(57)【要約】【課題】  中間転写体から高い電荷量を持つトナーを逆転写させたような場合でも、感光ドラムのクリーニング不良を抑制或いは防止できる画像形成装置が要望される。【解決手段】  中間転写ベルトに残留した残現像剤を回収し一時的に保持する保持装置と、感光ドラム上に担持されたトナーを除去するクリーニング部材と、を備え、前記保持装置が保持するトナーを、中間転写ベルトに移動させ吐き出すことが可能な画像形成装置において、中間転写ベルトから逆転写されたトナーがクリーニング部材に供給される前に、クリーニング部材に現像ローラからのトナーを供給する画像形成装置。【選択図】  図６
2020003718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記現像剤担持体からの現像剤が現像される像担持体と、
中間転写体と、
前記像担持体上で現像された現像剤像を前記中間転写体に転写する為の転写バイアスを印加する転写部材と、
前記中間転写体に転写された現像剤像が記録材に転写された後に、前記中間転写体に残留した残現像剤を回収し一時的に保持する保持装置と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体に担持された現像剤を除去するクリーニング部材と、を備え、
前記保持装置が保持する第１の現像剤を、前記中間転写体に移動させ、前記中間転写体から前記像担持体に逆転写させる動作が実行可能な画像形成装置において、
前記逆転写された現像剤が前記クリーニング部材に供給される前に、前記クリーニング部材に前記現像剤担持体からの現像剤が供給されるよう、前記現像剤担持体は前記像担持体に第２の現像剤を供給することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の現像剤が前記転写部材と前記中間転写体とで形成される転写部を通過する際に、前記転写部材は、バイアスを印加しない、或いは現像剤の正規の帯電極性と同極性のバイアス又は逆極性のバイアスが印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記保持装置から前記中間転写体に移動した現像剤が前記転写部に到達する前に、前記第２の現像剤が前記転写部を通過し、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又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記保持装置は、帯電部材を備え、
前記帯電部材は、静電潜像の現像を行う際の現像剤の帯電極性とは逆極性のバイアス印加で、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乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電部材は、負バイアスと正バイアスとを交互に印加し、前記保持装置に保持した現像剤を前記中間転写体に吐き出すことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記帯電部材は、印加するバイアスの増減を交互に行いながらバイアスを印加し、更に前記増減の幅を徐々に大きくすることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
環境センサをさらに備え、
前記環境センサが検知した温度が所定の温度以下に対応する場合に、前記帯電部材は、印加するバイアスの増減を交互に行いながらバイアスを印加し、更に前記増減の幅を徐々に大きくすることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記逆転写された現像剤が前記クリーニング部材により除去された後に、前記現像剤担持体は、再度、前記像担持体は第３の現像剤を供給し、前記第２の現像剤が前記転写部材と前記中間転写体とで形成される転写部を通過する際に、前記転写部材は前記転写バイアスとは逆のバイアスを印加することを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
外添粒子が添加された現像剤を担持する第２の現像剤担持体と、
前記第２の現像剤担持体からの現像剤が現像される第２の像担持体と、
前記第２の像担持体上で現像された現像剤像を前記中間転写体に転写する為の転写バイアスを印加する第２の転写部材と、
前記第２の像担持体に接触し、前記第２の像担持体に担持された現像剤を除去する第２のクリーニング部材と、を備え、
前記第２の転写部材により逆転写された現像剤が前記第２のクリーニング部材に供給される前に、前記第２のクリーニング部材に前記第２の現像剤担持体からの現像剤が供給されるよう、前記第２の現像剤担持体は前記第２の像担持体に第４の現像剤を供給することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第４の現像剤が前記第２の転写部材と前記中間転写体とで形成される第２の転写部を通過する際に、前記第２の転写部材は、バイアスを印加しない、或いは現像剤の正規の帯電極性と同極性のバイアス又は逆極性のバイアスを印加し、その後に、前記第２の転写部材は前記現像剤の正規の帯電極性と同極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第２のクリーニング部材は、前記第１のクリーニング部材よりも下流に配置され、前記第４の現像剤の量は、前記第２の現像剤の量よりも少ないことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第２の現像剤の一部が、前記第２の転写部材と前記中間転写体とで形成される第２の転写部に到達するタイミングと、前記第４の現像剤が前記第２の転写部に到達するタイミングとは異なることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記クリーニング部材が前記像担持体に接触する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１乃至１２の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写体に転写し、その後そのトナー像を転写材に転写する中間転写方式を採用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
