JP2007316135A - 画像形成装置及び残留現像剤回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤帯電手段を用いて転写後の残留現像剤の帯電制御を行って現像手段で回収する画像形成装置において、現像剤帯電手段により生じる像担持体の傷を低減する。
【解決手段】感光体１３、感光体１３を帯電する帯電ロール３６、帯電された感光体１３に静電潜像を形成する露光装置４０、感光体１３に形成された静電潜像に現像剤を供給して静電潜像を現像すると共に感光体１３に残留する残留現像剤を回収する現像ロール３８、該現像した像を被転写体に転写する転写ロール３２、及び該転写後に感光体１３に残留する残留現像剤を現像ロール３８で回収される極性に帯電させる回転型ブラシ４８を備えた画像形成装置において、画像形成期間中に、該極性にするための所定電圧を回転型ブラシ４８に印加すると共に、非画像形成期間中に、該所定電圧と同極性でかつ該所定電圧の絶対値より小さい電圧を回転型ブラシ４８に印加するかまたは電圧の印加を停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、転写後に像担持体に残留する残留現像剤を現像手段で回収することができる画像形成装置及び残留現像剤回収方法に関する。

現在、帯電ロール等により感光体表面を帯電し、帯電した感光体表面を露光装置で露光して静電潜像を形成し、現像器により感光体表面に形成した静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して静電潜像を現像し、該現像した像を被転写体に転写することによって画像を形成する画像形成装置が広く普及している。この画像形成装置には、感光体から被転写体にトナー像を転写した後に感光体に残留する残留トナー（リトランスファートナーを含む）をブラシで帯電させ、現像器で回収するクリーナレスシステムを採用している装置がある（例えば、特許文献１及び２参照。）。残留トナーを確実に帯電するためには、ブラシに放電が発生する程度に大きな電圧を印加することが必要となる。この放電により残留トナーが現像器で回収できる極性に帯電する。

また、このようなクリーナレスシステムにおいて、第一固定ブラシ及び第二回転ブラシの２つを用いて転写残留トナーの帯電制御を行っている装置も知られている（例えば特許文献３参照。）。
特開２００１−２１５７９９号公報 特開２００２−９９１７６号公報 特開２００５−２５８３２１号公報

しかしながら、ブラシを使用するシステムでは、感光体がブラシにたたかれるためその表面に傷が生じやすい、という問題がある。その傷はブラシが感光体をたたく力が大きいほど悪化する。ブラシが感光体をたたく力は機械的な成分だけでなく、ブラシにバイアスを印加することで発生する静電気的な吸着力が大きくなるほど増大する。

したがって、ブラシに放電を発生させる程度の高い電圧を印加すると、感光体とブラシの毛との間で生じる静電吸着力が非常に高くなり、残留トナーは確実に帯電されはするものの、感光体の傷が悪化し、プリント画質の悪化をまねきやすい、という問題がある。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、現像剤帯電手段を用いて転写後の残留現像剤の帯電制御を行って現像手段で回収する画像形成装置において、現像剤帯電手段により生じる像担持体の傷を低減し長期に渡り安定したプリント画質を維持することができる画像形成装置及び残留現像剤回収方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、回動する像担持体、前記像担持体を帯電する帯電手段、前記帯電された像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、及び前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給して静電潜像を現像すると共に前記像担持体に残留する残留現像剤を回収する現像手段、及び前記現像した像を被転写体に転写する転写手段を備えた画像形成手段と、前記転写後に前記像担持体に残留する残留現像剤を前記現像手段で回収される極性に帯電させる現像剤帯電手段と、前記画像形成手段の画像形成期間中に、前記残留現像剤を前記極性にするための所定電圧を前記現像剤帯電手段に印加すると共に、前記画像形成手段の非画像形成期間中に、前記所定電圧と同極性でかつ前記所定電圧の絶対値より小さい電圧を前記現像剤帯電手段に印加するかまたは電圧の印加を停止する電圧印加手段と、を含んで構成されている。

すなわち、この画像形成装置は、転写後に像担持体に残留する残留現像剤を現像剤帯電手段によって現像手段で回収される極性に帯電して現像手段で回収する装置である。残留現像剤帯電手段に印加する電圧を増大させれば確実に残留現像剤を帯電させることができる、静電気的な吸着力が増大するため、像担持体の表面に傷が生じやすい。したがって、像担持体の傷発生を防止する観点から印加電圧を低く抑えたいが、現像手段でで確実に残留現像剤が回収されるように、且つ帯電手段が残留現像剤で汚れないようにするためには、画像形成期間中は、残留現像剤をしっかりと帯電する必要がある。

