(57)【要約】【課題】クリーニングブラシのクリーニング性能を経時で維持し、且つ、装置本体の小型化が可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】プリントジョブ時には、帯電ローラ４からクリーニングブラシ８に回収したトナーを、クリーニングブラシ８から清掃補助ローラ９に転移させることによって、クリーニングブラシ８にトナーが蓄積され過ぎるのを防ぐことができる。また、非プリントジョブ時には、クリーニングブラシ８に蓄積されたトナーを直接及び清掃補助ローラ９を介して帯電ローラ４に転移させるので、クリー二ングブラシ８がクリーンな状態になりクリーニングブラシ８のクリーニング性能が維持される。さらに帯電ローラ４に転移させたトナーを感光体３上に転移させ、そのトナーを現像装置４０で回収するので、トナー回収専用のトナー回収部を設ける必要が無く装置本体の小型化が可能である。【選択図】図１
2008185989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自らの無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、
該潜像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段と、
該潜像担持体に接触させた自らの表面を無端移動せしめながら、該潜像担持体の表面を一様帯電せしめる帯電部材と、
該帯電部材にバイアスを供給する第１のバイアス供給手段と、
該帯電部材に接触させた自らの表面を無端移動せしめながら、該帯電部材の表面に付着した少なくともトナーを回収して、該帯電部材の表面を清掃する第１の清掃部材と、
該第１の清掃部材にバイアスを供給する第２のバイアス供給手段とを備えた画像形成装置において、
該帯電部材と該第１の清掃部材とに接触させた自らの表面を無端移動せしめ、少なくとも該第１の清掃部材からトナーを回収する第２の清掃部材と、
該第２の清掃部材にバイアスを供給する第３のバイアス供給手段とを有しており、
該第２の清掃部材に回収したトナーが静電力によって該帯電部材へ転移するように、該第１のバイアス供給手段が該帯電部材にバイアスを供給し及び該第３のバイアス供給手段が該第２の清掃部材にバイアスを供給して、該第２の清掃部材から該帯電部材にトナーを転移させ、
且つ、該第１の清掃部材に回収したトナーが静電力によって、該第１の清掃部材から直接、該帯電部材へ転移するように該第１のバイアス供給手段が該帯電部材にバイアスを供給し及び該第２のバイアス供給手段が該第１の清掃部材にバイアスを供給して、該第１の清掃部材から該帯電部材にトナーを転移させるか、該第１の清掃部材から該第２の清掃部材を介して該帯電部材に転移するように、該第１のバイアス供給手段が該帯電部材にバイアスを供給し、該第２のバイアス供給手段が該第１の清掃部材にバイアスを供給し及び該第３のバイアス供給手段が該第２の清掃部材にバイアスを供給して、該第１の清掃部材から該帯電部材にトナーを転移させるか、の少なくとも一方を行い、
さらに、該帯電部材に転移させたトナーを該潜像担持体上の非画像領域に転移させ、該非画像領域に転移させたトナーを該現像手段で回収するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記トナーは負極性に帯電しており、
上記非画像領域にトナーを転移させないときに、上記第２のバイアス供給手段と上記第３のバイアス手段とが、上記第１の清掃部材と上記第２の清掃部材とに供給するバイアスを変化させ、上記第１の清掃部材と上記第２の清掃部材との電位差を変更可能であり、
且つ、上記帯電部材の電位が該第２の清掃部材の電位よりも高くなるように、上記第１のバイアス供給手段及び該第３のバイアス供給手段が、該帯電部材及び該第２の清掃部材にバイアスを供給し、
また、非画像領域にトナーを転移させるときには、第１の清掃部材の電位、第２の清掃部材の電位、帯電部材の電位及び潜像担持体の電位が、第１の清掃部材の電位＜第２の清掃部材の電位＜帯電部材の電位＜潜像担持体の電位の関係を満たすように、該第１のバイアス供給手段、該第２のバイアス供給手段及び該第３のバイアス供給手段が、該帯電部材、該第１の清掃部材及び該第２の清掃部材にバイアスを供給するように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
上記非画像領域にトナーを転移させないときに、上記潜像担持体に付着したトナーを上記帯電部材と該潜像担持体との接触部で生じる摺擦力によって、該潜像担持体から該帯電部材に転移させ、
また、該帯電部材に付着したトナーを該帯電部材と上記第１の清掃部材との接触部で生じる摺擦力によって、該帯電部材から該第１の清掃部材に転移させるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の画像形成装置において、
上記第２のバイアス供給手段は、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスを上記第１の清掃部材に印加するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記交流電圧の周波数は、５Ｈｚ乃至５００Ｈｚであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、
上記第１の清掃部材の回転方向は、上記帯電部材の回転方向と同一方向であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、
上記非画像領域にトナーを転移させるときの上記帯電部材の線速及び上記第２の清掃部材の線速に対する上記第１の清掃部材の線速の比は、０．１乃至０．９であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、
上記第１の清掃部材は、外周部が弾性部材により構成されたローラ形状であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
上記弾性部材は、ウレタンフォームであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、
上記第１の清掃部材はブラシ形状であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、
上記第１の清掃部材は、装置本体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、
上記第１の清掃部材に接触し、該第１の清掃部材に回収されたトナーを帯電せしめる第１のトナー帯電手段と上記第２の清掃部材に接触し、該第２の清掃部材に回収されたトナーを帯電せしめる第２のトナー帯電手段との少なくとも一方を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の画像形成装置において、
上記潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写部と、
上記帯電部材と上記潜像担持体とが当接する位置よりも潜像担持体回転方向上流側で、且つ、該帯電部材と該転写部との間の該潜像担持体の表面に付着しているトナーを帯電せしめるトナー帯電手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、像担持体を帯電する帯電部材の表面に付着している転写残トナーを清掃部材によって清掃する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電圧の印加された帯電ローラを感光体の表面に接触させることにより、感光体を帯電させる方式を用いた画像形成装置が知られている。
帯電ローラが感光体に接触していることから、クリーニングブラシなどで感光体表面のクリーニングを行なった後の感光体表面に残留しているトナーが帯電ローラの表面に付着してしまう。このように、帯電ローラの表面にトナーが付着すると、トナーが付着している部分では適切に感光体を帯電することができず、感光体表面に帯電ムラが生じてしまう。そのため、帯電ローラの表面に付着したトナーを除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１に記載の画像形成装置では、帯電ローラをクリーニングするクリーニングブラシを２つ以上設け、少なくとも１つのクリーニングブラシが帯電ローラと接触しない状態で残りのクリーニングブラシを帯電ローラの表面に接触させることにより、帯電ローラの表面に付着したトナーを除去している。
【０００４】
なお、クリーニングブラシで帯電ローラの表面に付着したトナーを除去すると、クリーニングブラシにトナーが徐々に蓄積され、クリーニングブラシのクリーニング性能が低下してしまう。クリーニングブラシのクリーニング性能が低下すると帯電ローラのクリーニングが良好に行なわれなくなるため、上述したように感光体表面に帯電ムラが生じてしまう。
そのため、特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体の表面電位が低下した際などに、クリーニング性能の低下したクリーニングブラシとクリーニング性能が低下していないクリーニングブラシとを切り換えて、良好に帯電ローラをクリーニング可能なようにしている。また、クリーニング性能が低下したクリーニングブラシに蓄積されたトナーは、叩き部材によって叩き落とし、クリーニング性能の低下したクリーニングブラシのクリーニング性能を回復させている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１６１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置では以下のような問題が生じる。つまり、クリーニングブラシの切り換えが行なわれる直前では、クリーニングブラシによる帯電ローラのクリーニングが良好に行なわれていないため、上記切り換えが行われる直前の帯電ローラによって帯電せしめられた感光体の表面に帯電ムラが生じる。そのため、感光体の表面電位が低下したタイミングが印字時だと、上記切り換えが行われる直前に帯電ローラによって帯電せしめられた感光体上に形成された画像に濃度ムラなどが発生してしまう。また、クリー二ングブラシから叩き落としたトナーを回収するための廃トナータンクなどが必要となるため、廃トナータンクなどを設ける分、装置本体が大型化してしまう。
