JP7318454B2

JP7318454B2 - 画像形成装置及び画像形成方法

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Publication number: JP7318454B2
Application number: JP2019174396A
Authority: JP
Inventors: 秀剛光延
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2023-08-01
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: JP2021051208A

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、電子写真式のプリンタには、画像形成ユニット、ＬＥＤヘッド、転写ユニット、定着器等が配設され、前記画像形成ユニットに、感光体ドラム、帯電ローラ、現像器等が配設される。

この種のプリンタにおいては、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、現像器において静電潜像が現像ローラによって現像させられてトナー像が形成され、転写ユニットによってトナー像が用紙に転写され、定着器において定着させられて画像が形成され、印刷が行われる。

前記現像器は、画像形成ユニットのトナー貯蔵部に配設され、現像ローラ、供給ローラ、現像ブレード等から成り、トナーカートリッジからトナー貯蔵部に供給された現像剤としてのトナーは、供給ローラによって現像ローラに供給され、現像ブレードによって層厚が規制されて薄層化され、このとき、供給ローラ及び現像ブレードとの摩擦によって帯電させられる。

静電潜像を現像するのに使用されなかったトナーは、前記トナー貯蔵部に回収され、供給ローラによって現像ローラから掻き取られ、再び現像ローラに供給される。

ところで、印刷が継続して行われると、静電潜像を現像し、トナー像を形成するのに使用されなかったトナーは、トナー貯蔵部に回収された後、供給ローラ及び現像ブレードとの摩擦の繰り返しによって摩擦熱で溶融し、凝集して劣化するので、画像品位が低下してしまう。

そこで、トナーが劣化して廃棄条件が成立した場合に、廃棄処理を行い、劣化したトナーを廃棄するようにしたプリンタが提供されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１５－４８３７号公報

しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、廃棄処理を行うための特別な廃棄シーケンスを設ける必要があるので、廃棄処理が複雑になるだけでなく、印刷が開始されるまでの時間が長くなってしまう。

本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、劣化した現像剤を廃棄する廃棄処理を簡素化することができ、印刷が開始されるまでの時間を短くすることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の画像形成装置においては、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、前記像担持体を回転させる駆動部と、前記帯電装置に直流の０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を所定の時間回転させて停止させた後、像担持体の回転を開始してから所定の時間現像剤担持体に直流の０〔Ｖ〕の現像電圧を印加して現像剤の廃棄処理を行う廃棄処理部とを有する。
そして、該廃棄処理部は、印刷処理部による印刷処理が終了した後に、帯電装置に０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を前記所定の時間回転させる。
また、印刷処理が終了した後に像担持体が回転さらせれる前記所定の時間は、像担持体の回転に伴い、像担持体の帯電装置と対向する部分が現像剤担持体と対向する位置に到達するまでの時間である。

本発明によれば、画像形成装置においては、像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、前記像担持体を回転させる駆動部と、前記帯電装置に直流の０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を所定の時間回転させて停止させた後、像担持体の回転を開始してから所定の時間現像剤担持体に直流の０〔Ｖ〕の現像電圧を印加して現像剤の廃棄処理を行う廃棄処理部とを有する。
そして、該廃棄処理部は、印刷処理部による印刷処理が終了した後に、帯電装置に０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を前記所定の時間回転させる。
また、印刷処理が終了した後に像担持体が回転さらせれる前記所定の時間は、像担持体の回転に伴い、像担持体の帯電装置と対向する部分が現像剤担持体と対向する位置に到達するまでの時間である。

この場合、廃棄処理において、帯電装置に直流の０〔Ｖ〕の帯電電圧が印加され、像担持体が所定の時間回転させられて停止させられた後、像担持体の回転が開始されてから所定の時間現像剤担持体に直流の０〔Ｖ〕の現像電圧が印加されるので、廃棄処理を行うための特別な廃棄シーケンスを設ける必要がなく、廃棄処理を簡素化することができる。

また、印刷が開始される前に廃棄処理が行われるので、印刷が開始されるまでの時間を短くすることができる。

さらに、帯電装置に直流の０〔Ｖ〕の帯電電圧が印加されることによって像担持体の表面電位が０〔Ｖ〕にされるので、劣化した現像剤を像担持体に付着させるために像担持体を露光して像担持体の表面電位を０〔Ｖ〕にする必要がなくなる。

したがって、像担持体の寿命を長くすることができる。

本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの動作を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態における廃棄条件が成立しなかった場合の画像形成ユニットの動作を示すタイムチャートである。本発明の第１の実施の形態における廃棄条件が成立した場合の画像形成ユニットの動作を示すタイムチャートである。比較例における廃棄条件が成立した場合の画像形成ユニットの動作を示すフローチャートである。比較例における廃棄条件が成立した場合の画像形成ユニットの動作を示すタイムチャートである。本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの概略図である。

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。この場合、画像形成装置としての電子写真式のカラープリンタについて説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。

図において、１０はプリンタ、Ｃｓはプリンタ１０の筐体であり、該筐体Ｃｓの上部に操作パネルＰｎが、筐体Ｃｓの下部に媒体収容部としての給紙カセット１１が配設され、該給紙カセット１１のスタッカＳｔ１に媒体としての用紙Ｐが載置される。給紙カセット１１の前端に隣接させて、用紙Ｐを１枚ずつ分離させて給紙するための給紙機構１２が配設される。

該給紙機構１２は給紙ローラ１３及び図示されない分離装置から成り、給紙機構１２によって１枚ずつ分離させられて媒体搬送路Ｒｔ１に給紙された用紙Ｐは、搬送ローラ対１４に送られた後、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像を形成する画像形成部としての画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに供給される。

