(57)【要約】【課題】感光体１の摩耗を抑えつつ、小径の球形トナーであっても長期に渡って良好に感光体１からクリーニングすることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】静電付着体たるクリーニングローラ５２に付着したトナーを直接あるいは中間回収体を介して掻き取って除去する掻き取り除去手段たるスクレーパ部材５３をクリーニング手段５に設けた。また、表面を無端移動させている静電付着体たるクリーニングローラ５２の電位を切り替える電位切替手段１０を設けた。これにより、所定のタイミングでクリーニングローラ５２表面からのトナー離れを促して、スクレーパ部材５３によって確実に除去することが可能になった。【選択図】　図２
2004102004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成に伴うトナー付着によってクリーニングが必要になる被クリーニング体と、該被クリーニング体に残留するトナーを静電付着体の無端移動する表面に静電的に付着させてクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
上記静電付着体に付着したトナーを直接あるいは中間回収体を介して掻き取って除去する掻き取り除去手段を上記クリーニング手段に設けるとともに、表面を無端移動させている該静電付着体の電位を切り替える電位切替手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置であって、
上記電位切替手段が上記静電付着体の電位を、少なくとも、上記トナーの帯電極性とは逆極性の値と、同極性の値とで切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置であって、
上記電位切替手段が上記静電付着体の電位を、上記トナーの帯電極性とは逆極性の値と、電気的な接地とで切り替えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２又は３の画像形成装置であって、
上記被クリーニング体は、表面に担持したトナー像を転写先に転写する像担持体であり、上記電位切替手段は、トナー像を該転写先に転写した後の該像担持体が該トナー像を担持していた領域で且つクリーニングされる前の領域である画像履歴領域と、上記静電付着体とが対向しているときに該静電付着体の電位を上記逆極性の値にする一方で、トナー像を該転写先に転写した後の該像担持体が該トナー像を担持していなかった領域で且つクリーニングされる前の領域である非画像領域と、該静電付着体とが対向しているときに該静電付着体の電位を上記同極性の値又は接地にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置であって、
上記同極性の値又は接地が上記非画像領域の電位よりも上記逆極性側に大きな値であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４又は５の画像形成装置であって、
上記電位切替手段が上記静電付着体の一周分の表面無端移動に要する時間以上に継続して、該静電付着体の電位を上記同極性の値又は接地にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４、５又は６の画像形成装置であって、
上記像担持体上のトナー像を上記転写先であるシート材に直接転写するか、あるいは上記転写先である中間転写体を介してシート材に転写し、且つ、上記非画像領域は複数の該シート材に対するトナー像の転写が連続して行われる場合の各シート材間に対応するシート間領域であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項４、５又は６の画像形成装置であって、
上記像担持体上のトナー像を上記転写先であるシート材に直接転写するか、あるいは上記転写先である中間転写体を介してシート材に転写し、且つ、上記非画像領域が複数の該シート材に対するトナー像の転写が連続して行われる場合の最後の該シート材に対応する上記画像履歴領域に続く非画像領域であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項４、５、６、７又は８の画像形成装置であって、
上記像担持体上のトナー像が直接あるいは中間転写体を介して転写せしめられたシート材に対して、加熱部材を接触させて該トナー像を定着せしめる定着手段を備え、且つ、該加熱部材を所定の温度まで昇温せしめるために必要な昇温期間中に上記電圧切替手段が上記静電付着体の電位を上記同極性の値又は接地にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項２乃至９の何れかの画像形成装置であって、
上記被クリーニング体として、無端移動する表面にトナー像を担持するものを備え、該被クリーニング体が所定時間累積して表面無端移動する毎に、上記電位切替手段が上記静電付着体の電位を上記同極性の値又は接地にすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかの画像形成装置であって、
上記静電付着体の表面の静止摩擦係数が０．３以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項４乃至９の何れかの画像形成装置であって、
上記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーとして、粒子の平均円形度が１．０〜０．９６であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項４乃至９の何れか、又は請求項１２の画像形成装置であって、
上記像担持体として、アモルファスシリコンからなる表層が形成されたものを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項４乃至９の何れか、又は請求項１２若しくは１３の画像形成装置であって、
上記像担持体として、粒子状物質を含有する表層が形成されたもの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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体等の像担持体に残留したトナーをクリーニングするための次のような構成を具備しているクリーニング手段を備える画像形成装置に関するものである。即ち、像担持体に残留するトナーを無端移動する表面に静電的に付着させて回収する静電付着体を具備するクリーニング手段である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナー像を担持する感光体や中間転写体等の像担持体をクリーニングするクリーニング手段として、ブレード方式のものを備える画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１等）。このブレード方式のクリーニング手段は、像担持体に当接するゴムブレード等のブレード部材によってトナーを像担持体から機械的に掻き取る方式のものであり、次に説明するような不具合があった。即ち、ブレード部材の組付誤差によって像担持体との密着不良が生ずると、像担持体に付着しているトナーを掻き取らずにすり抜けさせてしまう。このすり抜けを抑えるべく、ブレード部材を必要以上の圧力で像担持体に当接させると、像担持体の摩耗を助長してその寿命を短くしてしまうという不具合である。また、いわゆる粉砕法によって製造された粉砕トナーに対しては良好なクリーニング性を発揮し得る一方で、重合法等によって製造された球形トナーに対するクリーニング性が劣るという不具合もあった。これらの不具合は、近年の高画質化の要望に応じてトナーを小径化するほど顕著に現れてしまう。
【０００３】
一方、従来、静電付着方式のクリーニング手段を備える画像形成装置も知られている。この静電付着方式は、表面を像担持体に接触させながら無端移動させるクリーニングローラ等の静電付着体に、トナーとは逆極性のクリーニングバイアスを印加して像担持体上のトナーを静電的に付着させる方式である。像担持体に接触する部材がエッジを突き立てることのない静電付着体であるので、ブレード方式よりも像担持体の摩耗を大幅に抑えることができる。また、トナーを静電付着体に静電的に付着させることで、小径の球形トナーであっても良好に捕捉することができる。このような静電付着方式のクリーニング手段を備える画像形成装置としては、特許文献２に記載のものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１３−３４１３３号公報
【特許文献２】
