(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電位の差による静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体を、帯電用電圧が印加されて所定の帯電電位に帯電させる帯電ロールと、この帯電ロールにて帯電された前記像担持体に所定の潜像電位からなる静電潜像を形成する潜像形成装置と、この静電潜像形成装置にて形成された前記像担持体上の静電潜像を、現像バイアス電圧が印加される現像剤担持体にて搬送される現像剤により現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置にて現像形成された前記像担持体上のトナー像を、転写用電圧が印加されて記録媒体又は中間転写体に転写させる一次転写装置と、前記帯電ロールに付着する付着物をその帯電ロール表面に当接して除去する帯電ロールクリーニング部材と、前記像担持体に付着している付着物を除去する像担持体クリーニング装置とを備え、
非画像形成時に、前記現像装置が前記像担持体と対向して現像位置にある状態下で、前記帯電ロールを前記帯電ロールクリーニング部材により清掃する帯電ロールクリーニングサイクルを実行する画像形成装置において、
前記帯電ロールクリーニングサイクル時に、
前記帯電ロール及び像担持体クリーニング装置を動作させるとともに、
前記一次転写装置に印加する前記転写用電圧を制御し、前記帯電用電圧及び現像バイアス電圧を、当該クリーニングサイクル時における前記帯電電位と前記現像バイアス電位の電位差及びその現像バイアス電位と０Ｖの電位差がいずれも画像形成時における前記帯電電位と前記現像バイアス電位の電位差及びその現像バイアス電位と最大の前記潜像電位の電位差と−５０Ｖ〜＋５０Ｖの違いの範囲内に収まるように制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する場合、前記制御手段は、前記帯電ロールクリーニングサイクル実行時に、前記一次転写装置に画像形成時の転写用電圧を印加する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
電位の差による静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体を、帯電用電圧が印加されて所定の帯電電位に帯電させる帯電ロールと、この帯電ロールにて帯電された前記像担持体に所定の潜像電位からなる静電潜像を形成する潜像形成装置と、この静電潜像形成装置にて形成された前記像担持体上の静電潜像を、現像バイアス電圧が印加される現像剤担持体にて搬送される現像剤により現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置にて現像形成された前記像担持体上のトナー像を、転写用電圧が印加されて中間転写体に転写させる一次転写装置と、前記帯電ロールに付着する付着物をその帯電ロール表面に当接して除去する帯電ロールクリーニング部材と、前記中間転写体に付着する付着物を除去する中間転写体クリーニング装置とを備え、
非画像形成時に、前記現像装置が前記像担持体と対向して現像位置にある状態下で、前記帯電ロールを前記帯電ロールクリーニング部材により清掃する帯電ロールクリーニングサイクルを実行する画像形成装置において、
前記帯電ロールクリーニングサイクル時に、
前記帯電ロール、一次転写装置及び像担持体クリーニング装置を動作させるとともに、
前記帯電ロール及び前記現像材担持体に画像形成時の帯電用電圧及び現像バイアス電圧と同じ電圧をそれぞれ印加し、前記一次転写装置に画像形成時の転写用電圧よりも大きい電圧を印加するように制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電ロールクリーニング部材は、ブラシ体であるとともにそのブラシ部の抵抗値が１×１０10Ω・ｃｍ以下である請求項１又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤は、そのトナー粒子の形状係数ＳＦ｛＝（Ｍ2／Ａ）×（π／４）×１００［式中のＭはトナー粒径の絶対最大値、Ａはトナー粒子の投影面積である]｝の平均値が１３５以下である請求項１又は３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式等を利用したプリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等に代表される画像形成装置に係り、特に、その非画像形成時に帯電ロールを帯電ロールクリーニング部材でクリーニングする帯電ロールクリーニングサイクルを実行する画像形成装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置においては、図５に例示するように、電位の差による静電潜像が形成される感光体等の像担持体１１０を所定の帯電電位に帯電させる帯電手段として、オゾンの発生を防止する目的から、その像担持体に当接させた状態で帯電を行う接触型の帯電ロール１２０が使用される傾向にある。
【０００３】
