JP2016191829A

JP2016191829A - 画像形成装置

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Publication number: JP2016191829A
Application number: JP2015071911A
Authority: JP
Inventors: 野口　文朗; Bunro Noguchi; 文朗野口; 良浩三井; Yoshihiro Mitsui; 仁谷口; Hitoshi Taniguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP6548429B2; US9696663B2; US20160291523A1

Abstract

【課題】像担持体とクリーニング部材との当接部における外添粒子の不足による画像不良の発生を低減することができる技術を提供する。【解決手段】外添粒子が添加された現像剤１５を担持する現像剤担持体１７と、現像剤担持体１７と接触し、表面に形成された静電潜像が現像される像担持体１と、像担持体１の表面で現像された現像剤像が転写される中間転写体５と、像担持体１と接触し、像担持体１の表面をクリーニングするクリーニング部材６と、を備え、静電潜像の現像を行わない非画像形成期間に、中間転写体５が担持する現像剤を、像担持体１に転写させ、像担持体１の表面からクリーニング部材６で除去するクリーニング動作が実行可能な画像形成装置において、非画像形成期間内の少なくともクリーニング動作を実行する期間において、像担持体１が現像剤担持体１７及び中間転写体５と接触している。【選択図】図４

Description

本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式の画像形成装置に関する。

従来から、レーザビームプリンタ等の画像形成装置として、中間転写体の回転方向に像担持体を複数並べた構成を有するインラインカラー方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、像担持体としての感光ドラムを帯電手段により一様に帯電し、露光装置にて感光ドラムに作成した静電潜像に、現像手段によりトナー像を現像し、中間転写体に１次転写する。その後、複数色で同様の１次転写を繰り返すことにより、中間転写体にフルカラートナー像を形成する。続けて、前記フルカラートナー像を記録材に２次転写し、さらに定着手段によりフルカラートナー像が記録材に永久定着される。ここで現像手段としてはいわゆる一成分接触現像が用いられる。画像形成時には、現像剤担持体としての現像ローラを感光ドラムに当接させることで、感光ドラムの静電潜像に現像させる。また非画像形成時は現像ローラを感光ドラムから離間させている。

ところで、２次転写工程で転写材に転写されずに中間転写体上に残留したトナー（転写残トナー）は、中間転写体上から除去する必要がある。特許文献１では、中間転写体上から転写残トナーを除去する方法として、所謂、転写同時回収方式が提案されている。即ち、中間転写体上の転写残トナーを、トナー帯電手段によりトナーの正規の帯電状態とは逆極性に帯電することにより、次回の１次転写工程時に感光ドラムに逆転写させる。感光ドラムに逆転写されたトナーは、クリーニングブレード等のクリーニング手段によって除去される。さらに特許文献２には、中間転写体上の転写残トナー（以下、２次転写残トナー）の回収方式として、導電性のブラシ部材と導電性のローラ部材を用いる方法が提案されている。具体的には、ブラシ部材に直流電圧を印加することで、中間転写体上の２次転写残トナーの機械的な散らし、１次回収、および帯電を行っている。

特許文献２のような構成とすることで、次ページの１次転写と同時に回収が可能となりプリントスピードを遅くすることなく連続した画像形成が可能となる。また一連の連続プリントの最終ページの２次転写残トナーは非画像形成時に感光ドラムのクリーニングブレードに回収させる。さらに続けて、ブラシ部材に正負の電圧を交互に印加することでブラシ部材にたまった一次回収トナーを中間転写体上に吐き出す。また、一連の連続プリント枚数が多い等のブラシ部材における１次回収トナーが多くなる場合は、ブラシ部材のトナー帯電性能を維持するために一旦プリントを中断して非画像形成状態にする。そして、ブラシ部材に溜まったトナーの吐き出しを行っている。このような、最終ページの２次転写残トナー回収や、ブラシ部材からの吐き出しトナーの回収は非画像形成時に行われるので、感光ドラムと現像ローラは離間された状態で行われていた。

特開平９−５０１６７号公報特開２００９−２０５０１２号公報

しかしながら、上記のような構成において、中間転写体から感光ドラムに逆転写させたトナーが感光ドラムのクリーニングブレードでクリーニングしきれず、画像上縦黒スジが発生してしまう場合があった。特に、非画像形成時で現像ローラが感光ドラムと離間して
いるときに、中間転写体からのトナー回収があると、クリーニング不良による縦黒スジが発生しやすかった。

この現象は、非画像形成時で現像ローラを感光ドラムから離間したことで、現像ローラから感光ドラムに移行するいわゆるトナー外添剤（トナー粒子に対し補助粒子として添加されている粒子又は外添粒子）が無くなることで発生する。クリーニングブレードエッジ部へのトナー外添剤の供給が無くなると、クリーニングブレードエッジ部に形成されバリアの役割をしていたトナー外添剤層（以下阻止層と呼ぶ）が無くなっていき、クリーニング不良が発生しやすくなる。

