JP2012042818A5

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Publication number: JP2012042818A5
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Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2030-08-20

Description

画像形成装置

本発明は、例えば複写機あるいはプリンター等とされる電子写真方式或いは静電記録方式を用いた画像形成装置に関する。

従来、電子写真法としては多数の方法が知られている。一般的には光導電性物質を利用し、種々の手段により像担持体上に静電潜像を形成する。次いで静電潜像を現像装置によりトナー像とし、必要に応じて紙等の転写材にトナー像を転写した後、熱や圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。そして、像担持体上の転写残のトナー像は、クリーニング部材によって回収される構成を有する。

このクリーニング部材については、従来ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニング又はローラークリーニングが広く実用されている。しかしながら、いずれのクリーニング方法も力学的に転写残トナーを掻き落とすか、またはせき止めて廃トナー容器へと捕集されるものであった。

このような力学的にクリーニングする方法では、像担持体の回転駆動時のトルク変動により、トナー表面から遊離した外添剤がクリーニング部材と像担持体の接触ニップ内部にまで侵入することがある。ニップ内部に侵入した外添剤に対するクリーニング部材の圧力によって、像担持体表面に付着する。一旦像担持体表面に付着物が発生してしまうと、それがクリーニング部材によって掻きとれず、クリーニング部材を押し上げて通過してしまう。クリーニング部材を押し上げられるとクリーニング能力が低下し、回収した転写残トナーを引き連れてすり抜けてしまう問題（クリーニング不良）が発生した。

これら問題に対して、特許文献１では、クリーニング部材として、３００％延び時の引張応力試験において、２００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の値を示す、または破断するクリニングブレードを用いることを提案している。このようなクリーニングブレードを用いることで、クリーニング不良と、像担持体上へのトナー及び外添剤の付着を抑制した技術を提案している。

さらに、特許文献２では、クリーニング装置の感光体回転方向上流側に、放電装置を備え、像担持体表面電位を０±２００Ｖに変化させて、転写残トナーと外添剤であるシリカのクリーニング性を向上させた技術を提案している。

特開２０００−１４７９７０号公報特開２００４−０６９８１４号公報

しかしながら、近年のプリンター、複写機等の高速化、長寿命化、多様な使用環境により、クリーニング部材による像担持体への摩耗機会が増加する傾向にある。クリーニング部材による像担持体への摩擦によって像担持体表面に細かな凹凸が発生し、その凹凸によってクリーニング性能が低下してしまう問題が発生した。特に、トナー表面から遊離した外添剤は、トナーに比べて粒径が小さいためクリーニングされにくい。そのため、像担持体表面に凸凹があると外添剤がクリーニング部材をすり抜けてしまい、像担持体表面の付着物として存在してしまうことになる。

付着物のある領域では、クリーニング部材と像担持体との間の接触性が悪くなるため、当該領域においてトナーがすり抜けてしまうというクリーニング不良の問題が発生する。クリーニング不良が起こると、次の画像形成の際にすり抜けたトナーが画像に出てしまう画像不良が発生する。また、接触現像方式を採用する場合、非画像領域でも、現像位置において付着物上に現像ローラ上のトナーが付着してしまい、黒ポチ状の画像不良として出力されてしまう可能性があった。そのため特許文献１の技術は、クリーニングブレードによるクリーニング性向上によって、平坦な像担持体に対して効果があるものの、像担持体表面の摩耗傷による凹凸に対しては完全にクリーニングできない可能性があった。

特許文献２の技術では、像担持体表面電位を０±２００Ｖに変化させて、クリーニング性を向上させるとある。しかし、特許文献２では、シリカのクリーニング効率をあげることを目的としており、シリカ以外の付着物のクリーニングについての考慮はなされていない。

従って、本発明の課題は、像担持体表面の付着物起因によるクリーニング不良や、黒ポチ状画像のない高品位な印刷出力を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。

すなわち、潜像を担持するための回転可能な像担持体と、前記潜像を、外添剤を含むトナーによりトナー像に現像するための現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写を行うための転写手段と、転写後の前記像担持体の上のトナーをクリーニングするためのクリーニング手段と、画像形成時における前記クリーニング手段に対して前記像担持体回転方向の上流側の位置の前記像担持体の帯電極性を所定の極性として、非画像形成時に、前記像担持体を所定の極性とは逆極性に帯電をし、前記逆極性に帯電された前記像担持体の面が前記クリーニング手段を通過するように前記像担持体を１周以上回転させるクリーニングモードを実行する制御手段と、を備える画像形成装置である。