一方、非画像形成期間中は、微量のかぶりトナーは生じるものの、残留現像剤の量は少ないため、それほど大きな電圧を印加する必要はない。

そこで、本発明の画像形成装置では、画像形成手段の画像形成期間中に、残留現像剤を現像手段で回収される極性にするための所定電圧を現像剤帯電手段に印加すると共に、画像形成手段の非画像形成期間中に、該所定電圧と同極性でかつ該所定電圧の絶対値より小さい電圧を現像剤帯電手段に印加するかまたは電圧の印加を停止するようにしたため、画像形成期間及び非画像形成期間に拘わらず常時現像剤帯電手段に現像手段で回収される極性にするための電圧を印加する場合に比べて、現像剤帯電手段により生じる像担持体の傷を大幅に低減することができ、長期に渡り安定したプリント画質を維持することができる。

前記現像手段で回収される極性にするための所定電圧は、前記現像剤帯電手段と前記像担持体との間に放電を発生させる電圧であることが好ましい。

なお、前記非画像形成期間は、前記非画像形成期間は、画像形成期間と次の画像形成期間との間に設けられた画像を形成しない期間とすることができる。

この期間は実質的に画像が形成されない期間であるため、問題なく印加電圧の絶対値を小さくするか或いは電圧印加を停止するできる。

なお、前記現像剤帯電手段は、ブラシまたは不織布とすることができる。

前記現像剤帯電手段よりも前記像担持体の回動方向上流側に、前記像担持体に残留する残留現像剤、現像剤外添剤、及び放電生成物の少なくとも１つをクリーニングするクリーニング部材を更に設けることができる。

このようにクリーニング部材を設けることによって、像担持体を効率的且つ確実にクリーニングできる。

前記クリーニング部材は、不織布またはブラシとすることができる。

また、前記現像剤帯電手段が回転型部材であり、前記クリーニング部材が固定型部材とすれば、なお好ましい。

本発明の残留現像剤回収方法は、回動する像担持体、前記像担持体を帯電する帯電手段、前記帯電された像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、及び前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給して静電潜像を現像すると共に前記像担持体に残留する残留現像剤を回収する現像手段、及び前記現像した像を被転写体に転写する転写手段を備えた画像形成手段と、前記転写後に前記像担持体に残留する残留現像剤を前記現像手段で回収される極性に帯電させる現像剤帯電手段とを備えた画像形成装置で行われる残留現像剤回収方法であって、前記画像形成手段の画像形成期間中に、前記残留現像剤を前記極性にするための所定電圧を前記現像剤帯電手段に印加すると共に、前記画像形成手段の非画像形成期間中に、前記所定電圧と同極性でかつ前記所定電圧の絶対値より小さい電圧を前記現像剤帯電手段に印加するかまたは電圧の印加を停止する。

本発明の残留現像回収方法も、本発明の画像形成装置と同様に作用するため、現像剤帯電手段により生じる像担持体の傷を低減し、長期に渡り安定したプリント画質を維持することができる。

以上説明したように、本発明によれば、現像剤帯電手段を用いて転写後の残留現像剤の帯電制御を行って現像手段で回収する画像形成装置において、現像剤帯電手段により生じる像担持体の傷を低減し長期に渡り安定したプリント画質を維持することができる、という優れた効果を奏する。

以下、図面を参照して、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ないことはもちろんである。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

画像形成装置１０は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが中間転写体ベルト１４に面して並列して配置され、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。

この画像形成装置１０は、底部に給紙トレイ１６を備える。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、２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二次転写部２２へ搬送される。

この二次転写部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に圧接された二次転写ロール２６が配設されている。ベルト搬送ロール２４Ａと二次転写ロール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はこのニップ部を通過する際に中間転写体ベルト１４からトナー像を転写される。なお、このとき中間転写体ベルト１４に残留した残留転写トナーは、クリーナ４２によって中間転写体ベルト１４から回収される。

そして、転写部２２の上方且つ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に定着される。そして、用紙Ｐは、定着ユニット２８の搬送方向下流側に配置された排紙ロール２９によって排紙される。

ここで、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ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３０について説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＣ、Ｍ、Ｙ、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Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋは省略する。

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の下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２４Ｂの斜め上方且つ用紙搬送路の反対側に配設されたベルト搬送ロール２４Ｃ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２４Ｂとベルト搬送ロール２４Ｃとの間の斜め下方を向いた面が感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋからトナー像を転写される中間転写体ベルト１４の転写面１４Ａとなっている。この転写面１４Ａに面して、現像ユニット１２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋと、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが並列して配置されており、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが転写面１４Ａに当接している。また、一次転写ロール３２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが、転写面１４Ａを介して感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋに圧接されている。

