(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面電極と、
帯電トナーを担持しながら所定の移動方向に移動して前記背面電極と対向するトナー飛翔開始位置に該トナーを搬送するトナー担持体と、
前記背面電極と前記トナー担持体との間に配置され、前記トナー担持体の前記トナー飛翔開始位置から前記背面電極へトナーを飛翔させるための移送静電界を制御することによって前記背面電極との間に搬送されてくる受像体にトナーを着弾させてトナー像を形成するトナー飛翔制御手段と、
前記トナー飛翔制御手段および前記背面電極にそれぞれ所定の電圧を印加することで前記移送静電界を発生させる電界発生手段と、
前記トナー担持体の移動方向において前記トナー飛翔開始位置よりも上流側で前記トナー担持体表面に当接して前記トナー担持体表面に担持されるトナーの量を規制する規制ブレードと、
前記トナー飛翔制御手段と前記背面電極との間に配置されて、その表面に前記トナー担持体から飛翔してくるトナーを付着させて回収するトナー回収体と
を備え、トナー像の形成終了後、移動している前記トナー担持体を停止させるのに際して、
前記電界発生手段により前記トナー飛翔制御手段および前記背面電極にそれぞれ電圧を印加して前記トナー担持体から前記背面電極に向けてトナーを飛翔させる前記移送静電界を発生させながら前記トナー担持体を停止させ、前記トナー飛翔開始位置において前記トナー担持体表面に担持されたトナーを前記トナー回収体に移動させて回収する停止動作を実行する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー回収体は、所定の方向に回転移動する無端状ベルトと、該ベルト表面からトナーを掻き落として回収する清掃部材とを備え、
前記停止動作では、前記無端状ベルトを回転させながらその表面に前記トナー担持体から飛翔してくるトナーを付着させ、該トナーを前記清掃部材により回収した後に前記無端状ベルトの回転を停止させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記無端状ベルトは、前記トナー像を形成する際には前記受像体として機能する請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナー担持体表面に当接する規制ブレードにより量規制された帯電トナーを担持させながら前記トナー担持体を所定の移動方向に移動することによって該トナーを背面電極と対向するトナー飛翔開始位置に搬送するとともに、前記トナー担持体と前記背面電極との間に配置されたトナー飛翔制御手段で前記トナー担持体から前記背面電極へトナーを飛翔させるための移送静電界を制御することによって前記背面電極と前記トナー飛翔制御手段との間に搬送される受像体にトナーを着弾させてトナー像を形成する画像形成工程と、
前記画像形成工程の終了後、移動している前記トナー担持体を停止させるのに際して、前記トナー飛翔制御手段および前記背面電極にそれぞれ所定の電圧を印加して前記トナー担持体から前記背面電極に向けてトナーを飛翔させながら前記トナー担持体の移動を停止させ、前記トナー飛翔制御手段と前記背面電極との間に配置したトナー回収体により、前記背面電極に向けて飛翔してきたトナーを回収する停止工程と
を備えていることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、特にトナー担持体から背面電極へのトナー飛翔を制御することによって複写紙、転写紙、コピー用紙、記録紙、転写媒体などの受像体にトナーを付着させて画像形成を行う画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トナーを用いた画像形成方法としては、従来よりジャンピング方式のものや、プロジェクション方式のものが最も広く用いられている。この種の画像形成方法は、感光体上に画像に対応する静電潜像を形成し、画像形成剤としてのトナーを現像ローラ等のトナー担持体から感光体上の静電潜像に付着させてトナー像を得た後、そのトナー像を複写紙、転写紙、コピー用紙、記録紙などに転写するものである。しかしながら、これらの画像形成方法では、感光体表面に静電潜像を形成する工程（感光プロセス）を必要としており、装置構成が複雑であり、かつ装置コストおよびランニングコストが高いという問題を含んでいる。そこで、近年、米国特許第３，６８９，９３５号、同第５，０３６，３４１号や特表２００１−５０５１４６号公報に記載されたように、電界の作用によりトナーを複写紙、記録紙や中間転写ベルトなどの受像体上に飛翔させ、画像を形成するいわゆる「トナージェット（登録商標）」方式の画像形成装置が注目されてきている。
【０００３】
この画像形成装置では、トナーを担持しながら所定の移動方向に搬送する現像ローラなどのトナー担持体が設けられるとともに、そのトナー担持体の表面に当接するようにトナー規制ブレードが設けられている。このため、トナー担持体上のトナーはトナー規制ブレードによって摩擦帯電されるとともに、所定厚みに規制された後、背面電極と対向するトナー飛翔開始位置まで搬送される。