その一方で、このような帯電ロール１２０を使用する場合には、像担持体１１０上に付着する付着物（現像剤（トナー）に外添される外添剤、現像剤、紙粉など）が像担持体１１０上の付着物を除去するクリーニング装置１６０により完全に除去されず、その付着物の一部（主に外添剤）が帯電ロール１２０との当接位置まで達し、その帯電ロール表面に付着することがあり、これにより帯電ロール１２０の汚れが発生してしまうことがある。図５中において、符号１３０は像担持体１１０に所定の潜像電位からなる静電潜像を形成する潜像形成装置、１４０は像担持体１１０上の静電潜像を、現像バイアス電圧が印加される現像剤担持体１４５にて搬送される現像剤により現像してトナー像とする現像装置、１５０は像担持体１１０上のトナー像を、転写用電圧の印加した状態下で記録媒体Ｐ又は中間転写体２００に転写させる一次転写装置、１７０は像担持体１１０をその表面電位が０（ゼロ）Ｖとなるように除電する除電装置である。
【０００４】
そして、このように帯電ロールが汚れた場合には、像担持体を所定の帯電電位に帯電させることができなくなるという帯電不良が発生し、ひいては画質の低下を招くようになる。特に、同一の画像を連続して形成した後に全面ハーフトーンの画像を形成した場合には、像担持体上における同一画像に相当する画像部よりもそれ以外の非画像部に付着する付着物の量が多くなり、これに伴って帯電ロールの当該非画像部に相当する部分がその付着物で汚れてしまい、この結果、その帯電ロールの部分的な汚れによって像担持体の帯電むら（帯電不足）が発生し、最終的に画像の濃度差となって現れてしまう（即ち、全面ハーフトーン画像のうち同一画像以外の部分に相当する画像領域の濃度が低下する一方で、同一画像部分に相当する画像領域の濃度が相対的に高くなる）。
【０００５】
そこで、このような帯電ロールの汚れを防止するため、一般に、帯電ロール１２０に画像形成時とは逆極性の帯電用電圧を印加して帯電ロール上の付着物を静電的に像担持体１１０側に戻して除去するクリーニング手段を採用するか（例えば特開幣−１８１３５１号公報）、あるいは、帯電ロール１２０にクリーニング用の弾性ブレードを当接させて帯電ロール上の付着物を機械的に除去するクリーニング手段を採用している（例えば特開平６−３４２２３７号公報、特開平１０−１２３８００号公報）。なお、前者の静電的なクリーニング手段は、帯電ロール１１０上の付着物が像担持体１１０を通過する際に加圧されて帯電ロール表面に固着してしまい、像担持体１１０側に静電的に移行されにくくなって除去されないおそれがあることから、後者の機械的なクリーニング手段１８０の方が有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる帯電ロール１１０のクリーニング手段１８０を採用した従来の画像形成装置にあっては、その帯電ロール１２０の汚れをクリーニング手段１８０により全面的に十分に除去することができず、結果的に帯電ロール１２０の汚れむらが発生することがあり、このため以下のような課題がある。
【０００７】
すなわち、特に、現像装置１４０が像担持体１１０と対向して現像位置にある状態下で、帯電ロール１２０をクリーニング手段１８０により清掃するクリーニングサイクルを実行する画像形成装置では、その帯電ロール１２０の汚れむらにより、帯電ロールの汚れた部分に対応する像担持体の帯電が良好に行われず、最悪の場合にはほとんど帯電されなくなり、この結果、次のような新たな帯電ロールの汚れを誘発してしまう。
【０００８】
つまり、図６に例示するように、そのクリーニングサイクル時において、まず、その汚れむらの帯電ロール１２０によりほとんど帯電されない像担持体１１０の帯電不良領域（最悪の場合には、除電装置１７０で除電されたままで像担持体の表面電位がＯＶの領域）が発生する。そして、かかる帯電不良領域が現像装置１４０を通過すると、その現像バイアス電位ＶDBと帯電不良電位ＶEとの電位差（ＶNG）が画像形成時の現像バイアス電位ＶDBと潜像電位ＶLの電位差(ＶDEVE)よりも電位差が大きい関係にあるため、その像担持体１１０の帯電不良領域には、画像形成時における現像量よりも多い現像剤（トナー）が過剰に付着することになる。図中のＶCLNは、帯電電位ＶHと現像バイアス電位ＶDBとの電位差を示す。
【０００９】
これにより、その像担持体１１０上に過剰に付着した現像剤は、一次転写装置１５０に画像形成時の転写用電圧を印加した場合でも、記録媒体Ｐ又は中間転写体２００に転写しきれなくなり、像担持体１１０に残留トナーとして多く残ることになる。このように画像形成時よりも多く残ったトナー（外添剤を含む）は、像担持体１１０のクリーニング装置１６０で十分に除去されずクリーニング不良となることがあり、かかるクリーニング不良でクリーニング装置１６０を通過したトナーや外添剤が最終的に帯電ロール１２０に付着してしまうのである。
【００１０】
また、このような帯電ロール１１０の汚れむらの発生やその汚れむらに伴う新たな帯電ロールの汚れ発生は、現像剤として粉砕トナーではなく球形状のトナーを使用した場合に、より顕著となる傾向にある。これは、球形状のトナーが、像担持体１１０のクリーニング装置１６０による弾性ブレードをすり抜けてしまうことがあり、そのトナー自体が帯電ロール１２０に付着して汚すようになるからである。