(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に回転する感光体表面を一次帯電し、一次帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより該感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像して該感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体表面を露光光の照射に先立って一次帯電する一次帯電器と、
前記感光体上にトナー像を形成する現像器であって、該感光体と対向して前記静電潜像の現像を行う現像位置と該感光体から離れた退避位置との間で移動可能な現像器と、
前記感光体上に形成されたトナー像が転写された後の該感光体表面に残留するトナーを除去する、前記感光体表面に当接するブレードと、該ブレードよりも該感光体の回転方向上流側に配備された、該感光体表面に接するとともに接地された導電性ブラシとを有するクリーニング装置とを備え、
前記感光体は画像形成後に回転を停止するものであって、
前記一次帯電器は、前記感光体表面の、該一次帯電器により一次帯電された部分が前記導電性ブラシに接触している状態で該感光体の回転が停止するように、該一次帯電を停止するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
所定方向に回転する感光体表面を一次帯電し、一次帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより該感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像して該感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体上にトナー像を形成する現像器であって、該感光体と対向して前記静電潜像の現像を行う現像位置と該感光体から離れた退避位置との間で移動可能な現像器と、
前記感光体上に形成されたトナー像が転写された後の該感光体表面に残留するトナーを除去する、前記感光体表面に当接するブレードと、該ブレードよりも該感光体の回転方向上流側に配備された、該感光体表面に接するとともに接地された導電性ブラシとを有するクリーニング装置と、
前記感光体の回転方向に関し該感光体上のトナー像が転写される転写位置よりも下流側かつ前記クリーニング装置よりも上流側において前記感光体表面を補助帯電する補助帯電器とを備え、
前記感光体は画像形成後に回転を停止するものであって、
前記補助帯電器は、前記感光体表面の、該補助帯電器により補助帯電された部分が前記導電性ブラシに接触している状態で該感光体の回転が停止するように、該補助帯電を停止するものであ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、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、静電記録装置等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ、静電記録装置などの画像形成装置においては、回転駆動される感光体を帯電器により帯電した後、書き込み手段により露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段により現像してトナー像を作成している。そしてこのトナー像を直接あるいは中間転写体を介して、用紙などに転写し、定着装置によりそのトナー像を定着して用紙上に画像を形成する。一方、転写されずに感光体上に残ったいわゆる転写残トナーはクリーニング手段によって除去し、再び新たな画像形成プロセスに移行する。
【０００３】
この転写残トナーを除去するクリーニング手段としては、ブレードといわれる板状の弾性ゴムで機械的に残トナーを除去するブレードクリーニング装置が広く知られている。また、ロール状に構成したクリーニング用のファーブラシに電圧を印加し、そのファーブラシで感光体上の転写残トナーを静電的に掻き取る静電ブラシクリーニング装置などが開示されている（特開平６０−１０１５７５号公報、特開平６３−２４９１８３号公報、特公平０１−６０１４８号公報）。
【０００４】
前者は、構成が非常に単純で低コストであり、また広いスペースを必要としないという利点がある。しかしながら画像密度が高いカラー画像形成装置や中速機以上の画像形成装置ではクリーニング性能が不十分であるという問題がある。
【０００５】