【０００７】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、クリーニングブラシのクリーニング性能を経時で維持し、且つ、装置本体の小型化が可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、自らの無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像をトナーによって現像する現像手段と、該潜像担持体に接触させた自らの表面を無端移動せしめながら、該潜像担持体の表面を一様帯電せしめる帯電部材と、該帯電部材にバイアスを供給する第１のバイアス供給手段と、該帯電部材に接触させた自らの表面を無端移動せしめながら、該帯電部材の表面に付着した少なくともトナーを回収して、該帯電部材の表面を清掃する第１の清掃部材と、該第１の清掃部材にバイアスを供給する第２のバイアス供給手段とを備えた画像形成装置において、該帯電部材と該第１の清掃部材とに接触させた自らの表面を無端移動せしめ、少なくとも該第１の清掃部材からトナーを回収する第２の清掃部材と、該第２の清掃部材にバイアスを供給する第３のバイアス供給手段とを有しており、該第２の清掃部材に回収したトナーが静電力によって該帯電部材へ転移するように、該第１のバイアス供給手段が該帯電部材にバイアスを供給し及び該第３のバイアス供給手段が該第２の清掃部材にバイアスを供給して、該第２の清掃部材から該帯電部材にトナーを転移させ、且つ、該第１の清掃部材に回収したトナーが静電力によって、該第１の清掃部材から直接、該帯電部材へ転移するように該第１のバイアス供給手段が該帯電部材にバイアスを供給し及び該第２のバイアス供給手段が該第１の清掃部材にバイアスを供給して、該第１の清掃部材から該帯電部材にトナーを転移させるか、該第１の清掃部材から該第２の清掃部材を介して該帯電部材に転移するように、該第１のバイアス供給手段が該帯電部材にバイアスを供給し、該第２のバイアス供給手段が該第１の清掃部材にバイアスを供給し及び該第３のバイアス供給手段が該第２の清掃部材にバイアスを供給して、該第１の清掃部材から該帯電部材にトナーを転移させるか、の少なくとも一方を行い、さらに、該帯電部材に転移させたトナーを該潜像担持体上の非画像領域に転移させ、該非画像領域に転移させたトナーを該現像手段で回収するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナーは負極性に帯電しており、上記非画像領域にトナーを転移させないときに、上記第２のバイアス供給手段と上記第３のバイアス手段とが、上記第１の清掃部材と上記第２の清掃部材とに供給するバイアスを変化させ、上記第１の清掃部材と上記第２の清掃部材との電位差を変更可能であり、且つ、上記帯電部材の電位が該第２の清掃部材の電位よりも高くなるように、上記第１のバイアス供給手段及び該第３のバイアス供給手段が、該帯電部材及び該第２の清掃部材にバイアスを供給し、また、非画像領域にトナーを転移させるときには、第１の清掃部材の電位、第２の清掃部材の電位、帯電部材の電位及び潜像担持体の電位が、第１の清掃部材の電位＜第２の清掃部材の電位＜帯電部材の電位＜潜像担持体の電位の関係を満たすように、該第１のバイアス供給手段、該第２のバイアス供給手段及び該第３のバイアス供給手段が、該帯電部材、該第１の清掃部材及び該第２の清掃部材にバイアスを供給するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、上記非画像領域にトナーを転移させないときに、上記潜像担持体に付着したトナーを上記帯電部材と該潜像担持体との接触部で生じる摺擦力によって、該潜像担持体から該帯電部材に転移させ、また、該帯電部材に付着したトナーを該帯電部材と上記第１の清掃部材との接触部で生じる摺擦力によって、該帯電部材から該第１の清掃部材に転移させるように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の画像形成装置において、上記第２のバイアス供給手段は、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスを上記第１の清掃部材に印加するものであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、上記交流電圧の周波数は、５Ｈｚ乃至５００Ｈｚであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、上記第１の清掃部材の回転方向は、上記帯電部材の回転方向と同一方向であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、上記非画像領域にトナーを転移させるときの上記帯電部材の線速及び上記第２の清掃部材の線速に対する上記第１の清掃部材の線速の比は、０．１乃至０．９であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、上記第１の清掃部材は、外周部が弾性部材により構成されたローラ形状であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、上記弾性部材は、ウレタンフォームであることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、上記第１の清掃部材はブラシ形状であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、上記第１の清掃部材は、装置本体に対して着脱可能に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、上記第１の清掃部材に接触し、該第１の清掃部材に回収されたトナーを帯電せしめる第１のトナー帯電手段と上記第２の清掃部材に接触し、該第２の清掃部材に回収されたトナーを帯電せしめる第２のトナー帯電手段との少なくとも一方を備えることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の画像形成装置において、上記潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写部と、上記帯電部材と上記潜像担持体とが当接する位置よりも潜像担持体回転方向上流側で、且つ、該帯電部材と該転写部との間の該潜像担持体の表面に付着しているトナーを帯電せしめるトナー帯電手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、「非画像領域」とは、上記潜像担持体の表面にトナーが吐き出された箇所から、トナーが吐き出された上記潜像担持体の表面が一周するまでに、画像が形成されない潜像担持体表面の領域のことである。
【００１０】
本発明においては、帯電部材から第１の清掃部材に回収したトナーを、第１の清掃部材から第２の清掃部材に転移させるので、第１の清掃部材にトナーが過剰に蓄積されない。これにより、第１の清掃部材のクリーニング性能が低下するほど第１の清掃部材にトナーが蓄積されるのを抑制することができる。よって、第１の清掃部材のクリーニング性能が低下するのを抑制することができるので、第１の清掃部材によって帯電部材を経時で良好にクリーニングすることができる。したがって、帯電部材によって潜像担持体を経時で良好に帯電せしめることができる。
また、第２の清掃部材に回収したトナーが静電力によって帯電部材へ転移するように、第１のバイアス供給手段が帯電部材にバイアスを供給し及び第３のバイアス供給手段が第２の清掃部材にバイアスを供給して、第２の清掃部材から帯電部材にトナーを転移させ、且つ、第１の清掃部材に回収したトナーが静電力によって、第１の清掃部材から直接、帯電部材へ転移するように第１のバイアス供給手段が帯電部材にバイアスを供給し及び第２のバイアス供給手段が第１の清掃部材にバイアスを供給して、第１の清掃部材から帯電部材にトナーを転移させるか、第１の清掃部材から第２の清掃部材を介して帯電部材に転移するように、第１のバイアス供給手段が帯電部材にバイアスを供給し、第２のバイアス供給手段が第１の清掃部材にバイアスを供給し及び第３のバイアス供給手段が第２の清掃部材にバイアスを供給して、第１の清掃部材から帯電部材にトナーを転移させるかの少なくとも一方を行っている。さらに、帯電部材に転移させたトナーを潜像担持体上の非画像領域に転移させ、上記非画像領域に転移させたトナーを現像手段で回収する。これにより、第１の清掃部材に回収されたトナーは静電力によって、第１の清掃部材から帯電部材に転移するので、第１の清掃部材がクリーンな状態になり、第１の清掃部材のクリーニング性能が回復する。また、帯電部材を介して第１の清掃部材及び第２の清掃部材から潜像担持体上の非画像領域に転移させたトナーは現像手段で回収されるので、トナーを回収するため専用のトナー回収部を装置本体内に設ける必要が無い。よって、その分装置本体の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、クリーニングブラシのクリーニング性能を経時で維持し、且つ、装置本体の小型化ができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー，マゼンダ，シアン，ブラック（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと記す）の各色のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。また、光書込ユニット５０、レジストローラ対５４、転写ユニット６０等も備えている。各符号の末尾に付された添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，ブラック用の部材であることを示す。
【００１３】
光書込ユニット５０は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応する４つのレーザーダイオードからなる光源、正六面体のポリゴンミラー、これを回転駆動するためのポリゴンモータ、ｆθレンズ、レンズ、反射ミラー等を有している。レーザーダイオードから射出されたレーザー光Ｌは、ポリゴンミラーの何れか１つの面で反射してポリゴンミラーの回転に伴って偏向せしめられながら、後述する４つの感光体のうちの何れかに到達する。４つのレーザーダイオードからそれぞれ射出されるレーザー光Ｌにより、４つの感光体の表面がそれぞれ光走査される。
【００１４】
プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、これらにそれぞれ個別に対応する現像装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋなどを有している。感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、アルミ等の素管に有機感光層が被覆されたものであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。そして、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいて変調されたレーザー光Ｌを発する光書込ユニット５０により、暗中にて光走査されて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像を担持する。
【００１５】
図３は、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのうち、Ｙ用のプロセスユニット１Ｙを図１の転写ユニット６０の中間転写ベルト６１とともに示す拡大構成図である。同図において、Ｙ用のプロセスユニット１Ｙは、感光体３Ｙ、帯電ローラ４Ｙ、クリーニングブラシ８Ｙ、図示しない除電ランプ、現像手段たる現像装置４０Ｙ等を、１つのユニットとして共通のユニットケーシング（保持体）に保持させて、プリンタ本体に対して着脱可能にしたものである。
【００１６】
被帯電体であり且つ潜像担持体であるＹ用の感光体３Ｙは、アルミニウム素管からなる導電性基体の表面に、負帯電性の有機光光導電物質（ＯＰＣ）からなる感光層が被覆された直径２４［ｍｍ］程度のドラムであり、図示しない駆動手段によって所定の線速で図中時計回り方向に回転駆動せしめられる。
