２８Ｂが配設されており、用紙Ｐが、ヒートロール２８Ａとバックアップロール２８Ｂとのニップ部を通過する際に、トナーが溶融、凝固して用紙Ｐに定着されて装置外へ排紙される。

ここで、画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが、中間転写体ベルト１４にトナー像を重ね合せるプリント部１１について説明する。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付加して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。

中間転写体ベルト１４は、上述したベルト搬送ロール２４Ａと、ベルト搬送ロール２４Ａの左方に配設されたベルト搬送ロール２４Ｂと、ベルト搬送ロール２４Ａの斜め下方に配設されたベルト搬送ロール２４Ｃと、に巻き掛けられている。中間転写体ベルト１４のベルト搬送ロール２４Ａとベルト搬送ロール２４Ｂとの間の面には、画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが中間転写体ベルト１４の周回方向に沿って順に対向配置されており、各画像形成ユニット１２で形成された各色のトナー像が中間転写体ベルト１４上で重畳されるように転写される。

次に、図２を参照して、第１の実施形態に係る画像形成ユニット１２の詳細な構成について説明する。

画像形成ユニット１２は、像担持体としての円筒状の感光体ドラム３０を備えており、モータ５８（図４参照）の駆動力により矢印方向へ回転する。また、感光体ドラム３０の感光面３０Ａには、回転方向に沿って順に、中間転写体ベルト１４、接触部材３２、クリーニング装置３４、帯電ロール３６、現像装置３８が当接している。また、帯電ロール３６と現像装置３８との間の感光面３０Ａには、露光装置４０より感光体ドラム３０の軸線方向に沿って光ビームが走査される。

帯電ロール３６は、図示しない電源より所定のバイアス電圧が印加されており、当接している感光面３０Ａを一様に帯電させる。

露光装置４０は、帯電した感光面３０Ａに画像データに基づく光ビームを一様に走査させる。これにより、感光面３０Ａの光ビームにより走査された領域は電位が低下して静電潜像が形成される。

現像装置３８は、感光体ドラム３０と平行な回転軸まわりに回転可能とされた現像ロール３８Ａを備えている。現像ロール３８Ａは、図示しない電源より所定の現像バイアス電圧が印加されてトナーをマイナスの極性に帯電させると共に感光体ドラム３０の回転方向と同方向に回転して当該帯電したトナーを感光面３０Ａに供給している。即ち、現像装置３８は、感光面３０Ａと当接するニップ部において、現像ロール３８Ａを感光体ドラム３０に対して逆回転させており、現像ロール３８Ａからの感光体ドラム３０へのトナーによる現像効率を高めている。

現像装置３８よりも回転方向下流側には中間転写体ベルト１４との接触点（転写位置）が位置しており、この中間転写体ベルト１４を感光体ドラム３０とで挟持するように転写ロール４２が配設されている。この転写ロール４２には、図示しない電源よりトナーと逆極性のプラスの転写電圧が印加されている。

接触部材３２は、図３に示されるように、金属等からなる四角柱状の導電性の基体３２Ａに、導電性ナイロン繊維３２Ｂが植毛されたブラシであり、ブラシ毛１本当たりの太さが２ｄ（デニール）（１５．０μｍ）、ブラシの毛密度が４３０ｋｆ／ｉｎｃｈ²のものとされている。

接触部材３２は、接続線４７を介して第１スイッチ部５３と接続されており、第１スイッチ部５３により第１プラス電源６０及び第１マイナス電源６２の２つの電源から１つが選択されてブラシに電圧が印加されるようになっている。本実施の形態では一例として、第１プラス電源６０は電圧Ｖ＝＋４００Ｖの直流電源とされており、第１マイナス電源６２は電圧Ｖ＝−８００Ｖの直流電源とされている。

クリーニング装置３４は、感光体ドラム３０と平行な回転軸まわりに回転可能とされた回転ブラシ３４Ａと、回転ブラシ３４Ａに接触すると共に回転軸が回転ブラシ３４Ａと平行とされ、回転ブラシ３４Ａの回転に従動して回転する回収ロール３４Ｂと、回収ロール３４Ｂの周面に接触するスクレーパー３４Ｃと、を備えている。

