JP4779662B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に形成されたトナー像を移動体上に転写するとともに、移動体上に残留した残留トナーを除去する画像形成装置に関する。

従来より、帯電させた感光体の表面を露光して潜像を形成し、その潜像を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を直接に、あるいは中間転写体などを介在させて、最終的に記録媒体上に転写する画像形成装置が知られている。近年では、画像形成にかかる時間を短縮するために、像担持体や現像器等を含む画像形成ユニットを、例えばＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（黒）各色ごとに備えたタンデム方式の画像形成装置が多用されている。このタンデム方式の画像形成装置においては、白黒画像やカラー画像が混在した複数の画像を連続で形成するときの白黒画像を形成する画像形成プロセスにおいても、白黒画像の形成には使用されないカラー画像用（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の画像形成ユニットも駆動させておき、次にカラー画像を形成する際に遅延が生じないように準備しておくことで、さらなる画像形成処理の高速化が図られている。

ところで、トナー像を転写した後の像担持体の表面には、未転写のトナーや、トナーに添加される外添剤などが残留している場合があり、通常、上述した画像形成ユニットには、次の画像形成プロセスに備えて残留物を除去するためのクリーニング装置も備えられている。クリーニング装置としては、構成が簡素で安価なことにより、クリーニングブレードで感光体の表面に付着した残留物を掻き落とすタイプのクリーニング装置が広範に使用されている。このようなクリーニング装置では、クリーニングブレードで像担持体の表面を払拭するため、長い間使用していると、クリーニングブレードのエッジや像担持体の表面が磨耗してしまい、クリーニングの性能が劣化してしまう。通常は、トナーにまぶされる外添剤が、像担持体とクリーニングブレードとの間の摩擦を低下させる潤滑剤の役割を担っており、クリーニングブレードと像担持体の寿命を向上させる役割を担っている。

ここで、タンデム方式の画像形成装置においては、例えば、白黒画像を連続して多量に形成する際には、カラー画像用の像担持体は、潤滑剤となるトナー（外添剤）が供給されずに空回りされている状態が続くため、クリーニングブレードと像担持体との間に大きな摩擦がかかってしまい、クリーニングブレードの振動による高周波の騒音（ブレード鳴き）が発生したり、像担持体やクリーニングブレードの磨耗に拍車がかかってしまうという問題がある。

また、近年では、トナーを生成する方法として、重合法が用いられてきている。重合法で生成されたトナーは、小径な球状を有しており、像担持体上に形成されるドットの再現性や転写性を向上させることができ、高画質な画像を形成することができる。一方、重合法で生成されたトナーは、その形状から、クリーニングが困難であるという特徴があり、上述したような、クリーニングブレードや像担持体の磨耗が生じると、クリーニング性能の悪化が顕著に表れてしまうという問題がある。

この問題を解決する方法として、例えば、白黒画像を形成する際には、カラー画像用の画像形成ユニットを停止させ、それらカラー画像用の画像形成ユニットを中間転写体から待避させたり（特許文献１参照）、中間転写体を画像形成ユニットから待避させて（特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照）、中間転写体と画像形成ユニットとを離間させる技術が知られている。また、画像形成プロセスと画像形成プロセスとの間の非画像形成プロセスなどにトナー像を作像し、クリーニングブレードに潤滑用のトナーを供給する技術も提案されている（特許文献７参照）。これらの技術によると、残留トナーが枯渇した状態でクリーニングが行われる不具合が回避されるため、ブレード鳴きを軽減することができるうえ、長期に渡ってクリーニング性能を維持することができる。
特開平，１１−１８６７７４号公報 特開平３−２８８１号公報 特開平６−２５８９１４号公報 特開平９−２９２７５３号公報 特開平１１−１４２９３２号公報 特開平１１−３１９６６４号公報 特開２００１−３５６６４２号公報

しかし、特許文献１から特許文献６に記載された技術によると、カラー画像用の画像形成ユニットと中間転写体とを物理的に離間させる複雑なリトラクト機構を備える必要があり、画像形成装置の大型化や製造コストの上昇を招いてしまう。また、カラー画像と白黒画像とを切り替える毎に、カラー画像用の画像形成ユニットと中間転写体とが離間／接触されるため、中間転写体上に転写される各色のトナー像の位置を合わせる色ずれ補正や、転写タイミングの制御などが困難になってしまったり、画像形成にかかる処理時間が増加してしまうなどという問題がある。

