(57)【要約】【課題】帯電器に蓄積したトナー等を除去することで帯電性能のムラを抑制し，安定した画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成装置は，正逆回転可能な感光体１を有している。また，感光体１の周囲には，その回転方向に沿って，帯電ブラシ２と，現像ローラ３と，転写ローラ４とが順次配置されている。感光体１が回転した場合には，帯電ブラシ２も感光体１の回転方向と順方向に回転する。また，帯電ブラシ２のブラシ繊維は，湾曲しつつ感光体１と接触している。また，感光体１および帯電ブラシ２は，非画像形成時に画像形成処理時とは逆方向に間欠的に回転させる。この間欠的な回転により帯電ブラシ２のブラシ繊維が振動して，トナー等が効率よく吐き出される。【選択図】            図２
2004184934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と，前記像担持体に接触して前記像担持体の表面を帯電させる接触帯電部材とを有する画像形成装置において，
非画像形成時に，前記像担持体と前記接触帯電部材との少なくとも一方を，画像形成時の移動方向とは逆方向に間欠的に移動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載する画像形成装置において，
前記像担持体と前記接触帯電部材との少なくとも一方を間欠的に逆方向に移動させた後であって画像形成前に，前記像担持体と前記接触帯電部材との少なくとも一方を正方向に移動させ，
その正方向時の移動量は，逆方向時の移動量以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載する画像形成装置において，
前記像担持体と前記接触帯電部材との少なくとも一方を間欠的に移動させた後の正方向への移動の際には，前記接触帯電部材を電気的にフロートとするか，前記接触帯電部材への印加バイアスを逆方向に移動するときの印加バイアスとは異なるバイアスとするかのいずれか一方とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの少なくとも１つに記載する画像形成装置において，
前記接触帯電部材より前記像担持体が正方向に移動する際の上流側に位置し，前記像担持体に接触するシート状の荷電部材を有し，
前記像担持体を逆方向に移動する際には，前記荷電部材を電気的にフロートとすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの少なくとも１つに記載する画像形成装置において，
前記接触帯電部材より前記像担持体が正方向に移動する際の上流側に位置し，前記像担持体に接触する発泡部材を有し，
前記発泡部材は，前記像担持体の移動方向に揺動可能に保持されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電子写真方式にて画像を形成する画像形成装置に関する。さらに詳細には，接触帯電器を有し，その接触帯電器にて像担持体を帯電させる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，電子写真方式の画像形成装置には，回転する像担持体に接触しつつ像担持体の表面を帯電させる接触帯電器（帯電ブラシ等）を備えるものがある。接触帯電方式の帯電ブラシは，非接触帯電方式のコロナ放電器等と比較して，オゾン発生量が軽微であり，低い印加電圧で作動できるといった利点を有している。また，帯電ブラシは，感光体を帯電させる機能とともに感光体上の残留トナーを撹乱させる機能を有している。
【０００３】
しかしながら帯電ブラシは，ブラシ繊維の隙間に残留トナーや紙粉を取り込み易い。そして，残留トナー等を取り込んだ結果，帯電性能にムラが発生してしまうことがある。従って，取り込んだ残留トナー等をできる限り除去する必要がある。この帯電ブラシに取り込まれたトナーの除去に着目した技術としては，例えば特許文献１，２がある。この特許文献１，２に記載された画像形成装置では，帯電ブラシの回転方向を切り換えることが可能である。すなわち，回転方向が切り換えられる際にブラシ繊維が折り返され，その作用によってトナーが帯電ブラシから吐き出されるのである。また，その他の技術としては，例えば特許文献３がある。この特許文献３に記載された画像形成装置では，感光体の回転方向を切り換えることが可能である。この画像形成装置であっても，特許文献１の画像形成装置と同様にトナーの吐出効果が得られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−９２７７８号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６１４００号公報