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非画像形成時に、現像装置が像担持体と対向して現像位置にある状態下で帯電ロールのクリーニングサイクルを実行した場合であっても、帯電ロールの汚れむらに伴う帯電不良により発生する過剰な現像に起因した新たな帯電ロール汚れの発生を低減することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成し得る本発明（第１発明）の画像形成装置は、電位の差による静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体を、帯電用電圧が印加されて所定の帯電電位に帯電させる帯電ロールと、この帯電ロールにて帯電された前記像担持体に所定の潜像電位からなる静電潜像を形成する潜像形成装置と、この静電潜像形成装置にて形成された前記像担持体上の静電潜像を、現像バイアス電圧が印加される現像剤担持体にて搬送される現像剤により現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置にて現像形成された前記像担持体上のトナー像を、転写用電圧が印加されて記録媒体又は中間転写体に転写させる一次転写装置と、前記帯電ロールに付着する付着物をその帯電ロール表面に当接して除去する帯電ロールクリーニング部材と、前記像担持体に付着している付着物を除去する像担持体クリーニング装置とを備え、非画像形成時に、前記現像装置が前記像担持体と対向して現像位置にある状態下で、前記帯電ロールを前記帯電ロールクリーニング部材により清掃する帯電ロールクリーニングサイクルを実行する画像形成装置において、前記帯電ロールクリーニングサイクル時に、前記帯電ロール及び像担持体クリーニング装置を動作させるとともに、前記一次転写装置に印加する前記転写用電圧を制御し、前記帯電用電圧及び現像バイアス電圧を、当該クリーニングサイクル時における前記帯電電位と前記現像バイアス電位の電位差及びその現像バイアス電位と０Ｖの電位差がいずれも画像形成時における前記帯電電位と前記現像バイアス電位の電位差及びその現像バイアス電位と最大の前記潜像電位の電位差と−５０Ｖ〜＋５０Ｖの違いの範囲内に収まるように制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
このような第１発明の画像形成装置によれば、帯電ロールクリーニングサイクル時になると、制御手段により、像担持体の表面電位が０Ｖ以上であってかつ画像形成時の潜像電位よりも小さい値となるように帯電用電圧及び現像バイアス電圧が制御されるが、そのときの帯電電位と現像バイアス電位の電位差及び現像バイアス電位と０Ｖの電位差はいずれも画像形成時の各電位差と同程度に保持されたままとなる。これにより、帯電ロールの汚れむらに伴って帯電不良が発生しても、特に現像バイアス電位と０Ｖとの電位差が画像形成時の現像バイアス電位と潜像電位の電位差と同程度に保持されていることから、その帯電不良部分（帯電不良で０Ｖ又はそれに近い表面電位の状態にある像担持体部分）に対する現像量も画像形成時における現像量とほぼ同じレベルとなる。この結果、その帯電不良部分に付着した現像剤は、異常に多いものではないため、像担持体のクリーニング装置により十分に除去されるようになり、かかる現像剤（外添剤のみを含む）が帯電ロール側に達することは殆んどなくなる。なお、画像形成時の潜像電位とは、その最大の電位をいう。また、上記制御は像担持体の表面電位ができる限り０Ｖとなるように行うことが望ましい。
【００１４】
また、この第１発明の画像形成装置では、像担持体上のトナー像を中間転写体に転写する場合、前記制御手段は、帯電ロールクリーニングサイクル実行時に、一次転写装置に画像形成時の転写用電圧を印加するように構成するとよい。
【００１５】
この場合には、帯電不良部分に付着した現像剤が像担持体のクリーニング装置により十分に除去されないことがあっても、かかる現像剤が一次転写装置により中間転写体に一次転写されて除去されることとなり、この結果、かかる現像剤が帯電ロール側に達することを阻止することができるようになる。この際、中間転写体に転写された現像剤は、通常、その中間転写体に付着する付着物を除去する中間転写体クリーニング装置により除去すればよいが、必要に応じて、中間転写体から更に記録用紙、ＯＨＰシート、厚紙等の記録媒体に二次転写して除去するように構成しても構わない。
【００１６】
なお、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する場合であっても、帯電ロールクリーニングサイクル実行時に、制御手段が一次転写装置に画像形成時の転写用電圧を印加するように構成することも可能である。この場合には、記録媒体を一次転写位置に供給して、その記録媒体に対して像担持体上のトナー像を転写させように構成すればよい。
【００１７】
一方、上記の目的を達成し得る本発明（第２発明）の画像形成装置は、電位の差による静電潜像が形成される像担持体と、この像担持体を、帯電用電圧が印加されて所定の帯電電位に帯電させる帯電ロールと、この帯電ロールにて帯電された前記像担持体に所定の潜像電位からなる静電潜像を形成する潜像形成装置と、この静電潜像形成装置にて形成された前記像担持体上の静電潜像を、現像バイアス電圧が印加される現像剤担持体にて搬送される現像剤により現像してトナー像とする現像装置と、この現像装置にて現像形成された前記像担持体上のトナー像を、転写用電圧が印加されて中間転写体に転写させる一次転写装置と、前記帯電ロールに付着する付着物をその帯電ロール表面に当接して除去する帯電ロールクリーニング部材と、前記中間転写体に付着する付着物を除去する中間転写体クリーニング装置とを備え、非画像形成時に、前記現像装置が前記像担持体と対向して現像位置にある状態下で、前記帯電ロールを前記帯電ロールクリーニング部材により清掃する帯電ロールクリーニングサイクルを実行する画像形成装置において、前記帯電ロールクリーニングサイクル時に、前記帯電ロール、一次転写装置及び像担持体クリーニング装置を動作させるとともに、前記帯電ロール及び前記現像材担持体に画像形成時の帯電用電圧及び現像バイアス電圧と同じ電圧をそれぞれ印加し、前記一次転写装置に画像形成時の転写用電圧よりも大きい電圧を印加するように制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