本発明の目的は、像担持体とクリーニング部材との当接部における外添粒子の不足による画像不良の発生を低減することができる技術を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と接触し、表面に形成された静電潜像が現像される像担持体と、
前記像担持体の表面で現像された現像剤像が転写される中間転写体と、
前記像担持体と接触し、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、を備え、
前記静電潜像の現像を行わない非画像形成期間に、前記現像剤担持体と前記像担持体とが離間可能に構成され、
前記非画像形成期間に、前記中間転写体が担持する現像剤を、前記像担持体に転写させ、前記像担持体の表面から前記クリーニング部材で除去するクリーニング動作が実行可能な画像形成装置において、
前記非画像形成期間内の、少なくとも前記クリーニング動作を実行する期間において、前記像担持体は、前記現像剤担持体及び前記中間転写体と接触していることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体とクリーニング部材との接触部における外添粒子の不足による画像不良の発生を低減することができる。

実施例に係る画像形成装置の説明図実施例におけるプロセスカートリッジの説明図実施例における現像ローラ離間時のプロセスカートリッジの説明図実施例１と比較例１の現像ローラ当接離間タイミングの説明図実施例１におけるクリーニングブレードエッジ部の拡大図実施例２と比較例２の現像ローラ当接離間タイミングの説明図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて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る。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
本発明の実施例では、非画像形成時に中間転写体に取り付けられているトナー帯電ブラ
シからトナーを吐き出し、感光ドラムに回収するときに、現像ローラを感光ドラムに当接させることを特徴とする。このようにして、クリーニングブレードエッジ部にトナー外添剤を送り、阻止層を形成することでクリーニング不良の発生を防止することができる。

（１）画像形成装置の構成と動作の概略
図１を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置（画像形成装置）の全体構成について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。

画像形成装置１００は、複数備える画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。尚、本実施例では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。

即ち、本実施例では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図示矢印Ａ方向（時計方向）に図示しない駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の表面を均―に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報に基づきレーザーを照射して感光ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。又、感光ドラム１の周囲には、静電像をトナー像として現像する現像手段としての現像ユニット（現像装置）４、転写後の感光ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード６が配置されている。更に、４個の感光ドラム１に対向して、感光ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。

本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像ユニット４及びクリーニングブレード６とは、プロセスカートリッジ７として一体化されている。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能となっている。ここで、装置本体とは、画像形成装置１００の構成のうちプロセスカートリッジ７として着脱可能な構成を除いた構成部分のことを指す。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブランク（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。

中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に回転する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、駆動ローラ５１、２次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３に掛け渡されている。中間転写ベルト５の内周面側には、各感光ドラム１に対向するように、１次転写手段としての、４個の１次転写ローラ８が並設され、各感光ドラム１と中間転写ベルト５との接触部に１次転写ニップＮ１を形成している。そして、１次転写ローラ８に、図示しない１次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加
される。これによって、各１次転写ニップＮ１において感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。又、中間転写ベルト５の外周面側において２次転写対向ローラ５２に対向する位置には、２次転写手段としての２次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト５と２次転写ローラ９との接触部に２次転写ニップＮ２を形成している。そして、２次転写ローラ９に、図示しない２次転写バイアス電源から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、２次転写ニップＮ２において中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に転写される。

画像形成時には、先ず、感光ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザー光によって、感光ドラム１上に画像情報に従った静電像（静電潜像）が形成される。次いで静電像は、現像ユニット４によってトナー像（現像剤像）として現像され、１次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（１次転写）される。

例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が次に重ね合わされる。その後、中間転写ベルト５上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に２次転写される。さらに定着装置１０において、記録材１２が熱及び圧力を加えられることでトナー像が定着される。又、１次転写工程後に感光ドラム１上に残留した１次転写残トナーは、クリーニングブレード６によって除去、回収される。

また、２次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した２次転写残トナーは、トナー帯電ブラシ１１（帯電部材）によりトナーの正規の帯電極性とは逆極性の電荷が付与される。そしてトナー帯電ブラシ１１により電荷が付与された２次転写残トナーは、次回の１次転写工程時に、第１画像形成部の感光ドラム１Ｙに逆転写させ、クリーニングブレード６で回収される。

［プロセスカートリッジ］
図２を参照して、本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）から見た本実施例のプロセスカートリッジ７の概略断面図である。尚、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は同一である。プロセスカートリッジ７は、感光ドラム１等を備えた感光体ユニット１３（第１ユニット）と、現像ローラ１７（現像剤担持体）等を備えた現像ユニット４（第２ユニット）とを有する。

