JP6176002B2 - 画像形成装置、及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関わり、より詳しくは劣化トナーの吐き出しを効率よく行って現像関連部材の寿命を長期化させる画像形成装置、及びその制御方法に関する。

従来、電子写真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、一般に感光体ドラムを一様に帯電させて初期化し、この感光体ドラムに光書込みによって静電潜像を形成し、この静電潜像をトナー像化して、そのトナー像を直接または間接に用紙等の転写材に転写して定着ユニットで定着させる。

トナー像を間接に用紙に転写する形式のものは、画像形成ユニットからトナー像を中間転写体としての中間転写ベルト等に一次転写し、中間転写ベルトから用紙に二次転写するようにしたものが多い。

いずれにしても、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム上の未転写トナーをクリーニングするためにクリーニングブレードが設置され、また転写ベルトを有する画像形成装置においては、転写ベルトをクリーニングするクリーニングブレードが設置されている。

一般に、トナーは、巨視的にみると単なる粒状粉末であるが、微視的にみると凹凸のある不定形をした粒体である。不定形であるがゆえに、クリーニングブレードと感光体ドラムとの間又は転写ベルトとの間においては、残留トナーが潤滑剤としても働いており、また、クリーニング性の向上にも寄与している。

しかし、トナーを新旧入れ替えずに長時間使用していると、トナーは凹凸を失って球形に近くなってくる。このように凹凸が無くなったトナーが多くなると、潤滑剤としての機能が薄れるためクリーニングブレードと感光体ドラムとの摩擦係数が高くなり、「鳴き」と称される音が出たり、クリーニングブレードに欠けを生じたりすることがある。クリーニング性も低下する。

また、現像器内のトナーが使用されずに回転が続いている場合には、トナーに流動性を与えるために添加された例えばアルミナなどの外添剤がトナーに埋め込まれて劣化したり、そのために転写性が低下したりすることがある。

これらの不具合を防止する目的で現像器内のトナーを定期的、あるいは不定期に吐き出して、劣化したトナーの割合を低下させて潤滑剤として機能を復活させ、常に機能的なトナーを維持することが行われている。このトナー吐き出しの処理は通常、書き込みヘッドを点灯させ、その部分にトナーを現像させることで、実施されている(反転現像プロセス）。

この劣化トナーの吐き出しについては、例えば、現像速度を上げるために１個の現像器の開口部に２個の現像スリーブ（現像ローラ）を上下に備えた形式の現像器を有する画像形成装置において、下側スリーブの回転速度を上げて下側スリーブのトナー吐き出しを効果的に行う方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

この特許文献１に記載の技術では、下側スリーブのトナー吐き出しを行う際、上下スリーブ間の相対速度が通常現像時より速くならないように上側スリーブの回転速度を制御することが肝要であるとしている。

特開２００９−１２２４４３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、劣化トナーの効果的吐き出し方法において、１個の現像器の開口部に２個の現像スリーブを上下に備えた複数現像スリーブ形式の現像器に特化された吐き出し方法であり、現今でもなお広く用いられている１個の現像器に１個の現像スリーブを備えた現像器にそのまま適用できる技術ではない。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、劣化トナーの吐き出しを効率よく行って現像関連部材の寿命を長期化させる画像形成装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、感光体と、該感光体の周面のトナーを除去する第１のクリーニングブレードと、転写ベルトと、上記感光体の周面に、重畳されたＤＣ帯電バイアスとＡＣ帯電バイアスを印加して、上記感光体の周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、上記所定の電位に帯電された上記感光体の周面を通常印字の画像情報に基づき露光して上記感光体の周面に静電潜像を形成する露光部材と、重畳して印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスにより上記静電潜像をトナー像として現像する現像部材と、上記転写ベルトにＤＣ転写バイアスを印加して上記トナー像を上記感光体から上記転写ベルトに転写する転写部材と、を備え、上記露光部材が露光を停止し、上記転写部材が上記ＤＣ転写バイアスの印加を停止し、上記帯電部材がＤＣ帯電バイアスのみ印加を停止し、且つ、上記帯電部材がＡＣ帯電バイアスの印加を継続し、上記現像部材への上記ＤＣ現像バイアスと上記ＡＣ現像バイアスの印加が継続する、状態で、上記感光体を回転させ、上記現像部材は上記感光体の有効周面にトナー像を吐出し、該トナー像の先端が上記転写部材の位置に到達して後端が上記転写部材の位置を通過するまでの間に、一部が上記転写ベルトに物理的に付着し、一部が感光体の周面に残留すべく、上記トナー像の先端が上記転写部材の位置に到達した時刻で、上記現像部材に印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスの印加が停止され、上記トナー像の後端が上記転写部材の位置を通過した時刻で、上記帯電部材が上記感光体の周面に印加する上記ＡＣ帯電バイアスの印加と、上記感光体の回転は、停止する、ことを特徴とする。
また、本発明の制御方法は、感光体と、該感光体の周面のトナーを除去する第１のクリーニングブレードと、転写ベルトと、上記感光体の周面に、重畳されたＤＣ帯電バイアスとＡＣ帯電バイアスを印加して、上記感光体の周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、上記所定の電位に帯電された上記感光体の周面を通常印字の画像情報に基づき露光して上記感光体の周面に静電潜像を形成する露光部材と、重畳して印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスにより上記静電潜像をトナー像として現像する現像部材と、上記転写ベルトにＤＣ転写バイアスを印加して上記トナー像を上記感光体から上記転写ベルトに転写する転写部材と、を備える画像形成装置の制御方法であって、上記露光部材が露光を停止し、上記転写部材が上記ＤＣ転写バイアスの印加を停止し、上記帯電部材がＤＣ帯電バイアスのみ印加を停止し、且つ、上記帯電部材がＡＣ帯電バイアスの印加を継続し、上記現像部材への上記ＤＣ現像バイアスと上記ＡＣ現像バイアスの印加が継続する、状態で、上記感光体を回転させ、上記現像部材は上記感光体の有効周面にトナー像を吐出し、該トナー像の先端が上記転写部材の位置に到達して後端が上記転写部材の位置を通過するまでの間に、一部が上記転写ベルトに物理的に付着し、一部が感光体の周面に残留すべく、上記トナー像の先端が上記転写部材の位置に到達した時刻で、上記現像部材に印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスの印加が停止され、上記トナー像の後端が上記転写部材の位置を通過した時刻で、上記帯電部材が上記感光体の周面に印加する上記ＡＣ帯電バイアスの印加と、上記感光体の回転は、停止する、ことを特徴とする。