【０００４】
また、この画像形成装置には、トナー担持体と背面電極との間に、帯電トナーが通過するための複数のトナー通過孔を有するフレキシブルプリント回路基板（Flexible Printed Circuit）が配置されるとともに、さらにフレキシブルプリント回路基板と背面電極との間に記録紙や転写媒体などの受像体が配置されている。そして、トナー担持体と背面電極との間に電位差が印加されて帯電トナーをトナー担持体から背面電極に向かって飛翔させる移送静電界が形成されている。また、フレキシブルプリント回路基板では、各トナー通過孔の周囲に制御電極が配置されており、画像信号に応じて各制御電極に与える制御電圧を制御することによって各トナー通過孔を静電気的に開閉し、上記画像信号に対応して帯電トナーをトナー担持体からトナー通過孔を介して背面電極に飛翔させ、受像体に付着させる。このようにフレキシブルプリント回路基板によってトナー飛翔を制御する、つまり該基板をトナー飛翔制御手段として機能させることで画像信号に対応するトナー像が受像体上に形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように構成された画像形成装置を待機状態または電源オフ状態とするためにトナー担持体の移動を停止した場合、トナー担持体上にトナーが担持された状態のまま長時間保持されることとなる。しかし、時間の経過とともに帯電トナーの電荷が散逸したり、電源オフ操作によってトナー担持体へのバイアス電圧が供給されなくなることによって、トナーとトナー担持体との間の吸引力は失われ、トナー担持体に保持されていたトナーは次第にトナー担持体から遊離して、トナー通過孔の付近や装置内部に飛散することとなる。こうして飛散したトナーが受像体に付着すると受像体やトナー像を汚すこととなるばかりか、トナーが装置内部に付着することによって装置の動作異常を来すこともある。すなわち、画像信号に対応して制御電極に印加された制御電圧が付着したトナーの電荷によって遮蔽され、トナーの飛翔を正しく制御することができなくなったり、トナー通過孔が付着したトナーによって塞がれて、トナー像形成が行えなくなることがある。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナー担持体を停止している間にトナー飛翔開始位置からトナーが遊離するのを確実に防止して、画質の良好な画像を安定して形成することができる画像形成装置および画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、背面電極と、帯電トナーを担持しながら所定の移動方向に移動して前記背面電極と対向するトナー飛翔開始位置に該トナーを搬送するトナー担持体と、前記背面電極と前記トナー担持体との間に配置され、前記トナー担持体の前記トナー飛翔開始位置から前記背面電極へトナーを飛翔させるための移送静電界を制御することによって前記背面電極との間に搬送されてくる受像体にトナーを着弾させてトナー像を形成するトナー飛翔制御手段と、前記トナー飛翔制御手段および前記背面電極にそれぞれ所定の電圧を印加することで前記移送静電界を発生させる電界発生手段と、前記トナー担持体の移動方向において前記トナー飛翔開始位置よりも上流側で前記トナー担持体表面に当接して前記トナー担持体表面に担持されるトナーの量を規制する規制ブレードと、前記トナー飛翔制御手段と前記背面電極との間に配置されて、その表面に前記トナー担持体から飛翔してくるトナーを付着させて回収するトナー回収体と
を備え、トナー像の形成終了後、移動している前記トナー担持体を停止させるのに際して、前記電界発生手段により前記トナー飛翔制御手段および前記背面電極にそれぞれ電圧を印加して前記トナー担持体から前記背面電極に向けてトナーを飛翔させる前記移送静電界を発生させながら前記トナー担持体を停止させ、前記トナー飛翔開始位置において前記トナー担持体表面に担持されたトナーを前記トナー回収体に移動させて回収する停止動作を実行することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、トナー担持体が停止状態にあるときには、トナー担持体の表面のうち少なくともトナー飛翔開始位置に対応する表面領域のトナーは除去されており、この表面領域は、トナー担持体が停止している間、トナーを担持しないトナーフリー状態となっている。そのため、この状態で長時間放置したとしても、前述した従来の装置のようにトナー担持体からトナーが遊離して飛散し、トナー飛翔制御手段に付着したり、受像体や装置内部を汚すという問題が発生せず、良好な画像を形成することができる。
【０００９】
そして、トナー担持体が停止する前からトナー飛翔を開始させることで、トナー飛翔開始位置およびその前記移動方向において下流側の領域をトナーフリー状態とすることができる。