回転ブラシ３４Ａは、シャフトの周囲に導電性ナイロン繊維が植毛されており、ブラシ毛１本当たりの太さが２ｄ（デニール）（１５．０μｍ）、ブラシの毛密度が２４０ｋｆ／ｉｎｃｈ²、シャフト径が５ｍｍ、外径が１２ｍｍのものとされている。この回転ブラシ３４Ａは、接続線４８を介して第２スイッチ部５４と接続され、第２スイッチ部５４により第２プラス電源６４及び第２マイナス電源６６の２つの電源から１つが選択されて、周囲のブラシに所定の電圧が印加されるようになっている。本実施の形態では一例として、第２プラス電源６４は電圧Ｖ＝＋５０Ｖの直流電源とされており、第２マイナス電源６６は電圧Ｖ＝−４００Ｖの直流電源とされている。

ここで、以下に、本実施の形態に係る画像形成ユニット１２を構成する主要部材の仕様及び主要な電気仕様を記す。

感光体ドラム３０：直径約３０．０ｍｍの有機感光体
帯電ロール３６：半導電性ロール
ＤＣ＋ＡＣ接触帯電方式
Ｖ_DC＝−５２０ｖ（ＤＣ成分電圧値）
Ｉ_AC＝０．６５ｍＡ（ＡＣ成分電流値）
周波数＝６１４Ｈｚ（ＡＣ成分の電圧波形）
露光装置４０：レーザ波長＝７８０ｎｍ
現像ロール３８Ａ：直径＝１６．０ｍｍ
回転速度＝２０８ｍｍ／秒
回転方向は感光体ドラム３０の回転方向と逆方向
現像バイアス：Ｖ_DC＝−４００Ｖ（ＤＣ成分電圧値）
Ｖ_pp＝１５００Ｖ（ＡＣ成分電圧値(Peak to Peak)）
周波数＝６ｋＨｚ（ＡＣ成分電圧波形）
現像方式：二成分現像方式
現像ギャップ（感光体ドラム３０と現像ロール３８Ａとの間隔）：約０．３ｍｍ
中間転写体ベルト１４：ポリイミド製
プロセス速度：１０４ｍｍ／秒
転写ロール４２：転写バイアス＋５００Ｖ〜＋１０００Ｖ
転写ロール２６：転写バイアス＋１６００Ｖ
なお、本実施の形態に係る感光体ドラム３０は、接触している他の部材との間の電位差が４５０Ｖとなると放電が発生する。

図４には、本実施の形態に係るプリンタ１０の動作を制御する制御系の機能的な構成を示すブロック図が示されている。

同図に示すように、プリンタ１０には、入力された画像データに基づいてプリンタ１０に内蔵された各機器の動作を制御して用紙Ｐに画像を形成する画像形成処理を制御する制御部５０と、各種プログラムや各種のパラメータ等を予め記憶すると共に、形成すべき画像を示す画像データ等を一時的に記憶するための記憶部５２と、モータ５８の回転駆動を制御する駆動制御部５６と、が備えられている。

駆動制御部５６は、感光体ドラム３０の回転を指示する指示信号が入力されるとモータ５８へ電力を供給してモータ５８を回転駆動させて感光体ドラム３０を回転させ、感光体ドラム３０の停止を指示する指示信号が入力されるとモータ５８への電力供給を停止して感光体ドラム３０を停止させる。

制御部５０は、記憶部５２、駆動制御部５６、第１スイッチ部５３及び第２スイッチ部５４と電気的に接続されている。よって、制御部５０は、記憶部５２へのアクセスと、駆動制御部５６へ感光体ドラム３０の回転又は停止を指示する指示信号を出力して感光体ドラム３０を回転の制御と、第１スイッチ部５３及び第２スイッチ部５４へ指示信号を出力して接触部材３２及び回転ブラシ３４Ａに印加される電圧を制御と、を各々行うことができる。