本発明は、劣化トナーの吐き出しを効率よく行って現像関連部材の寿命を長期化させる画像形成装置、及びその制御方法を提供することができる。

本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。 (a),(b)は実施例１に係るプリンタの現像器を感光体ドラムと共に示す拡大断面図である。 実施例１に係るプリンタの現像器を図２(b)の矢印ｇで示す方向に切断して内部構成と現像剤の還流経路とを示す断面図である。 (a)は上から帯電ローラ、用紙、光書込ヘッド、現像ローラ、クリーニングブレードそれぞれの有効幅を相関的に示す図、(b)はそれら構成部分の模式的な拡大図である。 実施例１に係るプリンタの制御装置を含む回路ブロック図である。 (a)は実施例１に係るプリンタの、上から、モータ（不図示）の回転、一次転写ローラのＤＣ電圧、帯電ローラのＤＣ電圧及びＡＣ電圧、光書込みヘッドの点灯駆動、現像ローラのＤＣ電圧及びＡＣ電圧の駆動タイミングチャート、(b)は参考のために示す従来のプリンタの、上から、モータ（不図示）の回転、一次転写ローラのＤＣ電圧、帯電ローラのＤＣ電圧及びＡＣ電圧、光書込みヘッドの点灯駆動、現像ローラのＤＣ電圧及びＡＣ電圧の駆動タイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
［実施例１］

図１は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。

図１に示す画像形成装置１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、で構成されている。

上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｋ）を多段式に並設した構成からなる。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能に画像形成装置１本体のフレームに保持されている。

上記４個の現像装置９のうち下流側（図の右側）の３個の現像装置９ｙ、９ｍ及び９ｃは、それぞれ減法混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。

上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）のトナー用の現像装置９ｋを例にしてその構成を説明する。

現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面近傍を取り巻いて、クリーニングブレード１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。

現像器１４は、現像ローラ１５の下方に位置する２つの現像槽内に、第１の攪拌搬送部材１６、及び第２の攪拌搬送部材１７を備えている。第１及び第２の攪拌搬送部材１６及び１７については詳しくは後述する。

転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａ及びｂで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１８と従動ローラ１９を備えている。

上記の転写ベルト８は、下方を循環移動するベルト表面に、ユニットと一体に組み込まれて転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接する一次転写ローラ２１によりトナー像を直接転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への二次転写部２３まで搬送する。

この転写ベルトユニット３には、駆動ローラ１８に掛け渡されている表面に、ベルトクリーナ２４のクリーニングブレード２５が当接して配置されている。ベルトクリーナ２４の下方には廃トナー回収容器２６が着脱自在に配置されている。

ベルトクリーナ２４は、クリーニングブレード２５が転写ベルト８の表面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナーを搬送部材により下方の廃トナー回収容器２６に送り込んでいる。

トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置されている４個のトナーホッパー２７（２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋ）で構成される。４個のトナーホッパー２７ｙ、２７ｍ、２７ｃ、２７ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容している。

トナー供給部４は、同図にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ（以下、関連する記載を「ＹＭＣＫ」として表わす）で示すようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを、不図示のトナー供給路を介して現像装置９の現像器１４に供給する。

給紙部５は、１個の給紙カセット２９を備えている。給紙カセット２９には多枚数の用紙３０が収容されている。給紙カセット２９の給紙口（図の右方）近傍には、用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ対３４が配置されている。