【特許文献３】
特開平８−７６６４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の技術には以下のような問題があった。すなわち，各特許文献に記載された画像形成装置では，実際にはトナーの吐出効果をあまり期待できない。なぜなら，トナーの吐出効果を得られるタイミングは，ブラシ繊維の湾曲の向きが逆向きになるときだけである。言い換えると，帯電ブラシもしくは感光体の回転方向が切換えられるときだけである。このため，逆回転継続中には吐出効果をほとんど得られないのである。そのため，残留トナー等の吐出効率は低く，帯電性能のムラを抑制するまでに至っていない。従って，長期間にわたって使用した場合に，出力画像の画質が低下してしまうのである。
【０００６】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，帯電器に蓄積したトナー等を除去することで帯電性能のムラを抑制し，安定した画質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた画像形成装置は，像担持体と，像担持体に接触して像担持体の表面を帯電させる接触帯電部材とを有する画像形成装置であって，非画像形成時に，像担持体と接触帯電部材との少なくとも一方を，画像形成時の移動方向とは逆方向に間欠的に移動させるものである。
【０００８】
本発明の画像形成装置は，像担持体および接触帯電部材を有している。そして，像担持体と接触帯電部材との少なくとも一方は正逆の両方向に移動可能である。また，逆方向に移動させる際には，間欠的に移動させる。この間欠的な移動により接触帯電部材を振動させることができる。そして，その振動によって接触帯電部材内の蓄積物が吐き出される。従って，トナー等の蓄積物を効率よく吐き出すことができる。
【０００９】
また，本発明の画像形成装置は，像担持体と接触帯電部材との少なくとも一方を間欠的に逆方向に移動させた後であって画像形成前に，像担持体と接触帯電部材との少なくとも一方を正方向に移動させ，その正方向時の移動量は，逆方向時の移動量以上であることとするとよりよい。これにより，逆方向に移動した際に折り返された接触帯電部材の繊維を元の状態に戻すことができる。
【００１０】
さらに，本発明の画像形成装置は，像担持体と接触帯電部材との少なくとも一方を間欠的に移動させた後の正方向への移動の際には，接触帯電部材を電気的にフロートとするか，接触帯電部材への印加バイアスを逆方向に移動するときの印加バイアスとは異なるバイアスとするかのいずれか一方とすることとするとよりよい。すなわち，接触帯電部材を電気的にフロートとした場合には，接触帯電部材に電気的な吸引力が発生しない。また，接触帯電部材への印加バイアスを逆方向に移動する際のバイアスとは異なるバイアスとした場合には，電気的な反発力により接触帯電部材への取り込みを防止することができる。従って，吐き出された蓄積物の再回収を防止することができる。
【００１１】
また，本発明の画像形成装置は，接触帯電部材より像担持体が正方向に移動する際の上流側に位置し，像担持体に接触するシート状の荷電部材を有し，像担持体を逆方向に移動する際には，荷電部材を電気的にフロートとすることとするとよりよい。すなわち，像担持体との間に電気的な吸引力を発生させない。これにより，逆方向への移動時の荷電部材の捲れを防止することができる。
【００１２】
また，本発明の画像形成装置は，接触帯電部材より像担持体が正方向に移動する際の上流側に位置し，像担持体に接触する発泡部材を有し，発泡部材は，像担持体の移動方向に揺動可能に保持されていることとするとよりよい。すなわち，発泡部材が揺動するため，発泡部材の像担持体との接触面は，正方向への移動時と逆方向への移動時とで異なる。これにより，逆方向時に発泡部材に回収された蓄積物が正方向時に像担持体上に戻されることがなく，蓄積物の再回収を防止することができる。従って，吐き出された蓄積物を効率的に清掃することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１４】
［第１の形態］