【００１７】
帯電ローラ４Ｙは、図示しない軸受けによって回転可能に受けられる金属製のシャフトを有しており、シャフトを中心にして図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動されながら、ローラ表面を感光体３Ｙに摺擦させる。シャフトには、装置本体に設けられた電源や配線等からなる帯電バイアス供給手段である電源装置７０が接続されたおり、これによって直流電圧からなる帯電バイアスが印加される。本プリンタでは、帯電ローラ４Ｙ、これを回転駆動せしめる図示しない駆動手段、前述の帯電バイアス供給装置などにより、感光体３Ｙの周面を一様帯電せしめる帯電システムが構成されている。そして、帯電ローラ４Ｙと感光体３Ｙとの間に放電を生じせしめて、感光体３Ｙの表面を例えば負極性に一様帯電せしめる。なお、帯電システムのうち、帯電ローラ４Ｙは、プロセスユニット１Ｙ内に配設されて感光体３Ｙなどとともにプリンタ本体に対して一体的に着脱される。これにより、帯電ローラ４Ｙがトナーによって汚れ、常時において感光体３Ｙを良好に帯電せしめることができなくなった際などに新品と交換することができる。
【００１８】
一様帯電せしめられたＹ用の感光体３Ｙの表面には、上述した光書込ユニット５０による光走査でＹ用の静電潜像が形成され、この静電潜像はＹ用の現像装置４０ＹによってＹトナー像に現像される。
【００１９】
Ｙ用の現像装置４０Ｙは感光体３Ｙに接触対向して配置される、ケーシング４１Ｙに設けられた開口から周面の一部を露出させた現像ローラ４２Ｙを有している。この現像ローラは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられるている。また、ケーシング４１Ｙには、負極性のＹトナーを主成分とする図示しないＹ現像剤が内包されている。なお、本実施形態においては、現像剤として粒径８．５［μｍ］の粉砕トナーを用いており、また、外添処理として比表面積が２００［ｍ２／ｇ］でＨＭＤＳ処理したシリカを１％と比表面積が９０［ｍ２／ｇ］でＨＭＤＳ処理したシリカを２％とを添加している。Ｙ現像剤は、現像ローラ表面に汲み上げられ、現像ローラの回転に伴って図示しない現像ドクタ４３Ｙとの対向位置を通過する際にその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域に接触して搬送され、感光体３Ｙの静電潜像をトナー像に現像する。
【００２０】
感光体３Ｙ上のＹトナー像は、感光体３Ｙと中間転写ベルト６１とが当接するＹ用の１次転写ニップで中間転写ベルト６１上に中間転写される。この１次転写ニップを通過した後の感光体３Ｙ表面には、中間転写ベルト６１上に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、感光体３Ｙと当接している帯電ローラ４Ｙの表面に付着するが、帯電ローラ４Ｙの表面に付着した転写残トナーはクリーニングブラシ８Ｙによって除去される。なお、クリー二ングブラシ８Ｙには装置本体に設けられた電源装置７１によりバイアスが印加されている。また、クリーニングブラシ８Ｙはプリンタ本体に対して着脱可能なように構成されている。これにより、クリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能が低下しても新品と交換することができる。さらに、帯電ローラ４Ｙに対するクリーニングブラシ８Ｙの取り付け精度は、感光体３Ｙに対する帯電ローラ４Ｙの取り付け精度ほど必要ないので、帯電ローラ４Ｙの汚れ具合によっては帯電ローラ４Ｙを新品と交換するよりも、クリーニング性能が低下したクリーイングブラシ８Ｙを新品に交換して帯電ローラ４Ｙをクリーンな状態にした方が良い。
【００２１】
クリーニングブラシ８Ｙの複数の植毛繊維は、それぞれ導電性繊維が所定の長さにカットされたものである。導電性繊維の素材としては、ナイロン６（登録商標）、ナイロン１２（登録商標）、アクリル、テフロン（登録商標）などの樹脂材料を例示することができる。そして、かかる樹脂材料にカーボンや金属微粉などの導電性粒子を分散せしめて導電性を付与する。製造コストとヤング率の低さとを考慮すると、ナイロン樹脂にカーボンを分散させた導電性繊維が好ましい。なお、カーボンの分散を繊維の中で偏在させても良い。
【００２２】
Ｙ用のプロセスユニット１Ｙについて説明してきたが、他色用のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１ＫはＹ用のプロセスユニット１Ｙと同様の構成になっているので説明を省略する。
【００２３】
先に示した図２において、各色のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの下方には、転写ユニット６０が配設されている。この転写ユニット６０は、無端状の中間転写ベルト６１を、複数の張架ローラによって張架しながら、図中反時計回り方向に無端移動せしめる。複数の張架ローラとは、具体的には、従動ローラ６２、駆動ローラ６３、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋ等のことである。
【００２４】
従動ローラ６２、１次転写バイアスローラ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋ、駆動ローラ６３は、何れも中間転写ベルト６１の裏面（ループ内周面）に接触している。そして、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋは、金属製の芯金にスポンジ等の弾性体が被覆されたローラであり、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋに向けて押圧されて、中間転写ベルト６１を挟み込んでいる。これにより、１次転写部６９として、４つの感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと中間転写ベルト６１とがベルト移動方向において所定の長さで接触するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の４つの１次転写ニップが形成されている。
【００２５】
４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋの芯金には、それぞれ図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される１次転写バイアスが印加されている。これにより、４つの１次転写バイアスローラ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋを介して中間転写ベルト６１の裏面に転写電荷が付与され、各１次転写ニップにおいて中間転写ベルト６１と感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋとの間に転写電界が形成される。なお、本プリンタにおいては、１次転写手段として１次転写バイアスローラ６６Ｙ，６６Ｍ，６６Ｃ，６６Ｋを設けているが、ローラに代えて、ブラシやブレード等のものを用いてもよい。また、転写チャージャーなどを用いてもよい。
【００２６】
各色の感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ上に形成されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、各色の１次転写ニップで中間転写ベルト６１上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト６１上には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００２７】
中間転写ベルト６１における駆動ローラ６３に対する掛け回し箇所には、２次転写バイアスローラ６７がベルトおもて面側から当接しており、これによって２次転写ニップが形成されている。この２次転写バイアスローラ６７には、図示しない電源や配線からなる電圧印加手段によって２次転写バイアスが印加されている。これにより、２次転写バイアスローラ６７と接地された２次転写ニップ裏側ローラ６４との間に２次転写電界が形成されている。中間転写ベルト６１上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。
【００２８】
本プリンタは、図示しない給紙カセットを備えており、その中に記録紙Ｐを複数枚重ねた記録紙束の状態で収容している。そして、一番上の記録紙Ｐを所定のタイミングで給紙路に送り出す。送り出された記録紙Ｐは、給紙路の末端に配設されたレジストローラ対５４のレジストニップ内に挟み込まれる。
【００２９】
レジストローラ対５４は、給紙カセットから送られてきた記録紙Ｐをレジストニップに挟み込むために両ローラを回転駆動させているが、記録紙Ｐの先端を挟み込むとすぐに両ローラの回転駆動を停止させる。そして、記録紙Ｐを中間転写ベルト６１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップでは、中間転写ベルト６１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の作用によって記録紙Ｐ上に一括２次転写されて、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。
【００３０】
このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップから排出された後、図示しない定着装置に送られてフルカラー画像が定着せしめられる。
【００３１】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト６１表面に付着している２次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置６８によってベルト表面から除去される。
【００３２】
以上の基本的な構成を有する本プリンタでは、４つの感光体３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがそれぞれ、回転によって無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体として機能している。また、光書込ユニット５０が、一様帯電後の感光体表面に潜像を形成する潜像形成手段として機能している。また、感光体３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋを回転駆動してそれぞれの表面を無端移動せしめるモータやギヤ列などからなる駆動源及び駆動伝達系と、駆動源のオンオフを制御する図示しない駆動制御部とが潜像担持体駆動手段として機能している。なお、駆動制御部は、周知のＣＰＵ等からなる制御回路と、ＲＡＭ等の情報記憶手段とから構成されるものである。
【００３３】
次に、実施形態に係るプリンタの特徴部について各実施例に基づいて説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係るプリンタの基本的な構成は上述したものと同様である。
【００３４】
［実施例１］