待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８を介して従動ローラ１９に圧接する二次転写ローラ３５が配設されて、前述した用紙３０への二次転写部２３を形成している。

この二次転写部２３と最下流の現像装置９ｙとの略中間位置で、転写ベルト８の下部走行部表面８ａに近接して、拡散反射型濃度センサ３６が配設されている。また、二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。

ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する不図示の搬出ローラ対及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する不図示の排紙ローラ対が配設されている。排紙トレー３７より右方に位置する本体上面端部はやや傾斜して操作パネル部３８が配置されている。

図２(a),(b)は、上記現像器１４を感光体ドラム１０と共に示す拡大断面図である。図２(a)に示すように、現像器１４は、外壁フレーム４１と内部隔壁４２とで仕切られる２つの現像槽４３（４３ａ、４３ｂ）を備えている。

上方の第１の現像槽４３ａには、前述した現像ローラ１５と第１の攪拌搬送部材１６が配置されている。現像ローラ１５には、ドクターブレード４４が当接している。下方の第２の現像槽４３ｂには前述した第２の攪拌搬送部材１７が配置されている。この現像槽４３ｂにはトナー濃度センサ４５がその検知面４６を槽内に露出して配置されている。

第１の攪拌搬送部材１６は、回転軸４７とこの回転軸４７に螺旋状に固設された螺旋状フィン４８とで構成されている。第２の攪拌搬送部材１７は、回転軸４９とこの回転軸４９に螺旋状に固設された螺旋状フィン５１とで構成されている。

もし、現像剤のトナー濃度が規定以下に薄くなっていれば、トナー濃度センサ４５がトナー濃度低下を検出する。トナー濃度低下が検出されると、トナー供給部４の当該現像器１４に対応するトナーホッパー２７から後述する補給口を介してトナーが補給される。

上記のトナー濃度センサ４５の検知面４６は槽内に露出して配置されているので、現像剤が検知面４６に滞留しやすい。現像剤が検知面４６に滞留するとトナー濃度センサ４５の検知精度が低下する。

このトナー濃度センサ４５の検知精度の低下を防止するために、現像槽４３ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７の回転軸４９には、トナー濃度センサ４５の検知面４６に対向して回転する位置に、ブレード保持部５２とこのブレード保持部５２に保持された弾性体シート（ブレード）５３から成るクリーニングブレード５４が固設されている。

クリーニングブレード５４は、攪拌搬送部材１７の回転軸４９と共に回転し、図２(b)に示すように、トナー濃度センサ４５の検知面４６を弾性体シート５３により摺擦して、検知面４６に滞留しようとする現像剤を払い飛ばして、直後に搬送されてくる現像剤と入替える。これにより、トナー濃度センサ４５の検知面４６に現像剤が滞留することによって生じる虞のあるトナー濃度の誤検知を防止している。

図３は、上記の現像器１４を図２(b)の矢印ｇで示す方向に切断して内部構成と現像剤の還流経路とを示す断面図である。図３には、図２(a),(b)に示した構成と同一の構成部分には図(a),(b)と同一の番号を付与して示している。また、図３ではクリーニングブレード５４の図示は省略されている。

図３に示すように、現像ローラ１５の両端部は、回転軸５５を介し現像器１４の外壁フレーム４１の現像ローラ支持部４１ａ、４１ｂにより回転可能に支持されている。回転軸５５の一方（図３で左方）の端部は、現像ローラ支持部４１ｂよりも更に延び出して形成され、先端部にギア５６を備えている。

現像器１４の外壁フレーム４１は、現像ローラ１５の回転軸５５が現像ローラ支持部４１ｂよりも更に延び出して形成されているのと同様に左方に延び出して、延出外壁フレーム４１ｃを形成している。

延出外壁フレーム４１ｃで形成されるフレーム内部には、第１の循環口５７が形成されている。そして、現像槽４３ｂの第１の循環口５７の下方にはトナー補給口５８が連結されている。

トナー濃度センサ４５によりトナー濃度の低下が検出されると、この現像器１４に対応するトナー供給部４のトナーホッパー２７からトナー補給口５８を介してトナーが補給される。

上記第１の攪拌搬送部材１６の回転軸４７は、一方の端部を、現像ローラ支持部４１ａと同じ側の外壁フレーム４１に回転可能に支持され、他方の端部を延出外壁フレーム４１ｃによって回転可能に支持されている。

第１の攪拌搬送部材１６の回転軸４７の延出外壁フレーム４１ｃよりも外に出る外端部４７ａには駆動中継ギア５９が固設されている。また、第２の攪拌搬送部材１７の回転軸４９の延出外壁フレーム４１ｃよりも外に出る外部軸４９ａには、外部係合ギア６１と駆動伝達ギア６２が固設されている。

駆動伝達ギア６２は、プリンタ１本体装置側のモータ６３、その回転軸６４、その先端に固設された駆動ギア６５から構成される現像器回転装置６６の駆動ギア６５に係合して回転し、第２の攪拌搬送部材１７を回転させると共に外部係合ギア６１を回転させる。