このような第２発明の画像形成装置によれば、帯電ロールクリーニングサイクル時になると、制御手段により、一次転写装置に画像形成時の転写用電圧よりも大きい電圧が印加される。これにより、帯電ロールの汚れむらに伴って帯電不良が発生しても、かかる帯電不良部分に対して過剰に付着した現像剤は、一次転写装置により形成される画像形成時よりも強力な転写電界によって中間転写体により殆んど中間転写体に転写される。この結果、一次転写後に像担持体上に残る現像剤の量が画像形成時とほぼ同等以下の量となるため、かかる現像剤（外添剤のみを含む）は像担持体のクリーニング装置により十分に除去されるようになり、帯電ロール側に達することが殆んどなくなる。
【００１９】
この際、中間転写体に転写された現像剤は、通常、前記したような中間転写体クリーニング装置により除去すればよいが、必要に応じて、中間転写体から更に記録用紙等の記録媒体に二次転写して除去するように構成しても構わない。また、この場合、一次転写装置に印加する転写用電圧については適宜設定することができるが、画像形成時の転写用電圧の１．１〜１．５倍程度の電圧に設定するとよい。
【００２０】
第１及び第２の画像形成装置における帯電ロールクリーニング部材としては、ブラシ体であるとともにそのブラシ部の抵抗値が１×１０10Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。ブラシ体は、固定して設置される固定型のブラシ（固定ブラシ）であっても、あるいは、回転可能に設置される回転型のブラシ（回転ブラシ）であってもよい。ただし、回転ブラシの場合は帯電ロールと周速差をもって回転するように設置することが好ましい。
【００２１】
このようなブラシ体の帯電ロールクリーニング部材を使用した場合には、弾性ブレードを適用した場合において発生しやすい帯電ロール表面の傷や磨耗を大幅に低減することができ、また、絶縁性のブラシ体を適用した場合において発生するチャージアップによる当該ブラシ体と帯電ロール間の異常放電を防止することができる。これにより、余分な不具合を誘発させることなく帯電ロールの良好な清掃を行うことが可能になる。なお、帯電ロールクリーニング部材として弾性ブレードを使用する場合、その弾性ブレードの抵抗値が１×１０10Ω・ｃｍ以下となるように設定することが好ましい。
【００２２】
また、第１及び第２の画像形成装置における現像剤は、そのトナー粒子の次式で示す形状係数ＳＦの平均値が１３５以下、より好ましくは１３０以下であるものを使用することができる。
ＳＦ＝（Ｍ2／Ａ）×（π／４）×１００、
式中のＭはトナー粒径の絶対最大値、Ａはトナー粒子の投影面積である。
【００２３】
このように球形状のトナーを使用して前述しような帯電ロールの汚れを助長する可能性がある場合でも、帯電ロールのクリーニングサイクル時に前記各制御手段による制御が行われることにより、帯電ロールの汚れむらに起因した新たな帯電ロール汚れの発生が低減されるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す概要図である。
【００２５】
この画像形成装置は、画像情報に基づくイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色成分のトナー像を４つの作像ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいて個別に形成し、中間転写体としての中間転写ベルト２０に順次重ねるように一次転写した後、給紙装置３０から供給される記録媒体としての記録用紙Ｐに一括して二次転写し、最後に定着装置４０において記録用紙Ｐ上のトナー像の定着処理をすることにより、記録用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成し得るカラープリンタである。図中における矢付き実線は各回転部品の回転方向、一点鎖線は記録用紙Ｐの搬送経路をそれぞれ示す。
【００２６】
上記作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋはいずれも、外部接続機器や原稿読取装置等から入力される画像情報を画像処理して上記各色成分に色分解したトナー像を電子写真プロセスにより個別に形成するものである。そして、この各作像ユニット１０はいずれも、図２に示すように、像担持体としての感光ドラム１１と、この感光ドラム１１の表面を接触して帯電させる帯電ロール１２と、感光ドラム１１の帯電された表面に各色成分の画像信号に応じたビーム光（点線矢印）を露光して静電潜像を形成する潜像形成装置としての露光装置１３と、感光ドラム１１上の静電潜像を現像ロール１４ａにより供給する所定色の現像剤（トナー）にて現像してトナー像とする現像装置１４と、感光ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０に転写する転写ロール式の一次転写装置１５と、一次転写後に感光ドラム１１上に残留するトナー等の付着物をクリーニングブレード１６ａ等で除去するドラム用クリーニング装置１６と、感光ドラム１１の表面を０Ｖとなるように除電する除電装置１７とを同様に備えたものである。
【００２７】