また、特許文献７に記載された技術によると、クリーニングブレードと像担持体との間の摩擦力を十分に低下させるためには、頻繁にトナーバンドを作像する必要があり、この場合、画像形成以外の目的で多量のトナーを浪費してしまうという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、トナーの浪費や装置の大型化を抑え、長期に渡ってクリーニング性能を維持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本発明の画像形成装置は、所定の巡回経路に沿って巡回走行される移動体と、
表面にトナー像を担持して回転する、巡回経路に沿って配置された複数の像担持体と、
複数の像担持体それぞれの表面に複数色それぞれのトナー像を形成する複数の画像形成部と、
複数の像担持体それぞれの表面に形成されたトナー像を移動体に転写する機能と、移動体上のトナーを各像担持体上に回収する機能とを有する複数の転写器と、
像担持体の回転における転写器の下流側に配置された、複数の像担持体それぞれの表面に転写後も残留した残留トナーを各像担持体上から除去する複数のクリーニング部であって、各像担持体の表面に当接したブレード、および各像担持体の回転におけるブレードの下流側で像担持体の表面に接した、像担持体から残留トナーを除去して保持する機能と、保持した残留トナーを該像担持体上に放出する機能とを有するブラシを備えた複数のクリーニング部と、
複数の像担持体のうち一部の像担持体上でトナー像が形成され、その一部の像担持体に対し、巡回経路の上流側に、トナー像が形成されない複数の像担持体が存在する場合に、トナー像が形成されないそれら複数の像担持体のうち相対的に上流側に位置する像担持体に接したブラシに対して残留トナーの放出を実行させるとともに、相対的に下流側に位置する像担持体に対応する転写器に対してトナーの回収を実行させる制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像形成装置によると、複数の像担持体のうち一部の像担持体上でのみトナー像が形成されている場合には、画像形成が行われない像担持体のうち、移動体の巡回経路の上流側に存在する像担持体に接したブラシに保持された残留トナーが放出され、放出された残留トナーが転写器によって移動体に転写される。移動体上に転写された残留トナーは、相対的に下流側に位置する像担持体に搬送され、各像担持体に接したブレードに供給される。このように、本来は廃棄される残留トナーが、画像形成が行われない像担持体に接したブレードに供給されるため、トナーを浪費させずに、ブレードと像担持体との間の摩擦を確実に軽減させることができる。また、従来より、ブレードとブラシを併用してクリーニング性能を向上させることが行われているが、そのような画像形成装置において、ブラシに残留トナーを放出する機能を持たせ、転写器に移動体上の残留トナーを回収する機能を持たせることによって、本発明の画像形成装置を実現することができ、小型かつ簡易な機構で、長期に渡ってクリーニング性能を維持することができる。

また、本発明の画像形成装置において、上記制御部は、トナー像が形成されない複数の像担持体のうち、巡回経路の最上流側に配置された像担持体に接したブラシに対して残留トナーの放出を実行させるとともに、その最上流側に配置された像担持体を除く像担持体に対応する転写器に対してトナーの回収を実行させるものであることが好適である。

本発明の好適な形態の画像形成装置によると、トナー像が形成されない複数の像担持体それぞれに接する複数のブレードに効率よく残留トナーを供給することができる。

また、本発明の画像形成装置において、上記複数の画像形成部は、巡回経路の最下流側に黒色のトナーに対応する画像形成部が配置されたものであることが好ましい。

ビジネスシーンなどでは、黒色のトナーを使って白黒画像を作成することが頻繁に行われている。巡回経路の最下流に、黒色のトナーに対応する画像形成部が配置されることによって、連続して白黒画像の作成が行われた場合であっても、黒色以外の色の画像形成部に対応するブレードに確実に残留トナーを供給することができる。

また、本発明の画像形成装置において、上記ブラシが、バイアス電圧の印加を受けて、バイアス電圧によって残留トナーの除去および放出を行うものであり、
制御部が、ブラシに印加されるバイアス電圧を制御するものであることが好ましい。

ブラシに印加されるバイアス電圧を制御することによって、効率よく、かつ高精度に残留トナーの除去および放出を実行させることができる。

また、本発明の画像形成装置において、上記トナーは、球形を有するものであることが好ましい。

近年、広く利用されている小径で球状のトナーは、ブレードをすり抜けてしまいやすく、ブレードや感光体の磨耗による画質への影響を受けやすい。したがって、本発明の画像形成装置に適用されることによって、大きな効果を得ることができる。

本発明によれば、トナーの浪費や装置の大型化を抑え、長期に渡ってクリーニング性能を維持することができる画像形成装置を提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された画像形成装置の主要部を示す概略構成図である。

図１に示す画像形成装置１は、静電潜像を形成しトナーで現像してトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に記録媒体上に転写および定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置である。具体的には、この画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各色毎に画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋを並列的に配置してなるタンデム型のプリンタであり、単色の画像をプリントすることができるほか、かかる４色のトナー像からなるフルカラーの画像をプリントすることができる。尚、これら４つの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはほぼ同様の構成を有しているため、図１ではこれらを代表してイエローの画像形成ユニット１０Ｙにおける各種要素にのみ符号が付されている。以下では、基本的にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を省略してまとめて説明し、各色の要素について個別に説明するときにのみ、その色の符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを付して説明する。