該各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは、プリンタ１０の本体、すなわち、装置本体Ｂｄに対して着脱自在に配設され、像担持体としての感光体ドラム３１等を備える。また、前記各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに対応させて、露光装置としてのＬＥＤヘッド２２が各感光体ドラム３１と対向させて配設される。

画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは、現像剤としてのトナーを収容する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ２９、該トナーカートリッジ２９の下方に形成され、トナーカートリッジ２９から供給されたトナーを貯蔵するトナー貯蔵部３０、前記感光体ドラム３１、該感光体ドラム３１の表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ３２、トナーを保持する現像剤担持体としての現像ローラ３３、前記トナー貯蔵部３０内のトナーを現像ローラ３３に供給する現像剤供給部材としての供給ローラ３４、現像ローラ３３上に供給されたトナーを均一に薄層化する現像剤層規制部材としての現像ブレード３５、感光体ドラム３１上のトナーを除去する第１のクリーニング部材３６等を備える。なお、前記現像ローラ３３、供給ローラ３４及び現像ブレード３５によって現像器が構成される。

本実施の形態において、トナーカートリッジ２９からトナー貯蔵部３０に供給されたトナーは、供給ローラ３４によって現像ローラ３３に供給され、現像ブレード３５によって層厚が規制されて現像ローラ３３上で薄層化され、このとき、トナーは供給ローラ３４及び現像ブレード３５との摩擦によって負の極性に帯電させられる。

前記感光体ドラム３１は、後述される画像形成用の駆動部としてのＩＤモータ（ドラムモータ）７６（図１）によって矢印方向に回転させられ、回転に伴って表面が、帯電ローラ３２によって一様に帯電させられ、ＬＥＤヘッド２２によって露光されて、表面に潜像としての静電潜像が形成される。該静電潜像に前記現像ローラ３３上のトナーが静電的に付着させられて、感光体ドラム３１上に現像剤像としてのトナー像が形成される。

また、感光体ドラム３１は、円筒型に加工された導電性支持体、及び導電性支持体上に感光層を塗布することによって形成された感光層部から成り、該感光層部は、導電性支持体側から順に、ブロッキング層、電荷発生層及び電荷輸送層を積層することによって形成される。

本実施の形態において、前記感光層部は、電荷輸送層の膜厚が約１８〔μｍ〕になるように塗布される（特開２００９－２８８６７２号公報参照。）。なお、膜厚の測定にはケツト科学研究所社製の渦電流膜厚計「ＬＨ－２００Ｊ」が使用される。

そして、前記各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの下方に転写ユニットｕが配設される。該転写ユニットｕは、第１のローラとしての駆動ローラｒ１、第２のローラとしての従動ローラｒ２、駆動ローラｒ１及び従動ローラｒ２によって走行自在に張設されたベルト部材としての転写ベルト１７、該転写ベルト１７を挟んで前記感光体ドラム３１と対向させて回転自在に配設された第１の転写部材としての転写ローラ２１及びクリーニング装置２５を備える。該クリーニング装置２５は、前記転写ベルト１７に付着したトナーを掻き取り、除去する第２のクリーニング部材２７、及び掻き取られたトナーを廃棄トナーとして収容する廃棄トナー収容室２８を備える。

ベルト走行用の駆動部としての図示されないベルトモータが駆動されると、駆動ローラｒ１が矢印方向に回転させられ、転写ベルト１７が矢印方向に走行させられる。

画像形成ユニット１６Ｂｋに供給された用紙Ｐは、転写ベルト１７の走行に伴って搬送され、各感光体ドラム３１と各転写ローラ２１との間を通過し、該各転写ローラ２１が、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて各感光体ドラム３１に形成されたブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色のトナー像を用紙Ｐに順次重ねて転写し、カラーのトナー像を形成する。トナー像が転写された後の感光体ドラム３１に残留したトナーは、前記第１のクリーニング部材３６によって掻き取られて除去され、廃棄トナーとして、廃棄現像剤回収室としての図示されない廃棄トナー回収室に回収される。

続いて、用紙Ｐは、定着装置としての定着器１８に送られ、該定着器１８において、内部に加熱部材としての図示されないハロゲンランプを備えた第１の定着部材としての加熱ローラ１９によって加熱され、第２の定着部材としての加圧ローラ２０によって加圧され、カラーのトナー像が定着させられ、カラーの画像が形成される。そして、定着器１８から排出された用紙Ｐは、排出ローラ対２４によって装置本体Ｂｄ外に排出され、筐体Ｃｓの頂部に形成されたスタッカＳｔ２に積載される。

本実施の形態において、前記各色のトナーは、ポリエステル樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤等によって形成され、外添剤（疎水性シリカ）が添加される。また、本実施の形態において、各色のトナーは、粉砕法によって形成され、粉砕形状を有し、平均粒径が８〔μｍ〕にされるが、重合法等の製法によって形成することもできる。

そして、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの着色剤として、有機系の顔料、例えば、カーボンブラック、ピグメントイエロー、ピグメントマゼンタ、ピグメントシアン等が使用されるが、混色させるためにある程度透明な顔料が使用される。

前記現像ローラ３３は、金属製のシャフト、及び該金属製のシャフトの外周に形成された弾性層から成る。該弾性層として、半導電性を有し、ゴム硬度が７０〔°〕（アスカーＣ）のウレタンゴムが使用される。