この画像形成装置は、像担持体としての感光ドラムに形成した静電潜像に、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。そしてこのとき、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）を、中間転写体上から除去する必要がある。
【０００４】
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。
【０００５】
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）を均一に散らし、且つ、均一な帯電を行うことで画像不良を防ぐ回収方式として、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、上流側に配置される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次回収及び帯電を行い、下流に配置されるローラ部材でブラシ部材を通過した２次転写残トナーを帯電させる。
【０００６】
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、ブラシ部材及びローラに正負の電圧を交互に印加することでブラシ部材に溜まった一次回収トナーを中間転写体上に吐き出す。中間転写体上に吐き出されたトナーは、１次転写工程で感光ドラムに逆転写され回収される。また、一連の連続プリント枚数が多い場合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為に一旦プリントを中断し、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い、１次転写工程で感光ドラムに逆転写させ回収を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５０１６７号公報
【特許文献２】特開２００９−２０５０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、画像上縦スジが発生してしまう場合があった。
【０００９】
この現象は、中間転写体から感光ドラムに逆転写させたトナーの電荷量が通常より大きいために発生する。感光ドラムのクリーニングブレードエッジ部にはトナーから感光ドラムに移行したトナー外添剤（トナー粒子に対し補助粒子として添加されている外添粒子）の層が形成されており、クリーニングするためのバリアの役割をしている（以下阻止層と呼ぶ）。しかし阻止層に突入してくるトナーの電荷量が通常よりも大きいと、突入してきたトナーの感光ドラムとの付着力が大きいため、そのトナーによる阻止層破壊が発生し、その部分からクリーニング不良（トナーのすり抜け）が発生する。このため画像上に縦スジが発生してしまっていた。特に逆転写されるトナー量が多い場合には、この問題が顕著である。また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ない現象は、電荷量が通常よりもそれほど高くなくとも大量のトナーがクリーニングブレードに突入してきた場合にも発生し得る。
【００１０】
即ち、中間転写体から吐き出したトナーを逆転写させたような場合でも、感光ドラムのクリーニング不良を抑制或いは防止できる画像形成装置が要望される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、
前記現像剤担持体からの現像剤が現像される像担持体と、
中間転写体と、
前記像担持体上で現像された現像剤像を前記中間転写体に転写する為の転写バイアスを印加する転写部材と、
前記中間転写体に転写された現像剤像が記録材に転写された後に、前記中間転写体に残留した残現像剤を回収し一時的に保持する保持装置と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体に担持された現像剤を除去するクリーニング部材と、を備え、
前記保持装置が保持する第１の現像剤を、前記中間転写体に移動させ、前記中間転写体から前記像担持体に逆転写させる動作が実行可能な画像形成装置において、
前記逆転写された現像剤が前記クリーニング部材に供給される前に、前記クリーニング部材に前記現像剤担持体からの現像剤が供給されるよう、前記現像剤担持体は前記像担持体に第２の現像剤を供給することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中間転写体から吐き出したトナーを逆転写させたような場合でも、感光ドラムのクリーニング不良を抑制、或いは防止できる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例に係る画像形成装置の断面図
【図２】実施例におけるプロセスカートリッジの断面図
【図３】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断面図
【図４】実施例における画像形成装置の電源構成を示すブロック図
【図５】実施例における制御ブロック図
【図６】実施例１、比較例１及び比較例２での第１の画像形成部における吐き出し工程のタイミングチャート
【図７】実施例１におけるトナー帯電ブラシ１１、１次転写ローラ８Ｙ、現像ローラ１７Ｙのバイアス印加タイミングに係る説明を行う為の画像形成装置の断面図
【図８】実施例１、比較例１及び比較例２での第２の画像形成部における吐き出し工程のタイミングチャート
【図９】クリーニングブレードエッジ部と阻止層との関係を説明する為の拡大図