本実施例に係るプリンタでは、図２に示すように、いわゆるクリーナーレス方式を採用している。このクリーナーレス方式とは、感光体３Ｙなどの潜像担持体上に付着している転写残トナーをクリーニング回収するための専用の手段を用いることなく潜像担持体上での画像形成プロセスを実行する方式のことである。また、クリーニング回収するための専用の手段とは、具体的には、転写残トナーを潜像担持体から分離した後、再び潜像担持体に付着させることなく、廃トナー容器まで搬送して回収したり、現像装置４０Ｙ内に搬送してリサイクル回収したりする手段である。転写残トナーを潜像担持体から掻き取るクリーニングブレードも、専用の手段に含まれる。
【００３５】
かかるクリーナーレス方式について詳述する。クリーナーレス方式は、大別すると、散らし通過型と、一時捕捉型と、併用型とがある。これらのうち、散らし通過型では、潜像担持体に摺擦するブラシ等の散らし部材を用いて、潜像担持体上の転写残トナーを引っ掻くことで、転写残トナーと潜像担持体との付着力を弱める。そして、その後、現像スリーブや現像ローラ等の現像部材と潜像担持体とが対向する現像領域、あるいはその直前において、潜像担持体上の転写残トナーを現像ロールなどの現像部材に静電転移させることで、現像装置４０Ｙ内に回収する。この回収に先立って、転写残トナーは、潜像書込のための光書込位置を通過するが、転写残トナー量が比較的少量であれば、潜像書込に悪影響を及ぼすことはない。但し、正規極性とは逆極性に帯電している逆帯電トナーが転写残トナー中に含まれていると、それは現像部材上に回収されないので、地汚れなどを引き起こしてしまう。かかる逆帯電トナーによる地汚れの発生を抑える目的で、潜像担持体上の転写残トナーを正規極性に帯電せしめるためのトナー帯電手段を、転写位置（例えば１次転写ニップ）と散らし部材による散らし位置との間、あるいは散らし位置と現像領域との間、に設けることが望ましい。散らし部材としては、板金やユニットケーシング等に貼り付けられた導電性繊維からなる複数の植毛繊維を有する固定ブラシ、金属製の回転軸部材に複数の植毛繊維を立設せしめたブラシローラ、導電性のスポンジ等からなるローラ部を有するローラ部材などを用いることができる。
【００３６】
クリーナーレス方式における一時捕捉型では、表面を潜像担持体に接触させながら無端移動させる帯電ローラやブラシローラなどの回転部材によって、潜像担持体上の転写残トナーを一時的に捕捉する。そして、プリントジョブ終了後やプリントジョブ間の紙間タイミングなどにおいて、回転部材上の転写残トナーを吐き出させて潜像担持体に再転移させた後、現像ローラなどの現像部材に静電転移させて、現像装置４０Ｙ内に回収する。上述した散らし通過型では、ベタ画像形成時やジャム発生後などといった転写残トナーがかなり多くなってしまう場合に現像部材への回収能力を超えて画像劣化を引き起こすおそれがあるのに対し、一時捕捉型では回転部材で捕捉した転写残トナーを現像部材に少しずつ回収してかかる画像劣化の発生を抑えることができる。
【００３７】
クリーナーレス方式における併用型では、散らし通過型と一時捕捉型とを併用する。具体的には、潜像担持体に接触する回転ブラシ部材などを、散らし部材及び捕捉部材として併用する。回転ブラシ部材等に直流電圧だけを印加することで回転ブラシ部材等を散らし部材として機能させる一方で、必要に応じてバイアスを直流電圧から交流直流交流電圧に切り換えることで、回転ブラシ部材等を捕捉部材として機能させる。
【００３８】
本実施例のプロセスユニット１Ｙでは、一時捕捉型のクリーナーレス方式を採用している。また、本実施例においては、本実施形態で説明した構成に帯電ローラ４Ｙとクリーニングブラシ８Ｙとに接触する清掃補助ローラ９と清掃補助ローラ９にバイアスを印加する電源装置７２とが設けられている。なお、この清掃補助ローラ９は金属ローラであることが好ましい。
【００３９】
光書込ユニット５０による潜像の書込が行われている画像形成時や印字時であるプリントジョブ時には感光体３Ｙの帯電不良を防止するために、転写残トナー回収モードを実行する。具体的に説明すると、感光体３Ｙは、図中時計回り方向に所定の線速で回転駆動されながら中間転写ベルト６１のおもて面に接触してＹ用の１次転写ニップを形成している。そして、一次転写ニップを通過した後の感光体３Ｙ上に付着している転写残トナーを、感光体３Ｙと帯電ローラ４Ｙとの間で生じる摺擦力によって帯電ローラ４Ｙに転移させ、その帯電ローラ４Ｙに転移させた転写残トナーを、さらに帯電ローラ４Ｙとクリーニングブラシ８Ｙとの間で生じる摺擦力によってクリーニングブラシ８Ｙに転移させて一時的に捕捉する。そして、クリーニングブラシ８Ｙのトナー蓄積レベルが限界値を超えた際などに、クリーニングブラシ８Ｙに捕捉された転写残トナーを静電力よって清掃補助ローラ９Ｙに転移させ、さらに清掃補助ローラ９Ｙに転移させた転写残トナーを静電力によって帯電ローラ４Ｙに転移させる。
【００４０】
この際の各部材間での最適なトナーの移動方向を図１に矢印で示す。つまり、帯電ローラ４Ｙが感光体３Ｙから回収し、さらにクリーニングブラシ８Ｙに転移させた転写残トナーを、クリーニングブラシ８Ｙ、清掃補助ローラ９Ｙ及び帯電ローラ４Ｙの間で循環させている。クリーニングブラシ８Ｙだけに転写残トナーを蓄積させ場合、クリーニングブラシ８Ｙに転写残トナーが蓄積され過ぎると、転写残トナーが徐々にクリーニングブラシ８Ｙのブラシ先端付近からブラシの奥のほうに潜り込んでしまう。また、各部材間で生じる転写残トナーを転移させる静電力は、各部材同士の接触部から離れるほど弱くなる。そのため、後述するクリーニングブラシ８Ｙから蓄積した転写残トナーを静電力によって帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに転移させる際に、ブラシの奥に蓄積された転写残トナーは、クリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに転移されにくいので、クリーニングブラシ８Ｙ中に残留してしまう。このようにクリーニングブラシ８Ｙに転写残トナーが残留してしまうと短期間でクリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能が低下してしまう。よって、本実施例のように転写残トナーを各部材間で循環させることにより、クリーニングブラシ８Ｙに転写残トナーが蓄積され過ぎるのを防ぎ、ブラシの奥に転写残トナーが潜り込むのを抑制することができるので、経時でクリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能を良好に保つことができる。なお、各部材間での移動トナー量は、帯電ローラ４Ｙとクリーニングブラシ８Ｙとの間が最も多く、次に、クリーニングブラシ８Ｙと清掃補助ローラ９Ｙとの間が多く、清掃補助ローラ９Ｙと帯電ローラ４Ｙとの間が最も少ない。
【００４１】
なお、本実施例においては、図１に示すようにプリントジョブ時に帯電ローラ４Ｙに−５００［Ｖ］、クリーニングブラシ８Ｙに−４００［Ｖ］及び清掃補助ローラ９Ｙに−４００［Ｖ］のバイアスを印加している。つまり、プリントジョブ時に帯電ローラ４Ｙの電位、クリーニングブラシ８Ｙの電位及び清掃補助ローラ９Ｙの電位が、クリーニングブラシ８Ｙの電位＜清掃補助ローラ９Ｙの電位＜帯電ローラ４Ｙの電位の関係を満たすように各部材にバイアスを印加している。このような関係で各部材にバイアスを印加することによって、クリーニングブラシ８Ｙから清掃補助ローラ９Ｙへの転写残トナーの転移と、清掃補助ローラ９Ｙから帯電ローラ４Ｙへの転写残トナーの転移とが、静電力により行うことができる。
【００４２】
また、感光体３Ｙから帯電ローラ４Ｙへの転写残トナーの転移、及び、帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙへの転写残トナーの転移は、上記静電力よりも上回る上記摺擦力によって行われる。これは、上述したようにクリーニングブラシ８Ｙの電位＜帯電ローラ４Ｙの電位の関係を満たしており、且つ、１次転写ニップ通過後の感光体３Ｙの電位は１次転写によって１次転写ニップ通過前よりも電位が低下し、本実施例では０［Ｖ］であるため、静電力による転写残トナー転移は、クリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙへ、及び、帯電ローラ４Ｙから感光体３Ｙへ行われてしまう。そのため、本実施例では、感光体３Ｙと帯電ローラ４Ｙとの間、及び、帯電ローラ４Ｙとクリーニングブラシ８Ｙとの間で生じる静電力を上回る摺擦力により、感光体３Ｙから帯電ローラ４Ｙへの転写残トナーの転移、及び、帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙへの転写残トナーの転移を行っている。例えば、プリントジョブ時に帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙに回収されるトナー量は、図４に示すように、摺擦力によって帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙに転移したトナー量から、静電力によってクリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙに転移したトナー量を引いたものとなる。よって、静電力を上回る摺擦力によって帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙに転写残トナーを転移、つまり帯電ローラ４Ｙに付着した転写残トナーをクリーニングブラシ８Ｙに回収することができる。
【００４３】
また、この際のクリーニングブラシ８Ｙの回転方向は帯電ローラ４Ｙの回転方向と同一方向、つまり、帯電ローラ４Ｙの回転に対してカウンター方向に回転させている。このようにクリーニングブラシ８Ｙを上記カウンター方向に回転させることによって大きな摺擦力により帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙに転写残トナーを掻き取ることができる。なお、クリーニングブラシ８Ｙの線速（回転速度）は、清掃補助ローラ９Ｙの線速及び帯電ローラ４Ｙの線速よりも速いほうが好ましい。例えば、清掃補助ローラ９Ｙ及び帯電ローラ４Ｙの線速を１００［ｍｍ／ｓ］とし、クリーニングブラシ８Ｙの線速を２５０［ｍｍ／ｓ］として、清掃補助ローラ９Ｙの線速及び帯電ローラ４Ｙの線速に対するクリーニングブラシ８Ｙの線速の比を２．５とする。
【００４４】
そして、プリントジョブ終了時や紙間タイミングや非印字時などの光書込ユニット５０による潜像の書込が行われていない非プリントジョブ時では、転写残トナー吐き出しモードを実行する。具体的には、非プリントジョブ時に、帯電ローラ４Ｙ、クリーニングブラシ８Ｙ及び清掃補助ローラ９Ｙに印加するバイアスを切り換えて、クリーニングブラシ８Ｙに捕捉しておいた転写残トナーを静電力や摺擦力によって直接及び清掃補助ローラ９Ｙを介して帯電ローラ４Ｙに転移させ、さらに帯電ローラ４Ｙに転移させた転写残トナーを静電力や摺擦力によって感光体３Ｙ上の非画像領域に再転移させる。なお、以後帯電ローラ４Ｙから感光体３Ｙ上にトナーを転移させるのは、特筆しない限り上記非画像領域である。その後、感光体３Ｙ上から現像ロール４２Ｙを経て現像装置４０Ｙ内に回収する。
【００４５】