特開２００１−６６９５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献２に記載の画像形成装置では、次に説明する理由によってクリーニング不良を引き起こすおそれがあった。即ち、この画像形成装置は、静電付着体の表面にトナーを意図的に堆積させていく。そして、トナー量検知手段によってある程度の堆積量になったことを検知した場合に、静電付着体にトナーと同極性のバイアスを印加することで、トナーを像担持体に逆戻りさせて静電付着体から除去する。像担持体に逆戻りしたトナーは、トナーとは逆極性のバイアスが印加される現像ローラに回収されて、再び現像に寄与することになる。しかしながら、かかる構成では、静電付着体に堆積したトナーが、像担持体と静電付着体との接触部で繰り返し加圧されて静電付着体に固着し易くなる。そして、像担持体に逆戻りせずに徐々に成長していくことで、像担持体から静電付着体へのトナーの静電移動を阻害してクリーニング不良を引き起こすのである。
【０００６】
このようなクリーニング不良を抑える方法として、トナーを堆積させずに、ブレード等の掻き取り除去手段によって静電付着体から順次除去していくことが考えられる。また、トナーを静電付着体からクリーニングローラ等の中間回収体に回収した後に、中間回収体から掻き取り除去手段によって順次除去していくことも考えられる。しかしながら、これらの方法を用いても、小径の球形トナーを用いた場合には、比較的長期の使用に伴ってクリーニング性を徐々に低下させていくおそれがある。これは次に説明する理由による。即ち、ブレード等の掻き取り除去手段は、その使用に伴ってブレードエッジを摩耗させたり、静電付着体との間に異物を挟ませたりすることで、トナー除去性が徐々に低下していく。そして、その表面に残留するトナーの量を徐々に増加させるのに伴って、像担持体との間の電界を徐々に弱めていき、クリーニング性を低下させていくおそれがある。
【０００７】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体等の被クリーニング体の摩耗を抑えつつ、小径の球形トナーであっても長期に渡って良好に像担持体からクリーニングすることができる画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成に伴うトナー付着によってクリーニングが必要になる被クリーニング体と、該被クリーニング体に残留するトナーを静電付着体の無端移動する表面に静電的に付着させてクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、上記静電付着体に付着したトナーを直接あるいは中間回収体を介して掻き取って除去する掻き取り除去手段を上記クリーニング手段に設けるとともに、表面を無端移動させている該静電付着体の電位を切り替える電位切替手段を設け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の画像形成装置であって、上記電位切替手段が上記静電付着体の電位を、少なくとも、上記トナーの帯電極性とは逆極性の値と、同極性の値とで切り替える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の画像形成装置であって、上記電位切替手段が上記静電付着体の電位を、上記トナーの帯電極性とは逆極性の値と、電気的な接地とで切り替える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２又は３の画像形成装置であって、上記被クリーニング体は、表面に担持したトナー像を転写先に転写する像担持体であり、上記電位切替手段は、トナー像を該転写先に転写した後の該像担持体が該トナー像を担持していた領域で且つクリーニングされる前の領域である画像履歴領域と、上記静電付着体とが対向しているときに該静電付着体の電位を上記逆極性の値にする一方で、トナー像を該転写先に転写した後の該像担持体が該トナー像を担持していなかった領域で且つクリーニングされる前の領域である非画像領域と、該静電付着体とが対向しているときに該静電付着体の電位を上記同極性の値又は接地にす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の画像形成装置であって、上記同極性の値又は接地が上記非画像領域の電位よりも上記逆極性側に大きな値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４又は５の画像形成装置であって、上記電位切替手段が上記静電付着体の一周分の表面無端移動に要する時間以上に継続して、該静電付着体の電位を上記同極性の値又は接地にす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４、５又は６の画像形成装置であって、上記像担持体上のトナー像を上記転写先であるシート材に直接転写するか、あるいは上記転写先である中間転写体を介してシート材に転写し、且つ、上記非画像領域は複数の該シート材に対するトナー像の転写が連続して行われる場合の各シート材間に対応するシート間領域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４、５又は６の画像形成装置であって、上記像担持体上のトナー像を上記転写先であるシート材に直接転写するか、あるいは上記転写先である中間転写体を介してシート材に転写し、且つ、上記非画像領域が複数の該シート材に対するトナー像の転写が連続して行われる場合の最後の該シート材に対応する上記画像履歴領域に続く非画像領域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４、５、６、７又は８の画像形成装置であって、上記像担持体上のトナー像が直接あるいは中間転写体を介して転写せしめられたシート材に対して、加熱部材を接触させて該トナー像を定着せしめる定着手段を備え、且つ、該加熱部材を所定の温度まで昇温せしめるために必要な昇温期間中に上記電圧切替手段が上記静電付着体の電位を上記同極性の値又は接地にす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２乃至９の何れかの画像形成装置であって、上記被クリーニング体として、無端移動する表面にトナー像を担持するものを備え、該被クリーニング体が所定時間累積して表面無端移動する毎に、上記電位切替手段が上記静電付着体の電位を上記同極性の値又は接地にす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乃至１０の何れかの画像形成装置であって、上記静電付着体の表面の静止摩擦係数が０．３以下であ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４乃至９の何れかの画像形成装置であって、上記像担持体上にトナー像を形成するためのトナーとして、粒子の平均円形度が１．０〜０．９６であるものを用い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４乃至９の何れか、又は請求項１２の画像形成装置であって、上記像担持体として、アモルファスシリコンからなる表層が形成されたものを備えることを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項４乃至９の何れか、又は請求項１２若しくは１３の画像形成装置であって、上記像担持体として、粒子状物質を含有する表層が形成されたものを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
これらの画像形成装置においては、被クリーニング体に接触するクリーニング部材がエッジを突き立てることのない静電付着体であるので、該被クリーニング体の摩耗を大幅に抑えることができる。また、トナーを静電付着体に静電的に付着させることで、小径の球形トナーであっても良好に捕捉することができる。更には、表面を無端移動させている静電付着体の電位を電位切替手段によって所定のタイミングで切り替えることで、該静電付着体とトナーとの静電的な付着力を弱めたり、両者を静電的に反発させたりすることが可能である。このようにして静電付着体からのトナー離れを定期的に促せば、掻き取り除去手段による該静電付着体上のトナーを良好に除去することができる。そして、このことにより、静電付着体上における残留トナーの経時的な増加を抑えて、トナーを長期に渡って良好にクリーニングすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した一実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、像担持体たるドラム状の感光体１の周りに、帯電ローラ等の帯電手段２、現像手段３、転写チャージャ等の転写手段４、クリーニング手段５、除電ランプ等の除電手段６などを備えている。また、感光体１の図中左側方に配設された定着手段７や、図示しない光書込手段なども備えている。