各画像形成ユニット１０には、それぞれ、感光体１１、帯電器１２、現像器１３、一次転写器１４，感光体クリーナ１５が備えられている。

また、画像形成装置１には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナーが収容されたトナーカートリッジ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋや、各画像形成ユニット１０に共通の、画像処理部５１、制御部５２、ＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ）３０、中間転写ベルト２１、二次転写器２２、中間転写ベルトクリーナ２３、定着器２４、用紙搬送器４０、給紙トレイ４１、および各種ロールなども備えられている。中間転写ベルト２１は、本発明にいう移動体の一例にあたり、感光体１１は、本発明にいう像担持体の一例にあたり、帯電器１２、現像器１３、およびＲＯＳ３０を合わせたものは、本発明にいう画像形成部の一例にあたり、一次転写器１４は、本発明にいう転写器の一例にあたり、感光体クリーナ１５は、本発明にいうクリーニング部の一例にあたり、制御部５２は、本発明にいう制御部の一例に相当する。

この画像形成装置１の画像形成における基本動作について説明する。

画像形成装置１では、画質の向上を図るため、重合法で形成された小径かつ球形なトナーが使用される。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色のトナーは、トナーカートリッジ２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋ内に収容されており、それらトナーカートリッジ２Ｃ，２Ｍ，２Ｙ，２Ｋから、各色の画像形成ユニット１０に備えられた現像器１３に供給される。

まず、画像を形成するための準備として、各色用の感光体１１が回転駆動され、感光体１１の表面に、帯電器１２によって所定の電荷が付与される。

続いて、図示しない画像読取装置で原稿画像が読み取られて生成されたＲ，Ｇ，Ｂ３色の色分解データなどが画像処理部５１に送られる。画像処理部５１では、それらＲ，Ｇ，Ｂの色分解データに対して、シェーディング補正、位置ずれ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集などといった各種画像処理が施され、さらに、ラスタライズ処理が施されて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色の色分解データが生成される。これらのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色の色分解データはＲＯＳ３０に送られる。ＲＯＳ３０では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色の色分解データそれぞれに応じたレーザ光ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋが、対応する色の画像形成ユニット１０の感光体１１に照射される。

画像形成のための準備が終了すると、まず、イエローの画像形成ユニット１０Ｙによるトナー像形成が開始される。ＲＯＳ３０により、感光体１１Ｙ表面にイエローの色分解画像に相当するレーザ光ＬＢ−Ｙが照射されて静電的な潜像（静電潜像）が形成される。その静電潜像は、現像器１３Ｙによって循環供給される現像剤に含まれたイエローのトナーで、現像器１３Ｙと感光体１１Ｙとの間の現像位置に印加された現像電圧によって現像されて、感光体１１Ｙ上にイエローのトナー像が形成される。

感光体１１Ｙ上にイエローのトナー像が形成されると、一次転写器１４Ｙに転写バイアス電圧が印加され、感光体１１Ｙ上に形成されたイエローのトナー像が中間転写ベルト２１上に転写される。

また、感光体１１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト２１上に転写されると、感光体クリーナ１５Ｙによって、感光体１１Ｙ上に残留する残留トナーが掻き取られて除去される。感光体クリーナ１５については後で詳しく説明する。

中間転写ベルト２１は、ドライブロール２１１によって所定の巡回経路を巡回移動されるとともに、テンションロール２１２によって一定のテンションが付与される。この中間転写ベルト２１上に転写されたイエローのトナー像が次の色であるマゼンタの画像形成ユニット１０Ｍの一次転写器１４Ｍに到達するタイミングに合わせて、マゼンタのトナー像が一次転写器１４Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成ユニット１０Ｍによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写器１４Ｍによって中間転写ベルト２１上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。

続いて、シアンおよび黒の画像形成ユニット１０Ｃ、１０Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写器１４Ｃ、１４Ｋにおいて中間転写ベルト２１のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。

中間転写ベルト２１上に多色トナー像が転写されると、給紙トレイ４１に収容された記録用紙がナジャーロール４２によって取り出され、取り出された記録用紙がフィードロール４３によって１枚ずつ分離され、搬送路４４に沿って搬送される。搬送されてきた記録用紙は、中間転写ベルト２１上の多色トナー像が二次転写器２２に達するタイミングに同期して、二次転写器２２に供給される。

中間転写ベルト２１上の多色トナー像は、二次転写器２２により記録用紙上に二次転写されて記録用紙とともに搬送され、定着器２４により記録用紙上に定着されてカラー画像が形成される。転写後の中間転写ベルト２１上に残留する残留トナーは中間転写ベルトクリーナ２３によって除去されて、次の画像形成に向けての準備がなされる。