【図１０】実施例２と比較例２の吐き出し工程でのトナー帯電ブラシによるバイアス印加の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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】
【００１５】
本実施例では、画像形成装置はトナー吐き出しが実行可能で、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直前に、現像ローラから感光ドラムにトナーを送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阻止層を形成してから、トナー帯電ブラシからの吐き出しトナーを感光ドラムに回収することで、クリーニング不良の発生を防止することができる。
【００１６】
（１）画像形成装置の構成と動作の概略
まず、本発明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。
【００１７】
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、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、中間転写ベルトに沿って一列に配置されている。尚、画像形成部Ｓは、１次転写ローラ８とプロセスカートリッジ７と含むものとする。
【００１８】
尚、本実施形態では、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。
【００１９】
本実施形態では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、中間転写ベルトに沿って４個のドラム型の感光ドラム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（帯電部材）が配置されている。また、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。クリーニングブレード６は、感光体表面に当接しており、この当接している部分を接触部とする。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。
【００２０】
本実施形態では、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、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。この各プロセスカートリッジ７が各画像形成部に対応する。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置１００に着脱可能となっている。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。
【００２１】
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（転写部材８）が並設されている。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、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、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。
【００２２】
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によってトナー像として像担持体上（感光ドラム上）に現像され、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。
【００２３】
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。
【００２４】
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によりトナーの正規の帯電極性（静電潜像の現像を行う際の現像剤の帯電極性）とは逆極性の電荷が付与される。また吐き出し用帯電ローラ５４（電源４０Ｒ）によりよっても正規の帯電極性とは逆極の電荷が付与される。そしてトナー帯電ブラシ１１及び吐き出し用帯電ローラ５４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。尚、トナーへの電荷付与機能を、トナー帯電ブラシ１１のみに行わせても良い。
【００２５】
［プロセスカートリッジ］
次に、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。
【００２６】
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と、現像ローラ１７等を備えた現像ユニット４とを有する。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
一方、現像ユニット４は、現像ローラ１７（現像剤担持体）、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（外添粒子）として粒径２０ｎｍのシリカ粒子が添加されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。本実施形態においては、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。本実施形態においては、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。
【００３５】
［現像ローラ当接離間機構］