感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、図示しない軸受を介して感光体ドラムが回転可能に取り付けられている。感光ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力が感光体ユニット１３に伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。画像形成プロセスの中心となる感光体ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光体を用いている。又、感光体ユニット１３には、感光ドラム１の周面上に接触するように、クリーニング部材６、帯電ローラ２が配置されている。クリーニング部材６によって感光体ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に落下、収容される。

帯電手段である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光体ドラム１に加圧接触することで従動回転する。ここで帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム１の表面には、一様な
暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット３からのレーザー光によって画像データに対応して発光されるレーザー光のスポットパターンは、感光ドラムを露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）となる静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。

一方、現像ユニット４は、現像ローラ１７、現像ブレード１９、トナー供給ローラ１８、トナー１５、及びトナーを格納するトナー収容室１６からなる。トナー１５（現像剤）は、正規の極性として負極性に帯電し、粒径が７μｍである非磁性球形トナーを用いた。またトナー１５の表面には、トナー外添剤として粒径２０ｎｍのシリカ粒子（外添粒子）が添加されている。

現像ブレード１９は現像ローラにカウンタで当接しており、トナー供給ローラによって供給されたトナーのコート量規制及び電荷付与を行っている。現像ブレード１９は薄い板状部材からなり、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、その表面がトナー及び現像ローラ１７に接触当接される。トナーは現像ブレード１９と現像ローラ１７との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。また、本実施例においては、現像ブレード１９に不図示のブレードバイアス電源から所定電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っている。

現像ローラ１７と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向である矢印ＡとＤ）に移動するようにそれぞれ回転する。本実施例においては、現像ローラ１７に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触（摺動接触）する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。

トナー供給ローラ１８は、現像ローラ１７の周面上に所定のニップ部を形成して配設されており、図示矢印Ｅ方向（反時計方向）に回転する。トナー供給ローラ１８は導電性芯金の外周に発泡体を形成した弾性スポンジローラである。トナー供給ローラ１８と現像ローラ１７は所定の侵入量を持って接触している。接触部において互いに逆方向に移動するよう回転しており、この動作により、トナー供給ローラ１８による現像ローラへのトナー供給及び現像残として残った現像ローラ上のトナーの剥ぎ取りを行っている。

トナー収容室１６内にはトナー撹拌部材２０が設けられている。トナー撹拌部材２０は、トナー収容室１６内に収納されたトナーを攪拌すると共に、トナー供給ローラ１８の上部に向けて図中矢印Ｇ方向にトナーを搬送するためのものでもある。尚、本実施例においては、現像ローラ１７、トナー供給ローラ１８は、共に外径φ２０であり、トナー供給ローラ１８の現像ローラ１７への侵入量を１．５ｍｍに設定した。本実施例においては、現像ローラ１７に印加された所定のＤＣバイアスを印加し、感光ドラム１に当接する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみトナーを転移させることで静電潜像を顕像化する。

［現像ローラ当接離間機構］
図３は、本実施例のプロセスカートリッジ７の概略断面図であり、現像ローラ１７を感光ドラム１から離間させた状態を示している。現像ローラ１７は感光ドラム１と接離可能な構成になっており、画像形成時は当接し、非画像形成時は図３のように離間させて、現像ローラ駆動を停止するように制御している。ここで画像形成時とは、感光ドラム１に形成された静電潜像に従い現像ローラ１７から現像剤を転移させることで、現像剤像を形成するときである。また非画像形成時とは、前述した現像剤像を形成していないときである。例えば、感光ドラム１に現像剤像形成後であり感光ドラム１が停止するまでの画像形成
後や（以下後回転と呼ぶ）や、次のプリントを開始し感光ドラム１が回転し始めてから現像剤像形成し始める画像形成前（以下前回転と呼ぶ）のことである。また、連続プリント中で記録材１２を複数搬送するときの記録材同士の間の期間に相当する期間や、画像濃度調整するときに行う動作やトナー帯電ブラシの付着トナーを吐き出す動作等、特別に設けた期間で現像剤像を形成しないときも非画像形成時となる。

具体的な接離機構としては、画像形成装置１に設けられ、回転位置を制御できるカム２３、および、プロセスカートリッジ７に設けられ、現像ローラ１７と感光ドラム１が当接するよう加圧しているバネ部材（不図示）によって行っている。現像ローラ当接状態は、カム２３は現像ユニット４を加圧しない位置に制御し、プロセスカートリッジ７のバネ部材による加圧力により当接状態にしている。また現像ローラ離間状態は、カム２３の回転位置を制御することにより、現像ユニット４を底部から押して回転させることで行っている。なお、画像形成装置１における各構成の各種動作は、装置本体に設けられた制御部（ＣＰＵ）がモータ等の動力源を制御することにより、制御される。