後者は、使用初期はクリーニング性能が非常に高いという利点がある。しかし、トナーなどによりブラシが次第に汚染されるとクリーニング性能が急速に低下するので、金属ロールなどの補助手段をブラシに当接させることによりブラシからトナーを適宜取り除く必要がある。またブラシや金属ロールにバイアス電圧を印加するための複数の電源が必要となり、高コストとなる上、そのためのスペースが必要となり画像形成装置の小型化には不向きとなることから、この静電ブラシクリーニング装置は一部の高速機を除外すれば、ほとんど利用されていない。
【０００６】
最も汎用性の高いプロセススピード１５０〜２５０ｍｍ／ｓｅｃの中速機においては、ブレードを主たるクリーニング手段として用い、ブラシを補助手段として用いる、（ブレード＋ブラシ）クリーニング装置が広く採用されている。しかし、この装置におけるブラシは、絶縁性または半絶縁性の部材を用い、バイアス電圧を印加せず、単にトナーを掻き乱し、感光体とトナーとの付着を弱める働きをしたり、あるいは回収経路への搬送補助材としての作用をするにすぎず、トナーを除去するクリーナとしてはほとんど機能していない。そこで、高速機や、ブレードでのクリーニング性が低い球形トナーを用いる画像形成装置では、クリーニング性が不十分となるプアクリーニングが発生してしまう。
【０００７】
ブラシにバイアスを印加せずにブラシによるクリーニング性を高める方法としては、ブラシに導電性の素材を用い、且つその一端を接地する構成が考えられる。
【０００８】
この方法によれば、ブラシにバイアス電圧を印加せずに、上述した静電ブラシクリーニング装置と同等の効果が得られるので、ブラシによるトナー回収が可能となる。
【０００９】
図１は、画像形成装置の概略構成例を示す図である。
【００１０】
図１において、感光体１は、モーターにより駆動されて所定方向に回転し、帯電器２により均一にマイナス数百ボルトに帯電される。帯電された感光体１は、、書き込み手段３により露光され、その感光体１上には静電潜像が形成され、その静電潜像は、現像器４のトナーにより現像される。すなわち、現像器４内で攪拌され負に帯電したトナーは、現像器４にマイナスのバイアス電圧が印加されると、静電潜像との間に電位差が生じるので、感光体１に接近した位置においてその静電潜像に転移してトナー像を形成することにより現像が行われる。そして、感光体１上のトナー像は、転写手段６からプラスのバイアス電圧が印加されると、給紙装置（図示せず）から搬送されてくる用紙との間に電位差が生じるので、用紙上に転写される。用紙上に転写されたトナー像は、定着装置８により加熱とともに加圧され用紙上に定着されたトナー像からなる画像が形成される。
【００１１】
一方、用紙上に転写されずに感光体１上に残留した残トナーは、一端がシャフトを介して接地された導電ブラシローラ５１とブレード５２とにより構成されるクリーニング装置５に突入する。クリーニング装置５内に突入した残トナーは、その一部は導電ブラシローラ５１により静電的に回収され、残りはブレード５２によって感光体１表面から除去される。残トナーの回収が終了した感光体１は、除電装置７でさらに残電荷が除去され、次の画像形成プロセスに備える。
【００１２】
図２は、画像形成プロセスに関与する各デバイスの画像形成動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【００１３】
図２に示すように、画像形成プロセスに関与する各デバイスは、感光体ドラムモータが回転し感光体が回転を開始し画像形成動作を開始（第１段）した後に、少なくとも所望の出力画像サイズの画像形成領域に対応して、感光体の帯電（第２段）、露光（第３段）、現像（第４段）、用紙への転写（第５段）、そして定着という画像形成動作を順次実行する。そして、用紙への転写を終了した感光体は、転写残トナーを回収するクリーニングを行うとともに、残留電荷を除電し（第６段）、一連の画像形成動作を終了する（第１段、第６段）。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成プロセスに関与する各デバイスが動作終了し、感光体が空回転する（サイクルアウト）時に、回収されて感光体クリーニング装置のブラシロールに蓄積されたトナーが感光体側に吐き出されてしまうという問題がある。
【００１５】
この回収されたトナーが感光体側に吐き出されてしまうという現象は、感光体電位が除電されてゼロ付近になる画像形成動作終了後に、わずかながらマイナスに帯電したブラシと電位がゼロ付近になった感光体との間に生じた電場により、ブラシ内に蓄積されていたトナーが感光体側に移動することにより生じるものであり、感光体の駆動モータを他のデバイスと共通に用いる場合や、中間転写体を用いる場合など、画像形成動作が終了し、露光前工程である帯電を停止させた後に、引き続き感光体の回転を継続させる画像形成装置に共通に発生する現象である。
【００１６】