前記供給ローラ３４は、金属製のシャフト、及び該金属製のシャフトの外周に形成された発泡層から成る。該発泡層として、硬度が５０〔°〕（アスカーＦ）のシリコン発砲体が使用される。

次に、プリンタ１０の制御装置について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。

図において、１０はプリンタ、５０は制御部、５１は、情報入力装置としての、かつ、上位装置としてのホストコンピュータ、５２はインタフェース部、５５は記憶装置としてのメモリであり、該メモリ５５は、第１の記憶部としてのＲＯＭ５６、及び第２の記憶部としてのＲＡＭ５７を備える。

前記制御部５０は、図示されないＣＰＵ、入出力ポート、タイマ等を備え、ホストコンピュータ５１からインタフェース部５２を介して印刷ジョブを受信し、該印刷ジョブの印刷データ及び制御コマンドに基づいて用紙Ｐに画像を形成し、印刷を行う。

そのために、制御部５０は、ＲＯＭ５６に記録されたプログラムに基づいて各種の処理を行う。ＲＯＭ５６には、前記プログラムのほかに、後述される印刷デューティ比率閾値テーブル、各種の設定値等が記録される。また、ＲＡＭ５７には、前記印刷データに基づいて生成され、通常の印刷を行うための画像データのほかに、各種の制御用のデータが一時的に記録される。なお、ＲＡＭ５７は、前記ＣＰＵが演算を行う際にワーキングメモリとして使用される。

また、制御部５０は、廃棄条件成立判断処理部Ｐｒ１、廃棄処理部Ｐｒ２、プロセス制御処理部Ｐｒ３、印刷処理部Ｐｒ４等を備える。

前記廃棄条件成立判断処理部Ｐｒ１は、廃棄条件成立判断処理を行い、劣化したトナーを廃棄するための廃棄条件が成立したかどうかを判断する。

前記廃棄処理部Ｐｒ２は、廃棄処理を行い、劣化したトナーを廃棄する。そのために、廃棄処理部Ｐｒ２は、帯電ローラ３２（図２）に直流の０〔Ｖ〕の帯電電圧ＶＣを印加し、感光体ドラム３１を所定の時間τ２回転させて停止させた後、感光体ドラム３１の回転を開始してから所定の時間τ１現像ローラ３３に直流の０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加して、感光体ドラム３１に付着したトナーをクリーニング部材３６によって除去する。

前記プロセス制御処理部Ｐｒ３は、プロセス制御処理を行い、ＩＤモータ７６を駆動し、感光体ドラム３１、現像ローラ３３、供給ローラ３４等を回転させるとともに、帯電ローラ３２によって感光体ドラム３１を帯電させる。

前記印刷処理部Ｐｒ４は、印刷処理を行い、ＬＥＤヘッド２２を駆動し、感光体ドラム３１の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像してトナー像を形成し、該トナー像を用紙Ｐに転写する。

そして、図において、６１は、媒体搬送路Ｒｔ１を搬送される用紙Ｐを検出する図示されない媒体センサ、プリンタ１０の印刷環境である温度を検出する図示されない温度センサ、湿度を検出する図示されない湿度センサ等から成るセンサ類、Ｐｎは、プリンタ１０に操作者が指示を入力するためのスイッチ、キー等から成る操作部６３、及びプリンタ１０の状態を表示するためのＬＥＤ画面等から成る表示部６４を備えた、操作パネル、６７は、画像形成プロセスの制御を行うプロセス制御部である。

また、６８は、前記各現像ローラ３３にそれぞれ独立に、＋３０〔Ｖ〕以上、かつ、＋１５０〔Ｖ〕以下の現像電圧ＶＤ、又は０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤ、又は－３０〔Ｖ〕以上、かつ、－４００〔Ｖ〕以下の現像電圧ＶＤを印加する現像電圧制御部、７１は、前記各供給ローラ３４にそれぞれ独立に、０〔Ｖ〕の供給電圧ＶＳ、又は－５０〔Ｖ〕以上、かつ、－７００〔Ｖ〕以下の供給電圧ＶＳを印加する層形成・供給電圧制御部、７２は、前記各帯電ローラ３２にそれぞれ独立に、０〔Ｖ〕の帯電電圧ＶＣ、又は－７００〔Ｖ〕以上、かつ、－１５００〔Ｖ〕以下の帯電電圧ＶＣを印加する帯電電圧制御部、７３は、前記各転写ローラ２１にそれぞ独立に、＋１０００〔Ｖ〕以上、かつ、＋５０００〔Ｖ〕以下の転写電圧ＶＴを印加する転写電圧制御部、７４は、前記各ＬＥＤヘッド２２をそれぞれ独立に駆動し、感光体ドラム３１を露光する露光制御部、７５は、ＩＤモータ７６をそれぞれ独立に駆動し、感光体ドラム３１、現像ローラ３３及び供給ローラ３４を回転させるモータ制御部である。

本実施の形態において、前記現像電圧ＶＤ、供給電圧ＶＳ、帯電電圧ＶＣ及び転写電圧ＶＴはいずれも直流の電圧にされる。

前記感光体ドラム３１、現像ローラ３３及び供給ローラ３４の一方の端部には、図示されないギヤが配設され、該各ギヤが互いに噛合させられる。したがって、ＩＤモータ７６が駆動されると、ＩＤモータ７６の回転が感光体ドラム３１に伝達され、現像ローラ３３及び供給ローラ３４に伝達される。

ところで、プリンタ１０において印刷が継続して行われると、静電潜像を現像するのに使用されなかったトナーは、トナー貯蔵部３０に回収された後、供給ローラ３４及び現像ブレード３５との摩擦の繰り返しによって摩擦熱で溶融し、凝集して劣化するので、画像品位が低下してしまう。