外部係合ギア６１は第１の攪拌搬送部材１６の回転軸４７の駆動中継ギア５９に噛合して、駆動中継ギア５９に回転駆動を伝達する。駆動中継ギア５９は、第１の攪拌搬送部材１６を回転させると共に、外部係合ギア６１からの回転駆動をギア５６に中継する。ギア５６は現像ローラ１５を回転させる。

図３及び図２(a)において、第１の攪拌搬送部材１６は、図２(a)の矢印ｃで示すように図２(a)の反時計回り方向に回転し、現像槽４３ａ内の現像剤を螺旋状フィン４８で攪拌しながら図２(a)の矢印ｅで示すように図の紙面奥行き方向手前から向こう側（図３では矢印ｈ、ｉ、ｊで示す左側）へ搬送しながら、その現像剤を現像ローラ１５に供給する。

現像ローラ１５は、現像剤のトナーのみを図１及び図２(a),(b)に示す感光体ドラム１０に供給して、感光体ドラム１０周面上の静電潜像をトナー像化（現像）する。トナーのみを感光体ドラム１０に引き取られた現像ローラ１５上の現像剤のキャリアは、現像槽４３ａ内の現像剤に混合される。

現像剤は、図２(a),(b)の紙面奥行き方向向こう側（図３では左側）の第１の循環口５７から矢印ｋで示すように現像槽４３ｂに送り戻される。

この現像槽４３ｂ内の第２の攪拌搬送部材１７は、図２(a)の矢印ｄで示すように、反時計回り方向に回転し、現像槽４３ｂ内の現像剤を螺旋状フィン５１で攪拌しながら矢印ｆで示すように図２(a)の紙面奥行き方向向こう側から手前側（図３では矢印ｍ、ｎ、ｏで示す右側）へ搬送する。

第２の攪拌搬送部材１７は、現像剤を攪拌搬送しながら、図３(a),(b)の紙面奥行き方向手前側（図３では右側）の第２の循環口６７から、矢印ｐで示すように現像剤を現像槽４３ａに送り出す。このように、現像剤の還流とトナーの補給が繰り返されて、トナーによる現像が逐次進行する。

本例のプリンタ１は、図１では図示を省略したが、本体装置の左端後方部に電装部が配置されており、この電装部には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤が装着されている。

図４(a)は、上から上記構成における帯電ローラ１２の有効帯電幅、用紙３０の有効印字幅、光書込ヘッド１３の有効ヘッド幅、現像ローラ１５の有効現像幅、及びクリーニングブレード１１、２５の有効クリーニング幅を相関的に示す図であり、図４(b)は、上記構成の図１に示した部分を模式的に拡大して示す図である。

上記の帯電ローラ１２には、後述する高圧ユニット７７から、直流電圧電源７８ａの直流高電圧と交流電圧電源７９ａの交流高電圧が重畳して印加される。現像ローラ１５には、同じく高圧ユニット７７から、直流電圧電源７８ｂの直流高電圧と交流電圧電源７９ｂの交流高電圧が重畳して印加される。

また、図４(a)の帯電ローラ１２及び現像ローラ１５の他に、図４(a)には図示を省略しているが、一次転写ローラ２１及び感光体ドラム１０にも直流高電圧が印加される。なお、図４(a)に示すように各部材間には「光書込ヘッド幅＜現像ローラ幅＜クリーニングブレード幅」の関係がある。

図５は、上記構成のプリンタ１の制御装置を含む回路ブロック図である。図５に示すように回路ブロックは、プリンタコントローラ部７０が中心となっている。このプリンタコントローラ部７０には、複数のバス７１を介してＩ／Ｆ（インターフェイス）７２、ヘッドコントローラ部７３が接続されている。

上記のＩ／Ｆ７２には他のバス７１を介して前述した操作パネル部３８が接続されている。また、Ｉ／Ｆ７２には、例えばパーソナルコンピュータ等の図外のホスト機器から印字データ等の信号が入力される。

Ｉ／Ｆ７２は、外部から入力される印字データをヘッドコントローラ部７３に送信し、印字データに含まれるコマンドデータや操作パネル部３８から入力される指示データをプリンタコントローラ部７０に送信する。

プリンタコントローラ部７０には、バス７１を介して、更に、ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM) ７４、ＲＯＭ(read only memory)７５が接続されている。

プリンタコントローラ部７０は、ＲＯＭ７５に格納されている制御プログラムを読出し、その読み出した制御プログラムにしたがい、受信するセンサ出力に応じて各部を制御する。

このプリンタコントローラ部７０には、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫ（以下、単にＹＭＣＫと記載）の現像器１４ごとのトナー濃度センサ４５（４５ｙ、４５ｍ、４５ｃ、４５ｋ）からセンサ出力信号が入力する。