特別な追加機構なしに、像担持体表面の付着物起因によるクリーニング不良や、黒ポチ状画像のない高品位な印刷出力を提供することができる。

本発明を適用可能な第１の実施形態に係る、概略断面図である。本実施形態に係る、１次転写バイアスとクリーニング前電位との関係を示した図である。本実施形態に係る、クリーニングモード時の概略断面図である。本実施形態に係る、使用環境における１次転写バイアスとクリーニング前電位との関係を示した図である。本発明を適用可能な第１の実施形態に係る、概略断面図である。本発明を適用可能な第２の実施形態に係る、概略断面図である。本発明を適用可能な第３、４の実施形態に係る、概略断面図である。（Ａ）は感光ドラムと廃トナーの状態を説明する図である。（Ｂ）は感光ドラムと廃トナーと供給トナーの状態を説明する図である。本発明を適用可能な第５の実施形態に係る、概略断面図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

＜実施形態１＞
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨のものではない。

本実施例の画像形成装置の構成を図１に示す。図中１は像担持体たる感光ドラムである。感光ドラム１は回転可能に設けられており、矢印Ｒ１方向に回転する。２は帯電ローラである。露光装置３から発信されたレーザービームが、感光ドラム１上の露光位置Ａに達するように配置されている。

現像装置６は、負極性のトナーを内包し、現像剤担持体である現像ローラ１０を有する。現像ローラ１０が感光ドラム１に対向・接触する現像位置Ｃにて現像される。

感光ドラム１の下部には、中間転写体（被転写体）たる転写ベルト１６が複数のローラに架張されて、図１のＲ２方向に回動するように配置されている。感光ドラム１と転写ベルト１６が押圧・接触する１次転写位置Ｂには、１次転写器９が転写ベルト１６内に配置されている。転写器９は、電圧を印加されて感光ドラム１の上のトナー像を転写ベルト１６に転写するための転写シートを備えている。転写ベルト１６を架張しているローラの１つ１６ｂには、転写ベルト１６を挟むように２次転写ローラ１８が配置されている。２次転写位置Ｄにて、搬送されて来たシート等の転写材１３上に画像を転写する。転写後の転写材１３は定着器１７に送られる。

１次転写位置Ｂに対して感光ドラム１の移動方向下流には感光体クリーニング装置１１が設置され、付属のブレード５が感光ドラム１上のトナーを掻き落とせるように接触配置されている。クリーニングを終えた感光ドラム１は再び２の帯電ローラによって帯電さる。

画像形成装置の画像形成時の動作について説明する。なお、ここで言う、画像形成時とは、記録紙に対して画像を形成するために、帯電、露光、現像、転写等の動作を行っている時を指す。矢印Ｒ１方向に１００ｍｍ／ｓｅｃで回転している感光ドラム１の表面上を、帯電ローラ２でトナーとは同極性（負極性）の所定電位に均一帯電する。露光位置Ａにおいて、露光装置３により画像信号に応じて発信されたレーザービームにより、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。形成した静電潜像を現像位置Ｃにおいて現像装置６で現像し、トナー像を形成する。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、１次転写位置Ｂにて中間転写ベルト１６上に転写される。

具体的には、帯電ローラ２に−１１００Ｖの電圧を印加して、感光ドラム１を−５３０Ｖに帯電する。露光装置３により、画像信号に応じて感光ドラム１を露光し感光ドラム１に静電潜像を形成する。現像装置６により、露光部に負極性のトナーを付着させて、静電潜像をトナー像に反転現像を行なう。転写器９には、＋４５０Ｖの電圧が印加されトナー像を中間転写ベルト１６に転写する。転写後の感光ドラム１の電位は、転写器９による電圧の影響をうけて−２１０Ｖ程度となっている。

本実施形態で使っているトナーには、外添剤を添加している。外添剤は、トナーに流動性を持たせる目的として、具体的にはシリカを、トナーの帯電量を均一にする目的で、具体的には酸化チタンをトナーに添加している。

本実施例におけるクリーニング装置１１は、クリーニング部材としてウレタンゴム製チップブレードと板金とで構成された、弾性クリーニングブレード５を用いたブレード式の装置である。ブレード５は先端部をドラム１の回転方向（像担持体回転方向）に対してカウンターに対向させて感光ドラム１に当接させて配設されている。ドラム表面の転写残トナーはブレード５により掻き取られて廃トナー室（廃トナー容器）に貯留される。

本実施形態においても、前述したように長寿命、高速化、多様な使用環境に対応したことによって、ブレード５による感光ドラム１への摩耗によって像担持体表面に細かな凹凸状の傷が感光ドラム回転方向に成長してしまう。その凹凸によってクリーニング性能が低下し、付着物が発生してしまう可能性がある。この付着物は、画像形成を行っている時にブレード５で掻き取ろうとしても、うまく掻き取れないことがわかった。