なお、中間転写体ベルト１４の転写面１４Ａの感光体１３Ｋより下流側には、中間転写体ベルト１４に転写されたトナーの濃度検出等を行うセンサ１５が配設されている。

図２は、画像形成装置１０内の感光体１３及び感光体１３周辺部分の概略構成を示す図である。

図２に示すように、感光体１３の感光面には、回転方向に順に、中間転写体ベルト１４、回転型ブラシ４８、帯電ロール３６、及び現像ロール３８が当接している。現像ロール３８は、感光体１３の回転方向と同方向に回転している。即ち、現像ロール３８は、ニップ部においては感光体１３に対して逆回転している。これによって、現像ロール３８から感光体１３への現像効率が高められている。また、帯電ロール３６と現像ロール３８との間には、感光面を露光する露光装置４０が配置されている。

帯電ロール３６には、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加する電圧印加部（不図示）が接続されている。帯電ロール３６はこの電圧により、感光体１３の表面を均一に帯電することができる。

回転型ブラシ４８は、感光体１３と平行な回転軸まわりに回転可能とされ、周囲に多数のブラシが植毛されている。回転型ブラシ４８には、転写後に感光体１３に残留する残留トナーを現像ロール３８で回収される極性（ここではマイナス極性）に帯電させるための電圧を印加する電圧印加部５２が接続されている。この回転型ブラシ４８は、感光体１３との接触部分において互いに逆方向に相対移動するように回転する。この回転により、感光体１３上のトナーは、マイナスの極性に帯電され、且つ感光体１３上で均一化される。

電圧印加部５２は制御部５０に接続されている。制御部５０は、電圧印加部５２の回転型ブラシ４８に対する電圧印加のタイミング及び電圧の大きさを制御する。

以下、画像形成装置１０においてトナー像を形成して中間転写体ベルト１４に転写し、転写後に感光体１３表面に残留したトナーを回収するまでの流れを簡単に説明する。

感光体１３が矢印Ａ方向に回転すると、まず、感光体１３の感光面が、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。そして、更に感光体１３が回転すると、感光体１３の帯電面が、露光装置４０によって露光され、該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、感光体１３の帯電極性と同極性に帯電している現像トナーを、現像ロール３８によって、帯電面の電位低下部に電気的に付着させることで、静電潜像を現像（可視化）する。そして、このトナーと逆極性（ここではプラス極性）の転写電圧が印加された一次転写ロール３２に、トナーが電気的に引き寄せられる。これによって、トナー像が、感光体１３から中間転写体ベルト１４へ転写される。

ここで、感光体１３から中間転写体ベルト１４へトナー像が転写される際に、中間転写体ベルト１４に転写されずに感光体１３表面に残留するマイナス極性の転写残トナーが発生する。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１３にオフセットするプラス極性のリトランスファートナーが発生する。このため、この転写残トナー、リトランスファートナー（以下、これらを残留トナーと総称する）を感光体１３から除去する必要がある。そこで、この画像形成装置１０では、制御部５０により電圧印加部５２を制御して、回転型ブラシ４８にマイナス極性であって且つ感光体１３と回転型ブラシ４８に放電が生じる程度の電圧を印加し、感光体１３上の残留トナーをマイナス帯電させる。このマイナスに帯電調整された残留トナーは、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧が印加される帯電ロール３６には付着しずらく、そのほとんどが帯電ロール３６を通過する。通過したマイナス極性の残留トナーは、続く現像ロール３８にて回収される。

なお、回転型ブラシ４８によって感光体１３上の残留トナーをマイナス帯電させる際、感光体１３が回転型ブラシ４８の繊毛によってたたかれるためその表面に傷が生じやすい。この回転型ブラシ４８が感光体１３をたたく力は、回転型ブラシ４８に電圧を印加することで発生する静電気的な吸着力が加わることによって大きくなる。したがって、感光体１３のキズ発生を防止する観点から、印加電圧を低く抑えたいが、現像ロール３８で確実に残留トナーが回収されるように、且つ帯電ロール３６が残留トナーで汚れないようにするためには、残留トナーを一定帯電量以上のマイナス極性に揃えなくてはならず、印加電圧を下げることはできない。

一方、画像形成装置１０が、例えば連続１００枚のプリント指令を受けたときには、画像と次の画像との間の非画像部（インターイメージ部）の期間は９９回発生することになる。