プリンタコントローラ部７０は、通常のトナー濃度制御のタイミングにおいて、各トナー濃度センサ４５のセンサ出力信号がトナー補給閾値を超えるか否かを監視し、トナー補給閾値を超えたときは、ＹＭＣＫごとに対応するトナーホッパー２７のトナー補給装置７６（７６ｙ、７６ｍ、７６ｃ、７６ｋ）を駆動してトナーを現像装置９に補給し、現像器１４内の二成分現像剤のトナー濃度を一定に保つように制御する。

また、プリンタコントローラ部７０は、Ｉ／Ｆ７２を介して外部から受信した印字データに基づいて、一方では給紙部５の不図示のローラ回転系の駆動モータを制御して用紙を二次転写部２３まで搬送させる。

また、プリンタコントローラ部７０は、上記の印字データに基づいて、他方では、ＹＭＣＫごとの感光体ドラム駆動系を制御して感光体ドラム１０を回転駆動し、ヘッドコントローラ部７３を介しＹＭＣＫごとの光書込ヘッド１３（１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３ｋ）による上記感光体ドラム１０への光書き込みによる静電潜像の形成処理を制御する。

このとき、プリンタコントローラ部７０は、高圧ユニット７７を制御してＹＭＣＫごとの現像装置９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）の帯電ローラ１２、現像ローラ１５、一次転写ローラ２１へそれぞれ印加するバイアス電圧、及び光書込ヘッド１３に供給する駆動電力を、後述する濃度制御のタイミングであるときと、そのタイミングでないときとに分けて制御する。

また、プリンタコントローラ部７０は、ＹＭＣＫごとの現像器回転装置６６（６６ｙ、６６ｍ、６６ｃ、６６ｋ）を回転駆動して、現像器１４内の二成分現像剤を攪拌搬送すると共に、現像器回転装置６６のモータ６３を回転駆動した時間、又は回転数をＹＭＣＫごとに、ＥＥＰＲＯＭ７４の所定の記憶領域に記録する。

本例では、図１〜図４に示した構成において、図５に示した制御装置による制御により光書込ヘッド１３を発行駆動することなく、一時転写、帯電ローラ、現像ローラの駆動制御のみで有効なトナー吐き出しを行う処理を以下に説明する。

図６(a)は、上から、本例のモータ（不図示）の回転、一次転写ローラ２１のＤＣ電圧、帯電ローラ１２のＤＣ電圧、及びＡＣ電圧、光書込みヘッド１３の点灯駆動、現像ローラ１５のＤＣ電圧、及びＡＣ電圧の駆動タイミングチャートである。

図６(b)は、参考のために示す、上から、従来のモータ（不図示）の回転、一次転写ローラ２１のＤＣ電圧、帯電ローラ１２のＤＣ電圧、及びＡＣ電圧、光書込みヘッド１３の転動駆動、現像ローラ１５のＤＣ電圧、及びＡＣ電圧の駆動タイミングチャートである。

先ず、図６(b)に示す従来の制御方法から説明する。従来は、印刷終了動作の終了後にトナーを吐き出させるものである。先ず、図６(b)において、まず印刷終了時刻ｔ０の後、時刻ｔ１で一次転写ローラ２１のＤＣ電圧バイアスをオフすると共に光書込ヘッド１３を全点灯する。

これにより、ベタ印字用静電潜像が感光体ドラム１０上に形成される。この光書込ヘッド１３の全点灯（全てのＬＥＤを点灯）を時刻ｔ２でオフするが、その静電潜像部分が現像ローラ１５を通り過ぎる時刻ｔ４までＤＣ・ＡＣ重畳現像バイアスを印加してベタ現像した後に、そのベタ現像部が一次転写部を通り過ぎる時刻ｔ５でモータを停止する。なお、帯電ローラ１２のＤＣ・ＡＣ重畳電圧は、時刻ｔ４よりも前の時刻ｔ３まで継続してからオフしている。

これにより、現像ローラ１５から吐き出したトナーの一部を転写ベルト８へ転写させると共に、一部を感光体ドラム１０上に残すようにして、クリーニングブレード１１、２５への潤滑剤としてのトナーを供給しようとするものである。

図６(b)において、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間Ｘは、感光体ドラム１０の周面が光書込ヘッド１３から現像ローラ１５までの距離を走行する時間以上必要である。さらに時刻ｔ２から時刻ｔ５までの時間Ｙは、時間Ｘ以上必要になる。このような処理で、それなりに吐き出しトナーの効果は期待できる。

ところが、上記のように、トナー吐き出しのために光書込ヘッド１３を全点灯させることが必要になるため、光書込ヘッド１３の寿命が短くなるという問題がある。また、図４(a)に示したように、「光書込ヘッド幅＜現像ローラ幅＜クリーニングブレード幅」の関係があるため、光書込ヘッド１３を全点灯させてもトナーが現像されない部分が発生する。

このため、吐き出しトナーが無い部分（トナーが現像されない部分）で、クリーニングブレードの欠け等が生じることがあった。この問題は、光書込ヘッド１３の幅を広い構成とすれば解消できるが、光書込ヘッド１３の幅を広くするには、通常の印字処理に不要な部分にもＬＥＤ素子チップを設置する必要があり、相当なコストの上昇は避けられない。