図５に、この際の各部材間での最適なトナーの移動方向を矢印で示している。本実施例においては、非プリントジョブ時に、帯電ローラ４Ｙに−８００［Ｖ］、クリーニングブラシ８Ｙに−１５００［Ｖ］及び清掃補助ローラ９Ｙに−６００［Ｖ］のバイアスを印加している。つまり、このときの帯電ローラ４Ｙ、清掃補助ローラ９Ｙ、クリーニングブラシ８Ｙ及び１次転写ニップ通過後の感光体３Ｙの電位が、クリーニングブラシ８Ｙの電位＜清掃補助ローラ９Ｙの電位＜帯電ローラ４Ｙの電位＜１次転写ニップ通過後の感光体３Ｙの電位、の関係を満たすように各部材にバイアスを印加している。なお、クリーニングブラシ８Ｙと帯電ローラ４Ｙとの間の電位差は、図４に示すように、静電力によってクリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙに転移するトナー量が、摺擦力によって帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙに転移されるトナー量よりも多くなるように設定する必要がある。また同様に、感光体３Ｙと帯電ローラ４Ｙとの間の電位差も、静電力によって帯電ローラ４Ｙから感光体３Ｙに転移するトナー量が、摺擦力によって感光体３Ｙから帯電ローラ４Ｙに転移されるトナー量よりも多くなるように設定する必要がある。このような各部材間の電位関係にすることによって、静電力により各部材に付着した転写残トナーを図５に示した矢印方向へ効率良く転移させることができる。
【００４６】
なお、この際の帯電ローラ４Ｙの線速及び清掃補助ローラ９Ｙの線速に対するクリーニングブラシ８Ｙの線速の比を０．１乃至０．９にするか、クリーニングブラシ８Ｙの線速を帯電ローラ４Ｙの線速及び清掃補助ローラ９Ｙの線速よりも遅くするかのの少なくとも一方にすることが好ましい。これらのようにすることによってクリーニングブラシ８Ｙに捕捉された転写残トナーを効率良く帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに吐き出すことができる。
【００４７】
吐き出し時には、図６や図７に示した電圧印加可能領域部分（Ｌｐｃ、Ｌｄｖ）で、クリーニングブラシ８Ｙに捕捉されたトナーが帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに吐き出される。つまり、クリーニングブラシ８Ｙが回転することで、クリーニングブラシ８Ｙの外周部が電圧印加可能領域部分（Ｌｐｃ、Ｌｄｖ）に順に移送して、そこに移送されたクリーニングブラシ８Ｙの外周部のトナーが帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに吐き出される。しかしながら、上記線速比が０．１よりも小さければクリーニングブラシ８Ｙの回転が遅いために、見た目上、電圧印加可能領域部分（Ｌｐｃ、Ｌｄｖ）がほぼ同じ箇所に留まっているように見える。そのため、上記線速比が０．１よりも小さい場合には、全体的なトナー吐き出し効率が悪くなる。また、クリーニングブラシ８Ｙの所定の部分におけるトナー吐き出し時間（Ｔｐｃ、Ｔｄｖ）と電圧印加可能領域部分（Ｌｐｃ、Ｌｄｖ）とクリーニングブラシ８Ｙの移動速度（線速）とには数１のような関係がある。上記線速比が０．９よりも大きい場合には、移動速度（Ｖ）が速くなるので、数１から上記トナー吐き出し時間（Ｔｐｃ、Ｔｄｖ）が短くなることがわかる。よって、上記線速比が０．９よりも大きい場合には、電圧印加可能領域部分でクリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙにトナーを吐き出す時間が短くなるので、トナーの吐き出し効率が悪くなる。
【数１】
2008185989.tif 000003
【００４８】
また、クリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能を長期間維持するためには、クリーニングブラシ８Ｙからのトナー吐き出し率が１５［％］以上であることが好ましく、その際の上記線速比とトナー吐き出し率との関係を表１に示す。なお、この際の帯電ローラ４Ｙの線速と清掃補助ローラ９Ｙの線速とは１００［ｍｍ／ｓ］である。
【表１】
2008185989.tif 000004
【００４９】
表１から、上記線速比が０．１乃至０．９であれば、トナー吐き出し率が１５［％］以上となることがわかる。よって、このことからも本実施例のように非プリントジョブ時における上記線速比を０．１乃至０．９にすることにより、クリーニングブラシ８Ｙから効率良くトナーを吐き出すことが可能であることがわかる。
【００５０】
また、クリーニングブラシ８Ｙに捕捉された転写残トナーを帯電ローラ４Ｙを介して感光体３Ｙ上に吐き出すことによってクリーニングブラシ８Ｙはクリーンな状態となるので、クリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能を維持することができる。したがって、クリーニングブラシ８Ｙによる帯電ローラ４Ｙのクリーニングも良好に行なわれるので、帯電ローラ４Ｙによって感光体３Ｙを良好に帯電せしめることが可能となる。なお、クリーニングブラシ８Ｙの代わりクリーニングローラを用いても構わない。この際、クリーニングローラの表面は弾性体、例えばウレタンフォームで構成されていることが好ましい。帯電ローラ４Ｙからクリーニングローラなどに静電力に加えて摺擦力によって転写残トナーを回収する際には、大きな摺擦力を得るためにクリーニングローラの表面が弾性変形してつぶれた状態になるぐらいクリーニングローラと帯電ローラ４Ｙとを接触させる必要がある。よって、ウレタンフォームのような弾性体によって表面が構成されたクリーニングローラを用いることによって、上記したような接触状態が可能となるので帯電ローラ４Ｙとクリーニングローラとの接触部で大きな摺擦力を得ることができる。また、ウレタンフォームの表面には凹凸があるため帯電ローラ４Ｙ上から転写残トナーを掻き取り易い。
【００５１】
また、上記のように本実施例においては、転写残トナーを回収するため専用のクリーニング装置を設けず、現像装置４０Ｙで転写残トナーの回収を行うよう構成している。本実施例のようなクリーナーレスシステムを採用することによって、転写残トナーを回収するための専用の回収トナー収容部を設ける必要が無いので装置本体の小型化に有効である。また、回収したトナーを再び現像に使用することができるので、トナーの有効活用が可能となり経済的でもある。
【００５２】
［変形例］
本変形例においては、帯電ローラ４Ｙに付着したトナーを、図８に示すように直接及び清掃補助ローラ９Ｙを介してクリーニングブラシ８Ｙに転移させるようにしているので、帯電ローラ４Ｙの表面を実施例１よりクリーンな状態に保つことができる。また、本変形例では、プリントジョブの途中でクリーニングブラシ８Ｙのトナー蓄積レベルが限界値を超えた際などに、図８に示すようにクリーニングブラシ８Ｙと清掃補助ローラ９Ｙとに印加するバイアスを切り換えて、クリーニングブラシ８Ｙのトナーを清掃補助ローラ９Ｙへ転移させている。そして、清掃補助ローラ９Ｙでトナーの汚れ位置のばらつきを平均化した後に、清掃補助ローラ９Ｙのトナーをクリーニングブラシ８Ｙに再転移させている。これにより、クリーニングブラシ８Ｙにトナーが蓄積され過ぎることによるブラシ先端近傍からブラシの奥のほうにトナーが潜り込むことを抑制できるので、クリーニングブラシ８Ｙ中にトナーが残留することなく非プリントジョブ時に実施例１と同様に静電力によってクリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙにトナーを転移させることができる。
【００５３】
また、非プリントジョブ時には、実施例１と同様に図５に示すようなバイアスを各部材に印加することにより、クリーニングブラシ８Ｙから直接及び清掃補助ローラ９Ｙを介して帯電ローラ４Ｙにトナーを転移させる。そして、帯電ローラ４Ｙに転移させたトナーをさらに感光体３Ｙに転移させて、その感光体３Ｙに転移させたトナーを現像装置４０で回収している。
【００５４】
［実験１］
次に、本発明者らが行った実験について説明する。
本発明者らは、図２や図３などに示した実施形態に係るプリンタと同様の構成の試験機を用意した。そして、この試験機を用いて、後述する条件下にて図９に示すようなモノクロのハーフチャート（ハーフトーン階調画像）をＡ４用紙に横帯５０［％］の画像面積率で連続１００００枚及び連続５００００枚プリントした。そして、プリント画像や感光体３Ｙを拡大観察した結果に基づいて、感光体３Ｙの帯電ムラを評価した。具体的には、ハーフチャートにおける白斑点の発生レベルに基づいて、白斑点あり（×）、わずかに白斑点あり（△）、白斑点なし（○）の３段階で評価した。また、帯電ムラの評価にあいて、△、○を許容範囲とし、且つ、×を実使用上差し障りのあるレベルとした。
【００５５】
感光体３Ｙとしては、直径２４［ｍｍ］のものであり、一次転写ニップ通過後の表面電位は０［Ｖ］である。また、線速は１００［ｍｍ／ｓ］とした。
【００５６】
帯電ローラ４Ｙはシャフト径６．０［ｍｍ］、外径１０．０［ｍｍ］のローラ形状のものを使用しており、帯電ローラ４Ｙに印加する帯電バイアスとして、プリントジョブ時−５００［Ｈｚ］、非プリントジョブ時−８００［Ｈｚ］の直流電圧を印加している。なお、帯電部材としては回転軸部材に植毛繊維を複数立設せしめた帯電ブラシローラでも構わない。また、線速は１００［ｍｍ／ｓ］とした。
【００５７】
帯電ローラ（７Ｋ）には、−１１００［Ｖ］の帯電バイアスを印加し、感光体３Ｋを−９００［Ｖ］程度に一様帯電させた。この電位は１次転写ニップに進入する直前まで維持されるが、１次転写ニップを通過した感光体３Ｋの表面は、１次転写ニップによる転写電流の影響により、−２０［Ｖ］程度まで電位が減衰する。また、現像ローラ４２Ｋに印加する現像バイアスについては−２５０［Ｖ］とした。また、ブラシ部材１２Ｋに印加するバイアスについては−５００［Ｖ］とした。
【００５８】
クリーニングブラシ８Ｙに印加するバイアスとしては、プリントジョブ時−９００［Ｖ］、非プリントジョブ時に−１５００［Ｖ］の直流電圧Ｖｄｃに、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが１．０［ｋＶ］、周波数がプリントジョブ時３００［Ｈｚ］、非プリントジョブ時１０［Ｈｚ］である交流電圧を重畳したもので、且つ、デューティーが４５［％］であるものを採用した。なお、本実施例のように直流電圧に交流電圧を重畳することにより、交流電圧の極性の方向が変化することを利用してトナーを電気的に振動させることが可能となり、帯電ローラ４Ｙからトナーを離れ易くすることができる。これにより、クリーニングブラシ８Ｙによる帯電ローラ４Ｙ上のトナー回収効率を向上させることができる。また、クリーニングブラシ８Ｙで捕捉したトナーを帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに吐き出す際にも、上述したようにクリーニングブラシ８Ｙに捕捉したトナーを交流電圧によって電気的に振動させることにより、クリーニングブラシ８Ｙからトナーが離れ易くなり、吐き出し効率を向上させることができる。なお、周波数は５［Ｈｚ］から５００［Ｈｚ］までの範囲内が好ましい。例えば、通常、クリーニングブラシ８Ｙへの交流印加電圧により、クリーニングブラシ８Ｙの帯電ローラ４Ｙへの接触領域内で、帯電ローラ４Ｙの電位は、交流印加電圧の中心値になり、クリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙへのトナーの移動と、帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙへのトナーの移動とが平衡状態となる。低周波の交流電圧を印加した場合は、クリーニングブラシ８Ｙの低周波数により帯電ローラ４Ｙの表面電位が波形形状の低めに誘起され、平均値はクリーニングブラシ８Ｙの交流印加電圧と電位差が確保できる。これにより、クリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙにトナーを効率良く吐き出すことが可能となるが、５００［Ｈｚ］より大きいと帯電ローラ４Ｙの表面電位波形は形成されず、また、５［Ｈｚ］よりも小さいと短すぎて交流の効果がでなくなるので、効率良くトナーの吐き出しを行えなくなる。