クリーニングブレードは経時劣化し、クリーニング性能が徐々に低下するので、ブラシに蓄積していたトナーが、瞬間的に集中して感光体に移動し、その移動したトナーが一気にクリーニングブレードに突入すると、ブレードのクリーニング性能をはるかに超えてしまい、プアークリーニング状態が発生する可能性が極めて高く、この傾向は、ブレードをすりぬけ易い球形トナー使用の画像形成装置では顕著である。
【００１７】
この対策として、画像形成時にも適宜ブラシに溜まったトナーを感光体上に戻すことにより、ブラシに大量のトナーが溜まらないようにしたり、ブラシに溜まったトナーを適宜除去することによって改善する方法が考えられる。
【００１８】
しかしながら、トナーはブラシ内に静電的に付着しているため、そのトナーを感光体上に戻すためにはブラシ自体にバイアス電圧を印加してブラシの電位をコントロールする必要があるし、またフリッカーバーなどを用いる機械的手段ではトナーの除去は困難なので、新たな補助手段が必要となり、かえってコストアップとなる。
【００１９】
本発明は、上記事情に鑑み、画像形成動作終了後の、クリーニング装置からの瞬間的なトナー吐出しにより生じるプアクリーニングを、コストアップやスペース増をもたらすことなく防止した、（ブレード＋ブラシ）クリーニング装置を用いる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の第１の画像形成装置は、所定方向に回転する感光体表面を一次帯電し、一次帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより該感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像して該感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体表面を露光光の照射に先立って一次帯電する一次帯電器と、
上記感光体上に形成されたトナー像が転写された後の該感光体表面に残留するトナーを除去する、上記感光体表面に当接するブレードと、該ブレードよりも該感光体の回転方向上流側に配備された、該感光体表面に接するとともに接地された導電性ブラシとを有するクリーニング装置とを備え、
上記感光体は画像形成後に回転を停止するものであって、
上記一次帯電器は、上記感光体の回転の停止にあたり、該感光体表面の、該一次帯電器により一次帯電された部分が上記導電性ブラシに接触している状態で該感光体の回転が停止するタイミングもしくは該タイミング以降まで該感光体表面の一次帯電を継続した後に該一次帯電を停止するものであることを特徴とする。
【００２１】
また、上記の課題を解決する本発明の第２の画像形成装置は、所定方向に回転する感光体表面を一次帯電し、一次帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより該感光体表面に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像して該感光体上にトナー像を形成し、該トナー像を、最終的に記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体上に形成されたトナー像が転写された後の該感光体表面に残留するトナーを除去する、上記感光体表面に当接するブレードと、該ブレードよりも該感光体の回転方向上流側に配備された、該感光体表面に接するとともに接地された導電性ブラシとを有するクリーニング装置と、
上記感光体の回転方向に関し該感光体上のトナー像が転写される転写位置よりも下流側かつ上記クリーニング装置よりも上流側において上記感光体表面を補助帯電する補助帯電器とを備え、
上記感光体は画像形成後に回転を停止するものであって、
上記補助帯電器は、上記感光体の回転の停止にあたり、該感光体表面の、該補助帯電器により補助帯電された部分が上記導電性ブラシに接触している状態で該感光体の回転が停止するタイミングもしくは該タイミング以降まで該感光体表面の補助帯電を継続した後に該補助帯電を停止するものであることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００２３】
図３は、本発明の画像形成装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【００２４】
図３に示す画像形成装置は、画像形成部１００と、出力制御部１１０とを有している。
【００２５】
画像形成部１００は、トナー像が形成される感光体１と、その感光体１を均一に帯電させる帯電装置２と、均一に帯電された帯電装置２に露光光を照射して静電潜像を形成する露光装置３と、感光体１上の静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像ロール４ａとトナーとキャリヤからなる２成分現像剤をハウジング４ｃ内で攪拌し、トナーを帯電させるオーガ４ｂとを有する現像装置４と、感光体上のトナー像を用紙上に転写する転写装置６と、用紙上に転写されたトナー像を加熱するとともに加圧する定着装置８と、用紙上にトナー像を転写した後に感光体に残留する残トナーをクリーニングする感光体クリーニング装置５と、クリーニングが終了した感光体１上の残電荷を除電する除電ランプ７とにより構成されている。なお、感光体クリーニング装置５の細部については、後述する。