そこで、発明者は、光書込ヘッド１３の幅を広く変更しないだけでなく、光書込ヘッド１３の全点灯さえ行わずに、劣化トナーの吐き出しを効率よく行って現像関連部材の中のクリーニングブレードに破損を生じさせることなく光書込ヘッドと共にそれらの寿命を長期化させる方法として、図６(a)の駆動タイミングチャートに示す制御方法を考えた。

前述したように、図６(a)は、上から、モータ（不図示）の回転、一次転写ローラ２１のＤＣ電圧、帯電ローラ１２のＤＣ電圧とＡＣ電圧、光書込みヘッド１３の点灯駆動、現像ローラ１５のＤＣ電圧とＡＣ電圧の駆動タイミングチャートである。

図６(a)において、時刻Ｔ０で光書込みヘッド１３の通常印字の点灯駆動がオフする。この時点で、図４に示す感光体ドラム１０上には、光書込みヘッド１３から現像ローラ１５までの間に通常印字の静電潜像が存在し、現像ローラ１５から一次転写ローラ２１までの間に通常印字の未転写トナー像が存在する。

図６(a)において、時刻Ｔ１で、上記光書込みヘッド１３の点灯駆動がオフした部分、つまり通常印字のトナー像の終端部が一次転写ローラ２１の位置まで移動する。この時点で、通常印字のトナー像の転写ベルト８への転写が終了する。ここで一次転写ローラ２１のＤＣ電圧バイアスがオフすると共に帯電ローラ１２のＤＣ電圧バイアスがオフする。

ただし帯電ローラ１２のＡＣ電圧バイアスは継続してオンし続ける。これにより、感光体ドラム１０上の残留電圧が急速に０Ｖに収束し、帯電ローラ１２のＡＣ電圧バイアスが継続する間、略０Ｖを安定して維持する。この感光体ドラム１０の電位０Ｖになった部分が現像ローラ１５の位置に達するまで、感光体ドラム１０に対するトナーの吐出は行われない。

そして、感光体ドラム１０の電位０Ｖの部分が現像ローラ１５の位置にくると、現像ローラ１５のＤＣ電圧バイアスとＡＣ電圧バイアスの印加が継続していることにより、現像ローラ１５から、０Ｖ電位の感光体ドラム１０の周面の全幅にわたって、トナーが吐き出される。

図６(a)において、時刻Ｔ２で、トナーの吐き出し開始位置が一次転写ローラ２１の位置に到達する。この時点で現像ローラ１５のＤＣ電圧バイアスとＡＣ電圧バイアスが共にオフとなってトナーの吐出が停止する。

トナーの吐出が停止した時刻Ｔ２では既に一次転写ローラ２１の転写バイアスはオフとなっているので、時刻Ｔ２から吐き出しトナーの部分が一次転写ローラ２１を通り過ぎる時刻Ｔ３までの時間Ｂの間、感光体ドラム１０上に吐き出されたトナーは、一部が物理付着で転写ベルト８上に移行し、移行しなかったトナーが感光体ドラム１０上に残留する。

吐き出しトナーが全て一次転写ローラ２１の位置を通過した時刻Ｔ３で、帯電ローラ１２のＡＣ電圧バイアスをオフすると共にモータの回転を停止する。これにより、所望の量と幅の吐き出しトナーが、一部が転写ベルト８上に、一部が感光体ドラム１０上に形成される。

転写ベルト８上と感光体ドラム１０上の吐き出しトナーは、次の印刷プロセスが開始されるときに、それぞれクリーニング ブレード１１及び２５に到達することで、潤滑剤として働くため、クリーニング ブレード１１及び２５に欠け等の不具合は発生しない。

以上説明したように、本発明は、光書込ヘッド１３の点灯時間で吐き出しトナーの量や幅を制御しようとするものではなく、感光体ドラム１０の電位を略０Ｖとした部分に、現像ローラへの電圧バイアス印加時間で吐き出しトナーの量を制御すると共に、感光体ドラム１０の全幅に吐き出しトナーのベタ印字状態を作り出すので、光書込ヘッド１３の点灯時間の短縮と、トナー吐き出し幅を広く形成することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]

感光体と、
該感光体の周面のトナーを除去する第１のクリーニングブレードと、
転写ベルトと、
前記感光体の周面に、重畳されたＤＣ帯電バイアスとＡＣ帯電バイアスを印加して、前記感光体の周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、
前記所定の電位に帯電された前記感光体の周面を通常印字の画像情報に基づき露光して前記感光体の周面に静電潜像を形成する露光部材と、
重畳して印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像部材と、
前記転写ベルトにＤＣ転写バイアスを印加して前記トナー像を前記感光体から前記転写ベルトに転写する転写部材と、
を備え、
前記露光部材が露光を停止し、前記転写部材が前記ＤＣ転写バイアスの印加を停止し、前記帯電部材がＤＣ帯電バイアスのみ印加を停止し、且つ、
前記帯電部材がＡＣ帯電バイアスの印加を継続し、前記現像部材への前記ＤＣ現像バイアスと前記ＡＣ現像バイアスの印加が継続する、
状態で、
前記感光体を回転させ、前記現像部材は前記感光体の有効周面にトナー像を吐出し、
該トナー像の先端が前記転写部材の位置に到達して後端が前記転写部材の位置を通過するまでの間に、一部が前記転写ベルトに物理的に付着し、一部が感光体の周面に残留すべく、前記ＤＣ現像バイアスと前記ＡＣ現像バイアスの印加の停止と、前記感光体の回転の停止を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
[付記２]