次に、画像データが入力されて制御部５０により画像形成処理が実行された際のプリンタ１０の動作を簡単に説明する。

制御部５０は、画像データが入力されると、駆動制御部５６へ感光体ドラム３０の回転駆動を指示する指示信号を出力する。駆動制御部５６は、モータ５８へ電力を供給し、図５に示されるように、感光体ドラム３０を図中矢印方向へ回転させる。

また、制御部５０は、第１スイッチ部５３へ第１マイナス電源６２側を選択するように切り替えを指示する指示信号を出力し、第２スイッチ部５４へ第２プラス電源６４側を選択するように切り替えを指示する指示信号を出力する。

第１スイッチ部５３は、接触部材３２と第１マイナス電源６２とを電気的に接続させ、第２スイッチ部５４は、回転ブラシ３４Ａと第２プラス電源６４とを電気的に接続させる。これにより、接触部材３２には第１マイナス電源６２から−８００Ｖの電圧が印加され、回転ブラシ３４Ａには第２プラス電源６４から５０Ｖの電圧が印加される。

感光体ドラム３０が図中矢印方向へ回転すると、感光面３０Ａは、帯電ロール３６によって均一に所定の極性電位に帯電される。本実施の形態では、帯電ロール３６に−５２０Ｖの直流電圧と０．６５ｍＡの交流電流を発生させる交流電圧とを重畳させたバイアス電圧が印加されており、感光面３０Ａは、例えば−５００Ｖに帯電される。

そして、更に感光体ドラム３０が回転すると、感光面３０Ａの帯電面は、露光装置４０によって画像データに基づいて走査露光され、帯電面の露光された部分の電位が低下して（たとえば−２００Ｖ）、静電潜像が形成される。その後、−４００Ｖの直流電圧と、ピーク・トゥ・ピークの電位差が１５００Ｖの交流電圧とが重畳された現像バイアス電圧が印加された現像ロール３８Ａによってマイナスに帯電したトナーを、帯電面の露光された部分に電気的に付着させることにより、静電潜像を現像（可視化）してトナー像を形成する。

そして、形成されたトナー像は、感光体ドラム３０の回転に伴って転写位置を通過する際に、トナーの極性と逆極性の＋５００Ｖの転写電圧が印加された転写ロール４２に電気的に引き寄せられて感光体ドラム３０から中間転写体ベルト１４へ転写される。

しかし、画像形成ユニット１２では、中間転写体ベルト１４に転写されずに感光体ドラム３０に残ったり、また、中間転写体ベルト１４に上流側で転写されたトナーが下流側の感光体ドラム３０に逆転写されて、感光体ドラム３０上に残留する転写残留トナーが発生する。この転写残留トナーには、転写位置を通過する際に転写ロール４２に印加されているプラスの転写電圧によって極性がプラスに反転した逆極性のトナーも含まれている。

そこで、接触部材３２は、−８００Ｖの電圧が印加されることにより感光体ドラム３０との間で放電が発生し、通過する転写残留トナーの極性をマイナス極性に統一する。この接触部材３２を通過した後の感光体ドラム３０の周面は、接触部材３２からの放電によって電位が約−３５０Ｖとなる。なお、接触部材３２によって転写残留トナーを十分マイナスに極性に統一できない場合は、接触部材３２により高いマイナスの電圧を印加すればよい。ただし、あまり電圧を高くしすぎると放電によって生成される放電生成物の量が多くなり、高温高湿環境では画像の白抜けが発生するので、その点を考慮して接触部材３２への印加電圧は適宜定めればよい。

クリーニング装置３４は、＋５０Ｖの電圧が印加された回転ブラシ３４Ａを回転させ、マイナス極性に帯電した転写残留トナーを吸着させて回収（クリーニング）する。回収された転写残留トナーは、回転ブラシ３４Ａから回収ロール３４Ｂに移され、スクレーパー３４Ｃによってはぎおとされて回収される。なお、回転ブラシ３４Ａと感光体ドラム３０との電位差は４００Ｖであり、放電開始電圧である４５０Ｖより小さいため放電は発生しない。