そこで、本実施の形態においては、トナーが劣化して廃棄条件が成立した場合に、ホストコンピュータ５１から送信される印刷ジョブごとに廃棄処理部Ｐｒ２によって廃棄処理が行われ、所定の量の劣化したトナーが廃棄されるようになっている。

そのために、前記廃棄条件成立判断処理部Ｐｒ１は、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて、各印刷ジョブの印刷デューティ比率δ、並びに温度及び湿度の印刷環境を監視し、トナーが劣化して廃棄条件が成立したかどうかを判断し、廃棄条件が成立した場合に、廃棄処理部Ｐｒ２は、廃棄処理を行い、劣化したトナーを廃棄する。

次に、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの動作について説明する。なお、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの各動作は基本的に同じであるので、画像形成ユニット１６Ｂｋの動作について説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの動作を示すフローチャート、図４は本発明の第１の実施の形態における廃棄条件が成立しなかった場合の画像形成ユニットの動作を示すタイムチャート、図５は本発明の第１の実施の形態における廃棄条件が成立した場合の画像形成ユニットの動作を示すタイムチャートである。この場合、ＩＤモータ７６（図１）及びＬＥＤヘッド２２（図２）は、オンで駆動され、オフで停止させられ、帯電電圧ＶＣ及び供給電圧ＶＳはオンで負（－）の値になり、オフで０〔Ｖ〕になり、現像電圧ＶＤはオンで負（－）の値又は正（＋）の値になり、オフで０〔Ｖ〕になり、転写電圧ＶＴはオンで正（＋）の値になり、オフで０〔Ｖ〕になる。

まず、制御部５０は、ホストコンピュータ５１から送信された印刷ジョブを取得し、印刷ジョブの印刷デューティ比率δを算出する。

ところで、印刷ジョブの印刷デューティが低い場合、静電潜像を現像してトナー像を形成するために使用され、消費されるトナーの量が少ないので、トナー貯蔵部３０内のトナーは、供給ローラ３４及び現像ブレード３５との摩擦の繰り返しによって摩擦熱で溶融し、凝集して劣化する。

これに対して、印刷ジョブの印刷デューティが高い場合、静電潜像を現像してトナー像を形成するために使用され、消費されるトナーの量が多いので、トナー貯蔵部３０内のトナーは、供給ローラ３４及び現像ブレード３５との摩擦の繰り返しが少なく、劣化しない。

そこで、前記廃棄条件成立判断処理部Ｐｒ１は、印刷ジョブごとに、印刷データに基づいて印刷枚数Ｎ、及び印刷時に形成されるドット数Ｄｔを取得し、印刷枚数Ｎに対するドット数Ｄｔを印刷デューティ比率δ
δ＝Ｄｔ／Ｎ
として算出するとともに、センサ類６１によって検出された温度及び湿度を読み込み、ＲＯＭ５６の印刷デューティ比率閾値テーブルを参照し、温度及び湿度に対応する閾値δｔｈを読み出し、印刷デューティ比率δが閾値δｔｈ以下であるかどうかによって、廃棄条件が成立したかどうかを判断する。なお、閾値δｔｈを、温度及び湿度にかかわらず、あらかじめ設定された所定の値、例えば、３〔％〕に設定することができる。

廃棄条件が成立しなかった場合、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、図４に示されるように、タイミングｔ１で、ＩＤモータ７６を駆動し、感光体ドラム３１、現像ローラ３３、供給ローラ３４等を回転させるとともに、－１０００〔Ｖ〕の帯電電圧ＶＣを帯電ローラ３２に印加し、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。なお、タイミングｔ１で、一つ前の印刷ジョブについての印刷処理が終了しているので、感光体ドラム３１の表面電位は０〔Ｖ〕にされていて、帯電電圧ＶＣの印加に伴い、感光体ドラム３１が負の極性に帯電させられる。

また、前記プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ１で現像ローラ３３に＋１００〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加する。これにより、現像ローラ３３に、トナーの帯電極性と逆の極性、すなわち、正の極性の現像電圧ＶＤが印加されるので、負の極性に帯電させられたトナーは現像ローラ３３によって保持され、感光体ドラム３１に付着させられることはない。

ここで、感光体ドラム３１の外周面上の帯電ローラ３２と現像ローラ３３との間の距離を２３〔ｍｍ〕としたとき、タイミングｔ１からｔ２までの所定の時間τ１が経過する間に感光体ドラム３１は回転させられて外周面が２３〔ｍｍ〕移動する。なお、感光体ドラム３１の外周面が２３〔ｍｍ〕移動したときに、感光体ドラム３１の帯電ローラ３２と対向する部分が現像ローラ３３と対向する位置に到達するように、ＩＤモータ７６の回転速度及び感光体ドラム３１の回転速度が設定される。

続いて、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ２で、現像ローラ３３に－２００〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加し、供給ローラ３４に－３００〔Ｖ〕の供給電圧ＶＳを印加し、転写ローラ２１に＋２０００〔Ｖ〕の転写電圧ＶＴを印加する。

そして、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、現像ローラ３３及び供給ローラ３４をそれぞれ２周分回転させる。これにより、現像ローラ３３上のトナーが安定して帯電させられる。

続いて、前記印刷処理部Ｐｒ４は、タイミングｔ３で印刷処理を開始し、タイミングｔ４までの間に、ＲＡＭ５７から画像データを読み出し、該画像データに基づいてＬＥＤヘッド２２を駆動する。これにより、感光体ドラム３１が露光され、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。