前記露光部材が露光を停止した時刻を時刻Ｔ０、前記転写部材が前記ＤＣ転写バイアスの印加を停止し且つ前記帯電部材がＤＣ帯電バイアスのみ印加を停止した時刻を時刻Ｔ１、前記トナー像の先端が前記転写部材の位置に到達した時刻を時刻Ｔ２、前記トナー像の後端が前記転写部材の位置を通過した時刻を時刻Ｔ３としたとき、前記現像部材に印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスは前記時刻Ｔ２で印加が停止され、前記帯電部材が前記感光体の周面に印加する前記ＡＣ帯電バイアスの印加と、前記全構成部材の回転部材を駆動するモータの回転は、前記時刻Ｔ３で停止する、
ことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記２]

前記転写ベルトの表面のトナーを除去する第２のクリーニングブレードを備え、前記全体構成部材が停止して後、通常印字が再開される際、前記転写ベルトに付着したトナーは前記第２のクリーニングブレードに対する潤滑剤として作用し、前記感光体の周面に残留したトナーは前記第１のクリーニングブレードに対する潤滑剤として作用する、
ことを特徴とする付記１または２に記載の画像形成装置。

本発明は、劣化トナーの吐き出しを効率よく行って現像器周りの部材の寿命を長期させる画像形成装置に利用することができる。

１ フルカラー画像形成装置
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーニングブレード
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 第１の攪拌搬送部材
１７ 第２の攪拌搬送部材
１８ 駆動ローラ
１９ 従動ローラ
２１ 一次転写ローラ
２３ 二次転写部
２４ ベルトクリーナ
２５ クリーニングブレード
２６ 廃トナー回収容器
２７（２７ｍ、２７ｃ、２７ｙ、２７ｋ） トナーホッパー
２９ 給紙カセット
３０ 用紙
３１ 用紙取出ローラ
３２ 給送ローラ
３３ 捌きローラ
３４ 待機搬送ローラ対
３５ 二次転写ローラ
３６ 拡散反射型濃度センサ
３７ 排紙トレー
３８ 操作パネル部
４１ 外壁フレーム
４１ａ、４１ｂ 現像ローラ支持部
４１ｃ 延出外壁フレーム
４２ 内部隔壁
４３ 現像槽
４３ａ 第１の現像槽
４３ｂ 第２の現像槽
４４ ドクターブレード
４５ トナー濃度センサ
４５ｙ Ｙトナー濃度センサ
４５ｍ Ｍトナー濃度センサ
４５ｃ Ｃトナー濃度センサ
４５ｋ Ｋトナー濃度センサ
４６ 検知面
４７ 回転軸
４７ａ 外端部
４８ 螺旋状フィン
４９ 回転軸
５１ 螺旋状フィン
５２ ブレード保持部
５３ 弾性体シート（ブレード）
５４ クリーニングブレード
５５ 回転軸
５６ ギア
５７ 第１の循環口
５８ トナー補給口
５９ 駆動中継ギア
６１ 外部係合ギア
６２ 駆動伝達ギア
６３ モータ
６４ 回転軸
６５ 駆動ギア
６６（６６ｙ、６６ｍ、６６ｃ、６６ｋ） 現像器回転装置
６７ 第２の循環口
７０ プリンタコントローラ部
７１ バス
７２ Ｉ／Ｆ（インターフェイス）
７３ ヘッドコントローラ部
７４ ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programmable ROM)
７５ ＲＯＭ(read only memory)
７６（７６ｙ、７６ｍ、７６ｃ、７６ｋ） トナー補給装置
７７ 高圧ユニット

Claims (6)