【００１１】
上記感光体１は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに２００［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で回転駆動されながら、その表面（周面）が帯電手段２によって一様帯電せしめられる。そして、図示しないパーソナルコンピュータやスキャナ等から送られてくる画像情報に基づいて駆動する上記光書込手段から発せられたレーザー光Ｌによって光走査されて、静電潜像を担持する。この静電潜像は、感光体１の回転に伴って上記現像手段３との対向位置を通過する際に、トナーが静電的に付着せしめられてトナー像に現像される。そして、感光体１と上記転写手段４との対向位置である転写位置に送られる。一方、図示しない給紙手段は、シート材たる転写紙Ｐを感光体１上のトナー像に重ね合わせ得るタイミングを見計らって転写位置に向けて送り出す。転写位置で転写紙Ｐに重ね合わされたトナー像は、転写手段４と感光体１との間に形成される転写電界の作用によって転写紙Ｐ上に静電的に転写される。回転駆動に伴って転写位置を通過した感光体１は、クリーニング手段５によって転写残トナーがクリーニングされた後、除電手段６によって残留電荷が取り除かれて初期化せしめられる。
【００１２】
トナー像が転写された転写紙Ｐは、加圧ローラ７ａと、図示しない発熱源を有する加熱ローラ７ｂとを当接させながら、それぞれを互いの当接部で順方向に表面移動させるように回転させる定着手段７内に送られる。そして、両ローラに挟まれながら加圧及び加熱されて定着手段７を出た後、図示しない排紙路を経由して機外に排出される。この加圧及び加熱の作用により、トナー像が転写紙Ｐに定着する。
【００１３】
本実施形態に係るプリンタは、トナーとして、マイナス帯電性のものを用いるようになっている。また、いわゆる反転現像方式を実施するように構成されている。この反転現像方式とは、感光体１の地肌部（非画像領域）と潜像部とを共にトナーと同極性の電位にし、且つ、地肌部の電位を潜像部よりも大きな値（同極性側に）にする方式である。本プリンタでは、感光体１の表面が帯電手段２によって−７００［Ｖ］に一様帯電せしめられた後（地肌部）、レーザー光の照射を受けた潜像部の電位が約−５０［Ｖ］まで減衰する。現像手段３の現像ローラには、この一様帯電電位と潜像部電位との間の値の現像バイアスが印加される。なお、これら一様帯電電位、潜像部電位、現像バイアスの値が、それぞれ例示したものに限られないことは言うまでもない。また、いわゆる正規現像方式を採用したり、反転現像方式でプラス帯電性のトナーを用いたりしてもよい。
【００１４】
図２は、上記クリーニング手段５を示す拡大構成図である。感光体１上の転写残トナーは、感光体１の回転に伴ってクリーニング手段５のケーシングに設けられたシール部材５５と感光体１表面との間をすり抜ける。そして、感光体１と後述するクリーニングローラ５２との接触位置であるクリーニング位置に到達する。クリーニング手段５は、このクリーニングローラ５２と、スクレーパ部材５３と、搬送手段５４とを有している。クリーニングローラ５２は、感光体１との接触部で表面を感光体１とは逆方向に移動させるように、図中時計回りに回転する。板状のスクレーパ部材５３は、その先端のエッジを所定の圧力でクリーニングローラ５２に当接させるように配設されている。また、搬送手段５４は、スクレーパ部材５３の重力方向下側に配設されている。
【００１５】
上記クリーニングローラ５２には電位切替手段１０が接続されており、これによってクリーニングローラ５２の電位が切り替えられるようになっている。通常のクリーニングにおいては、トナーとは逆極性であるプラスのクリーニングバイアスが電位切替手段１０によってクリーニングローラ５２に印加される。クリーニングローラ５２は、このようなクリーニングバイアスが印加されることで、感光体１上の転写残トナーを表面に静電的に付着させる。
【００１６】
クリーニングローラ５２に付着した転写残トナーは、ローラ回転に伴ってスクレーパ部材５３との接触位置まで移動する。そして、スクレーパ部材５３のエッジに突き当たってクリーニングローラ５２表面から掻き取られる。掻き取られた転写残トナーは、重力によって搬送手段５４上に落下する。そして、搬送手段５４の駆動によってクリーニング手段５４の外部の図示しない廃トナー収容器やリサイクルトナー収容器などへ搬送される。
【００１７】
上記クリーニングローラ５２としては、ステンレスなどからなる金属ローラや、芯金に導電性の弾性層を被覆したローラなどが挙げられる。この弾性層の材料としては、シリコン系ゴム、ポリウレタン系ゴム、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム材にカーボンなどの導電材料を含有させたものなどが挙げられる。また、樹脂に導電材料を含有させたものでもよい。また、耐久性と耐熱性とを兼ね備えたポリイミドに導電材料を含有させたものでもよい。また、クリーニングローラ５２としては、表面の静止摩擦係数を下げるべく、フッ素系樹脂からなる表面層をコートしたり、フッ素系樹脂を少なくとも表面層に分散せしめたり金属と共析メッキしたりしてもよい。また、上記スクレーパ部材５３の材料としては、ナイロン系シート材、ポリウレタンゴムブレード、金属ブレードなどが挙げられる。また、上記搬送手段５４としては、回転駆動する搬送スクリューや、吸引ポンプなどが挙げられる。
【００１８】
上記電位切替手段１０は、回転駆動されているクリーニングローラ５２の電位を所定のタイミングで切り替えるように構成されている。具体的には、上記クリーニングバイアスよりもトナーと同極性側（プラス側）に大きくなる除電バイアスに切り替える。例えば、＋１００［Ｖ］のクリーニングバイアスから＋５０［Ｖ］の除電バイアスに切り替えたり、＋１００［Ｖ］のクリーニングバイアスから−１００［Ｖ］の除電バイアスに切り替えたりするのである。この切り替えにより、静電付着体たるクリーニングローラ５２と転写残トナーとの静電的な付着力が弱まったり、両者が静電的に反発したりするようになる。そして、クリーニングローラ５２からのトナー離れが促されて、クリーニングローラ５２上の転写残トナーが掻き取り除去手段たるスクレーパ部材５３に確実に除去される。よって、クリーニングローラ５２上における残留トナー量の経時的な増加が抑えられて、トナーが長期に渡って良好にクリーニングされる。なお、クリーニングバイアスや除電バイアスとして直流電圧を印加する例について説明したが、直流電圧に交流電圧を重畳して印加してもよい。
【００１９】
［実施例］
次に、上述の実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。
図３は本実施例に係るプリンタの電位切替手段の電気回路を示すブロック図である。この電位切替手段１０は、制御部１１、切替スイッチ１２、クリーニングバイアス電源回路１３、除去バイアス電源回路１４などを備えている。クリーニングバイアス電源回路１３は、トナーとは逆極性のプラスのクリーニングバイアスを出力する。これに対し、除去バイアス電源回路１４は、トナーと同極性のマイナスの除電バイアスを出力する。これら電源回路は、切替スイッチ１２を介してクリーニング手段（５）のクリーニングローラ５２に接続されている。切替スイッチ１２は、クリーニングローラ５２に対して何れか一方の電源回路だけを接続したり、いずれの電源回路にも接続しなかったりと、内部の導通路を切り替えることができ、この切り替えは制御部１１によって制御される。この制御部１１は、上記光書込手段や感光体（１）など、クリーニング手段（５）以外の機器を制御するプリンタ本体の制御手段も兼ねている。制御部１１には、切替スイッチ１２の他、クリーニング駆動モータ２２が接続されている。また、図示しない感光体駆動モータ、帯電手段（２）、現像手段（３）、転写手段（４）、除電手段（６）などにも接続されている。
【００２０】
上記制御部１１が切替スイッチ１２を制御してクリーニングローラ５２にプラスのクリーニングバイアスを印加すると、クリーニングローラ５２の表面電位がプラス極性になる。これに対し、転写前までトナー像を担持していた感光体領域（画像履歴領域）は、上述のようにトナーと同極性のマイナス電位になっている（−５０Ｖ）。よって、クリーニングローラ５２にクリーニングバイアスが印加されると、マイナス電位の画像履歴領域に付着していたマイナス極性の転写残トナーが、プラスの電位に引かれてクリーニングローラ５２の表面に付着する。
【００２１】
一方、上記制御部１１が切替スイッチ１２を制御してクリーニングローラ５２にマイナスの除電バイアスを印加すると、金属製のクリーニングローラ５２の表面電位がマイナス極性になる。すると、それまでクリーニングローラ５２に残留していたマイナス極性のトナー（以下、除去残トナーという）と、マイナス電位のクリーニングローラ５２とに静電的な反発力が生ずる。そして、クリーニングローラ５２からのトナー離れが促され、それまで上記クリーニングブレード（５３）に上手く掻き取られなかった除去残トナーが掻き取られて除去されるようになる。