また、例えば、白黒画像が形成される場合には、上述したカラー画像が形成される場合と同様に、各色の感光体１１が回転されるが、Ｋ色の感光体１１Ｋにのみレーザ光ＬＢ−Ｂが照射され、その感光体１１Ｋ上にのみトナー像が形成される。

基本的には、以上のようにして記録用紙上に画像が形成される。

続いて、感光体クリーナ１５による残留トナーのクリーニングと、制御部５２による制御について詳しく説明する。尚、これら４つの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋそれぞれに備えられた感光体クリーナ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋはほぼ同様の構成を有しているため、図２、および図３では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を省略してまとめて説明する。

図２は、画像形成ユニット１０と制御部５２の概略構成図であり、図３は、感光体クリーナ１５の基本的な動作を説明するための図である。この図２では、画像形成に使用されるトナーはマイナスに帯電されているものとして説明する。

図２に示すように、感光体クリーナ１５は、感光体１１の回転方向（矢印Ａ方向）の上流側に設けられたブレード１５１と、ブレード１５１の下流側で回転するブラシ１５２とで構成されている。ブレード１５１は、本発明にいうブレードの一例にあたり、ブラシ１５２は、本発明にいうブラシの一例に相当する。

また、画像形成ユニット１０を構成する、ブラシ１５２、帯電器１２、現像器１３、一次転写器１４には、バイアス電圧を印加するブラシバイアス電源２５１、帯電電源２５２、現像バイアス電源２５３、および転写バイアス電源２５４がそれぞれ備えられており、制御部５２は、それらブラシバイアス電源２５１、帯電電源２５２、現像バイアス電源２５３、および転写バイアス電源２５４による印加電圧を制御することによって、ブラシ１５２、帯電器１２、現像器１３、一次転写器１４の動作を制御している。

まず、感光体１１上にトナー像を形成し、転写されずに感光体１１上に残った残留トナーをクリーニングする通常動作について説明する。

トナー像が形成される際には、感光体１１が矢印Ａ方向に回転されるとともに、帯電電源２５２から帯電器１２に帯電電圧が印加されて、感光体１１の表面に所定の電荷が付与される（例えば、感光体１１Ｙ表面の電位：−５００Ｖ）。

続いて、ＲＯＳ３０から感光体１１にレーザ光ＬＢが照射されて、感光体１１表面に静電潜像が形成される。

静電潜像が形成されると、現像バイアス電源２５３によって、現像器１３と感光体１１との間の現像位置に、感光体１１側ほど電位が高い現像バイアス電圧が印加される（例えば、現像器１３表面の電位：−１０００Ｖ）。現像器１３では、内部に収納された現像剤中のトナーがマイナスに帯電されており、現像バイアス電圧の印加によって、トナーが感光体１１に引き付けられて静電潜像に付着し、感光体１１上にトナー像が形成される。

感光体１１Ｙ上に形成されたトナー像は、感光体１１の回転に伴って一次転写器１４に移動される。続いて、転写バイアス電源２５４によって、一次転写器１４と感光体１１との間に、一次転写器１４側ほど電位が高い転写バイアス電圧が印加されると（例えば、一次転写器１４表面の電位：＋１０００Ｖ）、トナーが一次転写器１４に引き付けられ、中間転写ベルト２１上にトナー像が転写される。

トナー像が中間転写ベルト２１上に転写された後の感光体１１上には、図３に示すように、転写されずに残ってしまった残留トナー３００が付着している。残留トナー３００は、感光体１１の回転に伴ってブレード１５１に供給され、ブレード１５１によって掻き取られる。また、ブラシバイアス電源２５１によって、ブラシ１５２と感光体１１との間に、ブラシ１５２側ほど電位が高いブラシバイアス電圧が印加されると（例えば、ブラシ１５２の電位：＋１０００Ｖ）、ブラシ１５２では、ブラシバイアス電圧による静電力と、ブラシ１５２の回転による機械的な摺動とによって、残留トナー３００が感光体１１上から除去される。除去された残留トナー３００は、ブラシ１５２によって保持される。このように、ブレード１５１とブラシ１５２とを併用することによって、感光体１１上に残ってしまった残留トナー３００を確実にクリーニングすることができる。

ここで、例えば、連続して白黒画像の形成が行われる場合、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色の画像形成ユニット１０では、新たにトナーが使用されないままで感光体１１が回転され続ける。このような場合には、上述した通常動作に代えて、以下に示す残留トナー供給動作が実行される。

図４は、白黒画像が形成される場合におけるＹ，Ｍ，Ｃ各色の画像形成ユニット１０の動作を説明するための図である。残留トナー供給動作の実行時においては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像形成ユニット１０それぞれで行われる処理が異なるため、図４では、画像形成ユニット１０を構成する各種要素にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を付し、それらの色を区別して説明する。