【００２６】
出力制御部１１０は、演算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）ｌ１１と、情報を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１２、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１１３、および不揮発性メモリ１１４があり、モータ駆動装置１２１は、中央処理装置（ＣＰＵ）ｌ１１に直結され、画像形成装置全体の駆動源となるモータの回転制御を行う。帯電電源装置１２２、露光出力制御装置１２３、現像バイアス電源装置１２４、転写バイアス電源装置１２６、および除電ランプ駆動装置１２７は、入出力端子（１／Ｏターミナル）１１５を介して中央処理装置（ＣＰＵ）１１１に接続され、帯電電源装置１１２は、帯電装置２に印加する帯電電圧が制御され、露光出力制御装置１２３は、露光装置３から感光体１に照射される露光光強度が制御され、現像バイアス電源装置１２４は、現像ロール４ａに印加する現像バイアス電圧が制御され、転写バイアス電源装置１２６は、転写装置６に印加する転写バイアス電圧が制御される。また、除電ランプ駆動装置１２７は、除電ランプ７に印加する電圧が制御される。
【００２７】
本実施形態の感光体１は、円柱状のドラムをなし、表面層がポリカーボネートをバインダーとする高分子樹脂とトリフェニルアミン系の電荷輸送剤で構成された赤外線領域に感度を持つ有機感光体が用いられている。帯電装置２には、スコロトロンが用いられ、帯電電源装置１１２からワイヤーに直流電圧マイナス５ｋＶ、グリッドに直流電圧マイナス７５０Ｖがそれぞれ印加され、感光体１表面はマイナス７００Ｖに帯電される。その感光体１表面に露光装置３から露光出力制御装置１２３により光強度が制御された露光光が照射されて静電潜像を形成する。現像装置４内でマイナスに帯電されたトナーは、現像バイアス電源装置１２４から現像バイアス電圧が印加されることにより、感光体上の静電潜像に付着し、現像されてトナー像となる。現像された感光体上のトナー像は、転写装置６と感光体１とが接触する転写位置にタイミングを合わせて搬送されてくる用紙Ｐ上に転写バイアス電源装置１２６からバイアス電圧を印加されて用紙Ｐ上に転写し、定着装置８により定着される。一方、感光体１上に残った転写残トナーはクリーニング装置５に突入後、一端がシャフトを介して接地させたブラシローラ５２とクリーニングブレード５１により、感光体１表面から除去される。さらに、感光体１上に残留する電荷は、除電ランプ駆動装置１２７から電圧印加された除電ランプ７により除去され、再び次の画像形成動作に備える。
【００２８】
ここで、本実施形態は、感光体上のトナー像を用紙に直接転写する直接方式の画像形成装置に基づいて説明したが、画像形成装置は、必ずしも直接転写方式に限定されるものではなく、間接転写方式の画像形成装置であってもよい。
【００２９】
また、画像形成装置全体を１つのモータで駆動するタイプに限らず、複数のモータで分担して駆動するタイプであっても、感光体を駆動するモータが、帯電装置による帯電動作終了後も空回転を継続する場合には適用される。
【００３０】
図４は、感光体クリーニング装置の詳細構成を示す図である。
【００３１】
図４において、感光体クリーニング装置５は、感光体１表面に当接するクリーニングブレード５１と、シャフトを介して接地されるとともに感光体１表面に接する導電性のクリーニングブラシロール５２と、回収した残トナーを感光体クリーニング装置５内に封入するロアシール５３と、クリーニングブラシロール５２に付着しているトナーをはたいて落とすブラシフリッカーバー５４と、感光体クリーニング装置５内に溜まった残トナーを回収するトナー回収オーガ５５により構成されている。
【００３２】
図５は、本実施形態の各デバイスの画像形成動作のタイミングチャートである。
【００３３】
図５において、上から第１段は、感光体ドラムを駆動するモータの動作、第２段は、帯電装置２による帯電電圧の印加、第３段は、露光装置３からの露光光の照射、第４段は、現像装置４における現像バイアスの印加、第５段は、転写装置による転写バイアス電圧の印加、第６段は、除電ランプによる残電荷の除電動作を表わし、横軸は各画像形成動作開始から各画像形成動作の終了までを表わしている。また、感光体が帯電装置で帯電される位置（Ａ）から現像装置で現像される位置（Ｃ）まで回転するのに要する時間を、ＴA-Cとし、感光体が帯電装置で帯電される位置（Ａ）からクリーニングブラシロールでクリーニングされる位置（Ｅ）まで回転するのに要する時間を、ＴA-E とする。