【００２２】
図４は、図３に示した電位切替手段１０の変形例の電気回路を示すブロック図である。この変形例では、上記除電バイアス電源回路（１３）の代わりに、接地回路が設けられている。クリーニングローラ５２を電気的に接地することで、クリーニングローラ５２と転写残トナーとの静電的な付着力を解除してトナー離れを促すのである。除電バイアス電源回路を設けないことで低コスト化を図ることができる。一方、図３に示した電位切替手段１０では、除電バイアス電源回路１４を付設することでコスト高になるが、除電バイアスの印加によってクリーニングローラ５２と転写残トナーとを反発させるので、より確実にトナー離れを促すことができる。
【００２３】
本実施例に係るプリンタは、転写前までトナー像を担持していた感光体領域である画像履歴領域がクリーニング位置に進入しているときには、クリーニングローラ５２にクリーニングバイアスを印加して転写残トナーのクリーニングを促す。この一方で、感光体１の非画像領域がクリーニング位置に進入しているときには、任意のタイミングでクリーニングローラ５２を除電バイアスの電位にするか、あるいは接地してクリーニングローラ５２からの除去残トナーの除去を促す。このことにより、画像履歴領域に接触しているクリーニングローラ５２からのトナー離れを促してしまうことによるクリーニング不良を回避しながら、非画像領域に接触しているクリーニングローラ５２上の除去残トナーを除去することができる。
【００２４】
なお、電位切替手段（１０）の制御手段として、プリンタ本体の制御を兼ねる制御部（１１）を設けた例について説明したが、プリンタ本体とは別に、電位切替手段（１０）専用のものを設けてもよい。また、本プリンタは、図２に示したクリーニング手段（５）が、感光体（１）をクリーニングする唯一の手段であり、ブレード方式のクリーニング手段を備えていない。
【００２５】
次に、実施例に係るプリンタに更なる特徴的な構成を付加した各具体例のプリンタについて説明する。
［具体例１］
図５は、本具体例１に係るプリンタのクリーニングローラ５２の電位変化と、クリーニング位置における感光体領域の変化とを示すタイミングチャートである。この図では、３枚の転写紙Ｐに対するプリントアウトが連続的に行われる例が示されている。本プリンタにおいて、図示しないスキャナやパーソナルコンピュータから画像情報が送られてくると、まず、プレ駆動が開始する。このプレ駆動とは、上記感光体（１）に対する光書込が開始されるのに先立って、感光体、帯電手段（２）、現像手段（３）、クリーニング手段（４）、除電手段（６）などの駆動が開始されることである。このとき、上記クリーニングローラ（５２）には、従来のプリンタと同様にクリーニングバイアスが印加される。本例では、＋１００［Ｖ］のクリーニングバイアスが印加される。
【００２６】
上記プレ駆動が開始されてしばらくすると、基準タイミングが決定される。画像形成プロセスにおける各種の時間設定は、この基準タイミングに基づいてなされる。例えば、上記感光体（１）に対する光書込開始のタイミング、上記転写位置に転写紙Ｐを送り込むタイミングなどが、この基準タイミングに基づいて決定されるのである。そして、基準タイミングから初期タイムラグｔ１が経過すると、クリーニング位置に対して感光体（１）の紙領域が進入し始める。この紙領域は、クリーニング位置よりも前段の転写位置において転写紙Ｐに対向（あるいは密着）していた感光体領域である。クリーニング位置に対する紙領域通過時間ｔ２は、当然ながら、使用される転写紙Ｐのサイズに応じて異なってくる。但し、連続的なプリントアウトがなされるときには、全て同じサイズの転写紙Ｐが使用されるので、各紙領域通過時間ｔ２が同じ値になる。
【００２７】
上記紙領域は、トナー像を担持していた画像履歴領域を含んでいる。このため、感光体（１）の紙領域には、少なくともその一部に転写残トナーが付着している。このように転写残トナーが付着している紙領域がクリーニング位置に進入しているときには、図示のように、＋１００［Ｖ］のクリーニングバイアスが引き続きクリーニングローラ（５２）に印加されている。よって、マイナス極性の転写残トナーがクリーニングローラに良好に付着する。
【００２８】
１枚目の転写紙Ｐに対応する紙領域の後端がクリーニング位置を通過すると、クリーニング位置には紙間領域が進入する。この紙間領域とは、先行する紙領域と、後続の紙領域との間の非画像領域である。この紙間領域がクリーニング位置に進入を開始するタイミングで、クリーニングローラ（５２）に印加される電圧がクリーニングバイアスから、−１００［Ｖ］の除去バイアスに切り替えられる。これにより、クリーニングローラ（５２）からの除去残トナーの除去が促される。なお、本具体例１に係るプリンタにおいては、転写紙Ｐのサイズに関係なく、紙間領域が１２０［ｍｍ］に設定される。感光体（１）の線速が２００［ｍｍ／ｓｅｃ］であるので、クリーニング位置に対する紙間領域の通過時間は０．６［ｓｅｃ］となる。
【００２９】
クリーニング位置において、このようにして１枚目の転写紙Ｐに対応する紙領域とこれに続く紙間領域とが順次通過すると、続いて２枚目の転写紙Ｐに対応する紙領域が進入を開始する。この進入のタイミングに同期して、クリーニングローラ（５２）に対する印加電圧がクリーニングバイアスに戻される。そして、２枚目の転写紙Ｐに対応する紙領域に付着している転写残トナーが良好にクリーニングされる。
【００３０】
２枚目の転写紙Ｐに対応する紙領域がクリーニング位置に進入し始めてから紙領域通過時間ｔ２が経過すると、クリーニング位置には２枚目と３枚目の間の紙間領域が進入を開始する。この進入に同期して、クリーニングローラ（５２）に対する印加電圧がクリーニングバイアスから除去バイアスに切り替えられ、クリーニングローラ（５２）からの除去残トナーの除去が促される。そして、３枚目の転写紙Ｐに対応する紙領域がクリーニング位置に進入し始めるタイミングに同期して、クリーニングローラ（５２）に対する印加電圧がクリーニングバイアスに戻される。なお、クリーニングローラ（５２）は、上述のプレ駆動開始から、一連のプリントジョブが終了するまでの間、継続して回転駆動される。よって、クリーニングローラ（５２）の回転時にクリーニングローラ（５２）の電位が切り替えられている。
【００３１】
図６は、上記電位調整手段（１０）の構成要素であり、且つ本プリンタ全体の制御手段を兼ねる上記制御部（１１）によって実施されるクリーニング処理の制御フローを示すフローチャートである。上記画像情報が送られてきたことに基づいてこのクリーニング処理がスタートすると、まず、上述のプレ駆動が開始され、クリーニングローラ（５２）にクリーニングバイアスが印加される（ステップ１：以下、ステップを「Ｓ」と記す）。そして、上記画像情報に基づいて転写紙Ｐのサイズである紙サイズＳと、プリント枚数ｎとが取得される（Ｓ２、Ｓ３）。次に、プリント枚数ｎについて、「２枚」以上であるか否かが判断される（Ｓ４）。
【００３２】
プリント枚数ｎが２枚未満、即ち１枚である場合には、紙間領域は形成されない。そこで、この場合（Ｓ４でＮ）には、制御フローが後述のＳ１８にループして、バイアスの切り替えが行われることなく、プリントアウトが終了する。
【００３３】
一方、２枚以上である場合には、紙間領域が形成されることになる。そこで、この場合（Ｓ４でＹ）には、まず、上述の初期タイムラグｔ１（図４参照）が演算された後（Ｓ５）、紙サイズＳに基づいて紙領域通過時間ｔ２が演算される。そして、後の各種タイミングの決定時に比較対照として用いられる時間変数Ｔｘが「ｔ１＋ｔ２」にセットされた後（Ｓ７）、上述の基準タイミングが到来するまで待機される（Ｓ８）。基準タイミングが到来すると（Ｓ８でＹ）、すぐに計時処理がスタートする（Ｓ９）。そして、計時結果Ｔｃが時間変数Ｔｘと同じ値になるまで待機される（Ｓ１０）。ここで、計時結果Ｔｃが時間変数Ｔｘになるタイミング（Ｓ１０でＹ）は、初めの紙間領域がクリーニング位置に進入を開始するタイミングである。よって、このタイミングでクリーニングローラ（５２）に対する印加電圧が除電バイアスに切り替えられる（Ｓ１１）。そして、計時結果Ｔｃが「時間変数Ｔｘ＋０．６秒（紙間領域通過時間）」になるまで待機される（Ｓ１２）。計時結果Ｔｃが「時間変数Ｔｘ＋、０．６秒」になるタイミング（Ｓ１２でＹ）は、紙間領域に続く紙領域がクリーニング位置に進入を開始するタイミングである。よって、このタイミングで印加電圧がクリーニングバイアスに戻される（Ｓ１３）。そして、プリント枚数ｎから１が減じられた後、「ｎ＝１」であるか否か、即ち、残りのプリント数について１枚であるか否かが判断される（Ｓ１５）。残りのプリント数が１枚でない場合（Ｓ１５でＮ）、即ち、２枚以上である場合には、その一連のプリントジョブ中に形成される複数の紙間領域のうち、クリーニング位置を通過していないものがまだ残っていることになる。そこで、時間変数Ｔｘが「Ｔｘ＋０．６秒＋ｔ２」に更新された後（Ｓ１６）、一連の制御フローが上述のＳ１０にループする。これにより、その後のＳ１０において、次の紙間領域がクリーニング位置に進入を開始するタイミングまで待機される。