なお、現像ローラ１７と感光ドラム１を離間可能とするための接離機構としては、前述のカムとバネ部材を用いたものに限らず、接離を制御できるものであれば、カムのみを用いたものなどでも問題ない。

［中間転写ベルト］
中間転写ベルト５としては、厚さが１００μｍで体積低効率を１０^１１Ωｃｍに調整したポリフッ化ビニリデンのフィルムを用いた。また中間転写ベルト５は、駆動ローラ５１、２次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３の３軸で張架されている。

［１次転写ローラ］
１次転写ローラ８として、体積抵抗率が１０^５〜１０^９Ωｃｍ、ゴム硬度が３０°（アスカーＣ硬度計）の弾性ローラを用いた。１次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を介して感光ドラム１に対し、総圧約９．８Ｎで押圧される。又、１次転写ローラ８は、中間転写ベルト５の回転に伴い、従動して回転する。更に、１次転写ローラ８には、１次転写電源（不図示）から、−２．０〜３．５ｋＶの電圧の印加が可能となっている。

［トナー帯電ブラシ］
トナー帯電ブラシ１１としては、１０^６〜１０^９Ωｃｍの導電性を有するナイロン製の繊維が略密となるように構成されたブラシ部材を用い、固定配置されている。本実施例では、トナー帯電ブラシ１１の先端位置は、中間転写ベルト５の表面に対して侵入量が１．０ｍｍとなるように設定されている。このように、中間転写ベルト５の表面の移動方向において上流側に位置するトナー帯電ブラシ１１は、中間転写ベルト５の移動に伴って中間転写ベルト５の表面を摺擦する。トナー帯電ブラシ１１は、中間転写ベルト５の移動方向において、２次転写部よりも下流、かつ、第１画像形成部よりも上流に配置される。そして、トナー帯電ブラシ１１には、トナー帯電ブラシ電圧供給手段としての高圧電源（不図示）から、−２．０〜＋２．０ｋＶの電圧の印加が可能となっている。

（２）２次転写残トナー回収時の動作の説明
［２次転写残トナー回収方法］
プリント中に行うクリーニング動作としての２次転写残トナー回収方法について詳しく説明する。２次転写工程後に中間転写ベルト５上の２次転写残トナーが残留する。そこで、トナー帯電ブラシ１１に、トナーの正規の帯電極性とは逆極性、即ち、本実施例では正極性の＋１．５ｋＶのバイアスを印加する。これにより、中間転写体クリーニングブレードで回収しきれなかったトナーがトナー帯電ブラシ１１を通過する時に、正極性に帯電する。またこの時、正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、トナー帯電ブラシ１１に
一部保持される。そしてトナー帯電ブラシ１１により正極性の電荷が付与されたトナーは、１次転写工程時に第１画像形成部の感光ドラム１Ｙに逆転写され、クリーニングブレード６で回収される。また、連続プリントの最終ページの２次転写残トナーは、非画像形成時に第１画像形成部の感光ドラム１Ｙに回収されるよう制御している。

［トナー帯電ブラシ吐き出し工程］
クリーニング動作としてのトナー帯電ブラシ１１からの吐き出し工程について詳しく説明する。前述のように、トナー帯電ブラシ１１で正極性に帯電しきれなかった負極性トナーは、トナー帯電ブラシ１１に一時的に保持される。そのため、画像形成が繰り返し行われると、トナー帯電ブラシ１１にトナーが蓄積し、電気抵抗が上昇し、トナー帯電ブラシ１１での帯電性能が低下してしまう。したがって、トナー帯電ブラシ１１に保持されているトナーを中間転写ベルト５に吐き出す工程が必要となる。なお、本実施例では後回転中に吐き出し工程を行っているが、プリント時とは別に吐き出し工程を行う期間を設けて行っても良い。

この工程は、吐き出すトナーが負極性で現像時のトナーと同極性になるため、画像形成時に１次転写部でトナーを感光ドラム１へ転移できない。よって非画像形成時の後回転工程でトナー帯電ブラシ１１に、トナーの正規の帯電極性とは同極性、即ち、本実施例では負極性の−１．５ｋＶのバイアスを印加し、中間転写ベルト５に負極性のトナーを吐き出す。さらに第１画像形成部で１次転写ローラに、トナーの正規の帯電極性とは同極性の−１．５ｋＶのバイアスを印加することによって感光ドラム１Ｙに逆転写させて、クリーニングブレード６で回収する。なおこの工程は、画像印字を１００枚行うごと定期的に行っている。

（３）本実施例の特徴の説明
本実施例では、前述した非画像形成時に行うトナー帯電ブラシ１１からの吐き出し工程時に、現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる事を特徴とする。実際に吐き出し工程を行った時のクリーニング性能の比較を行った。