【００３４】
先ず、画像形成動作が開始されると、モータ駆動装置により、感光体ドラムを駆動するモータが回転し（第１段）、現像装置の現像ローラも所定の速度で回転する。同時に、帯電電源装置により帯電装置に電圧が印加され、感光体表面が−７００Ｖに帯電され（第２段）、除電ランプは、除電ランプ駆動装置から電圧印加されて、残留電荷を除電する（第６段）。さらに、感光体表面の帯電された部分に露光出力制御装置により光強度が制御された露光装置から露光光が照射され、感光体表面に静電潜像が形成される（第３段）。現像装置では、トナーとキャリアからなる２成分現像剤がハウジング内に充填され、オーガにより攪拌されることによりトナーがマイナス３０μＣ／ｇに帯電されており、感光体の回転により、静電潜像形成領域が現像ロールに近接する現像領域に進入するのと略同時に現像バイアス電源装置から所定の現像バイアス電圧が印加され、マイナスに帯電したトナーが静電潜像に付着することにより現像され、感光体表面にトナー像が形成される（第４段）。
【００３５】
続いて、転写装置と感光体とが接触して形成する転写位置に感光体表面上のトナー像が進入するのと同時もしくは直前に、転写バイアス電源装置から所定の転写バイアス電圧が転写装置に印加され、転写位置に搬送されてくる用紙Ｐにそのトナー像が転写される（第５段）。
【００３６】
一方、露光装置から照射される露光光の光強度を制御する露光出力制御装置は、静電潜像を形成するための露光光の照射が終了するとその動作を停止し（第３段）、転写装置に転写バイアス電圧を印加する転写バイアス電源装置は、感光体表面上のトナー像形成領域が転写位置を通過するタイミングと略同時にその動作を停止する（第５段）。しかし、帯電装置に電圧を印加する帯電電源装置、現像装置に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源装置、除電ランプに電圧を印加する除電ランプ電源装置は、それぞれの画像形成動作が終了した後も動作を継続している（第２段、第４段、第６段）。そして、帯電電源装置の出力が停止した後（第２段）、感光体の表面が非帯電状態に戻った領域が現像領域に進入するタイミングと略同時に現像バイアス電源装置の出力が停止され（第４段）、さらに非帯電領域が現像領域を過ぎてから感光体クリーニング装置のブラシローラに到達する前に感光体ドラムモータ駆動装置を停止させる（第１段）。
【００３７】
本実施形態では、感光体クリーニング装置のブラシローラが感光体の帯電された部分と絶えず接触している状態で、感光体ドラムモータ駆動装置が停止するタイミングもしくはそのタイミング以降まで、帯電電源装置は出力を継続した後にその帯電を終了するので、画像形成動作終了時におけるブラシからのトナー吐き出しを防止することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、現像バイアス電源装置についても画像形成動作終了後も帯電装置と同期させて動作させることにより感光体表面へのトナーの大量転移を防止する必要があるが、ロータリー現像機のように現像時以外には現像領域から現像機が退避する方式である場合には、帯電電源装置の出力を停止した直後に感光体ドラムモータ駆動装置を停止させても現像機からのトナーもしくはキャリアの吐き出しは発生することはない。
【００３９】
次に、本発明の画像形成装置の第２の実施形態について説明する。
【００４０】
図６は、第２の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００４１】
図６に示す画像形成装置は、画像形成部２００と、出力制御部２１０とを有している。
【００４２】
画像形成部２００は、トナー像が形成される感光体１と、その感光体１を均一に帯電させる帯電装置２と、均一に帯電された帯電装置２に露光光を照射して静電潜像を形成する露光装置３と、感光体１上の静電潜像にトナーを付与してトナー像を形成する現像ロール４ａとトナーとキャリヤからなる２成分現像剤をハウジング４ｃ内で攪拌しトナーを帯電させるオーガ４ｂとを、イエロ（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色それぞれの現像剤ごとに有するロータリ式現像装置４と、感光体上のトナー像を一旦中間転写ベルトに転写する１次転写装置１６と、感光体１に接触しながら循環移動し、感光体から各色トナー像を順次重畳して転写される中間転写ベルト１０と、中間転写ベルト１０上に重畳された各色トナー像を搬送路を経て送られてくる用紙上に２次転写する２次転写装置１１と、搬送ベルト１３を経由して搬送されてくる用紙上に２次転写された各色トナー像を加熱とともに加圧して用紙上に定着する定着装置８とを備えている。