【００３４】
上記Ｓ１５において、残りのプリント数が１枚であると判断された場合（Ｓ１５でＹ）には、そのプリントジョブ中の紙間領域が全てクリーニング位置を通過したことになる。そこで、最後の転写紙Ｐのプリントアウトが待機された後（Ｓ１７）、各機器の駆動が停止されて（Ｓ１８）一連のクリーニング処理が終了する。この駆動停止の際、当然ながら、クリーニングローラ（５２）に対する電圧の印加も停止される。
【００３５】
このように、本具体例１に係るプリンタでは、感光体（１）の非画像領域の中でも、特に紙間領域がクリーニング位置に進入しているときに、除電バイアスの印加によってクリーニングローラ（５２）からのトナー除去を促すようになっている。かかる構成では、クリーニングローラに除電バイアスを印加するタイミングとして、クリーニング位置に紙間領域が進入している時を利用することで、特別な期間を設けることなく、クリーニングローラ上からのトナー除去を促すことができる。また、連続プリントジョブ中には、転写紙Ｐへの転写が１枚終わる毎に、クリーニングローラ上からのトナー除去を促して、除去残トナーによるクリーニング不良を抑えることができる。
【００３６】
本発明者らは、かかる構成の本具体例に係るプリンタとして、次のようなクリーニング条件を具備する試作機を製造した。
・クリーニングバイアス：ＤＣ１００［Ｖ］
・クリーニングローラ径：直径１８［ｍｍ］
・クリーニングローラ電気抵抗：１０８［Ω・ｃｍ］
・クリーニングローラに対するスクレーパ部材の当接角度：２０［°］
・クリーニングローラへのスクレーパ部材の食い込み量０．８［ｍｍ］
・スクレーパ部材の材質：ステンレス
【００３７】
かかるクリーニング条件を具備する試作機について、次のようなクリーニング性試験（以下、試験１という）を実施してみた。即ち、互いに異なる性状の２種類の球形トナーを用いて所定の大きさのベタ画像を２００，０００枚の転写紙にプリントアウトした。このとき、１０，０００枚、１００，０００枚、２００，０００枚プリントアウト毎に、クリーニングローラ５２からのトナーの除去性を目視にて確認した。この試験結果を次の表１に示す。
【表１】
2004102004.tif 000003
【００３８】
表２に示すように、円形度０．９０の球形トナーを用いた場合には、２００，０００枚の転写紙Ｐにベタ画像をプリントアウトしても、クリーニングローラ（５２）にスジ状のトナー除去不良を発生させることがなかった。また、より除去性の悪くなる円形度０．９９の球形トナーを用いた場合でも、１００，０００枚のプリントアウトでようやくクリーニング不良が認められるようになった。
【００３９】
感光体（１）において、帯電手段（２）によって−７００［Ｖ］に一様帯電せしめられた後、レーザー光による光書込を受けなかった部分が非画像領域となるが、この非画像領域の電位がクリーニング位置に至るまで−７００［Ｖ］のままであるとは限らない。例えば、連続プリントジョブ中においては、少なくとも１枚目の転写紙Ｐに対する転写が開始される直前から、最後の転写紙Ｐに対する転写が完了した直後まで、転写手段（４）が感光体（１）側に向けてプラスの電荷を作用させる。転写手段（４）に直接対向あるいは直接密着する紙間領域は、このプラスの電荷の影響を受けてマイナス電位を減衰させることになる。本発明者らが試作機におけるクリーニング位置に進入する直前の紙間領域の電位を測定したところ、−４５０［Ｖ］であった。
【００４０】
さて、上述のように、紙間領域がクリーニング位置に進入しているときには、クリーニングローラ（５２）に−１００［Ｖ］のクリーニングバイアスが印加される。このときのクリーニングローラ（５２）の表面電位を測定したところ、−１００［Ｖ］よりも低い値であった（絶対値で）。よって、紙間領域（−４５０ｖ）とクリーニングローラ（−１００未満）とは、それぞれトナーと同極性の電位を帯びるが、その値はクリーニングローラの方が小さくなる。このことにより、クリーニング位置において除去残トナーをクリーニングローラ表面に静電的に拘束して、感光体（１）へのトナー戻りを抑えることができる。なお、電位切替手段（１０）について、図３に示した除電バイアスによってトナー除去を促すものに代えて、図４に示した接地によってトナー除去を促すものを用いても、同様にしてトナー戻りを抑えることができる。−４５０［Ｖ］の紙間領域と、接地されているクリーニングローラとの間で、除去残トナーを静電的にローラ表面に拘束するからである。
【００４１】
試作機においては、クリーニングローラ（５２）として直径１８［ｍｍ］のものを用い、これを１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で回転させた。このときのクリーニングローラ（５２）の１回転時間は約０．２８［ｓｅｃ］である。一方、上述のように、紙間領域のクリーニング位置通過に要する時間は０．６［ｓｅｃ］であり、このときにクリーニングローラ（５２）に除電バイアスが印加される。除電バイアスの印加開始からクリーニングローラ（５２）の表面電位をほぼ飽和させるまでの立ち上がり時間を本発明者らが測定したところ、１［μｓｅｃ］であった。よって、試作機では、クリーニングローラ（５２）の１回転に要する時間以上に継続して、クリーニングローラ（５２）の表面電位をマイナス極性にしている。かかる構成では、クリーニングローラ（５２）の表面の全周に対してトナー除去の促進を確実に図ることができる。
【００４２】
なお、プリンタ本体の制御を兼ねる制御部（１１）によって、紙間領域通過タイミングを演算させる例について説明したが、これ以外の制御手段でもそのタイミングを取得させることが可能である。例えば、制御部とは別に電位切替手段（１０）専用の制御手段を設けても、それに紙間領域通過タイミングを取得させることが可能である。転写位置に送られる途中の転写紙Ｐを検知する紙検知センサによって紙進入タイミングや紙サイズを検知させるなどすればよい。紙間領域通過タイミングに限らす、後述する他の具体例で利用される各種のタイミングについても、同様である。
【００４３】
［比較例］
本発明者らは、この具体例１に係るプリンタとの比較として、次のような試験を行った。即ち、紙間領域をクリーニング位置に進入させている間にもクリーニングバイアスを印加させ続ける点以外は、上記試験１と同様のクリーニング条件でトナー除去性を調べてみたのである。この結果を次の表２に示す。
【表２】
2004102004.tif 000004
【００４４】
表２に示すように、円形度０．９０の球形トナーでは、ベタ画像を転写紙１００，０００枚にプリントアウトしてもクリーニングローラ５２からのトナー除去不良が認められなかった。しかし、２００，０００枚の転写紙にプリントアウトすると、クリーニングローラ５２にスジ状のトナー除去不良が発生してしまった。また、円形度０．９９の球形トナーでは、ベタ画像を転写紙１０，０００枚にプリントアウトしただけで、クリーニングローラ５２にスジ状のトナー除去不良が発生してしまった。先に示した表１と比較すると、具体例１に係るプリンタは、クリーニングローラに印加する電圧を切り替えることにより、クリーニングローラからのトナー除去性を大幅に向上させていることがわかる。
【００４５】
なお、体積平均粒径６［μｍ］の球形トナーは、現状の画像形成装置の分野においてかなり小径の部類のトナーであると言える。また、各試験ではクリーニング条件を上述のように設定したが、トナーの性状や作像条件の違いに応じて同様のクリーニング性能が発揮されるようにクリーニング条件の設定を変えたとしても、同様の結果になると考えられる。
【００４６】
［具体例２］
図７は、本具体例２に係るプリンタのクリーニングローラ（５２）の電位変化と、クリーニング位置における感光体領域の変化とを示すタイミングチャートである。この図では、３枚の転写紙Ｐに対するプリントアウトが連続的に行われる例が示されている。本プリンタにおいて、図示しないスキャナやパーソナルコンピュータから画像情報が送られてくると、まず、プレ駆動が開始される。このとき、上記クリーニングローラ（５２）には、＋１００［Ｖ］のクリーニングバイアスが印加される。
【００４７】
上記プレ駆動が開始されてしばらくすると、基準タイミングが決定され、それから初期タイムラグｔ１が経過すると、１枚目の転写紙Ｐに対応する紙領域がクリーニング位置に進入し始める。そして、紙間領域、２枚目の転写紙Ｐに対応する紙領域、紙間領域、３枚目の転写紙Ｐに対応する最後の紙領域がクリーニング位置を順次通過する。最後の紙領域がクリーニング位置を通過する直前まで、クリーニングローラ（５２）にはクリーニングバイアスが印加され続ける。そして、最後の紙領域に続く非画像領域がクリーニング位置に進入を開始するのに同期して、クリーニングローラ（５２）に−１００［Ｖ］の除去バイアスが印加され、クリーニングローラ（５２）からのトナー除去が促される。