ところで、接触部材３２は、導電性ナイロン繊維１５Ｂが植毛されたブラシであるため、使用時間の経過に伴って次第に転写残留トナーが堆積されており、接触部材３２から堆積した多量の転写残留トナーが感光体ドラム３０に排出される場合がある。回転ブラシ３４Ａは、接触部材３２から多量の転写残留トナーが排出されると当該転写残留トナーを十分に回収できない場合があり、クリーニング不良が発生する場合がある。

そこで、本実施の形態に係るプリンタ１０には、接触部材３２に堆積された転写残留トナーを排出させるクリーニングモードが設けられている。

制御部５０は、一定枚数（例えば、１００枚）プリントする毎に、次の画像形成処理を行う前に、クリーニングモードを制御するクリーニングモード制御処理を実行する。

次に、図６を参照して、クリーニングモードを実行する際のプリンタ１０の作用を説明する。なお、図６は、このときプリンタ１０の制御部５０によって実行されるクリーニングモード制御処理の流れを示すフローチャートである。また、ここでは、錯綜を回避するために、１つの接触部材３２に関する制御のみについて説明するが、制御部５０は、各接触部材３２に対して同様の処理を実行する。

同図のステップ１００では、図７のｔ１に示されるように、駆動制御部５６へ感光体ドラム３０の停止を指示する指示信号を出力する。駆動制御部５６はモータ５８への電力の供給を停止して感光体ドラム３０の回転を停止させる。

次のステップ１０２では、第１スイッチ部５３へ第１プラス電源６０側を選択するように切り替えを指示する指示信号を出力すると共に第２スイッチ部５４へ第２マイナス電源６６側を選択するように切り替えを指示する指示信号を出力し、かつ、駆動制御部５６へ感光体ドラム３０の回転駆動を指示する指示信号を出力する。

第１スイッチ部５３は、接触部材３２と第１プラス電源６０とを電気的に接続させ、第２スイッチ部５４は、回転ブラシ３４Ａと第２マイナス電源６６とを電気的に接続させる。

また、駆動制御部５６は、モータ５８へ電力を供給して感光体ドラム３０を回転させる。

これにより、図７のｔ２に示されるように、感光体ドラム３０を図中矢印方向へ回転開始と同時に、接触部材３２には第１プラス電源６０から＋４００Ｖの電圧が印加され、回転ブラシ３４Ａには第２マイナス電源６６から−４００Ｖの電圧が印加される。

接触部材３２は、図８に示されるように、＋４００Ｖの電圧が印加されると堆積された転写残留トナーを感光体ドラム３０上に吐き出す。この吐き出された転写残留トナーは、感光体ドラム３０の回転に伴って回転ブラシ３４Ａに搬送され、回転ブラシ３４Ａに吸着されて回収される。

次のステップ１０４では、所定期間ｔ３経過したか否かを判定し、肯定判定となった場合は本クリーニングモード制御処理が終了となり、引き続き画像形成処理が実行され、否定判定となった場合は再度ステップ１０４へ移行して所定期間ｔ３の経過待ちとなる。

なお、この所定期間ｔ３は、感光体ドラム３０が回転駆動開始してから、接触部材３２から排出された転写残留トナーが感光体ドラム３０の回転に伴って回転ブラシ３４Ａを少なくとも１回以上通過するまでの期間であればよく、排出される転写残留トナーの量に応じて回転ブラシ３４Ａの通過回数を実験等により求めて予め期間を適切に定めればよい。例えば、吐き出された転写残留トナーの量が非常に多く、回転ブラシ３４Ａで一度にクリーニングできない場合は、例えば転写ロール４２に印加される転写電圧をマイナスにして中間転写体ベルト１４に転写して中間転写体ベルト１４上のクリーナーで回収させたり、或いは、感光体ドラム３０を二回転させて回転ブラシ３４Ａで再度クリーニングさせるなどの方法をとればよい。

また、本実施の形態に係るクリーニングモード制御処理は、ステップ１００において回転している感光体ドラム３０を停止させているが、クリーニングモード制御処理の実行時に駆動制御部５６の回転が停止している場合はステップ１０２以降を実行するものとすればよい。