このインターイメージの期間では、微量のかぶりトナーは生じるものの、量の多い転写残トナーやリトランスファートナーは生じないため、回転型ブラシ４８に感光体１３との間で放電が発生する程度の大きな電圧を印加する必要はない。

そこで、本実施の形態の画像形成装置１０では、画像を形成する画像形成期間中には、通常通りの放電が発生する程度の大きな電圧（例えば、−９００Ｖ）を印加し、画像を形成しない非画像形成期間中には、通常より小さい電圧（例えば−２００Ｖ）を印加することによって、感光体１３と回転型ブラシ４８との吸着力を低下させ、感光体１３の傷の発生を低減させる。すなわち、非画像形成期間中に印加する電圧は、感光体１３と回転型ブラシ４８との間に放電が発生しない程度の大きさにすることが好ましい。

図３は、画像形成動作が開始されてから制御部５０で実行される印加電圧制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。

ステップ１００では、インターイメージ期間か否かを判断する。インターイメージ期間は、画像形成を開始したタイミング、予め定められたプロセススピード及び予め定められた用紙搬送間隔から一意に決定されるため、容易に判断できる。

ステップ１００でインターイメージ期間であると判断した場合には、ステップ１０２で、回転型ブラシ４８に−２００Ｖの電圧が印加されるように電圧印加部５２を制御する。このように印加電圧の絶対値を小さくするため、この期間は回転型ブラシ４８が感光体１３の表面を強い力でたたくことはない。

一方、ステップ１００で、インターイメージ期間ではない（画像形成期間である）と判断した場合には、ステップ１０４で回転型ブラシ４８に−９００Ｖの電圧が印加されるように電圧印加部５２を制御する。

これにより、回転型ブラシ４８が感光体１３の表面を強い力でたたく期間を短縮することができるため、感光体１３の傷の発生を低減し、長期に渡り安定したプリント画質を維持することができる
なお、ここでは、非画像形成期間中に、回転型ブラシ４８に対して−２００Ｖを印加する例について説明したが、非画像形成期間中は電圧の印加を停止するようにしてもよい。これによっても、上記と同様の効果が得られる。

以下に、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。

（実施例１）
実施例１では、上記実施の形態の画像形成装置１０を使用し、感光体１３を１Ｍサイクルまで回転させてプリントテストを行った後に感光体１３の傷の状態を示す代用特性として感光体１３表面の粗さを測定した。

実施例１でのプリント時のパラメータは、以下のように設定した。

テスト環境：２８℃、８５％の高温高湿環境
感光体１３：直径約３０ｍｍ
帯電電位＝−５２０Ｖ（背景部電位）
露光後電位＝−２００Ｖ（画像部電位）
帯電ロール３６：半導電性ロール
ＤＣ＋ＡＣ接触帯電方式
ＶDC＝−５２０ｖ（ＤＣ成分電圧値）
ＩAC＝１．３１ 又は １．７１ｍＡ（ＡＣ成分電流値）
周波数＝１２２８Ｈｚ（ＡＣ成分の電圧波形）
露光装置４０：レーザ波長＝７８０ｎｍ
現像ロール３８：直径＝１６．０ｍｍ
回転速度＝４００ｍｍ／秒
現像バイアス：ＶDC＝−４００Ｖ（ＤＣ成分電圧値）
Ｖpp＝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１３と現像ロール３８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：２０８ｍｍ／秒
一次転写ロール３２：転写バイアス ＋５００Ｖ〜＋１０００Ｖ
二次転写ロール２６）：転写バイアス ＋１６００Ｖ
回転型ブラシ４８：導電性ナイロン製
繊維太さ１デニール
繊維密度２４００００本／ｉｎｃｈ^２
印加電圧０Ｖ〜−９００Ｖ
外径１０ｍｍ
シャフト径５ｍｍ
感光体１３の回転方向と逆方向に感光体回転速度の１倍速で回転。

図４に、回転型ブラシ４８への印加電圧に対する回転型ブラシ４８が感光体１３表面をたたく力の関係を示した。なお、ここでは回転型ブラシ４８への印加電圧０Ｖのときの回転型ブラシ４８が感光体１３表面をたたく力を１として規格化してある。明らかに印加電圧が大きくなるほど、回転型ブラシ４８が感光体１３表面をたたく力が増加しているのがわかる。これは、回転型ブラシ４８が感光体１３をたたく力が、回転型ブラシ４８の毛自体のこしの強さだけでなく、回転型ブラシ４８に電圧を印加することで発生する静電気的な吸着力によって生じるところが大きいことを示している。従って、高い電圧が印加されると静電吸着力による力が増し感光体の傷が悪化する。特に、回転型ブラシ４８から感光体１３への放電が開始される電圧約−４５０Ｖを超えると、電界が強くなりその力は非常に大きくなってしまう。しかしながら、残留トナーを現像ロール３８で確実に回収するためには、ある程度大きな電圧を印加する必要がある。