【００４８】
図８は、本プリンタの上記制御部（１１）によって実施されるクリーニング処理の制御フローを示すフローチャートである。上記画像情報が送られてきたことに基づいてこのクリーニング処理がスタートすると、まず、上述のプレ駆動が開始され、クリーニングローラ（５２）にクリーニングバイアスが印加される（Ｓ１）。そして、上記画像情報に基づいて転写紙Ｐのサイズである紙サイズＳと、プリント枚数ｎとが取得された後、初期タイムラグｔ１が演算される（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）。次に、紙サイズＳに基づいて紙領域通過時間ｔ２が演算された後（Ｓ５）、時間変数Ｔｘが「ｔ１＋ｎ×ｔ２＋（ｎ−１）×０．６秒」にセットされる（Ｓ６）。このようにセットされた時間変数Ｔｘは、先に図７に示したように、基準タイミングから、最後の転写紙Ｐに対応する紙領域がクリーニング位置を通過するまでの時間に相当する。
【００４９】
時間変数Ｔｘがセットされると、次に、基準タイミングが到来するまで待機された後（Ｓ７）、すぐに計時処理がスタートする（Ｓ８）。そして、計時結果Ｔｃが時間変数Ｔｘと同じ値になるまで待機された後（Ｓ９）、クリーニングローラ（５２）に対する印加電圧が、クリーニングバイアスから除電バイアスに切り替えられる（Ｓ１０）。これにより、最後の転写紙Ｐに対応する紙領域がクリーニング位置を通過した直後にクリーニングローラ（５２）からのトナー除去が促される。除電バイアスが印加されている除電処理時間はＴαであるが（Ｓ１１、Ｓ１２）、これはクリーニングローラ（５２）の１回転時間（約０．２８ｓｅｃ）よりも長く設定されている。よって、本プリンタにおいても、具体例１に係るプリンタと同様に、クリーニングローラ（５２）の表面の全周に対してトナー除去の促進を確実に図ることができる。
【００５０】
除電処理時間Ｔαが経過すると（Ｓ１１でＹ）、クリーニングローラ（５２）に対するバイアスがＯＦＦされた後（Ｓ１２）、排紙終了まで待機される（Ｓ１３）。そして、各機器の駆動が停止されて（Ｓ１４）一連のクリーニング処理が終了する。
【００５１】
このように、本プリンタでは、非画像領域の中でも、特に最後の転写紙Ｐに対応する紙領域に続く非画像領域がクリーニング位置に進入しているときに、クリーニングローラ（５２）からのトナー除去を促すようになっている。かかる構成では、一連のプリントジョブ毎に、その終了間際でトナー除去を促すことができる。また、プロセス線速がかなり早く設定される高速プリントモードなどで、紙間領域ではクリーニングローラ（５２）１回転分の除去処理時間が確保できない場合でも、ジョブ終了間際で確実に１回転分の除去処理を行うことができる。
【００５２】
本プリンタでは、最後の転写紙Ｐが転写位置を通過した直後に転写手段（４）の駆動が停止される。よって、感光体（１）において、最後の転写紙Ｐに対応する紙領域に続く非画像領域は、転写手段（４）からの電荷の影響を受けない。本発明者らが本プリンタの試作機におけるこの非画像領域について、クリーニング位置に進入する直前の電位を測定したところ、−６５０［Ｖ］であった。除電バイアスの印加時には、−６５０［Ｖ］の非画像領域と、−１００［Ｖ］よりも低い電位のクリーニングローラ（５２）とがクリーニング位置で接触していることになる。よって、クリーニング位置にて、除去残トナーをクリーニングローラ表面に静電的に拘束して、感光体（１）へのトナー戻りを抑えることができる。なお、電位切替手段（１０）について、図３に示した除電バイアスによってトナー除去を促すものに代えて、図４に示した接地によってトナー除去を促すものを用いても、同様にしてトナー戻りを抑えることができる。
【００５３】
具体例１や具体例２において、クリーニング位置にある非画像領域の電位と同じか、あるいはトナーと逆極性側に大きい値の除電バイアスをクリーニングローラ（５２）に印加すれば、非画像領域へのトナー戻りを抑えることができる。例えば、具体例１では、クリーニング位置にある非画像領域の電位が上述のように−４５０［Ｖ］になる。このとき、クリーニングローラ（５２）に−４５０［Ｖ］か、あるいはこれよりも逆極性側に大きい値（例えば−４４９Ｖ）の除電バイアスを印加すればよいのである。そうすると、クリーニングローラ（５２）の表面電位は、非画像領域よりも逆極性側に大きな値になるので、トナーがローラ表面に静電的に拘束されるのである。具体例２においては、−６５０［Ｖ］よりも逆極性側に大きな抑制バイアスを印加するのである。そうすれば、除電バイアスの値に関係なく、トナー戻りを抑えることができる。これに対し、除電バイアスを非画像領域よりも同極性側に大きくしてしまうと、トナー戻りを助長するおそれがある。例えば、具体例１において除電バイアスの値を−５００［Ｖ］にすると、クリーニングローラ５２の電位を−４５０［Ｖ］よりも大きな値にして、ローラから非画像領域へのトナー転移を助長するおそれがある。
【００５４】
［具体例３］
本具体例３に係るプリンタは、先に図１に示したように、シート材たる転写紙Ｐに対して加熱部材たる加熱ローラ７ｂを接触させてトナー像を定着せしめる定着手段７を備えている。このような定着手段を備えるものでは、主電源がＯＮされた直後や、加熱部材の熱源への電源供給が停止される待機期間の直後において、ウオーミングアップ期間が必要になる。このウオーミングアップ期間とは、加熱部材への電源供給を開始してそれを所定温度まで昇温せしめるまでの期間であり、プリント命令が受け付けされないか、又は受け付けされたとしてもプリント動作が開始されないようになっている。
【００５５】
本具体例３に係るプリンタでは、このウオーミングアップ期間に、少なくとも感光体１、帯電手段２、及びクリーニング手段５を駆動しながら、クリーニングローラ５２の電位を除電バイアス又は接地にしてトナー除去処理を行うようになっている。かかる構成では、定着不良を回避すべくプリント動作の開始が禁止されるウオーミングアップ期間を有効利用して、クリーニングローラ５２からのトナー除去を促すことができる。また、ウオーミングアップ毎に、トナー除去を促してクリーニング不良を抑えることもできる。
【００５６】
なお、トナーと磁性キャリアとを含むいわゆる二成分現像剤を用いる画像形成装置では、ウオーミングアップ期間を利用して次のような目標値補正を行うのが一般的である。即ち、感光体１等の像担持体上に基準トナー像を形成し、これに対するトナー付着量に基づいて、二成分現像剤への補給トナー量を決定するため目標値を補正するのである。この目標値とは、例えば二成分現像剤中のトナー濃度に相関する透磁率センサの出力目標値である。透磁率センサ出力値をこの出力目標値に近づけるようにトナー補給量を制御することで、二成分現像剤中のトナー濃度を一定範囲に維持することができる。このような目標値補正を行う場合には、クリーニング前の像担持体に基準トナー像を担持させていた領域が画像履歴領域となる。よって、この画像履歴領域とクリーニングローラ（５２）とを接触させていないときに、除電バイアスを印加する必要がある。
【００５７】
［具体例４］
図９は、本具体例４に係るプリンタの上記制御部（１１）によって実施されるクリーニング処理の制御フローを示すフローチャートである。上記画像情報が送られてきたことに基づいてこのクリーニング処理がスタートすると、まず、プレ駆動の開始によってクリーニングローラ（５２）にクリーニングバイアスが印加された後（Ｓ１）、累積計時Ａｃが再開される。この累積計時Ａｃとは、感光体（１）の駆動時間を累積的に計時するための処理であり、前回のプリントジョブまでの累積計時結果が今回の計時初期値になる。
【００５８】
累積計時Ａｃがスタートすると、そのプリントジョブにおける最後の転写紙Ｐが排紙されるまで待機された後（Ｓ３）、累積計時Ａｃについて６０分以上になったか否かが判断される（Ｓ４）。そして、６０分未満である場合には（Ｓ４でＮ）、制御フローがＳ９にループして、各機器の駆動が停止された後に（Ｓ９）、累積計時Ａｃが中断されて（Ｓ１０）一連のクリーニング処理が終了する。一方、６０分以上である場合には（Ｓ４でＹ）、累積計時Ａｃがゼロにリセットされてからその計時が継続された後（Ｓ５）、クリーニングローラ（５２）に対する印加電圧が除電バイアスに切り替えられる。そして、累積的な計時ではないスポット計時Ｓｃがスタートして（Ｓ７）、３０秒経過するまで待機された後（Ｓ８）、上述のＳ９以降の制御が行われる。
【００５９】