【００１０】
なお、前記トナー飛翔開始位置において前記トナー担持体に担持されるトナーを前記背面電極に向けて飛翔させるために、例えば、前記トナー担持体と前記背面電極との間に電界を形成する電界発生手段を設けることができる。そして、この種の画像形成装置では、トナー像を形成するためにトナーを飛翔させる電界を発生させる電源部が必須的に設けられているので、この電源部を上記電界発生手段として用いてもよい。
【００１１】
また、前記トナー回収体として、所定方向に回転移動する無端状ベルトおよびその表面を清掃する清掃手段をさらに設けてもよい。これによって、トナー担持体から飛翔させたトナーを確実に回収して、装置内部へのトナー飛散を効果的に防止することができる。
【００１２】
また、前記無端状ベルトは、前記トナー像を形成するときには前記受像体としてその表面に前記トナー像が形成されるようにしてもよい。すなわち、画像形成時には受像体として機能する媒体、例えば、トナー像を一時的に担持する中間転写媒体をトナー回収体として用い、飛翔させたトナーを付着させて回収するようにしてもよい。こうすることで、トナー除去のための特別な構成を設けずとも、画像形成のための装置構成をそのまま用いてトナー除去を行うことが可能となる。
【００１３】
また、この発明にかかる画像形成方法は、上記目的を達成するため、トナー担持体表面に当接する規制ブレードにより量規制された帯電トナーを担持させながら前記トナー担持体を所定の移動方向に移動することによって該トナーを背面電極と対向するトナー飛翔開始位置に搬送するとともに、前記トナー担持体と前記背面電極との間に配置されたトナー飛翔制御手段で前記トナー担持体から前記背面電極へトナーを飛翔させるための移送静電界を制御することによって前記背面電極と前記トナー飛翔制御手段との間に搬送される受像体にトナーを着弾させてトナー像を形成する画像形成工程と、前記画像形成工程の終了後、移動している前記トナー担持体を停止させるのに際して、前記トナー飛翔制御手段および前記背面電極にそれぞれ所定の電圧を印加して前記トナー担持体から前記背面電極に向けてトナーを飛翔させながら前記トナー担持体の移動を停止させ、前記トナー飛翔制御手段と前記背面電極との間に配置したトナー回収体により、前記背面電極に向けて飛翔してきたトナーを回収する停止工程とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
このように構成された画像形成方法を実施することによって、トナー担持体の移動を停止する際に、トナー飛翔開始位置に対応したトナー担持体の表面領域に担持されていたトナーが確実に除去されるので、停止状態にあるトナー担持体からトナーが遊離・飛散してトナー飛翔制御手段や装置内部を汚すのを未然に防止して良好な画像形成が可能となる。
また、トナー担持体が停止する前からトナーを飛翔させているので、トナー担持体表面のうちトナー飛翔開始位置に対応する表面領域ばかりでなくそれより下流側の隣接領域のトナーをも除去することにより、トナー担持体表面のトナーの担持されない領域をより広い範囲に形成することができて、停止状態におけるトナー担持体からのトナーの遊離・飛散をより効果的に抑制することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の第１の実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号が制御ユニット１００のメインコントローラ１０１に与えられると、このメインコントローラ１０１からの信号に応じてエンジンコントローラ１０２が現像器１の各部を制御することで、２つのローラ２１、２２に掛け渡された中間転写ベルト２３にトナーを飛翔し、付着させて画像信号に対応するトナー像を形成する。このように、この実施形態では中間転写ベルト２３が受像体として機能している。
【００１６】
この現像器１では、ハウジング１１内に、現像剤としてのトナーＴが貯留されるとともに、現像ローラ１２、供給ローラ１３および規制ブレード１４が収容されている。現像ローラ１２は、帯電したトナー（すなわち、画像形成用の帯電粒子）Ｔを担持し、同図の矢印方向Ｄに所定の周速度で回転することによって後述する背面電極３に対向する位置（トナー飛翔開始位置）Ｊに搬送するトナー担持体である。この現像ローラ１２は、アルミニウム、鉄等の金属又は合金によって円筒状に形成されており、エンジンコントローラ１０２に設けられた現像ローラバイアス発生部１０３から直流電圧が印加されている。
【００１７】
供給ローラ１３は現像ローラ１２の外周面に当接されて、該現像ローラ１２とは逆方向に回転し、トナーＴを現像ローラ１２に供給するとともに、余分なトナーＴを該現像ローラ１２から落とすものである。この供給ローラ１３は、例えば金属芯にウレタンスポンジ等の合成ゴムを巻き付けてなり、現像ローラ１２と摩擦接触することによってトナーＴを所定極性に帯電させる働きも有する。なお、本実施形態ではトナーＴは負に帯電するものとして、以下説明する。