【００５９】
クリーニングブラシ８Ｙとしては、導電性粒子を含有するナイロン繊維からなる植毛繊維を、図示しない回転軸部材に複数立設せしめて、直径１１［ｍｍ］のローラ状にしたものを用いた。また、帯電ローラ４Ｙ及び清掃補助ローラ９Ｙに対するクリーニングブラシ食い込み量の許容範囲は０．１〜１．０［ｍｍ］とした。また、プリントジョブ時の線速は２５０［ｍｍ／ｓ］とし、非プリントジョブ時における線速は、帯電ローラ４Ｙの線速及び清掃補助ローラ９Ｙの線速に対するクリーニングブラシ８Ｙの線速の比が０．１乃至０．９の範囲内になるようにした。
【００６０】
清掃補助ローラ９Ｙとしては、直径１１［ｍｍ］の金属ローラを用いている。また、清掃補助ローラ９Ｙには、プリントジョブ時に−６００［Ｖ］、非プリントジョブ時に−１５００［Ｖ］の直流電圧を印加している。また、線速は１００［ｍｍ／ｓ］とした。
【００６１】
なお、プリントジョブ時及び非プリントジョブ時における各部材に印加するバイアスの切り換え制御については、図１０示した通りである。
プリントジョブ時は帯電ローラ４Ｙに帯電不良の原因となるトナーが無いように、クリーニングブラシ８Ｙによって帯電ローラ４Ｙからトナーを回収する。また、クリーニングブラシ８Ｙに回収したトナーを、クリーニングブラシ８Ｙ、清掃補助ローラ９Ｙ及び帯電ローラ４Ｙの間で循環させるようなバイアス（本実施例においては、クリーニングブラシ８Ｙの電位＜清掃補助ローラ９Ｙの電位＜帯電ローラ４Ｙの電位、となるようなバイアス）を印加する。
【００６２】
次に、プリントジョブが終わると、まず、クリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙにトナーを転移させるための準備として、帯電ローラ４Ｙ上のトナーを感光体３Ｙに転移させるために帯電ローラ４Ｙに印加するバイアスを図１０に示したように変更する。このとき合わせて、清掃補助ローラ９Ｙに印加するバイアスも図１０に示すように変更する。さらに、帯電ローラ４Ｙ上のトナーが無くなったタイミングで、クリーニングブラシ８Ｙのトナーを帯電ローラ４Ｙに転移させるようなバイアスを図１０に示すようにクリーニングブラシ８Ｙに印加する。そして、帯電ローラ４Ｙ上に転移させたトナーは、さらに感光体４Ｙ上に転移して、現像装置の現像ローラによって回収される。
【００６３】
その後、次のプリントジョブ時における転写残トナーの回収の準備をするために、まずクリーニングブラシ８Ｙに印加するバイアスを図１０に示すように変更して、帯電ローラ４Ｙ上のトナーをクリーニングブラシ８Ｙに転移させる。そして、帯電ローラ４Ｙがきれいになった状態で、帯電ローラ４Ｙと清掃補助ローラ９Ｙとに印加するバイアスを図１０に示すように変更する。
【００６４】
なお、このような各部材に印加する印加電圧の制御は、プリンタ本体に設けられた図示しない、ＣＰＵやメモリーなどからなる制御部によって行われる。
【００６５】
以上の条件下で行った実験を試料１とし、その際のプリントジョブ時のプロセスユニット１Ｙの概略構成図は図１に、非プリントジョブ時のプロセスユニット１Ｙの概略構成図は図５に示したものである。また、試料１との比較対象として以下に示す条件で試料２から試料４までの実験を行った。なお、以下に示す各試料の条件は、後述する条件以外は試料１と同様である。
【００６６】
［試料２］
・帯電ローラ４Ｙへの印加電圧：プリントジョブ時−５００［Ｖ］，非プリントジョブ時−８００［Ｖ］
・クリーニングブラシ８Ｙへの印加電圧：プリントジョブ時−９００［Ｖ］，非プリントジョブ時−１５００［Ｖ］
・清掃補助ローラ９Ｙ：無し
【００６７】
［試料３］
・帯電ローラ４Ｙへの印加電圧：プリントジョブ時−４００［Ｖ］，非プリントジョブ時−７００［Ｖ］
・クリーニングブラシ８Ｙへの印加電圧：プリントジョブ時−１０００［Ｖ］，非プリントジョブ時−１６００［Ｖ］
・清掃補助ローラ９Ｙへの印加電圧：プリントジョブ時−５００［Ｖ］，非プリントジョブ時−９００［Ｖ］
【００６８】
［試料４］
・帯電ローラ４Ｙへの印加電圧：プリントジョブ時−５００［Ｖ］，非プリントジョブ時−８００［Ｖ］
・清掃部材として外周部がウレタンフォームで構成されたクリーニングローラを用いた。
クリーニングローラへの印加電圧：プリントジョブ時９００［Ｖ］，非プリントジョブ時−１５００［Ｖ］
・清掃補助ローラ９Ｙへの印加電圧：プリントジョブ時−６００［Ｖ］，非プリントジョブ時−９００［Ｖ］
【００６９】
以上の条件下で行った実験結果を表２に示す。
【表２】
2008185989.tif 000005
【００７０】
表２から、試料１、試料３及び試料４では白斑点が無く良好に感光体３Ｙが帯電しているということがわかる。これは、試料１、試料３及び試料４では清掃補助ローラ９Ｙを設け、帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙに回収したトナーを、クリーニングブラシ８Ｙ、清掃補助ローラ９Ｙ及び帯電ローラ４Ｙとの間を循環させているので、上述したようにクリーニングブラシ８Ｙにトナーが蓄積され過ぎるのを抑制することができるので、プリントジョブ時において、クリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能を保つことができる。よって、連続プリント１００００枚行っても、プリントジョブ時にクリーニングブラシ８Ｙによって帯電ローラ４Ｙを良好にクリーニングすることができるので、帯電ローラ４Ｙによって感光体３Ｙを良好に帯電せしめることができたと考えられる。
【００７１】
また、非プリントジョブ時には、クリーニングブラシ８Ｙに蓄積された転写残トナーを直接及び清掃補助ローラ９Ｙを介して帯電ローラ４Ｙに転移させ、さらに帯電ローラ４Ｙに転移させたトナーを感光体３Ｙ上に転移させるようなバイアスをを印加している。これにより、クリーニングブラシ８Ｙに蓄積された転写残トナーは静電力によって表面電位が０［Ｖ］の感光体３Ｙ上に帯電ローラ４Ｙを介して効率良く移動する。さらに、プリントジョブ時にクリーニングブラシ８Ｙのブラシの奥のほうにトナーが潜り込むのを抑制しているので、クリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙにトナーを転移させる際に、上述したようにクリーニングブラシ８Ｙにトナーを残留させることなく転移させることができる。これにより、クリー二ングブラシ８Ｙがクリーンな状態になりクリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能が維持される。したがって、クリーニングブラシ８Ｙによる帯電ローラ４Ｙのクリーニングも長期間に渡り良好に行なわれ、また、感光体３Ｙ上に吐き出された転写残トナーは現像装置４０Ｙで回収されるため、連続プリント１００００枚時においても、帯電ローラ４Ｙによって感光体３Ｙを良好に帯電せしめることが可能であったと考えられる。
【００７２】
また、表２から試料１と試料３のように、プリントジョブ時及び非プリントジョブ時に各部材へ印加するバイアスを、上述した本発明における各部材間の電位関係を満たすような範囲内で異ならせても、連続プリント１００００枚において感光体３Ｙを良好に帯電せしめることが可能であることがわかる。つまり、上記電位関係を満たすことによって、クリーニングブラシ８Ｙがクリーンな状態に保たれ、クリーニングブラシ８Ｙによる帯電ローラ４Ｙのクリーニングを良好に行なうことが可能であると考えられる。
【００７３】
さらに、表２から試料４においては、連続プリント５００００枚においても、白斑点が無く感光体３Ｙを良好に帯電せしめることが可能であった。これは、清掃部材として外周部がウレタンフォームで構成されたクリーニングローラを用いることにより、帯電ローラ４Ｙとクリーニングローラとの間で生じる摺擦力が、上述したように清掃部材にクリーニングブラシ８Ｙを用いた場合よりも大きくなる。よって、試料１や試料３に比べより帯電ローラ４Ｙからクリーニングローラにトナーを回収することができ、連続プリント５００００枚においても帯電ローラ４Ｙを良好にクリーニングすることが可能となり、感光体３Ｙを良好に帯電せしめることができたと考えられる。
【００７４】
試料２におけるプロセスユニット１Ｙの概略構成図を図１１示す。表２から試料２においては、連続プリント１００００枚で白斑点が生じ感光体３Ｙが帯電不良であることがわかる。これは、試料２では清掃補助ローラ９Ｙを設けていないため、プリントジョブ時に帯電ローラ４Ｙからクリーニングブラシ８Ｙに回収したトナーが、クリーニングブラシ８Ｙに蓄積され続ける。そのため、プリントジョブの途中に、クリーニングブラシ８Ｙのトナー蓄積レベルが限界値を超えてしまうと、クリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能が低下してしまい、帯電ローラ４Ｙを良好にクリーニングできなくなる。よって、プリントジョブ時に帯電ローラ４Ｙによって感光体３Ｙを良好に帯電せしめることができなくなったと考えられる。
【００７５】
また、非プリントジョブ時においては、画像形成時にクリーニングブラシ８Ｙにトナーが蓄積され過ぎることにより、クリーニングブラシ８Ｙのブラシ先端近傍からブラシの奥のほうにトナーが潜り込んでしまうと、上述したように静電力によってクリーニングブラシ８Ｙから帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに転移されずにクリーニングブラシ８Ｙ中に残留するトナーがある。そのため、連続プリントを行うことにより、徐々にクリーニングブラシ８Ｙにトナーが蓄積されるので、短期間でクリーニングブラシ８のクリーニング性能が低下した状態になってしまう。よって、プリントジョブ時及び非プリントジョブ時を問わず、クリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能が低下してしまうので、連続プリント１００００枚の途中で、クリーニングブラシ８Ｙによる帯電ローラ４Ｙのクリーニングを良好に行うことができなくなり、帯電ローラ４Ｙによって感光体３Ｙを良好に帯電せしめることができないため帯電不良が生じたと考えられる。
【００７６】
なお、上述したクリーニングブラシ８Ｙのトナー蓄積レベルの限界値というのは、図１２に示すものであり、プリントジョブ時に、この限界値よりもクリーニングブラシ８Ｙに蓄積されるトナー量が少なければ、非プリントジョブ時にクリーニングブラシ８Ｙに蓄積されたトナーを帯電ローラや清掃補助ローラ９Ｙに１００％転移させることができることを示している。
【００７７】