発明者等の検討により、この付着物のクリーニング性は、ブレード直前の感光ドラム１の電位と関係があることを見出した。以下にその説明をする。

図２に、画像形成時と同等の帯電バイアス印加状態で、１次転写電源１０９からの転写バイアスを変動させたときの、ブレード５より感光ドラム１の回転方向上流側における感光ドラム１表面電位（クリーニング前電位）の関係を示す。これより、転写バイアスを０Ｖからトナーと逆極性（正極性）で絶対値を大きくしていくと、クリーニング前電位は、トナーと同極性から逆極性へと極性が反転する。

次に、付着物の数がほぼ同等の状態の感光ドラム１を用意して、クリーニング前電位を変えて、付着物のクリーニング性が変化するかどうかを調べた。

画像形成を所定枚数くり返し、感光ドラム１上に付着物を発生させる。感光ドラム１上に付着した付着物の数がほぼ同等の状態において、クリーニング前電位を図２と同等の条件で１次転写バイアスを変動させることで任意の値に設定する。その状態で感光ドラム１の回転数を１０回転と３０回転をさせた後の感光ドラム１の付着レベルを確認した結果を表１に示す。付着レベルに変化がないものを×、付着物が減少し付着レベルが改善したものを○と表記する。このとき、現像装置６と感光ドラム１は非接触状態である。この結果より、クリーニング前電位がトナーと同極性（負極性）の場合は、付着物の付着レベルに変化はなく、ブレード５によって回収されていないことがわかった。一方トナーと逆極性（正極性）の場合は、付着物がブレード５によって回収され、感光ドラム１上から減少している結果となった。

この結果を考察する。

トナーに添加している外添剤は、帯電の極性がトナーと同極性（負極性）のものと、帯電の極性がトナーと逆極性（正極性）のものとが存在すると考えられる。

画像形成時には、クリーニング前電位はトナーと同極性（負極性）となっている。クリーニング前電位がトナーと同極性（負極性）の場合、トナーと同極性（負極性）に帯電したシリカなどの外添剤は、感光ドラム１との間に斥力が働く。そのため、感光ドラム１の表面に凹凸が発生してもクリーニング部材によりクリーニングされやすい。しかしながら、トナーと逆極性（正極性）に帯電した外添剤は、感光ドラム１との間に引力が働くため、クリーニングされにくい。また、このような外添剤は、クリーニング部材と感光ドラム１との接触ニップ内部に侵入しやすくなる。そして、ニップ内部に侵入した外添剤は、ニップ内部でクリーニング部材の圧力によって感光ドラム１に付着する。そのため、画像形成を繰り返すことにより感光ドラム１の表面には、トナーと逆極性に帯電した外添剤（付着物）が発生している。

実験により、感光ドラム１のクリーニング前電位をトナーと同極性（負極性）とした時は、感光ドラム１の付着物は除去されなかった。一方、感光ドラム１のクリーニング前電位をトナーと逆極性（正極性）とした場合は、感光ドラム１の付着物は除去され、付着物の数は減少する傾向となった。

これは、正極性に帯電した付着物が、感光ドラム１の表面電位の極性によって付着力が低下し、クリーニングしやすい状態となったからと思われる。付着物の減少は、クリーニング前電位と感光ドラム１を回転させる回転数によっても異なる。クリーニング前電位がトナーと逆極性で絶対値が大きい電位であれば、少ない回転数でも付着物の減少が起こる。クリーニング前電位がトナーと逆極性で絶対値が小さい電位であれば、回転数を多くしないと付着物の減少が起こらない。

なお、本実施形態ではクリーニング前電位をトナーと逆極性に大きくしていき５５０Ｖより大きくなると、感光ドラム１上にプラスメモリーとして残電し、次の画像形成を行った時に画像に濃度ムラが発生した。よってクリーニング前電位は５５０Ｖ以下が好ましい。

上記結果を利用して、本実施形態では、非画像形成時の所定のタイミングでクリーニングモードを実行することを特徴とする。クリーニングモードでは、画像形成時におけるクリーニング前電位の極性を所定の極性とした時、当該所定の極性とは逆極性に感光ドラム１を帯電する。そして、この逆極性に帯電した領域がブレード５を通過するように少なくとも感光ドラム１を１周以上回転させる。このようにすることで、感光ドラム１の全周にわたって、逆極性に帯電した状態でブレード５を通過することになる。したがって、感光ドラム１の全周にわたって、正極性に帯電した付着物がブレード５により掻き取られることになる。

クリーニングモードの実行タイミングは、前回クリーニングモードを実行してからの感光ドラム１の回転時間が所定値に達した後の非画像形成時に行う。感光ドラム１の回転時間は画像形成装置が有する記憶手段に記憶しておき、クリーニングモードの実行の判断基準とする。

