(57)【要約】【課題】  一時的に保持した残留トナーの像担持体への過剰な放出に起因する不具合の発生を防止することのできる画像形成装置を得る。【解決手段】  制御部５０により、感光体１３に接触しつつ回転されることにより、印加電圧に応じて、感光体１３に存在するトナーを回収して一時的に保持し、非画像形成時に保持しているトナーを感光体１３に放出するトナー一時保持ブラシ３４から感光体１３への単位時間当たりのトナーの放出量が、トナー一時保持ブラシ３４から感光体１３に放出されたトナーを回収する現像ユニット１２等によるトナー回収能力に応じて予め定められた許容量以下となるようにトナー一時保持ブラシ３４への印加電圧を制御する。【選択図】        図４
2006163301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
前記像担持体に圧接されて前記トナーが転写される転写媒体と、
前記転写媒体と前記帯電手段との間に配設され、前記像担持体に接触しつつ回転されることにより、印加電圧に応じて、前記転写媒体にトナーが転写された後の前記像担持体に存在するトナーを回収して一時的に保持し、非画像形成時に保持しているトナーを前記像担持体に放出する保持手段と、
前記保持手段から前記像担持体に放出されたトナーを回収する回収手段と、
前記保持手段から前記像担持体への単位時間当たりの前記トナーの放出量が前記回収手段によるトナー回収能力に応じて予め定められた許容量以下となるように前記保持手段への印加電圧及び前記保持手段の回転速度の少なくとも一方を制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記印加電圧を制御する場合に当該印加電圧を徐々に増加するように制御する
請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記回転速度を制御する場合に当該回転速度を徐々に増加するように制御する
請求項１又は請求項２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、画像形成装置に係り、特に、像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像し、像担持体上の現像されたトナー像を転写媒体に転写することによって画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザプリンタやファクシミリ装置、複写機等の画像形成装置には、像担持体としての感光体ドラムを備え、感光体ドラムの表面を均一に帯電させ、その後に画像データに基づく光ビームを照射して感光体ドラム上に静電潜像を形成し、トナーを用いて静電潜像を現像し、感光体ドラム上で現像された画像を転写媒体に転写して画像を形成するものがあった。
【０００３】
この種の画像形成装置では、感光体ドラム上の現像済みの画像を転写する際に、全てのトナーを転写させることができず、転写後の感光体ドラム上には、トナーがわずかに残留する。なお、当該残留したトナーを、以下では転写残トナーという。
【０００４】
また、一旦転写媒体に転写されたものの、再び感光体ドラムに付着するトナーである所謂リトランスファートナーも存在する。なお、カラー画像の形成に対応した画像形成装置では、異なる色の画像を重ねて転写することによってカラー画像を得るようにしているため、転写時に、既に転写済みの他色のトナーが感光体ドラム上に付着することもある。
【０００５】
このような、転写後に感光体ドラム上に付着しているトナーは、感光体ドラムの周囲に設けられた帯電器や露光装置に付着したり、現像器に混入することがあり、以後の良好な画像形成を妨げることになる。
【０００６】
このため、感光体ドラムの周囲には、転写位置の下流側に感光体ドラム上のトナーを回収する機構及び回収したトナーを廃棄する機構を備えたクリーナが配設されることが一般的であった。
【０００７】
しかしながら、近年、このような画像形成装置の普及に伴ない、装置の低廉化、小型化が望まれており、上述したクリーナを簡略化させることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。なお、このクリーナを簡略化させた画像形成装置の構成は、「クリーナレスシステム」と呼ばれることもある。
【０００８】
すなわち、トナーを廃棄する機構には、トナーの貯留スペースや廃棄作業用のスペースの確保等が必要である。よって、当該機構を省くことで、装置を効率よく小型化させることができる。なお、複数の感光体ドラムを備え、各感光体ドラムによって互いに異なるトナー色による画像の転写を行うことによりカラー画像を形成する画像形成装置においては、当該クリーナが各感光体ドラムの数だけ設けられているので、クリーナの簡略化は装置の小型化に特に有効である。
【０００９】
ところで、以上のようなクリーナレスシステムには、中間転写体を有すると共に当該中間転写体に対して一時保持部材を付設しておき、画像形成時に中間転写体に残留するトナーを一時保持部材によって一時的に保持しておき、クリーニングモードの際に当該トナーを一括して集めて回収する構成を採ることにより、クリーニングモードの回数を減少させて、連続画像形成時における単位時間当たりの出力枚数の低下を防止するものがあった（例えば、特許文献２参照。）。
【００１０】
この技術を、感光体ドラムに上記一時保持部材を付設して、当該一時保持部材にて保持されたトナーをクリーニングモードの際に感光体ドラムに一気に吐き出して回収するものとして適用することにより、トナー像の転写後に感光体ドラムに付着している不要なトナーを効率よく除去することができる。
【特許文献１】特開平９−２１１９７８号公報