感光ドラム１１は、接地されたドラム状の導電性支持体の表面に有機感光層が形成されている。帯電ロール１２は、給電用の金属シャフトにエピクロルヒドリンのソリッドゴム等からなる弾性層を形成するとともにその弾性層にフッ素コートを施したロール構造からなるものであり、そのロール芯材に対してトナーの帯電極性とは逆極性の帯電用電圧を印加する帯電用電源１２ｂが接続されている。この帯電ロール１２は、感光ドラム１１の表面（有機感光層）を所定の帯電電位（表面電位）ＶHに帯電させるようになっている。露光装置１３は、帯電した感光ドラム１１の表面に、半導体レーザ、発光ダイオード等の光源からビーム光を照射して所定の潜像電位ＶLからなる静電潜像を形成するようになっている。
【００２８】
現像装置１４は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を使用する二成分現像装置であり、負極性に帯電される負帯電トナーを使用するとともに、転写効率のよい球形状の球形トナーを使用している。また、現像装置１４では、その現像ロール１４ａに所定の現像バイアス電圧ＶDBを印加する現像用電源１４ｂが接続されており、その現像ロール１４ａに二成分現像剤を担持して感光ドラム１１と近接対向する現像領域に搬送するようになっている。さらに、この現像装置１４は、常時、その現像ロール１４ａが感光ドラム１１と対向する現像位置に固定された状態に置かれている。一次転写装置１５は、導電性のロール芯材に発泡ウレタンゴム等の弾性層を形成した転写ロール１５ａと、この転写ロール１５ａにトナーの帯電極性とは逆極性の転写用電圧を印加する転写用電源１５ｂにて構成されている。
【００２９】
中間転写ベルト２０は、駆動ロール２１、テンションロール２２、二次転写装置の一部を構成するバックアップロール２３等に張架されて各作像ユニット１０における感光ドラム１１の一次転写位置を通過するような状態で配設されており、駆動ロール２１によって矢印方向に回転するようになっている。上記中間転写ベルと２０としては、ポリイミド、ポリアミド等の合成樹脂にカーボンブラック等の導電化剤を適用含有させたものを用いて、厚みが０．１ｍｍ程度の無端状ベルト形状に成形したものが使用される。
【００３０】
また、中間転写ベルト２０の周囲には、中間転写ベルト２０をバックアップロール２３に押し付けながら回転する二次転写ロール２５や、二次転写後の中間転写ベルト２０上に残留付着するトナー等の付着物をクリーニングブレード２６ａ等で除去するベルト用クリーニング装置２６や、中間転写ベルト２０に形成されている基準位置マークを検知する位置検知センサ２７が配設されている。二次転写ロール２５としては、体積抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下の低抵抗となるように調整されたロールを接地した状態で使用している。図中における符号２４は、バックアップロールにトナーの帯電極性と同極性の二次転写用電圧を供給する給電ロール、２８は二次転写ロール２５に付着するトナー等の付着物をクリーニングブレード等で除去する転写ロール用クリーナである。
【００３１】
給紙装置３０は、多数枚の記録用紙Ｐを積み重ねて収容する給紙トレイ３１と、この給紙トレイ３１から記録用紙Ｐを１枚ずつ送り出す送出装置３２と、この送出装置３２により送り出される記録用紙Ｐを二次転写位置にむけて搬送する複数の用紙搬送ロール対３３と用紙搬送ガイドからなる給紙路と、記録用紙Ｐを一端止めて所定のタイミングで二次転写位置に送り込むレジストロール３４等にて構成されている。図中の符号２９は用紙搬送ガイド部材である。定着装置４０は、加熱源４２を有する加熱ロール４１と、この加熱ロール４１に圧接して回転する加圧ロール４３とを備えたものであり、この加熱ロール４１及び加圧ロール４３の圧接部（ニップ部）に転写後の記録用紙Ｐを導入して通過させることにより定着処理を行うようになっている。
【００３２】
そして、このカラープリンタにおいては、帯電ロール１２に当接してそのロールに付着するトナー、外添剤等の付着物を除去する帯電ロールクリーニング部材としてのブラシ体１８を設けている。このブラシ体１８は、帯電ロール１２の軸方向にそって細長い基板上に導電性のブラシ毛を多数本配設したものであり、図示しないリトラクト手段（偏心カム機構など）にて帯電ロール１２に対して接離可能に設置されている。そのブラシ毛としては、抵抗値が１×１０10Ω・ｃｍ以下である導電性のＰＥＴ、ナイロン、ポリエステル等からなるブラシ毛（太さ４０デニール／１２Ｆ、長さ３．５ｍｍ）を使用している。また、このブラシ毛は４０００本／ｃｍ2の密度となるように基布に植毛させて基板上に取り付けた。
【００３３】
また、非プリント時（例えば、所定枚数のプリント動作を行った後の時期、プリント動作終了後の時期、プリント動作開始前の時期など）において、ブラシ体１８を帯電ロール１２に当接させることにより、帯電ロール１２を清掃する帯電ロールのクリーニングサイクルを所定時間だけ実行するようになっている。
【００３４】
このクリーニングサイクル時には、現像装置１４が現像位置に対向した状態にあることに加え、帯電ロール１２、一次転写装置１５、ドラム用クリーナ１６、除電装置１７等も動作した状態にある。また、中間転写ベルト２０をはじめ、二次転写ロール２５、ベルト用クリーナ２６等も動作した状態に置かれる。この実施の形態では、１００００枚分のプリント動作が累積して行われた時期ごとに、帯電ロールクリーニングサイクルが実行されるように設定されている。なお、帯電ロール１２をより確実に清掃する観点からは、２５００枚のプリント動作が累積して行われた時期ごとに、帯電ロールクリーニングサイクルが実行されるように設定することが好ましい。