画像形成装置１では、中間転写ベルト２１の巡回方向（矢印Ｂ方向）における最下流側に、単色画像形成時に頻繁に利用されるＫ色の画像形成ユニット１０Ｋが配置されている。白黒画像が形成される場合には、このＫ色の画像形成ユニット１０Ｋでのみトナー像が形成されるため、画像形成ユニット１０Ｋよりも巡回方向（矢印Ｂ方向）の上流側に配置されたＹ，Ｍ，Ｃ各色の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃでは、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃにトナーが供給されない。

白黒画像形成時には、制御部５２によって、巡回方向（矢印Ｂ方向）の最上流側に配置されたＹ色の画像形成ユニット１０Ｙに対し、上述した通常動作時とは逆勾配の電位差を生じさせるブラシバイアス電圧の印加が指示されるとともに、上述した通常動作時と同勾配の電位差を生じさせる転写バイアス電圧の印加が指示される。また、Ｙ色の画像形成ユニット１０Ｙよりも巡回方向の下流側に配置されたＭ，Ｃ各色の画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃに対しては、上述した通常動作時と同勾配の電位差を生じさせるブラシバイアス電圧の印加が指示されるとともに、上述した通常動作時とは逆勾配の電位差を生じさせる転写バイアス電圧の印加が指示される。

ブラシ１５２Ｙと感光体１１Ｙとの間に、通常動作時とは逆勾配の電位差を生じさせるブラシバイアス電圧が印加されると（例えば、感光体１１Ｙ表面の電位：−４００Ｖ、ブラシ１５２Ｙの電位：−１０００Ｖ）、ブラシ１５２Ｙによって保持されていた残留トナー３００Ｙが感光体１１Ｙに引き付けられ、ブラシ１５２Ｙから感光体１１Ｙに残留トナー３００が供給される。残留トナー３００Ｙは、感光体１１Ｙが矢印Ａ方向に回転するのに伴って、一次転写器１４Ｙに対向する位置に搬送される。

一次転写器１４Ｙと感光体１１Ｙとの間に、通常動作時と同勾配の電位差を生じさせる転写バイアス電圧が印加されると（例えば、感光体１１Ｙ表面の電位：−４００Ｖ、一次転写器１４Ｙ表面の電位：＋１０００Ｖ）、感光体１１Ｙによって運ばれてきた残留トナー３００Ｙが一次転写器１４Ｙによって引き付けられ、中間転写ベルト２１上に転写される。

中間転写ベルト２１上に転写された残留トナー３００Ｙは、中間転写ベルト２１によってＭ色の画像形成ユニット１０Ｍに搬送される。

Ｍ色の画像形成ユニット１０Ｍにおいて、一次転写器１４Ｍと感光体１１Ｍとの間に、通常動作時と逆勾配の電位差を生じさせる転写バイアス電圧が印加されると（例えば、感光体１１Ｙ表面の電位：−４００Ｖ、一次転写器１４Ｙ表面の電位：−１０００Ｖ）、中間転写ベルト２１によって運ばれてきた残留トナー３００Ｙが感光体１１Ｍによって引き付けられ、感光体１１Ｍ上に回収される。回収された残留トナー３００Ｙは、感光体１１Ｍの回転に伴って、ブレード１５１Ｍに供給される。ブレード１５１Ｍでは、供給された残留トナー３００Ｙが潤滑材となり、ブレード１５１Ｍと感光体１１Ｍとの間の摩擦が緩和される。ブレード１５１Ｍでクリーニングしきれなかった残留トナー３００Ｙは、ブラシ１５２Ｍに搬送される。

ブラシ１５２Ｍと感光体１１Ｍとの間に、通常動作時と同勾配の電位差を生じさせるブラシバイアス電圧が印加されると（例えば、感光体１１Ｍ表面の電位：−４００Ｖ、ブラシ１５２Ｍの電位：−１０００Ｖ）、感光体１１Ｍ上の残留トナー３００Ｙがブラシ１５２Ｍによって引き付けられて除去される。

また、Ｍ色の一次転写器１４Ｍによって感光体１１Ｍ上に回収しきれずに中間転写ベルト２１上に残った残留トナー３００Ｙは、中間転写ベルト２１によってＣ色の画像形成ユニット１０Ｃに搬送される。

Ｃ色の画像形成ユニット１０Ｃにおいても、一次転写器１４Ｃと感光体１１Ｃとの間に、通常動作時と逆勾配の電位差を生じさせる転写バイアス電圧が印加され（例えば、感光体１１Ｃ表面の電位：−４００Ｖ、一次転写器１４Ｃ表面の電位：−１０００Ｖ）、中間転写ベルト２１によって運ばれてきた残留トナー３００Ｙが感光体１１Ｃ上に回収される。回収された残留トナー３００Ｃは、ブレード１５１Ｃに供給されて除去されるとともに、ブレード１５１Ｃでクリーニングしきれなかった残留トナー３００Ｙは、ブラシ１５２Ｃに搬送される。