【特許文献２】特開２００１−７５４４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、この感光体ドラムに一時保持部材を付設する技術では、当該一時保持部材にて保持されたトナーを一気に吐き出しているため、吐き出されたトナーの量が回収可能な量を越えてしまう場合があり、この場合、感光体ドラムの周囲にトナーが残ってしまい、その後の画像形成に不具合が生じることがある、という問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、一時的に保持した残留トナーの像担持体への過剰な放出に起因する不具合の発生を防止することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の帯電面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体に圧接されて前記トナーが転写される転写媒体と、前記転写媒体と前記帯電手段との間に配設され、前記像担持体に接触しつつ回転されることにより、印加電圧に応じて、前記転写媒体にトナーが転写された後の前記像担持体に存在するトナーを回収して一時的に保持し、非画像形成時に保持しているトナーを前記像担持体に放出する保持手段と、前記保持手段から前記像担持体に放出されたトナーを回収する回収手段と、前記保持手段から前記像担持体への単位時間当たりの前記トナーの放出量が前記回収手段によるトナー回収能力に応じて予め定められた許容量以下となるように前記保持手段への印加電圧及び前記保持手段の回転速度の少なくとも一方を制御する制御手段と、を備えている。
【００１４】
請求項１に記載の画像形成装置によれば、像担持体が帯電手段によって帯電され、当該帯電された像担持体の帯電面が露光手段によって露光されて静電潜像が形成され、当該静電潜像が現像手段によってトナーで現像され、このトナーが、像担持体に圧接された転写媒体に転写される。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置では、前記転写媒体と前記帯電手段との間に配設された保持手段によって、前記像担持体に接触しつつ回転されることにより、印加電圧に応じて、前記転写媒体にトナーが転写された後の前記像担持体に存在するトナーが回収されて一時的に保持され、非画像形成時に保持されているトナーが前記像担持体に放出され、当該トナーが回収手段によって回収される。
【００１６】
ここで、本発明では、制御手段により、前記保持手段から前記像担持体への単位時間当たりの前記トナーの放出量が、前記回収手段によるトナー回収能力に応じて予め定められた許容量以下となるように前記保持手段への印加電圧及び前記保持手段の回転速度の少なくとも一方が制御される。
【００１７】
このように、請求項１記載の画像形成装置によれば、像担持体に接触しつつ回転されることにより、印加電圧に応じて、像担持体に存在するトナーを回収して一時的に保持し、非画像形成時に保持しているトナーを像担持体に放出する保持手段から像担持体への単位時間当たりのトナーの放出量が、保持手段から像担持体に放出されたトナーを回収する回収手段によるトナー回収能力に応じて予め定められた許容量以下となるように前記保持手段への印加電圧及び前記保持手段の回転速度の少なくとも一方を制御しているので、一時的に保持した残留トナーの像担持体への過剰な放出に起因する不具合の発生を防止することができる。
【００１８】
なお、本発明の前記制御手段は、請求項２に記載の発明のように、前記印加電圧を制御する場合に当該印加電圧を徐々に増加するように制御するものとしてもよい。
【００１９】
また、本発明の前記制御手段は、請求項３に記載の発明のように、前記回転速度を制御する場合に当該回転速度を徐々に増加するように制御するものとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、像担持体に接触しつつ回転されることにより、印加電圧に応じて、像担持体に存在するトナーを回収して一時的に保持し、非画像形成時に保持しているトナーを像担持体に放出する保持手段から像担持体への単位時間当たりのトナーの放出量が、保持手段から像担持体に放出されたトナーを回収する回収手段によるトナー回収能力に応じて予め定められた許容量以下となるように前記保持手段への印加電圧及び前記保持手段の回転速度の少なくとも一方を制御しているので、一時的に保持した残留トナーの像担持体への過剰な放出に起因する不具合の発生を防止することができる、という優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では説明の便宜上、具体的数値を挙げることがあるが、本発明はこれらの数値に限定されないことはもちろんである。また、電圧波形を示す各グラフでは、交流電圧の波形の振幅を、直流電圧の波形の振幅よりも相対的に小さく示している。
【００２２】
［第１の実施の形態］
図１には、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタ１０（以下、プリンタという）が示されている。プリンタ１０は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色の現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが中間転写ベルト１４に面して並列して配置され、中間転写ベルト１４が１周する間に４色のトナー像を重ね合せる、いわゆるタンデム式のフルカラーレーザープリンタである。
【００２３】
このプリンタ１０は、底部に給紙トレイ１６を備える。この給紙トレイ１６にセットされた用紙Ｐの搬送方向の先端部には給紙ローラ１８が当接しており、この給紙ローラ１８と図示しない用紙捌き手段によって、用紙Ｐが１枚ずつ給紙トレイ１６から搬送方向下流側へ給紙される。そして、給紙ローラ１８の搬送方向下流側には、２組の搬送ローラ２０が配置されており、用紙Ｐは、この搬送ローラ２０からの搬送力で上方の転写部２２へ搬送される。
【００２４】