ここで、発明者の鋭意研究により、接触部材３２は、感光体ドラム３０の回転駆動を開始するときに堆積している転写残留トナーの極性と逆の極性となる電圧（本実施の形態ではプラスの電圧）が印加されていると、多量の転写残留トナーが吐き出されることが判明した。これは、感光体ドラム３０が回転駆動を開始したことによる振動や気流の変化によって接触部材３２に植毛されたブラシ毛が振動するためと考えられる。

発明者らの実験では、ベタ画像を１００枚プリントした後に、例えば、図９に示される従来のクリーニングモードを実行して、感光体ドラム３０を回転駆動させた状態で接触部材３２に＋４００Ｖの電圧の印加した場合、電圧を切り替え直後（図９のｔ４）に接触部材３２から最大で約０．５ｇ／ｍ^２の転写残留トナーが吐き出され、その後、徐々にその量が少なくなっていく。この従来のクリーニングモードの場合、接触部材３２の延命効果はあるものの、吐き出されるトナーの量が堆積していく量よりも少なくいため、最終的には接触部材３２に転写残留トナーが堆積されすぎてしまい、画像形成中に突発的に多くの転写残留トナーが接触部材３２から排出されてクリーニング不良が発生する場合がある。

一方、ベタ画像を１００枚プリントした後に、図７に示される本実施の形態に係るクリーニングモードを実行して、感光体ドラム３０の回転駆動を一旦停止させ、その後、感光体ドラム３０の回転駆動の再開と接触部材３２への逆極性となる電圧の印加を同時に行なった場合、感光体ドラム３０の駆動直後に接触部材３２から最大で約１２ｇ／ｍ^２の転写残留トナーが感光体ドラム３０上に吐き出され、その後急激にその量が少なくなる。

本実施形態に係るプリンタ１０では、１００枚プリントする毎に本実施の形態に係るクリーニングモードを実行して、３万枚の用紙Ｐへの通紙テストを行ったところ、最後まで、画像形成中に突発的に接触部材３２から多量の転写残留トナーが排出されることはなく、それに起因したクリーニング不良によるプリント上に黒筋などの画質ディフェクトも未発生であった。

以上のように第１の実施の形態によれば、駆動手段（ここでは、モータ５８）により、電子写真方式によりトナー像が形成された像担持体（ここでは、感光体ドラム３０）を所定方向へ周回駆動させ、転写手段（ここでは、転写ロール４２）により、像担持体のトナー像を被転写体へ転写しており、トナー像の転写位置よりも像担持体の周回方向下流側の当該像担持体の周面に接触配置された残留トナー帯電手段（接触部材３２）に所定の極性（ここでは、マイナス）電圧を印加して、トナー像が転写された後の像担持体の周面に残留する転写残留トナーを所定の極性に帯電させ、残留トナー帯電手段よりも周回方向下流側の像担持体の周面に接触配置された残留トナー回収手段に像担持体の周面の電位レベルに対して所定の極性と逆の極性となる電圧を印加して、所定の極性に帯電した転写残留トナーを吸着して回収している。

そして、本発明によれば、制御手段（ここでは、制御部５０）により、残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させた後に当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段への所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御し、像担持体の周回駆動が停止している場合には当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に残留トナー帯電手段への所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御しているので、接触部材から多量の転写残留トナーを吐き出させることができるため、接触部材を効率的にリフレッシュすることができる。

また、第１の実施の形態によれば、残留トナー帯電手段を、少なくとも一部が導電性繊維により構成されたブラシとしているので、転写残留トナーを効率良く帯電させることができる。