図４に比較例１と実施例１の、感光ドラム１Ｙの回転と停止、トナー帯電ブラシ１１に正または負のバイアス印加するタイミング、および、現像ローラ１７Ｙの当接と離間のタイミング図を示す。図４のように感光ドラム１Ｙの回転および停止タイミングと、後回転でのトナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程時に、トナー帯電ブラシ１１に印加するバイアスを＋１．５ｋＶから−１．５ｋＶに変えるタイミングは比較例１と実施例１で同様である。しかし、トナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程時の、現像ローラ１７Ｙと感光ドラム１Ｙの接離状態は異なる。比較例１では、画像形成が終わった直後に現像ローラ１７Ｙと感光ドラム１Ｙは離間して、そのままの状態でプリント終了する。一方実施例１では、画像形成が終わった直後に一旦現像ローラ１７Ｙを離間するが、トナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程時の直前に現像ローラ１７Ｙを感光ドラム１Ｙに当接させる。そして、吐き出し工程終了後に離間するよう制御している。すなわち、本実施例では、非画像形成時内の、少なくともトナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程を実行する期間において、現像ローラ１７が、感光ドラム１（と中間転写ベルト５）と接触した状態となる。本実施例では、トナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程の実行期間の前後も、現像ローラ１７が、感光ドラム１（と中間転写ベルト５）と接触した状態となる。

共通条件として、各色の印字率５％の横線画像を１００枚連続印字してから、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出し工程を行い、直後に印字率２５％のイエローハーフトーン画像を印字した時の画像不良（縦黒スジ）を確認した。画像形成装置１００の設置環境はクリーニング不良に厳しい低温低湿環境（温度１５℃／湿度１０％）で行った。

表１吐き出し回収工程でのクリーニング不良結果

表１のように比較例１ではクリーニング不良による縦黒スジが発生してしまったが、実施例１の構成では、クリーニング不良の発生が無かった。これは、現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させることで、感光ドラム１に移行したかぶりトナー、および、現像ローラ１７にコートされているトナーから直接、感光ドラム１に外添剤が移行し、クリーニングブレード６のエッジ部に供給される。また現像ローラ１７から感光ドラム１に移行したかぶりトナーからも外添剤が感光ドラム１に移行し、クリーニングブレード６のエッジ部に供給される。供給された外添剤は、クリーニングブレードエッジ部でバリア層の役割となる阻止層を形成し、クリーニング性能を向上させる。

図５のクリーニングブレードエッジ部の拡大図を用いて、クリーニング性能が向上するメカニズムを説明する。クリーニングブレード６は、感光ドラム１の回転方向に対してカウンタ方向に延びるブレード部材である。図５のように、クリーニングブレード６は、感光ドラム１の回転方向に対してカウンタ方向に当接、すなわち、クリーニングブレード６に対する感光ドラム１の移動方向に対して逆方向の延びた先端部であるエッジ部ｅが、感光ドラム１の表面に当接する。このため、クリーニングブレード６のエッジ部ｅは、感光ドラム１の回転に伴い、感光ドラム１の移動方向に巻き込まれた状態になっている。この巻き込まれたくさびの部分（接触部）に、前述した感光ドラム１に移行したトナー外添剤が溜まり、層を形成する（以下、阻止層２１と呼ぶ）。

もし阻止層２１が形成されていない状態でトナーをクリーニングしようとすると、エッジの巻き込まれたくさび部分からトナーが潜り込みやすくなり、クリーニング不良が発生しやすくなる。図５のようにクリーニングブレードエッジ部に阻止層２１が存在すると、前述したトナーの潜り込みがなくなり、クリーニング性能が向上する。一方でこの阻止層２１は２０ｎｍ程度のトナー外添剤で形成されているため、常に一定量の外添剤がクリーニングブレードエッジ部から抜けて無くなっている。よって現像ローラ１７が感光ドラム１から離間し、クリーニングエッジ部への外添剤の供給が止まると、徐々に阻止層２１が無くなっていき、クリーニング性能の低下を招くことになる。

なお、現像ローラ１７Ｙの感光ドラム１Ｙへの当接時間は、長くなるほど阻止層を十分に作る事ができるので効果が出やすい。特に、中間転写ベルト５からの２次転写残トナーがクリーニングブレード６に回収される前までに、現像ローラ１７からの外添剤をクリーニングブレード６に供給すれば、本実施例の効果を出す事ができる。