【００１８】
規制ブレード１４は、現像ローラ１２の回転方向Ｄにおいて上記供給ローラ１３よりも下流側で現像ローラ１２の外周面に当てられ、現像ローラ１２との摩擦によってトナーＴを負に帯電させるとともに、現像ローラ１２に担持されるトナーＴの量を規制する。より具体的には、この規制ブレード１４は、その一端をハウジング１１に固定した板状金属片１４１の他端部に弾性部材１４２を取り付けたものによって構成され、弾性部材１４２が現像ローラ１２の外周面に当接し、トナーＴを規制している。
【００１９】
この現像ローラ１２に対向して背面電極３が配置されている。より詳しくは、背面電極３は、図１に示すように、中間転写ベルト２３を挟んで現像ローラ１２の反対側に配置されている。そして、エンジンコントローラ１０２に設けられた背面バイアス発生部１０４から、現像ローラ１２に印加される電圧よりも高い直流電圧が印加されており、現像ローラ１２と背面電極３との間に帯電トナーＴを背面電極３に向かって移送させるための移送静電界が形成されている。このため、この移送静電界によってトナー飛翔開始位置Ｊで帯電トナーＴが現像ローラ１２から背面電極３に向けて飛翔し、受像体として機能する中間転写ベルト２３の表面に着弾付着する。
【００２０】
また、中間転写ベルト２３が掛け渡されたローラ２１に近接する位置には、クリーナ２４が設けられている（図１）。より具体的には、クリーナ２４は、クリーナハウジング２４１およびこれに取りつけられた例えばポリウレタン製のクリーナブレード２４２から構成されており、クリーナブレード２４２が、ローラ２１との間で中間転写ベルト２３を挟み込む形で中間転写ベルト２３の表面に当接されて、該ベルト２３表面に付着したトナーＴを掻き落とすとともに、クリーナハウジング２４１が掻き落とされたトナーＴを回収する。こうして残余トナーが除去された中間転写ベルト２３上には、新たなトナー像形成が行われる。
【００２１】
また、この実施形態では、中間転写ベルト２３への帯電トナーＴの飛翔を制御するトナー飛翔制御手段として、現像ローラ１２と背面電極３との間にフレキシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣという）４が配置されている。以下、図３および図４を参照しつつＦＰＣ４の構成および作用について説明する。
【００２２】
図３はフレキシブルプリント回路基板の部分拡大断面および帯電トナーの飛翔モデルを示す図である。また、図４はフレキシブルプリント回路基板に形成された制御電極および偏向電極を示す図である。このＦＰＣ４では、現像ローラ１２から背面電極３に帯電トナーＴを案内するためのトナー通過孔４１がポリイミド等の電気絶縁性材料よりなる基体４２に穿設されている。なお、図３においては、トナー通過孔４１が１つだけ示されているが、この実施形態では、複数のトナー通過孔４１が図３紙面の垂直方向に等間隔で一列に設けられており、各トナー通過孔４１を介して帯電トナーＴが背面電極３側に向けて通過可能となっている。なお、この実施形態ではトナー通過孔４１を１列に並べているが、複数列に並べて設けてもよい。また、トナー通過孔４１の形状については、この実施形態の如く円形に形成してもよいし、また楕円形あるいは多角形であってもよい。
【００２３】
また、基体４２の現像ローラ１２側において、各トナー通過孔４１を取り囲むように、リング状に制御電極４３が形成されている。また、各制御電極４３からリード線４４がトナー通過孔４１の配列方向と直交する方向に延びている。なお、制御電極４３の形状は円形に限定されるものではなく任意であり、例えば楕円形あるいは多角形であってもよく、また、完全なリングではなく一部が欠けたものであってもよい。
【００２４】
また、基体４２の背面電極３側において、各トナー通過孔４１ごとに、一対の偏向電極４５Ｌ、４５Ｒが図４に示すように中間転写ベルト２３の搬送方向（トナー通過孔列と直交する方向）Ｙに対して斜めに対向するように設けられるとともに、偏向電極４５Ｌ、４５Ｒからリード線４６Ｌ、４６Ｒがそれぞれ延設されている。
【００２５】
この基体４２には、図３および図４への図示は省略されているものの、高圧ドライバＩＣなどからなる制御バイアス発生部４７（図２）、Ｌ偏向バイアス発生部４８Ｌ（図２）およびＲ偏向バイアス発生部４８Ｒ（図２）が設けられている。このうち、制御バイアス発生部４７は各制御電極４３に電気的に接続されており、エンジンコントローラ１０２のＣＰＵ１０５からの開閉制御信号に応じて適切な電圧が選択的に印加されることによって、上記トナー通過孔４１を静電気的に開閉する。つまり、各制御電極４３ごとに、帯電トナーＴが現像ローラ１２から飛び出し、トナー通過孔４１を通過して背面電極３に向かって飛翔するように、現像ローラ１２と背面電極３との間にトナー通過孔４１を通る移送静電界を露出させ、また該露出を制限するものである。