この転写部２２には、中間転写ベルト１４が巻き掛けられたベルト搬送ローラ２４Ａと、このベルト搬送ローラ２４Ａに圧接された転写ローラ２６が配設されている。ベルト搬送ローラ２４Ａと転写ローラ２６とのニップ部には、中間転写ベルト１４が挟み込まれており、用紙Ｐはこのニップ部を通過する際に中間転写ベルト１４からトナー像を転写される。
【００２５】
そして、転写部２２の上方且つ搬送方向下流側には定着ユニット２８が配設されている。この定着ユニット２８には、高温になるヒートローラ２８Ａと、このヒートローラ２８Ａに圧接されたバックアップローラ２８Ｂが配設されており、用紙Ｐが、ヒートローラ２８Ａとバックアップローラ２８Ｂとのニップ部を通過する際に、トナーが溶融、凝固して用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、定着ユニット２８の搬送方向下流側に配置された排紙ローラ２９によって排紙される。
【００２６】
ここで、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが、中間転写ベルト１４にトナー像を重ね合せるプリント部３０について説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを付加して説明するが、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは省略する。
【００２７】
図２に示すように、中間転写ベルト１４は、上述したベルト搬送ローラ２４Ａと、ベルト搬送ローラ２４Ａの下方に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｂと、ベルト搬送ローラ２４Ｂの斜め上方且つ用紙搬送路の反対側に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｃに巻き掛けられている。
【００２８】
中間転写ベルト１４のベルト搬送ローラ２４Ｂとベルト搬送ローラ２４Ｃとの間の斜め下方を向いた面が感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋからトナー像を転写される転写面１４Ａとなっている。この転写面１４Ａに面して、現像ユニット１２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋと、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが並列して配置されており、感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが転写面１４Ａに当接している。また、転写ローラ３２Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが、転写面１４Ａを介して感光体１３Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋに圧接されている。
【００２９】
図３に示すように、感光体１３の感光面１３Ａには、回転方向に順に、中間転写ベルト１４、トナー一時保持ブラシ３４、帯電ローラ３６、現像ローラ３８が当接している。現像ローラ３８は、感光体１３の回転方向と同方向に回転している。即ち、現像ローラ３８は、ニップ部においては感光体１３に対して逆回転している。これによって、現像ローラ３８から感光体１３への現像効率が高められている。また、帯電ローラ３６と現像ローラ３８との間には、感光面１３Ａをライン露光するＬＥＤアレイヘッド４０が配置されている。
【００３０】
トナー一時保持ブラシ３４は、感光体１３と平行な回転軸まわりに回転可能とされ、周囲に多数のブラシが植毛されている。トナー一時保持ブラシ３４には、接続線４８を介して交流電源６２、第１プラス電源６４、第２プラス電源６６、第３プラス電源６８、第１マイナス電源７２、第２マイナス電源７４及び第３マイナス電源７６が接続され、これら７つの電源から１つが選択されて、周囲のブラシに所定の電圧が印加されるようになっている。本実施の形態では一例として、交流電源６２はピーク・トゥ・ピークの電圧ＶPP＝６００Ｖ、周波数ｆ＝３ｋＨｚ、第１プラス電源６４は電圧Ｖ+＝１００Ｖ（直流）、第２プラス電源６６は電圧Ｖ+＝２００Ｖ（直流）、第３プラス電源６８は電圧Ｖ+＝４００Ｖ（直流）、第１マイナス電源７２は電圧Ｖ-＝−１００Ｖ（直流）、第２マイナス電源７４は電圧Ｖ-＝−２００Ｖ（直流）、第３マイナス電源７６は電圧Ｖ-＝−４００Ｖ（直流）とされている。
【００３１】
なお、トナー一時保持ブラシ３４の回転軸にはモータ３４Ａ（図３では図示省略。図４参照。）の回転軸が機械的に接続されており、トナー一時保持ブラシ３４の回転はモータ３４Ａの回転軸の回転によって行われる。ここで、本実施の形態に係るプリンタ１０では、トナー一時保持ブラシ３４の回転方向が感光体１３の回転方向と同方向とされており、感光体１３との当接部においては感光体１３に対して逆回転している。これによって、感光体１３からトナー一時保持ブラシ３４へのトナーの回収効率と、トナー一時保持ブラシ３４から感光体１３へのトナーの吐き出し効率が高められている。
【００３２】
ところで、本実施の形態に係るプリンタ１０では、トナー一時保持ブラシ３４の作動を制御するトナー保持制御処理が実施される。
【００３３】
図４には、プリンタ１０における当該トナー保持制御処理に関する部分の機能的な構成を示すブロック図が示されている。
【００３４】
同図に示すように、プリンタ１０には、プリンタ１０全体の動作を司る制御部５０が備えられており、前述した中間転写ベルト１４、感光体１３、帯電ローラ３６、ＬＥＤアレイヘッド４０、現像ユニット１２、トナー一時保持ブラシ３４及びモータ３４Ａの作動は制御部５０により制御される。なお、同図では、錯綜を回避するために、制御部５０から帯電ローラ３６、ＬＥＤアレイヘッド４０、現像ユニット１２、トナー一時保持ブラシ３４及びモータ３４Ａに対する接続線のみを記している。
【００３５】