試料１、３及び４においては、プリントジョブ時にクリーニングブラシ８Ｙ、清掃補助ローラ９Ｙ及び帯電ローラ４Ｙとの間でトナーを循環させることにより、図１２に示したように上記限界値よりもクリーニングブラシ８Ｙに蓄積されるトナー量を少なくすることができる。よって、上述したようにクリーニングブラシ８Ｙに蓄積されたトナーを非プリントジョブ時に帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙとに１００％転移させることができるので、クリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能を回復させることができる。
【００７８】
また、試料２においては、プリントジョブ時に帯電ローラ４Ｙから回収したクリーニングブラシ８Ｙに回収したトナーが、クリーニングブラシ８Ｙに蓄積され続けるので、図１２に示すように上記限界値よりもクリーニングブラシ８Ｙに蓄積されるトナー量が多くなる。よって、図１２に示すようにクリーニングブラシ８Ｙに蓄積されたトナーを非プリントジョブ時に帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙとに１００％転移させることができないため、クリーニングブラシ８Ｙにトナーが残留してしまう。したがって、プリントを行うにつれて徐々にクリーニングブラシ８Ｙにトナーが蓄積されるので、クリーニングブラシ８Ｙのクリーニング性能が短期間で低下してしまう。
【００７９】
［実施例２］
次に、実施例２に係るプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例２に係るプリンタの構成は実施形態と同様である。
図１３は、実施例２に係るプリンタにおけるＹ用のプロセスユニット１Ｙを示す拡大構成図である。他色用のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１ＫもＹ用のものと同様の構成になっている。
【００８０】
本実施例２では、実施例１と同様に一時捕捉型のクリーナーレス方式を採用している。実施例２と実施例１との装置本体の基本的な構成は同じであるが、実施例２においては、実施例１の構成に加え、片持ち支持された導電性シートからなる導電シート１０Ｙ及び導電シート１１Ｙが、図１３に示すように自由端側を導電シート１０Ｙはクリーニングブラシ８Ｙに、導電シート１１Ｙは清掃補助ローラ９Ｙに当接するように装置本体に設けている。かかる構成の導電シート１０Ｙ及び導電シート１１Ｙには、装置本体内に設けられた電源や配線等からなる帯電前バイアス供給手段によって直流電圧からなる帯電前バイアスが供給される。なお、導電シート１０Ｙ及び導電シート１１Ｙの母材樹脂としては、ポリビニリデンフルオロエチレン（ＰＶＤＦ）の他、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ウレタン、ポリエチレン、これらを２種類以上混合したもの等を例示することができる。実施例２では、導電シート１０Ｙ及び導電シート１１Ｙにマイナス極性の帯電前バイアスを印加しており、これによってクリーニングブラシ８Ｙ及び清掃補助ローラ９Ｙに捕捉した転写残トナーを、正規極性であるマイナス極性に同帯電量で一様に帯電せしめている。クリーニングブラシ８Ｙや清掃補助ローラ９Ｙから帯電ローラ４Ｙに静電力で転写残トナーを吐き出す際には、転写残トナーの帯電量が一定レベル以上あると、より効率良く吐き出すことができる。よって、１次転写によって逆極性に帯電したり、帯電量が低下した転写残トナーを導電シート１０Ｙ及び導電シート１１Ｙによって一様に正規極性及び同帯電量に帯電せしめることで、クリーニングブラシ８Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに導電シート１０Ｙや導電シート１１Ｙを当接させてない場合よりも、効率良くクリーングブラシ８Ｙ及び清掃補助ローラ９Ｙから帯電ローラ４Ｙに転写残トナーを吐き出すことができる。
【００８１】
クリーニングブラシ８Ｙに捕捉した転写残トナーは、書込手段による静電潜像の形成が行われない期間である、プリントジョブ終了後や紙間タイミングなどに、クリーニングブラシ８Ｙに印加する帯電バイアスを重畳電圧から直流電圧に切り換えることで、クリー二ングブラシから直接、及び、清掃補助ローラ９Ｙを介して帯電ローラ４Ｙに転移され、さらに帯電ローラ４Ｙに転移した転写残トナーは感光体３Ｙ上に再転移される。なお、本実施例２では導電シート１０Ｙや導電シート１１Ｙによってクリーニングブラシ８Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに捕捉された転写残トナーが一様に正規極性であるマイナス極性に帯電しているので、帯電ローラ４Ｙから感光体３Ｙへの転写残トナーの再転移の際に、転写残トナーが静電力によって帯電ローラ４Ｙから効率良く感光体３Ｙに吐き出される。このようにして感光体３Ｙ上に再転移された転写残トナーは、感光体３Ｙ上から現像ローラ４２Ｙを経て現像装置４０Ｙ内に回収される。また、導電シート１０Ｙ及び導電シート１１Ｙによって転写残トナーを一様に正規極性であるマイナス極性に同帯電量で帯電せしめているので、転写残トナー中の逆帯電トナーや低帯電量トナーを現像領域に搬送してしまうことによる地汚れの発生が抑えられる。
【００８２】
なお、本実施例においては、導電シート１０Ｙをクリーニングブラシ８Ｙに当接させ、且つ、導電シート１１Ｙを清掃補助ローラ９Ｙに当接させているが、これに限るものではなく、クリーニングブラシと清掃補助ローラ９Ｙとの少なくとも一方に導電シートを当接させる構成でも良い。つまり、感光体３Ｙ上から帯電ローラ４Ｙに回収された転写残トナーは、帯電ローラ４Ｙ、クリーニングブラシ８Ｙ及び清掃補助ローラ９Ｙの間で循環しているので、クリーニングブラシ８Ｙと清掃補助ローラ９Ｙとの少なくとも一方で導電シートにより転写残トナーを帯電せしめれば、経時で上記回収した転写残トナー全体が一様に帯電せしめられることになるからである。
【００８３】
１次転写ニップを通過した後の感光体３Ｋ表面に付着している転写残トナーの中には、正規の帯電極性に帯電しているトナーの他、正規の帯電極性ではあるもののその帯電量が不足している低帯電量トナーや、逆極性に帯電している逆帯電トナーなども含まれる。そして、このような転写残トナーは、感光体３Ｋの回転に伴って補助帯電ニップに進入する。すると、転写残トナー中の逆帯電トナーは、補助帯電部材１０Ｋと感光体３Ｋとの間の放電、あるいは補助帯電部材１０Ｋからの電荷注入により、正規極性であるマイナス極性に十分に帯電せしめられる。また、転写残トナー中の低帯電量トナーも、放電あるいは電荷注入によってマイナス極性に十分に帯電せしめられる。これにより、転写残トナー中の逆帯電トナーや低帯電量トナーを現像領域に搬送してしまうことによる地汚れの発生が抑えられる。
【００８４】
［実施例３］
次に、実施例３に係るプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例３に係るプリンタの構成は実施形態と同様である。
図１４は、実施例３に係るプリンタにおけるＹ用のプロセスユニット１Ｙを示す拡大構成図である。他色用のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１ＫもＹ用のものと同様の構成になっている。
【００８５】
実施例３では、実施例１及び２と同様に一時捕捉型のクリーナーレス方式を採用している。また、実施例３の装置本体の基本的な構成は実施例１及び実施例２と同様であるが、実施例３では図１４に示すように導電シート１２Ｙを帯電ローラ４Ｙよりも感光体回転方向上流側の感光体３Ｙの表面に当接させている。なお、実施例３で使用した導電シート１２Ｙの諸特性や帯電前バイアス供給手段によって印加されるバイアスなどは実施例２と同様である。この導電シート１２Ｙにより、感光体３Ｙ上の逆極性であるプラス極性に帯電した転写残トナーの極性を正規極性であるマイナス極性にしたり、低帯電量トナーの帯電量を高くすることができる。よって、感光体３Ｙ上の転写残トナーを一様に正規極性であるマイナス極性に同帯電量で帯電することで、図１４に示すようにプラス極性のバイアスを印加されたクリーニングブラシ８Ｙによって転写残トナーを捕捉し易くして、転写残トナーをクリーニングブラシ８Ｙに転移させて一時的に捕捉する。
【００８６】
クリーニングブラシ８Ｙに捕捉した転写残トナーは、プリントジョブ終了後や紙間タイミングなどに、クリーニングブラシ８Ｙに印加する帯電バイアスを重畳電圧から直流電圧に切り換えることで、クリー二ングブラシから直接、及び、清掃補助ローラ９Ｙを介して帯電ローラ４Ｙに転移させた後、さらに帯電ローラから感光体３Ｙ上に再転移させる。そして、転写残トナーは感光体３Ｙ上から現像ローラ４２Ｙを経て現像装置４０Ｙ内に回収される。なお、クリーニングブラシ８Ｙに捕捉された転写残トナーは、クリーニングブラシ８Ｙに捕捉される前に導電シート１２Ｙによって正規極性であるマイナス極性に一様に同帯電量で帯電せしめられているので、実施例２で記載したように上記再転移の際にクリーニングブラシ８Ｙから効率良く帯電ローラ４Ｙや清掃補助ローラ９Ｙに吐き出すことができる。また、導電シート１２によって転写残トナーを一様に正規極性であるマイナス極性に同帯電量で帯電せしめているので、実施例２と同様に、転写残トナー中の逆帯電トナーや低帯電量トナーを現像領域に搬送してしまうことによる地汚れの発生が抑えられる。
【００８７】
１次転写ニップを通過した後の感光体３Ｋ表面に付着している転写残トナーの中には、正規の帯電極性に帯電しているトナーの他、正規の帯電極性ではあるもののその帯電量が不足している低帯電量トナーや、逆極性に帯電している逆帯電トナーなども含まれる。そして、このような転写残トナーは、感光体３Ｋの回転に伴って補助帯電ニップに進入する。すると、転写残トナー中の逆帯電トナーは、補助帯電部材１０Ｋと感光体３Ｋとの間の放電、あるいは補助帯電部材１０Ｋからの電荷注入により、正規極性であるマイナス極性に十分に帯電せしめられる。また、転写残トナー中の低帯電量トナーも、放電あるいは電荷注入によってマイナス極性に十分に帯電せしめられる。これにより、転写残トナー中の逆帯電トナーや低帯電量トナーを現像領域に搬送してしまうことによる地汚れの発生が抑えられる。
【００８８】