このとき、現像ローラ３３に負の極性の現像電圧ＶＤが、供給ローラ３４に負の極性の供給電圧ＶＳが印加されるので、トナーは、タイミングｔ４からｔ５までの間に、供給ローラ３４によって現像ローラ３３に付着させられ、現像ローラ３３から感光体ドラム３１に付着させられ、トナー像を形成する。また、転写ローラ２１に正の極性の転写電圧ＶＴが印加されているので、感光体ドラム３１のトナー像は用紙Ｐに転写させられる。

そして、前記印刷処理部Ｐｒ４は、タイミングｔ５で、転写ローラ２１への転写電圧ＶＴの印加を停止させ、印刷処理を終了する。

続いて、前記プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ６で、帯電ローラ３２への帯電電圧ＶＣの印加を停止させる。これにより、感光体ドラム３１の表面電位は０〔Ｖ〕になる。

また、前記プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ７で、ＩＤモータ７６を停止させて感光体ドラム３１、現像ローラ３３、供給ローラ３４等を停止させるとともに、現像ローラ３３への現像電圧ＶＤの印加、及び供給ローラ３４への供給電圧ＶＳの印加を停止させる。

なお、タイミングｔ６からｔ７までの前記所定の時間τ２は前記所定の時間τ１と等しくされる。したがって、帯電ローラ３２に印加される帯電電圧ＶＣが０〔Ｖ〕にされる間、感光体ドラム３１は回転させられて外周面が２３〔ｍｍ〕移動し、感光体ドラム３１の帯電ローラ３２と対向する部分が現像ローラ３３と対向する位置に到達する。

一方、廃棄条件が成立した場合、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、図５に示されるように、タイミングｔ１で、ＩＤモータ７６を駆動し、感光体ドラム３１、現像ローラ３３、供給ローラ３４等を回転させるとともに、帯電ローラ３２に－１０００〔Ｖ〕の帯電電圧ＶＣを印加し、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。なお、タイミングｔ１で、一つ前の印刷ジョブについての印刷処理が終了しているので、感光体ドラム３１の表面電位は０〔Ｖ〕にされていて、帯電電圧ＶＣの印加に伴い、感光体ドラム３１が負の極性に帯電させられる。

そして、前記廃棄処理部Ｐｒ２は、タイミングｔ１で廃棄処理を開始し、タイミングｔ２までの間に、現像ローラ３３に０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加する。

このとき、感光体ドラム３１の表面電位は０〔Ｖ〕であるので、現像ローラ３３上で負の極性に帯電させられたトナーには静電気力が働かず、ファンデルワールス力によって、現像ローラ３３上の所定の量のトナー、本実施の形態においては、現像ローラ３３上のトナーのほぼ５０〔％〕の量のトナーが感光体ドラム３１に付着させられる。ファンデルワールス力によって感光体ドラム３１に付着させられるトナーの量は、現像ローラ３３及び感光体ドラム３１の表面の粗度によって異なるが、ほぼ５０〔％〕の量になることが知られている。

感光体ドラム３１に付着させられたトナーは、感光体ドラム３１の回転に伴って、第１のクリーニング部材３６によって掻き取られ、除去される。したがって、劣化したトナーを廃棄することができる。

なお、劣化したトナーを廃棄するために、感光体ドラム３１に付着させられたトナーを、転写ベルト１７に転写し、第２のクリーニング部材２７によって掻き取ることによって廃棄トナーとして廃棄トナー収容室２８に収容するようにすることもできる。また、感光体ドラム３１に付着させられたトナーを、第１のクリーニング部材３６によって掻き取り、除去するとともに、転写ベルト１７に転写し、第２のクリーニング部材２７によって掻き取ることによって、廃棄トナーとして廃棄トナー収容室２８に収容するようにすることもできる。

そして、現像ローラ３３に０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤが印加されるタイミングｔ１からｔ２までの所定の時間τ１が経過する間、感光体ドラム３１は回転させられて外周面が２３〔ｍｍ〕移動し、感光体ドラム３１の帯電ローラ３２と対向する部分が現像ローラ３３と対向する位置に到達する。

なお、廃棄処理部Ｐｒ２は、現像ローラ３３に負の極性の、例えば、－３０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加することによって、劣化したトナーの廃棄量を多くしたり、現像ローラ３３に正の極性の、例えば、＋３０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加することによって、劣化したトナーの廃棄量を少なくしたりすることができる。劣化したトナーの廃棄量を多くすると、感光体ドラム３１に付着させられるトナーの量が多くなり、第１のクリーニング部材３６によるクリーニング不良等が発生する可能性がある。したがって、現像ローラ３３に０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加するのが好ましい。

続いて、印刷処理部Ｐｒ４は、タイミングｔ３で印刷処理を開始し、タイミングｔ４までの間に、ＲＡＭ５７から画像データを読み出し、該画像データに基づいてＬＥＤヘッド２２を駆動する。これにより、感光体ドラム３１が露光され、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。

そして、印刷処理部Ｐｒ４は、タイミングｔ５で、転写ローラ２１への転写電圧ＶＴの印加を停止させ、印刷処理を終了する。

続いて、廃棄処理部Ｐｒ２は、タイミングｔ６で帯電ローラ３２への帯電電圧ＶＣの印加を停止させ、帯電ローラ３２に印加される帯電電圧ＶＣを０〔Ｖ〕にする。これにより、感光体ドラム３１の表面電位が０〔Ｖ〕になる。