【００３５】
図３は、この帯電ロール１２のクリーニングサイクル時における制御を行う制御系の構成を示すブロック図である。図中の５０は、そのクリーニングサイクル時における各動作を総括的に制御する、マイクロコンピュータ等から構成される主制御部である。この主制御部５０には、中間転写ベルト２０の位置検知センサ２７が接続されており、そのセンサ２７から入力される検知信号を各駆動系の基準タイミング信号として使用している。また、主制御部５０には、帯電ロール１２のリトラクト手段の駆動を制御する制御部５１や、帯電用電源１２ｂにおける帯電用電圧を調整する制御部５２や、現像用電源１４ｂにおける現像バイアス電圧を調整する制御部５２や、一次転写用電源１５ｂにおける一次転写用電圧を調整する制御部５３が接続されている。
【００３６】
そして、この主制御部５０は、上記帯電ロール１２のクリーニングサイクル時に、その記憶部に予め格納された帯電ロールクリーニングサイクル用の制御プログラムに従って後述するような所定の制御動作を実行するようになっている。ちなみに、この実施の形態では、一定の条件下で、感光ドラムの表面電位がほぼ０Ｖになるように（換言すれば、現像バイアス電圧と０Ｖとの電位差及び当該現像バイアス電圧と帯電電位との電位差が、画像形成時における現像バイアス電圧と潜像電位との電位差（ＶDEVE）及び現像バイアス電圧と帯電電位（ＶCLN）との電位差とそれぞれ同程度になるように）前記した帯電用電圧及び現像バイアス電圧を制御するようになっている（図４）。
【００３７】
また、このカラープリンタでは、現像剤として非磁性の球形トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を使用した。トナーとしては、その粒子の形状係数ＳＦが１３５以下のものを使用した。このときの形状係数ＳＦは、光学顕微鏡（ニコン製：ミクロフォトＦＸＡ）で得たトナー粒子の拡大写真をイメージアナライザー（ＮＩＲＥＣＯ社製：Ｌｕｚｅｘ３）により画像解析を行って前記した式により算出し、これを１００個のトナー粒子について同様に算出したときの平均値として求めたものである。
【００３８】
また、このトナーは、前記４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各トナーのいずれも乳化重合法により作成し、その体積平均粒径及び粒度分布についてもほぼ同じものとした。その体積平均粒径はコールカウンター（コールター社製）で測定したときに３〜７μｍであり、粒度分布指標（ＧＳＤ）は１．２３であった。さらに、このトナーには、平均粒径が１０〜１５０ｎｍのシリカ、チタニア等の無機微粒子を外添剤として適宜量外添した。一方、キャリアとしては、平均粒径が３５μｍのフェライトビーズを使用した。
【００３９】
次に、このカラープリンタの動作について説明する。
【００４０】
はじめに、フルカラー画像のプリント開始信号が発せられると、以下のようなプリント動作が実行される。
【００４１】
まず、位置検知センサ２７から基準位置信号が得られて所定時間が経過すると、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにおいて、矢印方向に回転駆動する感光ドラム１１の表面が帯電ロール１２により所定の帯電電位ＶHに帯電された後、各露光装置１３から各色成分のビーム光が照射されて所定の潜像電位ＶLからなる静電潜像が形成される。続いて、その各感光ドラム１１上の静電潜像が各現像装置１４により所定の色の現像剤（トナー）により現像され、これにより各感光ドラム１１上に前記４色のトナー像が個別に形成される。
【００４２】
この各作像ユニット１０の感光ドラム１１上に形成された４色のトナー像は、一次転写装置１５と対向する一次転写位置で矢印方向に回転移動する中間転写ベルト２０に順次重ねられるような状態で一次転写される。この一次転写は、転写用電源１５ｂから一次転写ロール１５ａに印加される一次転写用電圧にて転写ロール１５ａと感光ドラム１１との間に形成される転写電界により、トナー像が静電的に中間転写ベルト２０側に移行されることにより行われる。この一次転写後の感光ドラム１１は、ドラム用クリーナ１７により未転写トナー等が除去されて清掃された後、除電装置１８により０Ｖに除電される。
【００４３】
一方、このトナー像の形成動作に合わせて記録用紙Ｐが給紙装置３０の給紙トレイ３１から給紙路を通して送り出された後、レジストロール３４により二次転写タイミングに合わせて中間転写ベルト２０と二次転写ロール２５の間となる二次転写位置に送り込まれる。これにより、中間転写ベルト２０に一次転写された４色の多重トナー像が記録用紙Ｐに一括して二次転写される。この二次転写は、給電ロール２４を介してバックアップロール２３に印加される二次転写用電圧にて二次転写ロール２６と間に形成される転写電界により、トナー像が静電的に記録用紙Ｐ側に移行されることにより行われる。この二次転写後の中間転写ベルト２０は、ベルト用クリーナ２６により未転写トナー等が除去されて清掃される。また、二次転写後の二次転写ロール２５は、転写ロール用クリーナ２８によりトナー等の付着物が除去されて清掃される。
【００４４】
次いで、二次転写後の記録用紙Ｐは、中間転写ベルト２０から剥離した後、定着装置３０に送り込まれ、その加熱ロール４１と加圧ロール４３のニップ部を通過して加熱加圧されてトナー像が記録用紙Ｐに定着される。以上のようにして、記録用紙Ｐの片面にフルカラー画像が形成される。