以上のクリーニング処理では、感光体（１）が６０分間累積して回転駆動する毎に、そのときのプリントジョブ終了間際にクリーニングローラ（５２）の電位切替（除電バイアス又は接地）が行われてトナー除去が３０秒間促される。このことにより、感光体（１）の累積駆動に伴って除去残トナーが所定量まで累積的に増加する前に、除去残トナーの除去を所定時間だけ集中的に促して、クリーニング性能を回復させることができる。また、具体例１や具体例２のクリーニング処理と組み合わせれば、紙間領域通過期間やジョブ終了間際だけでのバイアス切替ではトナー除去が不十分な場合であっても、所定期間毎に除去残トナーを集中して除去することができる。
【００６０】
［具体例５］
本具体例５に係るプリンタは、具体例１に係るプリンタと同様のクリーニング処理を行う。但し、クリーニングローラ（５２）として、その表面の静止摩擦係数μを０．３以下（小数点以下第２位を四捨五入した値）に調整したものを用いている点が、具体例１に係るプリンタと異なる。かかるクリーニングローラ（５２）を用いるのは次の理由による。即ち、本発明者らは、静止摩擦係数μが０．１９、０．２３、０．３５、０．５１に調整された４種類のクリーニングローラについて、それぞれトナー除去性を個別に試験してみた。具体的には、トナー付着量が０．７［ｍｇ／ｃｍ２］になるベタ画像をＡ４サイズの転写紙Ｐに縦方向で１，０００枚プリントアウトした。トナーとしては粒径６［μｍ］で円形度０．９９の球形トナーを用いた。そして、１，０００枚プリントアウト後にクリーニングローラ（５２）上の除去残トナーを透明テープに転写し、転写トナーが目視で容易に確認できないか、全く確認できないものを許容レベル（○）として評価した。また、透明テープに転写されたトナー粒子の個数をカウントし、１００［個／１ｍｍ２］以上を許容できないレベル（×）として評価した。同様の評価を、１０，０００枚連続プリントアウト後についても行った。なお、本具体例５におけるベタ画像の大きさは、具体例１の試験におけるベタ画像よりも大きくなっている。この試験結果を次の表３に示す。
【表３】
2004102004.tif 000005
【００６１】
表３に示すように、１，０００枚のプリントアウトでは何れのクリーニングローラ（５２）も除去残トナー量が許容できるレベルであったが、１０，０００枚のプリントアウトでは、許容できないレベルの除去残トナー量となるものがあった。静止摩擦係数μが０．３５のクリーニングローラと、０．５１のクリーニングローラである。静止摩擦係数μが大きくなるほど、クリーニングローラ（５２）上の除去残トナー量が多くなる結果となった。これは、静止摩擦係数μの大きなものほど、トナーとの離型性が悪くなるからと考えられる。良好なクリーニング性については、メンテナンス頻度などを考慮すると、１０，０００枚のプリントアウトを行うまでは維持したい。そこで、本発明者らは、０．３４の静止摩擦係数μのクリーニングローラ（５２）について新たに評価したところ、１０，０００枚のプリントアウト後における除去残トナー量がぎりぎり許容し得るレベルになった。よって、静止摩擦係数μを０．３以下に調整したクリーニングローラ（５２）を用いるようにしたのである。
【００６２】
［具体例６］
本発明者らは、円形度０．９０、０．９６、０．９９という３種類の球形トナーを用意した。これらの円形度については、「トナー粒子の投影面積と同じ面積の円の周囲長／トナー粒子の投影像の周囲長」という公式にて求めた。そして、これら３種類のトナーについて転写性を試験してみた。具体的には、感光体（１）上のトナー像を転写紙Ｐにではなく、中間転写ベルト上に転写する試作機を用いて形成したベタ画像を中間転写ベルトに転写した。この転写については、中間転写ベルトを介して感光体（１）に当接する転写ローラに転写バイアスを印加することによって実施した。また、作像については、帯電条件や露光条件を一定にし、現像バイアスを各ベタ画像で単位面積あたりのトナー付着量が同じになるように適宜調節した。そして、中間転写ベルト上に転写される前のベタ画像中のトナー付着量Ｍ１と、中間転写体に転写されたベタ画像中のトナー付着量Ｍ２を吸引治具によって測定し、「Ｍ１−Ｍ２」にて転写残トナー量Ｍ３を算出した。このようにして、３種類のトナーのそれぞれについて、転写残トナー量Ｍ３と、転写バイアスとの関係を調べてグラフにしてみた。この結果を図１０に示す。
【００６３】
トナーの円形度が低くなるにつれて、転写残トナー量Ｍ３を多くすることがわかる。これは、円形度の高いトナーほど、クリーニング手段（５）によるクリーニング量を多くすることを示している。クリーニング量が多くなれば、当然ながらクリーニング手段（５）の負担が大きくなるので、円形度の小さいトナーほど、クリーニング手段（５）の長寿命化を図ることができる。図１０を参照すると、円形度０．９９や０．９６の球形トナーでは、転写バイアスの値にそれほど左右されずに転写残トナー量Ｍ３を０．０４［ｍｇ／ｃｍ２］未満に抑えていることがわかる。これに対し、円形度０．９０の球形トナーでは、転写バイアスが約１８００［Ｖ］を下回ると、転写残トナー量Ｍ３を急激に増加させてしまうことがわかる。
【００６４】
本具体例６に係るプリンタも、具体例１に係るプリンタと同様のクリーニング処理を行う。但し、トナーとして、円形度０．９６以上の球形トナーを用いる点が、具体例１に係るプリンタと異なる。かかる構成の本プリンタにおいては、転写バイアスの値にかかわらず、転写残トナー量Ｍ３を低く抑えてクリーニング手段（５）の長寿命化を図ることができる。
【００６５】
なお、「円形度０．９６以上のトナーを用いる」とは、具体的には、そのようなトナーを用いるように指定されていることを示す。この指定は、例えば、プリンタ本体が円形度０．９６以上のトナーをセットされた状態で出荷されたり、そのトナーと一緒に梱包されて出荷されたりすることによって行われる。また例えば、プリンタ本体やそれに付属される取扱説明書などの書類に、プリンタ本体に適用可能なトナーの製品番号や商品名（何れも円形度０．９６以上のトナー）などが、そのプリンタ本体やこれ付属される取扱説明書などの書類に付されることによって行われる。また例えば、プリンタ本体の製造元や販売元などが、かかる製品番号や商品名のトナーを使用すべきである旨と、それを使用するプリンタ本体の製品番号や商品名などとが記載された文章や電子データを頒布することによって行われる。
【００６６】
実施形態、実施例、各具体例のプリンタにおいて、像担持体たる感光体（１）としては、アモルファスシリコン系の表面層を設けたａ−Ｓｉ系感光体を用いることが望ましい。かかる感光体（１）では、いわゆる有機感光体（ＯＰＣ）に比べて、経時的な表面磨耗を抑えて、感光体（１）の長寿命化を図ることができるからである。例えば、５０〜４００［℃］に加熱した導電性支持体表面に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を形成したものなどがある。なかでもプラズマＣＶＤ法、即ち、原料ガスを直流波、高周波、又はマイクロ波グロー放電によって分解し、導電性支持体の表面にａ−Ｓｉ堆積膜を形成したものが好適である。
【００６７】
また、少なくとも電荷発生物質と電荷輸送物質とを含有せしめた材料により、導電性支持体に直接又は中間層を介して形成した感光性の表面層を設けた感光体（１）については、その表面層に粒子状物質を含有させることが望ましい。このような感光体（１）では、表面層の粒子状物質が導電性支持体から離れた位置にある表面部分の含有率を多くすることにより、耐摩耗性の向上、電気特性の安定化を図って、高感度、高耐久を実現することができるからである。
【００６８】
かかる感光体（１）の具体的な例としては、次のようなものが挙げられる。即ち、導電性支持体と、これに被覆された潜像担持層と、更にこれに被覆された粒子状物質を含有する表面層とを有するものである。潜像担持層としては、帯電可能な電気絶縁性の材料を用いる必要があり、非光導電性の誘電層又は光導電性を有した感光層などを用いることができる。粒子状物質としては、バインダー樹脂と、低分子電荷輸送物質と、高分子電荷輸送物質とを粉砕、分散したものを用いることができ、これを塗工すればよい。但し、表面層の素材樹脂より堅いものを用いる必要があり、無機物質、有機物質の何れでもよい。例えば、酸化チタン、シリカ、酸化錫、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、窒化ケイ素、酸化カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム等の金属酸化物が挙げられる。特に良好なものとしては、酸化チタン、シリカ、酸化ジルコニウム等が挙げられる。これら材料からなる粒子状物質については、分散性向上などの理由から無機物、有機物で表面処理してもよい。また、撥水性向上のために、シランカップリング剤、フッ素系シランカップリング剤、高級脂肪酸などで表面処理してもよい。無機物処理としては、フィラー表面をアルミナ、ジルコニア、酸化スズ、シリカ処理したものが使用可能である。
【００６９】