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。後回転とは、感光ドラム１上にトナー像形成が終了してから、感光ドラム１が停止するまで期間であり、中間転写体上の転写残トナーの感光ドラム１への回収動作や、各バイアスの立ち下げ動作等が行われる。前回転とは、感光ドラム１が回転し始めてから、感光ドラム１上にトナー像形成する前までの期間であり、各バイアスの立ち上げ動作や、定着装置１０の準備加熱等が行われる。ｓ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どうし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など、特別に設けた期間で現像剤像を形成していない時も非画像形成時となる。
【００３６】
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。
【００３７】
なお、接離機構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。
【００３８】
［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１０１１Ωｃｍ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。
【００３９】
［１次転写ローラ］
１次転写ローラ８として、体積抵抗率が１０５〜１０９Ωｃｍ、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。
【００４０】
［トナー帯電ブラシ］
トナー帯電ブラシ１１としては、１０６〜１０９Ωｃｍ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。
【００４１】
（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２次転写残トナー回収方法について詳しく説明する。
【００４２】
２次転写工程後に中間転写ベルト５上に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＋１ｋＶのバイアスを印加する。これにより、２次転写残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２次転写残トナーは、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次転写残は、非画像形成時に第１画像形成装置の感光ドラム１Ｙに回収されるよう制御している。
【００４３】
［トナー帯電ブラシ吐き出し工程］
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。
【００４４】
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。即ち、トナー帯電ブラシ１１は２次転写後の中間転写体に残留した残現像剤を回収し保持する保持装置としても機能する。そして、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。本実施例の吐き出し工程は、後回転、および、画像形成時とは別の吐き出し工程を行う期間を設けて行っている。
【００４５】
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にトナー帯電ブラシ１１に、トナーの正規の帯電極性とは同極性、即ち、本実施例では正極性の＋１ｋＶだったバイアスを負極性の−１ｋＶのバイアスを印加して、中間転写ベルト５にトナーを吐き出す。さらに各極性のバイアスを０．２秒ごと交互に１０回ずつ印加する。トナーは−１ｋＶのバイアスを印加した時の１０回吐き出されることになる。この工程によりトナー帯電ブラシ１１にたまったトナーを、中間転写ベルト５に吐き出している。
【００４６】
ここで正バイアスと、負バイアスを交互に印加する理由について説明する。トナー帯電ブラシ１１には、一般的にブラシの毛の間に回収したトナーが目詰まりしている。そして、その目詰まりしたトナーを逆極性のバイアスを印加するのみで吐き出すことは難しい。そこで、トナー帯電ブラシ１１に高圧の正バイアス及び負バイアスを交互に印加し、トナー帯電ブラシ１１を静電気力により機械的振動させ、この振動によって目詰まりしたトナーを吐き出す。これが正バイアスと負バイアスを交互に印加する理由である。
【００４７】
次にトナー帯電ブラシからの吐き出しトナーを、感光ドラム１に回収する方法を説明する。トナー帯電ブラシには画像形成時は正極性のバイアスが印加されているので、基本的には負極性のトナーがたまっている。しかしその中には一部正極性のトナーも含まれており、本実施例では、正極性および負極性の吐き出しトナーを、それぞれ第１〜第４の各画像形成部に振り分けて回収している。具体的には、１次転写ローラに、第１および第４画像形成部でトナーの正規の帯電極性とは同極性の−１．５ｋＶのバイアスを印加し、第１および第４画像形成部でトナーの正規の帯電極性とは逆極性の＋１．５ｋＶのバイアスを印加する。これによりトナー帯電ブラシ１１から吐き出された負極性のトナーを感光ドラム１Ｙおよび１Ｋに逆転写させて回収する。またトナー帯電ブラシ１１から吐き出された正極性のトナーを感光ドラム１Ｍおよび１Ｃに逆転写させて回収する。感光ドラム１に逆転写させたトナーはクリーニングブレード６で回収する。
【００４８】
以上のような工程により、すべての吐き出しトナーをクリーニングブレード６に回収し終えたら、さらに次の画像形成がある場合には、前回転から再度実行し、画像形成を行っていく。次の画像形成がない場合には、そのまま終了する。
【００４９】
なおこの吐き出し工程は所定枚数ごと定期的に、後回転、もしくは、画像形成時とは別の吐き出し工程期間で行っている。さらに、印字画像の印字率が高くなるにつれて、吐き出し工程の頻度を増やすよう制御している。これは、印字画像の印字率が高くなると２次転写残トナーの量も増えるので、トナー帯電ブラシ１１にたまるトナー量が増えるためである。本実施例の吐き出し工程では、平均印字率が２％以下の場合は３００枚ごと、２〜５％の場合は２００枚ごと、５〜１０％の場合は１００枚ごと、１０〜２０％の場合は５０枚ごと、２０％より大きい場合は２５枚ごと実施している。これによりトナー帯電ブラシ１１の性能を維持しつつ、過度に吐き出し工程に入らないようにして、印字動作をなるべく止めないようにしている。