1. 感光体と、
   該感光体の周面のトナーを除去する第１のクリーニングブレードと、
   転写ベルトと、
   前記感光体の周面に、重畳されたＤＣ帯電バイアスとＡＣ帯電バイアスを印加して、前記感光体の周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、
   前記所定の電位に帯電された前記感光体の周面を通常印字の画像情報に基づき露光して前記感光体の周面に静電潜像を形成する露光部材と、
   重畳して印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像部材と、
   前記転写ベルトにＤＣ転写バイアスを印加して前記トナー像を前記感光体から前記転写ベルトに転写する転写部材と、
   を備え、
   前記露光部材が露光を停止し、前記転写部材が前記ＤＣ転写バイアスの印加を停止し、前記帯電部材がＤＣ帯電バイアスのみ印加を停止し、且つ、
   前記帯電部材がＡＣ帯電バイアスの印加を継続し、前記現像部材への前記ＤＣ現像バイアスと前記ＡＣ現像バイアスの印加が継続する、
   状態で、
   前記感光体を回転させ、前記現像部材は前記感光体の有効周面にトナー像を吐出し、
   該トナー像の先端が前記転写部材の位置に到達して後端が前記転写部材の位置を通過するまでの間に、一部が前記転写ベルトに物理的に付着し、一部が感光体の周面に残留すべく、前記トナー像の先端が前記転写部材の位置に到達した時刻で、前記現像部材に印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスの印加が停止され、前記トナー像の後端が前記転写部材の位置を通過した時刻で、前記帯電部材が前記感光体の周面に印加する前記ＡＣ帯電バイアスの印加と、前記感光体の回転は、停止する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記露光部材が露光を停止した時刻を時刻Ｔ０、前記転写部材が前記ＤＣ転写バイアスの印加を停止し且つ前記帯電部材がＤＣ帯電バイアスのみ印加を停止した時刻を時刻Ｔ１、前記トナー像の先端が前記転写部材の位置に到達した時刻を時刻Ｔ２、前記トナー像の後端が前記転写部材の位置を通過した時刻を時刻Ｔ３としたとき、前記現像部材に印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスは前記時刻Ｔ２で印加が停止され、前記帯電部材が前記感光体の周面に印加する前記ＡＣ帯電バイアスの印加と、全構成部材の回転部材を駆動するモータの回転は、前記時刻Ｔ３で停止する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記転写ベルトの表面のトナーを除去する第２のクリーニングブレードを備え、全構成部材が停止して後、通常印字が再開される際、前記転写ベルトに付着したトナーは前記第２のクリーニングブレードに対する潤滑剤として作用し、前記感光体の周面に残留したトナーは前記第１のクリーニングブレードに対する潤滑剤として作用する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 感光体と、該感光体の周面のトナーを除去する第１のクリーニングブレードと、転写ベルトと、前記感光体の周面に、重畳されたＤＣ帯電バイアスとＡＣ帯電バイアスを印加して、前記感光体の周面を所定の電位に帯電させる帯電部材と、前記所定の電位に帯電された前記感光体の周面を通常印字の画像情報に基づき露光して前記感光体の周面に静電潜像を形成する露光部材と、重畳して印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスにより前記静電潜像をトナー像として現像する現像部材と、前記転写ベルトにＤＣ転写バイアスを印加して前記トナー像を前記感光体から前記転写ベルトに転写する転写部材と、を備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記露光部材が露光を停止し、前記転写部材が前記ＤＣ転写バイアスの印加を停止し、前記帯電部材がＤＣ帯電バイアスのみ印加を停止し、且つ、
   前記帯電部材がＡＣ帯電バイアスの印加を継続し、前記現像部材への前記ＤＣ現像バイアスと前記ＡＣ現像バイアスの印加が継続する、
   状態で、
   前記感光体を回転させ、前記現像部材は前記感光体の有効周面にトナー像を吐出し、
   該トナー像の先端が前記転写部材の位置に到達して後端が前記転写部材の位置を通過するまでの間に、一部が前記転写ベルトに物理的に付着し、一部が感光体の周面に残留すべく、前記トナー像の先端が前記転写部材の位置に到達した時刻で、前記現像部材に印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスの印加が停止され、前記トナー像の後端が前記転写部材の位置を通過した時刻で、前記帯電部材が前記感光体の周面に印加する前記ＡＣ帯電バイアスの印加と、前記感光体の回転は、停止する、
   ことを特徴とする制御方法。
5. 前記露光部材が露光を停止した時刻を時刻Ｔ０、前記転写部材が前記ＤＣ転写バイアスの印加を停止し且つ前記帯電部材がＤＣ帯電バイアスのみ印加を停止した時刻を時刻Ｔ１、前記トナー像の先端が前記転写部材の位置に到達した時刻を時刻Ｔ２、前記トナー像の後端が前記転写部材の位置を通過した時刻を時刻Ｔ３としたとき、前記現像部材に印加されるＤＣ現像バイアスとＡＣ現像バイアスは前記時刻Ｔ２で印加が停止され、前記帯電部材が前記感光体の周面に印加する前記ＡＣ帯電バイアスの印加と、全構成部材の回転部材を駆動するモータの回転は、前記時刻Ｔ３で停止する、
   ことを特徴とする請求項４記載の制御方法。
6. 前記画像形成装置は、前記転写ベルトの表面のトナーを除去する第２のクリーニングブレードを備え、全構成部材が停止して後、通常印字が再開される際、前記転写ベルトに付着したトナーは前記第２のクリーニングブレードに対する潤滑剤として作用し、前記感光体の周面に残留したトナーは前記第１のクリーニングブレードに対する潤滑剤として作用する、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の制御方法。