【００４５】
そして、帯電ロール１２のクリーニングサイクル時になると、以下のようなクリーニング動作が実行される。
【００４６】
まず、この実施の形態では、前記主制御部５０の制御動作により、帯電ロール１２のクリーニング部材であるブラシ体１８が帯電ロール１２に当接させられるとともに、後述するように帯電用電圧及び現像バイアス電圧の調整が行われる。そして、プリンタは、基本的に、露光装置１３による静電潜像の形成と記録用紙Ｐの供給を行わない以外はプリント時（画像形成時）と同様の条件で動作する。すなわち、各作像ユニット１０や中間転写ベルト２０は稼動する。
【００４７】
主制御部５０は、図４に示すように、プリント時における最大の潜像電位ＶL（＝３００Ｖ）をほぼ０Ｖにする目的で、例えば、帯電電位ＶHがプリント時の−７２０Ｖから「−４２０Ｖ」になるように帯電用電源１２ｂから印加する帯電用電圧を制御部５２を介して変更するとともに、現像バイアス電位ＶDBがプリント時の−６００Ｖから「−３００Ｖ」になるように現像用電源１４ｂから印加する現像バイアス電圧を制御部５３を介して変更する。なお、一次転写用電圧については、プリント時と同じ転写用電圧が転写用電源１５ｂから印加されるように制御される。
【００４８】
これにより、帯電ロール１２は、基本的に、除電された感光ドラム１１の表面を帯電する一方で、クリーニング部材であるブラシ体１８により付着物が除去されて清掃される。
【００４９】
この際、クリーニング部材がブラシ体１８であることから、ブラシ体１８の当接により帯電ロール１２の表面に傷や磨耗が発生することがほとんどない。また、そのブラシ体１８のブラシ部の抵抗が１×１０10Ω・ｃｍ以下の半導電性又は導電性であるため、チャージアップして帯電ロール１２との間で異常放電が発生することもない。
【００５０】
また、仮に、帯電ロール１２の一部に球形トナーの外添剤やその球形トナー自体等の付着物が付着し、そのロールの汚れむらにより感光ドラム１１に帯電不良箇所が発生した場合であっても、上記したような帯電用電圧及び現像バイアス電圧の調整が行われる結果、図４に示すように、このクリーニングサイクル時の上記現像バイアス電圧ＶDB´と０Ｖとの電位差（Ｖ1）がプリント時における現像バイアス電圧ＶDBと潜像電位ＶLとの電位差ＶDEVEと同程度となり、しかも、クリーニングサイクル時の上記現像バイアス電圧ＶDB´と帯電電位ＶH´との電位差（Ｖ2）が、プリント時における現像バイアス電圧ＶDBと帯電電位ＶHとの電位差ＶCLNと同程度になる。
【００５１】
このため、感光ドラム１１の帯電不良部分が現像装置１４を通過して現像が行われることがあっても、その帯電不良部分における現像バイアス電圧ＶDB´と０Ｖとの電位差（Ｖ1）がプリント時における電位差ＶDEVEとほぼ同じ状態にされているので、かかる帯電不良部分に付着する現像剤（トナー）量は平常のプリント時とほぼ同様の量となる。
【００５２】
そして、この帯電不良部分に付着した感光ドラム１１上のトナー（その外添剤も含む）は、まず、一次転写ロール１５ａにはプリント時と同じ転写用電圧が印加された状態にあるため、中間転写ベルト２０に一次転写される。この際、中間転写ベルト２０に転写されたトナーは、原則として、ベルトクリーナ２６によって除去される。また、このときに中間転写ベルト２０側に一次転写されず残った感光ドラム１１上のトナーは、その後、ドラム用クリーナ１６によって除去される。ここで、二次転写ロール２５が中間転写ベルト２０に常に圧接させる構成である場合には、中間転写ベルト２０に転写されたトナーがベルトクリーナ２６に達する前にその二次転写ロール２５に接触して通過することになる。しかし、かかるトナーがその通過時に二次転写ロール２５に付着することを回避する観点からは、このクリーニングサイクル時には、二次転写ロール２５に通常の二次転写電圧とは逆極性の電圧を印加するように構成することが望ましい。
【００５３】
このように帯電不良部分に付着した感光ドラム１１上のトナーは、一次転写位置で中間転写ベルト２０に転移して除去された後にドラム用クリーナ１６によって除去されるため、感光ドラム１１からほぼ除去されることとなり、この結果、かかるトナーが帯電ロール１２に到達することはない。したがって、この帯電ロールクリーニングサイクル時においては、帯電ロール１２に汚れむらがあって帯電不良部分が発生した場合であっても、その帯電不良部分に付着するトナーが帯電ロール１２に新たに付着してしまうことが回避されることとなる。すなわち、帯電ロール１２の汚れむらに起因した新たな帯電ロール１２の汚れの発生が低減されることとなる。
【００５４】
なお、実施の形態１においては、帯電ロールクリーニングサイクル時に、主制御部５０がプリント時と同じ転写用電圧を一次転写ロール１５ａに印加するように制御する場合について例示したが、その一次転写ロール１５ａに転写用電圧をまったく印加しないように制御するように構成しても構わない。この場合には、帯電不良部分に付着した感光ドラム１１上のトナーが、その感光ドラム１１に接触する中間転写ベルト２０に物理的に転移して付着することがあるが、その殆どのものがドラム用クリーナ１６によって除去されることとなる。
【００５５】
また、この他にも、主制御部５０がプリント時よりも大きい転写用電圧を印加するように制御する構成にしても構わない。この場合には、帯電不良部分に付着した感光ドラム１１上のトナーが中間転写ベルト２０に一層多く転写されて除去されるようになり、ドラム用クリーナ１６によって除去すべきトナー量を少なくすることができ、ひいては帯電ロール１２へ到達するトナー量を皆無にすることが可能となる。