【００５０】
［電源構成ブロック図］
図４は、画像形成装置１００の電源構成のブロック図である。各種プロセス手段には、図１と同じ符号を付してある。電源３０は、１次転写ローラ８に１次転写バイアスを印加する。１次転写ローラ８Ｙ、１次転写ローラ８Ｋに対しては、正極性及び負極性の１次転写バイアスを印加可能に電源が構成されている。
【００５１】
トナー帯電ブラシ１１、吐き出し用帯電ローラには、正極性及び負極性のバイアスを印加できる電源が設けられている。トナー帯電ブラシ１１は、図６及び図８のＴ４の吐き出し時に電源４０Ｂ、４１Ｂによる正負のバイアスを印加する。また吐き出し用帯電ローラは、図６及び図８のＴ４の吐き出し時に、電源４１ＲによるＤＣ負バイアスを印加する。これは、表面に付着した負極性の現像剤を除去すること、またトナー帯電ブラシ１１から吐き出し時供給された負極性のトナーが付着しないようにする為である。また、帯電ローラ２、１次転写ローラ８、現像ローラ１７には夫々独立した電源が設けられている。なお、場合によっては、いくつかの電源を共通化しても良い。そして、後述の制御部１０１の指示に基づき、これら電源が制御され、同じく後述の図６及び図８のタイミングチャートにおけるバイアス印加が実現される。
【００５２】
［制御ブロック図］
図５を用いて、画像形成装置１００の制御ブロック図について説明する。制御部１０１は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ（中央演算処理ユニット）５０１、記憶手段であるＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ５０２、周辺機器との情報の入出力を行う入出力インターフェース５０３を有している。ＲＡＭには、センサの検知結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されている。制御部１０１は、画像形成装置１００の動作を統括的に制御する制御手段であり、画像形成装置１００における各制御対象が入出力Ｉ／Ｆ５０３を介して接続されている。制御部１０１は各種の電気的情報信号の授受や、駆動のタイミングなどを制御しており、後述するタイミングチャートの処理などを司る。
【００５３】
駆動手段５１１は、各種モータ及び駆動ギア等を指す。駆動手段５１１は、現像ユニット４、感光体ユニット１３、スキャナユニット３に含まれる各種回転部材を回転駆動する為の動力源及び動力機構で、制御部１０１からの制御信号に基づき動作する。高圧電源５１２は、帯電ローラ２、現像ローラ１７、１次転写ローラ８、２次転写ローラ９、定着装置３４等に高電圧を印加する各電源を総称した電源である。また、制御部１０１には、温度等の環境センサ１０２が接続されており、制御部１０１は、環境センサ１０２からの検出信号に基づき、温度や、空気中水分量／湿度の情報を得ることができる。
【００５４】
（３）トナー吐き出しシーケンスの説明
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直前に、阻止層形成のため現像ローラ１７から感光ドラム１に保護用の現像剤像を供給することを特徴とする。
【００５５】
図６に第１の画像形成部における、感光ドラム１の回転と停止、トナー帯電ブラシ１１及び１次転写ローラ８に正または負のバイアス印加するタイミング、及び現像ローラ１７からトナーパージするためのレーザー発光のタイミングチャートを示す。尚、感光ドラム１の回転開始タイミングと、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及び１次転写ローラ８に印加するバイアスを変えるタイミングは比較例１、比較例２及び実施例１で同様である。しかし、現像ローラ１７から感光ドラム１のクリーニングブレード７に供給する為のトナー像（以下、保護用の現像剤像と呼ぶ）を形成するためのレーザー発光を、実施例１と比較例２で行っており、比較例１では行っていない。実施例１と比較例２との差異は、保護用の現像剤像の画像パターンが異なる。なお吐き出し工程時は、現像ローラ１７や帯電ローラ２に印加しているバイアスは画像形成時と同様とする。また、現像ローラ１７と感光ドラム１は画像形成時から継続して当接状態になっている。以下、実施例１および比較例２の保護用の現像剤像のタイミングについて詳細な説明を行う。
【００５６】
まず第１の画像形成部について、図６を用いて説明する。タイミングＴ１で、制御部１０１は、駆動手段５１１を制御し、各種回転体の回転を開始（ＯＮ）する。次に、制御部１０１は、タイミングＴ２で高圧電源部５１２を制御し、画像形成に備え、トナー帯電ブラシ１１をＯＮに、またタイミングＴ３で１次転写ローラ８をＯＮにする。尚、不図示ではあるが、帯電ローラ２、現像ローラ１７、トナー供給ローラ１８、２次転写ローラ９、定着装置１０にも対応した高圧電源より各種バイアスが印加開始されている。
【００５７】
そして、画像形成動作が終了した後、吐き出し工程が開始される。なお、画像形成動作が終了した後の状況としては、ページ画像とページ画像の間（所謂紙間）や、上で説明した後回転時に相当する。
【００５８】
そしてタイミングＴ４で、制御部１０１は、高圧電源部５１１を制御し、トナー帯電ブラシに±１ｋＶのバイアスを交互に印加する。より具体的には、＋１ｋＶから−１ｋＶを交互に０．２秒ごと１０回ずつ変動させることにより、トナーの吐き出しを行っている。これにより、トナー帯電ブラシ１１より、吐き出した現像剤（第１の現像剤）が、中間転写ベルトに移動される。
【００５９】