また、プリンタ１０には、各種プログラムや各種テーブル情報等を予め記憶すると共に、形成すべき画像を示す画像データ等を一時的に記憶するための記憶部５６が備えられている。この記憶部５６もまた制御部５０に電気的に接続されており、制御部５０は記憶部５６に随時アクセスすることができる。
【００３６】
以下、トナー像を中間転写ベルト１４に転写するまでの流れを簡単に説明する。
【００３７】
感光体１３が図中反時計回りに回転すると、まず、感光面１３Ａが、帯電ローラ３６によって均一に所定の極性電位に帯電される。本実施の形態では、−１１００Ｖが印加され、感光面１３Ａは、たとえば−２００Ｖに帯電される。
【００３８】
そして、更に感光体１３が回転すると、感光面１３Ａの帯電面が、ＬＥＤアレイヘッド４０によって露光され、帯電面の露光された部分の電位が低下して（たとえば−２００Ｖ）、静電潜像が形成される。その後、感光体１３の帯電極性と同極性に帯電している現像トナーを、現像ローラ３８によって、帯電面の電位低下部に電気的に付着させることで、静電潜像を現像（可視化）する。そして、このトナーと逆極性の転写電圧が印加された転写ローラ３２に、トナーが電気的に引き寄せられる。これによって、トナー像が、感光体１３から中間転写ベルト１４へ転写される。
【００３９】
ここで、感光体１３から中間転写ベルト１４へトナー像が転写される際に、中間転写ベルト１４に転写されずに感光体１３に残留する転写残トナーが発生する。また、中間転写ベルト１４に上流側で転写されたトナーが下流側の感光体１３にオフセットするリトランスファートナー（以下、リトラトナーと言う）が発生する。このため、この転写残トナー、リトラトナーを感光体１３から除去するために、制御部５０では、前述したようにトナー保持制御処理を行う。
【００４０】
次に、図５を参照して、トナー保持制御処理に関するプリンタ１０の作用を説明する。なお、図５は、当該トナー保持制御処理を実行するためにプリンタ１０の制御部５０により実行されるトナー保持制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは記憶部５６の所定領域に予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、１つのトナー一時保持ブラシ３４に関する制御のみについて説明するが、制御部５０は、各トナー一時保持ブラシ３４に対して同様の処理を実行する。
【００４１】
まず、同図のステップ１００では、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定回転速度となるようにモータ３４Ａを制御する。なお、本実施の形態に係るプリンタ１０では、上記所定回転速度として、画像形成時において発生する残存トナーを的確に回収することのできる最低速度として、実機を用いた実験やプリンタ１０の設計仕様等に基づくコンピュータ・シミュレーション等によって予め得られた回転速度（一例として、２．７６（回転／秒））を適用している。
【００４２】
次のステップ１０２では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧が所定電圧となるように各電源６２〜７６からトナー一時保持ブラシ３４に至る接続経路を制御する。なお、本実施の形態では、上記所定電圧として、交流電源６２により供給される交流電圧を適用しており、本ステップ１０２では、交流電源６２が一時保持ブラシ３４に接続される。
【００４３】
次のステップ１０４では、画像形成が開始されたか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ１１０に移行し、否定判定となった場合にはステップ１０６に移行する。
【００４４】
そして、ステップ１０６では、画像形成が終了したか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ１０８に移行し、否定判定となった場合には上記ステップ１０４に戻る。
【００４５】
ステップ１０８では、印加電圧制御処理ルーチンを実行する。以下、図６を参照して、印加電圧制御処理ルーチンについて説明する。なお、図６は、当該印加電圧制御処理ルーチンの処理の流れを示すフローチャートであり、当該ルーチンも記憶部５６の所定領域に予め記憶されている。
【００４６】
同図のステップ２００では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧がマイナス側の所定低電位となるように各電源６２〜７６からトナー一時保持ブラシ３４に至る接続経路を制御し、次のステップ２０２にて、トナー一時保持ブラシ３４の所定回転数の回転待ちを行う。なお、本実施の形態では、上記所定低電位として、第１マイナス電源７２により供給される−１００Ｖ（直流）を適用しており、上記ステップ２００では、第１マイナス電源７２が一時保持ブラシ３４に接続される。また、本実施の形態では、上記所定回転数として２回転を適用している。
【００４７】
次のステップ２０４では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧がマイナス側の所定中電位となるように各電源６２〜７６からトナー一時保持ブラシ３４に至る接続経路を制御し、次のステップ２０６にて、トナー一時保持ブラシ３４の所定回転数の回転待ちを行う。なお、本実施の形態では、上記所定中電位として、第２マイナス電源７４により供給される−２００Ｖ（直流）を適用しており、上記ステップ２０４では、第２マイナス電源７４が一時保持ブラシ３４に接続される。また、本実施の形態では、上記所定回転数として２回転を適用している。
【００４８】