そこで本実施例では、回転型ブラシ４８に対する印加電圧を、上記実施の形態と同様に画像形成期間中には−９００Ｖ、非画像形成期間中には−２００Ｖにして、感光体１３を１Ｍサイクルまで回転させてプリントテストを行った後に感光体１３表面の粗さを測定した。

図５は、感光体１３表面の粗さの測定結果を示すグラフであり、ここでは、目標値を１として粗さRzを規格化した。

なお、ここでは、比較のために回転型ブラシ４８に対する印加電圧を画像形成期間中に及び非画像形成期間に拘わらず常時−２００Ｖとしてプリントテストしたときの感光体１３の粗さＲｚ（比較例１）、及び常時−９００Ｖとしてプリントテストしたときの感光体１３の粗さＲｚ（比較例２）も測定した。

なお、常時−２００Ｖの印加電圧は、残留トナーの帯電量及び帯電ロール３６の汚れの点で実際に採用できる電圧ではないが、あくまで感光体１３の傷レベルを比較するために実施した。

図５に示すように、印加電圧が小さい比較例１では、その粗さは目標値１に対して0.72となっており、傷の発生の点では問題は無い。一方、印加電圧の大きな比較例２では1.25と目標値１を越え、傷が多数発生してしまっていることがわかる。

それに対して、画像形成期間中は−９００Ｖ、非画像形成期間中は−２００Ｖを印加する本実施例１では、０．９５となり、目標値を満たすことができた。

以上のように、画像形成期間中は、残留トナーをマイナス極性にするための比較的大きな（放電を発生させる）電圧を回転型ブラシ４８に印加し、非画像形成期間中は、上記電圧と同極性でかつ上記電圧より絶対値の小さい（放電の発生しない）電圧を回転型ブラシ４８に印加するようにしたため、感光体１３の傷の発生を低減させ、長期にわたり傷による画質ディフェクトを防止することができる。

（実施例２）
本実施例２では、図６に示すように、実施例１で使用した導電性の回転型ブラシ４８の代わりに導電性の回転型不織布ロール６０を使用し、それ以外は実施例１と同一構成の画像形成装置を用いて上記と同様の測定を行った。

図１１（Ａ）に示すように、本実施例の回転型不織布ロール６０は、導電性支持体として直径約６ｍｍのステンレス製のシャフト７０を備え、シャフト７０の表面に層厚約２ｍｍの導電性スポンジ層７２を積層し、更に導電性スポンジ層７２に厚さ約５００μｍの導電性の微細繊維からなる不織布７４を接着して構成したものである。

このような構成の画像形成装置を用いて、回転型不織布ロール６０に対して実施例１と同様に画像形成期間中は−９００Ｖの電圧、非画像形成期間中は−２００Ｖの電圧を印加してプリントテストを行い、感光体１３の粗さ（Rz）の測定を行った。なお、比較のために、回転型不織布ロール６０に対する印加電圧を画像形成期間中に及び非画像形成期間に拘わらず常時−９００Ｖとしてプリントテストしたときの感光体１３の粗さＲｚ（比較例３）も測定した。

本実施例２及び比較例３の測定結果を図７に示す。比較例３の場合でも、目標値１に対して０．９の値が得られ問題ないといえるが、実施例２の場合は更に低い０．７の値が得られ、比較例３に比べて大幅に感光体１３の傷発生が改善されており、実施例１と同様の改善効果があった。

なお、回転型不織布ロール６０を用いた場合のほうが、回転型ブラシ４８を用いた場合よりも感光体１３に傷がはいりにくいのは、回転型不織布ロール６０の表面の不織布７４がブラシのように毛の先端が感光体をたたくことがないためであると思われる。しかしながら、上述したように比較例３に比べて実施例２のほうが、大幅に感光体１３に発生する傷を低減することができたという測定結果からも、不織布を用いた場合でも静電吸着力が感光体１３の傷発生に影響を及ぼすのは明らかである。