ブラシ１５２Ｃと感光体１１Ｃとの間にも、通常動作時と同勾配の電位差を生じさせるブラシバイアス電圧が印加され（例えば、感光体１１Ｃ表面の電位：−４００Ｖ、ブラシ１５２Ｃの電位：−１０００Ｖ）、感光体１１Ｃ上の残留トナー３００Ｙがブラシ１５２Ｃによって引き付けられて除去される。

このように、本実施形態の画像形成装置１によると、トナー像が形成されない画像形成ユニット１０のブレード１５１に、本来は破棄されるはずの残留トナーが供給されるため、画像形成用のトナーを浪費せずに、ブレード鳴きや、ブレード１５１および感光体１１の磨耗などを軽減することができる。また、単色画像に頻繁に利用されるＫ色の画像形成ユニット１０Ｋを、中間転写ベルト２１の巡回方向の最下流側に配置することによって、Ｋ色以外の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃそれぞれに備えられたブレード１５１Ｙ，１５１Ｍ，１５１Ｃに効率よく、かつ確実に残留トナーを供給することができ、画像形成装置１全体の寿命を向上させることができる。さらに、本実施形態では、中間転写ベルト２１の巡回方向の最上流側に、最も目立ちにくい色であるＹ色の画像形成ユニット１０Ｙが配置されており、画像形成ユニット１０Ｙから供給された残留トナーがクリーニングされきれずに白黒画像上に転写されてしまっても、見た目にはわかりにくい。

ここで、上記では、本発明にいう移動体として中間転写ベルトを利用する例について説明したが、本発明にいう移動体は、ドラムなどであってもよい。

また、上記では、ブラシによる残留トナーの放出／回収をブラシバイアス電圧によって制御する例について説明したが、本発明にいうブラシは、機械的な振動によって残留トナーを放出するものであってもよい。

また、上記では、残留トナー供給動作を白黒画像形成時に実行する例について説明したが、残留トナー供給動作は、一部の色におけるトナー像が形成されている場合に、その色を除く色の画像形成ユニットで実行されるものであってもよい。

また、上記では、１枚の白黒画像を形成する間に、残留トナー供給動作が３つの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ全てにおいて同時に実行される例について説明したが、各々の画像形成ユニット１０の感光体１１に確実に残留トナーを供給するために、残留トナー供給動作が実行される画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを１つずつ順次に切り替えてもよい（以下では、残留トナー供給動作が実行される画像形成ユニットを順次に切り替える方式を時間差方式と称する）。例えば、白黒画像が所定枚数作成されるのにかかる１サイクルの時間を１２秒としたときに、中間転写体２１の巡回方向の上流側の画像形成ユニット１０Ｙにおいて残留トナーを放出し、最初の４秒間は、Ｙ色の一次転写器１４Ｙにはトナーを感光体１１Ｙ上から回収する転写バイアス電圧を印加し、Ｍ，Ｃ色の一次転写器１４Ｍ，１４Ｃにはトナーを感光体１１Ｍ，１１Ｃ上に転写する転写バイアス電圧を印加することによって、Ｙ色の画像形成ユニット１０Ｙにのみ残留トナーを供給し、次の４秒間は、Ｍ色の一次転写器１４Ｍにはトナーを回収する転写バイアス電圧を印加し、Ｙ，Ｃ色の一次転写器１４Ｙ，１４Ｃにはトナーを転写する転写バイアス電圧を印加することによって、Ｍ色のＭ色の画像形成ユニット１０Ｍにのみ残留トナーを供給し、同様に、最後の４秒間は、Ｃ色の画像形成ユニット１０Ｃにのみ残留トナーを供給する。このように、残留トナー供給動作を実行する画像形成ユニットを順次に切り替えることによって、目立ちにくいＹ色の残留トナーを画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃそれぞれに確実に供給することができる。

また、残留トナー供給動作は、白黒画像の形成が所定枚数以上連続した場合や、温度湿度環境などによってブレードと感光体との間の摩擦が所定のレベルに達したと推定されるタイミングで実行するものであってもよく、オペレータがクリーニングのブレードの過度な摩擦によって生じる騒音（いわゆる、ブレード鳴き現象）などを検出したときに、手動で実行させるものであってもよい（以下では、残留トナー供給動作を間欠的に実行する方式を間欠方式と称する）。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１に示す画像形成装置と同様の構成を有するタンデム型の画像形成装置（富士ゼロックス社製、Ｄｏｃｕ Ｃｅｎｔｒｅ Ｃｏｌｏｒ ａ４５０）を、白黒画像形成時に、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃで上述した残留トナー供給動作が実行されるように改造した。また、この画像形成装置は、オペレータによって設定された指定枚数だけ白黒画像が連続して形成された時点で残留トナー供給動作が実行され（間欠方式）、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃで残留トナー供給動作が実行されるタイミングをそれぞれにずらすことができる（時間差方式）。尚、現像剤に含まれるトナーは負帯電トナーを用いた。