次のステップ２０８では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧がマイナス側の所定高電位となるように各電源６２〜７６からトナー一時保持ブラシ３４に至る接続経路を制御し、次のステップ２１０にて、トナー一時保持ブラシ３４により吐き出すトナーの極性を切り換えるタイミングの到来待ちを行う。なお、本実施の形態では、上記所定高電位として、第３マイナス電源７６により供給される−４００Ｖ（直流）を適用しており、上記ステップ２０８では、第３マイナス電源７６が一時保持ブラシ３４に接続される。また、本実施の形態では、上記トナーの極性を切り換えるタイミングとして、本印加電圧制御処理ルーチンの実行開始時からの経過期間が画像形成時においてトナー一時保持ブラシ３４に保持されたマイナス帯電のトナーを略１００％吐き出すことのできる最低期間として、実機を用いた実験やプリンタ１０の設計仕様等に基づくコンピュータ・シミュレーション等によって予め得られた期間に達したタイミングを適用している。
【００４９】
次のステップ２１２では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧がプラス側の所定低電位となるように各電源６２〜７６からトナー一時保持ブラシ３４に至る接続経路を制御し、次のステップ２１４にて、トナー一時保持ブラシ３４の所定回転数の回転待ちを行う。なお、本実施の形態では、上記所定低電位として、第１プラス電源６４により供給される＋１００Ｖ（直流）を適用しており、上記ステップ２１２では、第１プラス電源６４が一時保持ブラシ３４に接続される。また、本実施の形態では、上記所定回転数として２回転を適用している。
【００５０】
次のステップ２１６では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧がプラス側の所定中電位となるように各電源６２〜７６からトナー一時保持ブラシ３４に至る接続経路を制御し、次のステップ２１８にて、トナー一時保持ブラシ３４の所定回転数の回転待ちを行う。なお、本実施の形態では、上記所定中電位として、第２プラス電源６６により供給される＋２００Ｖ（直流）を適用しており、上記ステップ２１６では、第２プラス電源６６が一時保持ブラシ３４に接続される。また、本実施の形態では、上記所定回転数として２回転を適用している。
【００５１】
次のステップ２２０では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧がプラス側の所定高電位となるように各電源６２〜７６からトナー一時保持ブラシ３４に至る接続経路を制御し、その後に本印加電圧制御処理ルーチンを終了する。なお、本実施の形態では、上記所定高電位として、第３プラス電源６８により供給される＋４００Ｖ（直流）を適用しており、上記ステップ２２０では、第３プラス電源６８が一時保持ブラシ３４に接続される。
【００５２】
本印加電圧制御処理ルーチンが終了すると、トナー保持制御処理プログラム（図５参照。）のステップ１１０に移行する。
【００５３】
ステップ１１０では、本トナー保持制御処理プログラムによる制御が終了されるタイミング（本実施の形態では、プリンタ１０の電源スイッチがオフされたタイミング）が到来したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ１００に戻り、肯定判定となった時点で本トナー保持制御処理プログラムを終了する。
【００５４】
図７には、以上のトナー保持制御処理の実行による、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度、及びトナー一時保持ブラシ３４から感光体１３に吐き出される残存トナーのトナー量の画像形成時及び非画像形成時における推移の一例が示されている。
【００５５】
図７（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係るプリンタ１０では、画像形成時、非画像形成時の別にかかわらず、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度は、画像形成時において発生する残存トナーを的確に回収することのできる最低速度で一定となるように制御される。
【００５６】
一方、図７（Ａ）に示すように、画像形成時にはトナー一時保持ブラシ３４に対して交流電源６２から交流電圧が供給されるため、感光体１３上に残存するプラス帯電のトナーとマイナス帯電のトナーの双方が回収されて保持される。これにより、感光体１３の感光面１３Ａをクリーニングできる。
【００５７】
そして、非画像形成時に移行されると、図７（Ａ）及び図７（Ｃ）に示すように、トナー一時保持ブラシ３４に対してマイナスの電圧が、電圧レベルが徐々に増加するように印加されるため、トナー一時保持ブラシ３４に保持されたマイナス帯電のトナーが感光体１３上に徐々に吐き出され、マイナス帯電のトナーが略１００％吐き出された後にトナー一時保持ブラシ３４に対してプラスの電圧が、電圧レベルが徐々に増加するように印加されるため、トナー一時保持ブラシ３４に保持されたプラス帯電のトナーが感光体１３上に徐々に吐き出される。
【００５８】
なお、トナー一時保持ブラシ３４から吐き出されたトナーは、ＬＥＤアレイヘッド４０による露光領域を通過し、さらに、所定の電圧（たとえば−４００Ｖ）を印加された現像ローラ３８に電気的に回収され、現像ユニット１２内で現像ローラ３８に摺接するブレード３９によって現像ローラ３８からトナー収容部４１へ掻き落される。ここで回収されずに感光体１３上に残留したトナーは、中間転写ベルト１４に転写され、中間転写ベルト１４上のクリーナー４２（図１及び図２参照）で回収される。
【００５９】
従って、本実施の形態に係るプリンタ１０では、非画像形成時におけるトナー一時保持ブラシ３４からの単位時間当たりのトナーの吐き出し量が、現像ユニット１２及びクリーナー４２によるトナー回収能力に応じた許容量以下となるように、非画像形成時におけるトナー一時保持ブラシ３４への印加電圧の推移状態が予め設定されている。
【００６０】
なお、上記許容量は一例として次のように決定される。
【００６１】
感光体１３に吐き出されたトナーの量を評価する際には単位面積当たりのトナー重量にて評価する場合が多い。この評価法により、一例として感光体１３の周速度（プロセス速度）が１０４ｍｍ／秒の条件下での本実施の形態に係るプリンタ１０によるトナーの回収可能量の上限値を計測した結果、約０．１５ｍｇ／ｃｍ2であった。