クリーニングモードの制御は制御手段であるＣＰＵ６０により実行される。ＣＰＵ６０は、記憶手段に記憶された感光ドラム１の回転時間とあらかじめ記憶されたクリーニングモード実行のための閾値とを比較して、回転時間が閾値を超えた場合にクリーニングモードを実行する。ＣＰＵ６０は、感光ドラム１の回転の制御、帯電ローラ２、一次転写器９へのバイアスの印加の制御を行い、クリーニングモードを実行する。

本実施形態でのクリーニングモードは図３に示すように、現像装置６と感光ドラム１が非接触状態、露光装置３からのレーザービーム照射なし、１次転写器９により中間転写ベルト１６が感光ドラム１に当接する状態で、感光ドラム１を矢印Ｒ１方向に３０回転させる。

ここで、感光ドラム１の回転数を３０回転としたが、回転数が多いほど付着物除去効果は高い。しかし、回転数が多いと、よりクリーニングモードの時間が必要となり、次のプリントジョブの妨げとなる可能性がある。そのため、クリーニングモードの感光ドラム１の回転数は、発明が適用される装置構成や各種条件により変動させてもよい。少なくとも感光ドラム１を１回転以上回転させればよく、付着物量に応じて必要な回転数を設定すればよい。

表２に本実施形態における画像形成時とクリーニングモード時の印加バイアスとその時の感光ドラム１の表面電位を示す。表２に示すように、帯電バイアスは画像形成時と同等で、１次転写バイアスを変動させることで、クリーニング前電位を正極性になるように制御させている。

ここで、クリーニング前電位をクリーニングモード時のみ、正極性になるように制御している。負極性に感光ドラム１を帯電する画像形成装置において、感光ドラム１の表面電位を正極性で長時間帯電させてしまうと、感光ドラム１にプラスメモリーとして残電し、次の画像形成の画像に濃度ムラとして出力される可能性がある。そのため、感光ドラム１の表面電位は負極性、もしくは０にしておくのが好ましく、画像形成時のクリーニング前電位は負極性で、クリーニングモード時のみ正極性になるように設定している。

また、本実施形態では表２に具体的な印加バイアス値を示したが、図４に示すように、使用される温湿度環境によって、クリーニング前電位が正極性になる条件が異なる。なお、図４は、使用環境における１次転写バイアスとクリーニング前電位との関係を示した図である。これは、使用環境によって、中間転写ベルト１６や転写器９に用いられる転写シートの抵抗が変動することによる。これより、本実施形態では、予め使用される環境によって、クリーニング前電位が正極性になる条件を画像形成装置が有する記憶手段に記憶しておき、その条件によって制御させる。

このように定期的にクリーニングモードを実施することで、感光ドラム１上の付着物を効果的に取り除くことができ、付着物起因によるクリーニング不良や、黒ポチ状画像のない高品位な印刷出力を提供することができる。

本実施形態では、１次転写手段である転写器９に転写シートを採用する例を述べた。これ以外にも中間転写ベルトを転写ローラでバックアップして、当該転写ローラに電圧を印加する構成としてもよい。また、中間転写ベルトを用いず、図５に示すように感光ドラム１に形成されたトナー像と転写ローラとの間に直接シート等の転写材１３を移動させながら転写する構成を用いてもよい。

なお、実施形態１では、画像形成時のクリーニング前電位が負極性になる例で説明をしたが、画像形成時のクリーニング前電位が正極性になる場合であっても、本願発明は適用可能である。その場合は、クリーニングモードでは、クリーニング前電位が負極性になるようにする。

本願発明者等は、上述したクリーニングモードをさらに効果を高める検討を行った。そして、特に、クリーニング装置の構成によっては、クリーニングモードを実行する前に、現像装置６から現像剤を感光ドラム１に吐き出し、ブレード５に供給しておくことが重要であることを見出した。

この理由を説明する。

クリーニングモードを実行することにより、正極性に帯電した付着物が除去されることは説明した。しかしながら、クリーニングモードを実行する際にクリーニング装置の廃トナー室に収容されたトナーがある場合、該トナーが感光ドラム１に遊離外添剤を供給してしまうことがある。廃トナー室１４に収容されたトナーは、１次転写しなかった転写残トナーや、中間転写ベルト１６上のトナーが感光ドラム１に再び転写してしまう再転写トナーである（以下これらを「廃トナー」とする）。このような、転写残トナーや再転写トナーは１次転写による影響を受けて、現像装置６に入っているトナーと比較して遊離外添剤の量が多くなっている。そのため、廃トナーは、外添剤をブレード５に少ない量ではあるが供給してしまうことになる。なお、このような外添剤の供給は、廃トナー室の転写残トナー等が感光ドラム１の表面に接触するように収容されている場合に顕著になる。