表面層中の粒子状物質の含有量は５〜５０重量％がよく、更には１０〜４０重量％が好適である。１０重量％未満であると耐摩耗性が十分でなくなる。また、５０重量％を超えると、表面層の透明性が損なわれる。粒子状物質の平均粒径としては、０．０５〜１．０μｍがよく、更には０．０５〜０．８μｍが好適である。
【００７０】
これまで、像担持体としてドラム状の感光体を用いた例について説明したが、ベルト状の感光体など、他の方式のものを用いてもよい。また、像担持体として感光体をクリーニングする例について説明したが、中間転写体などの他の像担持体のクリーニングにも本発明の適用が可能である。また、電子写真方式のプリンタについて説明したが、直接記録方式の画像形成装置にも本発明の適用が可能である。この直接記録方式とは、潜像担持体によらず、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナー群を中間記録体やシート材に直接付着させて画素像を形成することで、トナー像を直接形成する方式である。中間記録体に形成したトナー像をシート材に転写する場合には、中間記録体をクリーニングする必要がある。また、本発明の適用範囲は、画像形成装置に限られない。例えば、電位切替手段（１０）と組み合わせれば、クリーニング手段に対して単独で本発明を適用することができる。また例えば、感光体（１）と、少なくともクリーニング手段（５）を含む感光体周りの機器を１つのユニットとして形成したプロセスユニット（例えば図１１に示すもの）でもよい。
【００７１】
以上、実施例や各具体例のプリンタにおいて、静電付着体たるクリーニングローラ（５２）の電位を、トナーとは逆極性であるクリーニングバイアスの値と、同極性の除去バイアスとで切り替えるようにした場合には、次のことが可能になる。即ち、除電バイアスの印加によってクリーニングローラ（５２）と転写残トナーとを反発させるので、除電バイアスに代えて接地を利用する場合よりも確実にトナー離れを促すことができる。
また、クリーニングローラ（５２）の電位を、トナーとは逆極性であるクリーニングバイアスの値と、電気的な接地とで切り替えるようにした場合には、次のことが可能になる。即ち、除電バイアス電源回路を設けないことで低コスト化を図ることができる。
また、感光体（１）の画像履歴領域とに接触しているクリーニングローラ（５２）に対しては、その電位をトナーとは逆極性のクリーニングバイアスの値にする。この一方で、感光体（１）の非画像領域とに接触しているクリーニングローラ（５２）に対しては、その電位をトナーと同極性の除電バイアスの値、又は接地にする。かかる構成では、画像履歴領域に接触時しているクリーニングローラ５２からのトナー離れを促してしまうことによるクリーニング不良を回避しつつ、非画像領域に接触しているクリーニングローラ５２上の除去残トナーを除去することができる。
【００７２】
また、具体例１や具体例２のプリンタにおいては、除電バイアスの印加時に、クリーニングローラ（５２）の電位が次のようになる。即ち、感光体（１）の非画像領域の電位よりもトナーと逆極性側に大きな値になる。よって、除電バイアスの印加中にクリーニング位置にある除去残トナーを静電的にクリーニングローラ表面に拘束して、感光体（１）へのトナー戻りを抑えることができる。
また、電位切替手段（１０）がクリーニングローラ（５２）の一回転に要する時間以上に継続して、クリーニングローラ（５２）の電位を除電バイアスの値又は接地にしている。このことにより、クリーニングローラ（５２）の表面の全周に対してトナー除去の促進を確実に図ることができる。
【００７３】
また、具体例１のプリンタにおいては、感光体（１）のシート間領域たる紙間領域とに接触しているクリーニングローラ（５２）に対して、その電位を除電バイアスの値又は接地にしている。かかる構成では、クリーニングローラに除電バイアスを印加するタイミングとして、クリーニング位置に紙間領域が進入している時を利用することで、特別な期間を設けることなく、クリーニングローラ上からのトナー除去を促すことができる。また、連続プリントジョブ中には、転写紙Ｐへの転写が１枚終わる毎に、クリーニングローラ上からのトナー除去を促して、除去残トナーによるクリーニング不良を抑えることができる。
【００７４】
また、具体例２のプリンタにおいては、連続プリントで最後の転写紙Ｐに対応する紙領域に続く非画像領域に接触しているクリーニングローラ（５２）に対して、その電位を除電バイアスの値又は接地にしている。このことにより、一連のプリントジョブ毎に、その終了間際でトナー除去を促すことができる。また、プロセス線速がかなり早く設定される高速プリントモードなどで、紙間領域ではクリーニングローラ（５２）１回転分の除去処理時間が確保できない場合でも、ジョブ終了間際で確実に１回転分の除去処理を行うことができる。
【００７５】
また、具体例３のプリンタにおいては、昇温期間たるウオーミングアップ期間中に、電位切替手段（１０）がクリーニングローラ（５２）の電位を除電バイアスの値又は接地にしている。このことにより、定着不良を回避すべくプリント動作の開始が禁止されるウオーミングアップ期間を有効利用して、クリーニングローラ５２からのトナー除去を促すことができる。また、ウオーミングアップ毎に、トナー除去を促してクリーニング不良を抑えることもできる。
【００７６】
また、具体例４のプリンタにおいては、感光体（１）が６０分累積して回転駆動する毎に、電位切替手段（１０）がクリーニングローラ（５２）の電位を除電バイアスの値又は接地にしている。このことにより、感光体（１）の累積駆動に伴って除去残トナーが所定量まで累積的に増加する前に、除去残トナーの除去を所定時間だけ集中的に促して、クリーニング性能を回復させることができる。
【００７７】
また、具体例５のプリンタにおいては、クリーニングローラ（５２）として、その表面の静止摩擦係数μを０．３以下に調整したものを用いている。このことにより、概ね１０，０００枚のプリントアウトを行うまで、良好なクリーニング性を維持することができる。
【００７８】
また、具体例６のプリンタにおいては、トナーとして円形度０．９６以上のものを用いることで、転写バイアスの値にかかわらず、転写残トナー量Ｍ３を低く抑えてクリーニング手段（５）の長寿命化を図ることができる。
【００７９】
また、実施形態、実施例又は各具体例のプリンタにおいて、像担持体たる感光体（１）としてａ−ｓｉ系感光体を用いれば、次のことが可能になる。即ち、いわゆる有機感光体（ＯＰＣ）を用いる場合に比べて、経時的な表面磨耗を抑えて、感光体（１）の長寿命化を図ることができる。
また、感光体（１）として、粒子状物質を含有する表面層が形成されたものを用いれば、感光体（１）の耐摩耗性の向上、電気特性の安定化を図って、高感度、高耐久を実現することができる。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１乃至１４の発明によれば、被クリーニング体の摩耗を抑えながら、小径の球形トナーであっても長期に渡って良好にクリーニングすることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタのクリーニング手段を示す拡大構成図。
【図３】実施例に係るプリンタの電位切替手段の電気回路を示すブロック図。
【図４】図３に示した電位切替手段の変形例の電気回路を示すブロック図。
【図５】具体例１に係るプリンタのクリーニングローラの電位変化と、クリーニング位置における感光体領域の変化とを示すタイミングチャート。
【図６】同プリンタの制御部によって実施されるクリーニング処理の制御フローを示すフローチャート。
【図７】具体例２に係るプリンタのクリーニングローラの電位変化と、クリーニング位置における感光体領域の変化とを示すタイミングチャート。
【図８】同プリンタの制御部によって実施されるクリーニング処理の制御フローを示すフローチャート。
【図９】具体例４に係るプリンタの制御部によって実施されるクリーニング処理の制御フローを示すフローチャート。
【図１０】転写残トナー量と、転写バイアスと、トナーの円形度との関係を示すグラフ。
【図１１】本発明が適用可能なプロセスユニットの一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１　　　　　　　感光体（被クリーニング体、像担持体）
２　　　　　　　帯電手段
３　　　　　　　現像手段
４　　　　　　　転写手段
５　　　　　　　クリーニング手段
５２　　　　　　クリーニングローラ（静電付着体）
５３　　　　　　クリーニングブレード（掻き取り除去手段）
６　　　　　　　除電手段
７　　　　　　　定着手段
７ｂ　　　　　　加熱ローラ（加熱部材）
１０　　　　　　電位切替手段
Ｐ　　　　　　　転写紙（シート材）
【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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