なお、タイミングｔ６からｔ７までの所定の時間τ２は前記所定の時間τ１と等しくされる。したがって、帯電ローラ３２に印加される帯電電圧ＶＣが０〔Ｖ〕にされる間、感光体ドラム３１は回転させられて外周面が２３〔ｍｍ〕移動し、感光体ドラム３１の帯電ローラ３２と対向する部分が現像ローラ３３と対向する位置に到達する。

また、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ７で、ＩＤモータ７６を停止させて感光体ドラム３１、現像ローラ３３、供給ローラ３４等を停止させるとともに、現像ローラ３３への現像電圧ＶＤの印加、及び供給ローラ３４への供給電圧ＶＳの印加を停止させる。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１制御部５０は印刷ジョブを取得する。
ステップＳ２廃棄条件成立判断処理部Ｐｒ１は廃棄条件が成立したかどうかを判断する。廃棄条件が成立した場合はステップＳ３に進み、廃棄条件が成立しなかった場合はステップＳ４に進む。
ステップＳ３廃棄処理部Ｐｒ２は現像ローラ３３に０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加する。
ステップＳ４プロセス制御処理部Ｐｒ３は現像ローラ３３に＋１００〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加する。
ステップＳ５印刷処理部Ｐｒ４は印刷処理を行い、処理を終了する。

このように、本実施の形態においては、廃棄処理部Ｐｒ２が廃棄処理を行うことによって、帯電ローラ３２に０〔Ｖ〕の帯電電圧ＶＣが印加され、感光体ドラム３１が所定の時間τ２回転させられて停止させられた後、前記感光体ドラム３１の回転が開始されてから所定の時間τ１、０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤが印加されて、感光体ドラム３１に付着したトナーが第１のクリーニング部材３６によって除去されるので、廃棄処理を行うための特別な廃棄シーケンスを設ける必要がなく、廃棄処理を簡素化することができる。

また、印刷を開始する前に廃棄処理を行うことができるので、印刷が開始されるまでの時間を短くすることができる。

さらに、帯電ローラ３２に０〔Ｖ〕の帯電電圧ＶＣが印加されることによって感光体ドラム３１の表面電位が０〔Ｖ〕にされるので、劣化したトナーを感光体ドラム３１に付着させるために感光体ドラム３１を露光して感光体ドラム３１の表面電位を０〔Ｖ〕にする必要がなくなる。

したがって、感光体ドラム３１の寿命を長くすることができる。

次に、プリンタ１０の比較例について説明する。

図６は比較例における画像形成ユニットの動作を示すフローチャート、図７は比較例における廃棄条件が成立した場合の画像形成ユニットの動作を示すタイムチャートである。なお、この場合、ＩＤモータ７６（図１）及びＬＥＤヘッド２２（図２）は、オンで駆動され、オフで停止させられ、帯電電圧ＶＣ及び供給電圧ＶＳはオンで負（－）の値になり、オフで０〔Ｖ〕になり、現像電圧ＶＤはオンで負（－）の値又は正（＋）の値になり、オフで０〔Ｖ〕になり、転写電圧ＶＴはオンで正（＋）の値になり、オフで０〔Ｖ〕になる。

まず、制御部５０の廃棄条件成立判断処理部Ｐｒ１は、ホストコンピュータ５１から送信された印刷ジョブを取得し、印刷ジョブの印刷デューティ比率δを算出するとともに、センサ類６１によって検出された温度及び湿度を読み込み、ＲＯＭ５６の印刷デューティ比率閾値テーブルを参照し、温度及び湿度に対応する閾値δｔｈを読み出し、印刷デューティ比率δが閾値δｔｈ以下であるかどうかによって、廃棄条件が成立したかどうかを判断する。

廃棄条件が成立した場合、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、図７に示されるように、タイミングｔ１１で、ＩＤモータ７６を駆動し、感光体ドラム３１、現像ローラ３３、供給ローラ３４等を回転させるとともに、帯電ローラ３２に－１０００〔Ｖ〕の帯電電圧ＶＣを印加し、感光体ドラム３１の表面を帯電させる。なお、タイミングｔ１１で、一つ前の印刷ジョブの印刷処理が終了しているので、感光体ドラム３１の表面電位は０〔Ｖ〕にされていて、帯電電圧ＶＣの印加に伴い、感光体ドラム３１が負の極性に帯電させられる。

また、前記プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ１１で、現像ローラ３３に＋１００〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加する。これにより、現像ローラ３３に正の極性の現像電圧ＶＤが印加されるので、負の極性に帯電させられたトナーは、現像ローラ３３によって保持され、感光体ドラム３１に付着させられることはない。

続いて、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ１２で、現像ローラ３３に－２００〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤを印加し、供給ローラ３４に－３００〔Ｖ〕の供給電圧ＶＳを印加する。

次に、前記廃棄処理部Ｐｒ２は、廃棄処理を行い、タイミングｔ１３からｔ１４までの間に、ＬＥＤヘッド２２を駆動し、ＬＥＤヘッド２２のすべてのＬＥＤを点灯する。これにより、感光体ドラム３１の全体が露光され、感光体ドラム３１の表面にベタの静電潜像が形成される。これに伴い、現像ローラ３３上のトナーは感光体ドラム３１にベタに付着させられるが、タイミングｔ１３からｔ１４までの間、転写ローラ２１に転写電圧ＶＴが印加されていないので、感光体ドラム３１に付着させられたトナーは、用紙Ｐに転写されることなく、感光体ドラム３１の回転に伴って、第１のクリーニング部材３６によって掻き取られ、除去される。このようにして、劣化したトナーが廃棄される。