【００５６】
さらに、実施の形態１では、帯電ロールクリーニングサイクル時に、主制御部５０が、クリーニングサイクル時の現像バイアス電圧ＶDB´と帯電電位ＶH´との電位差（Ｖ2）が、プリント時における現像バイアス電圧ＶDBと帯電電位ＶHとの電位差ＶCLNと同程度（約１２０Ｖ）になるように制御する場合について例示したが、かかる電位差（Ｖ2）がプリント時における電位差ＶCLNに対して±５０Ｖの範囲内に収まる程度に制御する構成にしてもよい。この場合、電位差（Ｖ2）をプリント時における電位差ＶCLNに対して＋５０Ｖよりも大きな電位差にすると、感光ドラム１１上の非画像形成部（バックグランド部）にキャリヤが現像されてしまうようになる。反対に、電位差（Ｖ2）をプリント時における電位差ＶCLNに対して−５０Ｖよりも小さな電位差にすると、感光ドラム１１上の非画像形成部トナーが付着してかぶってしまう。
【００５７】
［実施の形態２］
この実施の形態２は、実施の形態１に係るカラープリンタ（図１〜図３）において、主制御部５０が、帯電ロールクリーニングサイクル時に、前述したような帯電用電圧及び現像バイアス電圧の調整を行う代わりに、一次転写ロール１５ａにプリント時の転写用電圧よりも大きな転写用電圧を印加するように制御部５４を介して制御するように構成したものである。これ以外の構成については、実施の形態１の場合と同様の構成としている。
【００５８】
この実施の形態２では、一次転写ロール１５ａにプリント時の転写用電圧に対して１．１倍程度の転写用電圧を印加するようにした。なお、このときの転写用電圧はプリント時の転写用電圧の１．５倍以下に設定することが好ましい。この転写用電圧をこれ以上大きな値にした場合には、感光ドラム１１に当該転写用電圧による帯電メモリが残存してしまうおそれがあり適切ではない。
【００５９】
そして、このように構成したプリンタでは、その帯電ロールクリーニングサイクルの実行時期になると、プリント時と同じ帯電用電圧及び現像バイアス電圧が帯電ロール１２及び現像ロール１４ａに印加されるとともに、一次転写ロール１５ａにプリント時の転写用電圧よりも大きな転写用電圧が印加される他は、実施の形態１の場合と同様のクリーニングサイクルが実行される。
【００６０】
これにより、仮に帯電ロール１２の一部に球形トナーの外添剤やその球形トナー自体等の付着物が付着し、そのロールの汚れむらにより感光ドラム１１に帯電不良箇所が発生した場合には、かかる帯電不良部分にプリント時よりも多いトナー（プリント時の潜像電位ＶLと帯電不良部分の表面電位との電位差に対して余分に付着するトナー量分）が付着することになるが、かかるトナーは一次転写位置において、プリント時よりも強力な転写電界により中間転写ベルト２０側にほとんど転移して除去される。なお、この中間転写ベルト２０に転移したトナーは、実施の形態１で説明したように、二次転写ロール２６のクリーナ２８とベルト用クリーナ２６によって除去される。また、このときに中間転写ベルト２０側に転写されず残った感光ドラム１１上のトナーは、その後ドラム用クリーナ１６によって除去される。
【００６１】
このように帯電不良部分に多量に付着した感光ドラム１１上のトナーは、一次転写位置で中間転写ベルト２０に転移してほぼ除去されるほか、必要によりドラム用クリーナ１６によっても除去されるため、感光ドラム１１からほぼ完全に除去されることとなり、この結果、かかるトナーが帯電ロール１２に到達することはない。したがって、この帯電ロールクリーニングサイクル時においては、帯電ロール１２に汚れむらがあって帯電不良部分が発生した場合であっても、その帯電不良部分に付着するトナーが帯電ロール１２に新たに付着してしまうことが回避されることとなる。
【００６２】
［他の実施の形態］
実施の形態１、２では、中間転写ベルト２０を用いる中間転写方式を採用した画像形成装置を例示したが、本発明は中間転写方式を採用しない画像形成装置に対しても同様に適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、前記した各制御手段を設けたことにより、現像装置が像担持体と対向して現像位置にある状態下で帯電ロールのクリーニングサイクルを実行した場合であっても、帯電ロールの汚れむらに伴う帯電不良により発生する過剰な現像に起因した新たな帯電ロール汚れの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１（２）に係る画像形成装置を示す概要図。
【図２】  図１の画像形成装置における作像ユニットの構成を示す要部拡大図。
【図３】  帯電ロールクリーニングサイクルに係る制御系の構成を示すブロック図。
【図４】  プリント時および帯電ロールクリーニングサイクル時の各電位状態を示す説明図。
【図５】  従来の画像形成装置の要部を示す概念図。
【図６】  従来の画像形成装置における帯電ロールクリーニングサイクル時および画像形成時の各電位状態を示す説明図。
【符号の説明】
１１…感光ドラム（像担持体）、１２…帯電ロール、１４…現像装置、１４ａ…現像ロール（現像剤担持体）、１５…一次転写装置、１８…ブラシ体（帯電ロールクリーニング部材）、２０…中間転写ベルト（中間転写体）、５０…主制御部（制御手段）、Ｐ…記録用紙（記録媒体）。
【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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