【００２６】
また、Ｌ偏向バイアス発生部４８Ｌは偏向電極４５Ｌと電気的に接続されるとともに、Ｒ偏向バイアス発生部４８Ｒは偏向電極４５Ｒと電気的に接続されており、エンジンコントローラ１０２からの偏向制御信号に応じて偏向電極４５Ｌ、４５Ｒのそれぞれに適切な電圧が選択的に印加されることによって、帯電トナーＴの飛翔方向を以下の３方向に切り替えている。
【００２７】
(1)偏向なし：図３の矢符Ｐ1
偏向電極４５Ｌ、４５Ｒの両者に同一電圧を印加した場合には、帯電トナーＴは図３の矢符Ｐ1で示すようにトナー通過孔４１をまっすぐ通過して中間転写ベルト２３の上の当該トナー通過孔４１に対応する位置に飛翔する。
【００２８】
(2)左偏向：図３の矢符Ｐ2
両偏向電極４５Ｌ、４５Ｒのうち中間転写ベルト２３の搬送方向Ｙを基準としてトナー通過孔４１の左側に配置された偏向電極４５Ｌに右側に配置された偏向電極４５Ｒよりも相対的に高い電圧を印加した場合には、負極性に帯電している帯電トナーＴは、図３の矢符Ｐ2に示すように、両電極４５Ｌ、４５Ｒの間に生ずる偏向用静電界によって左側に偏向する。
【００２９】
(3)右偏向：図３の矢符Ｐ3
両偏向電極４５Ｌ、４５Ｒのうち中間転写ベルト２３の搬送方向Ｙを基準としてトナー通過孔４１の右側に配置された偏向電極４５Ｒに左側に配置された偏向電極４５Ｌよりも相対的に高い電圧を印加した場合には、負極性に帯電している帯電トナーＴは、図３の矢符Ｐ3に示すように、両電極４５Ｌ、４５Ｒの間に生ずる偏向用静電界によって右側に偏向する。
【００３０】
このように、この実施形態では、帯電トナーＴの飛翔方向を３方向に切替えながら、その偏向範囲内を含む中間転写ベルト２３の着弾位置ＰＩで帯電トナーＴを中間転写ベルト２３に着弾させている。
【００３１】
ただし、上述の如く偏向電極４５Ｌ、４５Ｒは中間転写ベルト２３の搬送方向Ｙに対して斜め方向に対向配置されているから、上記(1)偏向なし、(2)左偏向及び(3)右偏向という３つの態様によって、中間転写ベルト２３が停止しているときは該中間転写ベルト２３の搬送方向Ｙに対して斜めに直線的に並ぶ３つのドットが中間転写ベルト２３上に形成される。この場合、中間転写ベルト２３がドットを打つ周期（時間）で相隣るドットのずれ量（距離）だけ搬送されるようにその搬送速度を定めることにより、当該３つのドットを中間転写ベルト２３の搬送方向Ｙと直交する方向に直線的に並べることができる。従って、１つのトナー通過孔４１で３つのドットを形成することができ、ドットの高密度化を図ることができる。
【００３２】
ＦＰＣ４の基体４２では、現像ローラ１２側の表面４２１上と、背面電極３側の表面４２２上とに、帯電防止用の半導電性層４９が形成されるとともに、接地電位が与えられている。これらの半導電性層４９は予め設定されている温度（初期設定温度）で最適抵抗値を示し、上記のようにして飛翔する帯電トナーＴがＦＰＣ４と接触することで発生する摩擦電荷をＦＰＣ４から逃がしてＦＰＣ４の帯電を効果的に防止するとともに、移送静電界および偏向用電界への影響を抑えることができるように構成されている。すなわち、半導電性層４９の温度が初期設定温度あるいは許容温度範囲内に保持される間、良好な印字品質を確保可能となっている。
【００３３】
また、現像ローラ１２の回転方向Ｄにおいてトナー飛翔開始位置Ｊよりも上流側において、上記のように構成されたＦＰＣ４と現像ローラ１２との間に現像ローラ１２の長手方向（図３紙面の垂直方向）の全長にわたって広がったスペーサ５がＦＰＣ４のトナー通過孔４１よりも回転方向Ｄの手前側に差し込まれており、スペーサ５の一部が現像ローラ１２上に担持されるトナー層ＴＬと当接することで、現像ローラ１２とＦＰＣ４のトナー通過孔４１とのギャップＧＰが一定値に規定されている。
【００３４】
上記のように構成された画像形成装置では、外部装置から画像信号が制御ユニット１００のメインコントローラ１０１に与えられると、このメインコントローラ１０１からの信号に応じてエンジンコントローラ１０２のＣＰＵ１０５がその画像信号に応じた制御信号を制御バイアス発生部４７、Ｌ偏向バイアス発生部４８ＬおよびＲ偏向バイアス発生部４８Ｒに与えてトナーＴを中間転写ベルト２３上に飛翔・付着させて画像信号に対応したトナー像を形成する。そして、そのトナー像については、所定の転写領域ＴＲにおいて、カセット７から取り出された複写紙、転写紙、およびＯＨＰ用透明シートなどのシートＳ上に転写する。また、こうして画像が形成されたシートＳは定着ユニット８を経由して図示を省略する排出トレイに搬送される。
【００３５】
そして、上記した画像形成動作が終了してから所定の時間が経過しても次の画像信号が与えられない場合には、待機時における消費電力の低減を図るべく、装置は待機状態に移行する。具体的には、現像ローラ１２の回転を停止するとともに、現像ローラ１２、制御電極４３、ＬおよびＲ偏向電極４５Ｌ、４５Ｒならびに背面電極３のそれぞれへの電圧供給を停止した状態を待機状態としている。