上述した画像形成装置において、ブラシバイアス電圧、転写バイアス電圧、温度湿度環境、および残留トナー供給動作を実行する間欠タイミングを以下のように変えた実施例、および比較例を用意した。

（実施例１）
＜通常動作時＞
トナー像が形成されている色の画像形成ユニット１０では、感光体１１表面とブラシ１５２との間に印加されるブラシバイアス電圧を１０００Ｖに設定した（感光体１１表面の電位：−４００Ｖ、ブラシ１５２の電位：６００Ｖ）。このとき、マイナスに帯電されたトナーはブラシ１５２によって除去される。また、感光体１１と一次転写器１４との間に印加される転写バイアス電圧を１９００Ｖに設定した（感光体１１表面の電位：−４００Ｖ、一次転写器１４の電位：１５００Ｖ）。このとき、マイナストナーは、一次転写器１４に引き付けられて中間転写ベルト２１上に転写される。

＜残留トナー供給動作時＞
中間転写ベルト２１の巡回方向における最上流側に配置されたＹ色の画像形成ユニット１０Ｙでは、感光体１１Ｙ表面とブラシ１５２Ｙとの間に印加されるブラシバイアス電圧を−１０００Ｖに設定した（感光体１１表面の電位：−４００Ｖ、ブラシ１５２の電位：−１４００Ｖ）。このとき、マイナストナーは感光体１１Ｙ上に放出される。また、中間転写ベルト２１の巡回方向における下流側に配置されたＭ，Ｃ色の画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃでは、感光体１１Ｍ，１１Ｃ表面とブラシ１５２Ｍ，１５２Ｃとの間に印加されるブラシバイアス電圧は、通常動作時と同じ状態に設定した。このとき、マイナストナーはブラシ１５２Ｍ，１５２Ｃによって感光体１１Ｍ，１１Ｃ上から除去される。

さらに、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃのうち、残留トナー供給動作を実行中ではない画像形成ユニットでは、一次転写器１４と感光体１１との間に印加される転写バイアス電圧は、通常動作時と同じ状態に設定した。このとき、マイナストナーは、一次転写器１４に引き付けられて中間転写ベルト２１上に転写される。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ色の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃのうち、残留トナー供給動作を実行中の画像形成ユニットでは、一次転写器１４Ｍ，１４Ｃと感光体１１Ｍ，１１Ｃとの間に印加される転写バイアス電圧を−１１００Ｖに設定した（感光体１１表面の電位：−４００Ｖ、一次転写器１４の電位：−１５００Ｖ）。このとき、マイナストナーは中間転写ベルト２１から感光体１１Ｍ，１１Ｃ上に回収される。
＜温湿度環境＞
温度２８℃、湿度８５％の高温高湿環境で画像形成を行った。
＜間欠タイミング＞
白黒画像が５０枚連続して形成される毎に、残留トナー供給動作を実行した。
（実施例２）
間欠タイミングを１００枚毎に変更した以外は、ブラシバイアス電圧、転写バイアス電圧、および温度湿度環境は実施例１と同様の条件で評価した。
（実施例３）
温湿度環境を１０℃１５％に変更した以外は、ブラシバイアス電圧、転写バイアス電圧、および間欠タイミングは実施例１と同様の条件で評価した。
（実施例４）
温湿度環境を１０℃１５％に変更し、且つ、間欠タイミングを１００枚毎に変更した以外は、ブラシバイアス電圧、および転写バイアス電圧は実施例１と同様の条件で評価した。

尚、上述した実施例１から実施例４においては、１サイクルを１２秒間として、Ｙ，Ｍ，Ｃの各画像形成ユニット１０において４秒ずつ順次に残留トナー供給動作を実行させた。なお、１サイクルの間に、約３枚の画像が形成される。
（比較例）
残留トナー供給動作を実行せず、白黒画像形成時も常に実施例１における通常動作時のブラシバイアス電圧、および転写バイアス電圧に設定した以外は、温湿度環境は実施例１と同様の条件で評価した。
（評価方法）
まずは、画像形成におけるプロセススピードを５２ｍｍ／ｓとして、Ａ４（２１０×２９７ｍｍ）サイズに対してＹ、Ｍ、Ｃの各色が１％ずつの画像密度で含まれたカラーチャート画像を、Ａ４サイズのコピー用紙（富士ゼロックスオフィスサプライ社製、Ｃ２）上に連続して５００枚プリントする。