以上説明してきたように、本実施例の構成を用いれば、非画像形成時にトナー回収がある場合でも、クリーニング不良による縦黒スジ画像の発生を防ぐことができる。

なお、本実施例では、画像形成工程の直後の非画像形成期間内における吐き出し工程時に現像ローラ１７Ｙのみを感光ドラム１Ｙに当接させたが、当接させるタイミングや画像形成部はこれに限るものではない。つまり、タイミングとしては吐き出し工程以外でも、トナー濃度調整工程時や色ずれ補正工程時など、非画像形成時に感光ドラム１にトナー回
収がありクリーニング不良が発生する可能性があるときは、現像ローラ１７と感光ドラム１を当接させて良い。また、本実施例では、中間転写ベルト５の回転方向においてトナー帯電ブラシ１１に最も近い第１画像形成部でトナー帯電ブラシ１１の吐き出しトナーを回収するように構成したが、第１画像形成部以外の画像形成部で回収するように構成してもよい。

また、ユーザが画像形成装置の動作内容を設定（制御）するための操作パネル（操作部）２４（図１参照）を装置本体に設け、本実施例のような現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる制御を行うかどうかを、ユーザが選択できるようにしてもよい。すなわち、現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させない非当接モード（第１モード）と、現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる当接モード（第２モード）と、を選択的に実行可能としてよい。そして、ユーザがクリーニング不良の画像を認識したときにのみ現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる制御を行うようにすることで、現像ローラ１７の回転によって、現像ローラ１７等の部材やトナーの過剰な劣化を防ぐことができる。

また、画像形成装置の設置温度を検知する温度センサ（温度検知部）２２（図１参照）を装置本体に設け、本実施例のような現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる制御を、画像形成装置１００が所定の温度以下を検知した場合にのみ行うようにしてもよい。クリーニング不良は、クリーニングブレードのゴム弾性率が低下し感光ドラムに対する追従性が落ちる低温環境になるほど発生しやすくなる。よって、例えば２０℃以下を検知した場合にのみ、本実施例の制御を行うことで、現像ローラ１７の回転によって、現像ローラ１７等の部材やトナーの過剰な劣化を防ぐことができる。

また、本実施例のような現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる制御をしているときに、現像ローラ１７の回転速度を例えば感光ドラム１と等速になるように落としてもよい。これにより、本実施例の制御を行うときの現像ローラ１７の回転数を減少させることができるので、現像ローラ１７の回転によって、現像ローラ１７等の部材やトナーの過剰な劣化を防ぐことができる。

また、本実施例のような現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる制御をしているときに、現像ローラ１７および帯電ローラ２への印加バイアスを変更することで、感光ドラム１へのトナーかぶり量を増やすようにしてもよい。これにより、阻止層となる外添剤がよりクリーニングブレードエッジ部に供給されるようになるため、クリーニング性能を向上させることが可能となる。印加バイアスの大きさとしては、かぶりが発生し易くなる大きさであればよく、かぶりが発生しないように調整された画像形成時の大きさに対し、絶対値で大くしてもよいし、小さくしてもよい。具体例としては、画像形成時に現像ローラ１７にＤＣバイアス−３５０Ｖ、帯電ローラ２にＤＣバイアス−１０５０Ｖ印加していたのを、本実施例の制御をしているときには、現像ローラ１７のＤＣバイアスを−４００Ｖに変更しても良い。

（実施例２）
本発明の実施例２は、実施例１に対して非画像形成時に現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる時期がさらに追加されていることを特徴とする。本実施例では、画像形成前と画像形成後にも現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させるようにして、現像ローラ当接時間を延長している。具体的には、画像形成直前の非画像形成時に、現像ローラ１７と感光ドラム１を接触させる接触タイミングが遅いモード（第１のタイミング、第３モード）と、接触タイミングが早いモード（第２のタイミング、第４モード）を選択的に実行可能に構成している。本実施例では、画像形成直後の非画像形成時にトナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程を実行しているが、画像形成直前の非画像形成時に実行してもよい。その場合、接触タイミングを早めるモードにおける接触タイミングは、吐き出し工程が実行さ
れる前に到達するように設定される。また、画像形成直後の非画像形成時に、現像ローラ１７と感光ドラム１を離間させる離間タイミングが早いモード（第３のタイミング、第５モード）と、離間タイミングが遅いモード（第４のタイミング、第６モード）を選択的に実行可能に構成している。遅い方の離間タイミングは、トナー帯電ブラシ１１の吐き出し工程が終了した後に到達するように設定される。その他の構成は、実施例１と同様である。実施例２において実施例１と共通する構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。実施例２においてここで説明しない事項は実施例１同じである。