第１の形態の画像形成装置は，図１に示すようにトナー像の形成・転写が行われる画像形成部１０と，転写材を保持する給紙カセット１１と，転写されたトナー像を転写材に定着させる定着器１２とを有している。また，画像形成部１０は，図２に示すように，表面にトナー像が形成される感光体１を有している。図２中の矢印Ａは，通常時の回転方向である。また，感光体１は逆方向（図２中の矢印Ｂ方向）にも回転可能である（以下，図２中の矢印Ａ方向の回転を「正回転」，矢印Ｂ方向の回転を「逆回転」とする）。感光体１の周囲には，その回転方向に沿って，感光体１の表面を均一に帯電する帯電ブラシ２と，トナーの付与および回収を行う現像ローラ３と，感光体１上のトナー像を転写材に転写する転写ローラ４とが順次配置されている。帯電ブラシ２は，導電性を有するシャフト上に導電性の繊維（例えば，ビスコースレーヨン）を９，３００本／平方ｃｍ程度の密度で植設したものである。また，０．６７テックスの素繊維５０本で１本３３．３３テックスの導電性繊維を形成している。また，感光体１が回転した場合には，帯電ブラシ２も感光体１の回転方向と順方向に回転する。また，帯電ブラシ２のブラシ繊維は，湾曲しつつ感光体１と接触している。
【００１５】
また，感光体１上であって転写ローラ４と帯電ブラシ２との間の位置に，導電性のシート部材（以下，「導電性シート６」とする）が配置されている。導電性シート６は，体積抵抗率が１０５〜１０７Ωｃｍ，厚さが１００μｍ程度の荷電部材である。そして，導電性シート６には，必要に応じてバイアスが印加される。また，導電性シート６の一端は感光体１と接触しており，感光体１の正回転の方向に対して引き摺られるような状態で設置されている。また，感光体１上であって導電性シート６と帯電ブラシ２との間の位置に，発泡部材（例えば，モルトプレーン（登録商標））で形成されたスポンジ部材５が配置されている。スポンジ部材５についても感光体１に圧接されている。
【００１６】
次に，画像形成装置の動作について説明する。画像形成装置の動作としては，大別して，画像形成処理時の動作と帯電ブラシ２等の清掃処理時の動作とがある。そこで，始めに画像形成処理時の動作について説明する。なお，画像形成処理時の感光体１は正回転で回転する。
【００１７】
画像形成時には，帯電ブラシ２に直流電圧（直流電圧をスイッチングした電圧や，直流電圧と交流電圧とを重畳させた電圧であってもよい）−１．２ｋＶが印加される。これにより，感光体１の表面が−８００Ｖに帯電される。その後，露光装置によって画像データに対応した露光が行われ，感光体１上に静電潜像が形成される。次に，現像ローラ３の位置にて，負極性のトナーによる現像が行われ，感光体１上にトナー像が形成される。その後，転写ローラ４の位置にて，転写材に感光体１上のトナー像が転写される。トナーが転写された転写材は，定着器１２を介して機外に排出される。
【００１８】
なお，感光体１上のトナーは転写ローラ４の正極性により転写材に転写されるが，一部のトナーは転写されずに感光体１上に残留する。また，残留トナーの帯電極性は正極性にシフトしている。また，転写ローラ４の通過後の感光体１上に付着している紙粉の帯電極性も正極性である。その後，残留トナー等は導電性シート６の位置に移動する。このとき，導電性シート６には負極性のバイアス（−１．０ｋＶ）が印加されている。そのため，導電性シート６を通過する際に，転写後の残留トナー等の帯電極性が負極性にシフトされる。これにより，帯電ブラシ２への残留トナー等の付着が抑制される。また，感光体１の表面も負極性に帯電されるため，導電性シート６は帯電ブラシ２による主帯電前の予備帯電としての機能も果たしている。その後，紙粉等の大きな残留物はスポンジ部材５によりせき止められ，トナー等の小さな残留物がスポンジ部材５と感光体１との間を通過する。その後，帯電ブラシ２にて残留トナーが撹乱されるとともに一部のトナーが帯電ブラシ２に掻き取られる。なお，掻き取られたトナーの一部は，その後に帯電ブラシ２に印加された負極性のバイアスにより再度感光体１上に吐き出される。この吐き出されたトナーと，帯電ブラシ２に掻き取られず通過したトナーとが現像ローラ３により回収される。
【００１９】
次に，清掃処理時の動作について説明する。清掃処理の実施タイミングとしては，画像形成処理前の前処理時，画像形成処理後の後処理時，画像と画像との像間，あるいは電源投入時等が該当する。なお，これらのタイミングに限定するものではなく，所定の時期（例えば，所定の枚数の作像後）等であってもよい。以下，画像形成処理後の後処理時にて清掃処理を実施するとして，図３のタイムチャートを基に説明する。
【００２０】