【００６２】
従って、感光体１３の長手方向（回転軸方向）１ｍｍ当たりで、かつ１秒当たりのトナー通過量の許容量は、約０．１５６ｍｇ／秒（＝０．１５÷１０÷１０×１０４）となり、例えば、感光体１３の画像形成領域における長手方向の長さが３００ｍｍである場合は、当該長手方向の総合的なトナー通過量の許容量（上限量）は約４６．８ｍｇ／秒（＝０．１５６×３００）となる。
【００６３】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、像担持体（ここでは、感光体１３）に接触しつつ回転されることにより、印加電圧に応じて、像担持体に存在するトナーを回収して一時的に保持し、非画像形成時に保持しているトナーを像担持体に放出する保持手段（ここでは、トナー一時保持ブラシ３４）から像担持体への単位時間当たりのトナーの放出量が、保持手段から像担持体に放出されたトナーを回収する回収手段（ここでは、現像ユニット１２及びクリーナー４２）によるトナー回収能力に応じて予め定められた許容量以下となるように前記印加電圧を制御しているので、一時的に保持した残留トナーの像担持体への過剰な放出に起因する不具合の発生を防止することができる。
【００６４】
特に、本実施の形態によれば、前記印加電圧を徐々に増加するように制御しているので、トナーの放出量を徐々に増加させることができ、回収手段によるトナーの回収量を平均化することができるため、回収手段によるトナーの回収をスムーズに行うことができる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、本発明の保持手段としてトナー一時保持ブラシ３４を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一例として図８に示すように、保持手段としてトナー一時保持ローラ３５を適用する形態とすることもできる。トナー一時保持ローラ３５は、表面でトナーを保持するので、感光体１３へのトナーの吐き出しを容易に行うことができる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧を段階的に増加させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧を連続的に増加させる形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００６７】
［第２の実施の形態］
まず、本第２の実施の形態に係るプリンタ１０の構成を説明する。なお、本第２の実施の形態に係るプリンタ１０の構成は、感光体１３周辺の構成を除いて上記第１の実施の形態と同様であるので、ここでは図９を参照して、本第２の実施の形態に係るプリンタ１０の感光体１３周辺の構成について説明する。なお、図９における図３と同一の構成要素には図３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６８】
図９に示すように、本第２の実施の形態に係るプリンタ１０は、上記第１の実施の形態に係るプリンタ１０に比較して、トナー一時保持ブラシ３４に印加電圧を供給する電源として、交流電源６２、第３プラス電源６８、第３マイナス電源７６のみが設けられており、第１プラス電源６４、第２プラス電源６６、第１マイナス電源７２、第２マイナス電源７４が設けられていない点のみが異なっている。従って、本第２の実施の形態に係るプリンタ１０では、トナー一時保持ブラシ３４に対して、ピーク・トゥ・ピーク電圧ＶPPが６００Ｖで周波数ｆが３ｋＨｚの交流電圧、４００Ｖの直流電圧、及び−４００Ｖの直流電圧の何れかが選択的に印加可能とされている。
【００６９】
次に、本第２の実施の形態に係るプリンタ１０の作用を説明する。なお、本第２の実施の形態に係るプリンタ１０の作用は、上記第１の実施の形態に係るプリンタ１０に比較して、トナー保持制御処理に関する作用のみが異なっているので、ここでは、図１０を参照して、当該トナー保持制御処理に関する作用のみ説明する。なお、図１０は、当該トナー保持制御処理を実行するために本第２の実施の形態に係るプリンタ１０の制御部５０により実行されるトナー保持制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムも記憶部５６の所定領域に予め記憶されている。また、図１０の図５と同一の処理を行うステップについては図５と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。
【００７０】
同図に示すように、本第２の実施の形態に係るトナー保持制御処理プログラムは、上記第１の実施の形態に係るトナー保持制御処理プログラムに比較して、ステップ１０８の印加電圧制御処理ルーチンに代えて回転速度制御処理ルーチンが実行される点のみが異なっている。
【００７１】
以下、図１１を参照して、回転速度制御処理ルーチンについて説明する。なお、図１１は、当該回転速度制御処理ルーチンの処理の流れを示すフローチャートであり、当該ルーチンも記憶部５６の所定領域に予め記憶されている。
【００７２】
同図のステップ３００では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧がマイナス側直流電圧となるように第３マイナス電源７６をトナー一時保持ブラシ３４に接続するように制御し、次のステップ３０２では、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定低速度（ここでは、画像形成時における回転速度の１／３（３分の１）の回転速度）となるようにモータ３４Ａの回転速度を制御し、更に、次のステップ３０４では、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定回転速度（ここでは、画像形成時における回転速度の１／１０（１０分の１）の回転速度）だけ増加されるようにモータ３４Ａの回転速度を制御する。