よって、廃トナーからの供給をなくした上で、クリーニングモードを実行することにより、付着物の掻き取りの効果をあげることができる。

本実施の形態では、クリーニングモードを実行する前に、クリーニングブレード５に対して、現像装置６からトナーを供給する事によって、廃トナーと感光ドラム１の間隙にトナーを送り込む。この現像装置６から送り込まれるトナーを、供給トナーとする。

感光ドラム１に対して意図的に供給トナーを現像させ、１次転写には画像形成とは異なる負のバイアスを印加し、１次転写させずにクリーニングブレード５に回収させる。この時、１次転写は離間機構により離間していても良い。

すると、供給トナーが廃トナーと感光ドラム１の間隙に入り込み、感光ドラム１表面に接している廃トナーは、供給トナーと入れ替わる。

入れ替わった時の感光ドラム１と廃トナーの状態を図８に示す。図８（Ａ）は、供給トナー供給前の、感光ドラム１と廃トナー１２ａ（灰色部）の状態である。感光ドラム１と廃トナー１２ａは常に接している状態となっている。ここで、供給トナーを送り込む事によって、図８（Ｂ）のように、廃トナー１２ａが感光ドラム１表面を覆っている状態から、供給トナー１２ｂ（黒部）が覆う状態に変わる。また、クリーニングブレード５と感光ドラム１のニップ部にも供給トナーは入り込む。これによって、廃トナーの影響を遮断する事が出来る。

供給トナーは、廃トナーに比べて遊離外添剤の含まれる割合が低い。したがって、廃トナーが感光ドラム１表面に接している状態より、供給トナーを送り、感光ドラム１表面に供給トナーを接しさせる方が、遊離外添剤付着の発生を抑制する事が可能となる。

そして、供給トナーが感光ドラム１表面に接している状態で、クリーニングモードを実行する事で、さらに付着物除去効果が期待出来る。

実際に、寿命後半の感光ドラム１、クリーニング装置１１を用いて、以下の検討を行った。

供給トナー無しで、廃トナーが接している条件で、クリーニングモードを実行した場合と、供給トナーを送った後で、クリーニングモードを実行した場合での比較を、画像弊害確認と感光ドラム１上の観察で行った。

感光ドラム１上に付着した付着物の数がほぼ同等の状態において、帯電バイアスおよび１次転写バイアスを印加し、その状態で感光ドラム１を３０回転させた後、画像上のクリーニング不良、黒ポチといった画像弊害と、感光ドラム１の付着レベルを各々確認した。

なお、供給トナー量は、感光ドラム１上で２２２ｍｍ（長手方向）×５ｍｍ（周方向）とした。

供給トナー無しでクリーニングモードを実行した時には、感光ドラム１を３０回転させた時に、画像弊害が抑制され、感光ドラム１表面の付着物の減少が見られた。

一方、供給トナーを送り込んだ後で、クリーニングモードを実行すると、感光ドラム１の回転数が２０回転で、同等の効果が見られた。

したがって、供給トナーを送る事で、感光ドラム１表面のクリーニング性をさらに高め、付着物除去効果を促進する事が出来た。
クリーニングモードの効果は供給トナー量にも依存する。
供給トナーが多いほど、感光ドラム１表面と廃トナーの間隙に送り込まれるトナーが多くなるので、遊離外添剤の接触を防ぐ事が出来る。

実際に、供給トナー量を上述の検討の１０倍に設定して、同様の検討を行うと、回転数は上記の結果よりさらに少なく、１０回転で同様の効果が見られた。

供給トナー量を増やすと、クリーニングモードの効果を促進させる効果はあるものの、実際に現像に使用するトナーを捻出する事になるので、供給トナーに費やす量は寿命との兼ね合いとなる。

＜実施形態２＞
図６を参照して、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。基本的な構成は実施形態１と同じであるため、本実施形態の特徴についてのみ説明する。

実施形態１では、定期的にクリーニングモードを実施する形態を示したが、クリーニングモードの実施頻度が多いほど、付着物の発生を抑制する効果が高い。また、実施形態１にて述べたように、クリーニングモード実行時の感光ドラム１の回転数が多いほど、付着物の改善効果が高い。