なお、本実施の形態に係るクリーニングモード制御処理は、図７に示されるように感光体ドラム３０の回転開始と同時に、接触部材３２へマイナスの電圧を印加する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１０に示されるように、接触部材３２へマイナスの電圧を印加（図１０のｔ２）した後に、感光体ドラム３０の回転駆動を再開させ（図１０のｔ５）ものとしてもよい。この場合も感光体ドラム３０の回転駆動を開始するときに堆積している転写残留トナーの極性と逆の極性となる電圧が印加されているため、感光体ドラム３０の回転駆動が再開されるタイミングで多量の転写残留トナーを吐き出させることができるので、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、本実施の形態に係る接触部材３２は、転写残留トナーをマイナスに帯電調整させるために導電性である必要があるために、上述したように導電性繊維が植毛されたブラシを使用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性繊維と絶縁性繊維を混織したようなブラシでも導電性を有するため、転写残留トナーの帯電調整をすることができるので、導電性繊維と絶縁性繊維を混織したブラシを用いてもよい。

また、本実施の形態に係るプリンタ１０は、接触部材３２として導電性繊維が植毛されたブラシを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導電性の固定状部材であればよく、例えば、図１１に示されるように、金属等からなる四角柱状の導電性の基体３２Ａ上に、３ｍｍ厚みの導電性ウレタンスポンジ３２Ｃが貼りつけられ、当該導電性ウレタンスポンジ３２Ｃの上に厚みが５００μｍ（０・５ｍｍ）の不織布３２Ｄが貼りつけられたものを接触部材３２として用いてもよい。なお、この不織布とは、文字通り「織らない布」であり、直径約５μｍのナイロンとポリエステルに導電性高分子ポリピロールを重合した導電性繊維を積層させてシート状としたものである。不織布の製造方法としては、乾式不織布、スポンドバンド、湿式不織布などがある。

このように接触部材３２として不織布を用いた場合であっても、使用時間の経過に伴って次第に接触部材３２に転写残留トナーが堆積されるため、一定枚数プリントする毎に、本実施の形態に係るクリーニングモードを実行することにより、接触部材３２から多量の転写残留トナーを吐き出させることができるため、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、接触部材３２は、トナーの帯電調整能力を軸方向に均一化するために、軸方向に摺動させるオシレーション機構を備えるようにしてもよい。

また、本実施の形態に係るクリーニング装置３４は、回転ブラシ３４Ａ、回収ロール３４Ｂ、及びスクレーパー３４Ｃを備えるものとしたが、転写残留トナーの量が少ないプリンタ１０では、フリッキング用のバーのみを設けるなど簡易的な構成としてもよい。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、所定期間ｔ３の間に感光体ドラム３０の周回駆動を間欠的に一旦停止させる形態例について説明する。

第２の実施の形態に係るプリンタ１０及び画像形成ユニット１２の構成は、図１及び図２と同一であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

ここで、発明者らの実験では、ベタ画像を１００枚プリントした後に、本実施の形態にように感光体ドラム３０が駆動と停止を繰り返すようなクリーニングモードを実施すると、１回目の駆動直後に約１２ｇ／ｍ^２、２回目の駆動直後に約５ｇ／ｍ^２、３回目の約２ｇ／ｍ^２と合わせて約１９ｇ／ｍ^２もの多量の転写残留トナーを吐き出させることができた。

そこで、本実施の形態に係るクリーニングモード制御処理は、図１２に示すように、所定期間ｔ３の間に、感光体ドラム３０が駆動と停止を繰り返すようにした。

本実施形態に係るプリンタ１０では、１００枚プリントする毎に、本実施の形態にように感光体ドラム３０が駆動と停止を繰り返すクリーニングモードを実行して、３万枚の用紙Ｐへの通紙テストを行ったところ、最後まで、画像形成中に突発的に接触部材３２から多量の転写残留トナーが排出されることはなく、それに起因したクリーニング不良によるプリント上に黒筋などの画質ディフェクトも未発生であった。

以上のように第２の実施の形態によれば、制御手段は、前記残留トナー帯電手段に逆の極性となる電圧を印加されている間に像担持体の周回駆動を間欠的に一旦停止させるように制御しているので、接触部材からより多量の転写残留トナーを吐き出させて接触部材よりを効率的にリフレッシュすることができるため、クリーニングモードを実行するインターバルを長くすることができる。