中間転写ベルト１０の循環移動方向に関し２次転写装置１１の下流側で、１次転写装置１６の上流側には中間転写ベルト１０に残留する残トナーをクリーニングする中間転写体クリーニング装置１２を備えている。また、感光体１の回転方向に関し、１次転写装置１６の下流側には、感光体１上に残留するトナーの極性をそろえる補助帯電装置９が配置され、補助帯電装置９の下流には、感光体１に残留するトナーをクリーニングする感光体クリーニング装置５が配置され、さらに感光体クリーニング装置５の下流で、帯電装置２の上流側には、感光体１に残留する電化を除去する除電ランプ７が配置されている。中間転写体クリーニング装置１２はポリウレタンからなるブレード１２ａとブラシローラ１２ｂとを有し、中間転写体１０に対して離接可能に配設され、クリーニング時にはブレード１２ａを設置角度１７度、当接圧２．２ｇ／ｍｍの圧力で中間転写体１０に当接させる。また、感光体クリーニング装置５は、図４に示したものと同様に、感光体１表面に当接するクリーニングブレード、シャフトを介して接地されるとともに感光体１表面に接する導電性のクリーニングブラシロール５２、回収した残トナーを感光体クリーニング装置内に封入するロアシール５３、クリーニングブラシロール５２に付着しているトナーをはたいて落とすブラシフリッカーバー５４、感光体クリーニング装置５内に溜まった残トナーを回収するトナー回収オーガ５５を備えている。
【００４３】
出力制御部２１０は、演算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）２１１と、情報を記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１２、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）２１３、および不揮発性メモリ２１４があり、感光体ドラムを駆動する感光体ドラムモータ駆動装置２３２とロータリ式の現像装置４や定着装置などを駆動するメインモータ駆動装置２３１は、中央処理装置（ＣＰＵ）２１１に直結され、それぞれのモータの回転制御を行う。帯電電源装置２２２、露光出力制御装置２２３、現像バイアス電源装置２２４、１次転写バイアス電源装置２２６、２次転写バイアス電源装置２２１、補助帯電電源装置２２９および除電ランプ駆動装置２２７は、入出力端子（１／Ｏターミナル）２１５を介して中央処理装置（ＣＰＵ）２１１に接続され、帯電電源装置２２２は、帯電装置２に印加する帯電電圧が制御され、露光出力制御装置２２３は、露光装置３から感光体１に照射される露光光強度が制御され、現像バイアス電源装置２２４は、現像ロール４ａに印加する現像バイアス電圧が制御され、１次転写バイアス電源装置２２６は、１次転写装置６に印加する転写バイアス電圧が制御され、２次転写バイアス電源装置２２１は、２次転写装置に対向するロールに印加する転写バイアス電圧が制御され、補助帯電電源装置２２９は、補助帯電装置に印加する電圧を制御される。また、除電ランプ駆動装置２２７は、除電ランプ７に印加する電圧が制御される。
【００４４】
本実施形態における画像形成プロセスは第１の実施形態とほぼ同じであるが、感光体１上に形成された各色のトナー像は、１次転写装置１６により中間転写体１０上に繰り返し転写して重畳され、中間転写体１０上にフルカラートナー像が形成された後、そのフルカラートナー像は、２次転写装置１１により用紙Ｐ上に一括転写され、その用紙Ｐ上のフルカラートナー像は、定着装置８により定着されフルカラー画像がプリントアウトする。
【００４５】
尚、感光体１上に残った転写残トナーや、１次転写時に中間転写体１０上から転移した逆転写トナーは、コロトロン方式の補助帯電装置９により帯電極性が揃えられた後に感光体クリーニング装置５に突入し、一端をシャフトを介して接地させたブラシローラ５２とクリーニングブレード５１により、感光体１表面から除去される。
【００４６】
ここで、本実施形態は、感光体上のトナー像を一旦中間転写体に転写する４サイクルの中間転写方式の画像形成装置に基づいて説明したが、タンデム式のものであってもよい。また、画像形成装置は、必ずしも中間転写方式に限定されるものではなく、直接転写方式の画像形成装置であってもよい。また、各デバイスは、複数のモータで分担して駆動するタイプのものである必要はなく、補助帯電装置を用いる場合には画像形成装置全体を１つのモータで回転駆動するタイプのものであっても適用される。
【００４７】
図７は、本実施形態の各デバイスの画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【００４８】