以上説明したように、トナーの帯電調整手段として回転型不織布ロール６０を用いた場合も、該回転型不織布ロール６０に対する印加電圧を、画像形成期間中には放電が発生する程度に大きな電圧とし、非画像形成期間中には放電が発生しない程度の小さな電圧（或いは電圧を印加しない）とすることによって、感光体１３に生じる傷を低減させ、長期にわたり傷による画質ディフェクトを防止することができる。

（実施例３）
本実施例３では、図８に示すように、実施例１の一次転写ロール３２より感光体１３の回転方向下流側であって現像剤帯電手段としての回転型ブラシ４８より感光体１３の回転方向上流側に、導電性の固定型ブラシ６２を配置し、それ以外は実施例１と同一構成の画像形成装置を用いて上記と同様の測定を行った。

図１１（Ｂ）に示すように、本実施例の固定型ブラシ６２は、プロセス方向幅６ｍｍの細長い導電性の板金８２に、導電性の毛長６ｍｍ、繊維太さが２デニールの繊維（ブラシ）８０を固定して構成したものである。

この固定型ブラシ６２には、電圧印加部５４が接続され、制御部５０の制御により例えば＋２００Ｖの電圧が常に印加される。これにより、感光体１３に残留するマイナス極性の残留トナーの一部をクリーニングすることができるだけでなく、この固定型ブラシ６２に該残留トナーを保持させることにより、感光体１３表面に付着したトナー以外の異物、たとえば、トナー外添剤や放電生成物を除去することができる。

なお、放電生成物は、帯電ロール３６や残留トナーの帯電時の放電によって生じる硝酸化合物等のような物質である。また、ここでいうトナー外添剤は、特に制限はないが、例えば、帯電性、導電性、粉体流動性、潤滑性等を改善する目的で、金属、金属酸化物、金属塩、セラミックス、樹脂、カーボンブラック等の微粒子をトナーに外添した場合には、これら物質をいう。このようなトナー外添剤や放電生成物が付着すると感光体１３の表面抵抗が低下し、静電潜像が乱れ、像流れによる白抜けが発生する。導電性の固定型ブラシは残留トナーを保持する能力が高く、こうした外添剤や放電生成物の除去能力を向上させることができる。

ここで、本実施例３における一次転写後の感光体１３表面のクリーニング処理の流れについて説明する。

一次転写工程後の感光体１３上の残留トナー及び中間転写体ベルト１４上から感光体１３上に再転写された逆極性のトナー(リトランスファートナー)のうち、マイナス極性のトナーは、放電が生じない程度のプラス極性の電圧（例えば＋２００Ｖの電圧）が印加された固定型ブラシ６２に吸着し保持される。また、この残留トナーを保持した状態の固定型ブラシ６２により外添剤や放電生成物が除去される。一方、この固定型ブラシ６２をすり抜けたプラス極性のトナーは、放電が生じる程度の大きさのマイナス極性の電圧（例えば−９００Ｖの電圧）が印加された回転型ブラシ４８でマイナス極性に帯電調整される。このマイナスに帯電調整された残留トナーは、交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧が印加される帯電ロール３６には付着しずらく、そのほとんどが帯電ロール３６を通過する。通過したマイナス極性の残留トナーは、続く現像ロール３８にて回収される。

このような構成の画像形成装置を用いて、回転型ブラシ４８に対して実施例１と同様に画像形成期間中は−９００Ｖの電圧、非画像形成期間中は−２００Ｖの電圧を印加すると共に、固定型ブラシ６２に対して常時＋２００Ｖの電圧を印加してプリントテストを行い、感光体１３の粗さ（Rz）の測定を行った。

本実施例３では回転型ブラシ４８の前段に固定型ブラシ６２を設けたが、固定型ブラシ６２に印加する電圧は放電を起させない程度の大きさであるため、固定型ブラシ６２の静電吸着力はそれほど大きくなく、感光体１３の傷への影響も少ない。従って、本実施例の場合も、実施例１とほぼ同じ粗さが測定され、実施例１と同様の効果が確認できた。

以上説明したように、回転型ブラシ４８より感光体１３の回転方向上流側にクリーニング部材として固定型ブラシ６２を設けた場合も、該回転型ブラシ４８に対する印加電圧を、画像形成期間中には放電が発生する程度に大きな電圧とし、非画像形成期間中には放電が発生しない程度の小さな電圧（或いは電圧を印加しない）とすることによって、感光体１３に生じる傷を低減させ、長期にわたり傷による画質ディフェクトを防止することができる。