そしてタイミングＴ５で、制御部１０１は、スキャナユニット３を制御し、スキャナユニット３に保護用の現像剤像のレーザー発光を行わせる。このレーザー発光により、感光ドラム上に、保護用の現像剤像のための静電潜像が形成される。そして、逆転写された現像剤が前記クリーニングブレード６に供給される前に、クリーニングブレード６に現像ローラ１７（現像剤担持体）からの現像剤（第２の現像剤）が感光ドラムに供給される。また、本実施例における保護用の現像剤像は、感光ドラム１の回転軸方向における画像形成領域の全域で１ドット幅（約０．０４２ｍｍ）のベタ黒の横線画像と、１ドット幅の空白画像を交互に繰り返す、いわゆる１ドット１スペース画像とした。比較例１では、吐き出し工程における保護用の現像剤像なしで、現像ローラ１７と感光ドラム１が接触した状態にのみなっている。
【００６０】
そして、タイミングＴ６で、制御部１０１は、高圧電源部５１２を制御し、１次転写ローラ８Ｙに負極性のバイアスを印加する。尚、図６では、タイミングＴ５で形成された保護用の現像剤像が、１次転写ローラ８Ｙと中間転写ベルト５とで形成される転写部を通過する際に、負極性（現像剤の正規の帯電極性と同極性）の逆バイアスを印加しているが、これに限定されない。１次転写ローラ８Ｙに印加する転写バイアスをＯＦＦにしても、或いは正極性の値の小さい転写バイアスとした場合でも、一定の保護用の現像剤がクリーニングブレードに供給されることが確認されている。
【００６１】
ここで、タイミングＴ４乃至Ｔ６の関係について、図７を用いて説明する。図７のように本実施例１および比較例２では、感光ドラム１Ｙ上において、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナーの先頭部分より上流側に、保護用の現像剤像によるトナーが来るようにすることを特徴としている。本実施例１のプロセススピード（感光ドラム１や中間転写ベルト５の回転速度）は２００ｍｍ／ｓである。また各部材の位置関係は、トナー帯電ブラシ１１から第１画像形成部の感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト５が当接する位置までの距離Ｌ１が１５０ｍｍである。また感光ドラム１Ｙへのスキャナユニットによるレーザー照射位置から感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト５が当接する位置までの距離Ｌ２が５０ｍｍである。この構成で本実施例１では、トナー帯電ブラシ１１から吐き出し用バイアス（−１ｋＶ）を印加し始めるタイミングを基準とすると、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナーは０．７５秒後に、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト５が当接する位置に到達する。そしてそれより前に保護用の現像剤像をクリーニングブレード６に供給する為、トナー帯電ブラシ１１の吐き出しバイアス印加から、０．４秒後に保護用の現像剤像の為のレーザー発光を行う。また、０．６５秒後に感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト５が当接する位置（接触部）に現像された保護用の現像剤像が到達する。さらに、トナー帯電ブラシ１１からの負極性吐き出しトナーを感光ドラム１に回収（逆転写）する為、及び保護用の現像剤像の負極性トナーを中間転写ベルト５に転写させないようにするため、１次転写ローラ８Ｙに負極性のバイアスを印加する。具体的例として、１次転写ローラ８Ｙのバイアスを、トナー帯電ブラシ１１の吐き出しバイアス印加から０．５秒後（Ｔ６）に−１．５ｋＶにしている。以上のような制御を行うことで、第１の画像形成部で、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナーをクリーニングブレード６Ｙに回収する前に保護用の現像剤像のトナーを供給している。これにより、クリーニングブレードエッジ部に阻止層を形成してから、トナー帯電ブラシからの吐き出しトナーを感光ドラムで回収することになり、吐き出し時のクリーニング不良発生を防止することができる。尚、トナー帯電ブラシ１１の吐き出しバイアス印加から何秒後に保護用の現像剤像のレーザー発光を行うかは、距離Ｌ２と感光ドラム１の直径により適宜決定される。
【００６２】
次に第２の画像形成部の保護用の現像剤像形成タイミングについて説明する。第２の画像形成部は、第１の画像形成部よりも下流側に配置されている。
【００６３】
第２の画像形成部では、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナーのうち、第１の画像形成部で回収しきれなかった主に正極性のトナーを回収する。このとき第１の画像形成部と同様に、第２の像担持体としての感光ドラム１Ｍ上において、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナーの先頭部分より上流側に、保護用の現像剤像が来るようにする。保護用の現像剤像は、第２の現像剤担持体としての現像ローラ１７Ｍから供給される。尚、保護用の現像剤像は負極性のトナーで、トナー帯電ブラシ１１からは正極性の吐き出しトナーを回収したいので、１次転写ローラ８Ｍ（第２の転写部材）に印加するバイアスが第１画像形成部のものと異なる。
【００６４】
以下、図８を用いて説明する。まずタイミングＴ１乃至Ｔ４の処理は第１画像形成部と同様なのでここでの詳しい説明を省略する。第２画像形成部においては、トナー帯電ブラシ１１から第２画像形成部の感光ドラム１Ｍと中間転写ベルトが当接する位置（第２の転写部）までの距離Ｌ１２が２５０ｍｍである。Ｌ１よりも１００ｍｍ長い。制御部１０１の制御に従って、トナー帯電ブラシ１１からタイミングＴ４で吐き出したトナーは１．２５秒後に感光ドラム１Ｍと中間転写ベルト５が当接する位置（転写ニップ）に到達する。また、保護用の現像剤像（第４の現像剤）は、トナー帯電ブラシ１１の吐き出しバイアス印加を基準として、レーザー発光を０．８秒後（Ｔ１５）に行い、１．０５秒後に感光ドラム１Ｍと中間転写ベルト５が当接する位置に到達させる。このとき保護用の現像剤像の負極性トナーを中間転写ベルト５に転写させないために、１次転写ローラ８Ｍのバイアスを、トナー帯電ブラシ１１の吐き出しバイアス印加から０．９５秒後（Ｔ１６）に−１．５ｋＶにしている。その後トナー帯電ブラシ１１からの正極性の吐き出しトナーを感光ドラム１Ｍに回収するため、トナー帯電ブラシ１１の吐き出しバイアス印加から１．１５秒後（Ｔ１７）に１次転写ローラ８Ｍのバイアスを＋１．５ｋＶにしている。尚、Ｔ１５〜Ｔ１７は、実施例１のＴ４〜Ｔ６と同じタイミングにしても良い。第１の画像形成部の保護用の現像剤像（第２の現像剤）の一部が、未逆転写で１次転写ローラ８Ｍと中間転写ベルト５とで形成される第２の転写部に到達するタイミングを第１のタイミングとする。一方、第２の画像形成部の保護用の現像剤像（第４の現像剤）が先の第２の転写部に到達するタイミングを第２のタイミングとすると、第１のタイミングは第２のタイミングとは異なっている。それらのタイミングが一致する場合に、より濃度の濃い未転写トナーが二次転写部に到達してしまい、二次転写部の汚れ問題になってしまう。