図７において、上から第１段は、感光体ドラムを駆動するモータの動作、第２段は、帯電装置２による帯電電圧の印加、第３段は、露光装置３からの露光光の照射、第４段は、現像装置における現像バイアスの印加、第５段は、１次転写装置による１次転写バイアス電圧の印加、第６段は、２次転写装置による２次転写バイアス電圧の印加、第７段は、中間転写体クリーニング装置の中間転写体への離接、第８段は、補助帯電装置による帯電電荷の付与、第８段は、除電ランプによる残電荷の除電動作を表わし、横軸は各画像形成動作開始から各画像形成動作の終了までを表わしている。
【００４９】
画像形成動作が開始されると、感光体ドラムモータ駆動装置と、メインモータ駆動装置とにより、感光体ドラムモータとメインモータが回転を開始し、これにより感光体ドラムが所定の速度で回転し、中間転写体も所定の速度で循環移動する（第１段）。同時に、帯電電源装置によりスコロトロン帯電装置に電圧印加が開始され、感光体表面がマイナス７００Ｖに帯電される（第２段）。さらに、帯電された帯電領域に対して露光装置から各色に応じた露光光が照射され、各色に対応した静電潜像が形成される（第３段）。現像装置は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色の各現像装置で構成され、各色毎のハウジング内に充填されたトナー及びキャリアからなる２成分現像剤は、オーガの回転により攪拌されてマイナス３０〜４０μＣ／ｇ程度に帯電される。感光体上に形成された静電潜像が回転するのに応じてロータリー現像機駆動装置により、対応する色の現像ローラが感光体に近接し、同時に、現像バイアス電源装置により所定の現像バイアス電圧が印加され、マイナスに帯電した色トナーが静電潜像に付着して現像がなされ色トナー像となる（第４段）。
【００５０】
続いて、感光体に対し１次転写ロールが圧接されて形成されている１次転写領域に、感光体上の色トナー像が進入するのと同時もしくは直前に、１次転写バイアス電源装置により所定の１次転写バイアス電圧が印加され、中間転写体上にはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色のトナー像が繰り返し転写されて重畳され、中間転写体上にフルカラートナー像が形成される（第５段）。中間転写体上に形成されたフルカラートナー像は、２次転写領域に進入するタイミングと同時または直前に２次転写バイアス電源装置により所定の２次転写バイアス電圧が印加され、それとタイミングを合わせて２次転写領域へと搬送される用紙Ｐにフルカラートナー像は一括して２次転写される（第６段）。
【００５１】
一方、スコロトロン帯電装置に帯電電圧を印加する帯電電源装置、露光装置から照射される露光光の光強度を制御する露光出力制御装置、現像機に所定の現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源装置、１次転写装置に１次転写バイアス電圧を印加する１次転写バイアス電源装置は、それぞれの画像形成動作を終了するとその動作を停止する。しかし、帯電装置、露光装置、現像機、および１次転写装置が画像形成動作を停止しても、補助帯電電源装置、除電ランプ電源装置は、動作を継続している。そして、補助帯電電源装置および除電ランプ電源装置は、感光体ドラムモータ駆動装置が感光体ドラムの回転を停止させるのと略同時に出力を停止する。
【００５２】
本実施形態では、補助帯電電源装置が継続して出力することにより補助帯電装置が帯電を継続し、感光体が停止する前に感光体の非帯電部分が感光体クリーニング装置のブラシローラと接触することがないようにしたため、画像形成装置の各デバイスが画像形成動作を終了した後においてもブラシローラから感光体へのトナーの吐き出しを防止することができる。
【００５３】
次に、本発明の画像形成装置の効果を確認する試験の結果について説明する。
【００５４】
本発明の効果を検証するため、以下のような試験を行った。
【００５５】
ＹＭＣＫ各色の各ハーフトーン（７０×４＝２８０％）トナー像（Ａ３版２枚分相当）を感光体上に形成し感光体クリーニング装置に突入させる。この時のクリーニングブラシロールヘのトナーの突入量は約８００ｍｇであり、その大半はいったんブラシロールに静電的に回収される。しかし、感光体の帯電状態が終了し、感光体電位とブラシロール電位が逆転すると、ブラシロールに回収されていたトナーが一気に吐き出されることとなる。そこで、従来の一般的な画像形成動作シーケンスと本発明を適用した画像形成動作シーケンスについて、ブレードからのトナーすり抜け量、すなわちプアークリーニング発生の有無について確認した。なお、本発明の効果をより詳細に解析するため、テストに際しては劣化ブレードと劣化感光体とを組み合わせ、さらに形状係数が異なる３種のトナーについて、試験を実施した。
【００５６】
【表１】
0004192449.tif 000002
【００５７】