【００７３】
次のステップ３０６では、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定回転速度（ここでは、画像形成時の回転速度）に到達したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ３０４に戻り、肯定判定となった時点でステップ３０８に移行する。
【００７４】
ステップ３０８では、トナー一時保持ブラシ３４により吐き出すトナーの極性を切り換えるタイミングの到来待ちを行う。なお、本実施の形態では、上記トナーの極性を切り換えるタイミングとして、本回転速度制御処理ルーチンの実行開始時からの経過期間が画像形成時においてトナー一時保持ブラシ３４に保持されたマイナス帯電のトナーを略１００％吐き出すことのできる最低期間として、実機を用いた実験やプリンタ１０の設計仕様等に基づくコンピュータ・シミュレーション等によって予め得られた期間に達したタイミングを適用している。
【００７５】
次のステップ３１０では、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧がプラス側直流電圧となるように第３プラス電源６８をトナー一時保持ブラシ３４に接続するように制御し、次のステップ３１２では、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定低速度（ここでは、画像形成時における回転速度の１／３（３分の１）の回転速度）となるようにモータ３４Ａの回転速度を制御し、更に、次のステップ３１４では、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定回転速度（ここでは、画像形成時における回転速度の１／１０（１０分の１）の回転速度）だけ増加されるようにモータ３４Ａの回転速度を制御する。
【００７６】
次のステップ３１６では、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定回転速度（ここでは、画像形成時の回転速度）に到達したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ３１４に戻り、肯定判定となった時点で本回転速度制御処理ルーチンを終了する。
【００７７】
図１２には、本第２の実施の形態に係るトナー保持制御処理の実行による、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度、及びトナー一時保持ブラシ３４から感光体１３に吐き出される残存トナーのトナー量の画像形成時及び非画像形成時における推移の一例が示されている。
【００７８】
本第２の実施の形態に係るプリンタ１０では、画像形成時には、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が画像形成時において発生する残存トナーを的確に回収することのできる最低速度で一定となるように制御されると共に、トナー一時保持ブラシ３４に対して交流電源６２から交流電圧が供給されるため、感光体１３上に残存するプラス帯電のトナーとマイナス帯電のトナーの双方が回収されて保持される。これにより、感光体１３の感光面１３Ａをクリーニングできる。
【００７９】
そして、非画像形成時に移行されると、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すように、トナー一時保持ブラシ３４に対してマイナスの所定電圧が印加されると共に、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定低速度から徐々に増加されるため、トナー一時保持ブラシ３４に保持されたマイナス帯電のトナーが感光体１３上に徐々に吐き出され、マイナス帯電のトナーが略１００％吐き出された後にトナー一時保持ブラシ３４に対してプラスの所定電圧が印加されると共に、トナー一時保持ブラシ３４の回転速度が所定低速度から徐々に増加されるため、トナー一時保持ブラシ３４に保持されたプラス帯電のトナーが感光体１３上に徐々に吐き出される。
【００８０】
なお、トナー一時保持ブラシ３４から吐き出されたトナーは、ＬＥＤアレイヘッド４０による露光領域を通過し、さらに、所定の電圧（たとえば−４００Ｖ）を印加された現像ローラ３８に電気的に回収され、現像ユニット１２内で現像ローラ３８に摺接するブレード３９によって現像ローラ３８からトナー収容部４１へ掻き落される。ここで回収されずに感光体１３上に残留したトナーは、中間転写ベルト１４に転写され、中間転写ベルト１４上のクリーナー４２（図１及び図２参照）で回収される。
【００８１】
従って、本第２の実施の形態に係るプリンタ１０では、非画像形成時におけるトナー一時保持ブラシ３４からの単位時間当たりのトナーの吐き出し量が、現像ユニット１２及びクリーナー４２によるトナー回収能力に応じた許容量以下となるように、非画像形成時におけるトナー一時保持ブラシ３４の回転速度の推移状態が予め設定されている。
【００８２】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、像担持体（ここでは、感光体１３）に接触しつつ回転されることにより、印加電圧に応じて、像担持体に存在するトナーを回収して一時的に保持し、非画像形成時に保持しているトナーを像担持体に放出する保持手段（ここでは、トナー一時保持ブラシ３４）から像担持体への単位時間当たりのトナーの放出量が、保持手段から像担持体に放出されたトナーを回収する回収手段（ここでは、現像ユニット１２及びクリーナー４２）によるトナー回収能力に応じて予め定められた許容量以下となるように前記保持手段の回転速度を制御しているので、一時的に保持した残留トナーの像担持体への過剰な放出に起因する不具合の発生を防止することができる。
【００８３】