【００６５】
第３の画像形成部については前述した第２画像形成部と同様に、保護用の現像剤像がトナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナー回収よりも前にクリーニングブレード６Ｋに回収するよう制御する。第４の画像形成部については前述した第１画像形成部と同様に、保護用の現像剤像がトナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナー回収よりも前にクリーニングブレード６Ｋに回収するよう制御する。
【００６６】
以下、実施例１と比較例１及び２の条件で、実際に吐き出し工程を行った際のクリーニング性能の比較を行った。以下説明する。共通の条件として、各色の印字率１％の横線画像を耐久画像とし４０００枚まで印字した。途中２０００枚連続印字ごとにクリーニング性の評価画像として、印字率２５％の各色ハーフトーン画像を印字し、画像不良（縦スジ）を確認した。画像形成装置１００の設置環境は温度２３℃／湿度５０％で行った。
【００６７】
なお、比較例２では、吐き出し工程で現像ローラ１７と感光ドラム１は接触した状態で、保護用の現像剤像として１ドット横線を合計３０ドット分パージしている。また、実施例１では、上述したように、吐き出し工程で現像ローラ１７と感光ドラム１は接触した状態で、保護用の現像剤像として１ドット横線を合計４０ドット分パージしている。
【００６８】
【表１】
2020003718.tif 000003
【００６９】
表１のように比較例１ではクリーニング不良による縦スジが発生し、比較例２でも軽微に縦スジが発生してしまった。しかし実施例１の構成では、クリーニング不良の発生が無かった。これは保護用の現像剤像を供給することで、感光ドラム１に外添剤（外添粒子）が移行し、クリーニングブレード６のエッジ部でバリア層の役割となる阻止層が形成され、クリーニング性能が向上するためである。
【００７０】
図９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。図９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しており、感光ドラム１の回転に伴いクリーニングブレードエッジ部が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９のようにクリーニングブレードエッジ部（接触部）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く。さらに吐き出し工程にてトナー帯電ブラシ１１から吐き出されてくるトナーは、トナー帯電ブラシ１１のバイアスでトナー電荷が付与されており、−６５〜−１００μＣ／ｇである。一方現像ローラ１７に保持しているトナーの電荷は−３０μＣ／ｇくらいである。トナー電荷が高くなるほど、感光ドラム１との付着力が強くなるので、感光ドラム１の回転に伴って阻止層２１に侵入して、阻止層２１を破壊しやすい。よってトナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナーはクリーニング不良しやすいため、吐き出しトナー回収前には十分な阻止層２１が必要となる。したがって、本実施例では吐き出しトナー回収直前に、十分な阻止層２１を形成しておくため、保護用の現像剤像を感光ドラム１上に形成している。表１から、吐き出しトナー回収によるクリーニング不良防止のために必要な保護用の現像剤像量は、３０ドット横線では少し足りず、４０ドット横線必要なことがわかる。
【００７１】
以上説明してきたように、本実施例の構成を用いれば、トナー帯電ブラシ１１からのトナー回収がある場合でも、クリーニング不良による縦スジ画像の発生を防ぐことができる。
【実施例２】
【００７２】
本実施例は、実施例１に対して吐き出し工程におけるトナー帯電ブラシ１１に印加する負極性側へのバイアスを、一定値ではなく段階的に増加させることを特徴とする。その他の構成は、実施例１と同様である。本実施例のようなバイアスにすることで、トナー帯電ブラシ１１から一度に吐き出されるトナーの量を減少させることができ、クリーニング不良による縦スジ画像の発生を防ぐことができる。
【００７３】
図１０を用いて、吐き出し工程におけるトナー帯電ブラシ１１に印加するバイアスについて比較例２と実施例２を比較して説明する。図１０ではトナー帯電ブラシ１１からの吐き出し量を縦棒で示しており、縦方向の長さが長いほど吐き出し量が多いことを示している。まず比較例２では、トナー帯電ブラシ１１に印加するバイアスを、＋１ｋＶから−１ｋＶを交互に０．２秒ごと１０回ずつ変動させることにより、トナーの吐き出しを行っている。このような吐き出し方では、図１０のようにトナー吐き出し量が先端側に偏って吐き出されてしまう。
【００７４】
これに対し実施例２では、トナー帯電ブラシ１１に印加するバイアスを、０．２秒ごと変動させるのは比較例２と同じである。しかし変動させるバイアスを図１０のように、１回目は＋１ｋＶから＋９００Ｖ、２回目は＋１ｋＶから＋８００Ｖ、と１００Ｖずつ段階的に増やしていき、２０回目で＋１ｋＶから−１ｋＶに変動させるようにした。増減の幅を徐々に大きくすることにより１回に吐き出されるトナー量を、図１０のように少量ずつに抑えることができた。ただしトナー帯電ブラシ１１の性能を維持するため、吐き出すトナーの総量は実施例２でも比較例２と同等にしたいため、吐き出し回数は比較例２の２倍となる２０回とした。また、現像ローラ１７と感光ドラム１は画像形成時から継続して当接状態になっている。