以上、本実施形態によれば、自らの無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体である感光体３と、感光体３上の潜像をトナーによって現像する現像手段である現像装置４０と、感光体３に接触させた自らの表面を無端移動せしめながら、感光体３の表面を一様帯電せしめる帯電部材である帯電ローラ４と、帯電ローラ４にバイアスを供給する第１のバイアス供給手段である電源装置７０と、帯電ローラ４に接触させた自らの表面を無端移動せしめながら、帯電ローラ４の表面に付着した少なくともトナーを回収して、帯電ローラ４の表面を清掃する第１の清掃部材であるクリーニングブラシ８と、クリーニングブラシ８にバイアスを供給する第２のバイアス供給手段である電源装置７１とを備えた画像形成装置であるプリンタにおいて、帯電ローラ４とクリーニングブラシ８とに接触させた自らの表面を無端移動せしめ、少なくともクリーニングブラシ８からトナーを回収する第２の清掃部材である清掃補助ローラ９と、清掃補助ローラ９にバイアスを供給する第３のバイアス供給手段である電源装置７２とを有しており、清掃補助ローラ９に回収したトナーが静電力によって帯電ローラ４へ転移するように、電源装置７０が帯電ローラ４にバイアスを供給し及び電源装置７２が清掃補助ローラ９にバイアスを供給して、清掃補助ローラ９から帯電ローラ４にトナーを転移させ、且つ、クリーニングブラシ８に回収したトナーが静電力によって、クリーニングブラシ８から直接、帯電ローラ４へ転移するように電源装置７０が帯電ローラ４にバイアスを供給し及び電源装置７１がクリーニングブラシ８にバイアスを供給して、クリーニングブラシ８から帯電ローラ４にトナーを転移させるか、クリー二ングブラシ８から清掃補助ローラ９を介して帯電ローラ４に転移するように、電源装置７０が帯電ローラ４にバイアスを供給し、電源装置７１がクリーニングブラシ８にバイアスを供給し及び電源装置７２が清掃補助ローラ９にバイアスを供給して、クリーニングブラシ８から帯電ローラ４にトナーを転移させるかの少なくとも一方を行い、さらに、帯電ローラ４に転移させたトナーを感光体３上の非画像領域に転移させ、上記非画像領域に転移させたトナーを現像装置４０で回収するように構成している。これにより、プリントジョブ時に、帯電ローラ４からクリーニングブラシ８に回収したトナーを、クリーニングブラシ８から清掃補助ローラ９に転移させることによって、クリーニングブラシ８にトナーが蓄積され過ぎるのを防ぐことができる。よって、プリントジョブの途中でクリーニングブラシ８のクリーニング性能が低下するのを抑制することができるので、プリントジョブ時にクリーニングブラシ８によって帯電ローラ４を良好にクリーニングすることができ、帯電ローラ４によって感光体３を良好に帯電せしめることができる。また、非プリントジョブ時には、クリーニングブラシ８に蓄積されたトナーを直接及び清掃補助ローラ９を介して帯電ローラ４に転移させ、さらに帯電ローラ４に転移させたトナーを感光体３上に転移させるようなバイアスをを印加しているので、クリーニングブラシ８に蓄積された転写残トナーは静電力によって帯電ローラ４に直接または清掃補助ローラ９を介して効率良く移動する。さらに、プリントジョブ時にクリーニングブラシ８のブラシの奥のほうにトナーが潜り込むのを抑制しているので、クリーニングブラシ８から帯電ローラ４や清掃補助ローラ９Ｙにトナーを転移させる際に、上述したようにクリーニングブラシ８にトナーを残留させることなく転移させることができる。これにより、クリー二ングブラシ８がクリーンな状態になりクリーニングブラシ８のクリーニング性能が維持される。したがって、クリーニングブラシ８による帯電ローラ４のクリーニングも長期間に渡り良好に行なわれ、長期間において、帯電ローラ４Ｙによって感光体３を良好に帯電せしめることができる。また、感光体３上に吐き出された転写残トナーは現像装置４０で回収されるため、トナー回収専用のトナー回収部を設ける必要が無く装置本体の小型化が可能である。
また、本実施形態によれば、上記トナーは負極性に帯電しており、上記非画像領域にトナーを転移させないときであるプリントジョブ時に、電源装置７１と電源装置７２とが、クリーニングブラシ８と清掃補助ローラ９とに供給するバイアスを変化させ、クリーニングブラシ８と帯電ローラ９との電位差を変更可能であり、且つ、帯電ローラ４の電位が清掃補助ローラ９の電位よりも高くなるように、電源装置７０及び電源装置７２が、帯電ローラ４及び清掃補助ローラ９にバイアスを供給し、また、上記非画像領域にトナーを転移させるときである非プリントジョブ時には、クリーニングブラシ８の電位、清掃補助ローラ９の電位、帯電ローラ４の電位及び感光体３の電位が、クリーニングブラシ８の電位＜清掃補助ローラ９の電位＜帯電ローラ４の電位＜感光体３の電位の関係を満たすように、電源装置７０、電源装置７１及び電源装置７２が、帯電ローラ４、クリーニングブラシ８及び清掃補助ローラ９にバイアスを供給するように構成している。これにより、負極性に帯電したトナーを静電力により効率良く状況に応じて所定の部材に転移させることができる。
また、本実施形態によれば、プリントジョブ時に、感光体３に付着したトナーを帯電ローラ４と感光体３との接触部で生じる摺擦力によって、感光体３から帯電ローラ４に転移させ、また、帯電ローラ４に付着したトナーを帯電ローラ４とクリーニングブラシ８との接触部で生じる摺擦力によって、帯電ローラ４からクリーニングブラシ８に転移させるように構成している。これにより、各部材に印加されたバイアスの関係により、感光体３から帯電ローラ４に、及び、帯電ローラ４からクリーニングブラシ８に、静電力によってトナーを転移させることができない場合でも、その静電力を上回る摺擦力によって機械的にトナーを掻き取ることができる。
また、本実施形態によれば、電源装置７１は、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスをクリーニングブラシ８に印加する。これにより、交流電圧の特性により帯電ローラ４上に付着したトナーやクリーニングブラシ８に捕捉されたトナーを電気的に振動させることができる。よって、各部材からトナーが離れ易くなるので、帯電ローラ４上からクリーニングブラシ８へのトナーの回収効率や、クリーニングブラシ８から帯電ローラ４や清掃補助ローラ９にトナーを吐き出す効率を、クリーニングブラシ８に直流電圧だけを印加した場合よりも向上させることができる。
また、本実施形態によれば、上記交流電圧の周波数は、５Ｈｚ乃至５００Ｈｚである。上記周波数が５［Ｈｚ］よりも小さいと短すぎて交流の効果がでなくなり、５００［Ｈｚ］より大きいと感光体３の表面電位波形は形成されなるので、効率良くトナーの吐き出しを行えなくなる。よって、本実施形態のように上記周波数を５Ｈｚ乃至５００Ｈｚにすることにより、クリーニングブラシ８から帯電ローラ４や清掃補助ローラ９Ｙにトナーを効率良く吐き出すことができる。
また、本実施形態によれば、クリーニングブラシ８の回転方向は、帯電ローラ４の回転方向と同一方向である。これにより、クリーニングブラシ８は帯電ローラ４の回転に対してカウンター方向で回転することになるので、大きな摺擦力により帯電ローラ４からクリーニングブラシ８にトナーを回収することができる。
また、本実施形態によれば、非プリントジョブ時の帯電ローラ４の線速及び清掃補助ローラ９の線速に対するクリーニングブラシ８の線速の比は、０．１乃至０．９である。上記線速の比が０．１よりも小さければ、クリーニングブラシ８に捕捉したトナーをほぼ同じ箇所にしか吐き出せず、線速の比が０．９よりも大きければクリーニングブラシ８の回転が速すぎてクリーニングブラシ８からトナーを吐き出す時間が短くなってしまう。よって、本実施形態のように上記線速の比を０．１乃至０．９にすることにより、効率良くクリーニングブラシ８から帯電ローラ４や清掃補助ローラ９にトナーを吐き出すことができる。
また、本実施形態によれば、上記清掃部材が、外周部が弾性部材により構成されたローラ形状をしているクリーニングローラである場合、例えば静電力に加えて帯電ローラ４からクリーニングローラに摺擦力によってトナーを回収する際には、クリーニングローラの表面が弾性変形してつぶれた状態になるぐらいクリーニングローラと帯電ローラ４とを接触させることで大きな摺擦力を得ることができるので、効率良く帯電ローラ４からクリーニングブラシ８にトナーを回収することができる。
また、本実施形態によれば、上記弾性部材としてウレタンフォームを用いると、ウレタンフォームの表面には凹凸があるので、この凹凸により感光体３上や帯電ローラ４上に付着したトナーを掻き取り易くなる。
また、本実施形態によれば、上記清掃部材はブラシ形状のクリーニングブラシ８であることにより、帯電ローラ４に対するブラシの摺擦により、帯電ローラ４上からトナーを効果的にクリーニングブラシ８へ掻き取ることができる。
また、本実施形態によれば、クリーニングブラシ８は、装置本体に対して着脱可能に設けられている。これにより、クリーニングブラシ８を新品などと交換することができるので、帯電ローラ４のクリーニングを良好に行なうことができる。
また、本実施形態によれば、クリーニングブラシ８に接触し、クリーニングブラシ８に回収されたトナーを帯電せしめる第１のトナー帯電手段である導電シート１０と、清掃補助ローラ９に接触し、清掃補助ローラ９に回収されたトナーを帯電せしめる第２のトナー帯電手段である導電シート１１との少なくとも一方を備えている。これにより、クリーニングブラシ８や清掃補助ローラ９に捕捉されたトナーを一様に正規極性及び同帯電量で帯電させることができるので、トナーを静電力によってクリーニングブラシ８や清掃補助ローラ９から帯電ローラ４に効率良く吐き出すことができる。
また、本実施形態によれば、感光体３上のトナー像を転写材に転写する転写部である１次転写部６９と、帯電ローラ４と感光体３とが当接する位置よりも感光体回転方向上流側で、且つ、帯電ローラ４と１次転写部６９との間の感光体３の表面に付着しているトナーを帯電せしめるトナー帯電手段である導電シート１２とを備えている。これにより、クリーニングブラシ８に捕捉された転写残トナーは、クリーニングブラシ８に捕捉される前に導電シート１２によって正規極性及び同帯電量で一様に帯電せしめられているので、クリーニングブラシ８から静電力によって効率良く帯電ローラ４や清掃補助ローラ９に吐き出すことができる。
【００８９】
尚、本実施形態では、現像剤として負極性トナーを主成分とした１成分現像剤を用いたが、正極性トナーを主成分とした１成分現像剤を用いても構わない。この際、各部材に印加するバイアスは負極性トナーを用いたときと逆極性になるようにすれば良い。また、１成分現像剤に限らずトナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の特徴部を示す実施例１のプリントジョブ時のプロセスユニットの概略構成図。
【図２】本実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図３】Ｙ用のプロセスユニットの概略構成図。
【図４】帯電ローラとクリーニングブラシとの間でのトナーの転移に係る電位設定の説明図。
【図５】非プリントジョブ時における最適なトナーの移動方向を示した説明図。
【図６】線速比が０．１よりも小さい場合のトナー吐き出し説明図。
【図７】線速比がお。９よりも大きい場合のトナー吐き出し説明図。
【図８】変形例のプリントジョブ時のトナーの移動方向を示した説明図。
【図９】実験１で形成したハーフチャ−トを示した図。
【図１０】プリントジョブ時及び非プリントジョブ時における各部材に印加するバイアスの切り換え制御の説明図。
【図１１】試料２におけるプロセスユニットの概略構成図。
【図１２】クリーニングブラシ中のトナー量とトナー吐き出し量との比率関係の説明図。
【図１３】実施例２のプリントジョブ時のプロセスユニットの概略構成図。
【図１４】実施例３のプリントジョブ時のプロセスユニットの概略構成図。
【符号の説明】
【００９１】
１    プロセスユニット
３    感光体
４    帯電ローラ
８    クリーニングブラシ
９    清掃補助ローラ
１０  導電シート
１１  導電シート
１２  導電シート
４０  現像装置
４２  現像ローラ
５０  光書込ユニット
６０  転写ユニット
６１  中間転写ベルト
６９  １次転写部
７０  電源装置
７１  電源装置
７２  電源装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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