テストに用いたブレードは、ポリウレタンからなり、直径８４ｍｍ、回転数２００ｋｃｙｃｌｅの感光体に設置角度２５度、当接圧１．８ｇ／ｍｍで実機使用されているものを、クリーニング性能が低下するように設定し直し、優劣を鮮明にさせるため、設定角度２２度、当接圧１．５ｇ／ｍｍのものを用いて評価した。感光体は、表面にＲｚ＝２．５μｍ（９点平均）程度のスクラッチが形成されたものを用い、ブラシは、カーボンファイバーとナイロンの混紡で、電気抵抗は１０2〜１０4Ω、ブラシの密度は５０ｋｆ／ｉｎｃｈのものを用いた。
【００５８】
実験環境は、ブレードの反発弾性が低下する、温度１０℃、相対湿度１５％のクリーニングストレス環境下で行った。
【００５９】
トナーは、重合法により作成された形状係数（ＳＦ１）が１００から１４０の試作品の中から３水準を選択して用いた。
【００６０】
試験の結果は、表１に示す通り、従来の画像形成動作を行った場合は、トナー形状係数が１２０、１３２、１４５のいずれの場合とも、筋状もしくは帯状のプアクリーニングが発生したが、本発明を適用した場合は、トナー形状係数が１３２、１４５の場合はプアクリーニングが未発生であり、トナー形状係数が１２０の場合にはプアクリーニングが発生したが、断続的であった。したがって、本発明の画像形成装置を適用することにより、画像形成動作終了後に発生していたブラシロールからのトナーの吐き出しを効果的に防止することができ、クリーニング装置のクリーニング性能が低下した場合でも継続して使用することができることがわかった。
【００６１】
【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、クリーニングブラシによるトナー回収機能と画像形成動作終了後のブラシからの瞬間的なトナー吐き出し防止の双方を満足させるとともに、コストやスペースを費やさずに、長期にわたり安定した画質の画像を提供することができる。特に、クリーニングには不利となる球形に近いトナーを用いる画像形成装置においても、プアクリーニングを有効に防止できる。また、ブラシローラを介して感光体に潤滑剤を供給する画像形成装置においては、感光体の回転動作を停止するまで感光体表面の帯電状態が保持されるため安定した潤滑剤供給ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略構成例を示す図である。
【図２】画像形成プロセスに関与する各デバイスの画像形成動作のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の画像形成装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】感光体クリーニング装置の詳細構成を示す図である。
【図５】本実施形態の各デバイスの画像形成動作のタイミングチャートである。
【図６】第２の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図７】本実施形態の各デバイスの画像形成動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１    感光体
２    帯電装置
３    露光装置
４    現像装置
４ａ  現像ロール
４ｂ  オーガ
４ｃ  ハウジング
５    感光体クリーニング装置
６    転写装置
７    除電ランプ
８    定着装置
９    補助帯電装置
１０  中間転写ベルト
１１  ２次転写装置
１２  中間転写体クリーニング装置
１３  搬送ベルト
１６  １次転写装置
５１    クリーニングブレード
５２    クリーニングブラシ
５３    ロアシール
５４    フリッカーバー
５５    オーガー
１００，２００  画像形成部
１１０，２１０  出力制御部
１１１，２１１  中央処理装置
１１２，２１２  ランダムアクセスメモリ
１１３，２１３  リードオンリーメモリ
１１４，２１４  不揮発性メモリ
１１５，２１５  入出力端子
１２１    モータ駆動装置
１２２，２２２    帯電電源装置
１２３，２２３    露光出力制御装置
１２４，２２４    現像バイアス電源装置
１２６    転写バイアス電源装置
１２７，２２７    除電ランプ電源装置
２２１    ２次転写バイアス電源装置
２２６    １次転写バイアス電源装置
２３１    メインモータ駆動装置
２３２    感光体ドラムモータ駆動装置
【図１】
0004192449.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004192449.tif 000006
【図５】
0004192449.tif 000007
【図６】
0004192449.tif 000008
【図７】
0004192449.tif 000009