【００７５】
トナー帯電ブラシ１１の先端には、正極性の＋１ｋＶのバイアス印加によって、負に帯電したトナーが保持されている。図１０の実施例２では、初期の段階では、正バイアスの範囲で、バイアス値の増減が繰り返されているが、徐々に正極性のバイアス印加が弱くなることで、まずは帯電ブラシの先端に弱い力で蓄積されたトナーが吐き出される。そして、更に正極性のバイアス印加が弱くなると、帯電ブラシの先端に強い力で蓄積されていたトナーも吐き出される。そして、更にバイアス印加の増減幅が大きくなり、正バイアスと負バイアスが交互に印加されるようになると、実施例１で説明したトナー帯電ブラシ１１における目詰まりトナーの吐き出しが行われるようになる。このように、徐々にトナー帯電ブラシ１１の印加バイアスの増減幅を大きくすることで、トナー吐き出しの平準化を実現できる。平準化されると、単位面積当たりのトナー吐き出し量が少なくなり、逆転写効率が上昇するという効果が得られる。また、クリーニングブレード６のクリーニング能力が低下しているような場合でも、一度に大量なトナーをクリーニングブレード６に供給することがなく、クリーニグ不良の発生を防止できる。
【００７６】
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。共通条件として、各色の印字率１％の横線画像を耐久画像とし４０００枚まで印字した。途中２０００枚連続印字ごとにクリーニング性の評価画像として、印字率２５％の各色ハーフトーン画像を印字し、画像不良（縦スジ）を確認した。画像形成装置１００の設置環境は温度２３℃／湿度５０％で行った。吐き出し工程での保護用の現像剤像は比較例２、および、実施例２共に、３０ドット横線とした。
【００７７】
【表２】
2020003718.tif 000004
【００７８】
表２のように比較例２ではクリーニング不良による軽微な縦スジが発生してしまったが、実施例２の構成では、保護用の現像剤像が３０ドット横線でも、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、トナー帯電ブラシ１１からの一度に吐き出すトナー量が減ったことで、一気に阻止層２１が破壊されることが無くなり、トナーがすり抜けにくくなったからである。
【００７９】
以上説明してきたように、本実施例の構成を用いれば、保護用の現像剤像量が実施例１の４０ドット横線よりも少ない３０ドット横線でもクリーニング不良による縦スジ画像の発生を防ぐことができる。よって保護用の現像剤像による過剰なトナー消費を抑えることができる。
【００８０】
また、本実施例のようなトナー帯電ブラシ１１の段階的なバイアス変動を行う制御を、環境センサ１０２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６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２５℃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、バイアス変動させる回数を必要以上に増やすことなく、クリーニング不良の発生を防ぐことができる。
【実施例３】
【００８１】
実施例１及び２では、図６及び８トナー吐き出しシーケンスで、例えばトナー帯電ブラシ１１から供給される負極性の電荷が付与されたトナーを第１及び第４の画像形成部で、一方、正極性の電荷が付与されたトナーを第２及び第３の画像形成部で回収した。しかし、これに限定されない。例えば、第１及び第４の画像形成部で正極性の電荷が付与されたトナーを、第２及び第３の画像形成部で負極性の電荷が付与されたトナーを回収しても良い。どの極性のトナー（現像剤）を、どの画像形成部で回収するかは任意である。
【００８２】
［他の実施例］
実施例１乃至３では、保護用の現像剤像は第１〜第４の画像形成部で同じ量としたが、下流側の画像形成部に行くほど減少させても良い。これは、トナー帯電ブラシ１１からの吐き出しトナーの回収量は下流側画像形成部になるほど減少するので、クリーニング不良も発生しにくい。よって下流側の画像形成部での保護用の現像剤像量も減らしてもよい。即ち、第２の画像形成部で供給される保護用の現像剤量は、第１の画像形成部で供給される保護用の現像剤量よりも少なくとも良い。
【００８３】
また、本実施例での保護用の現像剤像は、トナー帯電ブラシ１１からのトナー回収直前に行ったが、これに加えて更にトナー帯電ブラシから吐き出された現像剤（第１の現像剤）の回収直後に行ってもよい。これはトナー帯電ブラシ１１からのトナー回収でクリーニング不良は出なかったものの、阻止層２１が減少してしまって、その後クリーニング不良が発生する恐れがある。この阻止層２１を補うために、トナー帯電ブラシ１１からのトナー回収直後に、図６のＴ５や、図８のＴ１５と同様に保護用の現像剤像（第３の現像剤）の供給を行う。
【符号の説明】
【００８４】
１  感光ドラム
２  帯電ローラ
３  スキャナユニット
４  現像ユニット
５  中間転写ベルト
６  クリーニングブレード
７  プロセスカートリッジ
８  １次転写ローラ
９  ２次転写ローラ
１０  定着装置
１１  トナー帯電ブラシ
１２  記録材
１３  感光体ユニット
１４  クリーニング枠体
１５  トナー
１６  トナー収容室
１７  現像ローラ
１８  トナー供給ローラ
１９  現像ブレード
２０  トナー撹拌部材
２１  阻止層
２３  カム
５１  駆動ローラ
５２  ２次転写対向ローラ
５３  従動ローラ
１００  画像形成装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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