【００３６】
上記した画像形成装置の動作について、待機状態にある図１の画像形成装置に対し、図５に示す時刻ｔ1において外部装置から１ページ分の画像信号が入力された時の動作を例にとり、図５および図６を参照しつつさらに詳しく説明する。図５は図１の画像形成装置の動作を示すタイミングチャートであり、図６は後述する停止動作における現像ローラ１２の表面状態の変化を示す図である。
【００３７】
待機状態、すなわち時刻ｔ1以前においては、図５に示すように、現像ローラ１２および中間転写ベルト２３は停止しており、また制御電極４３、背面電極３に対して電圧は印加されていない。そして、時刻ｔ1においてメインコントローラ１０１に対し外部装置から画像信号が入力されると、現像ローラ１２および中間転写ベルト２３の駆動が開始されるとともに、背面電極３にバイアス電圧が印加される。その後、制御電極４３に対して、入力された画像信号に対応させてトナー飛翔をオン・オフさせるための制御電圧が出力される（時刻ｔ2）。これにより、現像ローラ１２から中間転写ベルト２３へ向けたトナー飛翔が行われ、中間転写ベルト２３上には画像信号に対応したトナー像が形成されてゆく。
【００３８】
そして、１ページ分の画像形成が終了すると（時刻ｔ3）、中間転写ベルト２３に形成されたトナー像は転写領域ＴＲ（図１）においてカセット７から取り出されたシートＳに転写されて、画像形成動作（時刻ｔ2〜ｔ3）が完了する。
【００３９】
なお、図５への記載を省略しているが、上記した画像形成時には、ＬおよびＲ偏向電極４５Ｌおよび４５Ｒに対しても、ＬおよびＲ偏向バイアス発生部４８Ｌおよび４８Ｒから偏向用静電界を形成するための電圧が適宜印加されている。
【００４０】
その後、続けて画像信号の入力があるときには、上記動作を繰り返すことによって連続的に画像形成が行われるが、予め設定された入力待ち時間が経過しても画像信号の入力がないときは、装置は以下の停止動作（時刻ｔ4〜ｔ10）を行って、再び待機状態に移行する。すなわち、まず制御電極４３に対し、トナーＴを連続的に飛翔させる、つまりベタ画像信号に相当するオン制御電圧が印加される（時刻ｔ4）。これにより、図６（ａ）に示すように、トナー通過孔４１の周辺にはトナーＴを背面電極３に向けて飛翔させる電界Ｅが形成される。その結果、現像ローラ１２の矢印方向Ｄへの回転によってトナー飛翔開始位置Ｊに搬送されてくるトナーＴは背面電極３に向け次々に飛翔する（図６（ｂ））。このように、この実施形態では、制御バイアス発生部４７および背面バイアス発生部１０４がそれぞれ上記した各電圧を発生することで電界発生手段として機能している。なお、この場合のトナー飛翔においてはトナーの飛翔方向を偏向させる必要はないので、ＬおよびＲ偏向電極４５Ｌおよび４５Ｒへの電圧印加は行わなくてもよい。
【００４１】
そして、制御電極４３へのオン制御電圧を加えながら現像ローラ１２の回転を停止させ（時刻ｔ5）、その後、制御電極４３への制御電圧および背面電極３へのバイアス電圧をオフにする（時刻ｔ6およびｔ7）。このとき、現像ローラ１２の表面のうち時刻ｔ4から時刻ｔ6までの間にトナー飛翔開始位置Ｊを通過した部分のトナーＴは背面電極３に向けて飛翔したため、図６（ｃ）に示すように、この部分にはトナーＴが担持されないトナーフリー領域Ｚが形成されている。つまり、このとき、現像ローラ１２の表面のうち、トナー飛翔開始位置Ｊに対応する表面領域だけでなく、これより下流側（図６（ｃ）において右方）の隣接領域もトナーＴを担持しないトナーフリー状態となっており、上記した領域Ｚはこの表面領域と隣接領域とを合わせたものである。
【００４２】
その後、現像ローラ１２を上記方向Ｄとは逆の方向Ｄrに所定量だけ回転させた後（時刻ｔ8）、完全に停止させる（時刻ｔ9）。これにより、トナー通過孔４１の直近には、図６（ｄ）に示すように、現像ローラ１２の表面のうちトナー飛翔開始位置Ｊを挟んでその上流側から下流側にわたってトナーフリー状態となった領域Ｚが対向することとなる。
【００４３】
なお、トナー飛翔開始位置Ｊから飛翔したトナーＴは、トナー通過孔４１を通過して、背面電極３との間に配置された中間転写ベルト２３の表面に付着するとともに、該ベルト２３の移動に伴って図１に示すＹ方向へ搬送され、最終的にはクリーナ２４によって中間転写ベルト２３表面から除去・回収される。このように、この実施形態では、受像体たる中間転写ベルト２３がトナー回収体としても機能するとともに、クリーナ２４が清掃手段として機能している。
【００４４】
そして、時刻ｔ4〜ｔ6において現像ローラ１２から飛翔し、中間転写ベルト２３に付着したトナーＴがクリーナ２４との当接位置まで搬送されて除去された後、中間転写ベルト２３の駆動が停止されて（時刻ｔ10）、こうして装置は時刻ｔ1以前と同じ待機状態となる。
【００４５】