続いて、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ１４からｔ１５までの間に、現像ローラ３３及び供給ローラ３４をそれぞれ２周分回転させる。これにより、現像ローラ３３上のトナーが安定して帯電させられる。

次に、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、転写電圧制御部７３によって転写ローラ２１に＋２０００〔Ｖ〕の転写電圧ＶＴを印加する。

続いて、前記印刷処理部Ｐｒ４は、タイミングｔ１５で印刷処理を開始し、タイミングｔ１６までの間に、ＲＡＭ５７から画像データを読み出し、該画像データに基づいてＬＥＤヘッド２２を駆動する。これにより、感光体ドラム３１が露光され、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。

このとき、現像ローラ３３に負の極性の現像電圧ＶＤが、供給ローラ３４に負の極性の供給電圧ＶＳが印加されるので、トナーは、タイミングｔ１６からｔ１７までの間、供給ローラ３４によって現像ローラ３３に付着させられ、現像ローラ３３から感光体ドラム３１に付着させられ、トナー像を形成する。また、転写ローラ２１に正の極性の転写電圧ＶＴが印加されるので、感光体ドラム３１のトナー像は用紙Ｐに転写させられる。

そして、印刷処理部Ｐｒ４は、タイミングｔ１７で、転写ローラ２１への転写電圧ＶＴの印加を停止させ、印刷処理を終了する。

続いて、プロセス制御処理部Ｐｒ３は、タイミングｔ１８で、ＩＤモータ７６を停止させて感光体ドラム３１、現像ローラ３３、供給ローラ３４等を停止させるとともに、帯電ローラ３２への帯電電圧ＶＣの印加、現像ローラ３３への現像電圧ＶＤの印加、及び供給ローラ３４への供給電圧ＶＳの印加を停止させる。これにより、感光体ドラム３１の表面電位は０〔Ｖ〕になる。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１制御部５０は印刷ジョブを取得する。
ステップＳ１２廃棄条件成立判断処理部Ｐｒ１は廃棄条件が成立したかどうかを判断する。廃棄条件が成立した場合はステップＳ１３に進み、廃棄条件が成立しなかった場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３廃棄処理部Ｐｒ２は廃棄処理を行う。
ステップＳ１４印刷処理部Ｐｒ４は印刷処理を行い、処理を終了する。

比較例においては、図７に示されるように、劣化したトナーを廃棄するために、タイミングｔ１３からｔ１４までの間にＬＥＤヘッド２２が駆動され、タイミングｔ１４からｔ１５までの間に、感光体ドラム３１に付着させられたトナーが廃棄されるので、廃棄処理を行うための特別な廃棄シーケンスを設ける必要があり、廃棄処理が複雑になるとともに、印刷が開始されるまでの時間が長くなってしまう。

これに対して、本実施の形態においては、図５に示されるように、タイミングｔ１からｔ２までの間に、現像ローラ３３に０〔Ｖ〕の現像電圧ＶＤが印加されることによって感光体ドラム３１にトナーが付着させられ、感光体ドラム３１に付着させられたトナーが廃棄されるので、廃棄処理を行うための特別な廃棄シーケンスを設ける必要がなく、廃棄処理を簡素化することができるとともに、印刷が開始されるまでの時間を短くすることができる。

比較例においては、感光体ドラム３１の外周面上の帯電ローラ３２と現像ローラ３３との間の距離を２３〔ｍｍ〕とし、帯電ローラ３２及び現像ローラ３３の外径を１３〔ｍｍ〕としたとき、タイミングｔ１３からｔ１４までの間に感光体ドラム３１を露光し、タイミングｔ１４からｔ１５までの間に、現像ローラ３３及び供給ローラ３４をそれぞれ２周分回転させる必要があるので、タイミングｔ１３からｔ１５までの間の感光体ドラム３１の外周の移動量Ｌ〔ｍｍ〕は、
Ｌ＝２３＋（１３π＋１３π）×２
≒２３＋１６３
≒１８６〔ｍｍ〕
になる。また、感光体ドラム３１の周速を１８０〔ｍｍ／ｓ〕としたとき、タイミングｔ１３からｔ１５までの所定の時間τ３は、
τ３＝１８６／１８０
≒１．０３〔ｓ〕
になる。

すなわち、本実施の形態においては、印刷を開始するまでの時間を１．０３〔ｓ〕短くすることができる。

本実施の形態においては、各色のトナー像が用紙Ｐに直接転写される直接転写方式のプリンタ１０について説明しているが、本発明を、各色のトナー像を中間転写ベルトに転写して中間転写ベルトにカラーのトナー像を形成し、用紙に転写するようにした中間転写方式のプリンタに適用することができる。

次に、中間転写方式で印刷を行うようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図８は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの概略図である。

図において、１０は画像形成装置としてのプリンタ、１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像を形成する画像形成部としての画像形成ユニット、ｕ１は転写ユニットである。

該転写ユニットｕ１は、第１のローラとしての駆動ローラＲ１、第２のローラとしての従動ローラＲ２、第３のローラとしてのバックアップローラＲ３、駆動ローラＲ１、従動ローラＲ２及びバックアップローラＲ３によって走行自在に張設された中間転写部材としての中間転写ベルト８１、該中間転写ベルト８１を挟んで像担持体としての感光体ドラム３１と対向させて回転自在に配設された第１の転写部材としての転写ローラ２１、前記中間転写ベルト８１を挟んでバックアップローラＲ３と対向させて回転自在に配設された第２の転写部材としての二次転写ローラＲ４等を備える。