しかし、実施頻度や、感光ドラム１の回転数を多くした場合のいずれも、次のプリントジョブの妨げとなる可能性が増す。

よって、付着物が発生しやすい状況が予測されるのであれば、その状況によってクリーニングモードの実施頻度や感光ドラム１の回転数を変動させてよい。
前述したように、感光ドラム１の表面電位を画像形成時の帯電極性とは逆極性の正極性で長時間帯電させてしまうと、感光ドラム１にプラスメモリーとして残電し、次の画像形成の画像に濃度ムラとして出力される可能性がある。本実施形態のように、必要な時に必要な量だけクリーニングモードを実行する構成にすることで、感光ドラム１がプラスメモリーを発生させ画像不良を起こすリスクを低くすることができる。本実施形態では、使用される環境に応じて、クリーニングモードの実施頻度を変動させる。高温高湿環境の場合は、トナー表面からの外添剤の遊離が多くなる。そのため、高温高湿環境ほど、感光ドラム１上の付着物が発生しやすい傾向にある。したがって、高温高湿環境ほど実施頻度が高く、低温低湿環境ほど付着物発生リスクが低いため実施頻度を低くさせる。

本実施形態では図６に示すように、画像形成装置に温度検知手段７０（環境検知手段）を有する。表３に示すように、温度検知手段７０の検知結果に応じて、クリーニングモードを実行するかしないか、実行する場合はその実行閾値が記憶手段に記憶されている。

クリーニングモードを実行する環境温度である場合、制御手段であるＣＰＵ６０により実行される。ＣＰＵ６０は、記憶手段に記憶された感光ドラム１の回転時間とあらかじめ記憶された実行閾値とを比較して、回転時間が閾値を超えた場合にクリーニングモードを実行する。ＣＰＵ６０は、感光ドラム１の回転の制御、帯電ローラ２、一次転写器９へのバイアスの印加の制御を行い、クリーニングモードを実行する。

また、本実施例では、温度に考慮しているが、温度、湿度ともに考慮する場合や、湿度のみを考慮するようにしても構わない。例えば、高湿環境ほど実施頻度が高く、低湿環境ほど実施頻度を低くさせるようにしてもよい。

また、本実施形態では、環境温度に応じて実行閾値を変動させる例を示したが、ドラムの回転数を変動させてもよく、例えば表４に示すように制御させるようにしてもよい。

以上のように、低温（低湿）環境（第一の環境）か、第一の環境よりも高温（高湿）環境（第二の環境）なのかを判断し、クリーニングモードの実行頻度を変更する。又はクリーニングモードでのドラム回転数を変更する。

即ち、低温（低湿）環境よりも高温（高湿）環境の方が、クリーニングモードを実行する頻度が高くなるように制御する。

即ち、低温（低湿）環境よりも高温（高湿）環境の方が、クリーニングモードで回転させる感光ドラムの回転数が多くなるように制御する。
また、このような実行頻度と感光ドラムの回転数の制御を組み合わせて実施してもよい。

また、実施形態１に記載したように、クリーニングモードの前に、供給トナーをブレード５に供給すると、クリーニングの効率を上げることができる。

＜実施形態３＞
図７を参照して、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。実施形態２では、使用環境によって付着物発生頻度が変動することから、使用環境に応じてクリーニングモードの実施頻度を変動させる形態を示した。本実施形態では、画像形成装置本体から現像装置６が着脱可能にもうけられている構成を採用した画像形成装置に関するものである。なお、画像形成装置本体とは、画像形成装置１００の中で、現像装置６以外の部分を指す。

交換可能な現像装置６を採用した場合、感光ドラム１表面に摩耗傷による凹凸が発生した状態で、現像装置６が新品に交換されると、新品トナーほど遊離外添剤が多いため、現像装置の初期動作時（例えばトナー撹拌動作）に付着物が発生しやすい。よって、初期動作後で画像形成開始前のタイミングでクリーニングモードを実行させる。

前述したように、感光ドラム１の表面電位を画像形成時の帯電極性とは逆極性の正極性で長時間帯電させてしまうと、感光ドラム１にプラスメモリーとして残電し、次の画像形成の画像に濃度ムラとして出力される可能性がある。本実施形態のように、必要な時だけクリーニングモードを実行する構成にすることで、感光ドラム１がプラスメモリーを発生させ画像不良を起こすリスクを低くすることができる。

基本的には、感光ドラム１の回転時間毎の定期的タイミングでクリーニングモードを実施している。そこで、現像装置使用状況検知手段８０によって、新品現像装置６が挿入されたことを検知した時、定期的タイミングに関わらず、即座にクリーニングモードを実施させる。即ち画像形成を開始する前にクリーニングモードを実行する。これにより新品の初期動作時における外添剤による付着物が発生しても、効果的に除去することができる。

＜実施形態４＞
図７を参照して、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。

本実施形態３では、新品現像装置６が交換されて、画像形成開始前にクリーニングモードを実行する例を示したが、新品現像装置ほど遊離外添剤が多いため、現像装置の使用量に応じてクリーニングモードの実施頻度やや感光ドラム１の回転数を変動させてよい。