このように、この画像形成装置は、現像ローラ１２を停止する際に、トナー飛翔開始位置Ｊおよびその周辺における現像ローラ１２上のトナーＴを飛翔させて現像ローラ１２の表面からトナーＴを除去することでその一部をトナーフリー状態とし、そのトナーフリー領域Ｚをトナー通過孔４１に対向させた状態を待機状態としている。そのため、待機状態が長時間継続されたとしても、現像ローラ１２からトナーＴが遊離してトナー通過孔４１の周囲に堆積したり、装置内部に飛散したりすることがない。
【００４６】
また、現像ローラ１２を回転駆動中からその回転を停止させるまでにわたってトナー飛翔をさせているため、広い範囲にわたるトナーフリー領域Ｚが形成されており、これにより現像ローラ１２からのトナー飛散が効果的に防止されている。特に、現像ローラ１２が減速しつつ停止するまでの間にわたってトナー飛翔を行わせるのが効果的である。というのは、現像ローラ１２の回転速度が低下すればその表面に担持されるトナーＴに移送静電界Ｅが作用する時間が長くなり、トナーＴをより確実に飛翔させることができるからである。
【００４７】
また、この実施形態の画像形成装置では、装置の電源を切る際にも上記した停止動作を行っているので、例えば、ユーザが装置を移動させるなどして装置に機械的振動を与えたとしても、それによってトナーＴが現像ローラ１２から剥落して飛散するといった問題は発生しない。
【００４８】
しかも、画像形成動作のために必須的に設けられた、制御バイアス発生部４７、中間転写ベルト２３およびクリーナ２４等の装置構成をそのまま用いて本発明のトナー除去手段を構成するとともに、これを用いて本発明の画像形成方法を実施しているので、トナー除去のための特別な構成を追加する必要がなく、装置を小型、低コストに構成することが可能である。
【００４９】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、本発明の停止動作としては、現像ローラ１２の停止状態において少なくともトナー飛翔開始位置ＪのトナーＴが除去されていればよく、この観点から図５に示した手順以外にも、例えば図７ないし図９に示すように種々の変形例が考えられる。
【００５０】
このうち、図７（ａ）に示す停止動作では、時刻ｔ11で背面電極３へのバイアス電圧供給を停止した後に現像ローラ１２の逆回転駆動（図５における時刻ｔ8〜ｔ9）を行わない点で上記実施形態と相違している。この場合、待機状態における現像ローラ１２は図７（ｂ）に示す状態、すなわちトナー飛翔開始位置Ｊからその下流側（同図において右方）にトナーフリー領域Ｚが形成された状態で停止していることとなる。この場合でも、トナー飛翔開始位置Ｊから下流側の領域Ｚにおける現像ローラ１２上のトナーＴが除去されているので待機状態におけるトナー飛散が抑制されており、しかも、現像ローラ１２を逆回転させるための機構を設ける必要がないので装置構成が簡単であり、特に装置の小型化、低コスト化が要求される場合に好適である。
【００５１】
また、図８（ａ）に示す停止動作では、時刻ｔ12において現像ローラ１２の駆動を停止した後に、制御電極４３にオン制御電圧を印加してトナー飛翔を開始させている（時刻ｔ13）。このとき、トナー飛翔は現像ローラ１２が停止した状態で行われるため、現像ローラ１２の表面のうちトナー飛翔開始位置Ｊに対応する表面領域のトナーＴが除去された、図８（ｂ）に示す状態が待機状態となる。この場合、上記表面領域のみのトナーＴを飛翔させればよいのでトナーのロスを最少限に抑えることができるとともに、制御電圧の印加期間（時刻ｔ13〜ｔ14）を短くできるので停止動作に要する時間を短縮して速やかに待機状態に移行することが可能である。
【００５２】
なお、制御電極４３への制御電圧印加は、現像ローラ１２の停止とほぼ同時（時刻ｔ12）に行ってもよい。このとき、現像ローラ１２の駆動を停止してから実際にその回転が停止するまでには減速期間を要するので、この減速期間にトナー飛翔を行わせればより広いトナーフリー領域を出来させることができる。
【００５３】
また、図９（ａ）に示す停止動作では、トナー飛翔の終了後に現像ローラ１２を停止させており（時刻ｔ15）、そのため、図９（ｂ）に示すように、この時点でトナーフリー領域Ｚはトナー飛翔開始位置Ｊよりも下流側にある。そして、その後に現像ローラ１２を逆方向に回転させることで（時刻ｔ16〜ｔ17）、図６（ｃ）あるいは図６（ｄ）に示すように、トナーフリー領域Ｚをトナー飛翔開始位置Ｊに位置させた状態で現像ローラ１２を停止させて、この状態を待機状態とすることができる。
【００５４】
また、例えば、上記した実施形態では、待機状態においては現像ローラ１２への電圧供給をも停止することで消費電力のさらなる低減を図っているが、待機状態においても現像ローラ１２へのバイアス電圧供給を継続させるようにしてもよい。というのは、現像ローラ１２への電圧供給を継続することによる、待機状態における消費電力の増加はわずかであるのに対し、現像ローラ１２に帯電トナーＴを吸着させるための電圧を与えることでより効果的にトナー飛散を防止することが可能となるからである。