特に、本実施の形態によれば、前記回転速度を徐々に増加するように制御しているので、トナーの放出量を徐々に増加させることができ、回収手段によるトナーの回収量を平均化することができるため、回収手段によるトナーの回収をスムーズに行うことができる。
【００８４】
なお、本実施の形態では、本発明の保持手段としてトナー一時保持ブラシ３４を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、保持手段としてトナー一時保持ローラ３５（図８も参照。）を適用する形態とすることもできる。トナー一時保持ローラ３５は、表面でトナーを保持するので、感光体１３へのトナーの吐き出しを容易に行うことができる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８５】
また、上記第１の実施の形態ではトナー一時保持ブラシ３４への印加電圧を徐々に増加する場合について説明し、本第２の実施の形態ではトナー一時保持ブラシ３４の回転速度を徐々に増加する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、これらの形態を組み合わせた形態、すなわち、トナー一時保持ブラシ３４への印加電圧を徐々に増加すると共にトナー一時保持ブラシ３４の回転速度を徐々に増加する形態とすることもできる。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８６】
その他、上記各実施の形態で説明したプリンタ１０の構成（図１〜図４、図８、図９）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００８７】
例えば、上記各実施の形態では、タンデム型の画像形成装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、単一の画像形成ユニットのみを有する画像形成装置に本発明を適用する形態とすることもできる。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
更に、上記各実施の形態で説明したトナー保持制御処理プログラム、印加電圧制御処理ルーチン、及び回転速度制御処理ルーチンの各処理の流れ（図５、図６、図１０、図１１参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置のプリント部の概略構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る画像形成装置のプリント部の構成を拡大して示す図である。
【図４】実施の形態に係る画像形成装置のトナー保持制御処理に関する部分の機能的な構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施の形態に係るトナー保持制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態に係る印加電圧制御処理ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第１の実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー保持制御処理の実行による、トナー一時保持ブラシへの印加電圧、トナー一時保持ブラシの回転速度、及びトナー一時保持ブラシから感光体に吐き出される残存トナーのトナー量の画像形成時及び非画像形成時における推移の一例を示すタイムチャートである。
【図８】第１の実施の形態に係る画像形成装置の変形例の構成を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係る画像形成装置のプリント部の構成を拡大して示す図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るトナー保持制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態に係る回転速度制御処理ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施の形態に係る画像形成装置におけるトナー保持制御処理の実行による、トナー一時保持ブラシへの印加電圧、トナー一時保持ブラシの回転速度、及びトナー一時保持ブラシから感光体に吐き出される残存トナーのトナー量の画像形成時及び非画像形成時における推移の一例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１０    カラーレーザプリンタ（画像形成装置）
１２    現像ユニット（回収手段）
１３    感光体（像担持体）
１３Ａ    感光面
１４    中間転写ベルト（転写媒体）
１４Ａ    転写面
２２    転写部
２６    転写ローラ
３０    プリント部
３２    転写ローラ
３４    トナー一時保持ブラシ（保持手段）
３５    トナー一時保持ローラ（保持手段）
３６    帯電ローラ（帯電手段）
３８    現像ローラ（現像手段）
４０    ＬＥＤアレイヘッド（露光手段）
４２    クリーナー（回収手段）
５０    制御部（制御手段）
Ｐ    用紙
【図１】
2006163301.tif 000003
【図２】
2006163301.tif 000004
【図３】
2006163301.tif 000005
【図４】
2006163301.tif 000006
【図５】
2006163301.tif 000007
【図６】
2006163301.tif 000008
【図７】
2006163301.tif 000009
【図８】
2006163301.tif 000010
【図９】
2006163301.tif 000011
【図１０】
2006163301.tif 000012
【図１１】
2006163301.tif 000013
【図１２】
2006163301.tif 000014