続いて、Ａ４（２１０×２９７ｍｍ）サイズに対してＫ色のみが１％含まれた白黒チャート画像を上記のコピー用紙に連続して５００枚プリントする。この際、白黒画像の形成に関与しないＹ，Ｍ，Ｃ各色の画像形成ユニット１０の感光体１１とグブレード１５１との間の摩擦力の増大に起因する騒音（ブレード鳴き）を評価した。評価基準は、以下の通りである。

画像形成装置以外には主たる音源の無い部屋で、装置から約１ｍ離れた位置から、白黒画像形成時にブレード１５１の振動に起因する異音が聞き取れるか否かや、異音の程度を官能評価した。
○：ブレードの振動に起因する異音は、５００枚プリント中、まったく聞こえない。
△：５００枚プリント中、ブレードの振動に起因する異音が確認できたが、画像形成装置におけるプリント中の通常動作音の大きさと大差がなく、意識して聞かないと異音が判別できない。
×：５００枚プリント中、ブレードの振動に起因する異音が明らかに確認できた。

次に、これらの実施例および比較例に対する評価結果について説明する。
（評価結果）
表１には、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、および比較例と、それらに対する評価結果が示されている。

実施例１、および実施例２では、高温多湿の環境下において、ブレード１５１に残留トナーが確実に供給され、ブレード１５１と感光体１１との間の摩擦が軽減されていることが示されている。高温多湿の環境下では、感光体１１上にトナーが付着しやすく、転写後にも感光体１１上に残っている残留トナーの量が多い。したがって、実施例２において、残留トナー供給動作が実行される間欠タイミングを５０枚から１００枚に変更しても、良好な評価結果が得られている。

実施例３では、低温低湿な環境下であり、通常動作においては、カラー画像が形成された後に感光体１１上には残留トナーがほとんど付着していないが、ブラシ１５２に保持されていた残留トナーがＹ，Ｍ，Ｃ各色の画像形成ユニット１０に確実に供給されたことが確認できた。

実施例４では、低温低湿、かつ間欠タイミングが１００枚であり、実施例１、実施例２、および実施例３と比較して、感光体１１に供給される残留トナー量が低下しており、若干のブレード鳴きが検出されたが、実用上の問題はないと確認できた。

比較例では、白黒画像形成時には、Ｙ，Ｍ，Ｃ各色の画像形成ユニット１０にはトナーが供給されない状態でブレード１５１と感光体１１とが接触しており、大きなブレード鳴きが検出された。

以上の結果から、本発明の有用性が確認できた。

本発明の一実施形態が適用された画像形成装置の主要部を示す概略構成図である。 画像形成ユニットと制御部の概略構成図である。 感光体クリーナ１５の基本的な動作を説明するための図である。 白黒画像が形成される場合におけるＹ，Ｍ，Ｃ各色の画像形成ユニットの動作を説明するための図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ トナーカートリッジ
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成ユニット
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ 感光体
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 帯電器
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ 現像器
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ 一次転写器
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ 感光体クリーナ
２１ 中間転写ベルト
２２ 二次転写器
２３ 中間転写ベルトクリーナ
２４ 定着器
３０ ＲＯＳ
４０ 用紙搬送器
４１ 給紙トレイ
５１ 画像処理部
５２ 制御部

Claims (1)

1. 所定の巡回経路に沿って巡回走行される移動体と、
   表面にトナー像を担持して回転する、前記巡回経路に沿って配置された複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体それぞれの表面に複数色それぞれのトナー像を形成する複数の画像形成部と、
   前記複数の像担持体それぞれの表面に形成されたトナー像を前記移動体に転写する機能と、該移動体上のトナーを各像担持体上に回収する機能とを有する複数の転写器と、
   像担持体の回転における前記転写器の下流側に配置された、前記複数の像担持体それぞれの表面に転写後も残留した残留トナーを各像担持体上から除去する複数のクリーニング部であって、各像担持体の表面に当接したブレード、および各像担持体の回転における該ブレードの下流側で該像担持体の表面に接した、該像担持体から残留トナーを除去して保持する機能と、保持した残留トナーを該像担持体上に放出する機能とを有するブラシを備えた複数のクリーニング部と、
   前記複数の像担持体のうち一部の像担持体上でトナー像が形成され、その一部の像担持体に対し、前記巡回経路の上流側に、トナー像が形成されない複数の像担持体が存在する場合に、トナー像が形成されないそれら複数の像担持体のうち相対的に上流側に位置する上流側像担持体に接したブラシに対して残留トナーの放出を実行させるとともに、該上流側像担持体に対応する転写器に前記移動体への該残留トナーの転写を行わせ、相対的に下流側に位置する下流側像担持体に対応する転写器に対して該移動体からの該残留トナーの回収を実行させることで、該残留トナーを該下流側像担持体の表面に当接したブレードに供給させる制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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