なお、第１及び第２の実施の形態では、感光体ドラムを円筒状のものとした場合について説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、例えば、複数のロールに巻き掛けられた無端状のベルトとしてもよい。この場合も本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、第１及び第２の実施の形態に係るプリンタ１０は、接触部材３２及び回転ブラシ３４Ａに印加される電圧を制御する手段として第１スイッチ部５３及び第２スイッチ部５４を設けて電源を切替えることにより接触部材３２及び回転ブラシ３４Ａに印加される電圧を変更する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電源が印加電圧を変更可能なものである場合、当該電源を制御して接触部材３２及び回転ブラシ３４Ａに印加される電圧を変更するものとしてもよい。

さらに、本実施の形態で説明したプリンタ１０の構成（図１参照。）、画像形成ユニットの構成（図２、図５、及び図８参照）は、一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、本実施の形態で説明した印加電圧制御処理（図６参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

第１の実施の形態に係るプリンタの全体構成を示す図である。第１の実施の形態に係る画像形成ユニットの詳細な構成を示す図である。第１の実施の形態に係る接触部材の詳細な構成を示す図である。第１の実施の形態に係るプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る画像形成ユニットにおける画像形成時のトナーの流れを示す図である。第１の実施の形態に係るクリーニングモード制御処理の流れを示すフローチャートである。第１の実施の形態に係る感光体ドラムの駆動タイミングと接触部材及び回転ブラシへの電圧印加のタイミングの関係を示すタイミングチャートである。第１の実施の形態に係る画像形成ユニットにおけるクリーニングモード時のトナーの流れを示す図である。従来のクリーニングモードにおける感光体ドラムの駆動タイミングと接触部材及び回転ブラシへの電圧印加のタイミングの関係を示すタイミングチャートである。第１の実施の形態に係る感光体ドラムの駆動タイミングと接触部材及び回転ブラシへの電圧印加のタイミングの変形例を示すタイミングチャートである。第１の実施の形態に係る接触部材の別な構成を示す図である。第２の実施の形態に係る感光体ドラムの駆動タイミングと接触部材及び回転ブラシへの電圧印加のタイミングの関係を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０プリンタ
１４中間転写体ベルト
３０感光体ドラム
３２接触部材
３４Ａ回転ブラシ
４２転写ロール
５０制御部
５３第１スイッチ部
５４第２スイッチ部
５８モータ

Claims

電子写真方式によりトナー像が形成された像担持体を所定方向へ周回駆動させる駆動手段と、
前記像担持体の前記トナー像を被転写体へ転写する転写手段と、
前記トナー像の転写位置よりも前記像担持体の周回方向下流側の当該像担持体の周面に接触配置され、所定の極性の電圧が印加されて、前記転写された後の前記像担持体の周面に残留する転写残留トナーを前記所定の極性に帯電させる残留トナー帯電手段と、
前記残留トナー帯電手段よりも前記周回方向下流側の前記像担持体の周面に接触配置され、前記像担持体の周面の電位レベルに対して前記所定の極性と逆の極性となる電圧が印加されて、前記所定の極性に帯電した前記転写残留トナーを吸着して回収する残留トナー回収手段と、
前記残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、前記像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させた後に当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に前記残留トナー帯電手段への前記所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御し、前記像担持体の周回駆動が停止している場合には当該像担持体の周回駆動を開始させると同時に前記残留トナー帯電手段への前記所定の極性と逆の極性となる電圧の印加を行なうように制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置。
前記制御手段は、前記残留トナー帯電手段に堆積された転写残留トナーを回収する場合に、前記像担持体が周回駆動されている場合には当該周回駆動を停止させ、前記残留トナー帯電手段に前記逆の極性となる電圧を印加した後に当該像担持体の周回駆動を開始させるように制御し、前記像担持体の周回駆動が停止している場合には前記残留トナー帯電手段に前記逆の極性となる電圧を印加した後に当該像担持体の周回駆動を開始させるように制御する
請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記残留トナー帯電手段に前記逆の極性となる電圧を印加されている間に前記像担持体の周回駆動を間欠的に一旦停止させるように制御する
請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
前記残留トナー帯電手段を、少なくとも一部が導電性繊維により構成されたブラシ又は不織布とした
請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の画像形成装置。