まず，感光体１を停止させる。その後，感光体１の回転方向を逆向きにする。すなわち，感光体１および帯電ブラシ２を逆回転させる。回転方向が切り換えられる際は，帯電ブラシ２のブラシ繊維の湾曲の向きが逆向きになる。さらに逆回転時には，一定の周期でモータのＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。すなわち，感光体１を間欠的に回転させる。なお，帯電ブラシ２全体に吐出効果が及ぶようにするためには，少なくとも帯電ブラシ２を１回転させる必要がある。また，間欠回転の間隔はできる限り短い方が好ましいが，少なくとも帯電ブラシ２が１周する間に２〜４回ほど停止させる。逆回転させた後に，再度感光体１を停止させる。そして，再度感光体１を正回転にする。これにより，逆回転時に折り返されたブラシ繊維が，再度折り返される。なお，逆回転後の正回転時では，逆回転時の総回転量以上に回転させることが好ましい。その後，感光体１を停止させることにより清掃処理が終了する。
【００２１】
なお，逆回転時には，導電性シート６へのバイアスの印加を停止させる。すなわち，導電性シート６を電気的に浮かせた状態（フロート）とする。これは，導電性シート６にバイアスを印加させていると，感光体１との間の静電吸引力により，感光体１の回転に引き摺られて，導電性シート６が転写ローラ４側にめくれてしまうからである。
【００２２】
また，逆回転時に帯電ブラシ２のブラシ繊維が振動することにより，帯電ブラシ２に付着しているトナー等が感光体１上に吐き出される。吐き出されたトナー等は，その後の正回転時に再度帯電ブラシ２を通過することになる。その際，トナーの再回収を防止するため，帯電ブラシ２の印加バイアスを停止させる。あるいは，逆回転時より絶対値が大きいバイアスを印加してもよい。
【００２３】
次に，本形態の画像形成装置の耐久試験の概要およびその結果について説明する。本試験では，Ａ４用紙で５０００枚の印字テストを行い，帯電ブラシ２の吐き出し性能を確認した。なお，システムの条件は以下の通りである。
システム速度    ４７ｍｍ／ｓｅｃ
帯電ブラシ外径  １５ｍｍ
感光体外径      ３０ｍｍ
帯電ブラシと感光体との周速比  ３
画像幅          ２１０ｍｍ
なお，帯電ブラシ２の吐き出し性能は以下の手順にて測定した。まず，本形態の画像形成装置から導電性シート６およびスポンジ部材５を取り外した状態で感光体１を逆回転させる。そして，感光体１上に吐き出されたトナー等を透明な粘着テープではがした後，粘着テープの透過濃度をマクベス透過濃度計にて測定する。この透過濃度により，テープへのトナーの付着量，すなわち帯電ブラシ２の吐き出し性能を評価するのである。また，テープに何も付着していない状態を０として校正を行っている。
【００２４】
帯電ブラシ２は１周約４７ｍｍであるので，およそ半周に相当する５００ｍｓ間隔で回転／停止を行った。そのとき，約２２ｍｍ周期で３〜５ｍｍ程度の濃い帯が観測された。なお，濃い部分の透過濃度が０．４程度であり，その他の部分の透過濃度が０．２程度である。この濃い帯の時間帯が帯電ブラシ２の回転の立ち上がり時に相当しており，回転の立ち上がり時に特に効率よく吐き出されているのが認められた。
【００２５】
以上詳細に説明したように第１の形態の画像形成装置は，正逆回転可能な感光体１および帯電ブラシ２を有することとしている。そして，感光体１および帯電ブラシ２は，非画像形成時に画像形成処理時とは逆方向に間欠的に回転することとしている。この間欠的な回転により帯電ブラシ２のブラシ繊維が振動し，トナー等を効率よく吐き出すことができている。従って，帯電ブラシ２に蓄積したトナー等を除去することで帯電性能のムラを抑制し，安定した画質の画像を形成することができる画像形成装置が実現されている。
【００２６】
また，逆回転後に再度正回転で回転させることとしている。これにより，帯電ブラシ２のブラシ繊維の湾曲方向を元に戻すことができている。また，逆回転中は導電性シート６に対してバイアスを印加しないこととしている。これにより，逆回転時の導電性シート６の捲れが防止されている。また，再度の正回転時には，帯電ブラシ２の印加バイアスを停止させることとしている。もしくは，逆回転時とは異なるバイアスを印加することとしている。これにより，吐き出したトナーの再回収が防止されている。
【００２７】
［第２の形態］
第２の形態の画像形成装置の画像形成部は，図４に示すように感光体１と，帯電ブラシ２と，現像ローラ３と，転写ローラ４と，異物除去部材５０とを有している。本形態の画像形成部の構成は，第１の形態の画像形成部１０の構成と概ね共通しているが発泡部材のスポンジ部材５０に特徴がある。