各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて感光体ドラム３１上に形成された各色の現像剤像としてのトナー像が、中間転写ベルト８１の走行に伴って順次重ねて中間転写ベルト８１に転写され、カラーのトナー像が形成され、図示されない媒体としての用紙に転写される。

この場合、廃棄処理において、転写ローラ２１に印加される転写電圧ＶＴは０〔Ｖ〕にされ、二次転写ローラＲ４は中間転写ベルト８１から離間させられる。そして、感光体ドラム３１に付着させられたトナーは、感光体ドラム３１の回転に伴って、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに配設された図示されない第１のクリーニング部材によって掻き取られ、除去される。したがって、劣化したトナーを廃棄することができる。

なお、感光体ドラム３１に付着させられたトナーを、中間転写ベルト８１に転写し、中間転写ベルト８１と対向させて配設された図示されない第２のクリーニング部材によって掻き取ることにより、廃棄トナーとして図示されない廃棄トナー収容室に収容するようにすることもできる。また、感光体ドラム３１に付着させられたトナーを、前記第１のクリーニング部材によって掻き取り、除去するとともに、中間転写ベルト８１に転写し、第２のクリーニング部材によって掻き取ることにより、廃棄トナーとして前記廃棄トナー収容室に収容するようにすることもできる。

前記各実施の形態においては、廃棄処理部Ｐｒ２が、廃棄処理を行うに当たり、タイミングｔ６からｔ７までの間、帯電ローラ３２に０〔Ｖ〕の直流の帯電電圧ＶＣを印加し、タイミングｔ１からｔ２までの間、現像ローラ３３に０〔Ｖ〕の直流の現像電圧ＶＤを印加するようになっているが、帯電電圧ＶＣ及び現像電圧ＶＤのうちの少なくとも一方を、０〔Ｖ〕の直流の電圧成分に交流の電圧成分を重畳して発生させることもできる。その場合、交流成分の振幅及び周波数は任意に設定される。

前記各実施の形態においては、プリンタ１０について説明しているが、本発明を複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に適用することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１０プリンタ
２２ＬＥＤヘッド
３１感光体ドラム
３２帯電ローラ
３３現像ローラ
７６ＩＤモータ
Ｐｒ２廃棄処理部

Claims

（ａ）像担持体と、
（ｂ）該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
（ｃ）前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、
（ｄ）前記像担持体を回転させる駆動部と、
（ｅ）前記帯電装置に直流の０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を所定の時間回転させて停止させた後、像担持体の回転を開始してから所定の時間現像剤担持体に直流の０〔Ｖ〕の現像電圧を印加して現像剤の廃棄処理を行う廃棄処理部とを有するとともに、
（ｆ）該廃棄処理部は、印刷処理部による印刷処理が終了した後に、帯電装置に０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を前記所定の時間回転させ、
（ｇ）印刷処理が終了した後に像担持体が回転さらせれる前記所定の時間は、像担持体の回転に伴い、像担持体の帯電装置と対向する部分が現像剤担持体と対向する位置に到達するまでの時間であることを特徴とする画像形成装置。
前記廃棄処理部は、印刷処理部による印刷処理が開始される前に、現像剤担持体に０〔Ｖ〕の現像電圧を印加し、像担持体を、印刷処理部による印刷処理が終了した後と同じ前記所定の時間回転させ、像担持体に付着した現像剤をクリーニング部材によって除去する請求項１に記載の画像形成装置。
印刷処理が開始される前に像担持体が回転さらせれる前記所定の時間は、像担持体の回転に伴い、像担持体の帯電装置と対向する部分が現像剤担持体と対向する位置に到達するまでの時間である請求項２に記載の画像形成装置。
前記廃棄処理部は、像担持体に付着した現像剤をクリーニング部材によって除去する請求項１に記載の画像形成装置。
（ａ）像担持体と、
（ｂ）該像担持体の表面を帯電させる帯電装置と、
（ｃ）前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体と、
（ｄ）前記像担持体を回転させる駆動部と、
（ｅ）前記帯電装置に直流の０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を所定の時間回転させて停止させた後、像担持体の回転を開始してから所定の時間現像剤担持体に直流の０〔Ｖ〕の現像電圧を印加して現像剤の廃棄処理を行う廃棄処理部とを有するとともに、
（ｆ）劣化した現像剤を廃棄するための廃棄条件が成立した場合、前記廃棄処理部が廃棄処理を行い、
（ｇ）廃棄条件が成立しなかった場合、帯電装置に０〔Ｖ〕の帯電電圧が印加され、像担持体が所定の時間回転させられた後、現像剤担持体に、現像剤の帯電極性と逆の極性の現像電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置。
像担持体、該像担持体の表面を帯電させる帯電装置、前記像担持体に現像剤を付着させる現像剤担持体、及び前記像担持体を回転させる駆動部を有する画像形成装置の画像形成方法において、
（ａ）前記帯電装置に直流の０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を所定の時間回転させて停止させた後、像担持体の回転を開始してから所定の時間現像剤担持体に直流の０〔Ｖ〕の現像電圧を印加して現像剤の廃棄処理を行うとともに、
（ｂ）該廃棄処理において、印刷処理部による印刷処理が終了した後に、帯電装置に０〔Ｖ〕の帯電電圧を印加し、像担持体を前記所定の時間回転させ、
（ｃ）印刷処理が終了した後に像担持体が回転さらせれる前記所定の時間は、像担持体の回転に伴い、像担持体の帯電装置と対向する部分が現像剤担持体と対向する位置に到達するまでの時間であることを特徴とする画像形成方法。