本実施例のような構成にすることで、画像形成前および画像形成後の非画像形成時に中間転写ベルト５から２次転写残トナーが回収される場合においても、クリーニング不良による縦黒スジ画像の発生を防ぐことができる。なお本実施例では、現像ローラ１７を当接させる画像形成部は、２次転写残トナーが回収される第１画像形成部のみではなく、第２、第３の画像形成部の現像ローラ１７Ｍ、１７Ｃも当接させている。これは、本実施例では現像ローラ１７の駆動モータおよび当接離間機構が、第１、第２、第３の画像形成部で共通になっているためである。ただし、本実施例の構成に限らず、クリーニング不良の発生を防ぐためには、少なくとも２次転写残トナーが回収される画像形成部の現像ローラ１７が感光ドラム１と当接されていれば、本実施例の効果を出す事ができる。したがって、本実施例では、複数の画像形成部が２種類の画像形成部に分けられる。すなわち、画像形成直前の非画像形成期間における現像ローラ１７と感光ドラム１の接触タイミングが遅い画像形成部（第５のタイミング、第１の画像形成部）と、タイミングが早い画像形成部（第６のタイミング、第２の画像形成部）である。同様に、画像形成直後の非画像形成期間における現像ローラ１７と感光ドラム１の離間タイミングが遅い画像形成部（第８のタイミング、第２の画像形成部）と、離間タイミングが早い画像形成部（第７のタイミング、第１の画像形成部）である。

実際に吐き出し工程を行った時のクリーニング性能の比較を行った。図６は、比較例２と実施例２の現像ローラ１７と感光ドラム１の当接および離間を行うタイミングを示した図である。比較例２は、画像形成が始まる直前に現像ローラ１７を感光体１に当接させ、画像形成直後に現像ローラ１７と感光ドラム１を離間させている。一方、実施例２では、感光ドラム回転を開始してすぐに現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させ、感光ドラム１の回転を停止する直前に現像ローラ１７と感光ドラム１を離間するようにしている。

共通条件として、各色の印字率５０％の４色重ね画像を１０枚連続印字した直後に、印字率２５％のイエローハーフトーン画像を印字した時の画像不良（縦黒スジ）を確認した。画像形成装置１００の設置環境はクリーニング不良に厳しい低温低湿環境（温度１５℃／湿度１０％）で行った。

表２前回転・後回転工程でのクリーニング不良結果

表２のように比較例２ではクリーニング不良による縦黒スジが発生してしまったが、実施例２の構成では、クリーニング不良の発生が無かった。実施例２の構成でクリーニング不良の発生が無かった理由は、実施例１での説明と同じなので省略する。なお、現像ロー
ラ１７の感光ドラム１への当接時間は、長くなるほど、阻止層を十分に作る事ができ、効果が出やすい。特に、画像形成前および画像形成後に中間転写ベルト５からの２次転写残トナーがクリーニングブレード６に回収される前までに、現像ローラ１７からの外添剤をクリーニングブレード６に供給すれば、本実施例の効果を出す事ができる。

以上説明してきたように、本実施例の構成を用いれば、前回転および後回転時にトナー回収があるような場合においても、クリーニング不良による縦黒スジ画像の発生を防ぐことができる。

なお、ユーザが画像形成装置の動作内容を設定（制御）するための操作パネル（操作部）２４（図１参照）を装置本体に設け、本実施例のような現像ローラ１７を当接させる制御を行うかどうかを、ユーザが選択できるようにしてもよい。ユーザがクリーニング不良の画像を認識したときにのみ現像ローラ１７を感光ドラム１に当接させる制御を行うことで、現像ローラ１７の回転によって、現像ローラ１７等の部材やトナーの過剰な劣化を防ぐことができる。

１…感光ドラム（像担持体）、５…中間転写ベルト（中間転写体）、６…クリーニングブレード（クリーニング部材）、１１…トナー帯電ブラシ（帯電部材）、１５…トナー（現像剤）、１７…現像ローラ（現像剤担持体）、２１…阻止層（外添粒子の層）、１００…画像形成装置