【００２８】
異物除去部材５０は，図５に示すように発泡部材５１と，支持体５２と，バネ部材５３と，枠体５４とを有している。詳細には，モルトプレーン（登録商標）等の発泡部材５１が支持体５２に貼り付けられている。さらに，支持体５２はバネ部材５３に取り付けられており，枠体５４内で揺動可能である。また，発泡部材５１は，感光体１に対して圧接されている。
【００２９】
この画像形成装置にて画像形成処理を行う。その場合には，感光体１が正回転（図４中の矢印Ａ方向）する。その際，発泡部材５１は，感光体１の回転に引き摺られて帯電ブラシ２側に傾く。一方，清掃処理を行う場合には，感光体１が逆回転（図６中の矢印Ｂ方向）する。その際，発泡部材５１は転写ローラ４側に傾く。すなわち，正回転時と逆回転時とでは，感光体１に対する接触面が異なっている。このため，逆回転時に吐き出されたトナー（凝集したトナー等が多く含まれている）は，逆回転時の接触面から発泡部材５１に取り込まれる。そして，その後の正回転時には逆回転時の接触面が感光体１と接触しないため，トナーは取り込まれたままである。従って，逆回転時に取り込まれたトナーは，正回転時にて再度感光体１に回収されることがない。また，接触面が切り換わる際の振動等により，発泡部材５１の表面に付着しているトナーの一部が感光体以外の場所に振り落とされる。
【００３０】
以上詳細に説明したように第２の形態の画像形成装置では，異物除去部材５０中の発泡部材５１が感光体１の回転方向に対して揺動可能であることとしている。そのため，発泡部材５１の感光体１との接触面は，正回転時の場合と逆回転時の場合とで異なっている。これにより，より効率的に吐き出されたトナー等を清掃することができている。
【００３１】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，実施例の画像形成装置は，感光体１と帯電ブラシ２とがともに回転しているがこれに限るものではない。すなわち，それぞれが独立して回転するものとしてもよい。これにより，例えば帯電ブラシ２のみを正逆回転可能としてもよい。
【００３２】
また，実施例の画像形成装置では，帯電器として回転可能な帯電ブラシ２を使用しているが，これに限るものではない。例えば，固定タイプの帯電ブラシや，網状の導電性シート等を使用してもよい。その場合には，感光体のみが正逆回転可能である。
【００３３】
また，実施例の画像形成装置では，現像ローラ３がトナーの付与および回収を行うことができる，いわゆるクリーナレスタイプのものであるがこれに限るものではない。すなわち，クリーナを有しているタイプのものでも適用可能である。
【００３４】
また，画像形成装置としては，プリンタ，複写機，スキャナ，ＦＡＸ等であって電子写真方式にて画像を形成するものであれば適用可能である。また，カラー画像を形成するものであってもモノクロ画像専用のものであってもよい。また，タンデム方式であっても４サイクル方式であってもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，帯電器に蓄積したトナー等を除去することで帯電性能のムラを抑制し，安定した画質の画像を形成することができる画像形成装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の形態に係る画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図２】第１の形態に係る画像形成部の概略を示す構成図である。
【図３】モータおよび印加バイアスの状態を示すタイムチャートである。
【図４】第２の形態に係る画像形成部の概略を示す構成図（正回転）である。
【図５】第２の形態に係るスポンジ部材の概略を示す構成図である。
【図６】第２の形態に係る画像形成部の概略を示す構成図（逆回転）である。
【符号の説明】
１      感光体（像担持体）
２      帯電ブラシ
３      現像ローラ
４      転写ローラ
５      スポンジ部材（発泡部材）
６      導電性シート（荷電部材）
【図１】
2004184934.tif 000003
【図２】
2004184934.tif 000004
【図３】
2004184934.tif 000005
【図４】
2004184934.tif 000006
【図５】
2004184934.tif 000007
【図６】
2004184934.tif 000008