本実施形態では、現像装置６の新品状態からの使用量が少ない場合は、現像装置６内に遊離外添剤が存在する可能性が高いため、使用量が多い場合に比べて、クリーニングモードの実施頻度や感光ドラム１の回転数を多くさせる。

本実施形態では、図７に示すように、画像形成装置１００に現像装置使用状況検知手段８０（判断手段）を有する。現像装置の使用量として、画像形成時間を用いる。例えば、現像装置が新品に交換されてからの画像形成時間を現像装置に設けられた記憶手段（メモリタグ）に記憶させておく。そして、メモリタグに記憶された画像形成時間に基づいてクリーニングモードを制御する。
クリーニングモードの実行タイミングは、表５に示すように現像装置使用状況検知手段８０が検知した画像形成時間によって、クリーニングモードの実行閾値が記憶手段に記憶されている。
クリーニングモードは、制御手段であるＣＰＵ６０により実行される。ＣＰＵ６０は、前回クリーニングモードを実行してからの感光ドラム１の回転時間とあらかじめ記憶された実行閾値とを比較して、回転時間が閾値を超えた場合にクリーニングモードを実行する。ＣＰＵ６０は、感光ドラム１の回転の制御、帯電ローラ２、一次転写器９へのバイアスの印加の制御を行い、クリーニングモードを実行する。

また、本実施形態では、環境温度に応じて実行閾値を変動させる例を示したが、ドラムの回転数を変動させてもよく、例えば表４に示すように制御させる。

以上のように、現像装置の使用量が少ないか（第一の使用量）か、現像装置の使用量が第一の使用量よりも多いか（第二の使用量）を判断し、クリーニングモードの実行頻度を変更する、又はクリーニングモードで回転させる感光ドラムの回転数を変更する。

即ち、現像装置の使用量が少ないときよりも現像装置の使用量が多い時の方が、クリーニングモードを実行する頻度が低くなるように制御する。

即ち、現像装置の使用量が少ないときよりも現像装置の使用量が多い時の方が、クリーニングモードで回転させる感光ドラムの回転数が少なくなるように制御する。

また、このような実行頻度と感光ドラムの回転数の制御を組み合わせて実施してもよい。

＜実施形態５＞
図９は、実施形態５で説明する、フルカラーの画像形成装置である。本画像形成装置は、現像手段として現像装置６Ｙ（イエロー）、６Ｍ（マゼンタ）、６Ｃ（シアン）、６Ｋ（ブラック）（現像部）を備えている。現像装置６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは画像形成装置本体から着脱可能に設けられている。なお、画像形成装置本体とは、画像形成装置１００の中で、現像装置６以外の部分を指す。

その他の構成は実施形態４と同じである。以下に、本実施形態の特徴についてのみ説明する。

交換可能な現像装置６を採用した場合、各々の現像装置内のトナーの外添剤の遊離状態は、現像装置の使用状態により大きく変化する。現像装置の使用の初期の新品トナーほど遊離外添剤が多く含まれている。実施形態１では、遊離外添剤の量が多い廃トナーは、感光ドラム１の表面に外添剤が付着しやすい事を示した。したがって、複数の現像装置がある場合は、外添剤の遊離状態が少ない現像装置を選択して、供給トナーをブレード５に送ったほうが、クリーニングの効果が高い。

本実施の形態では、ＣＰＵは、現像装置に収容されたトナーの外添剤の遊離状態に関する情報を取得し、当該外添剤の遊離が一番少ない現像装置を選択する。そして、選択された現像装置から、クリーニングモードの前の供給トナーをブレード５に供給する。なお、外添剤の遊離状態に関する情報としては、現像ローラ１０の回転数もしくは回転時間、現像装置のトナー残量等が考えられる。外添剤の遊離状態に関する情報は、画像形成装置１００に設けられた現像装置使用状況検知手段８０で判断する。例えば、現像装置が新品に交換されてからの現像ローラ１０の回転数を現像装置に設けられた記憶手段（メモリタグ）に記憶させておく。そして、メモリタグに記憶された情報に基づいて現像装置を選択する。

現像ローラ１０の回転数や回転時間が多いほど、外添剤の遊離が少ないと想定される。そこで、ＣＰＵは、現像装置を選択する際に、一番現像ローラ１０の回転数や回転時間が長い現像装置を選択して、供給トナーをブレード５に供給する。また、現像装置のトナー残量が少ないほど、外添剤の遊離が少ないと想定される。そこで、ＣＰＵは、現像装置を選択する際に、一番現像剤の残量が少ない現像装置を選択して、供給トナーをブレード５に供給する。なお、現像ローラ１０の回転数や回転時間、現像剤の残量の検出は既知の方法により行い、画像形成装置に設けられた記憶手段に情報を記憶させておく。