Claims

外添粒子が添加された現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体と接触し、表面に形成された静電潜像が現像される像担持体と、
前記像担持体の表面で現像された現像剤像が転写される中間転写体と、
前記像担持体と接触し、前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部材と、を備え、
前記静電潜像の現像を行わない非画像形成期間に、前記現像剤担持体と前記像担持体とが離間可能に構成され、
前記非画像形成期間に、前記中間転写体が担持する現像剤を、前記像担持体に転写させ、前記像担持体の表面から前記クリーニング部材で除去するクリーニング動作が実行可能な画像形成装置において、
前記非画像形成期間内の、少なくとも前記クリーニング動作を実行する期間において、前記像担持体は、前記現像剤担持体及び前記中間転写体と接触していることを特徴とする画像形成装置。
前記中間転写体が担持する現像剤を帯電させる帯電部材をさらに備え、
前記帯電部材は、前記クリーニング動作において、静電潜像の現像を行う画像形成時において現像剤を帯電する極性とは逆の極性で、前記中間転写体が担持する現像剤を帯電することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記クリーニング動作には、前記帯電部材が保持する現像剤を前記中間転写体に吐き出す吐き出し工程が含まれることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記帯電部材は、前記吐き出し工程において、前記画像形成時において現像剤を帯電する極性と同極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記非画像形成期間内の少なくともクリーニング動作を実行する期間において前記現像剤担持体が前記像担持体に接触することで、前記クリーニング部材における前記像担持体との接触部へ前記外添粒子が供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記接触部へ前記外添粒子が供給されることで、前記接触部に前記外添粒子の層が形成されることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記クリーニング部材は、前記クリーニング部材に対する前記像担持体の移動方向に対して逆方向の延びた先端部が前記像担持体の表面に当接するブレード部材であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記クリーニング動作を実行する期間の前後に、前記現像剤担持体と前記像担持体が離間する期間を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記クリーニング動作を実行する期間に、
前記現像剤担持体と前記像担持体とを接触させない第１モードと、
前記現像剤担持体と前記像担持体とを接触させる第２モードと、
を選択的に実行可能であり、
前記第２モードは、少なくとも、静電潜像の現像を行う画像形成期間の直後の前記非画像形成期間において実行されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
静電潜像の現像を行う画像形成期間の直前の前記非画像形成期間において、
前記現像剤担持体と前記像担持体とを接触させる接触タイミングが、第１のタイミングである第３モードと、
前記接触タイミングが、前記第１のタイミングよりも早い第２のタイミングである第４モードと、
を選択的に実行可能であり、
前記第４モードを実行する場合に、前記第２のタイミングの後に前記クリーニング動作を実行することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
静電潜像の現像を行う画像形成期間の直後の前記非画像形成期間において、
前記現像剤担持体と前記像担持体とを離間させる離間タイミングが、第３のタイミングである第５モードと、
前記離間タイミングが、前記第３のタイミングよりも遅い第４のタイミングである第６モードと、
を選択的に実行可能であり、
前記第６モードを実行する場合に、前記第４のタイミングに到達する前に前記クリーニング動作を実行することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記現像剤担持体、前記像担持体、前記クリーニング部材を含む画像形成部を複数備え、
複数の前記画像形成部のうちの少なくとも１つの前記画像形成部において、前記非画像形成期間内の少なくとも前記クリーニング動作を実行する期間に、前記像担持体が前記現像剤担持体及び前記中間転写体と接触していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
複数の前記画像形成部には、
静電潜像の現像を行う画像形成期間の直前の前記非画像形成期間において、
第５のタイミングで前記現像剤担持体と前記像担持体とが接触する第１の画像形成部と、
前記第５のタイミングよりも早い第６のタイミングで前記現像剤担持体と前記像担持体とが接触する第２の画像形成部と、
が含まれることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
複数の前記画像形成部には、
静電潜像の現像を行う画像形成期間の直後の前記非画像形成期間において、
第７のタイミングで前記現像剤担持体と前記像担持体とが離間する第１の画像形成部と、
前記第７のタイミングよりも遅い第８のタイミングで前記現像剤担持体と前記像担持体とが離間する第２の画像形成部と、
が含まれることを特徴とする請求項１２または１３に記載の画像形成装置。
前記第２の画像形成部は、複数の前記画像形成部のうち、前記中間転写体の移動方向において前記帯電部材に最も近い前記画像形成部であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像形成装置。
ユーザが画像形成装置の動作内容を設定することが可能な操作部をさらに備え、
ユーザが設定した場合に、前記非画像形成期間内の少なくとも前記クリーニング動作を実行する期間に前記像担持体を前記現像剤担持体及び前記中間転写体に接触させる動作が
実行されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
温度検知部をさらに備え、
前記温度検知部が検知した温度が所定の温度以下の場合に、前記非画像形成期間内の少なくとも前記クリーニング動作を実行する期間に、前記像担持体が前記現像剤担持体及び前記中間転写体と接触していることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記非画像形成期間内の少なくとも前記クリーニング動作を実行する期間に前記像担持体が前記現像剤担持体及び前記中間転写体と接触しているときにおける、前記現像剤担持体の回転速度と前記像担持体の回転速度が、等速であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記現像剤担持体は、前記非画像形成期間内の少なくとも前記クリーニング動作を実行する期間に前記像担持体が前記現像剤担持体及び前記中間転写体と接触しているときにおける回転速度が、静電潜像の現像を行う画像形成時における回転速度よりも遅いことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記中間転写体が担持する現像剤を帯電させる帯電部材をさらに備え、
前記現像剤担持体及び前記帯電部材は、前記非画像形成期間内の少なくとも前記クリーニング動作を実行する期間に前記像担持体が前記現像剤担持体及び前記中間転写体と接触しているときにおいて、静電潜像の現像を行う画像形成時とは大きさの異なるバイアスが印加されることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。