【００５５】
また、これらの動作を組み合わせて、例えば、画像信号が入力されないときには図８に示す停止動作を行ってトナー飛翔開始位置Ｊに対応する表面領域についてのみトナー除去を行うことによって速やかに待機状態に移行するとともに、現像ローラ１２への電圧供給を継続することで待機状態における現像ローラ１２からのトナー飛散を防止し、一方、電源を切るときには図５に示す停止動作（時刻ｔ4〜ｔ10）を行ってより広い範囲のトナー除去を行うようにしてもよい。
【００５６】
また、例えば、上記実施形態では、停止動作において飛翔させたトナーＴを中間転写ベルト２３に付着させ、クリーナブレード２４２を有するクリーナ２４によって回収しているが、これに限定されるものではなく、例えば別途設けたトナー回収体によって回収する構成であってもよく、またクリーナ２４を例えばブラシによってトナー回収体からトナーＴを除去する構成としてもよい。
【００５７】
また、例えば、上記実施形態では、トナー像を中間転写ベルト２３などの転写媒体に形成した後、その転写媒体上のトナー像をシートＳに転写する中間転写方式の画像形成装置に本発明を適用しており、中間転写ベルト２３をトナー回収体として用いているが、現像器１から飛翔させた帯電トナーＴを直接シートＳに着弾させて画像を形成する画像形成装置に対して本発明を適用してもよい。この場合には、シートＳや、シートＳを搬送するための搬送部材等をトナー回収体として用いることができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、偏向電極４５Ｌ、４５Ｒによって帯電トナーＴの飛翔方向を３方向Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3に切替可能な画像形成装置に対して本発明を適用しているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、帯電トナーＴの飛翔方向が固定された画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【００５９】
さらに、上記実施形態では、１つの現像器１で画像を形成する、いわゆる単色印字を実行する画像形成装置に本発明を適用しているが、例えばフルカラーの画像を形成する場合には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４種類のトナーについて同様の現像器１を中間転写ベルト２３やシートＳの搬送方向Ｙに一列に並ぶように設けた、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように、この発明にかかる画像形成装置および画像形成方法によれば、トナー担持体の移動を停止する際にトナー担持体のトナー飛翔開始位置に対応した表面領域に担持されていたトナーが確実に除去されるので、停止状態にあるトナー担持体からトナーが遊離・飛散するのを確実に防止し、画質の良好な画像を安定して形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明にかかる画像形成装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】  図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】  フレキシブルプリント回路基板の部分拡大断面および帯電トナーの飛翔モデルを示す図である。
【図４】  フレキシブルプリント回路基板に形成された制御電極および偏向電極を示す図である。
【図５】  図１の画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】  停止動作における現像ローラの表面状態の変化を示す図である。
【図７】  停止動作の第１の変形例を示す図である。
【図８】  停止動作の第２の変形例を示す図である。
【図９】  停止動作の第３の変形例を示す図である。
【符号の説明】
３…背面電極
４…ＦＰＣ（トナー飛翔制御手段）
５…スペーサ
１２…現像ローラ（トナー担持体）
２３…中間転写ベルト（受像体、トナー回収体）
２４…クリーナ（清掃手段）
４１…トナー通過孔
４３…制御電極
１０４…背面バイアス発生部（電界発生手段）
Ｄ…（現像ローラ１２の）回転方向
Ｚ…トナーフリー領域（表面領域、隣接領域）
【図１】
0003800078.tif 000002
【図２】
0003800078.tif 000003
【図３】
0003800078.tif 000004
【図４】
0003800078.tif 000005
【図５】
0003800078.tif 000006
【図６】
0003800078.tif 000007
【図７】
0003800078.tif 000008
【図８】
0003800078.tif 000009
【図９】
0003800078.tif 000010