（実施例４）
本実施例４では、図９に示すように、実施例１の一次転写ロール３２より感光体１３の回転方向下流側であって現像剤帯電手段としての回転型ブラシ４８より感光体１３の回転方向上流側に、導電性の固定型不織布部材６４を配置し、それ以外は実施例１と同一構成の画像形成装置を用いて上記と同様の測定を行った。すなわち、本実施例は、実施例３の固定型ブラシ６２の代わりに固定型不織布部材６４を用いた構成となっている。

図１１（Ｃ）に示すように、固定型不織布部材６４は、直径約１５μｍの導電性ナイロン繊維と直径約５μｍの絶縁性ナイロン繊維とポリエステル繊維を含む層厚５００μｍの不織布９０が、板金９４上に固定された３ｍｍ厚みのウレタンスポンジ９２上に接着されて構成されている。

この固定型不織布部材６４には、電圧印加部５４が接続され、制御部５０の制御により例えば＋２００Ｖの電圧が常に印加される。これにより、実施例３の固定型ブラシ６２と同様に、感光体１３に残留するマイナス極性の残留トナーの一部をクリーニングすることができるだけでなく、この固定型不織布部材６４に該残留トナーを保持させることにより、感光体１３表面に付着したトナー以外の異物、たとえば、トナー外添剤や放電生成物を除去することができる。

このような構成の画像形成装置を用いて、回転型ブラシ４８に対して実施例１と同様に画像形成期間中は−９００Ｖの電圧、非画像形成期間中は−２００Ｖの電圧を印加すると共に、固定型不織布部材６４に対して常時＋２００Ｖの電圧を印加してプリントテストを行い、感光体１３の粗さ（Rz）の測定を行った。

本実施例４では回転型ブラシ４８の前段に固定型ブラシ６２を設けたが、固定型不織布部材６４に印加する電圧は放電を起させない程度の大きさであるため、固定型不織布部材６４の静電吸着力はそれほど大きくなく、感光体１３の傷への影響も少ない。従って、本実施例の場合も、実施例１とほぼ同じ粗さが測定され、実施例１と同様の効果が確認できた。

以上説明したように、回転型ブラシ４８より感光体１３の回転方向上流側にクリーニング部材として固定型不織布部材６４を設けた場合も、該回転型ブラシ４８に対する印加電圧を、画像形成期間中には放電が発生する程度に大きな電圧とし、非画像形成期間中には放電が発生しない程度の小さな電圧（或いは電圧を印加しない）とすることによって、感光体１３に生じる傷を低減させ、長期にわたり傷による画質ディフェクトを防止することができる。

なお、本実施例４では、固定型不織布部材６４に導電性毛と絶縁性毛とを混合した不織布を用いたが、導電性毛のみ、或いは絶縁性毛のみであってもよく、静電気的にバイアスを印加してトナー保持性能が良くなる場合には導電性毛を含めるように構成するなど、構成材料は適宜選択可能である。

なお、本実施例４で固定型不織布部材６４に導電性毛のみの不織布９０を使用しなかったのは、直径５μｍ程度の微細な繊維の方がトナーが高密度に保持され、放電生成物の掻き取り能力が高くなるためである。現在のところ、導電性毛で最も微細なものは直径約１０〜１５μｍのものが一般的であるが、導電性毛で細いものがあればそれのみを用いて、不織布を形成しても何ら問題がない。また、それほど掻き取り能力が高くなくてもよい装置であれば、例えば直径１５μｍのそれほど微細でない導電性毛のみの不織布で固定型不織布部材６４を形成しても何ら問題はない。

また、固定型不織布部材６４の放電生成物除去性能を軸方向に均一化するために、軸方向にオシレーションをいれるなどしてもよい。

また、使用しているうちに固定型不織布部材６４の不織布９０にトナーが十分保持されるようになるので、通常はトナー外添剤や放電生成物の掻き取り能力に問題はないが、システムによってより高い掻き取り能力が必要なときなどは、最初から十分な掻き取り能力を付与するために、不織布９０をトナーで最初から汚しておくようにすることも可能である。

また、上記実施例３、４では、残留トナーを帯電させる現像剤帯電手段として回転型ブラシ４８を使用したが、実施例２のように、回転型不織布ロール６０を用いてもよい。

また、いずれの実施例でも現像剤帯電手段を回転型とし、放電生成物等を除去するクリーニング部材を固定型とする例について説明したが、現像剤帯電手段を固定型とし、放電生成物等を除去するクリーニング部材を回転型としてもよい。また、現像像剤帯電手段及びクリーニング部材の双方を回転型としてもよいし、双方を固定型としてもよい。例えば、図１０に示す構成では、固定型不織布部材６４，６６を現像像剤帯電手段及びクリーニング部材として使用している。いずれの部材を用いるかは、そのシステム毎に適宜決定すればよい。