〔その他〕
なお、実施形態１〜４では、クリーニングモードにおけるクリーニング前電位を形成するための部材として一次転写器９を用いているがこれに限られるものではない。例えば、帯電ローラ２に印加するバイアスを変化させて、クリーニングモードにおけるクリーニング前電位を制御してもよい。その他、帯電ローラ２や転写器９以外の部材により、感光ドラム１の電位を制御してもよい。

実施形態１〜４では、反転現像の画像形成装置において説明を行ったがこれに限られるものではない。例えば、画像形成時の感光ドラムの帯電極性とトナーの帯電極性とが逆になる正規現像の装置においても適用可能である。

実施形態１〜４では、モノクロの画像形成装置で説明を行った。本願発明は、フルカラー画像形成装置にも適用可能である。

また、実施形態２〜４の、制御を組み合わせてクリーニングモードを実行するようにしてもよい。

１感光ドラム
２帯電ローラ（帯電手段）
３露光手段
５クリーニング部材
６現像装置
９１次転写部材
１０現像ローラ
１１クリーニング装置
１４廃トナー装置
１６中間転写ベルト
１７定着部材
１８２次転写部材
６０ＣＰＵ
７０環境検知手段
８０現像装置使用状況検知手段
１００画像形成装置
１０２帯電バイアス電源装置
１０９１次転写バイアス電源装置

Claims

潜像を担持するための回転可能な像担持体と、
前記潜像を、外添剤を含むトナーによりトナー像に現像するための現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写を行うための転写手段と、
転写後の前記像担持体の上のトナーをクリーニングするためのクリーニング手段と、
画像形成時における前記クリーニング手段に対して前記像担持体の回転方向の上流側の位置の前記像担持体の帯電極性を所定の極性として、
非画像形成時に、前記像担持体を所定の極性とは逆極性に帯電をし、前記逆極性に帯電された前記像担持体の面が前記クリーニング手段を通過するように前記像担持体を１周以上回転させるクリーニングモードを実行する制御手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、クリーニングモードを実行する前に、前記現像手段から前記クリーニング手段にトナ−を供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記現像手段は異なる色のトナーを収容する複数の現像部を備えており、
前記制御手段は、前記現像部に収容されたトナーの外添剤の遊離状態に関する情報を取得し、
複数の前記現像部の中で、前記現像部に収容されたトナーの外添剤の遊離が一番少ない前記現像部から、クリーニングモードを実行する前に、前記クリーニング手段にトナーを供給することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記現像部に収容されたトナーの外添剤の遊離状態に関する情報は、前記現像部に設けられた現像ローラの回転時間又は回転数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。
前記現像部に収容されたトナーの外添剤の遊離状態に関する情報は、前記現像部に収容されたトナーの残量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。
前記クリーニングモードにおいて、前記転写手段によって前記像担持体を所定の極性とは逆極性に帯電を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
温度又は湿度を検知するための環境検知手段を備え、
第一の環境と、前記第一の環境よりも高温又は高湿の環境を第二の環境として、
前記環境検知手段により検知される環境が前記第一の環境か、前記第二の環境かに応じて、
前記制御手段は、前記第一の環境よりも前記第二の環境の方が、前記クリーニングモードを実行する頻度が高くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
温度又は湿度を検知するための環境検知手段を備え、
第一の環境と、前記第一の環境よりも高温又は高湿の環境を第二の環境として、
前記環境検知手段により検知される環境が前記第一の環境か、前記第二の環境かに応じて、
前記制御手段は、前記第一の環境よりも前記第二の環境の方が、前記クリーニングモードでの前記像担持体を回転させる回転数が多くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
前記現像手段が画像形成装置本体から着脱可能に設けられており、
前記現像手段が新品であるか否かを判断する判断手段を備え、
前記判断手段により前記現像手段が新品であると判断された場合は、画像形成を開始する前に前記クリーニングモードを実行することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
前記現像手段の使用量を判断するための判断手段を備え、
現像手段の使用量として、第一の使用量と、前記第一の使用量よりも現像手段の使用量の多い第二の使用量とした時、
前記判断手段により判断される前記現像手段の使用量が前記第一の使用量か、前記第二の使用量かに応じて、
前記制御手段は、前記第一の使用量よりも前記第二の使用量の方が、前記クリーニングモードを実行する頻度が低くなるように制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
前記現像手段の使用量を判断するための判断手段を備え、
現像手段の使用量として、第一の使用量と、前記第一の使用量よりも現像手段の使用量の多い第二の使用量とした時、
前記判断手段により判断される前記現像手段の使用量が前記第一の使用量か、前記第二の使用量かに応じて、
前記制御手段は、前記第一の使用量よりも前記第二の使用量の方が、前記クリーニングモードで前記像担持体を回転させる回転数が少なくなるように制御することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。