また、上記各実施例１〜４で示したバイアス関係は、上記実施例に限定されるものでなく、これも装置毎に好適な電圧値を設定して各々の部材に印加すればよい。

また、現像像剤帯電手段として用いた回転型ブラシ４８は、しだいにプラストナーで汚れていき、トナーの帯電調整能力が低下する。従って、一定プリント後に、例えばプラスバイアスを現像剤帯電手段に印加してプラストナーを感光体１３上に吐き出させ、現像ロール３８や中間転写体ベルト１４で回収するようにしてもよい。また、このようにプラスバイアスを印加する処理は、固定型ブラシ６０でも行っても同様に効果がある。

実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置の中の感光体及び感光体周辺部分の概略構成を示す図である。 画像形成動作が開始されてから制御部で実行される印加電圧制御処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。 実施例１における回転型ブラシへの印加電圧に対する回転型ブラシが感光体表面をたたく力の関係を示すグラフである。 実施例１における感光体表面の粗さの測定結果を示すグラフである。 実施例２における画像形成装置の構成を示す図である。 実施例２における感光体表面の粗さの測定結果を示すグラフである。 実施例３における画像形成装置の構成を示す図である。 実施例４における画像形成装置の構成を示す図である。 画像形成装置の変形例を示す図である。 （Ａ）は、回転型不織布ロールの構成例を示し、（Ｂ）は、固定型ブラシの構成例を示し、（Ｃ）は、固定型不織布部材の構成例を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１３ 感光体
１４ 中間転写体ベルト
３２ 一次転写ロール
３６ 帯電ロール
３８ 現像ロール
４０ 露光装置
４８ 回転型ブラシ
５０ 制御部
５２ 電圧印加部
５４ 電圧印加部
６０ 回転型不織布ロール
６２ 固定型ブラシ
６４、６６ 固定型不織布部材

Claims (8)

1. 回動する像担持体、前記像担持体を帯電する帯電手段、前記帯電された像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、及び前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給して静電潜像を現像すると共に前記像担持体に残留する残留現像剤を回収する現像手段、及び前記現像した像を被転写体に転写する転写手段を備えた画像形成手段と、
   前記転写後に前記像担持体に残留する残留現像剤を前記現像手段で回収される極性に帯電させる現像剤帯電手段と、
   前記画像形成手段の画像形成期間中に、前記残留現像剤を前記極性にするための所定電圧を前記現像剤帯電手段に印加すると共に、前記画像形成手段の非画像形成期間中に、前記所定電圧と同極性でかつ前記所定電圧の絶対値より小さい電圧を前記現像剤帯電手段に印加するかまたは電圧の印加を停止する電圧印加手段と、
   を含む画像形成装置。
2. 前記所定電圧は、前記現像剤帯電手段と前記像担持体との間に放電を発生させる電圧である請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記非画像形成期間は、画像形成期間と次の画像形成期間との間に設けられた画像を形成しない期間である請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤帯電手段は、ブラシまたは不織布である請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤帯電手段よりも前記像担持体の回動方向上流側に、前記像担持体に残留する残留現像剤、現像剤外添剤、及び放電生成物の少なくとも１つをクリーニングするクリーニング部材を更に設けた請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記クリーニング部材は、不織布またはブラシである請求項５記載の画像形成装置
7. 前記現像剤帯電手段が回転型部材であり、前記クリーニング部材が固定型部材である請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の画像形成装置。
8. 回動する像担持体、前記像担持体を帯電する帯電手段、前記帯電された像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段、及び前記像担持体に形成された静電潜像に現像剤を供給して静電潜像を現像すると共に前記像担持体に残留する残留現像剤を回収する現像手段、及び前記現像した像を被転写体に転写する転写手段を備えた画像形成手段と、前記転写後に前記像担持体に残留する残留現像剤を前記現像手段で回収される極性に帯電させる現像剤帯電手段とを備えた画像形成装置で行われる残留現像剤回収方法であって、
   前記画像形成手段の画像形成期間中に、前記残留現像剤を前記極性にするための所定電圧を前記現像剤帯電手段に印加すると共に、前記画像形成手段の非画像形成期間中に、前記所定電圧と同極性でかつ前記所定電圧の絶対値より小さい電圧を前記現像剤帯電手段に印加するかまたは電圧の印加を停止する残留現像剤回収方法。

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